EP1153664A2 - Device for spraying workpieces with liquids - Google Patents
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- EP1153664A2 EP1153664A2 EP01115245A EP01115245A EP1153664A2 EP 1153664 A2 EP1153664 A2 EP 1153664A2 EP 01115245 A EP01115245 A EP 01115245A EP 01115245 A EP01115245 A EP 01115245A EP 1153664 A2 EP1153664 A2 EP 1153664A2
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- B05B7/0815—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with at least one gas jet intersecting a jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid for controlling the shape of the latter
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- B05B7/1272—Spray pistols; Apparatus for discharge designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling means being fluid actuated pneumatically actuated actuated by gas involved in spraying, i.e. exiting the nozzle, e.g. as a spraying or jet shaping gas
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- B05B7/1606—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed the spraying of the material involving the use of an atomising fluid, e.g. air
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- B05B7/2486—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device with means for supplying liquid or other fluent material to several discharge devices
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- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
- B05B1/3033—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
- B05B1/304—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve
- B05B1/3046—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice
- B05B1/306—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice the actuating means being a fluid
Definitions
- the invention relates to a device for spraying with liquids according to the preamble of Claim 1.
- Atomizing heads for liquids can be found in different Way as atomizing heads in the market spray guns.
- Such atomizing heads generally produce one rotationally symmetrical droplet cone with a given Opening angle.
- Workpieces within a precisely specified Edge contour, which is often rectangular or polygonal, with spray a liquid so you have to open the angle of the droplet cone small and with a moving one Drive the atomizing head over the area to be sprayed, which is time consuming and high in automation Effort for a coordinate drive of the atomizing head and makes it necessary to control it.
- the conversion of a corresponding one Arrangement of fixed atomizing heads from one surface geometry to be sprayed onto another with many mechanical changes and a lot of time.
- a device for spraying workpieces as in Oberbegirff of claim 1 is indicated by the Invention be further developed so that the switching on and off of the atomizing heads depending on the position of the workpiece with respect to the atomizing head arrangement he follows.
- the development of the invention according to claim 5 is suitable especially for spraying workpiece surfaces with highly viscous liquids. It is guaranteed that the viscosity of these liquids does not change Cooling in the leading to the atomizing heads Feed lines increased.
- FIG. 1 there is 10 a stack of individual metal sheets Designated 12.
- the metal sheets 12 are through a first transport system indicated only schematically 14 brought into a waiting position.
- the one in the waiting position lying sheet metal is transported by another transport system 16 to a lower mold 18 of a deep-drawing tool placed.
- An upper mold 20 of the deep-drawing tool is also indicated only schematically by one Press drive 22 moves.
- the atomizing heads 28 are also common Atomizing compressed air line 38 and a common one Beam shape compressed air line 40 connected. Furthermore are the different atomizing heads 28 to a common one Heating current line 42 connected.
- a second travel encoder works with the press drive 22 46 together, whose output signal from the control / supply unit 34 is used to recognize when the transport systems 14 and 16 are started must also be from the control / supply unit 34 can be controlled.
- Each of the activation lines 36 operates on one the atomizing head 28 considered solenoid valve 50, through which the atomizing air inside of the atomizing head.
- the atomizing air compressed air line 38 is via a pressure regulator 52 and a 2/2 solenoid valve 54 with the output of a cleaning unit 56 connected, the input via another, a 2/2 solenoid valve representing the main air valve 58 connected to a compressed air supply line 60 is.
- the jet shape compressed air line 38 is via a second one Pressure regulator 62 and another 2/2 solenoid valve 64 with connected to the output of the cleaning unit 56.
- the exit the cleaning unit 56 is finally one another pressure regulator 66 with an air motor 68 connected, which works on a diaphragm pump 70.
- the outlet of the diaphragm pump 70 is via a pressure regulator 72 connected to the lubricant feed line 32.
- a suction line 74 of the diaphragm pump 70 which too leads to a reservoir 76 for the lubricant, an electric heater 78 is inserted.
- the lubricant in the reservoir 76 is a drilling fluid-like emulsion with high viscosity. It has an approximately gel-like consistency at room temperature (0.85 Pa s). At the outlet of heater 78 is the lubricant heated to about 50 ° C and still has a viscosity of 0.4 Pa s).
- the parts of the supply of the described above Atomizing heads with atomizing air, jet air and lubricant together form the one labeled 80 Supply part of the control / supply unit 34.
- the designated with 82 control part of the control / supply unit 34 is used to feed the atomizing heads assigned heating elements, for selective activation of the various atomizing heads 28, for actuation of the different solenoid valves of the supply part 80 and to coordinate the time window of the Pollination heads 28 and the amounts of liquid dispensed by them depending on the current situation the respectively sprayed sheet 12 for atomizing head arrangement as well as depending on the speed the metal sheet 12, both of which are from the output signal of the encoder 44 can be derived.
- the control part can output signals from the displacement sensor 46 82 count the press cycles. If desired, can only every second, third, etc. sheet of metal with lubricant be sprayed when the deformation of the metal sheet is only slight, so that from a previous one Sheet of lubricant left in the mold is sufficient for one, two or more subsequent metal sheets.
- you can set the first for each press cycle Always spray areas of a metal sheet with lubricant, while less deformed surface sections the sheet of metal only every second, third, fourth, etc. metal sheet are sprayed with lubricant.
- FIG. 3 and 4 is a housing of an atomizing head 28 labeled 84 in total. It has a main body 86, which is closed at the top by a cover 88 is.
