CN110072632A - 涂覆装置和相应的涂覆工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用涂覆介质(例如涂料)通过涂覆机器人(3)涂覆部件(1)、特别是机动车车身部件的涂覆装置和相应的涂覆工艺，涂覆机器人具有安装在涂覆机器人(3)上的第一喷印头(9)。本发明的一个变型提出，第一喷印头(9)可更换地安装在涂覆机器人(3)上，且在进行颜色改变时可更换为第二喷印头(13)。相反，本发明的另一变型提出，除了第一喷印头之外，第二喷印头也安装在涂覆机器人(3)上，其中，这两个喷印头分别施涂一种限定的涂覆介质，以便在不更换喷印头的情况下进行颜色改变。

Description

涂覆装置和相应的涂覆工艺
技术领域
本发明涉及一种用涂覆剂涂覆部件、特别是用涂料涂装车身部件的涂覆装置。此外，本发明还涉及相应的操作方法。
背景技术
对于车身部件的连续涂装，旋转雾化器通常用作施涂装置，然而其具有施涂效率有限的缺点，即仅施涂的涂料的一部分沉积在待涂覆的部件上，而施涂的涂料的其余部分必须作为所谓的过喷被处置。
另一方面，较新的开发线提供所谓的喷印头作为施涂装置，例如从DE 10 2013002 412 A1，US 9 108 424 B2和DE 10 2010 019 612 A1中已知。与已知的旋转式雾化器相比，这种喷印头不会发射要施涂的涂料的喷雾，而是发射涂料的狭窄射流，从而几乎完全沉积在待涂装的部件上，因此几乎不会产生过喷。
然而，已知的喷印头不是为颜色改变而设计的，因此仅以很有限的程度适用于涂装车间中对机动车车身部件进行的连续涂装。
另外，在涂覆间歇期间，喷印头中的涂覆剂会变干或干燥，这在最坏的情况下会导致喷印头失效。
此外，关于本发明的一般技术背景，参考DE 601 25 369 T2，DE 10 2010 019 612A1，WO 2005/016556 A1，DE 698 36 128 T2，DE 10 2004 044 655 A1，DE 10 2013 205171 A1，DE 600 01 898 T2，EP 1 946 846 A2，DE 10 2013 002 412 A1和DE 689 24 202T2。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供以喷印头作为施涂装置的相应改进的涂覆装置或相应改进的涂覆工艺。
该任务通过根据本发明的涂覆装置或根据本发明的涂覆工艺解决。
本发明包括两种发明变型，根据所述发明变型，喷印头可更换地安装在涂覆机器人上，或多个喷印头安装在涂覆机器人上，每个喷印头仅施涂一种特定的涂覆剂。
根据本发明的涂覆装置优选用于用涂料涂覆车身部件并被相应地设计。
然而，本发明还提供了涂覆其他类型部件的替代方案。
此外，所施涂的涂覆剂不必是涂料(例如水基涂料，溶剂基涂料，清漆涂料，底涂料等)。而是基于本发明的涂覆装置也可设计用于施涂其他涂覆剂，仅举例来说，比如粘合剂、隔离材料、密封剂、底漆等。
根据现有技术，根据本发明的涂覆装置首先具有至少一个多轴涂覆机器人，其优选地具有串联机器人运动学机构，至少六个或七个可移动机器人轴和一个多轴机器人手轴。这种涂覆机器人从现有技术中已知，因此不需要详细描述。
另外，根据现有技术，根据本发明的涂覆装置具有至少一个第一喷印头，以将涂覆剂施涂到待涂覆的部件的表面。喷印头具有至少一个喷嘴，以将涂覆剂的涂覆剂射流输送到待涂覆的部件的表面上。因此，本发明所使用的术语“喷印头”必须与通常用作施涂装置的雾化器区分开，所述雾化器不喷射空间限制的涂覆剂射流，而是喷洒涂覆剂。在其他方面，在本发明的上下文中使用的术语“喷印头”应通常地理解，从而可使用不同构造原理的已知喷印头。然而，优选地，该喷印头类似于DE 10 2013 002 412 A1，US 9 108 424 B2和DE 10 2010 019 612 A1中描述的喷印头。
还应注意，喷印头具有至少一个喷印头阀，以控制涂覆剂通过喷嘴的释放。例如，该喷印头阀可具有电致动的螺线管致动器以调节阀位置，但是这种喷印头阀的设计和操作是现有技术，因此不需要更详细地描述。
喷印头安装在涂覆机器人上，并在待涂覆部件的表面上方由涂覆机器人程序控制，这也是现有技术中已知的。
在本发明的第一变型中，第一喷印头安装在涂覆机器人上，且可在颜色改变期间更换成第二喷印头，使得喷印头本身不必经历颜色改变，而是可简单地更换成另一喷印头。
另一方面，在第二发明变型中，除了第一喷印头之外，至少第二喷印头也安装在涂覆机器人上，由此两个喷印头各自施涂特定的涂覆剂，以便能够在不更换喷印头的情况下实现颜色改变。第一喷印头可例如施涂黑色涂料，而第二喷印头可例如施涂银涂料。
在以上简要描述的本发明的第一变型中，优选地提供收存装置以将由涂覆机器人拆卸的第一喷印头收存在收存装置中，且从收存装置拾取第二喷印头来代替收存的第一喷印头。
收存装置优选固定地布置在涂覆装置中且可由涂覆机器人接近，使得涂覆机器人可将当前安装的喷印头收存在收存装置中，并从收存装置拾取先前位于收存装置中的另一喷印头。在颜色改变时，涂覆机器人将安装的喷印头放置在收存装置中并从收存装置拾取新的喷印头，从而然后可用该新的喷印头施涂新的颜色。
优选地，收存装置是湿收存装置或湿保持装置，在其中，收存的喷印头的喷嘴保持湿润以防止液体涂覆剂在存放期间干燥。
本发明的湿收存装置的构思也可结合永久安装的喷印头实现，即结合不可更换地安装在涂覆机器人上的喷印头实现。于是，涂覆机器人可在涂覆间歇期间(例如在转换暂停期间或在维护暂停期间)将喷印头放置在湿收存装置中，使得喷印头中的涂覆剂不会干涸。
