CN105339093A - 喷涂夹具系统 - Google Patents

Abstract

一种包括静电喷涂夹具系统的系统，所述静电喷涂夹具系统包括围绕孔的非导电框架，其中所述非导电框架被配置成将物体保持在孔内；以及连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的物体，并且所述非导电框架包括非导电材料，以减少带电涂覆材料的静电吸引。

Description

喷涂夹具系统

相关申请的参见引用

此申请要求于2014年5月1日提交的标题为“喷涂夹具系统(SprayFixtureSystem)”的美国非临时专利申请No.14/267,681的优先权和权益，该非临时专利申请以引用的方式并入本文，该申请要求于2013年6月4日提交的标题为“喷涂夹具系统(SprayFixtureSystem)”的美国临时专利申请No.61/831,129的优先权和权益，该临时专利申请以引用的方式并入本文。

背景技术

本发明总体上涉及用静电喷涂涂覆物体的系统和方法。

静电工具喷涂带电材料以更有效地涂覆物体。例如，静电工具可以用于油漆物体。在操作中，接地目标吸引从静电工具喷涂的带电材料。当带电材料接触接地目标时，该材料失去电荷。然而，邻近部件的电吸引力可能抑制小物体的静电喷涂。

发明内容

以下概述与原始要求的发明的范围相称的某些实施例。这些实施例并不意欲限制所要求的发明的范围，而是这些实施例仅意欲提供本发明的可能形式的简要概述。事实上，本发明可以涵盖可能类似于或不同于以下阐述的实施例的各种形式。

在一个实施例中，一种系统包括静电喷涂夹具系统，所述静电喷涂夹具系统包括围绕孔的非导电框架，其中所述非导电框架被配置成将物体保持在所述孔内；以及连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的物体，并且所述非导电框架包括非导电材料以减少带电涂覆材料的静电吸引。

在另一实施例中，一种系统包括静电喷涂夹具系统，所述静电喷涂夹具系统包括围绕孔的非导电框架；连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的物体，并且所述非导电框架包括非导电材料，以减少带电涂覆材料的静电吸引；以及第一保持构件，该第一保持构件被配置成将所述物体保持在所述孔内。

在另一实施例中，一种系统包括静电喷涂夹具，所述静电喷涂夹具包括围绕孔的非导电框架，其中所述非导电框架被配置成将物体保持在所述孔内；连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的物体，并且所述非导电框架包括非导电材料以减少带电涂覆材料的静电吸引；以及转轴，所述转轴电连接到所述导体并且被配置成使所述导体接地。

附图说明

本发明的这些和其他特征、方面和优点将在参照附图阅读以下详细描述时变得更好理解，其中相同的标记在全部图中代表相同部件，其中：

图1是具有喷涂夹具系统的静电喷涂系统的实施例的示意图；

图2是喷涂夹具系统的实施例的前立体图；

图3是喷涂夹具系统的实施例的后立体图；

图4是喷涂夹具系统的实施例的前立体图；

图5是喷涂夹具系统的实施例的后立体图；

图6是喷涂夹具系统的实施例的后立体图；以及

图7是喷涂夹具系统的实施例的后立体图。

具体实施方式

下文将描述本公开的一个或更多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简明描述，并未在说明书中描述具体实施方式中的所有特征。应了解，在开发任何这样的具体实施方式时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发者的特定目标，诸如符合与系统相关和商业相关的约束，而这些特定目标在不同的实施方式中可能有所不同。此外，应了解，尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言这仍然是一种从事设计、加工和制造的常规手段。

在介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意欲指存在一个或多个所述的元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意欲是包括的并且意味着除了所列出的元件之外可以存在额外的元件。操作参数和/或环境条件的任何实例并不排除所公开的实施例的其他参数/条件。

