CN110099750B - 具有温度控制装置的喷印头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将施涂剂施涂到部件上、优选地用于将涂料施涂到机动车辆车身部件上的施涂设备(V)。施涂设备(V)包括用于优选地连续地和/或持续地施涂施涂剂的喷印头(100)，其中，喷印头(100)具有：喷嘴板(1)；喷嘴板(1)中的至少一个喷嘴(2)，用于分配施涂剂；可相对于喷嘴板(1)移动的至少一个阀元件(9)，用于控制通过至少一个喷嘴(2)的施涂剂的分配，其中，可移动的所述至少一个阀元件(9)在关闭位置关闭所述至少一个喷嘴(2)且在打开位置打开所述至少一个喷嘴；和至少一个驱动器(A)，用于移动所述至少一个阀元件(9)。施涂设备(V)的特征尤其在于，施涂设备包括至少一个温度控制装置(T1‑T8)，用于在施涂施涂剂期间减少所述至少一个驱动器(A)的加热。

Description

具有温度控制装置的喷印头
技术领域
本发明涉及一种用于将涂覆介质施涂到部件上、优选用于将涂料施涂到机动车车身部件上的施涂设备，其包括喷印头，用于优选地串续地和/或无过喷地施涂涂覆介质。
背景技术
雾化器(例如旋转雾化器，空气混合雾化器，无空气雾化器等)通常用作施涂设备，以用于机动车车身部件的串续喷涂，但是这些具有施涂效率有限的缺点，使得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而处置。
就一般的现有技术而言，首先参考DE 20 2013 101 134 U1，DE 10 2010 019 612A1和DE 197 43 804 A1。
US 9,108,424 B2公开了一种按需滴落阀喷射打印机，其工作原理基于电动阀的使用。在此，磁性活塞在线圈中被引导且通过向线圈供送电流而被提升。因此，阀开口被释放，从而可排出油墨。在此特别不利的是，这种阀喷射打印机不适合于永久操作，因此不适用于表面涂覆，例如在机动车车身串续喷涂的情况下。因此，在永久操作中，阀开口必须以最大频率打开和关闭，或永久保持在打开位置。两者都可能导致线圈过热或至少导致线圈的明显加热，因为阀被实施为通过弹簧力关闭且电压施涂到线圈以打开阀。过热会导致线圈损坏。显著的加热会对涂覆介质产生负面影响。吸收的热量或能量会损坏涂覆介质。涂覆介质在其粘度方面可受到吸收的热量或能量的影响，使得涂覆结果在不同的操作情况下变化，这基本上是不可接受的，例如在机动车车身部件串续喷涂的情况下。高开/关频率或永久打开可导致例如高度的热量，进而导致涂覆介质的粘度低，而低频率或仅短暂的打开可导致较少的热量，进而导致涂覆介质的粘度较高。这种情况的变化对于连续生产来说是不利的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种适合于涂覆介质的串续和/或持续施涂的喷印头。
该目的可通过主权利要求的特征来实现。从从属权利要求和以下描述可获知本发明的有利的进一步发展。
本发明涉及一种用于将涂覆介质施涂到部件上、优选用于将涂料施涂到机动车车身部件上的施涂设备。
该施涂设备包括至少一个喷印头，用于优选串续地和/或持续地施涂涂覆介质。喷印头包括：喷嘴板；喷嘴板中的至少一个喷嘴(例如开口)，用于排出涂覆介质；至少一个阀元件(例如衔铁或阀针)，其可相对于喷嘴板移动，用于控制通过所述至少一个喷嘴的涂覆介质的排放，其中，所述至少一个可移动的阀元件在关闭位置关闭所述至少一个喷嘴且在打开位置将其释放；和至少一个驱动器(特别是阀驱动器)，用于移动所述至少一个阀元件。
该施涂设备优选特征在于，它包括至少一个温度控制装置，用于在涂覆介质的施涂期间有利地减少至少一个驱动装置的加热。
该至少一个温度控制装置尤其能够通过喷印头串续地或/或持续地施涂涂覆介质，且替代地或附加地，基本上保持温度恒定并因此使喷印头中的框架条件保持恒定，因此，例如可避免或至少减少根据温度变化的施涂结果。此外，可实现高开/关频率。
在本发明的范围内，温度控制装置可用于冷却驱动器。通过冷却驱动器可减少或几乎防止驱动器的加热。在本发明的范围内，温度控制装置可替代地或附加地用于加热涂覆介质(优选地至少在操作开始时)。通过加热涂覆介质，可降低涂覆介质的粘度，从而首先可使输出的涂覆介质的量保持恒定或实现一定的体积流量。此外，加热还能够在同时使输出量恒定的情况下降低涂覆介质压力。
因此，在本发明的范围内，通过在临界温度下的目标加热和/或目标冷却，可有利地减少驱动器的过度加热。因此，在本发明的范围内，温度控制有利地包括加热和/或冷却。
为此目的，温度控制流体的体积流量和/或其温度受控制，使得例如驱动器的使用寿命增加和/或喷印头中的温度低于涂覆介质中使用的溶剂的点燃温度(例如<+100℃)。
有利地，对于减少至少一个驱动器的加热，至少一个温度控制装置可包括加热装置，用于加热涂覆介质并因此降低涂覆介质的粘度。替代地或附加地，有利地，对于减少至少一个驱动器的加热，至少一个温度控制装置可包括冷却器装置和/或热交换器装置，用于冷却至少一个驱动器。
加热装置可用于例如加热温度控制流体，其中，温度控制流体因此代表用于加热涂覆介质的加热流体。
冷却器装置和/或热交换器装置可用于例如冷却温度控制流体，其中，温度控制流体因此代表用于冷却至少一个驱动器的冷却流体。