在这种湿收存装置的简单实施例中，可提供液浴池，其填充有液体(例如冲洗剂，稀释剂)且在收存期间喷印头至少部分地浸入其中，由此液体防止液体涂覆剂在收存期间在喷印头的外侧上干燥。当将喷印头浸入液浴池中时，至少喷印头喷嘴应浸入液浴池中，因为喷嘴具有非常小的喷嘴横截面，并因而相对容易堵塞。
在另一示例中，湿收存装置允许流体循环通过收存的喷印头。为此目的，除了喷嘴之外，喷印头还具有入口和出口，使得液体(例如涂覆剂，冲洗剂)可循环通过喷印头。湿收存装置于是具有对接装置，该对接装置允许通过循环口对接到收存的喷印头的入口和出口，从而湿分配器于是使液体(例如涂覆剂或冲洗剂)循环通过收存的喷印头。当喷印头由涂覆机器人放置在湿收存装置中时，喷印头与涂覆机器人分离，且喷印头在湿收存装置中连接到对接装置。
通过收存的喷印头的流体循环可用先前使用的涂料完成，使得喷印头随后准备好由涂覆机器人再次拾取以用相同的涂料进行施涂。
替代地，也可用冲洗剂清洁收存的喷印头，然后用不同的涂料预填充(即填充)它，从而使喷印头准备好用新涂料进行施涂。
另一方面，在以上简要提到的第二发明变型中，至少两个喷印头安装在涂覆机器人上，所述至少两个喷印头可交替操作。这也能够实现所谓的A/B操作，其中，喷印头A施涂涂覆剂，同时另一个喷印头B被冲洗剂冲洗，且如果需要的话，被预填充不同颜色的涂覆剂。然后用喷印头B施涂涂覆剂，同时喷印头A被冲洗剂冲洗，且如果需要的话，被预填充不同颜色的涂覆剂。该A/B操作可在颜色改变过程中实现不间断的涂覆，因为可不间断地从喷印头A切换到喷印头B，反之亦然。有利的是，冲洗和预填充喷印头所需的时间不会中断涂覆操作。
此外，通过以上简要提到的第二发明变型，涂覆机器人上的至少两个喷印头可通过单独的涂覆剂回路被分别供送涂覆剂。这提供的优点是，与上述A/B操作相比，不需要单独的A/B阀或相应的阀装置。然而，必须使两个涂覆回路通过涂覆机器人到达两个喷印头。
以上已经简要地提到，第二发明变型使至少两个喷印头安装在涂覆机器人上，所述至少两个喷印头可选择性地操作。这具有的优点是，仅一种涂覆剂流过相应一个喷印头。因此，安装在涂覆机器人上的喷印头的数量优选大于2，且小于6。于是，各个喷印头优选地连接到单独的涂覆剂供送管线，从而使涂覆剂供送管线仅由相应的涂覆剂通过。
对于该第二发明变型，还可使一些喷印头用于常用的涂覆剂(“高运转者”)，于是仅相应的常用涂覆剂流过它们而不会为这些喷印头提供颜色改变。喷印头中的另一些或甚至仅一个喷印头用于施涂很少使用的涂覆剂(“低运转者”)，并允许在不同的极少使用的涂覆剂之间进行颜色改变。这样做的优点在于，经常使用的涂覆剂根本不需要伴有相应损失的任何颜色改变。当施涂很少使用的涂覆剂时，需要伴有相应损失的颜色改变，但这并不重要，因为与颜色改变损失相关的少有的涂覆剂使用得很少。
此外，根据本发明的涂覆装置可具有时间控制器，以时间控制地冲洗喷印头。例如，时间控制器可在特定的冲洗间隔之后启动冲洗过程，例如在1小时，2小时或4小时的冲洗间隔之后启动。此外，在输送待涂覆的部件的输送机的特定停机时间过去之后，例如在超过10分钟，20分钟，30分钟或1小时的停机时间之后，时间控制器可启动冲洗过程。时间控制器的这两种变型可单独使用或相互组合使用。
此外，根据本发明的涂覆装置优选地包括清洁装置，以清洁安装的或拆卸的喷印头。现有技术的雾化器清洁装置是已知的，涂覆机器人将安装的旋转雾化器引入其中，由此旋转雾化器随后在清洁装置内被喷洒清洁液(例如稀释剂)，以从外侧清洁旋转雾化器。根据本发明的清洁装置可类似地构造，由此清洁装置自然地适于喷印头的不同外轮廓和缺省的功能，例如成形空气。
清洁装置优选地与涂覆机器人分开地定位，但是清洁装置必须位于涂覆机器人的工作区域内，以使涂覆机器人可将喷印头插入清洁装置中。
在本发明的一个优选实施例中，清洁装置和收存装置形成统一部件。这意味着收存装置不仅用于收存、拾取和临时存放喷印头，而且还用于在喷印头处于收存状态和/或在涂覆机器人上的安装状态下清洁喷印头。
本发明优选能够实现很短的颜色改变时间，优选短于1小时，20分钟，10分钟，1分钟，30秒，10秒或甚至短于5秒。
在通过涂装车间停起地输送机动车车身部件的情况下，颜色改变时间优选地短于两个相继的机动车车身部件之间的转换时间，即短于机动车车身部件在两个位置之间的输送时间。
然而，在通过涂装车间连续线跟踪输送机动车车身部件的情况下，颜色改变时间优选地短于两个相继的机动车车身部件之间的时间间隔。在A/B模式中，颜色改变时间可延长到车身循环的持续时间。
另一优点是涂覆剂在颜色改变期间的损失较低，由此涂覆剂的损失优选小于5升，2升，200ml，20ml，10ml，5ml或甚至小于2ml。
此外，颜色改变优选产生非常低的冲洗剂要求，优选小于300ml，250ml，200ml，100ml，50ml，20ml或甚至小于10ml。
通常应该注意，喷印头优选地发射狭窄受限的涂覆剂射流，而不是传统雾化器(例如旋转雾化器)情况下的喷雾。
在本发明的一个变型中，喷印头各自发射液滴射流，该液滴射流由在射流的纵向方向上彼此分开的多个液滴组成，而不是在射流的纵向方向上连续的涂覆剂射流。
替代地，喷印头也可在射流的纵向方向上发射连续的涂覆剂射流，而不是上述液滴射流。
在根据本发明的涂覆装置的情况下，涂覆剂压力优选控制在非常小的波动范围内，由此涂覆剂压力的波动范围优选小于500mbar，200mbar，100mbar或50mbar。
还应该提到，喷印头优选具有至少80％，90％，95％或99％的非常高的施涂效率，使得基本上所有施涂的涂覆剂完全沉积在部件上而没有过喷。因此，在本发明的范围内，喷印头基本上没有过喷。
