ES2232973T3 - Dispositivo de revestimiento de tipo de cabezal atomizador rotativo. - Google Patents
Dispositivo de revestimiento de tipo de cabezal atomizador rotativo.Info
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Abstract
Un sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo (21), incluyendo: una carcasa (22) que tiene una porción de montaje de recubridora (25) en el lado delantero y una porción de montaje de cartucho (26) en su lado trasero; una recubridora (28) adaptada para montarse en dicha porción de montaje de recubridora (25) de dicha carcasa (22), y teniendo un motor de aire (29) con un eje rotacional (29c), y un cabezal atomizador rotativo (30) montado en una porción de extremo delantero de dicho motor de aire (29); un agujero de paso de tubo de alimentación (27) dispuesto interna y axialmente a través de dicho eje rotacional (29c) de dicho motor de aire (29), y teniendo un extremo delantero abierto a dicho cabezal atomizador rotativo (30) y un extremo trasero abierto a dicha porción de montaje de cartucho (26) de dicha carcasa (22); y múltiples cartuchos de pintura (35a-n) conteniendo pintura de colores diferentes en respectivos cilindros de cartucho (36), estando adaptado cada uno dedichos cartuchos de pintura (35a-n) para ser cargado de forma sustituible y selectivamente en dicha porción de montaje de cartucho (26) de dicha carcasa (22) y teniendo un tubo de alimentación (39) que se extiende axialmente hacia adelante de una porción de extremo delantero (38) de dicho cilindro de cartucho (36) para colocación en dicho agujero de paso de tubo de alimentación (27); caracterizado porque dicho sistema de recubrimiento (21) incluye: en el lado de dicho cartucho (35a-n) una pared divisoria móvil (40) que divide dicho cilindro (36) en una cámara de depósito de pintura (41) en comunicación con dicho tubo de alimentación (39) y una cámara de líquido de extrusión (42), un paso de líquido de extrusión (43) para suministrar un líquido de extrusión a dicha cámara de líquido de extrusión (42), y una válvula de pintura (46) para activar y desactivar el suministro de pintura desde dicho tubo de alimentación (39) a dicho cabezal atomizador rotativo (30); en el lado de dicha carcasa (22), un paso de líquido de extrusión (48) en comunicación con dicho paso de líquido de extrusión (43) en el lado de dicho cartucho (35a-n); y una válvula de líquido de extrusión (54) dispuesta dentro de la longitud de dicho paso de líquido de extrusión (48) en el lado de dicho cartucho (35a-n) o en el lado de dicha carcasa (22) para activar y desactivar el suministro de líquido de extrusión a dicha cámara de líquido de extrusión (42).
Description
Dispositivo de revestimiento de tipo de cabezal
atomizador rotativo.
Esta invención se refiere a un sistema de
recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo, especialmente
adecuado para ser utilizado, por ejemplo, en operaciones de
recubrimiento en carrocerías de vehículo o análogos en las que hay
que cambiar los colores de la pintura.
En general, los sistemas de recubrimiento del
tipo de cabezal atomizador rotativo se han utilizado ampliamente
para recubrir carrocerías de vehículo y análogos. En conexión con
las operaciones de recubrimiento de este tipo, las demandas
recientes se centran en su mayor parte en medidas para reducir las
cantidades de pintura y disolvente que cada vez hay que desechar
como residuo al cambiar el color de la pintura así como en medidas
para realizar tantos cambios de color como sea posible en el
transcurso de una operación de recubrimiento.
A este respecto, la Solicitud de Patente japonesa
publicada número H8-229446 describe un sistema de
recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo que está
provisto de medidas para reducir las cantidades de pintura residual
y disolvente, y que puede hacer frente a un número incrementado de
colores de pintura. Este sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo emplea cartuchos de pintura de colores
diferentes que se pueden colocar de forma sustituible en posición
dentro de una carcasa junto con una unidad recubridora.
Además, el sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo de la técnica anterior está compuesto en
general de una carcasa que está provista de una porción de montaje
de recubridora y una porción de montaje de cartucho en sus porciones
delantera y trasera, respectivamente, y una recubridora que está
montada en la porción de montaje de recubridora, incluyendo un motor
de aire con un eje rotacional y un cabezal atomizador rotativo que
está montado en una porción de extremo delantero del eje rotacional
del motor de aire. Dentro y axialmente a través del eje rotacional
del motor de aire, que constituye la recubridora, está dispuesto un
paso de tubo de alimentación que tiene sus extremos delantero y
trasero abiertos al cabezal atomizador rotativo y la porción de
montaje de cartucho, respectivamente.
El sistema de recubrimiento está equipado con
cartuchos de pintura de colores diferentes que se montan de forma
selectiva y sustituible en la porción de montaje de cartucho de la
carcasa. Cada uno de los cartuchos de pintura está constituido por
un cilindro que está lleno de pintura y un tubo de alimentación que
se extiende axialmente hacia adelante desde el extremo distal
delantero del cilindro de cartucho. El cilindro de cartucho se
coloca de forma sustituible en posición dentro de la porción de
montaje de cartucho en la carcasa, mientras que el tubo de
alimentación se pasa a través del paso de tubo de alimentación antes
mencionado.
El cartucho de pintura está provisto además de
una pared divisoria móvil que define dentro del cilindro de cartucho
una cámara de depósito de pintura en comunicación con el tubo de
alimentación y una cámara de aire de extrusión de pintura, y un paso
de aire que suministra aire de extrusión de pintura a la cámara de
aire. Además y en comunicación con el paso de aire en el lado del
cartucho, también se ha previsto un paso de aire en el lado de la
carcasa. A través del paso de aire en el lado de la carcasa y el
paso de aire en el lado del cartucho, se hace circular aire de
extrusión de pintura a la cámara de aire de extrusión de pintura
para desplazar la pared divisoria móvil hacia adelante, empujando
por ello la pintura en la cámara de depósito de pintura al cabezal
atomizador rotativo a través del tubo de alimentación.
En el caso del sistema de recubrimiento del tipo
de cabezal atomizador rotativo de la técnica anterior que está
dispuesto de la manera antes descrita, un cartucho de pintura de un
color particular, que se selecciona de entre varios cartuchos de
colores diferentes, se monta en la porción de montaje de cartucho en
la carcasa. Después, se suministra aire a la cámara de aire de
extrusión de pintura del cartucho bajo presión adecuada para empujar
hacia adelante la pintura en la cámara de depósito de pintura del
cartucho de pintura al tubo de alimentación para suministrarla al
cabezal atomizador rotativo, que pulveriza la pintura suministrada
sobre un artículo a recubrir.
El color de la pintura se puede cambiar
simplemente sustituyendo el cartucho en la máquina por otro cartucho
de pintura de un color diferente, sin tener que desechar pintura
residual y disolvente.
Durante una operación de recubrimiento, el
sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo
según la técnica anterior antes descrita se pone en movimientos
alternativos y al mismo tiempo su posición es desplazada
sucesivamente en una dirección perpendicular a la dirección de los
movimientos alternativos. Entonces, para mantener un grosor uniforme
de la película de recubrimiento, el movimiento del sistema de
recubrimiento se invierte en posiciones fuera de una superficie del
recubrimiento de trabajo. Además, cuando el sistema de recubrimiento
llega a una posición fuera de una superficie del recubrimiento, el
suministro de aire a una cámara de aire del cartucho de pintura se
corta para interrumpir el suministro de pintura al cabezal
atomizador rotativo, parando por lo tanto temporalmente la
pulverización de pintura desde el cabezal atomizador.
Sin embargo, aunque el suministro de aire se
corta para parar la pulverización de pintura, sucede con frecuencia
que los pasos de aire y cámara de aire permanecen en un estado
presionizado durante algún tiempo después de interrumpir el
suministro de aire. Por lo tanto, durante ese período de tiempo, la
pared divisoria móvil se desplaza continuando el suministro de
pintura al cabezal atomizador rotativo hasta que los pasos de aire y
la cámara de aire así como la cámara de depósito de pintura y el
tubo de alimentación se ponen a un nivel de presión estática.
Por consiguiente, después de enviar una señal de
orden para parar el suministro de pintura, siempre hay un retardo de
tiempo hasta que el suministro de pintura se para realmente. Esto da
origen a varios problemas, por ejemplo, tal como desperdicio de
pintura, depósitos de pintura en porciones innecesarias de las
superficies del recubrimiento, e irregularidades del grosor de una
película recubierta que produciría degradaciones de la calidad del
recubrimiento.
Además, cuando se extrae un cartucho de pintura
de la carcasa para sustitución, la pintura residual que gotea del
tubo de alimentación puede caer a una superficie revestida
convirtiéndose en una causa de defectos de recubrimiento.
Además, el sistema de recubrimiento de la técnica
anterior emplea aire de extrusión de pintura para desplazar la pared
divisoria móvil en el cilindro de cartucho. Sin embargo, un fluido
comprimido como aire puede experimentar variaciones de volumen al
mismo tiempo que se suministra a la cámara de aire de extrusión. Por
lo tanto, por lo general hay que proporcionar un flujómetro y varias
válvulas de control adicionales en el sistema de recubrimiento para
garantizar un suministro exacto de pintura al tiempo de una
operación de recubrimiento, dando lugar a aumentos del tamaño y
costo de explotación del sistema de recubrimiento.
En vista de los problemas de la técnica anterior
antes descrita, un objeto de la presente invención es proporcionar
un sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo
que es capaz de controlar con precisión las acciones de
pulverización de pintura y parada abriendo y cerrando el suministro
de pintura de manera clara y segura.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de recubrimiento del tipo de cabezal
atomizador rotativo que puede mantener un grosor constante del
recubrimiento y que puede evitar el goteo de pintura para asegurar
recubrimientos de calidad.
Según la presente invención, se facilita un
sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo del
tipo que incluye básicamente: una carcasa que tiene una porción de
montaje de recubridora en el lado delantero y una porción de montaje
de cartucho en su lado trasero; una recubridora adaptada para
montarse en una porción de montaje de recubridora de la carcasa, y
teniendo un motor de aire con un eje rotacional y un cabezal
atomizador rotativo montado en una porción de extremo delantero del
motor de aire; un agujero de paso de tubo de alimentación dispuesto
interna y axialmente a través del eje rotacional del motor de aire,
y teniendo un extremo delantero abierto al cabezal atomizador
rotativo y un extremo trasero abierto a la porción de montaje de
cartucho de la carcasa; y varios cartuchos de pintura conteniendo
pintura de colores diferentes en respectivos cilindros de cartucho,
estando adaptado cada uno de los cartuchos de pintura para cargarse
selectiva y soltablemente en la porción de montaje de cartucho de la
carcasa y teniendo un tubo de alimentación que se extiende
axialmente hacia adelante desde una porción de extremo delantero del
cilindro de cartucho para colocación en el agujero de paso de tubo
de alimentación.
Para resolver los problemas antes descritos, el
sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo
según la presente invención se caracteriza por la provisión de: en
el lado del cartucho de pintura, una pared divisoria móvil que
divide el cilindro en una cámara de depósito de pintura en
comunicación con el tubo de alimentación y una cámara de líquido de
extrusión, un paso de líquido de extrusión para suministrar un
líquido de extrusión a la cámara de líquido de extrusión, y una
válvula de pintura para activar y desactivar el suministro de
pintura desde el tubo de alimentación al cabezal atomizador
rotativo; en el lado de la carcasa, un paso de líquido de extrusión
en comunicación con el paso de líquido de extrusión en el cartucho;
y una válvula de líquido de extrusión dispuesta dentro de la
longitud del paso de líquido de extrusión en el lado del cartucho o
en el lado de la carcasa para activar y desactivar el suministro de
líquido de extrusión a la cámara de líquido de extrusión.