至少一个温度控制装置可例如基于温度控制流体操作，从而可提供主动温度控制。
所述至少一个温度控制装置可包括用于温度控制流体的至少一个温度控制流体管线(例如，管道，孔，管等)。
至少一个温度控制流体管线可在喷印头内延伸。然而，至少一个温度控制流体管线也可例如沿着喷印头的外部延伸，以便从外部冷却喷印头。
涂覆介质优选不用作温度控制流体，特别是不用作冷却温度控制流体。
温度控制流体可例如是空气，水或冷却剂，优选不含挥发性有机化合物(不含VOC的冷却剂——VOC：挥发性有机化合物)。
用于将涂覆介质供送到至少一个喷嘴的涂覆介质供送机构可在喷印头中延伸。
涂覆介质供送机构可例如至少部分地通过至少一个温度控制装置而被温度控制(有利地被冷却和/或被加热)。
特别是，例如为了加热涂覆介质，至少一个温度控制流体管线可沿着涂覆介质供送机构延伸，优选地使得温度控制流体可围绕涂覆介质供送机构流动。为此目的，温度控制流体管线例如可围绕涂覆介质供送机构在涂覆介质供送机构的圆周方向上特别是以螺旋形或环形方式延伸。
喷嘴板可优选地在纵向方向上界定涂覆介质供送机构。
为了冷却驱动器、特别是驱动器的电线圈，至少一个温度控制流体管线可沿着驱动器、特别是线圈延伸，和/或延伸成使得温度控制流体围绕至少一个驱动器、特别是线圈流动。
该至少一个温度控制装置尤其可包括用于输送温度控制流体的泵。
所述至少一个温度控制装置可例如提供被动温度控制。
所述至少一个温度控制装置可包括由导热材料构成的导热结构。
导热结构可用于例如有效地将由至少一个驱动器产生的热量有利地排放到外部。替代地或附加地，导热结构可用于例如将由至少一个温度控制装置(例如温度控制流体管线)产生的热量有效地传导到涂覆介质。替代地或附加地，导热结构可用于例如将由至少一个温度控制装置(例如温度控制流体管线)产生的冷传导到至少一个驱动器。
因此，在本发明的范围内，导热结构可尤其用于有效地传递热量以加热涂覆介质和/或传递冷以冷却至少一个驱动器和/或有效地排出至少一个驱动器的热量。
导热结构可包括例如导热板和/或导热肋。
导热结构还可包括例如导热功能块，其中，至少一个驱动器可定位在导热功能块中。喷印头的所有驱动器、特别是线圈优选地容纳在导热功能块中。
导热结构可例如至少部分地在喷印头之外和/或至少部分地在喷印头内延伸。因此，例如，可保证从喷印头内部到外部的有效的热/冷传输或反之亦然。
导热结构可例如布置在所述至少一个驱动器上、优选线圈上，优选地使得导热结构在所述至少一个驱动器的圆周方向上跨越所述至少一个驱动器，从而能够有效地将热量排放到和/或将冷供送至所述至少一个驱动器。为此目的，导热结构可例如以围绕所述至少一个驱动器的套筒或衬套的形式布置。
导热结构也可例如沿涂覆介质供送机构延伸。例如，喷嘴板本身可实施为导热结构。
导热材料可包括例如金属材料，铜或铝。
所述至少一个温度控制装置可包括冷却垫布置结构(例如，冷却枕或冷却包布置结构，有利地为夹层设计)，用于至少部分地包装喷印头。
冷却垫布置结构可实施为例如使冷却流体至少暂时地持续地流过，从而实现主动温度控制。然而，在替换模式中，冷却垫布置结构也可以以预冷的方式安装在喷印头上，且在被加热之后由另一预冷的冷却垫布置结构替换，使得冷却垫布置结构也可用于被动温度控制。
例如，可将以下中的至少一个例如安装在喷印头的外部和/或至少部分地安装在喷印头中：加热装置，冷却器和/或热交换器装置，至少一个温度控制流体管线，和/或泵。
所述至少一个驱动器优选地机电式地(例如，电磁地或压电地)操作。
所述至少一个驱动器尤其包括用于致动阀元件的电线圈。线圈优选地是应该减少加热的至少一个驱动器的一部分。因此，至少一个温度控制装置尤其用于在涂覆介质的施涂过程中减少线圈的加热。
所述至少一个驱动器可包括用于致动阀元件的优选弹性的回复元件。
阀元件可根据线圈的通电情况而移位。
为了产生液滴射流，线圈和例如弹性回复元件(例如弹簧)可保证阀元件在打开位置和关闭位置之间来回移动。液滴射流可包括例如多个大致球形的或长条形的液滴。液滴射流有利地存在于至少一个喷嘴和部件之间。
为了产生连贯的涂覆介质射流，线圈可将阀元件永久地保持在打开位置。优选弹性的回复元件可例如将阀元件在空闲阶段移动到关闭位置，其中，阀元件在涂覆介质的施涂过程中有利地永久地保持在打开位置。连贯的涂覆介质射流有利地存在于至少一个喷嘴和部件之间。
涂覆介质可例如是粘性的、高粘性的或结构粘性的，优选粘度大于15mPas，大于60mPas，大于100mPas或大于130mPas和/或优选粘度小于400mPas或小于200mPas或小于1500mPas(在剪切速率1000s-1测量)，和/或涂料。
可能的是，至少一个温度控制装置(特别是加热装置，冷却器和/或热交换器装置，至少一个温度控制流体管线和/或泵)是回路的一部分。
所述至少一个温度控制装置可在涂覆介质的施涂期间对至少一个驱动器执行温度控制，使其温度低于80℃，低于60℃，低于50℃或低于40℃。
喷印头可优选地具有以下特征中的至少一个：
-喷印头被实施用于涂覆介质的无雾化或无喷涂地施涂，和/或
-喷印头配置为永久操作并用于表面涂覆部件，和/或
-喷印头射出窄式的涂覆介质射流，而不是喷雾(例如雾化的并由雾化器产生的)，和/或
-喷印头例如射出液滴射流，而不是在射流的纵向方向上连贯的涂覆介质射流，和/或
-喷印头例如射出在射流的纵向方向上连贯的涂覆介质射流，而不是液滴射流，和/或