另外，应注意，喷印头优选具有足够高的表面涂覆性能以例如涂装车身部件。因此，表面涂覆性能优选为至少0.5m2/min，1m2/min，2m2/min或甚至3m2/min。
还应注意，优选调节施涂的涂覆剂的体积流量并因此调节涂覆剂的离开速度，使得涂覆剂在冲击部件时不会从部件上弹开。此外，涂覆剂射流的冲击速度应该设计成使得涂覆剂不会穿透之下的涂料层，而是涂覆剂位于其(层)上。因此，涂覆剂的离开速度优选在5m/s至30m/s的范围内。将涂覆剂以5m/s至30m/s的速度施涂到基底上。于是将涂覆剂施涂到基底上。施涂距离优选在4mm至200mm的范围内。
最后，应该提到，对至少一个喷印头阀的控制优选地由可电控制的致动器进行，例如通过磁致动器或压电致动器进行，这种致动器从现有技术中已知，因此不需要详细描述。
还应该提到，本发明不仅要求保护上述涂覆装置。而是，本发明还要求保护相应的涂覆工艺，由此大多数方法步骤已经由上述描述产生，因此可省去对各个方法步骤的单独描述。
然而，应该提及，在从溶剂基涂料到水基涂料的颜色改变期间，优选首先使用溶剂基冲洗剂，然后可选地使用分离剂(例如酒精)，以及然后是水基冲洗剂。如果反转成从水基涂料到溶剂基涂料的改变，则该顺序当然须颠倒。
本发明还提供了用不同的冲洗剂循序冲洗的可能性，例如用有机溶剂含量不断增加的不同的冲洗剂循序冲洗。
也可使用通用冲洗剂进行冲洗，所述通用冲洗剂既可用于冲洗水基涂料，也可用于冲洗溶剂基涂料。
另外，可通过将脉冲空气和/或压缩空气和冲洗剂的气雾剂引入喷印头和/或清洁装置来辅助冲洗。
还应该提到，冲洗剂也可以是不含VOC的(VOC：挥发性有机化合物)。
此外，有利地在冲洗过程中收集和处置残余液体(例如旧涂覆剂，冲洗剂残留物等)，以避免污染涂覆装置。
以上内容既适用于冲洗喷印头或喷印头供送管线内的介质携运区域，也适用于清洁或冲洗清洁装置中的喷印头。
另外，有利的是，在冲洗过程之后用新的涂覆剂预填充喷印头，使其立即可用于施涂。当这完成时，优选从喷印头喷嘴中压出限定量的新涂覆剂，从而优选收集并处置压出量的涂覆剂。实际上，压力可能仅在施涂前施加。
上文已经提到喷印头阀可由螺线管致动器控制。这种螺线管致动器通常具有缠绕在线圈管上的电线圈，其中，电枢可移动地布置在线圈管中且根据施加到线圈的电流而移位，以关闭或打开喷嘴。在此，涂覆剂有可能进入线圈管。因此，磁致动器的线圈管也优选在冲洗过程中被冲洗。在此，冲洗剂可通过单独的冲洗连接在喷嘴的方向上引导通过线圈管。相反，冲洗剂也可沿相反方向流动通过线圈管，即流到单独的冲洗出口。另外，这两种类型的冲洗也可交替组合。
此外，喷印头可通过返回部被冲洗剂冲洗，即，冲洗剂被引入喷印头的入口，然后通过喷印头的出口进入返回部，喷嘴于是优选地关闭。
此外，还可将冲洗剂通过入口引入喷印头，然后当喷印头阀打开时通过喷嘴排出，以冲洗喷嘴通道。
此外，本发明还提供的可能性是，冲洗剂在颜色改变后可至少部分地保留在线圈管中作为阻挡介质，以完全防止涂覆剂进入线圈管。
上面已经通过各种其他实施例、修改和变型描述了本发明的第一方面。然而，本发明还包括下面描述的本发明的另一方面，其独立于第一方面享有保护。
本发明的第二方面将喷印头设计成使得在涂覆操作期间可进行颜色改变。这通过以下来实现：在颜色改变期间可用冲洗剂冲洗喷印头，以便从喷印头冲洗掉涂覆剂残留物。
根据现有技术，根据本发明的喷印头具有涂覆剂供送机构，以便将待施涂的涂覆剂供送到喷印头。此外，本发明的喷印头优选还具有单独的冲洗剂供送机构，以供送冲洗剂。在此应该提到，涂覆剂供送机构优选地与冲洗剂供送机构分离，使得喷印头优选地具有用于供送涂覆剂和用于供送冲洗剂的单独的入口。
对于少数颜色，每种颜色的一个颜色软管(涂覆剂供送机构)可连接到施涂器(喷印头)(集成颜色改变器技术)。于是在施涂器中或施涂器上有冲洗剂连接机构和脉冲空气连接机构。它们然后用于冲洗。
此外，根据本发明的喷印头还优选地具有再循环系统，以便将涂覆剂和/或冲洗剂返回到环管路或弃置。除了用于供送涂覆剂和冲洗剂的单独连接机构之外，根据本发明的喷印头还具有用于使涂覆剂或冲洗剂返回的单独连接机构。
到再循环的再循环流动优选地由可控的再循环阀控制，该再循环阀可以是自致动的再循环阀或比例阀。这种阀类型从现有技术中已知，因此不需要详细描述。
在本发明的一个优选实施例中，喷印头具有多个用于分配涂覆剂的喷嘴。控制阀优选地分配给每个单独的喷嘴，以便控制涂覆剂通过相应的喷嘴的释放。于是，上述冲洗剂供送机构优选地具有通向各个控制阀的分支管路，使得喷印头的所有控制阀可同时被冲洗剂冲洗。
冲洗剂供送机构的各个分支管路优选地设计成使得供送的冲洗剂在分支管路上均匀地分配到控制阀，以使得各个控制阀基本上被相同量的冲洗剂冲洗。
在本发明的该优选实施例中，喷印头具有至少一个用于分配涂覆剂的喷嘴和用于控制涂覆剂通过喷嘴的分配的相应的控制阀，如上面简要说明的。控制阀可具有电线圈，该电线圈可缠绕在线圈管上，如上述已知设计的情况。关于现有技术，在开始时已经解释了，涂覆残余物可沉积在该线圈管中，这一方面可能损害控制阀的功能，另一方面可妨碍颜色改变能力。在根据本发明的喷印头的情况下，冲洗剂供送管线因此优选地流入线圈管中，以冲洗线圈管的内部。
在此应提到，如上述传统控制阀中的线圈管优选地具有圆形内横截面且包括线圈芯。在此有利的是，线圈芯的轮廓横截面不完全填充线圈管的内横截面，以便在线圈管和线圈芯之间为冲洗剂留出空间，以使冲洗剂能够沿轴向流动通过。例如，线圈芯可具有星形轮廓横截面，其具有沿轴向方向延伸的径向突出肋，使得冲洗介质可在轴向方向上在线圈芯的肋之间流动。