- the housing main part 86 has an annular shoulder at the upper end 90, on which a holding plate 92 is seated, via which the atomizing head 28 on a load-bearing Structure (not shown) is attached.
- the holding plate 92 is sandwiched between the lid 88 and that Main housing part 8.6 clamped and against the interior of the housing sealed by an O-ring 94.
- a cylinder bore 96 is provided in the main housing part 86, in which a piston 98 runs. This is firmly connected to a long dispensing needle 100, the has a pointed conical control section 102.
- the piston 98 is followed by a spring 104 in Figure 3 preloaded below, which in a sleeve-shaped spring chamber 106 takes place, which can be screwed from the lid 88 is worn.
- the lower end face of the sleeve-shaped Spring chamber 106 also forms a stop surface, which adjustable the top dead center of the piston 98 pretends.
- a threaded one Circlip 108 provided on the external thread the spring chamber 106 runs and with the top of the Lid 88 works together.
- damper plate connected to the bottom of the cylinder bore 96 112 prevents the piston from hitting hard 98 at the bottom of the cylinder bore 96.
- the one between the piston 98 and the cylinder bore 96 limited working space 114 has an axial bore 116 of the housing main part 86 with an atomizing air connection channel 118 related. Bore 116 extends beyond the connection channel 118 and ends in a counter bore 120, which in the bottom of the housing main part 86 is incorporated. Of the counter bore 120 is followed by a threaded bore above, which is coaxial with the cylinder bore 96 and into which an atomizing nozzle body 122 is screwed in. The The upper end of this threaded hole is with a lubricant connection channel 124 in connection.
- the nozzle body 122 has a central bore 126 which surrounds the dispensing needle 100 at a distance.
- a conical metering opening 128 is provided which has the same cone opening angle as the control section 102 the dispensing needle 100.
- the metering needle 100 carries an O-ring 130 which a reduced diameter end portion 131 of bore 126 engages before the end portion 102 strikes at the metering opening 128 to the To be able to completely close metering opening 128, without a high surface pressure between each other opposite surfaces of control section 102 and metering opening 128 would be necessary.
- the room 134 stands over a central opening-140 the bottom wall of the nozzle body 138 with the environment in Connection. Through the opening 140 extends below radial clearance, an end portion 142 of the nozzle body 122.
- the nozzle body 138 is inside a mounting ring 144 arranged on a lower threaded End portion 146 of the main housing part 86 is screwed on and against it via an O-ring 148 is sealed.
- the mounting ring 144 delimits with the nozzle body 138 in turn, a space 150, which via an axial channel 152 (cf. FIG. 4) with a shaped air connection opening 154 communicates.
- the nozzle body 138 a conical lower end face, the Opening angle of this conical surface is approximately 120 °.
- the conical surface are two diametrically opposite one another Form air nozzle grooves 156 inserted.
- protruding teeth 158 serve a predetermined angular position of the nozzle grooves 156 with respect to the substantially square cross section having housing 84 adjust.
- the atomizing head described above works as follows:
- the piston 98 normally assumes its lower end position under the force of the spring 104, in which the metering opening 128 is closed by the O-ring 130 carried by the metering needle 100.
- connection opening 154 and the nozzle grooves 156 additional compressed air to the end face of the nozzle body 138.
- the two opposite one another Compressed air jets emerging from the nozzle groove 156 engage opposite side sections of the droplet cone emerging from the opening 140 on. This will flatten the cone and receives the cross-section instead of the circular cross-section a flat rectangle with rounded narrow sides.
- the opening angle of the flattened droplet cone is in the direction of the major axis of the cross section measured about 50 °, in the direction of the small one Axis measured less according to the cross-sectional rearrangement, namely about 15 °.
- Droplet cones are obtained on a stationary workpiece an approximately bar-shaped pattern of lubricant.
- one can also for the shaped air connection openings 154 provide solenoid valves 160, so that you can see the different atomizing heads regarding the cross-sectional shape of the dispensed droplet cone can control differently.
- the atomizing heads 28 keep the amount of liquid dispensed constant and for varying the lubricant application on the workpiece surfaces the conveying speed of the transport system 16 vary.
- FIG. 9 there is also a trace heating 166 and one associated with the housing of the atomizing head Heater element 168 shown.
- Figure 10 shows a control circuit for activating the Atomizing heads 28 depending on the position of the to be sprayed onto the atomizing heads.
- the output of the displacement sensor 44 is one with the input Analog / digital converter 170 connected. Its output signal we rounded up by a digital rounding circle 172. This receives one of the desired rounding via a line 174 corresponding digital signal, which is a measure of is the flattening of the droplet cone 30 and e.g. from the Output signal of a pressurized air pressure Pressure sensor (not shown) is derived.
- the rounded path signal is converted into a summing circuit 176 a speed-dependent lead signal is added.
- the corrected path signal thus obtained is used for addressing a memory 178 in whose cells signal words are stored, the number of bits of which is to be controlled Atomizing heads are equivalent (or larger).
- On Bit "1" stands for an atomizing head to be activated, a bit that is not set indicates that the assigned Atomizing head currently not used to create the lubricant pattern is needed.
- the board speed signal thus obtained is in a computing circuit 182 in implemented the lead signals, the computing circuit 182 receives a further signal via a line 184, which the Corresponds to the velocity of the droplets in the droplet cone.
- This further signal can e.g. of the output signal one Pressure sensor (not shown), which is subjected to the pressure of the atomizing air.
