ES2225804T3 - Instalacion de recubrimiento con un pulverizador y una bomba dosificadora. - Google Patents

Abstract

Instalación de recubrimiento para el recubrimiento en serie de piezas, particularmente con un material de recubrimiento de color variable, que comprende un pulverizador por cuya cabeza de pulverización sale el material de recubrimiento con un caudal de salida graduable y gobernable, y que comprende de una bomba dosificadora (1), impulsada mediante un accionamiento graduable, para el material de recubrimiento, que está intercalada entre el sistema de abastecimiento del material y el orificio de salida de la cabeza pulverizadora, caracterizada porque la bomba dosificadora es una bomba de émbolo (1) exenta de válvula, cuyo émbolo (3) en cada movimiento de carrera sufre un giro alrededor de su eje, que discurre en la dirección de la carrera.

Description

Instalación de recubrimiento con un pulverizador y una bomba dosificadora.

La presente invención se refiere a una instalación de recubrimiento según el preámbulo de la reivindicación 1. Se trata en particular de una instalación provista de pulverizadores rotativos electrostáticos o pulverizadores por aire comprimido para el recubrimiento en serie de piezas como, por ejemplo, carrocerías de vehículos, con pinturas que cambian frecuentemente. La presente invención se refiere además a un pulverizador para una instalación de este tipo, que contiene una bomba dosificadora.

En las instalaciones de recubrimiento actualmente corrientes, los pulverizadores eventualmente intercambiables montados en robots u otras máquinas movibles controladas por programa, junto con los necesarios sistemas de cambio de pintura y de dosificación de la instalación, están conectados mediante conductos externos de tubo flexible. Para la dosificación de la pintura se utilizan bombas de engranajes dosificadoras que trabajan volumétricamente o dispositivos dosificadores por pistón (cilindros dosificadores), que en los sistemas modernos se anteponen o posponen a conductos para pintura desobstruídos periódicamente de forma automática (WO 86 067 94, DE 100 33 987, DE 101 57 966, DE 101 57 938, etc.). En lugar de esto también es conocida la dosificación mediante circuitos reguladores de la cantidad de pintura, que consisten esencialmente en un regulador electrónico universal como órgano regulador, un regulador de presión de la pintura que sirve como elemento de maniobra y un caudalómetro para la detección del valor efectivo, y la válvula principal de aguja que sirve como órgano de cierre, que están antepuestos a los pulverizadores corrientes (Dürr/Behr Manual Técnico 02/1994 "Farbmengenregelung", DE 101 42 355).

También ya es conocido, montar en el pulverizador, por ejemplo, bombas dosificadoras formadas como bomba de engranajes o dispositivos dosificadores de émbolo (DE 101 15 463; EP 0 693 319).

Las bombas dosificadoras y los dispositivos dosificadores de émbolo corrientes son componentes constructivamente caros, que sufren mucho desgaste y requieren un gran dispendio para mantenimiento, y sobre todo tienen el inconveniente de pérdidas elevadas de pintura y de agentes de lavado, largos tiempos para el cambio de pintura y altas pérdidas de presión en cada cambio de pintura. Las bombas de engranajes necesitan además una empaquetadura para prensaestopas para la estanqueización del árbol de accionamiento. En consecuencia, son difíciles de lavar y necesitan un elevado par motor. Además, los engranajes y otros componentes técnicamente difíciles de fabricar de estas bombas solamente pueden fabricarse de materiales que, en determinadas circunstancias, no son los óptimos para finalidades de recubrimiento. Los cilindros dosificadores son por el contrario difíciles de limpiar a causa de la superficie relativamente grande del émbolo. Además, no resulta posible un transporte continuo, y en su lugar requieren costosos sistemas de llenado. Los cilindros dosificadores, a causa de su forma de diseño y de sus dispositivos de accionamiento, requieren mucho espacio y además, a causa de los soportes macizos necesarios, son relativamente pesados. Al incorporarlos a un pulverizador, tanto los cilindros dosificadores como las bombas de engranajes acrecientan de manera indeseada su peso y/o tamaño, lo cual, particularmente en la utilización con robots. es un inconveniente por motivos de dinámica o de accesibilidad a zonas estrechas de las piezas, respectivamente.

Estos inconvenientes pueden evitarse en parte mediante la utilización de la conocida regulación de la cantidad de pintura, que, sin embargo, tiene una exactitud de dosificación sensiblemente más reducida que los dosificadores de bomba o de émbolo que transportan en cada caso directamente el volumen deseado. Como que, hasta ahora, el pulverizador estaba conectado con el elemento de maniobra del circuito de regulación a través de un tubo flexible externo para pintura, ello plantea por ejemplo, para la utilización en robots, el problema de largos e intolerables tiempos de respuesta, que en todo caso se puede subsanar mediante especiales medidas técnicas de regulación (DE 101 48 097). Además, en los circuitos de regulación corrientes la cantidad de pintura se regula mediante elementos de maniobra de la presión, que contienen grandes espacios muertos limitados por membranas, ocasionan en correspondencia altas pérdidas de pintura y de agentes de lavado. En el documento ya mencionado DE 101 42 355 se hallan descritos otros inconvenientes.