替代地，线圈芯可在其周向表面上具有冲洗槽，该冲洗槽可例如沿周向方向或螺旋形地轴向延伸。
此外，轴向冲洗通道也可布置在线圈芯中。
另一实施例示出了线圈芯的轮廓横截面是网格形的，且可使冲洗剂流过。
还应该提到，线圈芯优选地通过密封件密封在线圈管上，特别是具有大于2bar，4bar或6bar的耐压性。
以上已经简要地提到，喷印头可具有多个控制阀，所有这些控制阀都可被冲洗。各个控制阀通常各自具有一个线圈管，由此冲洗剂供送于是流入所有线圈管中以冲洗所有线圈管。
还应该提到，控制阀通常具有可移动的电枢，如在开始时描述的已知控制阀中的那样，该电枢根据提供给线圈的电流而移动，并根据其位置关闭或释放喷嘴。
该电枢优选地在线圈管中在其长度的一部分上同轴地延伸，且优选地具有轴向可透过的轮廓横截面，使得冲洗流体可在电枢和线圈管的内壁之间流动。为此目的，电枢优选地具有非圆形轮廓横截面，其不完全填充线圈管的圆形内横截面并因此允许冲洗剂的轴向流动。例如，电枢的轮廓横截面可以是星形或十字形。
在本发明的一个变型中，冲洗剂供送在电枢和线圈芯之间轴向地流入线圈管。
另一方面，在本发明的另一变型中，冲洗剂供送机构在轴向方向上在线圈芯的区域中通到线圈管，特别是在喷嘴管的远离可移动电枢的端部处。
在本发明的另一变型中，可移动的电枢布置在可透过冲洗介质的引导笼中，特别是在开槽圆筒中。这提供的优点是，可在冲洗过程中冲洗可移动的电枢，从而避免涂覆剂沉积在电枢上。
在本发明的另一变型中，可移动的电枢具有中心引导孔，引导销伸入引导孔中。这导致线性引导，其也可被冲洗。
在本发明的另一实施例中，提供了一种柔性膜，其将控制阀与涂覆剂供送机构分开，使得控制阀被膜保护而不与涂覆剂接触。这意味着控制阀本身完全不必冲洗，因为控制阀本身完全不与相应的涂覆剂接触。而是，应仅冲洗膜的在涂覆侧的光滑表面，然而，这是非常容易和高效的，因为光滑的膜表面几乎不形成涂料沉积的任何基点。
根据本发明的喷印头优选地能够在小于1小时，20分钟，10分钟，30秒，10秒或甚至小于5秒的颜色改变时间内快速改变颜色。
使用根据本发明的喷印头的目的是实现尽可能低的涂料改变损失，该损失优选小于5升，2升，200ml，20ml，10ml，5ml或甚至小于2ml。
这也有利地使得随颜色改变的冲洗剂消耗非常低，其中，冲洗剂消耗优选小于10升，5升，2升，200ml，100ml，50ml，20ml或甚至小于10ml。
本发明还允许喷印头配备有若干单独的冲洗剂供送机构以供送不同的冲洗剂，所述不同的冲洗剂例如可适合于相应的涂覆剂。
还应提到，喷印头连同其介质承载部分优选地设计成使得介质承载部件没有死区和/或底切部，以便改善可冲洗性。
为了改善可冲洗性，喷印头也可在与涂覆剂接触的表面上涂覆有易于清洁的涂层。
此外，应注意，本发明不仅要求保护如上所述的根据本发明的喷印头作为单个部件或作为替换部件。相反，本发明还要求保护具有这种喷印头的整个涂覆装置。
此外，根据本发明的涂覆装置优选还包括颜色改变器，例如线性颜色改变器、旋转颜色改变器、集成在喷印头中的颜色改变器或A/B颜色改变器。这些类型的颜色改变器从现有技术已知，因此不需要进一步描述。
最后，本发明还包括用于这种喷印头的相应操作方法，由此各个方法步骤已经由上面的描述产生，因此不需要更详细地描述。
然而，应提到，冲洗剂可以是适用于水基和溶剂基涂料的通用冲洗剂。此外，冲洗剂可以是不含VOC(VOC：挥发性有机化合物)的冲洗剂。
在冲洗过程中，喷印头也可用冲洗剂一起冲洗，或也可用脉冲空气冲洗。
还可向喷印头供送气雾剂来用于冲洗。
本发明还提供了向喷印头一种接一种地供送不同的冲洗剂的可能性。
在根据本发明的操作方法的一个变型中，首先提供并施涂溶剂基涂料。然后用溶剂基冲洗剂冲洗喷印头，以冲洗掉溶剂基涂料的残留。然后可添加可选的分离剂，比如酒精。在下一步骤中，添加并施涂水基涂料。最后，用水基冲洗剂冲洗喷印头，以冲洗掉水基涂料的任何残留。
以上描述解释了从溶剂基涂料到水基涂料的改变。当然，也可从水基涂料转换为溶剂基涂料，这需要对上述方法步骤的顺序进行相应的改变。
在颜色改变之后，喷印头优选地被预填充、即填充新涂料。优选通过喷印头的喷嘴施涂预定量的涂料。
当操作根据本发明的喷印头时，也可收集在冲洗过程中释放的所有流体(涂覆剂和冲洗剂)，以进行处置。
也可在颜色改变期间冲洗喷嘴头的外表面，以除去粘附在其上的任何涂覆剂残留。
还应提到，冲洗剂可相继地或交替地排出到再循环系统中或通过喷嘴排出。此外，还可选择用冲洗剂和脉冲空气的混合物冲洗。
附图说明
本发明的其他有利的实施例在从属权利要求中提出，或在下文通过附图与本发明的优选实施例的描述一起更详细地解释。附图示出了：
图1是根据本发明的涂覆装置的示意性高度简化的示图，该涂覆装置具有带有喷印头的涂覆机器人和用于收存拆卸的喷印头的湿收存装置，
图2A是图1的一个修改，其中，附加地提供清洁装置以从外部清洁收存的喷印头，且可使材料循环通过收存的喷印头，
图2B是说明具有存放旧喷印头和拾取新喷印头的颜色改变过程的流程图，
图3A是根据第二发明变型的图1的修改，在涂覆机器人上具有两个喷印头，
图3B是根据图3A的具有A/B颜色改变器的涂覆装置的高度简化的流体技术等效回路图，
图3C是示出根据图3A和3B的涂覆装置的A/B操作的流程图，
图3D是根据图3B的流体技术等效回路图的修改，其具有用于两个喷印头的两个单独的颜色改变器，以及
