JP3553503B2 - 粉末被覆装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に基づく粉末被覆装置に関する。
【０００２】
それに応じて、本発明は、空圧により粉末が搬送可能である粉末流路に接続された少なくとも１つの圧縮空気ラインの流動を絞り調節するために調整可能な少なくとも１つの絞り装置と；各絞り装置のために絞り装置の回転可能な調整シャフトに駆動結合される電動モータとを含む粉末被覆装置とに関する。
【０００３】
この種類の粉末被覆装置は、ＤＥ４４０９４９３Ａ１から、また同様に米国３６２５４０４からも既知である。それらの絞り装置は、選択的に手またはアクチュエータによって調整可能である２つの絞り部を含む。それぞれの両方の絞り部は、互いに正反対に配設された弁座および弁本体から構成される。両方の弁本体は相互に結合される。これによって、手動によりまたは上述のアクチュエータにより、絞り部に接続されたシャフトがねじ内の回転によって軸方向に調整される場合、一方の絞り部は他方の絞り部が閉じられるのと同一の程度に開かれる。
【０００４】
ＥＰ０２９７３０９Ｂ１から粉末スプレ被覆装置が既知であり、この装置では、搬送空気ラインおよび補助空気ライン内に、専用の作動装置によって調整可能な流動絞り部が配設される。両方のラインは、一方で圧縮空気シャフトに、他方で空圧により粉末を搬送するためのインジェクタに接続される。搬送空気は、インジェクタ内に負圧を発生し、これによって粉末を粉末容器から吸引する。時間単位当たりより多くの粉末を搬送するため、粉末を吸引するためにより大きな負圧または吸引力が必要とされ、この負圧は、それに応じて搬送空気量をより強く調整することによって発生される。搬送空気量が増減する場合、粉末が空圧により送られる粉末管内に常にほぼ等しい量の空気が流れるように、搬送空気が増加した場合、補助空気を低減しなければならず、またその逆も正しい。粉末管の多すぎる空気は、被覆される対象物からの粉末の吹出しをもたらす。少なすぎる空気は、粉末管内の振動および粉末沈殿物をもたらす。電子式制御装置は、時間単位当たり搬送される粉末量に基づき両方の絞り部の調整を制御する。両方の絞り部は機械的でなく、電子式調整装置のみによって互いに結合される。
【０００５】
調整可能な流動絞り部の調整シャフトは、回転可能であり、軸方向の調整運動を行う。したがって、モータシャフトが十分に軸方向に移動可能でないならば、調整シャフトを回転するために電動モータを使用する場合、調整シャフトとモータシャフトとの間に軸方向に可変の結合が必要である。各所望の絞り調整は、モータシャフトの対応する回転または回転角変更を必要とする。このような絞り調整は、電動モータの開始および停止によって「クラック」音を発生する。電子制御装置による制御に基づき電動モータが正確な回転数と回転角位置決めを実施できる限り、各電動モータは流動絞り部の作動装置として適する。
【０００６】
本発明の課題は、簡単かつ廉価な方法で調整シャフトの正確な騒音の低い再現可能な調整運動が電動モータによって可能となる方法を提供することである。
【０００７】
上記課題は、本発明により請求項１の際立った特徴によって解決される。
【０００８】
それに応じて、上記課題は、ベローズカップリングによって電動モータと絞り装置の調整シャフトとを駆動結合することによって、またステップモータの出力シャフトと、ベローズと、絞り装置の調整シャフトとを互いに軸方向に配設することによって解決される。
【０００９】
電動モータとして、電気制御によって規定される回転運動を実施できる各型式、例えば直流モータ、特にステップモータ、およびギヤによってモータ回転数が低減されるモータギヤユニットが適している。
【００１０】
本発明によって次の利点が得られる。絞り装置の騒音の低い正確かつ再現可能な調整。ステップモータは、簡単に、電気パルスによってステップ毎に各ステップに対応する角距離だけ段階的に回転することができる。各ステップは規定の絞り調整に一致する。各絞り調整のために、これに必要なステップ数が予め規定可能であるので、各絞り調整を常に繰り返して正確に調整することができる。分離された圧縮空気ライン用に分離された絞り部を使用する場合、時間単位当たり流れる空気量は、各圧縮空気ラインで個別かつ正確に調整することができる。このために、好ましくは電子式制御装置が使用され、この電子制御装置には、時間単位当たり搬送される粉末量および／またはそのために必要な空気量に関する基準値がプリセット可能である。