Con los dispositivos recién descritos, se carga
un cartucho de pintura en la porción de montaje de cartucho de la
carcasa antes de una operación de recubrimiento, con el tubo de
alimentación del cartucho colocado en el agujero de paso de tubo de
alimentación que está formado dentro del eje rotacional del motor de
aire. Después, la válvula de pintura y la válvula de líquido de
extrusión se abren, desplazando por lo tanto la pared divisoria
móvil por un líquido de extrusión que es introducido en la cámara de
líquido de extrusión en el cartucho a través del paso de líquido de
extrusión en el lado de la carcasa y el paso de líquido de extrusión
en el lado del cartucho. Cuando la pared divisoria móvil se desplaza
de esta manera, la pintura que llena el cartucho se empuja hacia
adelante y suministra al cabezal atomizador rotativo a través del
tubo de alimentación. Por otra parte, dado que el cabezal atomizador
rotativo se pone en rotación a alta velocidad por el motor de aire,
la pintura suministrada es atomizada en partículas finas y
pulverizada hacia un objeto a recubrir.
Durante una operación de recubrimiento, la
pulverización de pintura se activa y desactiva por lo general
repetidas veces dependiendo de las formas de las superficies del
recubrimiento. Para parar o desactivar la pulverización de pintura,
la válvula de pintura se cierra para cerrar el paso de suministro de
pintura en el tubo de alimentación para mantener el suministro de
pintura desde la cámara de depósito de pintura al cabezal atomizador
rotativo. Al mismo tiempo, la válvula de líquido de extrusión se
cierra para cerrar el paso de líquido de extrusión en el lado de la
carcasa o en el lado del cartucho de pintura para parar el
suministro de líquido de extrusión a la cámara de líquido de
extrusión. Por lo tanto, al parar la pulverización de pintura, el
suministro de pintura se corta inmediatamente por el cierre de la
válvula de pintura, y al mismo tiempo el suministro del líquido de
extrusión se corta igualmente inmediatamente por el cierre de la
válvula de líquido de extrusión, haciendo posible activar y
desactivar el suministro de pintura al cabezal atomizador rotativo
definitivamente de manera
fiable.
fiable.
Además, al cambiar el color de la pintura, se
puede iniciar una operación de recubrimiento en un nuevo color
simplemente después de sustituir un cartucho de pintura en la
porción de montaje de cartucho de la carcasa por un cartucho de
pintura de un color nuevo. Durante la sustitución de cartucho, el
paso de suministro de pintura en el tubo de alimentación es cerrado
por la válvula de pintura para evitar que la pintura gotee del tubo
de alimentación.
En este ejemplo, según la presente invención, se
prefiere que el sistema de recubrimiento incluya además unos medios
de alimentación de líquido de extrusión que están conectados al paso
de líquido de extrusión en el lado de la carcasa para suministrar un
líquido de extrusión cuantitativamente al cartucho. Con estos
dispositivos, la pared divisoria móvil es desplazada por un líquido
de extrusión, que se alimenta cuantitativamente a la cámara de
líquido de extrusión desde los medios de alimentación de líquido de
extrusión a través del paso de líquido de extrusión en el lado de la
carcasa y el paso de líquido de extrusión en el lado del cartucho,
para suministrar pintura cuantitativamente desde el tubo de
alimentación al cabezal atomizador rotativo.
Según la presente invención, el sistema de
recubrimiento puede incluir además un robot de recubrimiento con
brazos vertical y horizontal, teniendo la carcasa del sistema de
recubrimiento montada en una porción de extremo delantero del brazo
horizontal del robot de recubrimiento a la vez que tiene los medios
de alimentación de líquido de extrusión montados en el brazo
vertical del robot de recubrimiento. Con estos dispositivos, los
medios de alimentación de líquido de extrusión se pueden colocar en
una posición cerca de la carcasa y el cartucho, lo que no impondría
una carga grande en el robot de recubrimiento ni requeriría una
operación prolongada de colocación de tubos.
Además, en una forma preferida de la presente
invención, los medios de alimentación de líquido de extrusión tienen
forma de unos medios de bomba de desplazamiento positivo
constituidos por una bomba del tipo de pistón que tiene un cilindro
y un pistón, y un servomotor para desplazar el pistón dentro del
cilindro de la bomba. Con los dispositivos recién descritos, girando
el servomotor a una velocidad rotacional predeterminada, el pistón
de la bomba del tipo de pistón se puede desplazar según la velocidad
rotacional del motor para alimentar cuantitativamente el líquido de
extrusión en el cilindro al cartucho.
Además, según la presente invención,
preferiblemente los medios de alimentación de líquido de extrusión
incluyen, en una porción de extremo delantero del cilindro de la
bomba del tipo de pistón y en comunicación entre sí, un conducto de
suministro de líquido de extrusión conectado al paso de líquido de
extrusión en el lado de la carcasa, un conducto de relleno de
líquido de extrusión conectado a una fuente de líquido de extrusión,
y un conducto de drenaje conectado a un lado de drenaje, estando
provisto el conducto de suministro de líquido de extrusión con una
válvula de suministro de líquido de extrusión a abrirse solamente
cuando el líquido de extrusión en el cilindro se suministra al
cartucho de pintura, estando provisto el conducto de relleno de
líquido de extrusión con una válvula de relleno de líquido a abrirse
solamente cuando el líquido de extrusión se rellena en el cilindro,
y estando provisto el conducto de drenaje con una válvula de
extracción de burbuja de aire a abrirse solamente al sacar burbujas
de aire de un líquido de extrusión rellenado en el cilindro.
Con los dispositivos recién descritos, entre la
válvula de líquido de extrusión, la válvula de relleno de líquido de
extrusión y la válvula de extracción de burbuja de aire de los
medios de alimentación de líquido de extrusión, cuando se abre la
válvula de líquido de extrusión sola, el líquido de extrusión dentro
del cilindro se puede suministrar al cartucho de pintura a través
del conducto de suministro de líquido de extrusión. Por otra parte,
cuando se abre la válvula de relleno de líquido de extrusión, el
líquido de extrusión se puede rellenar al cilindro a través del
conducto de relleno de líquido de extrusión. Además, cuando se abre
la válvula de extracción de burbuja de aire, las burbujas de aire
atrapadas en el líquido de extrusión dentro del cilindro se pueden
sacar o expulsar al exterior a través del conducto de drenaje.
Además, en otra forma preferida de la presente
invención, los medios de alimentación de líquido de extrusión tienen
forma de unos medios de bomba de desplazamiento positivo
constituidos por una bomba de engranajes, y un servomotor que mueve
rotacionalmente la bomba de engranajes. En este caso, girando el
servomotor a una velocidad rotacional predeterminada, el líquido de
extrusión en el cilindro se puede suministrar cuantitativamente al
cartucho.
Además, según la presente invención, la válvula
de pintura y la válvula de líquido de extrusión están adaptados para
abrirse y cerrarse en sincronismo con el arranque y la parada del
servomotor. Con estos dispositivos, la válvula de pintura y la
válvula de líquido de extrusión se pueden controlar para abrirse y
cerrarse exactamente y con precisión en relación temporizada con el
arranque y la parada del servomotor. Por consiguiente, también es
posible evitar que gotee pintura del tubo de alimentación, lo que se
produciría de otro modo debido a las presiones residuales en el
cilindro u otras partes de la máquina.
Además, según la presente invención, la válvula
de pintura está dispuesta como una válvula de control accionada por
aire piloto que es empujada normalmente en una dirección de cierre
por un muelle de válvula y adaptada para abrirse al aplicarle aire
piloto desde fuera para abrir un flujo de pintura a través del tubo
de alimentación. Con estos dispositivos, el cuerpo de válvula de la
válvula de pintura es cerrado normalmente por la fuerza de empuje
del muelle de válvula para cerrar el paso de suministro de pintura.
Por otra parte, después del suministro de aire piloto, el cuerpo de
válvula se abre contra la fuerza de empuje del muelle de válvula
para abrir un flujo de pintura a través del tubo de
alimentación.
Además, según la presente invención, la válvula
de líquido de extrusión está dispuesta como una válvula de control
accionada por aire piloto que es empujada normalmente en una
dirección de cierre por un muelle de válvula y se abre después de
aplicarle aire piloto desde fuera para abrir un flujo de líquido de
extrusión a través del paso de líquido de extrusión.
Con los dispositivos recién descritos, el cuerpo
de válvula del líquido de extrusión es cerrado normalmente por la
fuerza de empuje del muelle de válvula para cerrar el paso de
líquido de extrusión. Por otra parte, después del suministro de aire
piloto, el cuerpo de válvula se abre contra la fuerza de empuje del
muelle de válvula para abrir un flujo de líquido de extrusión a
través del paso de líquido de extrusión.
Además, según la presente invención, la porción
de montaje de cartucho de dicho carcasa está provista de una porción
de acoplador de colocación para el enganche con una porción de
acoplador de colocación de forma complementaria en una porción de
extremo delantero del cilindro del cartucho de pintura.
Con los dispositivos recién descritos, cuando se
carga el cartucho de pintura en la porción de montaje de cartucho de
la carcasa, el cartucho se sitúa en una posición predeterminada en
la porción de montaje de cartucho por enganche de la porción de
acoplador de colocación en el lado del cartucho con el
correspondiente porción de acoplador de colocación en el lado de la
carcasa.
Además, según la presente invención, la carcasa
está provista de un espacio de vacío que se define entre la porción
de montaje de cartucho y el cilindro del cartucho cuando el cilindro
está montado en posición en la porción de montaje de cartucho, y un
paso de aspiración de aire abierto al espacio de vacío para aspirar
aire del espacio de vacío, para mantener el cartucho fijamente
contra la porción de montaje de cartucho de la carcasa con fuerza de
aspiración.
Con los dispositivos recién descritos, al cargar
el cartucho de pintura en la porción de montaje de cartucho de la
carcasa, se aspira aire a través del paso de aspiración de aire para
desarrollar vacío en un espacio de vacío que se forma entre la
porción de montaje de cartucho de la carcasa y el cilindro del
cartucho de pintura, sujetando por ello el cartucho fijamente contra
la porción de montaje de cartucho. Al suministrar aire al espacio de
vacío, el cartucho de pintura se libera de la fuerza de aspiración y
se puede desmontar o descargar de la carcasa.
Según la presente invención, se puede prever otro
agujero de paso de tubo de alimentación en la carcasa en relación
coaxial con el tubo de alimentación antes mencionado en el eje
rotacional.
Además, en una forma particular de la presente
invención, se ha previsto una válvula de líquido de extrusión en el
paso de líquido de extrusión en el lado de la carcasa, y el paso de
líquido de extrusión en el lado del cartucho está provisto de un
acoplamiento rápido con válvula en su porción de extremo terminal
abierto. El acoplamiento rápido se abre solamente cuando el cartucho
de pintura está acoplado completa y fijamente con la porción de
montaje de cartucho de la carcasa.
Con los dispositivos recién descritos, tan pronto
como el cartucho de pintura se carga y fija en posición en la
porción de montaje de cartucho, se abre el acoplamiento rápido en el
paso de líquido de extrusión en el lado del cartucho, suministrando
por lo tanto el líquido de extrusión al paso de líquido de extrusión
en el cartucho a través del paso de líquido de extrusión en el lado
de la carcasa. Por otra parte, tan pronto como el cartucho de
pintura es desmontado o descargado de la porción de montaje de
cartucho de la carcasa, el acoplamiento rápido se corta para cerrar
el exterior extremo abierto del paso de líquido de extrusión en el
lado del cartucho, evitando por ello que gotee pintura.
Además, en otra forma particular de la presente
invención, la válvula de líquido de extrusión está dispuesta en el
paso de líquido de extrusión en el lado de dicho cartucho, y el paso
de líquido de extrusión en el lado de la carcasa está provisto de un
acoplamiento rápido con válvula en su porción de extremo terminal
abierto, abriéndose solamente el acoplamiento rápido cuando el
cartucho de pintura está acoplado completa y fijamente con la
porción de montaje de cartucho de la carcasa.
Con los dispositivos recién descritos,
igualmente, tan pronto como el cartucho de pintura se carga y fija
en posición en la porción de montaje de cartucho, se abre el
acoplamiento rápido en el paso de líquido de extrusión en el lado de
la carcasa, suministrando por lo tanto el líquido de extrusión al
paso de líquido de extrusión en el cartucho del paso de líquido de
extrusión en la carcasa. Por otra parte, tan pronto como el cartucho
de pintura es desmontado o descargado de la porción de montaje de
cartucho de la carcasa, el acoplamiento rápido se cierra para cerrar
el extremo terminal abierto del paso de líquido de extrusión en el
lado del cartucho, evitando por ello que la pintura gotee.