图4A-4D是说明各种冲洗选择的各种图示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于涂装车身部件1的涂装设备的非常简化的示意图，车身部件1通过输送机2沿着涂装线垂直于图面地输送通过涂装设备，由此输送可在停起操作中或在线跟踪操作中进行，这在现有技术中是已知的，因此不需要更详细地描述。
在输送机2旁边，简化地示出了涂装机器人3，由此涂装机器人3具有机器人基座4，可旋转机器人构件5，近端机器人臂6(“臂一”)，远端机器人臂7(“臂二”)和多轴机器人手轴8，这在现有技术中已知。机器人基座4在此可固定，也可沿着未示出的横向轨道垂直于图面地移动。
可旋转机器人构件5可相对于机器人基座4绕垂直旋转轴线旋转。
另一方面，近端机器人臂6可相对于可旋转机器人构件5绕水平旋转轴线旋转。
远端机器人臂7也可相对于近端机器人臂6绕水平旋转轴线旋转。
机器人手轴8具有安装凸缘，喷印头9安装在该安装凸缘上。喷印头9具有大量喷嘴，以将涂覆剂的射流喷射到机动车车身部件1的表面上。
另外，所示的涂覆装置具有湿收存装置10，其中填充有液浴池11，由此液体可例如是稀释剂。液浴池11还可包含浸湿的垫或海绵，作为润湿喷印头9的替代方案。
在颜色改变期间，涂覆机器人3将喷印头9放置在液浴池11中并从湿收存装置10取用另一个喷印头，从而可用新的喷印头(未示出)施涂另一涂料。
另外，涂覆机器人3在较长的涂覆间歇期间将喷印头9定位在液浴池11中，以防止喷印头9的喷嘴中的涂料干燥。
应该提到，附图仅示出了该实施例的高度简化的示意图，且仅用于说明本发明的构思。
图2A示出了根据图1的实施例的修改，因此为了避免重复，参考以上描述，其中，相同的附图标记用于相应的细节。
该实施例的一个特征是，湿收存装置10也被设计为清洁装置且包括清洁喷嘴12，用于从外部用清洁液体(例如稀释剂)喷洒收存的喷印头13。
该实施例的另一特征是湿收存装置10包括对接装置14，该对接装置14可与收存的喷印头13建立流动连接。因此，喷印头13具有入口以便能够将液体(例如，涂料、冲洗剂)引入喷印头13。此外，喷印头13具有用于从喷印头13排出液体(例如涂料，冲洗剂)的出口。对接装置14现在可对接到收存的喷印头13的入口和出口，从而流体可通过循环管路15，16循环通过收存的喷印头13。
例如，先前由喷印头13施涂的相同涂料然后可经由循环管路15，16流过收存的喷印头13。
替代地，可使用对接装置14进行颜色改变。在这种情况下，首先通过循环管路15，16用冲洗剂冲洗收存的喷印头13，以便清洁喷印头13。然后，喷印头13可预填充新的涂料，使得喷印头13立即可供使用新涂料进行施涂。
图2B以流程图示出了根据图2A的涂覆装置的操作模式。
在步骤S1中，首先用喷印头A进行涂覆，喷印头A安装在涂装机器人3上。
如果在步骤S2中确定需要进行颜色改变，则首先将安装的喷印头A在步骤S3中收存在湿收存装置10中。
在步骤S4中，然后由涂装机器人3从湿收存装置10拾取喷印头B。
然后，收存的喷印头A在步骤S5中在湿收存装置10中被清洁，并在一个步骤S6中被冲洗。
在步骤S7中，然后用新涂料预填充收存的喷印头A。
同时，在步骤S8中，新喷印头B已经可用新涂料进行涂覆。
图3A-3C用于解释图2A和2B中的实施例的变型，从而为了避免重复而参考以上描述，使用相同的附图标记表示相应的细节。
该实施例的一个特征是两个喷印头A，B安装在涂装机器人3上，从而使得能够通过A/B颜色改变器17进行所谓的A/B操作。A/B颜色改变器17通过两条并行的颜色管路18，19连接到两个喷印头A，B，喷印头A，B可将不需要的涂料或冲洗剂残留物分别相应地返回到返回管路RA或RB。
图3C示出了根据图3A和3B的涂覆装置的所谓A/B操作的功能。
在第一步骤S1中，首先用喷印头A进行涂覆。
然后，如果在步骤S2中确定要进行颜色改变，则步骤S3转换到另一喷印头B。
然后，在步骤S4中，冲洗喷印头A，然后在步骤S5中用期望的新涂料预填充喷印头A。
同时，在步骤S6中可在不中断的情况下通过喷印头B施涂新的涂料。因此，步骤S4和S5不会延迟颜色改变，因此在颜色改变期间可几乎不中断地施涂涂料。
然后，如果在步骤S7中再次确定要进行新的颜色改变，则在步骤S8中再次转换到喷印头A，且在步骤S9冲洗喷印头B，并在步骤S10中用新的涂料预填充喷印头B。
图3D示出了如图3B所示的流体等效示意图的修改，从而为了避免重复而参考以上描述，使用相同的附图标记表示相应的细节。
该实施例的一个特征是提供两个单独的颜色改变器17.1，17.2来代替A/B颜色改变器17。
图4A-4D示出了具有用于控制涂料输送的多个喷印头阀20的喷印头的示意图。所示的喷印头具有喷嘴板21，喷嘴板21具有多个喷嘴22，喷嘴22可相应地由各个喷印头阀20关闭或打开。
各个喷印头阀20是电控制的且是磁操作的。喷印头阀20各自具有缠绕在线圈管24上的线圈23，线圈管24具有线圈芯25和可移动电枢26。电枢26在图中可垂直移动，并由复位弹簧27推压到图中所示的关闭位置，在关闭位置中，在电枢26的下端处的密封件28关闭喷嘴22。
为了打开喷印头阀20，线圈23被通电而使得电枢26在附图中被向上推动，从而使密封件28释放喷嘴22。
另外，各个喷印头阀20分别在上端部具有冲洗口29。
喷印头本身具有用于供送涂料或冲洗剂的入口30和用于排放涂料或冲洗剂的出口31。
对于图4A-4D的附图，应该注意，在附图中，所有喷印头阀20都被示为处于关闭状态，且喷嘴22于是关闭。然而，实际上，各个喷印头阀20必须打开或关闭，以便执行下文描述的冲洗操作。
还应提到，附图借助于大箭头示出了各种冲洗过程中冲洗剂的流动路径。