- the summing circuit 176 thus effectively forms a controllable one Phase shifter or a controllable timer for Synchronization of the working heads on the movement of the Metal sheets.
- the one selected by the output signal of the summing circuit Word of memory 178 is transferred to register 186 its individual memory elements via amplifier 188 work on the activation lines 36.
- the shaped air nozzle grooves can also be used asymmetrically Distribute around the axis of the opening 140.
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Spray Control Apparatus (AREA)
- Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Besprühen von
erkstücken mit Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.The invention relates to a device for spraying
with liquids according to the preamble of
Zerstäubungsköpfe für Flüssigkeiten finden sich in unterschiedlicher Weise als Zerstäubungsköpfe in auf dem Markt befindlichen Spritzpistolen.Atomizing heads for liquids can be found in different Way as atomizing heads in the market spray guns.
Derartige Zerstäubungsköpfe erzeugen generell einen rotationssymmetrischen Tröpfchenkegel mit vorgegebenem Öffnungswinkel. Möchte man mit derartigen Zerstäubungsköpfen Werkstücke innerhalb einer genau vorgegebenen Randkontur, die oft rechteckig oder polygonal ist, mit einer Flüssigkeit besprühen, so muß man den Öffnungswinkel des Tröpfchenkegels klein wählen und mit einem bewegten Zerstäubungskopf über die zu besprühende Fläche fahren, was zeitraubend ist und bei Automatisierung einen hohen Aufwand für einen Koordinatenantrieb des Zerstäubungskopfes und dessen Steuerung notwendig macht. Arbeitet man mit einer größeren Anzahl gemäß dem abzudeckenden Oberflächenbereich verteilter Zerstäubungsköpfe, so bedeutet dies angesichts der Kosten eines Zerstäubungskopfes und der mit ihm verbundenen Installation wiederum einen erheblichen Aufwand. Außerdem ist das Umstellen einer entsprechenden Anordnung von feststehenden Zerstäubungsköpfen von einer zu besprühenden Flächengeometrie auf eine andere mit vielen mechanischen Änderungen und viel Zeit verbunden.Such atomizing heads generally produce one rotationally symmetrical droplet cone with a given Opening angle. Would you like with such atomizing heads Workpieces within a precisely specified Edge contour, which is often rectangular or polygonal, with spray a liquid, so you have to open the angle of the droplet cone small and with a moving one Drive the atomizing head over the area to be sprayed, which is time consuming and high in automation Effort for a coordinate drive of the atomizing head and makes it necessary to control it. You work with a larger number according to the surface area to be covered distributed atomizing heads, this means given the cost of an atomizing head and the associated installation, in turn, a considerable one Expenditure. In addition, the conversion of a corresponding one Arrangement of fixed atomizing heads from one surface geometry to be sprayed onto another with many mechanical changes and a lot of time.
Eine Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken, wie sie im
Oberbegirff des Anspruches 1 angegeben ist, soll durch die
Erfindung so weitergebildet werden, daß das Ein- und Ausschalten
der Zerstäubungsköpfe in Abhängigkeit von der Stellung
des Werkstückes bezüglich der Zerstäubungskopfanordnung
erfolgt.A device for spraying workpieces, as in
Oberbegirff of
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung
mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.According to the invention, this object is achieved by a device
with the features specified in
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous developments of the invention are the subject of subclaims.
Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 2 erhält man auf einfache Weise ein in gewünschter Weise nur teilweises Besprühen der Werkstückoberflächen.With a device according to claim 2 you get on in a simple manner, only partially in the desired manner Spraying the workpiece surfaces.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist gewährleistet, daß die auf die Werkstückoberfläche pro Flächeneinheit aufgebrachte Flüssigkeitsmenge unabhängig davon ist, mit welcher Geschwindigkeit das Werkstück an der Zerstäubungskopfanordnung vorbeibewegt wird.With the development of the invention according to claim 3 ensures that the pro on the workpiece surface Area unit applied amount of liquid independently of which is the speed at which the workpiece on the Atomizing head assembly moves past becomes.
Dabei ist bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 4 automatisch mitberücksichtigt, daß die von den Zerstäubungsköpfen abgegebenen Tröpfchenkegel eine bestimmte Zeitspanne benötigen, um die Werkstückoberfläche zu erreichen.It is automatic in a device according to claim 4 taking into account that the atomizing heads dispensed droplet cone a certain period of time need to reach the workpiece surface.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 eignet sich besonders zum Besprühen von Werkstückoberflächen mit hochviskosen Flüssigkeiten. Dabei ist gewährleistet, daß sich die Viskosität dieser Flüssigkeiten nicht durch Abkühlung in den zu den Zerstäubungsköpfen führenden Speiseleitungen erhöht.The development of the invention according to claim 5 is suitable especially for spraying workpiece surfaces with highly viscous liquids. It is guaranteed that the viscosity of these liquids does not change Cooling in the leading to the atomizing heads Feed lines increased.
Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 6 kann man auch die Breite des von den Zerstäubungsköpfen jeweils abgegebenen Tröpfchenkegels in Abhängigkeit von der Lage des Werkstückes zur Zerstäubungskopfanordnung steuern.In a device according to claim 6, you can also Width of the output from the atomizing heads Droplet cone depending on the position of the workpiece to control the atomizing head assembly.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf ein gleichförmiges Besprühen einer Werkstückoberfläche mit einer hochviskosen Flüssigkeit von Vorteil.The development of the invention according to claim 7 is also with regard to uniform spraying of a workpiece surface with a highly viscous liquid from Advantage.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1:
- ein schematisches Blockschaltbild einer Straße zum Tiefziehen von Blechtafeln, welche mit einer Einrichtung zum Besprühen ausgewählter Oberflächenabschnitte der Blechtafeln versehen ist;
- Figur 2:
- eine schematische Darstellung einer Zerstäubungskopfanordnung
der in
Figur 1 gezeigten Einrichtung zum Besprühen von Teilbereichen der Blechplatten sowie einer zugeordneten Steuer- und Versorgungseinheit; - Figur 3:
- einen axialen Schnitt durch einen der Zerstäubungsköpfe, die in Figur 2 nur schematisch wiedergegeben sind;
- Figur 4:
- einen axialen Schnitt durch den in Figur 3 gezeigten Zerstäubungskopf in einer zur Zeichenebene von Figur 3 senkrechten Schnittebene;
- Figur 5:
- eine axiale Aufsicht auf das freie Ende eines Formluft-Düsenkörpers des in den Figuren 3 und 4 gezeigten Zerstäubungskopfes;
- Figur 6:
- einen axialen Schnitt durch den in Figur 5 gezeigten Formluft-Düsenkörper längs der dortigen Schnittlinie VI - VI;
- Figur 7:
- eine seitliche Ansicht des Formluft-Düsenkörpers in Figur 6 von links gesehen;
- Figur 8:
- eine seitliche Ansicht eines Zerstäubungsluft-Düsenkörpers des in den Figuren 2 und 4 gezeigten Zerstäubungskopfes;
- Figur 9:
- eine schematische Darstellung eines abgewandelten Zerstäubungskopfes; und
- Figur 10:
- das Schaltbild eines Steuerkreises zum selektiven Aktivieren von Zerstäubungsköpfen in Abhängigkeit von der Stellung eines Werkstückes.
- Figure 1:
- a schematic block diagram of a street for deep drawing of metal sheets, which is provided with a device for spraying selected surface sections of the metal sheets;
- Figure 2:
- a schematic representation of an atomizing head arrangement of the device shown in FIG. 1 for spraying partial areas of the sheet metal plates and an associated control and supply unit;
- Figure 3:
- an axial section through one of the atomizing heads, which are shown only schematically in Figure 2;
- Figure 4:
- an axial section through the atomization head shown in Figure 3 in a section plane perpendicular to the plane of Figure 3;
- Figure 5:
- an axial view of the free end of a shaped air nozzle body of the atomizing head shown in Figures 3 and 4;
- Figure 6:
- an axial section through the molded air nozzle body shown in Figure 5 along the section line VI - VI;
- Figure 7:
- a side view of the molded air nozzle body in Figure 6 seen from the left;
- Figure 8:
- a side view of an atomizing air nozzle body of the atomizing head shown in Figures 2 and 4;
- Figure 9:
- a schematic representation of a modified atomizing head; and
- Figure 10:
- the circuit diagram of a control circuit for the selective activation of atomizing heads depending on the position of a workpiece.
In Figur 1 ist mit 10 ein Stapel aus einzelnen Blechtafeln
12 bezeichnet. Die Blechtafeln 12 werden durch
ein nur schematisch angedeutetes erstes Transportsystem
14 in eine Warteposition gebracht. Die in der Warteposition
liegende Blechtafel wird durch ein weiteres Transportsystem
16 auf eine Unterform 18 eines Tiefziehwerkzeuges
gelegt. Eine Oberform 20 des Tiefziehwerkzeuges
wird durch einen ebenfalls nur schematisch angedeuteten
Pressenantrieb 22 bewegt.In FIG. 1 there is 10 a stack of individual metal sheets
Designated 12. The
Beim Tiefziehen der Blechtafeln 12 zwischen Unterform
18 und Oberform 20 werden die verschiedenen Bereiche
der Blechtafel 12 unterschiedlich stark beansprucht.
Bei den Seitenwänden der wannenförmigen Ausnehmung 24
der Unterform 18 bzw. des komplementären Stempelabschnittes
26 der Oberform muß die meiste Verformungsarbeit
geleistet werden. In diesen Bereichen soll durch
Schmierung mit einer hohe Viskosität aufweisenden Schmierflüssigkeit
die Reibung zwischen den Blechtafeloberflächen
und den Oberflächen von Unterform 18 und Oberform
20 herabgesetzt werden. Um speziell diese stark verformten
Tafelbereiche mit der Schmierflüssigkeit zu beschichten,
sind oberhalb und unterhalb der Bahn, auf welcher
die Blechtafeln 12 durch das zweite Transportsystem
16 bewegt werden, Zerstäubungsköpfe 28 senkrecht zur
Zeichenebene hintereinanderliegend angeordnet. Diese
geben jeweils einen Tröpfchenkegel 30 ab, der aus kleinen
Tröpfchen des hochviskosen Schmiermittels besteht. Letzteres
wird über eine gemeinsame Schmiermittel-Speiseleitung
32 zugeführt. Letztere kommt von einer insgesamt
mit 24 bezeichneten Steuer/Versorgungseinheit. Die verschiedenen
Zerstäubungsköpfe 28 haben ferner individuelle
Aktivierungsleitungen 36, welche mit zugeordneten Ausgangsklemmen
der Steuer/Versorgungseinheit 34 verbunden
sind.When deep drawing the
Die Zerstäubungsköpfe 28 sind ferner mit einer gemeinsamen
Zerstäubungs-Druckluftleitung 38 und einer gemeinsamen
Strahlform-Druckluftleitung 40 verbunden. Ferner sind
die verschiedenen Zerstäubungsköpfe 28 an eine gemeinsame
Heizstromleitung 42 angeschlossen.The atomizing heads 28 are also common
Atomizing
Mit dem zweiten Transportsystem 16 arbeitet ein erster
Weggeber 44 zusammen, der als Drehmelder gezeigt ist.