La presente invención tiene por objetivo especificar una instalación de recubrimiento o un pulverizador, de menor volumen y ligero, respectivamente, que posee un volumen de espacio muerto esencialmente menor, y, en el caso de un cambio de pintura, ocasiona pérdidas de pintura, de agentes de lavado y de tiempo, más reducidos que los dispositivos de dosificación hasta ahora conocidos en instalaciones a recubrimientos.

Este objetivo se consigue con las características de las reivindicaciones de patente.

La bomba dosificadora de émbolo exenta de válvula, elegida según la presente invención, es ya conocida en principio desde hace muchas décadas (DE 509 222), y para la generación de los movimientos de traslación y rotación superpuestos entre sí, entre otras cosas, se utilizaron diversos mecanismos de palancas articuladas y de biela y manivela (DE 35 20 233, DE 196 19 675, DE 37 11 107, DE 198 25 769). En la forma de realización preferida según la presente invención, las bombas dosificadoras se pueden obtener en el comercio como la llamada bomba de émbolo de plato oscilante, que para la variación del volumen de desplazamiento del émbolo posee un ángulo de inclinación regulable entre el eje de accionamiento y el del émbolo. La presente invención se basa sin embargo en el reconocimiento de que en instalaciones de recubrimiento y pulverizadores del tipo aquí considerado, estas bombas especiales poseen numerosas ventajas hasta ahora no reconocidas.

Junto a la muy alta precisión de dosificación, una ventaja importante es, entre otras, el reducido volumen de espacio muerto, que en consecuencia, y entre otras cosas, ocasiona sólo pérdidas reducidas en el cambio de pintura. Además, la forma de la cabeza del émbolo y del espacio interior adyacente de la bomba, permiten un enjuagado rápido y efectivo, con lo cual en el recubrimiento de la pieza se evitan, por una parte, largas pausas indeseadas de la producción y, por otra parte, se aumenta la seguridad del procedimiento.

Particularmente, con la incorporación de la bomba exenta de válvula a un pulverizador, se obtiene además la ventaja de que es considerablemente más pequeña, ligera y sencilla que las bombas dosificadoras hasta ahora utilizadas en instalaciones de recubrimiento, es decir, que se puede accionar con motores de accionamiento pequeños y ligeros. El pulverizador se puede construir, en correspondencia, pequeño y compacto, lo cual en máquinas para recubrimientos y particularmente en robots es una ventaja en lo que respecta a la movilidad dinámica y con relación a la accesibilidad a zonas estrechas de la pieza y a zonas interiores de la misma.

En el caso de pulverizadores electrostáticos o de otras zonas de una instalación de recubrimiento que trabajen bajo alta tensión, la pequeña capacidad eléctrica de la bomba de émbolo compacta y exenta de válvula puede ser favorable.

En instalaciones de recubrimiento es además importante la aptitud de la bomba en consideración para dosificar con una presión relativamente alta, y precisamente incluso sin presión previa, ya que la bomba puede trabajar como autoaspirante. Una presión más alta permite, por ejemplo, el procesamiento de materiales para recubrimientos hasta ahora difícilmente dosificables. A estos pertenecen, entre otros, las pinturas de alta viscosidad y aquéllas que contienen partículas de cuerpos sólidos. La bomba es también particularmente apropiada para pinturas de dos componentes (2K) con exacto cumplimiento de la relación de mezcla en unidades mezcladoras de dos componentes (2K), que son considerablemente más pequeñas y ligeras que hasta ahora y con ello abren nuevas posibilidades de emplazamiento. A causa de la posible alta presión, la bomba resulta muy apropiada para, por ejemplo, pinturas claras al agua de 2 componentes (2K).

Otras ventajas son el reducido coste de fabricación y mantenimiento y la compatibilidad con la pintura a consecuencia de los materiales favorables utilizables para la bomba, como particularmente los cerámicos.

Finalmente, también constituye una ventaja la posibilidad de conmutar la dirección de transporte de la bomba dosificadora, sin ningún problema, como es frecuentemente necesario en sistemas de abastecimiento de pintura de instalaciones para recubrimientos.

La presente invención se explica más detalladamente a partir de los dibujos adjuntos, en los que las figuras muestran:

Fig. 1 la estructuración del principio de la bomba de émbolo dosificadora, exenta de válvula y

Fig. 2 una bomba según la figura 1, más perfeccionada de acuerdo con la presente invención.

