DE69506568T2 - DEVICE FOR SPRAYING A COATING LOADED WITH MAGNETIC ELEMENTS - Google Patents
DEVICE FOR SPRAYING A COATING LOADED WITH MAGNETIC ELEMENTSInfo
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Description
Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Spritzen eines mit magnetischen Elementen beladenen Beschichtungsmaterials auf Oberflächen unterschiedlicher Größen und Komplexitäten zum Gegenstand.The invention relates to a device for spraying a coating material loaded with magnetic elements onto surfaces of different sizes and complexities.
Sie findet eine Anwendung auf dem Gebiet des industriellen Anstrichs.It is used in the field of industrial painting.
In der Industrie ist es manchmal nötig, Flächen von oft großen oder komplexen Dimensionen mit einem Anstrich aus einem magnetische Fasern (oder magnetische Elemente) enthaltenden Harz oder Schlicker (Wasser + Keramik) zu überziehen. Diese magnetische Fasern enthaltenden Anstriche oder Harze werden im allgemeinen wegen ihrer spezifischen radioelektrischen Eigenschaften verwendet.In industry, it is sometimes necessary to coat surfaces, often of large or complex dimensions, with a paint made of a resin or slip (water + ceramic) containing magnetic fibers (or magnetic elements). These paints or resins containing magnetic fibers are generally used for their specific radioelectric properties.
In der Folge der Beschreibung spricht man mehr allgemein von Beschichtungen, die magnetische Elemente oder Partikel enthalten und zum Überziehen einer Fläche bestimmt sind.In the following description, we will speak more generally of coatings that contain magnetic elements or particles and are intended to cover a surface.
Damit jedoch die Beschichtung ihre ganze Wirksamkeit entfaltet, müssen die in dieser Beschichtung enthaltenen magnetischen Elemente ausgerichtet sein.However, in order for the coating to be fully effective, the magnetic elements contained in this coating must be aligned.
Ein bekanntes Verfahren zum Ausrichten der magnetischen Elemente einer Beschichtung besteht darin, die zu beschichtende Oberfläche einem Magnetfeld auszusetzen und dann diese Oberfläche mittels einer klassischen, dem Fachmann bekannten Technik mit der adäquaten Beschichtung zu verkleiden. Diese Technik besteht darin, eine Spritzpistole zu verwenden. Nach diesem Verfahren richten sich die magnetischen Elemente, die dem Magnetfeld ausgesetzt sind, das an der Oberfläche herrscht, entsprechend der Feldlinien aus, die durch dieses Magnetfeld erzeugt werden. Die Beschichtung, deren magnetischen Elemente ausgerichtet sind, kann dann getrocknet oder polymerisiert werden.A known method for aligning the magnetic elements of a coating consists in exposing the surface to be coated to a magnetic field and then covering this surface with the appropriate coating using a conventional technique known to those skilled in the art. This technique consists in using a spray gun. According to this method, the magnetic elements exposed to the magnetic field prevailing on the surface align themselves according to the field lines generated by this magnetic field. The coating, whose magnetic elements are aligned, can then be dried or polymerized.
Jedoch ist die industrielle Anwendung eines solchen Verfahrens schwierig, da die Herstellung von Vorrichtungen, die ein Magnetfeld von ausreichender Größe erzeugen, um Teile von komplexer Form oder großem Volumen enthalten zu können, kaum vorstellbar ist.However, the industrial application of such a process is difficult because the manufacture of devices that generate a magnetic field of sufficient magnitude to It is hard to imagine that it could contain particles of a complex shape or large volume.
Ein anderes System zum Überziehen einer Fläche mit einem magnetischen Anstrich wird in dem Dokument JP-A-61 122928 (Kurzfassung) beschrieben. Dieses System umfaßt einen Satz Permanentmagnete, angeordnet in der Nähe des Endes der Spritzdüse einer magnetischen Farbe.Another system for coating a surface with a magnetic paint is described in the document JP-A-61 122928 (abstract). This system comprises a set of permanent magnets arranged near the end of the spray nozzle of a magnetic paint.
