CN116764835A - 用于车辆油漆应用的油漆钟形杯 - Google Patents

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Abstract

一种用于将油漆喷射引导到表面上的油漆钟形杯，包括杯体，该杯体具有外表面、具有圆周边缘的内锥形表面和从外表面延伸的杆。该杆包括将油漆朝向内锥形表面输送的通道。杯体包括一个或多个喷射控制特征，该喷射控制特征沿着内锥形表面朝向圆周边缘延伸。一个或多个喷射控制特征促进从杆朝向圆周边缘行进的选定的均匀油漆液滴尺寸。

Description

用于车辆油漆应用的油漆钟形杯
技术领域
本发明涉及车辆领域，更具体地说，涉及用于车辆油漆应用的油漆钟形杯。
背景技术
油漆通常通过喷射过程被涂覆到车辆上。在某些情况下，采用静电喷射过程。在静电喷射过程中，油漆可以接收正电荷，并被涂覆到具有负电荷的表面上。这种电荷差异导致油漆附着在表面上。喷射系统通常通过截头圆锥形或圆锥形油漆钟形杯来输送油漆。油漆钟形杯产生并引导由油漆颗粒构成的雾化油漆喷向物体。油漆应用质量可能取决于油漆液滴尺寸。
均匀的油漆液滴尺寸导致减少过度喷射的均匀油漆层。促成油漆液滴形成的因素可能包括油漆流动阻力、流动体积、摩擦和荷质比。油漆流动阻力和摩擦与油漆的性质和油漆钟形杯的形状有关。不幸的是，目前不可能根据特定的油漆、油漆性质或流动性质来定制油漆钟形杯的形状。因此，大量的油漆由于过度喷射而被浪费。因此，该行业将欢迎一种用于制造针对特定油漆和/或油漆定制的油漆钟形杯的系统。
发明内容
根据非限制性示例所公开的，用于将油漆喷射引导到表面上的油漆钟形杯包括杯体，该杯体具有外表面、具有圆周边缘的内锥形表面和从外表面延伸的杆。该杆包括朝向内锥形表面输送油漆的通道。杯体包括沿着内锥形表面朝向圆周边缘延伸的一个或多个喷射控制特征。一个或多个喷射控制特征促进从杆朝向圆周边缘行进的选定的均匀油漆液滴尺寸。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括布置在杆处的分流器构件，该分流器构件沿着内锥形表面上的一个或多个喷射控制特征引导油漆。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中一个或多个喷射控制特征包括形成在内锥形表面上的凹槽，凹槽沿着内锥形表面朝向圆周边缘延伸。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中凹槽从杆延伸穿过内锥形表面且直至圆周边缘。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中凹槽从圆周边缘延伸并且在未到达杆时停止。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中凹槽基本线性延伸穿过内锥形表面。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中凹槽沿曲线延伸穿过内锥形表面。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中一个或多个喷射控制特征包括多个凸起元件和多个凹陷元件中的一个。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中一个或多个喷射控制特征包括凸起元件和凹陷元件。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中多个凸起元件包括多个凸起隆起和多个凸起肋中的一个。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中多个凸起元件形成随机图案。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中多个凸起元件形成均匀图案。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中杯体包括具有多个互连网格元件的网格结构。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中网格结构包括多个空隙，并且外表面包括覆盖网格结构的表层。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中内锥形表面包括由以下方程定义的几何形状：