本发明总体上针对促进目标的静电喷涂的喷涂夹具系统。喷涂夹具系统可以通过藉由减少邻近部件的电吸引(即，干扰)以将涂覆材料的电吸引朝向目标聚集来改进静电涂覆。具体来说，以下实施例描述非导电框架(例如，非导电的、电绝缘的)，所述非导电框架能够将目标固定在所述框架的孔内。非导电框架对电流的电阻使得所述框架对带电涂覆材料的电吸引比目标对带电涂覆材料的电吸引更少。因此，在喷涂操作期间，非导电框架通过阻挡或减少静电带电涂覆材料流远离电吸引目标来改进目标的涂覆。以下实施例描述将目标固定在孔内的多种方式，同时减少或阻挡远离目标的电吸引。例如，喷涂夹具系统可以包括非导电磁体(例如，非导电的、电绝缘的)，所述非导电磁体将目标固定在非导电框架内，同时阻挡或减少远离目标的电吸引。在另一实施例中，喷涂夹具系统可以包括将目标固定到非导电框架的夹具。在其他实施例中，所述目标可以被压缩地保持为与具有块体的非导电框架相抵或者固定在块体的孔内。

图1是静电喷涂系统6的示意图，该静电喷涂系统6能够喷涂静电带电涂覆材料，以涂覆保持在喷涂夹具系统8中的产品(植入式医疗器械、注射器针头、支架、导线、导管等)。喷涂夹具系统8通过减少或阻挡静电带电涂覆材料远离预定目标10的吸引来改进目标涂覆。如以下将更详细解释，喷涂夹具8包括非导电部件，该非导电部件以减少静电涂覆材料到使目标10电接地的导电部件的吸引的方式布置。

静电喷涂系统6包括材料传送系统12、电源14和控制器系统16。这些系统一起工作以将带电涂覆材料喷涂到目标10上。材料传送系统12包括静电工具22(例如，喷涂装置)、材料源24(例如，流体箱)、材料传送部件26和空气源28(例如，空气箱和/或压缩机)。在操作中，静电喷涂系统6使用电源14来为材料传送系统12供电。静电工具22从电源14接收电力、从材料源24接收材料(例如，液体)并且从空气源28接收气流。静电工具22结合电力、涂覆材料和气流以喷涂带电涂覆材料(例如，液体喷雾)。具体来说，静电工具22使涂覆材料(例如，液体)带电、雾化并且喷涂(例如，液体喷涂)到目标10上。材料传送系统12可以包括材料传送部件26，以助于使涂覆材料移动到静电工具22中。材料传送部件26可以是压力罐、注射泵或者能够将涂覆材料传送到静电工具22的另一类型的泵。

在所示的实例中，静电工具22可以是具有喷嘴组件32和电压倍增器30的气体喷枪(例如，喷射空气或另一种气体的喷枪)。例如，静电工具可以使用气体以雾化和/或成形液体喷雾。为了对涂覆材料进行充电，静电工具22包括电压倍增器30。电压倍增器30从电源14接收电力。电源14可以是外部电源(例如，电网、发电机等)、内部电源(例如，电池或发电机)或者外部电源与内部电源的组合。电压倍增器30从电源14接收电力，并且将电力转换为待施加到静电工具22中的涂覆材料的较高电压。如将了解的，电压倍增器30可以是可移除的，并且可以包括二极管和电容器。在某些实施例中，电压倍增器30还可以包括改变正电压与负电压之间功率的切换电路。随着涂覆材料雾化和带电，涂覆材料被喷涂到目标10(例如，导线、导管等)上。目标10可以接地或者反向充电以电吸引涂覆材料。

如图1中所示，静电喷涂系统6包括控制器系统16。控制器系统16包括控制器34和用户界面36，控制器系统16可以由电源14供电。如图所示，控制器34包括处理器38和存储器40。存储器40可以储存可由处理器38执行的指令(即，软件代码)以控制静电喷涂系统6的操作。控制器34可以连接到材料传送系统12和喷涂夹具系统8以控制各种参数。例如，控制器34可以控制来自材料源24的材料流、来自气流源28的气流、添加到离开具有电压倍增器30的静电工具22的材料的电荷量以及喷涂夹具系统8的极性。