在图4A中，冲洗流体通过入口30被引入喷印头，然后通过出口31离开喷印头进入返回部，其中，所有喷印头阀20都关闭。
在图4B所示的冲洗程序中，冲洗流体也通过入口30供送至喷印头，然后通过喷嘴22离开喷印头。在该冲洗过程中，必须不同于附图所示地打开各个喷印头阀20。
然而，在图4C所示的冲洗操作中，冲洗剂通过每个喷印头阀20的冲洗口29供送，然后通过喷嘴22离开喷印头。同样，每个喷印头阀20必须不同于附图所示地释放喷嘴22。
然而，在图4D所示的冲洗程序中，冲洗剂通过打开的喷嘴22反向地引入，然后通过各个喷印头阀20的冲洗口29和/或(未示出)经由返回部离开喷印头。因此，在本发明的范围内，冲洗介质可双向流动通过各个喷印头阀20的线圈管24，以实现良好的冲洗效果。
本发明不限于上述优选实施例。相反，可进行大量的变型和修改，这些变型和修改也利用了本发明的思想，因此落入保护范围。特别地，本发明还要求独立于所引用的权利要求来保护从属权利要求的主题和特征，特别是在不包括主要权利要求的特征的情况下。因此，本发明包括许多不同的方面，它们彼此独立地受保护。
附图标记列表
1 机动车车身部件
2 输送机
3 涂装机器人
4 机器人基座
5 可旋转机器人构件
6 近端机器人臂(“臂一”)
7 远端机器人臂(“臂二”)
8 机器人手轴
9 喷印头
10 湿收存装置
11 液浴池
12 湿收存装置中的清洁喷嘴
13 湿收存装置中收存的喷印头
14 湿收存装置中的对接装置
15 湿收存装置中的循环管路
16 湿收存装置中的循环管路
17 A/B颜色改变器
17.1 颜色改变器
17.2 颜色改变器
18 颜色管路
19 颜色管路
20 喷印头阀
21 喷嘴板
22 喷嘴
23 线圈
24 线圈管
25 线圈芯
26 电枢
27 复位弹簧
28 密封件
29 冲洗口
30 喷印头入口
31 喷印头出口
A，B 喷印头
F1-F6 颜色管路
PL 脉冲空气管路
V 稀释剂管路
RA，RB 返回管路

Claims (23)

1.一种用涂覆剂涂覆部件(1)的涂覆装置，特别是用涂料涂装机动车车身部件(1)的涂覆装置，具有
a)多轴涂覆机器人(3)，其特别是具有
a1)串联机器人运动学机构(4-8)，
a2)至少六或七个移动机器人轴；和/或
a3)多轴机器人手轴(8)，和
b)第一喷印头(9)，其具有
b1)至少一个喷嘴(22)，用于将涂覆剂的涂覆剂射流从喷嘴输送到待涂覆的部件(1)的表面上，和
b2)至少一个喷印头阀(20)，用于控制涂覆剂通过喷嘴(22)的释放，
b3)其中，第一喷印头(9)安装在涂覆机器人(3)上，且由涂覆机器人(3)在待涂覆的部件(1)的表面上方引导，
其特征在于，
c)第一喷印头(9)可更换地安装在涂覆机器人(3)上，且在进行颜色改变时能够更换为第二喷印头(13)，或
d)除了第一喷印头(A)之外，第二喷印头(B)也安装在所述涂覆机器人(3)上，这两个喷印头(A，B)各自施涂指定的涂覆剂以便能够实现颜色改变而无需更换喷印头。
2.根据权利要求1所述的涂覆装置，其特征在于，所述涂覆装置包括收存装置(10)，用于将从涂覆机器人(3)拆卸的第一喷印头收存在收存装置(10)中，并用于取出位于收存装置(10)中的第二喷印头来代替收存的第一喷印头，以用于随后使用所取出的第二喷印头施涂涂覆剂。
3.根据权利要求2所述的涂覆装置，其特征在于，所述收存装置(10)是湿收存装置(10)，其中，所收存的喷印头的喷嘴(22)保持湿润，以防止液体涂覆剂在收存期间干燥。
4.根据权利要求3所述的涂覆装置，
其特征在于，
a)湿收存装置(10)具有液浴池(11)，所述液浴池(11)填充有液体，且在收存期间喷印头(9)至少部分地浸入所述液浴池(11)中，液体防止液体涂覆剂在收存期间干燥，和/或
b)湿收存装置(10)包括液体浸渍的毛绒物，在收存期间喷印头(9)至少部分地放置在毛绒物上，液体防止液体涂覆剂在收存期间干燥。
5.根据权利要求3所述的涂覆装置，
其特征在于，
a)喷印头(9，13，A，B)具有入口(30)，用于向湿收存装置(10)中收存状态下的喷印头(9，13，A，B)供送涂覆剂或冲洗剂，
b)喷印头(9，13，A，B)具有出口(31)，用于使涂覆剂或冲洗剂从湿收存装置(10)中收存状态下的喷印头(9，13，A，B)返回，
c)所述湿收存装置(10)具有循环口(15，16)，所述循环口(15，16)在所述喷印头(9，13，A，B)的收存期间连接到所述喷印头的所述入口(30)和所述出口(31)，用于在收存期间使所述涂覆剂或冲洗剂循环通过所收存的喷印头(9，13，A，B)。
6.根据权利要求1所述的涂覆装置，
其特征在于，
a)第一喷印头(A)能够施涂涂覆剂，同时第二喷印头(B)被用冲洗剂冲洗，且
b)第二喷印头(B)能够施涂涂覆剂，同时第一喷印头(A)被用冲洗剂冲洗，且
c)两个喷印头(A，B)分别交替地被用冲洗剂冲洗和施涂涂覆剂。
7.根据权利要求1或6所述的涂覆装置，
其特征在于，
a)第一涂覆剂回路通过第一喷印头(A)，使涂覆剂能够循环通过第一喷印头(A)，
b)第二涂覆剂回路通过第二喷印头(B)，使得涂覆剂能够循环通过第二喷印头(B)。
8.根据权利要求1、6、7中任一项所述的涂覆装置，
其特征在于，
a)对于每种待施涂的涂覆剂，单独的喷印头(A，B)分别连接到涂覆机器人(3)，使得喷印头分别仅由相应的涂覆剂流过，和/或
b)安装在涂覆机器人(3)上的喷印头(A，B)的数量大于2，和/或
c)安装在涂覆机器人(3)上的喷印头(A，B)的数量小于6，和/或