En los dibujos anexos:
La figura 1 es una vista frontal de un sistema de
recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo, adoptado como
una primera realización de la presente invención y mostrado junto
con un robot de recubrimiento.
La figura 2 es una vista en sección vertical del
sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo de
la primera realización.
La figura 3 es una vista en sección vertical a
escala ampliada del sistema de recubrimiento del tipo de cabezal
atomizador rotativo representado en la figura 2.
La figura 4 es una vista en sección vertical de
un cartucho de pintura.
La figura 5 es una vista en sección vertical a
escala ampliada de una válvula de pintura y una válvula de diluyente
en la figura 3.
La figura 6 es una vista en sección vertical a
escala ampliada de un acoplamiento rápido con válvula representado
en la figura 5.
La figura 7 es una vista en sección vertical de
un cartucho de pintura sacado de una carcasa.
La figura 8 es una vista en sección vertical de
unos medios de alimentación de diluyente empleados en la primera
realización.
La figura 9 es una vista en sección vertical de
los medios de alimentación de diluyente en una fase de relleno de
diluyente.
La figura 10 es una vista en sección vertical de
los medios de alimentación de diluyente en una fase de extracción de
burbujas de aire.
La figura 11 es un gráfico de tiempo operativo
del sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador
rotativo.
La figura 12 es una vista en sección vertical de
un sistema de recubrimiento del tipo de cabezal atomizador rotativo,
adoptado como una segunda realización de la presente invención.
La figura 13 es un diagrama de circuito empleado
en una tercera realización del sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo según la presente invención.
La figura 14 es una vista en sección vertical de
un cartucho de pintura empleado en una modificación de la presente
invención.
Y la figura 15 es una vista en sección vertical
de un motor de aire y una carcasa empleados en una modificación de
la presente invención.
A continuación, con referencia a los dibujos
anexos, la presente invención se describe más en concreto por medio
de sus realizaciones preferidas del sistema de recubrimiento del
tipo de cabezal atomizador rotativo, montado en un robot de
recubrimiento.
Con referencia primero a las figuras 1 a 11 que
muestran una primera realización de la presente invención, en 1 se
indica un robot de recubrimiento que sirve como un mecanismo de
trabajo. El robot de recubrimiento 1 está constituido en gran parte
por un pedestal o base 2, un brazo vertical 3 que está montado de
forma rotativa y basculante en la base 1, un brazo horizontal 4 que
está conectado pivotantemente al extremo distal delantero del brazo
vertical 3, y una porción de muñeca 5 que está dispuesta en el
extremo distal delantero del brazo horizontal 4.
Además, al robot de recubrimiento 1 están
conectados varias fuentes de potencia operativa y fluido, incluyendo
un suministro de potencia 6 que está conectada mediante una línea de
suministro de potencia 6A, una fuente de aire de control 7 que está
conectada mediante una manguera de aire 7A, una fuente de vacío 8
que está conectada como unos medios generadores de vacío para una
bomba de vacío, eyector o análogos mediante una manguera de vacío
8A, una fuente de aire de expulsión 9 que está conectada mediante
una manguera de aire 9A, una fuente de aire piloto de válvula de
pintura 10 que está conectada mediante una manguera de aire 10A, una
fuente de aire piloto de válvula de diluyente 11 que está conectada
mediante una manguera de aire 11A, y un depósito de diluyente 12 que
está conectado mediante una manguera de diluyente 12A para servir
como una fuente de líquido de extrusión. La línea de suministro de
potencia 6A y las mangueras 7A, 8A, 9A, 10A y 11A se extienden hasta
la muñeca 5 mediante los brazos vertical y horizontal 3 y 4, y están
conectadas al sistema de recubrimiento del tipo de cabezal
atomizador rotativo 21 que se describirá más adelante. La manguera
de diluyente 12A se pasa por el brazo vertical 3 y conecta a un
dispositivo alimentador de diluyente 56 como se describirá a
continuación.
Con 21 se indica el sistema de recubrimiento del
tipo de cabezal atomizador rotativo (denominado a continuación
simplemente "sistema de recubrimiento" por razones de brevedad)
que está montado en el robot de recubrimiento 1. Como se ve en las
figuras 2 y 3, el sistema de recubrimiento 21 está constituido en
gran parte por una carcasa 22, una recubridora 28, agujeros de paso
de tubo de alimentación 27 y 34, un cartucho de pintura 35, un
pistón 40, pasos de diluyente 43 y 48, una válvula de pintura 46 y
una válvula de diluyente 54.
La carcasa 22 se hace de un plástico de diseño,
por ejemplo, tal como PTFE, PEEK, PEI, POM, PI, PET o análogos, y
está unida al extremo distal delantero de la muñeca 5. La carcasa 22
está constituida por una porción de cuello 23 a fijar soltablemente
a la muñeca 5 del robot de recubrimiento 1 mediante un elemento de
abrazadera 23A, y una porción de cabeza 24 que se forma en y con el
extremo distal delantero de la porción de cuello 23.
En este ejemplo, una porción de montaje de
recubridora 25 y una porción de montaje de cartucho 26, ambas de
forma cilíndrica hueca, están formadas en los lados delantero y
trasero de la porción de cabeza 24, respectivamente. Además, una
porción conectora hembra 26B y una porción conectora macho 26C están
formadas por separado en una porción inferior 26A de la porción de
montaje de cartucho 26. La porción conectora hembra 26B se acopla
con una porción conectora macho 36A de un cilindro de cartucho 36,
que se describirá después, mientras que la porción conectora macho
26C se acopla con una porción conectora hembra 36B del cilindro de
cartucho 36. Las porciones conectoras hembra y macho 26B y 26C de la
porción de montaje de cartucho 26 funcionan como porciones de
acoplador de colocación que determinan la posición del cilindro 36
en la dirección circunferencial cuando se conectan y acoplan con
él.
En 27 se indica el agujero de paso de tubo de
alimentación en el lado de la carcasa, que está dispuesto de manera
que se extienda entre y en comunicación con la porción de montaje de
recubridora 25 y la porción de montaje de cartucho 26 de la carcasa.
El agujero de paso de tubo de alimentación 27 incluye una porción de
paso de tubo de alimentación 27A de un diámetro pequeño que está
situado en el lado delantero, y un rebaje cónico ahusado 27B que
está situado en el lado trasero. En este ejemplo, la porción de paso
de tubo de alimentación 27A se forma en relación coaxial con un paso
de tubo de alimentación en el lado de la recubridora, que se
describirá después. El rebaje cónico 27B funciona como una sección
de acoplador de colocación para mantener el cartucho de pintura 35
en posición en las direcciones axial y radial por enganche de encaje
con un rebaje cónico 38 en el cartucho 35 como se describirá
después.
En 28 se indica la recubridora que está encajada
en la porción de montaje de recubridora 25 de la porción de cabeza
24. La recubridora 28 está constituida en gran parte por un motor de
aire 29, un cabezal atomizador rotativo 30 a ponerse en rotación por
el motor de aire 29, y un aro de aire formador 31 dispuesto en el
lado delantero del motor de aire 29.
En este ejemplo, el motor de aire 29 está
constituido por un cárter de motor 29A a encajar en la porción de
montaje de recubridora 25, un agujero axial escalonado 29B que está
formado axialmente a través del cárter de motor 29A y varía
gradualmente de diámetro en la dirección axial para proporcionar una
porción delantera de gran diámetro y una porción trasera de diámetro
pequeño, un eje rotacional 29C que se extiende axialmente a través
de la porción de gran diámetro del agujero axial 29B y sobresale
hacia adelante del cárter de motor 29A en su extremo delantero, una
turbina de aire 29D que está fijada firmemente al extremo trasero
del eje rotacional 29C, y un cojinete neumático de presión estática
29E dispuesto en el cárter de motor 29A y situado alrededor de la
porción de gran diámetro del agujero axial 29B en relación de
intervalo pequeño con el eje rotacional 29C.
Con 30 se designa el cabezal atomizador rotativo
que está montado en el motor de aire 29 en una porción de extremo
distal delantero del eje rotacional 29C. El cabezal atomizador
rotativo 30 se hace girar por el motor de aire 29. Cuando el cabezal
atomizador rotativo 30 se pone en rotación a alta velocidad, se
pulveriza pintura desde el cabezal atomizador rotativo 30 en forma
de partículas finamente atomizadas, y, como se describirá más
adelante, las partículas de pintura cargadas con un voltaje alto son
empujadas de manera que vuelen hacia y se depositen en un objeto de
recubrimiento, avanzando a lo largo de un campo electrostático que
se forma entre la recubridora y el objeto de recubrimiento.
En 31 se indica el aro de aire formador que está
unido a la porción de montaje de recubridora 25 de la porción de
cabeza 24 de manera que mantenga el motor de aire 29 fijamente en
posición desde el lado delantero. El aro de aire formador 31 está
provisto de gran número de agujeros de salida de aire conformador
31A de forma anular en y alrededor de su lado periférico exterior.
Mediante estos agujeros de salida de aire conformador 31A, aire
conformador es expulsado hacia los bordes de liberación de pintura
del cabezal atomizador rotativo 30 para conformar partículas de
pintura cargadas en una configuración de pulverización
predeterminada tan pronto como se liberan del cabezal atomizador
rotativo 30.
En 32 se indica un generador de alto voltaje
dispuesto en la porción de cuello 23 de la carcasa 22. Este
generador de alto voltaje 32 está constituido, por ejemplo, por un
circuito Cockcroft que está dispuesto para elevar un voltaje de
fuente, que se suministra desde el suministro de potencia 6 mediante
el cable de potencia 6A, a un nivel entre -60kV y -120kV. Mediante
un cable de alto voltaje 32A, por ejemplo, el lado de salida del
generador de alto voltaje 32 está conectado eléctricamente al motor
de aire 29, de manera que se aplique alto voltaje al cabezal
atomizador rotativo 30 desde el generador de alto voltaje 32
mediante el eje rotacional 29C del motor de aire 29 para cargar la
pintura directamente. Alternativamente, en caso de que las
partículas de pintura pulverizadas se hayan de cargar indirectamente
por medio de un sistema de carga externo, el voltaje de salida del
generador de alto voltaje 32 se suministra directamente a un
electrodo externo dispuesto en o cerca del aro de aire formador
31.
En 33 se indica un número plural de pasos de aire
dispuestos en la porción de cuello 23 de la carcasa 22, y que están
conectados a la fuente de aire de control 7 mediante la manguera de
aire 7A. Estos pasos de aire 33 suministran el aire de la turbina,
aire del cojinete, aire del freno y aire conformador. En esta
realización particular, solamente se representa un paso de aire para
mostrar múltiples pasos de aire.
En este ejemplo, un paso de aire de turbina
suministra aire a la turbina de aire 29D del motor de aire 29. Un
paso de aire de cojinete suministra aire al cojinete neumático de
presión estática 29E del motor de aire 29. Un paso de aire de freno
suministra aire de frenado a la turbina de aire 29D para frenar su
rotación. Además, un paso de aire conformador suministra aire hacia
los agujeros de salida de aire conformador 31A del aro de aire
formador 31.
Con 34 se indica un agujero de paso de tubo de
alimentación en el lado de la recubridora, que se extiende
axialmente a través del eje rotacional 29C y el cárter de motor 29A
del motor de aire 29. El agujero de paso de tubo de alimentación 34
en el lado de la recubridora se abre en su extremo trasero o de base
a una porción de paso de tubo de alimentación 27A del agujero de
paso de tubo de alimentación 27 en el lado de la carcasa, y en su
extremo delantero al cabezal atomizador rotativo 30. Además, el
agujero de paso de tubo de alimentación 34 en el lado de la
recubridora se forma en relación de alineación coaxial con la
porción de paso de tubo de alimentación 27A del agujero de paso de
tubo de alimentación 27 en el lado de la carcasa. Un tubo de
alimentación 39 de un cartucho de pintura 35 está encajado
extraiblemente en estos agujeros de paso de tubo de alimentación 27
y 34.