Die Erfindung hat genau die Beseitigung des weiter oben genannten Nachteils zum Gegenstand. Zu diesem Zweck schlägt sie eine Spritzvorrichtung einer Beschichtung vor, bei der das Magnetfeld in der Umgebung der Düse der Spritzpistole erzeugt wird, so daß sich die magnetischen Elemente bei ihrem Austritt aus der Pistole ausrichten.The invention aims precisely at eliminating the above-mentioned drawback. To this end, it proposes a coating spraying device in which the magnetic field is generated in the vicinity of the spray gun nozzle so that the magnetic elements align when they exit the gun.
Noch genauer betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Spritzen einer mit magnetischen Elementen beladenen Beschichtung, die eine zum Spritzen der Beschichtung auf eine gewählte Fläche geeignete Spritzpistole umfaßt. Diese Spritzvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Ausrichten der magnetischen Elemente der Beschichtung umfaßt, wobei diese Ausrichteinrichtungen um die Spritzpistole herum angeordnet sind und das Ausrichten der magnetischen Elemente bei ihrem Austritt aus der Spritzpistole gewährleisten.More specifically, the invention relates to a device for spraying a coating loaded with magnetic elements, comprising a spray gun suitable for spraying the coating onto a selected surface. This spray device is characterized in that it comprises means for aligning the magnetic elements of the coating, these aligning means being arranged around the spray gun and ensuring the alignment of the magnetic elements as they exit the spray gun.
Vorteilhafterweise umfassen die Ausrichteinrichtungen einen Ferritring, der die Spritzpistole umgibt, und um den herum ein an eine Stromquelle angeschlossener, elektrisch leitender Draht gewickelt ist, um im Innern des Ferritrings ein Magnetfeld zu erzeugen.Advantageously, the alignment means comprise a ferrite ring which surrounds the spray gun and around which an electrically conductive wire connected to a power source is wound in order to generate a magnetic field inside the ferrite ring.
Dieser Ferritring umfaßt einen Luftspalt, der einerseits den Durchgang des von der Pistole gespritzten Beschichtungsmaterials ermöglicht und andererseits die Ausrichtung der magnetischen Elemente in diesem gespritzen Beschichtungsmaterial.This ferrite ring contains an air gap which, on the one hand, allows the passage of the coating material sprayed by the gun and, on the other hand, allows the alignment of the magnetic elements in this sprayed coating material.
Erfindungsgemäß umfassen die Ausrichteinrichtungen einen Abschirmungszylinder, angeordnet zwischen der Pistole und dem Ferritring, um diese Pistole vor dem durch den Ferritring erzeugten Magnetfeld zu schützen und zu verhindern, daß die magnetisierten Elemente die Pistole verstopfen.According to the invention, the alignment means comprise a shielding cylinder arranged between the gun and the ferrite ring to protect this gun from the magnetic field generated by the ferrite ring and to prevent the magnetized elements from clogging the gun.
Dieser Abschirmungszylinder umfaßt eine Öffnung, deren Querschnitt im wesentlichen größer ist als der Querschnitt des Luftspalts des Ferritrings.This shielding cylinder includes an opening whose cross-section is substantially larger than the cross-section of the air gap of the ferrite ring.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung kann die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung auf einen Roboter montiert werden.According to one embodiment of the invention, the inventive spraying device can be mounted on a robot.
Die einzige Figur zeigt schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Spritzpistole, umgeben von den Einrichtungen zum Ausrichten der magnetischen Elemente der Beschichtung.The single figure shows schematically the device according to the invention with a spray gun, surrounded by the devices for aligning the magnetic elements of the coating.
In der Figur ist die erfindungsgemäße Vorrichtung perspektivisch dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt eine mit 1 bezeichnete Spritzpistole. Diese Spritzpistole ist von herkömmlicher Art. Sie kann vorteilhafterweise automatisch sein.The figure shows the device according to the invention in perspective. This device comprises a spray gun designated 1. This spray gun is of a conventional type. It can advantageously be automatic.
Man kann z.B. die automatischen Spritzpistolen Kremlin® A1915N13 und A1918N13 verwenden, die für dick- und dünnflüssige Produkte geeignet sind.For example, you can use the automatic spray guns Kremlin® A1915N13 and A1918N13, which are suitable for thick and thin products.
Diese Pistole ist an Druckluft- und Beschichtungsmaterialversorgungen angeschlossen, die aus Gründen der Vereinfachung in der Figur nicht dargestellt sind.This gun is connected to compressed air and coating material supplies, which are not shown in the figure for the sake of simplicity.