Aus seinem Ausgangssignal kann die Steuer/Versorgungseinheit
34 zum einen erkennen, wo sich eine zu besprühende
Blechtafel 12 bezüglich der Zerstäubungskopfanordnung
momentan befindet, und ferner erkennen, mit welcher
Geschwindigkeit die Blechtafel 12 im Moment betätigt
wird. A first works with the
Mit dem Pressenantrieb 22 arbeitet ein zweiter Weggeber
46 zusammen, dessen Ausgangssignal von der Steuer/Versorgungseinheit
34 dazu verwendet wird, zu erkennen,
wann die Transportsysteme 14 und 16 in Gang gesetzt
werden müssen, die ebenfalls von der Steuer/Versorgungseinheit
34 gesteuert werden.A second travel encoder works with the
In Figur 2 sind Teile der Einrichtung zum Besprühen der Blechplatten, die obenstehend unter Bezugnahme auf Figur 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.In Figure 2 are parts of the device for spraying of the sheet metal plates referenced above Figure 1 have already been explained, again with the same Provide reference numerals.
Jede der Aktivierungsleitungen 36 arbeitet auf ein an
den betrachteten Zerstäubungskopf 28 angebautes Magnetventil
50, über welches die Zerstäubungsluft ins Innere
des Zerstäubungskopfes gelangt. Die Zerstäubungsluft-Druckluftleitung
38 ist über einen Druckregler 52 und
ein 2/2-Magnetventil 54 mit dem Ausgang einer Reinigungseinheit
56 verbunden, deren Eingang über ein weiteres,
ein Luft-Hauptventil darstellendes 2/2-Magnetventil
58 mit einer Druckluftversorgungsleitung 60 verbunden
ist.Each of the activation lines 36 operates on one
the
Die Strahlform-Druckluftleitung 38 ist über einen zweiten
Druckregler 62 und ein weiteres 2/2-Magnetventil 64 mit
dem Ausgang der Reinigungseinheit 56 verbunden. Der Ausgang
der Reinigungseinheit 56 ist schließlich über einen
weiteren Druckregler 66 mit einem Druckluftmotor 68
verbunden, welcher auf eine Membranpumpe 70 arbeitet.The jet shape compressed
Der Auslaß der Membranpumpe 70 ist über einen Druckregler
72 mit der Schmiermittel-Speiseleitung 32 verbunden.
In eine Ansaugleitung 74 der Membranpumpe 70, die zu
einem Vorratsbehälter 76 für das Schmiermittel führt,
ist ein elektrischer Heizer 78 eingefügt.The outlet of the
Das im Vorratsbehälter 76 befindliche Schmiermittel
ist eine bohrmilchähnliche Emulsion mit hoher Viskosität.
Sie hat bei Raumtemperatur etwa gelähnliche Konsistenz
(0,85 Pa s). Am Auslaß des Heizers 78 ist das Schmiermittel
auf etwa 50° C erwärmt und hat noch eine Viskosität
von 0,4 Pa s).The lubricant in the
Die vorstehend beschriebenen Teile der Versorgung der
Zerstäubungsköpfe mit Zerstäubungsluft, Strahlformluft
und Schmiermittel bilden zusammen den mit 80 bezeichneten
Versorgungsteil der Steuer/Versorgungseinheit 34. Der
mit 82 bezeichnete Steuerungsteil der Steuer/Versorgungseinheit
34 dient zur Speisung der den Zerstäubungsköpfe
zugeordneten Heizelemente, zur selektiven Aktivierung
der verschiedenen Zerstäubungsköpfe 28, zum Ansteuern
der verschiedenen Magnetventile des Versorgungsteiles
80 und zur Abstimmung des zeitlichen Arbeitsfensters der
Bestäubungsköpfe 28 und der von diesen abgegebenen Flüssigkeitsmengen
in Abhängigkeit von der momentanen Lage
der jeweils besprühten Blechtafel 12 zur Zerstäubungskopfanordnung
sowie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
der Blechtafel 12, was beides aus dem Ausgangssignal
des Weggebers 44 abgeleitet werden kann. Anhand des
Ausgangssignales des Weggebers 46 kann der Steuerungsteil
82 die Presszyklen zählen. Falls gewünscht, kann
so nur jede zweite, dritte usw. Blechtafel mit Schmiermittel
besprüht werden, wenn die Verformung der Blechtafel
nur gering ist, so daß von einer vorhergehenden
Blechtafel in der Pressform hinterlassenes Schmiermittel
noch für eine, zwei oder mehr folgende Blechtafeln ausreicht.The parts of the supply of the described above
Atomizing heads with atomizing air, jet air
and lubricant together form the one labeled 80
Supply part of the control /
Analog kann man für jeden Presszyklus vorgegebene erste Bereiche einer Blechtafel immer mit Schmiermittel besprühen, während weniger stark verformte Oberflächenabschnitte der Blechtafel nur bei jeder zweiten, dritten, vierten, usw. Blechtafel mit Schmiermittel besprüht werden.Similarly, you can set the first for each press cycle Always spray areas of a metal sheet with lubricant, while less deformed surface sections the sheet of metal only every second, third, fourth, etc. metal sheet are sprayed with lubricant.