La bomba de émbolo 1 esquemáticamente representada en la figura 1, está compuesta principalmente por un émbolo cilíndrico 3 desplazable a lo largo de su eje dentro de un taladro del cilindro 2 y un motor de accionamiento indicado por la flecha 4, que desplaza el émbolo y al mismo tiempo lo hace girar. Unos taladros coaxiales enfrentados entre sí, que sirven como orificio de admisión 8 u orificio de escape 10, respectivamente, conducen transversalmente al taladro del cilindro 2.

El principio de trabajo de esta bomba de émbolo exenta de válvula es ya conocido: por cada movimiento de avance y retroceso, el émbolo 3 gira unna vez sobre su propio eje. A retroceder el émbolo, la parte plana 6 del extremo delantero del émbolo abre el orificio de admisión 8. Con ello se aspira el líquido y se llena la cámara de la bomba 9. Después de que la cámara de la bomba se ha llenado del todo, el émbolo sigue girando. El émbolo 3 cierra el orificio de admisión 8, y con la apertura del orificio de escape 10 empieza la carrera de expulsión. Basándose en el principio del émbolo giratorio, los orificios de admisión y de escape 8, 10 no están nunca abiertos al mismo tiempo. Para la impulsión, la parte plana del émbolo 6 abre el orificio de escape y el émbolo 3 en el dibujo es empujado hacia la izquierda, con lo cual se bombea el líquido hacia fuera. Para un transporte libre de burbujas, el émbolo es empujado hasta tocar contra el fondo del agujero del cilindro 2. Después de vaciada la cámara de la bomba 9, el émbolo 6 cierra de nuevo el orificio de escape 10 mientras que el orificio de admisión 8 se abre de nuevo, y empieza otra carrera de aspiración.

Tanto el émbolo 3 como también el cilindro que contiene el taladro 2, pueden fabricarse sumamente precisos, con preferencia de material cerámico.

La bomba de émbolo puede ser accionada directamente, o a través de un acoplamiento desconectable, por un árbol de accionamiento que gira continuamente. Preferentemente, el árbol de accionamiento está alojado de forma orientable, de modo que su eje forma un ángulo graduable para variar el caudal. Así pues, además de mediante la variación del número de revoluciones del motor de accionamiento 4, el caudal se puede también regular variando la inclinación de la cabeza de la bomba y la carrera del émbolo 3 dentro del taladro del cilindro 2, que de ella depende.

Para la generación del movimiento combinado de oscilación y rotación del émbolo 3 es necesario un mecanismo esquemáticamente insinuado con la flecha 5, que al movimiento de accionamiento rotativo del motor le superpone un movimiento de traslación. En lugar de esto también puede estar previsto que a un movimiento de accionamiento de traslación se le sobreponga un movimiento rotativo. Como mecanismo podría por ejemplo utilizarse uno de los conocidos diseños de palancas articuladas o de biela y manivela, sin embargo, para la presente invención se puede anteponer también un mecanismo de excéntricas entre el árbol rotativo del motor de accionamiento y el émbolo. Especialmente, se puede disponer un plato excéntrico que accione el émbolo, entre el árbol de accionamiento paralelo al eje del émbolo y el émbolo, que transmite axialmente el par motor del árbol rotativo de accionamiento al vástago del émbolo. La función matemática que describe el definido movimiento de traslación del émbolo dentro del cilindro, superpuesto al movimiento de rotación, puede ser libremente programable, por ejemplo mediante la utilización de un servomotor radial-axial conocido como motor Radiax.

La transmisión de los movimientos definidos generados en el émbolo puede tener lugar convenientemente a través de un acoplamiento magnético u otro tipo de acoplamiento fijo o desconectable. Además, entre el émbolo y su motor de accionamiento puede hallarse dispuesto un árbol flexible o rígido.

Como ya se mencionó, la impulsión de la bomba de émbolo es preferentemente reversible.

También pueden estar previstas dos o más bombas de émbolo dosificadoras del tipo aquí considerado que pueden estar antepuestas en paralelo o en serie a por lo menos un pulverizador o en el caso de montaje en un pulverizador, antepuestas a la boquilla de proyección de la pintura que incorpora el orificio de proyección del material de recubrimiento, y de este modo los movimientos del émbolo pueden ser también gobernados según diversas funciones matemáticas. Las bombas dosificadoras conectadas en paralelo pueden utilizarse, por ejemplo, para la mezcla de materiales de recubrimiento de dos componentes.

Particularmente en el caso de accionamiento directo, es decir, cuando el motor de accionamiento está acoplado directamente al émbolo, este motor se puede gobernar de tal modo que se establezca un nivel de presión predeterminado deseado dentro de la cámara del cilindro 9.