-喷印头具有至少80％，90％，95％或99％的施涂效率，使得优选基本上所有施涂的涂覆介质完全沉积在部件上，基本上不产生过喷，和/或
-喷印头的表面涂料输出能力为至少0.5m2/min，1m2/min，2m2/min或至少3m2/min，和/或
-喷印头具有至少一个可电致动的致动器、特别是磁致动器或压电致动器，以便从喷印头排出涂覆介质。
在本发明的范围内，本文所述的温度控制装置可单独使用或彼此组合使用。
应提到，喷印头可优选地包括多个喷嘴(例如，多于5个，多于10个或甚至多于15个喷嘴)和相应数量的相关联的阀元件和相关联的驱动器。
喷嘴优选布置在喷嘴板中的至少一个喷嘴排中。
还应提到，在本发明的范围中使用的术语“喷印头”应该被一般地理解且仅用于与产生待施涂的涂覆介质的喷雾的雾化器(例如旋转雾化器，盘式雾化器，无空气雾化器，空气混合雾化器和/或超声雾化器)区分。与此相比，根据本发明的喷印头优选地产生至少一个、特别是多个空间上窄式的涂覆介质射流。
还应提到，根据本发明的喷印头优选用于施涂涂料(例如底涂料，清漆涂料，水基涂料和/或溶剂基涂料)。然而，根据本发明的喷印头也可替代地配置成应用其他施涂手段，特别是涂覆手段，例如用于施涂密封剂，绝缘材料，粘合剂，底漆等，仅举例而言。
还应提到，至少一个温度控制流体管线可至少部分地实施为有利地柔性的管，然而替代地或附加地，也可至少部分地实施为管道，所述管道可结合到例如布置在喷印头中的部件。
所述至少一个喷嘴和部件表面之间的施涂距离优选为至少4mm，10mm，20mm或40mm和/或至多200mm或100mm。
温度控制可包括例如仅喷印头的特定子部分，例如，涂覆介质引导区域和/或各个驱动器，或喷印头的基本上整个内部区域。
本发明还包括一种施涂机器人，优选涂覆或喷涂机器人，其具有如本文所公开的至少一个施涂设备。施涂机器人有利地用于引导一个或多个喷印头，且可具有例如至少五个或至少六个可移动的机器人轴。
以下中的至少一个可至少部分地安装在施涂机器人上或施涂机器人中，例如在机器人壳体、机器人臂和/或机器人基座上或中：加热装置，冷却器和/或热交换器装置，至少一个温度控制流体管线的子部分和/或泵。
然而，还可使得以下中的至少一个与施涂机器人间隔开：加热装置，冷却器和/或热交换器装置，至少一个温度控制流体管线的子部分和/或泵。
空气优选用作温度控制介质。这具有优点，因为压缩空气通常容易获得，且可通过简单的方式冷却或加热。空气粘度低，从而也能流过间隙和小通道。流过喷印头的空气的排放可例如通过在涂装室之内或之外的任何点通过管进行。到目前为止，通过上述优点抵消了传热不良的缺点。
附图说明
上述本发明的优选实施例可彼此组合。本发明的其它有利的进一步发展在从属权利要求中公开，或从以下结合附图对本发明优选实施例的描述中体现。
图1示出了根据本发明一个实施例的施涂设备的示意图，
图2示出了根据本发明另一实施例的施涂设备的示意图，
图3示出了根据本发明一个实施例的喷印头的一部分的示意/详细示图，
图4示出了根据本发明另一实施例的喷印头的一部分的示意/详细示图，
图5示出了根据本发明一个实施例的施涂设备的示意图，
图6示出了根据本发明另一实施例的施涂设备的示意图，
图7示出了根据本发明一个实施例的产生连贯的涂覆介质射流的喷印头的示意图，
图8示出了根据本发明一个实施例的产生液滴射流的喷印头的示意图，
图9示出了根据本发明一个实施例的温度控制的示意图，
图10示出了根据本发明一个实施例的具有施涂设备的两个施涂机器人的视图。
具体实施方式
参考附图描述的本发明的优选实施例部分对应，其中，相似或相同的部分具有相同的附图标记，且为了解释，也参考其他实施例或附图的描述以避免重复。
图1示出了根据本发明一个实施例的具有喷印头100的施涂设备V的示意图，其中，图3示出了喷印头100的一部分的示意/详细视图。施涂设备V、特别是喷印头100在下文结合图1和3进行描述。
施涂设备V用于将涂覆介质施涂到部件上，特别是用于将涂料施涂到机动车车身部件上。为此目的，施涂设备V特别包括喷印头100，用于涂覆介质的串续、持续以及基本无雾化和无喷雾的施涂。
图3示出了喷印头100的一部分的示意/详细视图，喷印头100具有喷嘴板1和喷嘴板1中的喷嘴2。可相对于喷嘴板1移动的优选磁的阀元件9(例如衔铁或阀针)用于控制通过喷嘴2的涂覆介质排出，其中，可移动阀元件9在关闭位置关闭喷嘴2且在打开位置将喷嘴2释放。机电驱动器(有利地是阀驱动器)A用于移动阀元件9。喷印头100具有多个这样的喷嘴2，喷嘴2分别相应地具有相关联的阀元件9和相关联的驱动器A，其中，为清楚起见，仅一个喷嘴在图1中具有附图标记2。
驱动器A包括电线圈6，用于根据线圈6的通电情况来致动阀元件9，特别是用于将阀元件9致动到打开位置。驱动器A还包括弹性的回复元件10，例如螺旋弹簧，用于将阀元件9致动到关闭位置。
待施涂的涂覆介质通过喷印头100中的涂覆介质供送机构3供送到喷嘴2。涂覆介质供送机构3(在图3的底部)由喷嘴板1和(在图3的顶部)由另一个板4界定，其中，喷嘴板1和板4可以是单独的部件或例如一体/整体(例如滚圆的或矩形的)管状涂覆介质供送机构3的一部分。
板4相对于喷嘴2同轴地具有开口，线圈管5同轴地布置在该开口上，其中，线圈管5缠绕有线圈6。
磁线圈芯7定位于线圈管5中，所述磁线圈芯7可相对于线圈管5通过密封件8在线圈管5的在图3中的上端处密封。