In Figur 3 und 4 ist ein Gehäuse eines Zerstäubungskopfes
28 insgesamt mit 84 bezeichnet. Es hat ein Gehäusehauptteil
86, welches oben durch einen Deckel 88 verschlossen
ist.In Figures 3 and 4 is a housing of an
Das Gehäusehauptteil 86 hat am oberen Ende eine Ringschulter
90, auf welcher eine Halteplatte 92 aufsitzt,
über welche der Zerstäubungskopf 28 an einer tragenden
Struktur (nicht gezeigt) befestigt ist. Die Halteplatte
92 ist sandwichartig zwischen den Deckel 88 und das
Gehäusehauptteil 8.6 eingespannt und gegen das Gehäuseinnere
durch einen O-Ring 94 abgedichtet.The housing
Im Gehäusehauptteil 86 ist eine Zylinderbohrung 96 vorgesehen,
in welcher ein Kolben 98 läuft. Dieser ist
fest mit einer langen Dosiernadel 100 verbunden, die
einen spitzen kegelförmigen Steuerabschnitt 102 aufweist.A cylinder bore 96 is provided in the
Der Kolben 98 ist durch eine Feder 104 in Figur 3 nach
unten vorgespannt, welche in einer hülsenförmigen Federkammer
106 Aufnahme findet, die verschraubbar vom Deckel
88 getragen ist. Die untere Stirnfläche der hülsenförmigen
Federkammer 106 bildet zugleich eine Anschlagfläche,
welche den oberen Totpunkt des Kolbens 98 einstellbar
vorgibt. Zur Fixierung der Federkammer 106 in der gewählten
axialen Stellung ist ein mit Gewinde versehener
Sicherungsring 108 vorgesehen, der auf dem Außengewinde
der Federkammer 106 läuft und mit der Oberseite des
Deckels 88 zusammenarbeitet. Eine durch Schrauben 110
mit dem Boden der Zylinderbohrung 96 verbundene Dämpferplatte
112 verhindert ein hartes Aufschlagen des Kolbens
98 am Boden der Zylinderbohrung 96.The
Der zwischen dem Kolben 98 und der Zylinderbohrung 96
begrenzte Arbeitsraum 114 steht über eine axiale Bohrung
116 des Gehäusehauptteiles 86 mit einem Zerstäubungsluft-Anschlußkanal
118 in Verbindung. Die Bohrung 116
erstreckt sich über den Anschlußkanal 118 hinaus und
endet in einer Gegenbohrung 120, welche in die Unterseite
des Gehäusehauptteiles 86 eingearbeitet ist. Von
der Gegenbohrung 120 verläuft eine Gewindebohrung nach
oben, die zur Zylinderbohrung 96 koaxial ist und in welche
ein Zerstäubungs-Düsenkörper 122 eingeschraubt ist. Das
obere Ende dieser Gewindebohrung steht mit einem Schmiermittel-Anschlußkanal
124 in Verbindung.The one between the
Der Düsenkörper 122 hat eine mittige Bohrung 126, welche
die Dosiernadel 100 unter Abstand umgibt. Im kegelförmigen
unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 122 ist
eine kegelförmige Dosieröffnung 128 vorgesehen, die
gleichen Kegelöffnungswinkel aufweist wie der Steuerabschnitt
102 der Dosiernadel 100. Im Übergangsbereich
zwischen ihrem Schaftabschnitt und dem Steuerabschnitt
102 trägt die Dosiernadel 100 einen O-Ring 130 der mit
einem verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt
131 der Bohrung 126 in Eingriff kommt, bevor der Endabschnitt
102 an der Dosieröffnung 128 anschlägt, um die
Dosieröffnung 128 vollständig verschließen zu können,
ohne daß eine hohe Flächenpressung zwischen den einander
gegenüberliegenden Oberflächen von Steuerabschnitt 102
und Dosieröffnung 128 notwendig wäre.The
Wie aus Figur 8 ersichtlich, sind in der außenliegenden
Umfangsfläche des Düsenkörpers 122 zwei einander diametral
gegenüberliegende Düsennuten 132 vorgesehen, welche
eine Steigung von etwa 45° aufweisen und die Gegenbohrung
120 mit einem Raum 134 verbinden, der zwischen
der kegelförmigen unteren Stirnfläche des Düsenkörpers
122 und einer zylindrisch/kegeligen Gegenbohrung 136
begrenzt ist, die in einem Strahlform-Düsenkörper 138
koaxial zum Zerstäubungs-Düsenkörper 122 vorgesehen ist.As can be seen from Figure 8, are in the outside
Circumferential surface of the
Der Raum 134 steht über eine mittige Öffnung-140 der
unteren Wand des Düsenkörpers 138 mit der Umgebung in
Verbindung. Durch die Öffnung 140 erstreckt sich unter
radialem Spiel ein Endabschnitt 142 des Düsenkörpers 122.The
Der Düsenkörper 138 ist im Inneren eines Montageringes
144 angeordnet, der auf einen unteren mit Gewinde versehenen
Endabschnitt 146 des Gehäusehauptteiles 86 aufgeschraubt
ist und gegen diesen über einen O-Ring 148
abgedichtet ist.The
Der Montagering 144 begrenzt mit dem Düsenkörper 138
seinerseits einen Raum 150, der über einen axialen Kanal
152 (vgl. Figur 4) mit einer Formluft-Anschlußöffnung 154
in Verbindung steht.The mounting
Wie aus den Figuren 3-7 ersichtlich, hat der Düsenkörper
138 eine kegelförmige untere Stirnfläche, wobei der
Öffnungswinkel dieser Kegelfläche etwa 120° beträgt.