絞り部の調整可能な部分は、調整可能な要素をねじ内で前後に動かすために軸方向に可動である調整シャフトと機械的に結合される。絞り部のねじによって、絞り部の調整可能な部分、通常、弁座でなく弁コーンがそれに応じて前後に移動される。この軸方向の運動は、ステップモータの軸方向に固定した出力シャフトに関して補正しなければならない。この軸方向の補正は、本発明により簡単にベローズカップリングによって行われる。さらにベローズカップリングは、とぎれとぎれに小さなステップで回転するステップモータの騒音を強力に減衰するために使用される。ステップモータのこのステップは、ベローズカップリングなしでは無視できない騒音公害となろう。生産および／または取付けによってステップモータの出力シャフトと絞り部の調整シャフトとの間に発生する軸方向および／または径方向の小さな角度の軸のずれは、ベローズカップリングによって自動的に調整される。装置全体は、簡単な市販の構成要素によって製造可能であり、したがって廉価である。ベローズカップリングのベローズは、ねじりに対し非常に剛性に作用するが、減衰するように作用し、また軸方向の負荷に対しかなりしなやかである性質を有する。ベローズカップリングのベローズは、任意の可撓性の材料、好ましくはばね弾性的に圧縮可能な材料、好ましくはゴムから成ることができる。
【００１１】
図面を参考にして好適な実施形態を実例として本発明について以下に説明する。
【００１２】
図１に示した本発明による構成ユニット１は、縦断面図に示したハウジング２と、ハウジング正面壁部４に固定された電動モータ、好ましくはステップモータ６と、対向するハウジング正面壁部８に固定された絞り装置１０と、ハウジング２内でステップモータ６に対し、また絞り装置１０に対し軸方向に配設されたベローズカップリング１２とから成る。
【００１３】
絞り装置１０は、固定した（または軸方向に可動の）絞り弁座と、これに相対的に軸方向に可動の（または固定した）絞り弁本体とを有する少なくとも１つの絞り部を含む。絞り弁本体は、その軸方向の調整のために調整シャフト１４に不動に結合される。
【００１４】
ベローズカップリング１２はベローズ１６を有し、このベローズは複数のベローズを有することができるが、好適な実施形態によれば外側周囲にベローズ屈曲部１８を有する唯一のベローズを備える。かなりより小さな直径の上に位置する両方のベローズ１６の内側端部２０と２２は、それぞれ、直径においてまた好ましくは径方向にもばね弾性的なリング要素、好ましくはゴム製の、好ましくはＯリング２４と２６によって外側周囲溝２５または２７の中に径方向および軸方向に挟み込まれる。一方の外側周囲溝２５は、ステップモータ６の出力シャフト３２の上に不動に載置された接続リング３０の中に形成される。他方の外側周囲溝２７は、絞り装置１０の調整シャフト１４に不動に連結されたアダプタシャフト３６の上に不動に載置された接続リング３４の中に形成される。ベローズ１６は、出力シャフト３２と調整シャフト１４との間の、軸方向および／または径方向の角度の偏差と変化とを補正するために、角度的に軸方向および径方向にそれ自体可動である。これは、径方向内側に位置する端部部分２０と２２が角の軸方向および径方向に互いに関して可動であることを意味する。ねじりに対してベローズ１６はかなり剛性に、しかし緩衝するように付勢される。このことは、ベローズ端部２０と２２が互いに関して限界的にのみ回転可能であり、またこのようなねじり運動の場合、ベローズはその材料の性質のため緩衝作用を有することを意味する。ベローズ１６は、好ましくはゴムまたは同様に可撓性のまたそれ自体ばね弾性的な材料から成る。
【００１５】
図１の構成ユニット１の用途について、図２を参考にして以下に説明する。図２の粉末被覆装置は３つの構成ユニット１を含む。
【００１６】
図２の粉末被覆装置は、搬送空気ライン４０と、第１の補助空気ライン４２と、第２の補助空気ライン４４とを含み、これらのラインでは、絞り装置１０のそれぞれ１つの調整可能な絞り部４６は他の構成ユニット１に配設され、また前記ラインは一方で圧縮空気シャフト４８に、他方でインジェクタ５０に接続される。インジェクタ５０はベンチュリの原理に従って空圧式ポンプとして働く。
【００１７】