此外，可沿双箭头方向移位的阀元件9部分地位于线圈管5中，其中，阀元件9的运动(如已经提到的)取决于线圈6的通电情况。
图3示出了阀元件9在这种情况下处于关闭位置以便关闭喷嘴2。相反，为了施涂涂覆介质，线圈6被通电，使得阀元件9在图3中被向上拉以便释放喷嘴2。
如果线圈6未通电，则复位弹簧10将阀元件9推到关闭位置。
喷印头100和图3中所示的结构用于涂覆介质的串续和持续施涂的目的，且可以可选地在第一操作模式和第二操作模式下操作。
在第一操作模式中，线圈6将阀元件9永久地保持在打开位置，以产生连贯的涂覆介质射流(例如图7)。回复元件10有利地用于将阀元件9在空闲阶段移动到关闭位置。
在第二操作模式中，线圈6和回复元件10保证阀元件9以高频率在打开位置和关闭位置之间来回移动，以产生具有若干液滴的液滴射流S1(例如，图1，2，5，6和8)。
在两种操作模式中，线圈6处于高应变度，因此趋于过热或至少经历显著的加热。过热会导致线圈6损坏。显著的加热会对涂覆介质和/或施涂结果产生负面影响，其中，例如在机动车部件的串续喷涂的情况下施涂结果中的显著波动是不可接受的。涂料、特别是水基涂料，在温度高于30℃时已经毁坏。
因此，施涂设备V包括温度控制装置T1，T2和T3。
温度控制装置T1，T2，T3用于在施涂涂覆介质期间减少对驱动器A的加热，且实际上尤其用于减少对线圈6的加热。冷却比加热更重要。加热仅在有限的程度上起作用，即在较窄的温度范围内起作用。
在特定实施例中，喷印头可同时具有加热和冷却的可能性。该过程(冷却和加热)可在不同位置处同时进行，例如冷却线圈和加热涂覆介质。然而，这些过程也可在喷印头中、尤其在同一位置依次进行。例如，可设想，当启动喷印头时，最初是低温，低温通过启动加热过程而通过例如线圈的热量发展增加到在进行的过程中设置的温度。
为了加热涂覆介质并因而降低涂覆介质的粘度，温度控制装置T1，T2，T3可有利地包括加热装置(加热器)T1。
加热装置T1特别用于加热加热流体，其中，用于加热流体的温度控制流体管线T2引导通过喷印头100，且提供用于输送加热流体的泵T3。温度控制流体管线T2形成回路，使得加热装置T1，泵T3和喷印头100经由该回路彼此连接。
温度控制流体管线T2延伸通过喷印头100且实际上有利地沿着涂覆介质供送机构3延伸，以便因此加热喷嘴板1和/或板4且因此加热涂覆介质供送机构3中的涂覆介质，其在图3中由阴影区域和标示“加热”示意性地示出。
为了有效地将热量传递到涂覆介质供送机构3中的涂覆介质，温度控制流体管线T2可例如在喷嘴板1和/或板4内作为管道延伸。替代地或附加地，温度控制流体管线T2自然也可沿着喷嘴板1和/或板4在外侧和/或内侧延伸。此外，喷嘴板1和/或板4可由导热材料、例如金属、比如铝或铜制成。
涂覆介质的加热导致涂覆介质的粘度降低。
涂覆介质的粘度降低导致在打开力方面线圈6上的应变减小，这导致线圈6的加热减少。
喷印头100可有利地附加地由于涂覆介质的加热而能够处理具有较高粘度和/或(高)结构粘度的涂覆介质，例如粘度高于15mPas，高于30Pas甚至高于60Pas的涂覆介质。作为比较，油墨具有例如低于15mPas的粘度。温度控制还使得能够基本上保持涂覆介质的粘度恒定，并因此与线圈6的加热无关地保持基本恒定的施涂结果。
图2示出了根据本发明另一实施例的具有喷印头100的施涂设备V的示意图，其中，图4示出了喷印头100的一部分的示意/详细视图。图4所示的结构基本上对应于图3所示的结构，其中，线圈6的加热的减少却基于不同的工作原理，下文将进一步描述。
下面结合图2和4描述施涂设备V，特别是喷印头100。
施涂设备V包括温度控制装置T3，T4，T5和T6。
温度控制装置T3，T4，T5，T6用于在涂覆介质的施涂期间减少驱动器A的加热，且实际上特别是减少线圈6的加热。
为此目的，温度控制装置T3，T4，T5，T6有利地包括用于冷却线圈6的冷却器和/或热交换器装置T4。
冷却器/热交换器装置T4特别用于冷却冷却流体，其中，用于冷却流体的温度控制流体管线T5，T6以子部分T5引导通过喷印头100且可选地以子部分T6沿着喷印头100的外侧延伸，且提供用于输送冷却流体的泵T3。温度控制流体管线T5，T6形成回路，使得冷却器/热交换器装置T4，泵T3和喷印头100经由回路彼此连接。
温度控制流体管线T5延伸通过喷印头100且实际上有利地沿着线圈6、例如围绕线圈6延伸，以便因此冷却线圈6，这在图4中由阴影区域和“冷却”标示示意性地示出。为了实现有效的冷却，温度控制流体管线T5和/或由导热材料构成的导热结构可在线圈6的圆周方向上绕线圈6延伸。
图5示出了根据本发明另一实施例的具有喷印头100的施涂设备V的示意图。喷印头100可如例如图3和4所示地构造，其中，带有或没有冷却或加热功能。
图5所示实施例的一个特定特征是温度控制装置T7包括冷却垫布置结构T7，用于至少部分地包装喷印头100。冷却垫布置结构T7例如可以以一个或多个冷却枕或冷却包的形式提供。
通过喷印头100的操作加热的冷却垫布置结构T7可有利地以预定的周期从喷印头100移除，其中，冷却的冷却垫布置结构T7因此可布置在喷印头100上。冷却垫布置结构T7在这种情况下以被动冷却的形式起作用。