In die Kegelfläche sind zwei einander diametral gegenüberliegende
Formluft-Düsennuten 156 eingestochen. Von der
Stirnfläche des Düsenkörpers 138 vorstehende Zähne 158
dienen dazu, eine vorgegebene Winkelstellung der Düsennuten
156 bezüglich des im wesentlichen quadratischen Querschnitt
aufweisenden Gehäuse 84 einzustellen.As can be seen from Figures 3-7, the nozzle body
138 a conical lower end face, the
Opening angle of this conical surface is approximately 120 °.
In the conical surface are two diametrically opposite one another
Form
Der oben beschriebene Zerstäubungskopf arbeitet folgendermaßen:
Normalerweise nimmt der Kolben 98 unter der Kraft der
Feder 104 seine untere Endstellung ein, in welcher die
Dosieröffnung 128 durch den von der Dosiernadel 100
getragenen O-Ring 130 verschlossen ist.The atomizing head described above works as follows:
The
Mit Druckbeaufschlagung des Anschlußkanales 118 durch
Ansteuern des zugeordneten Magnetventiles 50-wird der
Kolben 98 entgegen der Kraft der Feder 104 nach oben
bewegt, so daß das im Anschlußkanal 124 unter Druck
anstehende Schmiermittel zu der Dosieröffnung 128 gelangt.
Gleichzeitig wird über die Düsennuten 132 Druckluft
in den Raum 134 geführt und durch die Öffnung 140
gegeben, welche das Abgabeende der Düsenöffnung 128
umgibt. Aus der Öffnung 140 tritt somit insgesamt ein
Tröpfchenkegel, der bei der oben geschilderten Viskosität
des Schmiermittels einen Öffnungswinkel von etwa
28° hat.With pressure applied to the connecting
Gleichzeitig gelangt über die Anschlußöffnung 154 und
die Düsennuten 156 weitere Druckluft zur Stirnfläche
des Düsenkörpers 138. Die beiden einander gegenüberliegenden
aus dem Düsennuten 156 austretenden Druckluftstrahlen
greifen an gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten
des aus der Öffnung 140 austretenden Tröpfchenkegels
an. Hierdurch wird der Kegel abgeplattet und
erhält anstelle kreisförmigen Querschnittes den Querschnitt
eines flachen Rechteckes mit abgerundeten Schmalseiten.
Der Öffnungswinkel des plattgedrückten Tröpfchenkegels
beträgt in Richtung der großen Achse des Querschnittes
gemessen etwa 50°, in Richtung der kleinen
Achse gemessen gemäß der Querschnittsumlagerung weniger,
nämlich etwa 15°.At the same time passes through the
Durch den vom Zerstäubungskopf erzeugten verformten Tröpfchenkegel erhält man auf einem stillstehenden Werkstück ein etwa balkenförmiges Muster an Schmiermittel. Bei Bewegung des Werkstückes erhält man ein etwa rechteckiges Schmiermittelmuster auf der Werkstückoberfläche.By the deformed generated by the atomizing head Droplet cones are obtained on a stationary workpiece an approximately bar-shaped pattern of lubricant. When moving the workpiece, you get an approximately rectangular one Lubricant samples on the workpiece surface.
Wie in Figur 4 gestrichelt angedeutet, kann man auch für
die Formluft-Anschlußöffnungen 154 Magnetventile 160 vorsehen,
so daß man die verschiedenen Zerstäubungsköpfe
bezüglich der Querschnittsform des abgegebenen Tröpfchenkegels
unterschiedlich steuern kann.As indicated by dashed lines in Figure 4, one can also for
the shaped
Um die abgegebene Schmiermittelmenge unabhängig von
der Fördergeschwindigkeit der Blechplatten 12 zu halten,
kann man den Druckregler 72 entsprechend einem Blechtafel-Geschwindigkeitssignal
durch den Steuerteil 82 bezüglich
des Regeldruckes einstellen, wobei das Blechtafel-Geschwindigkeitssignal
durch Differenzieren des
Ausgangssignales des Weggebers 44 erhalten wird.To the amount of lubricant dispensed regardless of
to keep the conveying speed of the
Alternativ kann man die von den Zerstäubungsköpfen 28
abgegebene Flüssigkeitsmenge auch konstant halten und
zur Variierung des Schmiermittelauftrages auf den Werkstückoberflächen
die Fördergeschwindigkeit des Transportsystems
16 variieren.Alternatively, the atomizing heads 28
keep the amount of liquid dispensed constant and
for varying the lubricant application on the workpiece surfaces
the conveying speed of the
Um ein Verstopfen der Schmiermittelleitungen durch kalt
werdendes Schmiermittel zu verhindern, kann man einen
ständigen Grundstrom an erwärmtem Schmiermittel unterhalten,
indem man, wie in Figur 9 gezeigt, den Schmiermitteleinlaß
der Zerstäubungsköpfe jeweils über ein Überdruckventil
162 mit einer Rücklaufleitung 164 verbindet.To block the lubricant lines due to cold
to prevent becoming lubricant, one can
maintain a constant basic flow of heated lubricant,
by moving the lubricant inlet as shown in Figure 9
the atomizing heads each via a
Statt dessen kann man am Schmitermitteleinlaß der Zerstäubungsköpfe
auch jeweils ein 3/2-Magnetventil vorsehen
welches im Gegentakt zum Magnetventil 50 des Zerstäubungskopfes
umgesteuert wird, um bei geschlossener Dosieröffnung
128 Schmiermittel zur Rücklaufleitung 164, bei offener Dosieröffnung
aber der Dosieröffnung 128 zuzuführen.Instead you can at the lubricant inlet of the atomizing heads
also provide a 3/2 solenoid valve each
which in push-pull to the
In Figur 9 ist ferner eine Leitungsbegleitheizung 166
und ein dem Gehäuse des Zerstäubungskopfes zugeordnetes
Heizelement 168 gezeigt.In FIG. 9 there is also a
Figur 10 zeigt einen Steuerkreis zum Aktivierung der Zerstäubungsköpfe 28 in Abhängigkeit von der Stellung der zu besprühenden Blechtafel zu den Zerstäubungsköpfen.Figure 10 shows a control circuit for activating the Atomizing heads 28 depending on the position of the to be sprayed onto the atomizing heads.