En 35a, 35b, ... 35n se indica cartuchos de
pintura de color a, color b y color n
(denominados a continuación en conjunto "cartuchos de pintura
35" por conveniencia de la explicación), respectivamente, que
contienen pintura de diferentes colores por separado e
independientemente para el suministro al cabezal atomizador rotativo
30. Cada uno de estos cartuchos de pintura 35 está dispuesto para
introducirse en los agujeros de paso de tubo de alimentación 27 y 34
para suministrar pintura de un color particular independientemente
al cabezal atomizador rotativo 30. Como se representa en la figura
4, los cartuchos 35 están constituidos en gran parte por un cilindro
36, una protuberancia en forma de saliente cónico 38 dispuesta en la
cara de extremo delantero del cilindro de cartucho 36, un tubo de
alimentación 39 que se extiende axialmente hacia adelante desde el
saliente cónico 38 para proporcionar en él un paso de pintura 39A
que se extiende desde el cilindro de cartucho 36, un pistón 40 que
está encajado en el cilindro de cartucho 36 como una pared divisoria
móvil, y un paso de diluyente 43 dispuesto en el lado del cartucho
de pintura para suministrar un diluyente como líquido de extrusión
de pintura.
El cilindro de cartucho 36, un cuerpo principal
del cartucho de pintura 35, está hecho de un plástico de diseño de
forma similar a la carcasa 22 y en forma de un cilindro de un
diámetro adecuado que se puede encajar soltablemente en la porción
de montaje de cartucho 26 de la carcasa. Una junta tórica 37 está
encajada en una posición delantera en la periferia externa del
cilindro de cartucho 36 para sellar herméticamente el espacio de
intervalo entre el cilindro 36 y la porción de montaje de cartucho
26. Además, se ha dispuesto una porción conectora macho 36A y una
porción conectora hembra 36B en el extremo delantero del cilindro 36
en porciones opuestas con relación a la porción conectora hembra y
macho 26B y 26C en la parte de la porción de montaje de cartucho 26,
respectivamente. Además, el cilindro 36 está provisto de una porción
de empuñadura 36C en su extremo trasero, que es agarrada por un
operador al montar o desmontar el cartucho de pintura 35. Las
porciones conectoras macho y hembra 36A y 36B también funcionan como
porciones de acoplador de colocación que determinan la posición en
la dirección circunferencial del cilindro de cartucho 36 en la
porción de montaje de cartucho 26.
En 38 se indica un saliente cónico de
acoplamiento que se forma integralmente con el cilindro de cartucho
36. Cuando el cartucho 35 está montado en la porción de montaje de
cartucho 26 de la carcasa 22, el saliente cónico 38 se acopla con el
rebaje cónico de acoplamiento 27B para determinar la posición del
cartucho de pintura 35 en ambas direcciones axial y radial.
En 39 se indica un tubo de alimentación dispuesto
en un extremo delantero del saliente cónico de acoplamiento 38. Se
ha formado coaxialmente un tubo de alimentación 39 en un paso de
suministro de pintura 39A. La base o extremo trasero del paso de
suministro de pintura 39A está conectado a una cámara de depósito de
pintura 41 que se describirá después, mientras que su extremo
delantero se abre hacia el cabezal atomizador rotativo 30. El tubo
de alimentación 39 está provisto de una porción de válvula de
asiento 39B que se forma reduciendo el diámetro de una porción de
extremo delantero del paso de suministro de pintura 39A. Un cuerpo
de válvula 46B de una válvula de pintura 46, que se describirá
después, asienta en y fuera de la porción de válvula de asiento 39B.
El tubo de alimentación 39 tiene una longitud tal que su extremo
distal delantero se extienda al cabezal atomizador rotativo 30
cuando el cartucho 35 se cargue en posición en la porción de montaje
de cartucho 26 de la carcasa 22.
Por otra parte, un pistón 40 está encajado en el
cilindro 36 para movimientos deslizantes en la dirección axial. El
cilindro de cartucho 36 está dividido por el pistón 40 en una cámara
de depósito de pintura 41, que comunica con el paso de suministro de
pintura 39A del tubo de alimentación 39 mediante un paso de
comunicación 41A, y una cámara de diluyente 42 como una cámara de
líquido de extrusión de pintura que contiene diluyente como un
líquido de extrusión de pintura.
En 43 se indica un paso de diluyente que se forma
en el lado del cartucho como un paso para un líquido de extrusión.
El paso de diluyente 43 en el lado del cartucho está formado
axialmente en y a lo largo de la periferia externa del cilindro 36.
Un extremo del paso de diluyente 43 se abre en la cara de extremo
delantero de la porción conectora macho 36A del cilindro 36,
mientras que el otro extremo comunica con la cámara de diluyente 42.
Mediante el paso de diluyente 43 en el lado del cartucho, se
suministra diluyente a la cámara de diluyente 42 para empujar el
pistón 40 hacia adelante o hacia el tubo de alimentación 39. Por
este movimiento del pistón 40, la pintura que se introduce en la
cámara de depósito de pintura 41 se extruye hacia el cabezal
atomizador rotativo 30.
El diluyente que se usa como un líquido de
extrusión de pintura se selecciona a partir de un tipo aislante
eléctrico o de un tipo de alta resistencia para evitar fugas a
través del diluyente del alto voltaje que es aplicado por el alto
generador de voltaje 32. Como un líquido de extrusión, el diluyente
contribuye a mantener las superficies de pared interiores del
cilindro 36 constantemente en un estado húmedo, evitando que la
pintura se seque y se adhiera a ellas cuando el pistón 40 se
desplaza en ellas. En consecuencia, gracias a la estabilización de
la resistencia al rozamiento en el contacto deslizante entre el
pistón 40 y el cilindro 36, el pistón 40 se puede mover muy
suavemente. Además, se puede mejorar el apriete del cierre hermético
entre el pistón 40 y el cilindro 36.
En 44 se indica un acoplamiento rápido con
válvula dispuesto en el extremo abierto del paso de diluyente 43 en
la porción conectora macho 36A en el cartucho de pintura 36. El
acoplamiento rápido con válvula 44 está dispuesto como una válvula
de retención incluyendo dicha porción conectora macho 36A del
cilindro 36. Como se representa en la figura 6, el acoplamiento
rápido 44 está constituido en gran parte por la porción conectora
macho 36A, un cuerpo de válvula 44A de una forma cilíndrica
escalonada que tiene una porción de extremo delantero que sobresale
en el lado delantero de la porción conectora macho 36A, un muelle
helicoidal 44B que empuja el cuerpo de válvula 44A en la dirección
sobresaliente, y un aro elástico 44C de caucho o análogos dispuesto
en la periferia externa del cuerpo de válvula 44A para sellar el
espacio de intervalo entre el cuerpo de válvula 44A y la porción
conectora macho 36A.
El acoplamiento rápido 44 está abierto para
comunicar el paso de diluyente 43 en el lado del cartucho con un
paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa, que se describirá
después, para permitir la circulación del diluyente solamente cuando
el cartucho 35 está unido a la porción de montaje de cartucho 26 y
la porción conectora macho 36A está acoplada con la porción
conectora hembra 26B hasta que el extremo delantero del cuerpo de
válvula 44A del acoplamiento rápido 44 apoye sobre la parte inferior
de la porción conectora hembra 26B como se representa en la figura
5.
Por otra parte, cuando el cartucho 35 se desmonta
de la porción de montaje de cartucho 26, desenganchando la porción
conectora macho 36A de la porción conectora hembra 26B como se
representa en la figura 7, el cuerpo de válvula se empuja contra el
asiento de válvula por el muelle helicoidal 44B junto con el aro
elástico 44C para cerrar el paso de diluyente 43 en el lado del
cartucho, evitando por ello que salga diluyente del paso de
diluyente 43.
En 45 se indica una porción de receptáculo de
válvula de pintura dispuesta en el extremo delantero del cilindro de
cartucho 36, teniendo la porción de receptáculo de válvula de
pintura 45 forma de un agujero redondo que está situado en relación
coaxial con el tubo de alimentación 39. Un agujero receptor de
válvula 45A está dispuesto axialmente en la porción de receptáculo
de válvula de pintura 45 en comunicación con el paso de suministro
de pintura 39. Como se describe más adelante, una válvula de pintura
46 se acomoda en la porción de receptáculo de válvula de pintura
45.
La válvula de pintura 46, que está dispuesta en
el cartucho 35, se abre cuando la pintura en la cámara de depósito
de pintura 41 se ha de alimentar al cabezal atomizador rotativo 30.
La válvula de pintura 46 está constituida por un pistón 46A que se
encaja deslizantemente en la porción de receptáculo de válvula de
pintura 45, un cuerpo de válvula alargado 46B que está unido al
pistón 46A en su extremo de base y se extiende a través del paso de
suministro de pintura 39A del tubo de alimentación 39 mediante el
agujero receptor de válvula 45A para asentar en y fuera de un
asiento de válvula 39B en su extremo delantero, y un muelle de
válvula 46C que empuja el cuerpo de válvula 46B en la dirección de
asiento mediante el pistón 46A. Además, la porción de receptáculo de
válvula de pintura 45 está dividida por el pistón 46A en una cámara
de muelle 46D, que acomoda el muelle de válvula antes descrito 46C,
y una cámara de recepción de presión 46E en la que se introduce aire
piloto. Así, la válvula de pintura 46 está constituida como una
válvula de control accionada por aire piloto.
Normalmente, el cuerpo de válvula 46B de la
válvula de pintura 46 asienta en el asiento de válvula 39B del tubo
de alimentación 39 bajo la influencia de la acción de empuje del
muelle de válvula 46C, cerrando el paso de suministro de pintura 39A
para parar el suministro de pintura al cabezal atomizador rotativo
30. Por otra parte, cuando se suministra aire piloto a la cámara de
recepción de presión 46E desde una fuente de aire piloto de válvula
de pintura 10 mediante la manguera de aire 10A, el paso de aire
piloto 49 en el lado de la carcasa y el paso de aire piloto 47 en el
lado del cartucho, el cuerpo de válvula 46B de la válvula de pintura
46 se desasienta del asiento de válvula 39B contra la acción del
muelle de válvula 46C para suministrar pintura en la cámara de
depósito de pintura 41 al cabezal atomizador rotativo 30. En este
ejemplo, un extremo del paso de aire piloto 47 está abierto a la
periferia interna de la porción conectora hembra 36B del cilindro
36, mientras que el otro extremo del paso de aire piloto se comunica
con la cámara de recepción de presión 46E de la válvula de pintura
46.
En 48 se indica un paso de diluyente dispuesto en
el lado de la carcasa 22 como un paso de líquido de extrusión. Como
se representa en la figura 5, el paso de diluyente 48 se extiende
axialmente mediante la porción de cuello 23 y curva hacia atrás en
forma de letra L en la posición de un agujero receptor de válvula
53A de una porción de válvula de recepción de diluyente 53. Este
paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa tiene un extremo
conectado a un dispositivo de alimentación de diluyente 56, que se
describirá después, y tiene el otro extremo abierto en una porción
inferior de la porción conectora hembra 26B de la porción de montaje
de cartucho 26. Además, la porción curvada del paso de diluyente 48
en el lado de la carcasa forma un asiento de válvula 48A en el que
un elemento de válvula 54B de una válvula de diluyente va a asentar
y desasentar.
En 49 se indica un paso de aire piloto dispuesto
en el lado de la carcasa 22. Un extremo de este paso de aire piloto
49 está conectado a la fuente de aire piloto de válvula de pintura
10 mediante la manguera de aire 10A. El otro extremo del paso de
aire piloto 49 se abre en la superficie circunferencial de la
porción conectora macho 26C dispuesta en la porción inferior 26A de
la porción de montaje de cartucho 26 en una posición donde encuentra
el paso de aire piloto 47 en el lado del cartucho de pintura.
En 50 se indica un paso de aspiración de aire
dispuesto en la carcasa 22 y abierto a la porción inferior 26A de la
porción de montaje de cartucho 26. Este paso de aspiración de aire
50 está conectado a una fuente de vacío 8 mediante una manguera de
vacío 8A. El cartucho de pintura 35 se arrastra y fija contra la
porción de montaje de cartucho 26 por la fuerza de vacío del paso de
aspiración de aire que aspira aire en un espacio de vacío 51 (figura
5) que se define entre la porción más profunda de la porción de
montaje de cartucho 26 y el cilindro 36 del cartucho 35.