Die Figur zeigt außerdem einen Ferritring 3, um diese Spritzpistole 1 herum angeordnet. Dieser Ferritring 3 ist selbst wenigstens über einen Teil von einem elektrisch leitenden Draht umgeben, Spulendraht 5 genannt. Dieser Spulendraht 5, vorzugsweise aus Kupfer, ist in mehreren Schichten um den Ferritring 3 herum gewickelt und an eine stabilisierte Gleichstromversorgung angeschlossen, um in dem Magneten 3 ein elektrisches Feld zu erzeugen.The figure also shows a ferrite ring 3 arranged around this spray gun 1. This ferrite ring 3 is itself surrounded at least over part by an electrically conductive wire, called coil wire 5. This coil wire 5, preferably made of copper, is wound in several layers around the ferrite ring 3 and connected to a stabilized direct current supply in order to generate an electric field in the magnet 3.
Erfindungsgemäß umfaßt der Ferritkern 3 eine Öffnung, die einen Luftspalt 7 bildet. Diese Öffnung ermöglicht den Durchgang des Beschichtungsmaterials, das von der Pistole 1 auf die zu beschichtende Fläche gespritzt wird. Das in diesem Spalt 7 herrschende Magnetfeld ermöglicht dann, die magnetischen Elemente, die in dem Beschichtungsmaterial enthalten sind, auszurichten, wenn dieses letztere den Luftspalt 7 durchquert; solange, bis es auf dem zu beschichtenden Stück aufgetragen ist.According to the invention, the ferrite core 3 comprises an opening forming an air gap 7. This opening allows the passage of the coating material sprayed by the gun 1 onto the surface to be coated. The magnetic field prevailing in this gap 7 then allows the magnetic elements contained in the coating material to be aligned as the latter passes through the air gap 7 until it is deposited on the piece to be coated.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung wird der Ferritkern 3 auf der Basis von Nickel und Zink hergestellt. Er hat eine Breite von 90 mm, einen Außendurchmesser von 280 mm, einen Innendurchmesser von 250 mm und folglich eine Dicke von 15mm. Außerdem hat der Luftspalt eine Breite von ungefähr 50 mm. Mit einem solchen Ferritring 3 und bei einer stabilisierten Versorgung, die dem Spulendraht eine Gleichspannung von 14 V und eine Stromstärke von 10A liefert, herrscht im Zentrum des Luftspalts 7 ein Magnetfeld von ungefähr 160 Gauß.According to one embodiment of the invention, the ferrite core 3 is made of nickel and zinc. It has a width of 90 mm, an external diameter of 280 mm, an internal diameter of 250 mm and therefore a thickness of 15 mm. In addition, the air gap has a width of approximately 50 mm. With such a ferrite ring 3 and a stabilized power supply that supplies the coil wire with a direct voltage of 14 V and a current of 10 A, a magnetic field of approximately 160 gauss prevails in the center of the air gap 7.
Erfindungsgemäß befindet sich zwischen der Spritzpistole 1 und dem Ferritring 3 ein Abschirmungszylinder 2. Noch genauer ist der Ferritkern 3 mit seiner Innenseite auf dem Abschirmungszylinder 2 befestigt. Dieser Abschirmungszylinder 2 ist außerdem fähig, die Spritzpistole 1 zu tragen, die auf der Innenseite dieses Zylinders befestigt ist.According to the invention, a shielding cylinder 2 is located between the spray gun 1 and the ferrite ring 3. More precisely, the ferrite core 3 is fixed with its inner side to the shielding cylinder 2. This shielding cylinder 2 is also able to support the spray gun 1, which is fixed on the inner side of this cylinder.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung ist dieser Abschirmungszylinder aus weichem Stahl hergestellt und hat einen Außendurchmesser von 210 mm und eine Länge von 200 mm.According to one embodiment of the invention, this shielding cylinder is made of mild steel and has an external diameter of 210 mm and a length of 200 mm.
Außer seiner Trägerrolle ermöglicht der Abschirmungszylinder 2, zu verhindern, daß unerwünschte Feldlinien die Farb-, Harz- oder Schlickerversorgung der Spritzpistole stören.In addition to its supporting role, the shielding cylinder 2 prevents undesirable field lines from disturbing the paint, resin or slip supply to the spray gun.