根据另一非限制性示例公开了一种油漆喷射系统，该油漆喷射系统包括油漆源、连接到油漆源的油漆驱动装置以及连接到油漆源的油漆钟形杯，该油漆钟形杯可操作成将由油漆驱动装置驱动的来自油漆源的油漆喷射引导到表面上。油漆钟形杯包括杯体，该杯体具有外表面、具有圆周边缘的内锥形表面和从外表面延伸的杆。该杆包括将油漆内锥形表面朝向输送的通道。杯体包括一个或多个喷射控制特征，其沿着内锥形表面朝向圆周边缘延伸。一个或多个喷射控制特征促进从杆朝向圆周边缘行进的选定的均匀油漆液滴尺寸。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中一个或多个喷射控制特征包括形成在内锥形表面上的凹槽，凹槽沿着内锥形表面朝向圆周边缘延伸。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中一个或多个喷射控制特征从圆周边缘沿着内锥形表面延伸并且在未到达杆时停止。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中一个或多个喷射控制特征包括多个凸起元件和多个凹陷元件中的一个。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中杯体包括具有限定多个空隙的多个互连元件的网格结构。
当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
图1是根据非限制性示例的包括具有喷射控制特征的油漆钟形杯的油漆喷射系统的示意图；
图2是根据非限制性示例的包括油漆钟形杯和分流器的图1的油漆钟形杯的透视图；
图3是根据非限制性示例的图2的油漆钟形杯的分解视图；
图4是根据非限制性示例的具有内锥形表面的图3的油漆钟形杯的透视图，该内锥形表面具有以基本线性凹槽的形式示出的喷射控制特征；
图5是根据非限制性示例的具有内锥形表面的图3的油漆钟形杯的透视图，该内锥形表面具有以曲线凹槽的形式示出的喷射控制特征；
图6是根据非限制性示例的具有内锥形表面的图3的油漆钟形杯的透视图，该内锥形表面具有以凸起元件和凹陷元件的形式示出的喷射控制特征；
图7是根据非限制性示例的具有内锥形表面的图3的油漆钟形杯的透视图，该内锥形表面具有以凸起隆起的形式示出的喷射控制特征；
图8是根据非限制性示例的具有内锥形表面的图3的油漆钟形杯的透视图，该内锥形表面具有以凸起肋的形式示出的喷射控制特征；
图9是根据非限制性示例的图3的油漆钟形杯的透视图，该油漆钟形杯具有带喷射控制特征的内锥形表面；
图10是根据非限制性示例的图3的油漆钟形杯的透视图，该油漆钟形杯具有带喷射控制特征的内锥形表面；
图11是根据非限制性示例的形成有外部网格结构的图3的油漆钟形杯的透视图；
图12是根据非限制性示例的图11的油漆钟形杯的透视图，示出了内部网格结构上的外表层；以及
图13是根据非限制性示例的具有内锥形表面的图3的油漆钟形杯的透视图，该内锥形表面具有以内锥形表面的选定曲线形状的形式示出的喷射控制特征。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
根据非限制性示例，油漆喷射系统在图1中通常以10表示。油漆喷射系统10包括油漆源12和油漆驱动装置14。油漆驱动装置14可以采用布置在油漆源12中或与油漆源12流体连接的泵、压缩机等形式。油漆驱动装置14将油漆从油漆源12输送到喷射输送系统18。喷射输送系统18将雾化的油漆喷射引导到表面19上，表面19可以采取车辆部件(未单独标出)的表面的形式。当然，应该理解，表面19可以代表各种物体的表面。
在非限制性示例中，喷射输送系统18包括通过导管22连接到油漆源12的油漆钟形杯座20。油漆钟形杯座20支撑并保持包括油漆钟形杯27的油漆钟形杯组件24。在油漆喷射操作期间，油漆钟形杯座20可以选定的速度旋转油漆钟形杯组件24。参考图2和3，油漆钟形杯27包括杯体34，杯体34具有外表面36和内锥形表面38。
杯体34包括圆周边缘40和杆42。杆42可以包括螺纹(未单独标出),该螺纹提供与油漆钟形杯座20的接口。当然，杆42也可以是光秃的，通过锥形物、夹紧力等连接到油漆钟形杯座20上。在非限制性示例中，杆42包括通道44(图3),该通道经由导管22流体连接到油漆源12。
在非限制性示例中，内锥形表面38包括一个或多个喷射控制特征48，其通过减小油漆和杯体34之间的摩擦力来促进油漆喷射液滴的均匀性。在一非限制性示例中，喷射控制特征48可以从杆42延伸穿过内锥形表面38到达圆周边缘40(图3)。在另一非限制性示例中，喷射控制特征48可以从圆周边缘40在内锥形表面38上延伸，并且在未到达杆42时停止(图4)。在非限制性示例中，分流器构件54可以设置在杯体34中并连接到杆42。分流器构件54迫使来自油漆源12的油漆沿着内锥形表面38流向圆周边缘40且流到表面19上作为雾化喷射。