Además, en 52 se indica un paso de aire de
expulsión dispuesto en la carcasa 22 y abierto en la porción
inferior 26A de la porción de montaje de cartucho 26. Este paso de
aire de expulsión 52 está conectado a la fuente de aire de expulsión
9 mediante la manguera de aire 9A. Suministrando aire al espacio de
vacío 51, el paso de expulsión de aire 52 libera el cartucho 35 de
la porción de montaje de cartucho 26 cancelando el agarre por vacío,
permitiendo por ello desmontar el cartucho de pintura 35 de la
carcasa.
En 53 se indica una porción de válvula de
receptáculo de diluyente dispuesta en la porción de cabeza 24 de la
carcasa 22. Como se representa en la figura 5, esta porción de
válvula de receptáculo de diluyente 53 tiene forma de un agujero
redondo que está situado en una posición profunda espaciada
axialmente de la porción conectora hembra 26B. Además, entre la
porción de válvula de receptáculo de diluyente 53 y la porción
conectora hembra 26B hay un agujero receptor de válvula de diluyente
53A que se extiende hasta un punto en el que encuentra el paso de
diluyente 48 en el lado de la carcasa 22. Como se describe más
adelante, una válvula de diluyente 54 se acomoda en la porción de
receptáculo de válvula de diluyente 53.
La válvula de diluyente 54 está dispuesta dentro
de la longitud del paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa 22
para que sirva como una válvula de fluido de extrusión. Esta válvula
de diluyente 54 se abre para suministrar diluyente a la cámara de
diluyente 42 al tiempo de alimentar pintura de la cámara de depósito
de pintura 41 al cabezal atomizador rotativo 30.
De forma similar a la válvula de pintura antes
descrita 46, la válvula de diluyente 54 está constituida por un
pistón 54A que se recibe deslizantemente en la porción de
receptáculo de válvula de diluyente 53, un cuerpo de válvula 54B que
está conectado al pistón 54A en su extremo de base y sobresale al
paso de diluyente 48 mediante el agujero receptor de válvula 53A
para sentar y desasentar en un asiento de válvula 48A en su extremo
delantero, y un muelle de válvula 54C que empuja constantemente el
cuerpo de válvula 54B en la dirección de asiento mediante el pistón
54A. Además, la porción de receptáculo de válvula de diluyente 53
está dividida por el pistón 54A en una cámara de muelle 54D que
acomoda el muelle de válvula antes mencionado 54C, y una cámara de
recepción de presión 54E en la que se introduce aire piloto. Así, la
válvula de diluyente 54 se construye como una válvula de control
accionada por aire piloto.
Normalmente, bajo la influencia de la acción de
empuje del muelle de válvula 54C, el cuerpo de válvula 54B de la
válvula de diluyente 54 asienta en el asiento de válvula 48A del
paso de diluyente 48, cerrando por lo tanto el paso de diluyente 48
para parar el suministro de diluyente a la cámara de diluyente 42.
Por otra parte, cuando se suministra aire piloto a la cámara de
recepción de presión 54E desde la fuente de aire piloto de válvula
de diluyente 11 mediante la manguera de aire 11A y el paso de aire
piloto 55, el cuerpo de válvula 54B se desasienta del asiento de
válvula 48A contra la acción del muelle de válvula 54C para poder
suministrar diluyente a la cámara de diluyente 42. En este ejemplo,
un extremo del paso de aire piloto 55 está conectado a la fuente de
aire piloto de válvula de diluyente 11 mediante la manguera de aire
11A, mientras que el otro extremo comunica con la cámara de presión
54E de la válvula de diluyente 54.
Las acciones de apertura y cierre de la válvula
de pintura 46 y de la válvula de diluyente 54 son controladas de
manera que tengan lugar sincrónicamente con el arranque y la parada
de un servomotor 63 que se describirá después. Por lo tanto, al
parar una operación de recubrimiento, se evita que salga pintura del
paso de suministro de pintura 39A del tubo de alimentación 39 y la
cámara de depósito de pintura 41 por las presiones del diluyente
residual en la cámara de diluyente 42 y en el paso de diluyente 43
en el lado del cartucho.
En 56 se indica un dispositivo de alimentación de
diluyente que sirve como unos medios de alimentación de líquido de
extrusión. Como se representa en la figura 1, este dispositivo de
alimentación de diluyente 56 está montado en el brazo vertical 3 del
robot de recubrimiento 1. Además, como se representa en las figuras
8 a 10, el dispositivo de alimentación de diluyente 56 se construye
como una bomba de desplazamiento positivo, incluyendo un cilindro
con fondo 57 que tiene una porción inferior 57A situada en el lado
delantero, un pistón 59 que se recibe deslizantemente en el cilindro
57 de forma que defina una cámara de alimentación de diluyente 58,
un vástago de pistón 60 que se extiende axialmente desde el pistón
59 y provisto de una porción curvada hacia abajo en su extremo
delantero, un tornillo hembra 61 que se forma en el extremo
delantero del vástago de pistón 60, un tornillo macho 62 que se
extiende paralelo con el vástago de pistón 60 y engancha con el
tornillo hembra 61 mediante gran número de bolas de acero (no
representadas), formando un tornillo de bola junto con el tornillo
hembra 61, y un servomotor 63 que está conectado al tornillo macho
62. En este ejemplo, el servomotor 63 se controla de manera que
arranque y se pare en sincronismo con las acciones de apertura y
cierre de la válvula de pintura 46 y de la válvula de diluyente
54.
Además, en la porción inferior 57A del cilindro
57 se ha dispuesto un paso de suministro de diluyente 64 que está
conectado al paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa mediante
una manguera de diluyente (no representada), un paso de relleno de
diluyente 65 que está conectado al depósito de diluyente o fuente de
diluyente 12 mediante la manguera de diluyente 12A de manera que
sirva como un conducto de relleno de líquido de extrusión, y un paso
o conducto de drenaje 66 que está conectado al lado de drenaje. Este
paso de suministro de diluyente 64, el paso de relleno de diluyente
65 y el paso de drenaje 66 están respectivamente en comunicación con
la cámara de alimentación de diluyente 58.
En 67 se indica una válvula de suministro de
diluyente que está dispuesta en el paso de suministro de diluyente
64 en la porción inferior 57A del cilindro de manera que sirva como
una válvula de suministro de líquido de extrusión. Esta válvula de
suministro de diluyente 67 está normalmente cerrada para cerrar el
paso de suministro de diluyente 64, y se abre para poner el paso de
suministro de diluyente 64 en comunicación solamente cuando se le
suministra aire piloto.
En 68 se indica una válvula de relleno de
diluyente que está dispuesta en el paso de relleno de diluyente 65
en la porción inferior 57A del cilindro 57 de manera que sirva como
una válvula de relleno de líquido de extrusión. Esta válvula de
relleno de diluyente 68 está normalmente cerrada para cerrar el paso
de relleno de diluyente 65, y se abre para poner el paso de relleno
de diluyente 65 en comunicación solamente cuando se le suministra
aire piloto.
En 69 se indica una válvula de extracción de
burbujas que está dispuesta en el paso de drenaje 66 en la porción
inferior 57A del cilindro 57. Esta válvula de extracción de burbujas
69 está normalmente cerrada para cerrar el paso de drenaje 66, y se
abre para poner el paso de drenaje 66 en comunicación solamente
cuando se le suministra aire piloto.
Con el dispositivo de alimentación de diluyente
56 que está dispuesto como se ha descrito anteriormente, cuando el
servomotor 63 se hace girar en dirección hacia adelante para girar
el tornillo macho 62 con relación al tornillo hembra 61, el pistón
59 se desplaza mediante el vástago de pistón 60 a una velocidad
constante en la dirección de la flecha A como se representa en las
figuras 6 y 10, haciendo por ello que el diluyente en la cámara de
alimentación de diluyente 58 salga al paso de suministro de
diluyente 64 o al paso de drenaje 66. Por otra parte, cuando el
servomotor 63 se hace girar en la dirección inversa, el pistón 59 se
desplaza en la dirección de la flecha B como se representa en
particular en la figura 9 para aspirar diluyente mediante el paso de
relleno de diluyente 65.
En este ejemplo, para la extracción de burbujas
de aire que se describirá después, el extremo delantero del cilindro
57, con la válvula de extracción de burbujas 69, está situado en el
lado superior al montar el dispositivo de alimentación de diluyente
56 en el brazo vertical 3 del robot de recubrimiento 3.
Por otra parte, en 70 (en la figura 1) se indica
una plataforma de soporte de cartucho que está dispuesta en una
cabina de recubrimiento y en una posición cerca del robot de
recubrimiento 1. En la plataforma de soporte de cartucho 70 están
situados cartuchos de pintura 35a, 35b, ... 35n de colores
diferentes. Además de los cartuchos de pintura, en la plataforma de
soporte de cartucho 70 se soportan varios equipos de utilidad (no
representados), incluyendo un dispositivo de relleno de pintura a
usar al tiempo de rellenar pintura en la cámara de depósito de
pintura 41 del cartucho 35, un dispositivo de recogida de diluyente
a usar para recoger diluyente descargado de la cámara de diluyente
42 al tiempo de rellenar pintura, y un cambiador de cartucho a usar
al tiempo de sustituir un cartucho 35 en la carcasa 22. Además, un
dispositivo de lavado de cabezal atomizador (no representado) está
dispuesto cerca de la plataforma de soporte de cartucho 70 para
lavar los residuos del color anterior del cabezal atomizador
rotativo 30 al cambiar el color de la pintura.
El sistema de recubrimiento del tipo de cabezal
atomizador rotativo 21 de la presente realización, con las
disposiciones antes descritas, se pone en funcionamiento de la
manera descrita a continuación con referencia al gráfico de tiempo
de la figura 11.
En primer lugar, al terminar una operación de
recubrimiento en el color a, por ejemplo, el color de la pintura se
cambia del color a al color b de la siguiente manera.
En este caso, un cartucho de pintura 35a de color a que ahora
está montado en la carcasa 22 se sustituye por un cartucho de
pintura 35b de color b.
Al tiempo de cambiar el color de la pintura de
a a b, mientras el cartucho 35a de color a está
en la porción de montaje de cartucho 26 de la carcasa 22, la válvula
de pintura 46 se cierra para cerrar el paso de suministro de pintura
39A del tubo de alimentación 39, y la válvula de diluyente 54
también se cierra para cerrar el paso de diluyente 48 en el lado de
la carcasa. Mientras tanto, en el lado del dispositivo de
alimentación de diluyente 56, el servomotor 63 se para, y la válvula
de suministro de diluyente 67 se cierra para cerrar el paso de
suministro de diluyente 64. Además, el suministro de potencia al
generador de alto voltaje 32 de la fuente de potencia 6 se para al
terminar una operación de recubrimiento con el color a.
Más en concreto, se realizan las operaciones
siguientes al cambiar el color de la pintura. En primer lugar,
mientras el cartucho de pintura 35a de color a todavía está
en la carcasa 22, la recubridora 28 se aproxima al dispositivo de
lavado de cabezal atomizador cerca de la plataforma de soporte de
cartucho 70 poniendo en funcionamiento los brazos vertical y
horizontal 3 y 4 del robot de recubrimiento 1.
Tan pronto como la recubridora 28 (cabezal
atomizador rotativo 30) está situada de frente al dispositivo de
lavado de cabezal atomizador, se expulsa diluyente de lavado contra
el cabezal atomizador rotativo 30 para quitar los residuos de color
a depositados.
Después del lavado del cabezal atomizador o la
operación de limpieza, el cartucho de pintura se sustituye de la
siguiente manera. Para la sustitución del cartucho de pintura, se
desactiva el motor de aire 29, y se para el suministro de aire
configurador. Al mismo tiempo, se corta el aire procedente de la
fuente de generación de vacío 8 para cancelar la fuerza de
aspiración que ha mantenido el cartucho 35a fijamente contra la
carcasa 22. Después, se suministra aire de la fuente de aire de
expulsión 9 al espacio de vacío 51 mediante la manguera de aire 9A y
el paso de suministro de aire de expulsión 52 para liberar el
cartucho de pintura 35a de la porción de montaje de cartucho 26, y
el cartucho 35a se extrae axialmente de la carcasa 22 y se devuelve
a la plataforma de soporte de cartucho 70.