d)各个喷印头(A，B)分别相应地连接到单独的涂覆剂供送管线，从而仅相应的涂覆剂分别相应地流过涂覆剂供送管线。
9.根据权利要求1、6、7中任一项所述的涂覆装置，其特征在于，
a)对于每种待涂覆的涂覆剂，单独的喷印头(A，B)总是存在于收存装置(10)中，从而仅相应的涂覆剂流过喷印头，和/或
b)安装在涂覆机器人(3)上的喷印头(A，B)的数量大于2，4，6，10，20且小于30，40或50，和/或
c)各个喷印头(A，B)分别相应地连接到单独的涂覆剂供送管线，从而仅相应的涂覆剂分别相应地流过涂覆剂供送管线。
10.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆装置，其特征在于，所述涂覆装置具有时间控制器，用于对用冲洗剂冲洗第一喷印头(9，13，A，B)和/或第二喷印头(9，13，A，B)进行时间控制。
11.根据权利要求10所述的涂覆装置，
其特征在于，
a)在预定的冲洗间隔过去之后，特别是在1小时、2小时或4小时的冲洗间隔之后，时间控制器启动第一喷印头(9，13，A，B)和/或第二喷印头的冲洗操作，和/或
b)在输送待涂覆的部件(1)的输送机的预定停顿时段过去之后，特别是在大于10分钟、20分钟、30分钟或1小时的停顿时段之后，时间控制器启动第一喷印头(9，13，A，B)和/或第二喷印头(9，13，A，B)的冲洗过程。
12.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆装置，其特征在于，
a)提供清洁装置(12)，用于清洁第一喷印头(9，13，A，B)和/或第二喷印头(9，13，A，B)，和/或
b)清洁装置(12)与涂覆机器人(3)分开地以固定方式布置，和/或
c)涂覆机器人(3)能够将第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)引入清洁装置(12)，以在清洁装置中清洁第一和/或第二喷印头，和/或
d)清洁装置(12)和收存装置(10)形成一体部件。
13.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆装置，其特征在于，
a)需要较短的颜色改变时间用于颜色改变，颜色改变时间短于
a1)1小时，20分钟，10分钟，1分钟，30秒，10秒或5秒，或
a2)当机动车车身部件被停起地输送通过涂装车间时，两个相继的机动车车身部件之间的转换时间，或
a3)在机动车车身部件通过涂装车间的连续线跟踪输送期间，两个相继的机动车车身部件之间的时间间隔；和/或
b)颜色改变导致小于5升，2升，200毫升，20毫升，10毫升，5毫升或小于2毫升的低涂覆损失；和/或
c)颜色改变导致小于10升，5升，2升，200毫升，100毫升，50毫升，20毫升或小于10毫升的低冲洗剂需求。
14.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆装置，其特征在于，
a)第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)发射不同于喷雾的狭窄限制的涂覆剂射流，和/或
b)第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)发射液滴射流，而不是在射流的纵向方向上连续的涂覆剂射流，或
c)第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)发射在射流的纵向方向上连续的涂覆剂射流，而不是液滴射流，和/或
d)涂覆剂压力被控制以使得最大变化为500mbar，200mbar，100mbar，50mbar；和/或
e)第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)具有至少80％，90％，95％或99％的施涂效率，使得基本上所有施涂的涂覆剂完全沉积在部件(1)上而没有过喷，和/或
f)第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)的面积涂覆能力为至少0.5m2/min，1m2/min，2m2/min或至少3m2/min，和/或
g)所施涂的涂覆剂的体积流量以及进而的涂覆剂的离开速度设置成使得涂覆剂在冲击部件(1)后不会从部件(1)上弹开，和/或
h)涂覆剂从第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)的离开速度为至少5m/s，7m/s或10m/s，和/或
i)涂覆剂从第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)的离开速度不大于30m/s，20m/s或10m/s；和/或
j)施涂距离为至少4mm，10mm或40mm；和/或
k)施涂距离不大于200mm或100mm；和/或
l)涂覆剂是涂料，特别是底涂料、清漆涂料、效果涂料、云母涂料或金属涂料，和/或
m)涂覆剂是水基或溶剂基涂料；和/或
n)第一和/或第二喷印头(9，13，A，B)具有至少一个能够电控制的致动器、特别是磁致动器或压电致动器，以便从第一或第二喷印头(9，13，A，B)喷射涂覆剂液滴。
15.一种用涂覆剂涂覆部件(1)的涂覆工艺，特别是用涂料涂装机动车车身部件(1)的涂覆工艺，特别是借助于根据前述权利要求中任一项所述的涂覆装置来涂覆，该涂覆工艺具有以下步骤：
a)借助于多轴涂覆机器人(3)在待涂覆的部件(1)的表面上方移动具有至少一个喷嘴(22)和相关联的喷印头阀(20)的第一喷印头(9)，和