参照图4并继续参照图1-3，根据非限制性示例，喷射控制特征48采取形成在内锥形表面38中的多个凹槽62的形式。多个凹槽62是基本线性的，并且沿着内锥形表面38朝向圆周边缘40延伸。在一非限制性示例中，多个凹槽62从杆42延伸直至圆周边缘40，如图3所示。在另一非限制性示例中，多个凹槽62从圆周边缘40沿着内锥形表面38延伸，并在未到达杆42时停止，如图4所示。在另一非限制性示例中，多个凹槽可以在未到达圆周边缘40时停止。在另一非限制性示例中，多个凹槽62从杆42沿着内锥形表面38延伸并穿过圆周边缘40。
在非限制性示例中，多个凹槽62中的每个都包括针对特定油漆特性定制的横截面几何形状和/或尺寸。以这种方式，多个凹槽62可以将油漆分成多个单独的流，这促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，以减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆涂敷。
图5描绘了根据另一非限制性示例的作为多个曲线凹槽67的喷射控制特征48。多个曲线凹槽67沿着内锥形表面38朝向圆周边缘40延伸。在一非限制性示例中，多个曲线凹槽67在未到达圆周边缘40时停止。在另一非限制性示例中，多个曲线凹槽67从圆周边缘40延伸，并在未到达杆42时停止。多个曲线凹槽67中的每个都包括针对特定油漆特性定制的横截面几何形状和/或尺寸。
此外，根据非限制性示例，多个曲线凹槽67中的每个包括对应于由油漆钟形杯27的旋转产生的油漆流动路径的弧。以这种方式，多个曲线凹槽67将油漆分成多个单独的流，这些流沿着内锥形表面38的旋转诱导流动路径行进，以促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，从而减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆涂敷。
图6描绘了根据非限制性示例的喷射控制特征48，其作为可采取凸起肋73形式的多个凸起元件72和可采取成形凹口75形式的多个凹陷元件74。凸起元件72和凹陷元件74可以均匀地分布在内锥形表面38上，以便给油漆喷射赋予选定的湍流。凸起元件72和凹陷元件74包括针对特定油漆特性比如粘度、质量、密度等定制的几何形状和/或尺寸，以促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，从而减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆涂敷。
图7描绘了根据非限制性示例的喷射控制特征48，作为均匀分布在内锥形表面38上的多个凸起隆起78。多个凸起隆起78也可以设置在圆周边缘40上。多个凸起隆起78包括针对特定油漆特性比如粘度、质量、密度等定制的几何形状和/或尺寸，以促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，从而减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆涂敷。
图8描绘了根据非限制性示例的喷射控制特征48，作为均匀分布在内锥形表面38上的多个凸起肋83。多个凸起肋83也可以设置在圆周边缘40上。多个凸起肋83包括针对特定油漆特性比如粘度、质量、密度等定制的几何形状和/或尺寸，以促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，从而减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆涂敷。
图9描绘了根据非限制性示例的喷射控制特征48，作为分布在内锥形表面38上的凸起元件87的随机阵列。凸起元件87的随机阵列也可以设置在圆周边缘40上。凸起元件87的随机阵列包括针对特定油漆特性比如粘度、质量、密度等定制的几何形状、尺寸和/或分布，以促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，从而减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆涂敷。