Erfindungsgemäß umfaßt dieser Abschirmungszylinder 2 eine Öffnung, die im wesentlichen mit dem Luftspalt 7 fluchtet, um den Durchgang des Beschichtungsmaterials von der Pistole 1 zu der zu beschichtenden Oberfläche zu ermöglichen. Es sei präzisiert, daß die Pistole sich in bezug auf die Öffnung 4 parallel verschiebt, d.h. in der durch den Doppelpfeil 9 angedeuteten Richtung. Vorteilhafterweise hat die Öffnung 4 des Abschirmungszylinders einen Querschnitt, der wesentlich größer ist als der des Luftspalts 7, so daß die Gesamtheit des von der Pistole 1 gespritzten Beschichtungsmaterials dem Magnetfeld des Luftspalts 7 ausgesetzt ist.According to the invention, this shielding cylinder 2 comprises an opening substantially aligned with the air gap 7 to allow the passage of the coating material from the gun 1 to the surface to be coated. It should be specified that the gun moves parallel to the opening 4, i.e. in the direction indicated by the double arrow 9. Advantageously, the opening 4 of the shielding cylinder has a cross-section that is significantly larger than that of the air gap 7, so that all of the coating material sprayed by the gun 1 is exposed to the magnetic field of the air gap 7.
Die Spritzpistole 1 wird folglich im Innern des Abschirmungszylinders 2 zentriert und dann auf diesem Abschirmungszylinder festgemacht, so daß sie sich in der Achse des Ferritrings 3 befindet. Auf diese Weise mündet die Düse der Spritzpistole in dem Luftspalt 7.The spray gun 1 is then centered inside the shielding cylinder 2 and then fixed to this shielding cylinder so that it is located on the axis of the ferrite ring 3. In this way, the nozzle of the spray gun opens into the air gap 7.
Um eine Fläche zu beschichten, muß zunächst die Gleichstromversorgung eingeschaltet werden, so daß in dem Luftspalt 7 des Ferritrings 3 ein Magnetfeld erzeugt wird. Dann kann das automatische Aufspritzen des Beschichtungsmaterials erfolgen. Die magnetischen Elemente, die in dem durch die Spritzpistole 1 gespritzten Beschichtungsmaterial enthalten sind, setzen sich auf der zu überziehenden Oberfläche ab, nachdem sie ab dem Zeitpunkt ihres Durchgangs durch den Luftspalt 7 bis zu ihrem Auftreffen ausgerichtet worden sind.In order to coat a surface, the DC power supply must first be switched on so that a magnetic field is generated in the air gap 7 of the ferrite ring 3. The coating material can then be sprayed on automatically. The magnetic elements contained in the coating material sprayed by the spray gun 1 are deposited on the surface to be coated after they have been aligned from the moment they pass through the air gap 7 until they hit it.
Jedoch müssen für eine optimale Wirksamkeit des Magnetfelds bestimmte Spritzabstände eingehalten werden. Beispielsweise muß die Düse der Spritzpistole bei den weiter oben angegebenen Ausführungsarten des Ferritrings 3 und des Abschirmungszylinders 2 von der zu beschichtenden Oberfläche ungefähr 70 bis 80 mm beabstandet sein, oder auch 20 mm in bezug auf die Außenoberfläche des Ferritkerns 3.However, for the magnetic field to be effective, certain spray distances must be maintained. For example, in the above-mentioned versions of the ferrite ring 3 and the shielding cylinder 2, the nozzle of the spray gun must be approximately 70 to 80 mm from the surface to be coated, or 20 mm from the external surface of the ferrite core 3.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die oben beschriebene Vorrichtung auf einen Roboter montiert. Übrigens ist in der Figur strichpunktiert ein Teil eines am Abschirmungszylinder 2 befestigten Roboterarms 6 dargestellt.According to a preferred embodiment of the invention, the device described above is mounted on a robot. Incidentally, part of a robot arm 6 attached to the shielding cylinder 2 is shown in dash-dotted lines in the figure.
Diese Vorrichtung hat also den Vorteil, die Beschichtung aller Arten von Oberflächen zu ermöglichen und - da auf einen Roboterarm montierbar -, insbesondere von Oberflächen, die sich in einer lebensfeindlichen Umgebung befinden.This device therefore has the advantage of enabling the coating of all types of surfaces and, since it can be mounted on a robotic arm, in particular of surfaces located in hostile environments.
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