用户界面36连接到控制器34，并且从控制器34接收信息。在某些实施例中，用户界面36可以被配置成允许用户基于由控制器34收集的信息来调整各种设置和操作参数。具体来说，用户可以通过连接到用户界面36的一系列按钮或旋钮48来调整设置或参数。在某些实施例中，用户界面34可以包括实现与静电喷涂系统6有关的信息的显示和用户输入的触屏。例如，用户界面36可以使得用户能够使用用户界面34上的旋钮、拨盘、按钮或菜单来调整由电压倍增器30供应的电压、打开/关闭电压以及调整由工具12喷涂的材料量。此外，用户界面34可以包括用于静电喷涂系统6的预编操作模式。这些模式可以是改变在一段时期内添加到喷涂材料的电荷或者改变由静电系统10喷涂的材料的量的过程。操作者可以使用用户界面34上的按钮、旋钮、拨盘或菜单48来启动一个或多个操作模式。这些预编操作模式可以是用于制造产品的特定过程、过程中的特定步骤或者可以对应于用于静电喷涂系统6的操作参数(例如，电压电平、材料放电率、气流速率等)。例如，模式可以包括为特定产品(例如，支架、导线或导管和/或特定涂覆材料(例如，PTFE))定制的操作模式。

图2是喷涂夹具系统8的实施例的前立体图，该喷涂夹具系统通过减少或阻挡带电涂覆材料朝向其他部件的吸引来增加目标10的电吸引。例如，目标10可以具有限制电吸引力的小横截面区域(例如小医疗设备，诸如支架、导线、导管等)。为了将带电涂覆材料朝向目标10聚集，喷涂夹具系统8包括由非导电材料(例如，非导电的、电绝缘的)制成的非导电框架50，所述非导电材料诸如聚合物、木头、陶瓷、非导电金属、复合材料或者其任何组合。例如，聚合物可以包括弹性体或橡胶、尼龙、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、氯丁橡胶或其任何组合。复合材料可以包括纤维增强聚合物、陶瓷复合材料或者具有分散式增强材料(例如，纤维)的其他基质材料。如图所示，框架50包括三个侧面52、54和56。侧面52、54和56可以整体地形成，或分开但是能够连接在一起以形成框架50。侧面54和56限定连接到侧面52的第一端58和60，以及第二端62和64。第二端62和64可以包括使得侧面54和56能够通过连接件72(例如，螺栓、螺钉、销)连接到导电构件70的孔66和68。当侧面52、54和56连接到一起并且连接到导电构件70时，它们形成孔74。在本实施例中，孔74是正方形的。然而，在其他实施例中，框架50和导电构件70可以形成各种孔74形状(例如，圆形、半圆形、矩形、梯形、三角形、五边形等)。

如图所示，目标10被悬停在侧面52与导电构件70之间的孔74内。具体来说，目标10通过非导电磁体76、78和80(例如，非导电的、电绝缘的)悬停在孔74内。在一个实施例中，第一非导电磁体76可以通过粘合剂或机械紧固件(例如，螺栓、螺钉等)连接到框架50的正面上的侧面52。非导电磁体76吸引目标10的第一端82和非导电磁体78。在此布置中，目标10的第一端82被压缩地固定在两个磁体76与78之间。在一些实施例中，磁体76可以替换为类似于导电构件70的导电材料，该导电材料使得磁体78能够将目标10的端82压缩地保持到框架50上。目标10的第二端84被类似地保持，但是保持在导电构件70与非导电磁体80之间。以此方式，目标10的第一端82和第二端84两者被压缩地保持在孔74内，并且通过与导电构件70接触而电接地。在另一实施例中，构件70可以是非导电的但是包括导电涂层以使得目标10能够接地。

如图所示，非导电磁体80覆盖导电构件70以减少或阻挡静电带电涂覆材料朝向导电构件70的吸引。导电构件70可以其他方式接地或带电，使得导电构件70对带电涂覆材料具有电吸引。例如，导电构件70可以连接到接地转轴86，使得静电带电涂覆材料在涂覆材料接触目标10之后失去电荷。在其他实施例中，相对于施加于涂覆材料的变化，目标10可以通过与导电构件70接触而带极性相反的电荷。因此，在没有非导电磁体80的情况下，静电带电涂覆材料可以被电吸引到导电构件70，且因此吸引涂覆材料远离目标10。通过用非导电磁体80覆盖导电构件70，非导电磁体80阻挡或减少导电构件70的电吸引，同时增加目标10的电吸引。