Después de descargar o desmontar de esta manera
el cartucho de pintura 35a de color a de la carcasa 22, se
coge de la plataforma de soporte de cartucho 70 el cartucho de
pintura 35b de color b y se monta en la carcasa 22. Entonces,
mientras el cilindro 36 se está poniendo en posición en la porción
de montaje de cartucho 26 de la porción de cabeza 24, el tubo de
alimentación 39 se introduce en el agujero de paso de tubo de
alimentación 34 en el lado de la recubridora mediante el rebaje
cónico 27B del agujero de paso de tubo de alimentación 27 y la
porción de paso de tubo de alimentación 27A en el lado de la carcasa
22.
Además, cuando el cartucho 35b está montado en la
porción de montaje de cartucho 26 de la carcasa 22, las porciones de
conexión macho y hembra 36A y 36B del cilindro 36 están acopladas
con las porciones de conexión hembra y macho 26B y 26C en la porción
de montaje de cartucho 26. Por lo tanto, la posición del cilindro 36
en la dirección circunferencial con relación a la porción de montaje
de cartucho 26 se determina por el enganche de acoplamiento de estas
porciones de conexión. Además, entonces, el saliente cónico 38 que
se forma en el lado del cartucho 35b se pone en enganche de encaje
con el rebaje cónico 27B en la carcasa 22, poniendo el tubo de
alimentación 39 en una posición centrada con relación al agujero de
paso de tubo de alimentación 27 en la carcasa y el agujero de paso
de tubo de alimentación 34 en la recubridora y determinando
simultáneamente su posición axial con relación a la porción de
montaje de cartucho 26.
Además, cuando el cilindro 36 del cartucho de
pintura 35b se pone en posición en la porción de montaje de cartucho
26, la válvula del acoplamiento rápido 44 se abre para comunicar el
paso de diluyente 43 en el lado del cartucho con el paso de
diluyente 48 en el lado de la carcasa.
A continuación, después de la introducción del
cartucho 35b en la porción de montaje de cartucho 26, el aire del
espacio de vacío 51 entre la porción de montaje de cartucho 26 y el
cilindro 36 es expulsado por la fuente de vacío 8 mediante el paso
de aspiración de aire 50. Por consiguiente, el cartucho 35b de color
b se agarra con sujeción en la posición de la carcasa 22 por
vacío, y evitando por ello que se salga de su posición en la
carcasa.
Tan pronto como el cartucho 35b de color b
está colocado fijamente en posición en la carcasa 22 de esta manera,
se suministra aire desde la fuente de aire de control 7 para mover
el motor de aire 29, poniendo en rotación el cabezal atomizador
rotativo 30 y expulsando aire conformador mediante los respectivos
agujeros de salida de aire conformador 31A en el aro de aire
conformador 31 en espera de una operación de recubrimiento.
Mientras tanto, se realiza una operación de
relleno de diluyente para el dispositivo de alimentación de
diluyente 56 simultáneamente con la sustitución antes descrita del
cartucho de pintura 35a y 35b.
En la operación de relleno de diluyente, en
primer lugar se aspira diluyente a la cámara de alimentación de
diluyente 58 para compensar el diluyente que se ha utilizado al
pulverizar el color previo a. Para ello, la válvula de
relleno de diluyente 68 se abre para conectar la cámara de
alimentación de diluyente 58 en el cilindro 57 con el depósito de
diluyente 12 mediante el paso de relleno de diluyente 65 y la
manguera de diluyente 12A, seguido de la rotación inversa del
servomotor 63.
Como consecuencia, en el dispositivo de
alimentación de diluyente 56, el pistón 59 se desplaza en la
dirección de la flecha B como se representa en la figura 9 para
aspirar diluyente a la cámara de alimentación de diluyente 58 desde
el depósito de diluyente o fuente 12 mediante la manguera de
diluyente 12A y el paso de relleno de diluyente 65.
Cuando se aspira y rellena diluyente en la cámara
de diluyente 58 del depósito de diluyente 12 de esta forma, una
pequeña cantidad de aire queda atrapada en forma de burbujas de aire
en el flujo de diluyente a la cámara de alimentación de diluyente
58. Las burbujas de aire contenidas en el diluyente se comprimen
cuando el diluyente es expulsado al tiempo de una operación de
recubrimiento, y podrían desestabilizar la velocidad de alimentación
de diluyente.
Para evitarlo, burbujas de aire contenidas en el
diluyente se quitan tan pronto como se introduce una cantidad
predeterminada de diluyente en la cámara de alimentación de
diluyente 58. Más específicamente, como se representa en la figura
10, la válvula de relleno de diluyente 68 se cierra para cerrar el
paso de relleno de diluyente 65, y después la válvula de extracción
de burbuja de aire 69 se abre para comunicar la cámara de
alimentación de diluyente 58 con el lado de drenaje mediante el paso
de drenaje 66. Después, el servomotor 63 se gira en dirección hacia
adelante en este estado.
Entonces, puesto que el cilindro 57 del
dispositivo de alimentación de diluyente 56 está montado en el brazo
vertical 3 del robot de recubrimiento 1 con la válvula de extracción
de burbuja de aire 69 en el lado superior, las burbujas de aire en
la cámara de alimentación de diluyente 58 tienden a reunirse dentro
o cerca del paso de drenaje 66. Por lo tanto, las burbujas de aire
pueden ser expulsadas al lado de drenaje mediante el paso de drenaje
66 desplazando simplemente el pistón 59 una pequeña distancia en la
dirección de la flecha A por medio del servomotor 63. Después de la
extracción de las burbujas de aire del diluyente, la válvula de
extracción de burbujas 69 se cierra para terminar la operación de
relleno de diluyente.
Después de la sustitución antes descrita del
cartucho de color a por el de color b y el relleno de
diluyente en el dispositivo de alimentación de diluyente 56, la
máquina se pone en un estado operativo de nuevo para una operación
de recubrimiento con el color b de la siguiente manera.
En primer lugar, en el caso de una operación de
recubrimiento con el color b, la válvula de pintura 46 y la
válvula de diluyente 54 se abren para poner en comunicación el paso
de suministro de pintura 39A del tubo de alimentación 39 así como el
paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa. Después, se
suministra potencia desde el suministro de potencia 6 al generador
de alto voltaje 32 mediante la línea de potencia 6A para aplicar un
voltaje alto al motor de aire 29 y al cabezal atomizador rotativo
30.
Mientras tanto, en el dispositivo de alimentación
de diluyente 56, la válvula de suministro de diluyente 67 se abre
como se representa en la figura 8 para comunicar la cámara de
alimentación de diluyente 58 con la cámara de depósito de diluyente
42 del cartucho de pintura 35b mediante el paso de suministro de
diluyente 64, el paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa y el
paso de diluyente 43 en el lado del cartucho. Después, el servomotor
63 se hace girar en dirección hacia adelante, desplazando por lo
tanto el pistón 59 a una velocidad constante en la dirección de la
flecha A para suministrar diluyente de la cámara de alimentación de
diluyente 58 cuantitativamente a la cámara de depósito de diluyente
42 del cartucho de pintura 35b mediante los pasos de diluyente 48 y
43.
En consecuencia, el pistón 40 del cartucho 35b se
desplaza a una velocidad constante hacia el tubo de alimentación 39
por el diluyente que se introduce en la cámara de depósito de
diluyente 42, haciendo por ello que la pintura de color b en
la cámara de depósito de pintura 41 salga hacia el cabezal
atomizador rotativo 30 mediante el paso de suministro de pintura 39A
del tubo de alimentación 39.
Después, la pintura de color b que se
suministra mediante el paso de suministro de pintura 39A del tubo de
alimentación 39, llega al cabezal atomizador rotativo 30 que se pone
en rotación a alta velocidad por el motor de aire 29, y se aplica
con un voltaje alto en el cabezal atomizador rotativo 30. Por lo
tanto, la pintura de color b es atomizada por centrifugación
en partículas finas por el cabezal atomizador rotativo 30, y se
pulveriza en forma de partículas cargadas y finamente divididas. Por
otra parte, por la acción del aire conformador que es expulsado a
través de los respectivos agujeros de salida de aire conformador 31A
del aro de aire formador 31, las partículas de pintura cargadas se
configuran en una configuración de pulverización deseada, y dichas
partículas vuelan hacia un objeto de recubrimiento a lo largo de un
campo electrostático que se forma entre la recubridora y el objeto
de recubrimiento para depositarse encima.
Durante una operación de recubrimiento, la
recubridora 21 se pone en movimientos alternativos a lo largo de las
superficies de un objeto de recubrimiento. Para evitar que el
recubrimiento sea más grueso localmente en las posiciones de
inversión de la recubridora 21, la práctica general es invertir el
movimiento de la recubridora 21 en posiciones fuera de una
superficie del recubrimiento de trabajo y parar la pulverización de
pintura en estas posiciones de inversión. Por consiguiente, la
pulverización de pintura por la recubridora 21 se activa y desactiva
repetidas veces para recubrir una pieza única de trabajo.
Por lo tanto, en el transcurso de una operación
de recubrimiento, los movimientos de apertura y cierre de la válvula
de pintura 46 y de la válvula de diluyente 54 son controlados en
sincronismo con el accionamiento y la desactivación del servomotor
63 como se representa en la figura 11. Más en concreto, cuando el
servomotor 63 se para para detener temporalmente la pulverización de
pintura, la válvula de pintura 46 se cierra para cerrar el paso de
suministro de pintura 39A del tubo de alimentación 39, y al mismo
tiempo la válvula de diluyente 54 se cierra para cerrar el paso de
diluyente 48 en el lado de la carcasa.
Por consiguiente, cuando se para la pulverización
de pintura, no actúa ninguna presión en el diluyente en el paso de
diluyente 43 y la cámara de depósito de diluyente 42 en el lado del
cartucho para interrumpir la salida de pintura del paso de
suministro de pintura 39A del tubo de alimentación 39. Esto hace
posible activar y desactivar el suministro de pintura al cabezal
atomizador rotativo 30, a saber, activar y desactivar la operación
de pulverización de pintura de forma clara y de manera fiable.
Así, según la presente realización de la
invención, el suministro de pintura del tubo de alimentación 39 al
cabezal atomizador rotativo 30 es activado y desactivado por la
válvula de pintura 46 dispuesta en el cartucho 35 para abrir y
cerrar el paso de suministro de pintura 39A del tubo de alimentación
39, mientras que el suministro de diluyente a la cámara de diluyente
42 es activado y desactivado por la válvula de diluyente 54
dispuesta en la carcasa 22 para abrir y cerrar el paso de diluyente
48 en el lado de la carcasa. Por lo tanto, en respuesta a una señal
de orden de iniciar o detener la pulverización, la operación de
pulverización de pintura se puede poner en marcha o parar
inmediatamente puesto que la válvula de pintura 46 y la válvula de
diluyente 54 se abren o cierran a dicha señal de orden.
En consecuencia, los dispositivos antes descritos
hacen posible formar recubrimientos de mejor calidad, que son de
grosor uniforme, y mejorar la fiabilidad de la recubridora 21.
Además, es posible evitar que gotee pintura del tubo de alimentación
39 cuando se extrae el cartucho 35 de la carcasa 22 para
sustituirlo.
Además, el uso de cartuchos de pintura
sustituibles 35, lleno cada uno de una pintura, permite omitir las
mangueras de pintura que en otro caso son necesarias para
suministrar pintura de un depósito o fuente de pintura y excluir las
fugas de alto voltaje mediante pintura, obviando la necesidad de
usar una estructura de aislamiento (una estructura de bloqueo de
voltaje) para el depósito o fuente de pintura.