然而，冷却垫布置结构T7也可实施成使冷却流体至少暂时地连续地流过，且为此目的(类似于例如图2所示的情况)借助于回路连接到冷却和/或热交换器装置T4和泵T3。在这种情况下，冷却垫布置结构T7以主动冷却的形式起作用。
图6示出了根据本发明另一实施例的具有喷印头100的施涂设备V的示意图。
图6的喷印头100和温度控制装置可具有与图1和3中所示相同的结构，从而进行涂覆介质的加热，以便在涂覆介质的施涂期间减少驱动器A的加热。
此外，喷印头100可设有冷却垫布置结构T7，如图6所示，从而实现驱动器A的冷却，以便在涂覆介质的施涂期间减少驱动器A的加热。
图7示出了根据本发明一个实施例的喷印头100的示意图。
喷印头100用于产生连贯的涂覆介质射流S2，为此线圈6将阀元件9永久地保持在打开位置。
图8示出了根据本发明另一实施例的喷印头100的示意图。
喷印头100用于产生液滴射流S1，为此线圈6和回复元件10保证阀元件9以高频率在打开位置和关闭位置之间来回移动。
图8所示的液滴射流S1具有基本上球形的液滴，而图1，图2，图5和图6所示的液滴射流S1具有可以是最初长条形的液滴。
图9用于说明基于冷却流体的主动温度控制(冷却和/或加热)的可能操作原理，以便在涂覆介质的施涂过程中减少驱动器A的加热。
在基于加热的变型(例如图1和3)的情况下，喷印头100上游的温度控制流体(加热流体)比喷印头100下游更温暖(t1大于t2)。
在基于冷却的变型(例如图2和4)的情况下，喷印头100上游的温度控制流体(冷却流体)比喷印头100下游更冷(t1小于t2)。
作为参考图1-9描述的实施例的替代或补充，喷印头100可有针对性地设有温度控制装置(未示出)，该温度控制装置形成为由高导热材料、例如铝或铜构成的导热结构，用于在涂覆介质的施涂过程中减少驱动器A的加热。
可形成和布置导热结构，以排出由驱动器A产生的热量。
替代地或附加地，可形成和布置导热结构，以便将由温度控制装置T1，T2，T3产生的热量有效地传导到涂覆介质。例如喷嘴板1和/或板4可形成为导热结构。
替代地或附加地，可形成和布置导热结构，以便将由温度控制装置T3，T4，T5，T6产生的冷有效地传导到驱动A和/或驱动器A周围。
导热结构可包括导热板和/或导热肋。导热结构还可包括导热功能块，在导热功能块中，优选地可容纳喷印头100的所有驱动器A、尤其优选所有线圈6。
导热结构例如可部分地在喷印头100之外以及部分地在喷印头100之内延伸，使得热/冷可从喷印头100的内部传导到外部，反之亦然。然而，导热结构也可基本上完全在喷印头100的内部延伸，例如在导热结构应该传导温度控制流体的热/冷的情况下。在这种情况下，如上所述，特别是喷嘴板1和/或板4可由导热材料形成，从而形成导热结构。
图10示出了两个施涂机器人R的视图，用于将涂覆介质施涂到机动车车身形式的部件B上，施涂机器人R具有根据本发明一个实施例的施涂设备V。为清楚起见，在图10中仅左侧的施涂机器人设有附图标记。
施涂机器人R用于引导至少一个喷印头100且有利地具有至少五个或至少六个可移动的机器人轴。
虚线箭头示例性地示出了用于布置本文所述的温度控制装置的各个部件的安装点，特别是加热装置T1，泵T3，冷却器和/或热交换器装置T4和/或一个或多个温度控制流体管线T2，T5，T6的安装点。在这种情况下，各个部件可至少部分地布置在所示安装点(例如，机器人壳体，机器人基座，机器人臂和/或喷印头100)的内部或外部。
可为几个喷印头提供至少一个中央温度控制装置。温度控制流体可直接被供送到每个喷印头并直接流回温度控制装置。但是，温度控制流体也可流过多个串联连接的喷印头。
加热装置T1，泵T3和/或冷却器和/或热交换器装置T4也可与施涂机器人R间隔开地布置，例如，布置在喷涂室壁或机器人支撑结构(例如支撑控制台或支撑框架)上，其中，与喷印头100的连接可通过温度控制流体管线T2，T5，T6中的一个或多个进行，温度控制流体管线T2，T5，T6进而可在施涂机器人R中或沿着施涂机器人R延伸。
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 喷嘴板
2 至少一个喷嘴
3 涂覆介质供送机构
4 板
5 线圈管
6 线圈
7 线圈芯
8 线圈芯和线圈管之间的密封件
9 阀元件，优选衔铁和/或阀针
10 回复元件
A 驱动器，特别是阀驱动器
T1 加热装置，特别是加热器
T2 温度控制流体管线
T3 泵
T4 冷却器和/或热交换器装置
T5 温度控制流体管线
T6 温度控制流体管线
T7 冷却垫布置结构
100 喷印头
V 施涂设备
R 施涂机器人
B 部件，优选机动车车身部件

Claims (60)

1.用于将涂覆介质施涂到部件(B)上的施涂设备(V)，包括：
-喷印头(100)，其用于施涂涂覆介质，其中，所述喷印头(100)具有：
-喷嘴板(1)，
-喷嘴板(1)中的至少一个喷嘴(2)，用于排出涂覆介质，
-至少一个阀元件(9)，其能够相对于喷嘴板(1)移动，用于控制通过所述至少一个喷嘴(2)的涂覆介质的排放，其中，可移动的所述至少一个阀元件(9)在关闭位置关闭所述至少一个喷嘴(2)并在打开位置释放所述至少一个喷嘴(2)，和
-至少一个驱动器(A)，其用于移动所述至少一个阀元件(9)，