图3是喷涂夹具系统8的实施例的后立体图。如图所示，导电构件70通过连接件72附接到非导电框架50的后面。然而，在其他实施例中，导电构件70可以连接到非导电框架50的正面。在导电构件70连接到框架50的正面的实施例中，磁体80可以在侧面56和54之上延伸，从而覆盖整个导电构件70。通过从侧面56延伸到侧面54，非导电磁体80覆盖连接件72，这阻挡静电带电涂覆材料朝向连接件72的吸引。此外，在本实施例中，非导电磁体76和78在框架50的正面。在其他实施例中，非导电磁体76和78可以放置在非导电框架50的后侧上。磁体76和78放置在非导电框架50的后侧上，可以通过阻挡或减少磁体76和78与涂覆材料之间的接触来提高喷涂夹具系统8的可用性。

图4是喷涂夹具系统8的实施例的前立体图。为了将带电涂覆材料朝向目标10聚集，喷涂夹具系统8包括由非导电材料(例如，非导电的、电绝缘的)制成的非导电框架50，所述非导电材料诸如聚合物、木头、陶瓷、非导电金属、复合材料或者其任何组合。例如，聚合物可以包括弹性体或橡胶、尼龙、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、氯丁橡胶或其任何组合。复合材料可以包括纤维增强聚合物、陶瓷复合材料或者具有分散式增强材料(例如，纤维)的其他基质材料。如图所示，框架50包括限定正方形孔74的四个整体侧面100、102、104和106。然而，在其他实施例中，框架可以形成不同的形状(例如，矩形、正方形、三角形、圆形、半圆形、梯形、五边形等)。在其他实施例中，侧面100、102、104和106可以不是整体的，而是可以连接在一起以形成框架50。框架50限定正面108和后面110。在本实施例中，多个导电磁体112、114、116和118连接到框架50的后面110，以将目标10固定在孔74内。导电磁体112和116可以通过粘合剂或通过螺栓、螺钉、销等直接连接到框架50。磁体112和116可以吸引目标10，从而将目标10对准和保持在孔74内。磁体114和118随后可以连接到磁体112和116，以将目标10压缩地保持在框架74内。在一些实施例中，导电磁体112和116可以不是导电磁体，而可以是被吸引到磁体114和118的导电构件，或者反之亦然，从而使得目标10能够压缩保持。在本实施例中，磁体112、114、116和118在框架50的后面110上；然而，在其他实施例中，磁体112、114、116和118可以在正面108上。当连接到正面时，磁体114和118可以是非导电磁体，以减少对导电构件或磁体112和116的电吸引，同时将目标10压缩地保持在孔74内。

图5是喷涂夹具系统8的实施例的后立体图。喷涂夹具系统8包括弹簧加载夹具130和132。夹具130和132包括各自的弹簧加载铰链134和136，所述铰链将夹具130和132弹性地连接到非导电框架50的后面138。因此，弹簧加载夹具130和132提供抵抗非导电框架50的面138的偏置力(例如，弹簧力)，从而产生保持目标10的压缩力。如图所示，夹具130和132连接到围绕孔74的非导电框架50的相对侧面。夹具130和132使得在静电喷涂操作期间目标10能够保持在孔74内。夹具130和132可以是导电的，以使得在喷涂期间目标10能够充电或接地。然而，在一些实施例中，夹具130或132中的仅一个可以是导电的以促进目标10的接地。如图所示，夹具130和132绕其铰链134和136旋转以打开和关闭，从而将目标10固定在孔74内。在一些实施例中，夹具130和132可以包括沿夹具边缘140和142的软导电材料，这使得夹具130和132能够更好地固定和电连接到目标10。