Al alimentar pintura de la cámara de depósito de
pintura 41 al cabezal atomizador rotativo 30, el pistón 40 es
desplazado por diluyente que es un fluido no compresivo. Por lo
tanto, el pistón 40 se puede desplazar con precisión a una velocidad
constante para formar recubrimientos de mejor calidad, de
uniformidad de grosor especialmente mejorada, sin añadir para ello
un flujómetro y válvulas de control. Esto conducirá a una mejor
fiabilidad y a reducciones del costo.
Además, el dispositivo de alimentación de
diluyente 56 está dispuesto como unos medios de bomba de
desplazamiento positivo o una bomba del tipo de pistón, que alimenta
diluyente cuantitativamente a la cámara de diluyente 42 por el
pistón 59 desplazado por el servomotor 63. Por consiguiente, el
dispositivo de alimentación de diluyente 56 puede alimentar
establemente pintura al cabezal atomizador rotativo 30 desde la
cámara de depósito de pintura 41, suministrando pintura a través del
tubo de alimentación 39 a una tasa constante para formar
recubrimientos de mejor calidad.
Además, la válvula de pintura 46 y la válvula de
diluyente 54 están dispuestas como una válvula de control accionada
por aire piloto en la presente realización. Por lo tanto, la válvula
de pintura 46 y la válvula de diluyente 54 son de construcción
simple simplificando también las operaciones de colocación de tubos,
garantizando una mejor eficiencia operativa además de reducciones
del costo.
Además, puesto que los movimientos de apertura y
cierre de la válvula de pintura 46 y la válvula de diluyente 54 se
sincronizan con los movimientos de arranque y parada del servomotor
63 del dispositivo de alimentación de diluyente 56, resulta posible
controlar con mayor exactitud la válvula de pintura 46 y la válvula
de diluyente 54 en relación con los tiempos de activación y
desactivación de la operación de pulverización de pintura para
mejorar la calidad de los recubrimientos.
Además, el cilindro 36 se puede orientar a una
posición predeterminada con relación a la porción de montaje de
cartucho 26 en la dirección circunferencial por enganche de
acoplamiento de las porciones de conexión hembra y macho 26B y 26C,
que se han previsto en la porción de montaje de cartucho 26, con las
porciones de conexión macho y hembra 36A y 36B en el lado del
cilindro 36.
Además, igualmente mediante el enganche de
acoplamiento del saliente cónico 38 en el cartucho 35 con el rebaje
cónico 27B previsto en una posición profunda en la porción de
montaje de cartucho 26, el cartucho de pintura 35 se puede orientar
a una posición predeterminada con relación a la porción de montaje
de cartucho 26 de la carcasa 22 en las direcciones axial y radial,
lo que contribuye a mejorar la eficiencia de la operación de montaje
y a acortar el tiempo requerido para la operación de cambio de
color.
Además, mediante el paso de aspiración de aire 50
que se abre en la parte inferior de la porción de montaje de
cartucho 26, se aspira aire del espacio de vacío 51 entre la porción
de montaje de cartucho 26 y el cilindro 36 para mantener el cartucho
de pintura 35 fijamente en posición en la carcasa 22 con la fuerza
de aspiración, evitando por ello que el cartucho de pintura 35 se
afloje. Además, al suministrar aire al espacio de vacío 51 mediante
el paso de suministro de aire de expulsión 52, el cartucho de
pintura 35 se libera de la porción de montaje de cartucho 26 como
resultado de la cancelación del agarre por vacío y por lo tanto se
puede descargar o desmontar de la carcasa 22.
Por otra parte, el acoplamiento rápido 44, que se
ha previsto en el extremo abierto del paso de diluyente 43 en el
lado del cartucho de pintura, se abre cuando el cartucho 35 se carga
en la porción de montaje de cartucho 26 y se cierra tan pronto como
se descarga el cartucho 35, evitando por ello que gotee diluyente
durante la carga o descarga del cartucho 35 en o de la porción de
montaje de cartucho 26, mejorando la eficiencia y las condiciones
ambientales de la operación de carga y descarga.
Además, puesto que los pasos de aire 33 para el
aire de turbina, aire del cojinete, aire del freno y aire
conformador se forman dentro de la porción de cuello 23 de la
carcasa 22, utilizando el espacio interno de la carcasa 22 para
estos pasos de aire 33 en lugar de usar mangueras de aire o
análogos, la operación de montaje se puede simplificar omitiendo
conexiones de mangueras de aire y el sistema se puede construir sin
complicaciones en su aspecto exterior.
Además, puesto que el generador de alto voltaje
32 se incorpora en la porción de cuello 23 de la carcasa 22,
utilizando el espacio interno de la carcasa 22, el sistema en
conjunto se puede disponer de forma compacta.
Además, puesto que el pistón 40 se encaja
deslizantemente en el cilindro 36 del cartucho de pintura 35 como
una pared divisoria móvil y dispone de forma que sea empujado por el
diluyente que se le suministra mediante el paso de diluyente 43 en
el lado del cartucho, se puede simplificar la construcción del
cartucho 35 para hacer más fácil la operación de montaje y para
poder reducir el costo.
Con referencia ahora a la figura 12, se muestra
una segunda realización de la presente invención que se caracteriza
porque la válvula de diluyente está dispuesta en el lado del
cartucho de pintura como una válvula de líquido de extrusión de
pintura. En la descripción siguiente, las piezas componentes que son
comunes con la primera realización anterior se designan simplemente
con números de referencia o caracteres comunes para evitar
repeticiones de las mismas explicaciones.
En 81 se indica un sistema de recubrimiento del
tipo de cabezal atomizador rotativo según esta realización, y 82 es
una carcasa del sistema de recubrimiento 81. Sustancialmente de la
misma manera que la carcasa 22 en la primera realización anterior,
la carcasa 82 de esta realización está constituida por una porción
de cuello 83 y una porción de cabeza 84. La porción de cabeza 84 se
forma con una porción de montaje de recubridora 85, una porción de
montaje de cartucho 86, y un agujero de paso de tubo de alimentación
87 en el lado de la carcasa. Sin embargo, en el caso de la carcasa
82 según la presente realización, en este caso se suprime la porción
de receptáculo de válvula de diluyente 53 como en la carcasa 22 de
la primera realización.
En 88 se indica un cartucho de pintura que se
emplea en esta realización. De forma similar a los cartuchos de
pintura 35 de la primera realización, se han previsto múltiples
cartuchos 88 para pintura de diferentes colores a, b,
... y n. Cada cartucho de pintura 88 está constituido en gran
parte por un cilindro 89, un saliente cónico 90, un tubo de
alimentación 91, un pistón 92, un paso de diluyente 93 en el lado
del cartucho, y una porción de receptáculo de válvula de pintura 94
que aloja una válvula de pintura 95. Sin embargo, el cartucho 88 de
esta realización difiere del cartucho 35 de la primera realización
en que una porción de válvula de receptáculo de diluyente 96 está
situada dentro de la longitud del paso de diluyente 93 en el lado
del cartucho y en una posición en una porción de extremo delantero
del cilindro 89.
En 97 se indica una válvula de diluyente que está
dispuesta en la porción de receptáculo de válvula de diluyente 96 de
manera que sirva como una válvula de líquido de extrusión. De forma
similar a la válvula de diluyente 54 de la primera realización, la
válvula de diluyente 97 es empujada para cerrar normalmente el paso
de diluyente 93 en el lado del cartucho, y para poner el paso de
diluyente 93 en comunicación solamente cuando se suministra aire
piloto.
El acoplamiento rápido 98 dispuesto en el extremo
abierto del paso de diluyente 48 en el lado de la carcasa está
dispuesto de la misma manera que el acoplamiento rápido 44 de la
primera realización.
La presente realización, con los dispositivos
recién descritos, puede producir sustancialmente los mismos efectos
operativos que la primera realización anterior.
Con referencia ahora a la figura 13, se muestra
una tercera realización de la presente invención, que se caracteriza
porque unos medios de alimentación de líquido de extrusión están
constituidos por una bomba de engranajes y un servomotor que mueve
rotacionalmente la bomba de engranajes. En la descripción siguiente,
las piezas componentes que son comunes con la primera realización
antes descrita se designan simplemente con números de referencia o
caracteres comunes para evitar la repetición de las mismas
explicaciones. Además, varias piezas componentes se indican
solamente con números de referencia o símbolos diagramáticos por
razones de sencillez de la ilustración.
En 101 se indica un sistema de recubrimiento del
tipo de cabezal atomizador rotativo según la presente realización, y
en 102 se indica un dispositivo alimentador de diluyente dispuesto
en el sistema de recubrimiento 101 como unos medios de alimentación
de líquido de extrusión. El dispositivo de alimentación de diluyente
102 está dispuesto como una bomba de desplazamiento positivo,
incluyendo una bomba de engranajes 103 y un servomotor 104 que mueve
rotacionalmente la bomba de engranajes 103 para alimentar diluyente
cuantitativamente al cartucho 35.
En este ejemplo, de forma similar al servomotor
63 en la primera realización antes descrita, el servomotor 104 se
controla para arrancar o pararse en sincronismo con los movimientos
de apertura y cierre de la válvula de pintura 46 y la válvula de
diluyente 54.
Así, mediante la bomba de engranajes 103 que es
movida por el servomotor 104 a una velocidad rotacional constante,
se suministra cuantitativamente más diluyente desde el dispositivo
de alimentación de diluyente 102 al cartucho 35.
La presente realización, con los dispositivos
recién descritos, también puede producir casi los mismos efectos
operativos que cada una de las realizaciones anteriores.
Especialmente en el caso de esta realización que emplea bombas de
engranajes comercializadas 103 para el dispositivo de alimentación
de diluyente 102, resulta posible simplificar su construcción y
realizar reducciones del costo. La bomba de engranajes 103 se puede
poner en marcha y parar en sincronismo con los movimientos de
apertura y cierre de la válvula de pintura 46 y válvula de diluyente
54 para activar y desactivar la pulverización de pintura en tiempos
exactos.
La figura 14 ilustra una modificación del
cartucho de pintura según la presente invención, que se puede
emplear en lugar del cartucho de pintura 35 antes descrito. En este
caso, el cartucho de pintura está provisto de una pared divisoria
móvil en forma de un tubo de fuelle.
Más en concreto, en 111 se indica el cartucho de
pintura de una construcción modificada. De forma similar al cartucho
de pintura 35 en la primera realización, el cartucho de pintura 111
está constituido en gran parte por un cilindro de cartucho 112, un
saliente cónico 113 que se ha previsto en el extremo delantero del
cilindro 112, un tubo de alimentación 114 que se extiende axialmente
de y en el lado delantero del saliente cónico 113, un paso o
conducto de diluyente 115 en el lado del cartucho, y una porción de
receptáculo de válvula de pintura 116 que aloja una válvula de
pintura 117.
Sin embargo, esta modificación difiere del
cartucho 35 de la primera realización en que el cilindro 112 del
cartucho 111 está provisto internamente con fuelle para que sirva
como una pared divisoria móvil como se describe más adelante.
En 118 se indica un tubo de fuelle que está
dispuesto dentro del cilindro 112 como una pared divisoria móvil. El
tubo de fuelle 118 se puede extender de forma plegable en la
dirección axial y definir internamente una cámara de depósito de
pintura 119 en comunicación con un paso de suministro de pintura
114A del tubo de alimentación 114. Entre el tubo de fuelle 118 y el
cilindro 112 se define una cámara de diluyente 120 que funciona como
una cámara de líquido de extrusión.
El cartucho de pintura 111, con los dispositivos
recién descritos, puede producir sustancialmente los mismos efectos
operativos que la contrapartida de las realizaciones anteriores.
Especialmente en el caso del cartucho 111 que emplea el tubo de
fuelle 118 como una pared divisoria móvil, la pintura y el diluyente
pueden estar claramente separados uno de otro, excluyendo
completamente las posibilidades de que el diluyente en el cilindro
pase a la pintura degradando la calidad de recubrimientos.
En las realizaciones anteriores, el sistema de
recubrimiento 21, 81 ó 101 se representa montado en el brazo
horizontal 4 del robot de recubrimiento 1. Sin embargo, la presente
invención no se limita a esta forma particular mostrada. Por
ejemplo, si se desea, el sistema de recubrimiento 21, 81 ó 101 puede
estar montado en un reciprocador o análogos. Además, aunque una
pared divisoria móvil está constituida por el pistón 40 en las
realizaciones primera a tercera y por el tubo de fuelle 118 en la
modificación antes descrita, se puede realizar en otras formas, por
ejemplo, puede estar en forma de una bolsa inflable de material
elástico que tiene su espacio interno en comunicación con el tubo de
alimentación.