图10描绘了根据非限制性示例的喷射控制特征48，作为赋予内锥形表面38的表面纹理89。表面纹理89也可以应用于圆周边缘40。在非限制性示例中，表面纹理89可包括随机分布在内锥形表面38上的凸起部分(未单独标出)和凹陷部分(也未单独标出)。表面纹理89包括针对特定油漆特性比如粘度、质量、密度等定制的几何形状、尺寸和/或分布，以促进从油漆钟形杯27流出的雾化油漆的更均匀的液滴尺寸，从而减少和/或基本消除过度喷射和不均匀的油漆应用。
图11描绘了根据非限制性示例的包括形成外表面36的网格结构96的油漆钟形杯27。网格结构96包括形成多个空隙104的多个互连网格元件99。在非限制性示例中，多个互连网格元件99为油漆钟形杯27提供结构支撑，同时多个空隙104减轻重量。互连网格元件99包括针对油漆钟形罩27可感知的特定应力定制的几何形状、尺寸和/或分布/设计，包括空隙104的大小、形状、数量和分布。在图12所示的非限制性示例中，网格结构96可被表层110覆盖。表层110提供了额外的结构支撑，而不会以明显的方式增加油漆钟形杯27的总重量。
根据图13所示的另一非限制性示例，喷射控制特征48由针对特定油漆类型的特征定制的内锥形表面38的特定几何形状或曲率来限定。在非限制性的示例中，内锥形表面38的曲率由下面所示的方程(1)定义，其中油漆液滴在“r”方向上的运动由方程(2)控制，而液滴在“z”方向上的运动由方程(3)控制。因此，应该理解，内锥形表面38的曲率可以由方程(4)控制。特定的曲率被设计成减少油漆和杯体34之间的摩擦力，以确保更完全的雾化和更均匀的液滴尺寸，从而减少过度喷射。通过减少过度喷射，减少了在喷射操作期间用于覆盖表面19的油漆总量。
(3)z(t)＝-0.5gt2
其中，S1是内锥形表面38的曲率；
r0是杆42的半径。
在非限制性示例中，油漆从杆42流出，通过通道44，并被分流器构件54转向到油漆钟形杯27的内锥形表面38。高速旋转的油漆钟形杯27加速沿内锥形表面38流动的油漆并提供动能，以在油漆流出圆周边缘40时将其分解成微小的液滴。油漆流的摩擦力会侵蚀内锥形表面38，从而降低油漆钟形杯27的整体使用寿命。将内锥形表面38形成为具有由方程(4)限定的几何形状对于特定范围的旋转速度和油漆钟形杯直径而言减小了摩擦力，从而提高了油漆钟形杯27的整体使用寿命。
根据非限制性示例，油漆钟形杯27可以由多种材料形成。所选择的特定材料可能取决于所涂油漆的一种或多种特性。该材料可以是金属、非金属、陶瓷和/或复合材料。在非限制性示例中，油漆钟形杯27由导电材料形成，该导电材料允许电荷从喷射输送系统18传递到油漆。油漆钟形杯27可以使用多种制造技术形成，包括模制、机械加工、冲压、增材制造及其组合。喷射控制特征可以与油漆钟形杯27同时形成。在另一非限制性示例中，喷射控制特征可以在形成油漆钟形杯27之后被施加到或形成在内锥形表面38上。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变并且等同物可以替代其元件。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于将油漆喷射引导到表面上的油漆钟形杯，包括具有外表面的杯体、具有圆周边缘的内锥形表面和从外表面延伸的杆，该杆包括朝向内锥形表面输送油漆的通道，其中，杯体包括沿着内锥形表面朝向圆周边缘延伸的一个或多个喷射控制特征，所述一个或多个喷射控制特征促进从杆朝向圆周边缘行进的选定的均匀油漆液滴尺寸。
2.根据权利要求1所述的油漆钟形杯，还包括布置在所述杆处的分流器构件，所述分流器构件沿着所述内锥形表面上的一个或多个喷射控制特征引导油漆。
3.根据权利要求1所述的油漆钟形杯，其中，所述一个或多个喷射控制特征包括形成在所述内锥形表面上的凹槽，所述凹槽沿着内锥形表面朝向所述圆周边缘延伸。
4.根据权利要求3所述的油漆钟形杯，其中，所述凹槽从所述杆延伸穿过所述内锥形表面且直至所述圆周边缘。
5.根据权利要求3所述的油漆钟形杯，其中，所述凹槽从所述圆周边缘延伸，并在未到达所述杆时停止。
6.根据权利要求3所述的油漆钟形杯，其中，所述凹槽基本线性延伸穿过所述内锥形表面。
7.根据权利要求3所述的油漆钟形杯，其中，所述凹槽沿曲线延伸穿过所述内锥形表面。
8.根据权利要求1所述的油漆钟形杯，其中，所述一个或多个喷射控制特征包括多个凸起元件和多个凹陷元件中的一个。
9.根据权利要求8所述的油漆钟形杯，其中，所述一个或多个喷射控制特征包括凸起元件和凹陷元件。
10.根据权利要求1所述的油漆钟形杯，其中，所述杯体包括具有多个互连网格元件的网格结构。
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