图6是喷涂夹具系统8的实施例的后立体图。在图6中，喷涂夹具系统8包括穿孔块体160和162。块体160和162在孔74的相对侧面上连接到框架50的后面164。在喷涂操作期间，块体160和162将目标10保持在孔74内，从而确保目标10被静电地涂覆。块体160和162包括各自的盲孔166和通道168，所述盲孔和通道可以彼此对准，并且能够接收目标10并且将目标10保持在孔74内。具体来说，块体162中的通道168使得目标10的第二端84能够完全穿过块体162，并且进入块体162的盲孔166中。盲孔166接收第二端84从而通过阻挡第二端84的进一步移动来保持目标10。在一些实施例中，块体160和162可以由吸引目标10的磁性材料制成，从而增加喷涂夹具系统8保持目标10的能力。磁性材料可以是使得目标10能够充电或接地的导电磁体材料。在其他实施例中，仅块体160可以是磁性的和/或导电的，而块体162由非导电和/或非磁性材料制成，以减少电吸引。

图7是喷涂夹具系统8的实施例的后立体图。喷涂夹具系统8包括具有螺柱或螺栓190的非导电框架50。螺栓190可以整合至非导电框架，或可以是可单独附接的。例如，螺栓190可以通过正面192中的孔延伸通过框架50，或者螺栓190可以整体地形成作为框架的一部分并且从后面194突出。螺栓190使得块体196和198能够连接到框架50，同时将目标10固定在孔74中。块体196和198包括使得螺栓190能够穿过块体196和198的孔200。在接收螺栓190之后，块体196和198通过拧到螺栓190上的螺母202被压缩地固定到框架50上。块体196和/或块体198可以由使得目标10能够充电或接地的导电材料制成。此外，块体196和/或块体198可以包括弹性或柔性层204。柔性层204(例如，弹性体、嵌有金属粒子的弹性体、织物、碳填充树脂、非碳填充树脂)可以是导电或非导电的，以协助块体196和/或198夹持目标10和形成与目标10的电连接。

虽然本文仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将会想到许多修改和改变。因此，应理解，随附的权利要求意欲涵盖落入本发明的真正精神内的所有这些修改和改变。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

静电喷涂夹具系统，所述静电喷涂夹具系统包括：

围绕孔的非导电框架，其中所述非导电框架被配置成将物体保持在所述孔内；以及

连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的所述物体，并且所述非导电框架包括非导电材料，以减少带电涂覆材料的静电吸引。

2.根据权利要求1所述的系统，其包括配置成保持所述物体的第一保持构件。

3.根据权利要求2所述的系统，其包括配置成保持所述物体的第二保持构件。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一和第二保持构件连接到所述非导电框架的相对侧面。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一保持构件包括第一非导电磁体，并且所述第二保持构件包括第二非导电磁体。

6.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一保持构件包括第一弹簧加载夹具，并且所述第二保持构件包括第二弹簧加载夹具。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一保持构件包括具有配置成阻挡所述物体的轴向移动的盲孔的第一板，并且所述第二保持构件包括具有通道的第二板。

8.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一保持构件包括第一板并且所述第二保持构件包括第二板，其中所述第一和第二板被配置成连接到所述非导电框架上的螺栓。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一块体是导电的。

10.一种系统，包括：

静电喷涂夹具系统，所述静电喷涂夹具系统包括：

围绕孔的非导电框架；

连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的所述物体，并且所述非导电框架包括非导电材料，以减少带电涂覆材料的静电吸引；以及

第一保持构件，所述第一保持构件被配置成将所述物体保持在所述孔内。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一保持构件包括所述导体。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一保持构件连接到所述导体。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一保持构件包括非导电磁体。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一保持构件包括弹簧加载夹具。

15.根据权利要求10所述的系统，其包括配置成将所述物体保持在所述孔内的第二保持构件。

16.一种系统，包括：

静电喷涂夹具，所述静电喷涂夹具包括：

围绕孔的非导电框架，其中所述非导电框架被配置成将物体保持在所述孔内；

连接到所述框架的导体，其中所述导体被配置成电连接到所述孔内的所述物体，并且所述非导电框架包括非导电材料，以减少带电涂覆材料的静电吸引；以及

转轴，所述转轴电连接到所述导体，并且被配置成使所述导体接地。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述转轴连接到所述非导电框架。

18.根据权利要求16所述的系统，其包括配置成将所述物体保持在所述孔内的第一保持构件。

19.根据权利要求18所述的系统，其包括配置成将所述物体保持在所述孔内的第二保持构件。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一和第二保持构件是非导电的。