Der Ausgang des Weggebers 44 ist mit dem Eingang eines
Analog/Digital-Wandlers 170 verbunden. Dessen Ausgangssignal
wir durch einen digitalen Rundungskreis 172 gerundet. Dieser
erhält über eine Leitung 174 ein der gewünschten Rundung
entsprechendes digitales Signal, welches ein Maß für
die Abplattung des Tröpfchenkegels 30 ist und z.B. aus dem
Ausgangssignal eines mit dem Formluft-Druck beaufschlagten
Druckfühlers (nicht gezeigt) abgeleitet ist.The output of the
In einem Summierkreis 176 wird zu dem gerundeten Wegsignal
ein geschwindigkeitsabhängiges Vorhaltesignal hinzuaddiert.
Das so erhaltene korrigierte Wegsignal dient zur Adressierung
eines Speichers 178, in dessen Zellen Signalworte
abgelegt sind, deren Bitzahl der Anzahl der anzusteuernden
Zerstäubungsköpfe entspricht (oder größer ist). Ein
Bit "1" steht für einen zu aktvierenden Zerstäubungskopf,
ein nicht gesetztes Bit zeigt an, daß der zugeordnete
Zerstäubungskopf derzeit nicht zur Erzeugung des Schmiermittelmusters
benötigt wird.The rounded path signal is converted into a summing circuit 176
a speed-dependent lead signal is added.
The corrected path signal thus obtained is used for addressing
a
Man erkennt, daß das beispielshalber in den Speicher
178 eingetragene Bitmuster einer Beschichtung des Randes
ein Blechtafel unter Betonung der Eckbereiche und einer
schwächeren Beschichtung der mittleren Tafelbereiche
entspricht.It can be seen that this is for example in the
Zur Erzeugung des Vorhaltesignales ist der Ausgang des
A/D-Wandlers 170 zusätzlich an einen digitalen Differenzierkreis
180 angeschlossen. Das so erhaltenen Tafel-Geschwindigkeitssignal
wird in einem Rechenkreis 182 in
das Vorhaltesignale umgesetzt, wobei der Rechenkreis 182
über eine Leitung 184 ein weiteres Signal erhält, das der
Geschwindigkeit der Tröpfchen im Tröpfchenkegel entspricht.
Dieses weitere Signal kann z.B. vom Ausgangssignal eine
Druckfühlers (nicht gezeigt) abgeleitet sein, welcher
mit dem Druck der Zerstäubungsluft beaufschlagt ist.To generate the lead signal, the output of the
A /
Der Summierkreis 176 bildet somit im Effekt einen steuerbaren
Phasenschieber oder ein steuerbares Zeitglied zur
Synchronisierung der Arbeitsköpfe auf die Bewegung der
Blechtafeln.The summing
Das durch das Ausgangssignal des Summierkreises ausgewählte
Wort des Speichers 178 wird in ein Register 186 übertragen,
dessen einzelne Speicherelemente über Verstärker 188
auf die Aktivierungsleitungen 36 arbeiten.The one selected by the output signal of the summing circuit
Word of
Bei den oben beschriebenen Zerstäubungsköpfen standen
die Formluft-Düsennuten 156 beide mit dem ringförmigen
Raum 150 in Verbindung, so daß der Tröpfchenkegel symmetrisch
abgeplattet wird. Stattdessen kann man die beiden
Fomrluft-Düsennuten auch mit getrennten Gehäuseanschlüssen
verbinden und mit getrennten Formluftquellen verbinden.
Man erhält so dann eine asymetrische Kegelabplattung.
Auch kann hierzu man die Formluft-Düsennuten asymmetrisch
um die Achse der Öffnung 140 verteilen.The atomizing heads described above stood
the shaped
Durch Erhöhung der Anzahl der Formluft-Düsennuten kann man den Tröpfchenkegel auch mehrfach abplatten, z.B. zu im wesentlichen quadratischer Querschnittsform.By increasing the number of shaped air nozzle grooves you can flatten the droplet cone several times, e.g. to essentially square cross-sectional shape.
Bei den oben beschriebenen Zerstäubungsköpfen erfolgte
die Einstellung der Zerstäubungsrate manuell durch Verschrauben
der Federkammer 106. Stattdessen kann man unter
Weglassung des Sicherungsringes 108 die Federkammer durch
einen selbsthemmenden Getriebe-Stellmotor verschrauben,
wie in Figur 4 gestrichelt bei 190 angedeutet.With the atomizing heads described above
the setting of the atomization rate manually by screwing
the
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