La figura 2 muestra la bomba dosificadora según la figura 1 con características adicionales de la presente invención.

Según un primer perfeccionamiento, la bomba de émbolo 1' está provista de conexiones adicionales 21 y 22, a través de las cuales, por ejemplo, se puede conducir un agente limpiador líquido, o eventualmente incluso gaseoso, para el enjuagado de la cabeza de la bomba a través del recinto posterior del cilindro 25, que está estanqueizado contra la cámara de la bomba 9 y por lo tanto sin presión. Para estanqueizar se puede asentar un elemento de estanqueización 24 entre el émbolo y el cilindro 23. Las conexiones 21, 22 pueden servir sin embargo también para la introducción y evacuación de un líquido, con el cual por ejemplo, se puede supervisar ópticamente la estanqueización del émbolo 3. Con este fin se puede utilizar un líquido transparente que tolere la pintura (tal como "Mesanol"), que en el caso de fugas en la estanqueización se colorea, lo cual, por ejemplo, se puede observar visualmente en una parte transparente del conducto que sale por la conexión de evacuación 22 y/o se puede evaluar ópticamente para generar automáticamente una señal de alarma.

Otro perfeccionamiento consiste en que a través de los conductos de entrada y salida, señalados por las flechas 26 y 27, para el material de recubrimiento, se halla conectado un conducto en derivación 28, que evade el camino de impulsión de la bomba y en funcionamiento normal está cerrado por la válvula gobernable 29.

Claims (13)

1. Instalación de recubrimiento para el recubrimiento en serie de piezas, particularmente con un material de recubrimiento de color variable, que comprende un pulverizador por cuya cabeza de pulverización sale el material de recubrimiento con un caudal de salida graduable y gobernable, y que comprende de una bomba dosificadora (1), impulsada mediante un accionamiento graduable, para el material de recubrimiento, que está intercalada entre el sistema de abastecimiento del material y el orificio de salida de la cabeza pulverizadora, caracterizada porque la bomba dosificadora es una bomba de émbolo (1) exenta de válvula, cuyo émbolo (3) en cada movimiento de carrera sufre un giro alrededor de su eje, que discurre en la dirección de la carrera.

2. Instalación de recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizada porque la bomba de émbolo (1) es accionada directamente o a través de un acoplamiento desconectable por un árbol de accionamiento que gira continuamente.

3. Instalación de recubrimiento según la reivindicación 2, caracterizada porque el árbol de accionamiento está alojado de manera orientable y forma con el eje del émbolo un ángulo graduable para variar el caudal.

4. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre el émbolo (3) y su motor de accionamiento (4) hay intercalado un mecanismo de leva (5) que al movimiento rotativo de accionamiento le superpone un movimiento de traslación, o al movimiento de accionamiento de traslación le superpone un movimiento rotativo.

5. Instalación de recubrimiento según la reivindicación 4, caracterizada porque entre el árbol de accionamiento paralelo al eje del émbolo y el émbolo está dispuesta una excéntrica que acciona el émbolo.

6. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el émbolo es accionado a través de un acoplamiento magnético.

7. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre el émbolo y su motor de accionamiento (4) está dispuesto un mecanismo (5), un acoplamiento fijo o desconectable y/o un árbol intermedio flexible o rígido.

8. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están conectados a la bomba dosificadora (1') unos conductos (21, 22) para un agente de limpieza, para enjuagar el recinto del cilindro (25) en la parte posterior del émbolo (3) y/o para un líquido de control para la indicación de fugas de estanqueidad dentro de la bomba.

9. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están antepuestas, en paralelo o en serie, dos o más bombas de émbolo exentas de válvula al pulverizador o a su orificio de salida para el material de recubrimiento.

10. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sentido de impulsión de las bombas de émbolo (1) exentas de válvula es reversible.

11. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre la entrada (26) y la salida (27) de la bomba de émbolo (1') exenta de válvula está dispuesta una derivación (28) con una válvula (29) gobernada.

12. Instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el motor (4) que acciona directamente el émbolo (3) es gobernado para la graduación de una presión predeterminada dentro del recinto del cilindro (2) de la bomba de émbolo (1).

13. Pulverizador para una instalación de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende una boquilla de proyección para el material de recubrimiento y una bomba dosificadora accionada de manera gobernable para el material de recubrimiento y antepuesta para la regulación del caudal, caracterizado porque la bomba dosificadora que se encuentra dentro del pulverizador es una bomba de émbolo (1) exenta de válvula, y porque en cada movimiento de carrera su émbolo (3) sufre un giro alrededor del eje que discurre en la dirección de la carrera.