-至少一个温度控制装置(T1-T8)，其用于在施涂涂覆介质的过程中减少所述至少一个驱动器(A)的加热，其中，所述温度控制装置(T1-T8)包括用于冷却所述至少一个驱动器(A)的冷却器和/或热交换器装置(T4)，其中，所述冷却器和/或热交换器装置(T4)用于冷却作为冷却流体的温度控制流体，其中，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)包括用于温度控制流体的至少一个温度控制流体管线(T2，T5，T6)，
其特征在于，所述温度控制流体管线(T5)
-为了冷却驱动器(A)而沿着驱动器(A)延伸，和/或
-延伸而使得温度控制流体围绕所述至少一个驱动器(A)流动。
2.根据权利要求1所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述温度控制装置(T1-T8)包括加热装置(T1)，用于加热涂覆介质，从而降低涂覆介质的粘度。
3.根据权利要求2所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述加热装置(T1)用于加热温度控制流体，且所述温度控制流体因而代表用于加热涂覆介质的加热流体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，
所述温度控制装置(T1-T8)基于温度控制流体操作并因而提供可用的主动温度控制。
5.根据权利要求4所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制流体管线(T2，T5)在喷印头(100)内延伸，和/或所述至少一个温度控制流体管线(T6)沿着喷印头(100)的外侧延伸，以便从外侧冷却喷印头(100)。
6.根据权利要求1、2、3和5中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，
a)涂覆介质不用作温度控制流体，和/或
b)温度控制流体选自：
b1)气体，
b2)液态流体，
b3)冷却剂，
b4)冲洗介质、洗涤剂或溶剂，和/或
c)压缩空气直接从中央供送管线获取。
7.根据权利要求1、2、3和5中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，在所述喷印头(100)中，用于供送涂覆介质的涂覆介质供送机构(3)延伸到所述至少一个喷嘴(2)，所述涂覆介质供送机构(3)至少部分地由至少一个温度控制装置(T1-T8)温度控制。
8.根据权利要求7所述的施涂设备(V)，其特征在于，
-用于加热涂覆介质的至少一个温度控制流体管线(T2)沿着涂覆介质供送机构(3)延伸，和/或
-至少一个温度控制流体管线(T2)延伸而使得温度控制流体围绕涂覆介质供送机构(3)流动，和/或
-喷嘴板(1)在涂覆介质供送机构(3)的纵向方向上界定涂覆介质供送机构(3)。
9.根据权利要求1所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述温度控制流体管线(T5)为了冷却驱动器(A)的电线圈(6)而沿着驱动器(A)延伸。
10.根据权利要求1、2、3、5、8和9中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，控制温度控制流体的体积流量和/或其温度，使得
-增加驱动器的使用寿命，
-喷印头中的温度低于涂覆介质中使用的溶剂的点燃温度。
11.根据权利要求1、2、3、5、8和9中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)包括用于输送温度控制流体的泵(T3)。
12.根据权利要求7所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)提供被动温度控制和/或包括由导热材料构成的导热结构。
13.根据权利要求12所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述导热结构包括导热板和/或导热肋。
14.根据权利要求12或13所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述导热结构包括导热功能块，且所述至少一个驱动器(A)定位于所述导热功能块中。
15.根据权利要求12或13所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述导热结构
-至少部分地在喷印头(100)之外延伸，和/或
-至少部分地布置在喷印头(100)之内，和/或
-布置在所述至少一个驱动器(A)上，和/或
-沿着喷印头(100)中的涂覆介质供送机构(3)延伸。
16.根据权利要求12或13所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述导热材料选自：
-金属材料。
17.根据权利要求1、2、3、5、8、9、12和13中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)包括用于至少部分地包装所述喷印头(100)的冷却垫布置结构(T7)。
18.根据权利要求17所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述冷却垫布置结构(T7)实施为用于使冷却流体至少暂时地连续地流过。