Además, en las realizaciones anteriores, el
agujero axial 29B del motor de aire 29 se representa formado en
forma escalonada incluyendo una porción trasera de diámetro pequeño
y una porción delantera de gran diámetro, y el eje rotacional 29C se
recibe en la porción de gran diámetro del agujero axial 29B. Sin
embargo, se ha de entender que la presente invención no se limita a
este ejemplo particular. Por ejemplo, como se representa en la
modificación de la figura 15, un motor de aire 131 puede estar
constituido por un cárter de motor 131A con un agujero axial 131B,
que tiene casi un diámetro uniforme en la dirección axial, y un eje
rotacional 131C que se extiende la longitud completa del agujero
axial 131B. En este ejemplo, un agujero de paso de tubo de
alimentación 132 en el lado de la recubridora está dispuesto dentro
del eje rotacional 131C en relación coaxial con el agujero de paso
de tubo de alimentación 27 en el lado de la carcasa.
Además, aunque se usa diluyente como un líquido
de extrusión a modo de ejemplo en las realizaciones anteriores, se
puede aplicar agua u otro líquido de extrusión dependiendo del tipo
de pintura o sistema de aplicación de alto voltaje a utilizar.
Además, en las realizaciones anteriores, se puede
prever dos o más cartuchos de pintura de reserva 35, 88 ó 111 para
cada color si es deseable en consideración de la conveniencia o
eficiencia de la operación de cambio de cartucho en una operación
continua de recubrimiento con el mismo color.
Como es claro por la descripción detallada
anterior, según la presente invención, se ha dispuesto una válvula
de pintura en cada cartucho de pintura para comunicar o cerrar un
paso de suministro de pintura en un tubo de alimentación, abriendo y
cerrando por ello el suministro de pintura a un cabezal atomizador
rotativo del tubo de alimentación, mientras una válvula de líquido
de extrusión está dispuesta dentro de la longitud de un paso de
líquido de extrusión que está dispuesto en el lado de una carcasa o
en el lado del cartucho de pintura, abriendo y cerrando por ello el
suministro de líquido de extrusión a una cámara de líquido de
extrusión dentro del cartucho. Por lo tanto, la pulverización de
pintura se desactiva tan pronto como la válvula de pintura se cierra
para cerrar el paso de suministro de pintura en el tubo de
alimentación, cortando por lo tanto el suministro de pintura al
cabezal atomizador rotativo. Además, el suministro del líquido de
extrusión a la cámara de líquido de extrusión se corta tan pronto
como la válvula de líquido de extrusión se cierra para cerrar el
paso de líquido de extrusión en el lado de la carcasa o en el lado
del cartucho de pintura. Al tiempo de parar la pulverización de
pintura, el suministro de pintura así como el suministro del líquido
de extrusión se puede cortar inmediatamente por medio de la válvula
de pintura y la válvula de líquido de extrusión,
respectivamente.
Como consecuencia, resulta posible activar y
desactivar el suministro de pintura al cabezal atomizador rotativo
de forma clara y segura, y formar recubrimientos de mejor calidad,
que son de grosor uniforme, reflejando por ello una mayor fiabilidad
del sistema de recubrimiento. Además, se puede evitar que gotee
pintura del tubo de alimentación, que podría conducir a defectos de
recubrimiento, al tiempo de extraer el cartucho de pintura de la
carcasa para su sustitución. Además, también es posible evitar fugas
de alto voltaje mediante pintura gracias a la omisión de una
manguera de pintura que se requeriría normalmente para conexión a un
depósito o fuente de pintura. Además, con respecto a la pared
divisoria móvil en el cartucho de pintura, que se desplaza por un
líquido de extrusión, el pistón se puede desplazar con precisión a
una velocidad constante utilizando un líquido no compresivo.
Claims (14)
1. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21), incluyendo:
una carcasa (22) que tiene una porción de montaje
de recubridora (25) en el lado delantero y una porción de montaje de
cartucho (26) en su lado trasero;
una recubridora (28) adaptada para montarse en
dicha porción de montaje de recubridora (25) de dicha carcasa (22),
y teniendo un motor de aire (29) con un eje rotacional (29c), y un
cabezal atomizador rotativo (30) montado en una porción de extremo
delantero de dicho motor de aire (29);
un agujero de paso de tubo de alimentación (27)
dispuesto interna y axialmente a través de dicho eje rotacional
(29c) de dicho motor de aire (29), y teniendo un extremo delantero
abierto a dicho cabezal atomizador rotativo (30) y un extremo
trasero abierto a dicha porción de montaje de cartucho (26) de dicha
carcasa (22); y
múltiples cartuchos de pintura
(35a-n) conteniendo pintura de colores diferentes en
respectivos cilindros de cartucho (36), estando adaptado cada uno de
dichos cartuchos de pintura (35a-n) para ser cargado
de forma sustituible y selectivamente en dicha porción de montaje de
cartucho (26) de dicha carcasa (22) y teniendo un tubo de
alimentación (39) que se extiende axialmente hacia adelante de una
porción de extremo delantero (38) de dicho cilindro de cartucho (36)
para colocación en dicho agujero de paso de tubo de alimentación
(27); caracterizado porque dicho sistema de recubrimiento
(21) incluye:
en el lado de dicho cartucho
(35a-n) una pared divisoria móvil (40) que divide
dicho cilindro (36) en una cámara de depósito de pintura (41) en
comunicación con dicho tubo de alimentación (39) y una cámara de
líquido de extrusión (42), un paso de líquido de extrusión (43) para
suministrar un líquido de extrusión a dicha cámara de líquido de
extrusión (42), y una válvula de pintura (46) para activar y
desactivar el suministro de pintura desde dicho tubo de alimentación
(39) a dicho cabezal atomizador rotativo (30);
en el lado de dicha carcasa (22), un paso de
líquido de extrusión (48) en comunicación con dicho paso de líquido
de extrusión (43) en el lado de dicho cartucho
(35a-n); y
una válvula de líquido de extrusión (54)
dispuesta dentro de la longitud de dicho paso de líquido de
extrusión (48) en el lado de dicho cartucho (35a-n)
o en el lado de dicha carcasa (22) para activar y desactivar el
suministro de líquido de extrusión a dicha cámara de líquido de
extrusión (42).
2. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, incluyendo además unos medios de alimentación de
líquido de extrusión (56) conectados a dicho paso de líquido de
extrusión (48) en el lado de dicha carcasa (22) y adaptados para
suministrar un líquido de extrusión cuantitativamente a dicho
cartucho (35a-n).
3. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 2, incluyendo además un robot de recubrimiento (1)
con brazos vertical y horizontal (3, 4), estando montada dicha
carcasa (22) de dicho sistema de recubrimiento (21) en una porción
de extremo delantero de dicho brazo horizontal (4) de dicho robot de
recubrimiento (1), y estando montados dichos medios de alimentación
de líquido de extrusión (52) en dicho brazo vertical (3).
4. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 2, donde dichos medios de alimentación de líquido de
extrusión (56) tienen forma de unos medios de bomba de
desplazamiento positivo constituidos por una bomba del tipo de
pistón que tiene un cilindro (57) y un pistón (59), y un servomotor
(63) para desplazar dicho pistón (59) de dicha bomba del tipo de
pistón.
5. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 4, donde dichos medios de alimentación de líquido de
extrusión (56) incluyen, en una porción de extremo delantero de
dicho cilindro (57) de dicha bomba del tipo de pistón y en
comunicación entre sí, un conducto de suministro de líquido de
extrusión (64) conectado a dicho paso de líquido de extrusión (48)
en el lado de dicha carcasa (22), un conducto de relleno de líquido
de extrusión (65) conectado a una fuente de líquido de extrusión
(12), un conducto de drenaje (66) conectado a un lado de drenaje,
estando provisto dicho conducto de suministro de líquido de
extrusión (64) con un válvula de suministro de líquido de extrusión
(67) a abrir solamente cuando dicho líquido de extrusión en dicho
cilindro (57) se suministra a dicho cartucho de pintura
(35a-n), estando provisto dicho conducto de relleno
de líquido de extrusión (65) con una válvula de relleno de líquido
(68) a abrir solamente cuando dicho líquido de extrusión se rellena
a dicho cilindro (57), y estando provisto dicho conducto de drenaje
(66) con una válvula de extracción de burbuja de aire (69) a abrir
al sacar burbujas de aire de un líquido de extrusión rellenado a
dicho cilindro (57).
6. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 2, donde dichos medios de alimentación de líquido de
extrusión (56) tienen forma de unos medios de bomba de
desplazamiento positivo (102) constituidos por una bomba de
engranajes (103) y un servomotor (104) para mover rotacionalmente
dicha bomba de engranajes (103).
7. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 4 ó 6, donde dicha válvula de pintura (46) y dicha
válvula de líquido de extrusión (54) están adaptados para abrirse y
cerrarse en sincronismo con el arranque y la parada de dicho
servomotor (63, 104).
8. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde dicha válvula de pintura (46) tiene forma de
una válvula de control accionada por aire piloto empujada
normalmente en una dirección de cierre por un muelle de válvula
(46c) y adaptada para abrirse al aplicarle aire piloto desde fuera
para abrir un flujo de pintura a través de dicho tubo de
alimentación (39).
9. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde dicha válvula de líquido de extrusión (54)
tiene forma de una válvula de control accionada por aire piloto
empujada normalmente en una dirección de cierre por un muelle de
válvula (54c) y abierta después de aplicarle aire piloto desde fuera
de para abrir un flujo de líquido de extrusión en dicho paso de
líquido de extrusión (43).
10. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde dicha porción de montaje de cartucho (26) de
dicha carcasa (22) está provista de una porción de acoplador de
colocación (26B, 26C) para enganche con una porción de acoplador de
colocación de forma complementaria (36A, 36B) en una porción de
extremo delantero de dicho cilindro (36) de dicho cartucho de
pintura (35a-n).
11. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde dicha porción de montaje de cartucho (26) de
dicha carcasa (22) incluye además un espacio de vacío (51) a
definirse en asociación con dicho cilindro (36) de dichos cartuchos
(35a-n) cuando dicho cilindro (36) está montado en
posición en dicha porción de montaje de cartucho (26), y un paso de
aspiración de aire (50) abierto a dicho espacio de vacío (51) para
aspirar aire de dicho espacio de vacío (51), manteniendo dicho
cartucho (35a-n) fijamente contra dicha porción de
montaje de cartucho (26) de dicha carcasa (22) con fuerza de
aspiración.
12. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde se ha previsto otro agujero de paso de tubo
de alimentación (34) en dicha carcasa (22) en relación coaxial con
dicho tubo de alimentación (27) en dicho eje rotacional (29C).
13. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde dicha válvula de líquido de extrusión (54)
está dispuesta en dicho paso de líquido de extrusión (48) en el lado
de dicha carcasa (22), y dicho paso de líquido de extrusión (43) en
el lado de dicho cartucho (35a-n) está provisto de
un acoplamiento rápido con válvula (44) en su porción de extremo
terminal abierto, abriéndose solamente dicho acoplamiento rápido
(44) cuando dicho cartucho de pintura (35a-n) está
acoplado completa y fijamente con dicha porción de montaje de
cartucho (26) de dicha carcasa (22).
14. Un sistema de recubrimiento del tipo de
cabezal atomizador rotativo (21) como el definido en la
reivindicación 1, donde dicha válvula de líquido de extrusión (97)
está dispuesta en dicho paso de líquido de extrusión (93) en el lado
de dicho cartucho (88a-n), y dicho paso de líquido
de extrusión (48) en el lado de dicha carcasa (82) está provisto de
un acoplamiento rápido con válvula (98) en su porción de extremo
terminal abierto, abriéndose solamente dicho acoplamiento rápido con
válvula (98) cuando dicho cartucho de pintura
(88a-n) está acoplado completa y fijamente con dicha
porción de montaje de cartucho (86) de dicha carcasa (82).
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