b)将第一涂覆剂的涂覆剂射流通过第一喷印头(9)的喷嘴(22)输送到待涂覆的部件(1)的表面上，
其特征在于，该涂覆工艺通过以下步骤进行颜色改变：
c)将第一喷印头(9)更换成第二喷印头(13)，以便随后将第二涂覆剂的涂覆剂射流通过第二喷印头(13)输送到待涂覆的部件(1)的表面上，或
d)将涂覆剂的输送从第一喷印头(A)转换到安装在同一涂覆机器人(3)上的第二喷印头(B)，以便随后通过第二喷印头(B)输送第二涂覆剂的涂覆剂射流。
16.根据权利要求15所述的涂覆工艺，其特征在于，该涂覆工艺包括以下颜色改变的步骤：
a)将第一喷印头(9)从涂覆机器人(3)收存在收存装置(10)中，和
b)通过涂覆机器人(3)特别是从收存装置(10)取用第二喷印头(13)。
17.根据权利要求16所述的涂覆工艺，其特征在于，该涂覆工艺包括以下步骤：
a)将收存的第一或第二喷印头浸泡或至少部分地浸入收存装置(10)中的液浴池(11)中，以防止涂覆剂在收存的第一或第二喷印头(9，13，A，B)中干燥，和/或
b)将收存的第一或第二喷印头在收存装置(10)中的润湿毛绒物(11)上润湿，以防止涂覆剂在收存的第一或第二喷印头(9，13，A，B)中干燥，和/或
c)使涂覆剂和/或冲洗剂分别循环通过在收存装置(10)中收存的第一和第二喷印头(9，13，A，B)，以相应地防止涂覆剂在收存的第一和第二喷印头中(9，13，A，B)干燥。
18.根据权利要求15-16中任一项所述的涂覆工艺，其特征在于，该涂覆工艺包括以下步骤：
a)第一喷印头(A)施涂涂覆剂，同时第二喷印头(B)被用冲洗剂冲洗，且
b)第二喷印头(B)施涂涂覆剂，同时第一喷印头(A)被用冲洗剂冲洗。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的涂覆工艺，其特征在于，该涂覆工艺包括以下步骤：
a)通过第一喷印头(A)施涂第一涂覆剂，同时使第二涂覆剂在第二喷印头(B)的喷印头阀(20)关闭的情况下循环通过第二喷印头(B)；和
b)通过第二喷印头(B)施涂第二涂覆剂，同时使第一涂覆剂在第一喷印头(A)的喷印头阀(20)关闭的情况下循环通过第一喷印头。
20.根据权利要求15-19中任一项所述的涂覆工艺，其特征在于，所述涂覆工艺包括在从溶剂基涂料到水基涂料的颜色改变期间的以下步骤：
a)用溶剂基冲洗剂冲洗第一或第二喷印头，
b)可选地，用分离剂、特别是酒精冲洗第一或第二喷印头，
c)用水基冲洗剂冲洗第一或第二喷印头。
21.根据权利要求15-20中任一项所述的涂覆工艺，其特征在于，该涂覆工艺包括在颜色改变期间的以下步骤：
a)用不同的冲洗剂、特别是有机溶剂含量不断增加的不同冲洗剂循序冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)，和/或
b)用通用冲洗剂冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)，用于冲洗掉水基涂料以及冲掉洗溶剂基涂料，和/或
c)用脉冲空气、冲洗剂和/或气雾剂的混合物冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)，和/或
d)用不含VOC的冲洗剂冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)。
22.根据权利要求15-21中任一项所述的涂覆工艺，其特征在于，该涂覆工艺包括在颜色改变期间的以下步骤：
a)将第一或第二喷印头(9，13，A，B)插入清洁装置(12)，
b)在清洁装置(12)中清洁第一或第二喷印头(9，13，A，B)，特别是通过以下方式清洁：
b1)用冲洗剂在清洁装置(12)中冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)，和/或
b2)用清洁剂喷洒第一或第二喷印头(9，13，A，B)的外表面，和/或
c)收集和处置施加在清洁装置(12)中的液体，特别是冲洗剂、清洁液和冲洗掉的涂覆剂残留物，和/或
d)在清洁装置(12)中预填充新的涂覆剂，优选直到新的涂覆剂从喷印头(9，13，A，B)的喷嘴(22)溢出限定的量。
23.根据权利要求15-22中任一项所述的涂覆工艺，其特征在于，所述涂覆工艺具有在颜色改变期间的以下步骤：
a)用冲洗剂、特别是用纯冲洗剂或用冲洗剂和脉冲空气的混合物，冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)，冲洗剂或冲洗剂和脉冲空气的混合物交替地排放到再循环系统(31)和通过喷印头(9，13，A，B)的喷嘴(22)排放，和/或
b)用冲洗剂和/或用冲洗剂和脉冲空气的混合物在喷印头(9，13，A，B)的喷嘴(22)的方向上冲洗第一或第二喷印头(9，13，A，B)的线圈管(24)，线圈管(24)缠绕有线圈(23)，以用于电磁喷印头致动，和/或
c)冲洗剂和/或冲洗剂-脉冲空气通过喷印头(9，13，A，B)的涂覆剂供送机构并进入喷印头(9，13，A，B)的线圈管(24)以清洁线圈管(24)，和/或
d)冲洗剂在进行颜色改变后至少部分地保留在线圈管(24)中作为阻挡介质，和/或
e)喷印头(9，13，A，B)的喷嘴(22)不被冲洗，且留在喷嘴(22)中的旧涂覆剂的涂覆剂残留物在用新涂覆剂预填充期间被压出喷嘴(22)。
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