19.根据权利要求11所述的施涂设备(V)，其特征在于，以下中的至少一个安装在喷印头(100)上或至少部分地布置在喷印头(100)中：
-加热装置(T1)，
-冷却器和/或热交换器装置(T4)，
-至少一个温度控制流体管线(T2，T5，T6)，
-泵(T3)。
20.根据权利要求1、2、3、5、8、9、12、13、18和19中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个驱动器(A)
-机电式地操作，和/或
-包括用于致动阀元件(9)的电线圈(6)，其中，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)用于在涂覆介质的施涂过程中减少电线圈(6)的加热，和/或
-包括用于致动阀元件(9)的回复元件(10)。
21.根据权利要求20所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述阀元件(9)根据所述电线圈(6)的通电情况而移位。
22.根据权利要求20所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述温度控制装置(T1-T8)用于减少所述至少一个驱动器(A)的电线圈(6)的加热。
23.根据权利要求20所述的施涂设备(V)，其特征在于，为了产生液滴射流(S1)，所述电线圈(6)和回复元件(10)保证所述阀元件(9)在打开位置和关闭位置之间来回移动。
24.根据权利要求20所述的施涂设备(V)，其特征在于，为了产生连贯的涂覆介质射流(S2)，所述电线圈(6)将所述阀元件(9)永久地保持在打开位置。
25.根据权利要求1、2、3、5、8、9、12、13、18、19、21至24中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质是粘性的、高粘性的或结构粘性的，其粘度高于15mPas，在1000s-1的剪切率下测量，和/或所述涂覆介质是涂料。
26.根据权利要求1、2、3、5、8、9、12、13、18、19、21至24中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，
-所述至少一个温度控制装置(T1-T8)是回路的一部分，和/或
-所述至少一个温度控制装置(T1-T8)在涂覆介质的施涂过程中将所述至少一个驱动器(A)的温度控制到低于80℃的温度。
27.根据权利要求1、2、3、5、8、9、12、13、18、19、21至24中任一项所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有以下特征中的至少一个：
-所述喷印头(100)实施成用于无雾化或无喷雾地施涂涂覆介质，
-所述喷印头(100)配置成能永久操作并用于对部件进行表面涂覆，
-所述喷印头(100)射出不同于喷雾的窄式的涂覆介质射流(S2)，
-所述喷印头(100)射出液滴射流(S1)，而不是在射流的纵向方向上连贯的涂覆介质射流(S2)，
-所述喷印头(100)射出在射流的纵向方向上连贯的涂覆介质射流(S2)，而不是液滴射流(S1)，
-所述喷印头(100)具有至少80％的施涂效率，使得所有施涂的涂覆介质完全沉积在部件上，
-所述喷印头(100)具有至少0.5m2/min的表面涂覆性能，
-所述喷印头(100)具有至少一个可电致动的致动器，以便打开和/或关闭阀，并因而允许涂覆介质流出喷印头(100)。
28.根据权利要求1所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述施涂设备(V)构造为用于将涂料施涂到机动车车身部件(B)上。
29.根据权利要求1所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)用于串续地和/或持续地施涂涂覆介质。
30.根据权利要求6所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述气体是氮气、空气、压缩空气。
31.根据权利要求6所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述液态流体是水，其中，水为去离子水或蒸馏水。
32.根据权利要求6所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述冷却剂不含挥发性有机化合物。
33.根据权利要求6所述的施涂设备(V)，其特征在于，冲洗介质、洗涤剂或溶剂是加热的。
34.根据权利要求12所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述导热结构满足以下功能中的至少一个：
-排出由所述至少一个驱动器(A)产生的热，
-将由所述至少一个温度控制装置(T1，T2，T3)产生的热传导到涂覆介质，
-将由所述至少一个温度控制装置(T3，T4，T5，T6)产生的冷传导到驱动器(A)。
35.根据权利要求15所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述导热结构布置在所述至少一个驱动器(A)上，从而沿所述至少一个驱动器(A)的圆周方向跨越所述至少一个驱动器(A)。
36.根据权利要求16所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述金属材料是铜或铝。
37.根据权利要求23所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述回复元件(10)是弹性的。
38.根据权利要求24所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述回复元件(10)将阀元件(9)在空闲阶段移动到关闭位置。
39.根据权利要求25所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质的粘度高于60mPas。
40.根据权利要求25所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质的粘度高于100mPas。
41.根据权利要求25所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质的粘度高于130mPas。
42.根据权利要求25所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质的粘度低于1500mPas，在1000s-1的剪切率下测量。
43.根据权利要求42所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质的粘度低于400mPas。
44.根据权利要求42所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述涂覆介质的粘度低于200mPas。
45.根据权利要求26所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)在涂覆介质的施涂过程中将所述至少一个驱动器(A)的温度控制到低于60℃的温度。
46.根据权利要求26所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)在涂覆介质的施涂过程中将所述至少一个驱动器(A)的温度控制到低于50℃的温度。
47.根据权利要求26所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)在涂覆介质的施涂过程中将所述至少一个驱动器(A)的温度控制到低于40℃的温度。
48.根据权利要求26所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个温度控制装置(T1-T8)在涂覆介质的施涂过程中控制所述至少一个驱动器(A)的电线圈(6)的温度。
49.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述至少一个可电致动的致动器是磁致动器或压电致动器。
50.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有至少90％的施涂效率，使得所有施涂的涂覆介质完全沉积在部件上。
51.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有至少95％的施涂效率，使得所有施涂的涂覆介质完全沉积在部件上。
52.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有至少99％的施涂效率，使得所有施涂的涂覆介质完全沉积在部件上。
53.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有至少1m2/min的表面涂覆性能。
54.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有至少2m2/min的表面涂覆性能。
55.根据权利要求27所述的施涂设备(V)，其特征在于，所述喷印头(100)具有至少3m2/min的表面涂覆性能。
56.一种施涂机器人(R)，具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的施涂设备(V)，其中，所述施涂机器人(R)用于引导至少一个喷印头(100)。
57.根据权利要求56所述的施涂机器人，其特征在于，以下中的至少一个至少部分地安装在所述施涂机器人(R)上或所述施涂机器人(R)中，
-加热装置(T1)，
-冷却器和/或热交换器装置(T4)，
-至少一个温度控制流体管线(T2，T5，T6)的子部分，
-泵(T3)。
58.根据权利要求56或57所述的施涂机器人，其特征在于，以下中的至少一个与所述施涂机器人(R)间隔开地布置：
-加热装置(T1)，
-冷却器和/或热交换器装置(T4)，
-至少一个温度控制流体管线(T2，T5，T6)的子部分，
-泵(T3)。
59.根据权利要求56所述的施涂机器人，其特征在于，所述施涂机器人(R)是涂覆或喷涂机器人。
60.根据权利要求56所述的施涂机器人，其特征在于，所述施涂机器人(R)具有至少五个或至少六个可移动的机器人轴。
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