搬送空気ライン４０の搬送空気は、インジェクタノズル５２から、対向する粉末流出チャネル５４の中に軸方向にインジェクタ５０の中に流れ、またその間に位置する負圧部分５６の中に負圧または吸引力を発生する。この負圧または吸引力は、粉末容器５６から粉末流入口６０を介して被覆粉末を搬送空気流の中に吸引する。搬送空気流および粉末から成る混合物は、粉末チューブ６２を介してスプレ装置６４に流れ、またスプレ装置によって被覆すべき対象物６６に噴霧される。第１の補助空気ライン４２は、それが負圧に対して全く、あるいは無視できる程度に小さな影響しか及ぼさない限り粉末流出チャネル５４の負圧領域５６の下流側に接続される。この第１の補助空気は、搬送空気ライン４０の搬送空気がより多くの粉末を搬送するために増加されるか、あるいはより少ない粉末を搬送するために低減される場合に、時間単位当たり流れる搬送空気の変化を補正することによって総空気量を一定保持するために使用される。
【００１８】
第２の補助空気ライン４４はまれにしか利用されず、追加的にまたは搬送空気ライン４０の搬送空気に関係なく負圧領域５６内の負圧の強さに影響を及ぼし、これによって時間単位当たり搬送される粉末量にも影響を及ぼすために利用することができる。
【００１９】
電子式制御装置６８は、第１の補助空気ライン４２および／または第２の補助空気ライン４４の、搬送空気ライン４０の時間単位当たり搬送される粉末量および／または時間単位当たり搬送される空気量の内の少なくとも１つの基準値７０に基づき、空気ラインに割り当てられた絞り部４６の調整を構成ユニット１の電動ステップモータ６によって制御する。
【００２０】
図３は、電動ステップモータ６を有する構成ユニット１０１を示し、前記モータは、記述した種類のベローズカップリング１２を介して二重弁本体７２の調整シャフト１４と不動に駆動結合される。二重弁本体７２は、軸方向に互いに固定結合された２つの絞り弁本体７４と７６を含み、この絞り弁本体は、反対側に設定された方向でそれぞれ絞り弁座７５または７７と協働する。一方の絞り弁本体７４または７６がその絞り弁座７５または７７から離れて動くのと同一の程度に、当該の他の絞り弁本体７６または７４は、その絞り弁座７７または７５に向かって近くに動く。図３の絞り装置１０は概略的に軸方向断面が示されている。二重弁本体７２はハウジング８４のねじ８０または８１内で手動調整要素８６によってまたはステップモータ６によって選択的に回転可能であり、前記ステップモータは、ベローズカップリング１２と調整シャフト１４とを介して前記ステップモータに軸方向に配設された二重弁本体７２に不動に結合される。中心の圧縮空気流入口８６は、一方で圧縮空気ライン８７を介して圧力調整器８８によって圧縮空気源４８に接続され、また他方でハウジング８４内で、二重弁本体７２が軸方向に延在するチャネル９０によって両方の絞り弁座７５と７７に流動的に結合される。軸方向のチャネル９０は、絞り弁本体７４と７６によって、第１の流出口９１から搬送空気ライン４０にまたは第２の流出口９２によって第１の補助空気ライン４２に分離される。これによって、図３の構成ユニット１０１は、図２の搬送空気ライン４０と補助空気ライン４２内の両方の構成ユニット１とその絞り部４６に代わることができる。これは、この両方のラインの両方の絞り部４６の代わりに二重絞り部または構成ユニット１０１のみが、また２つのステップモータと２つのベローズカップリングの代わりに１つのステップモータ６と１つのベローズカップリング１２のみで済むという利点を有する。搬送空気ライン４０の搬送空気を低減または増加するように、構成ユニット１０１によって第１の補助空気ライン４２の補助空気を所定の比率で増加または低減することによって、搬送空気および第１の補助空気の総空気量は常に一定に維持される。図３の実施形態のさらなる利点は、ステップモータ６を制御するための電子制御装置６８に唯一の基準値７０のみが必要とされ、この基準値が、搬送空気ライン４０の搬送すべき搬送空気量に対し直接比例し、またこの場合同時に単位時間当たり搬送されるべき粉末量に対し所定の比率で比例することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベローズカップリングを介して絞り装置に駆動結合される電気ステップモータを有する構成ユニットの概略図である。
【図２】本発明による粉末被覆装置の概略図である。
【図３】粉末被覆装置のための絞り装置と、ベローズカップリングを介して調整要素に結合された電動ステップモータとから成る構成ユニットの別の実施形態の概略図である。

Claims (18)

1. 空圧により粉末が搬送可能である粉末流路（５４、６２）に接続された少なくとも１つの圧縮空気ラインの流動を絞り調節するために調整可能な少なくとも１つの絞り装置（１０；１１０）と、前記各絞り装置のために絞り装置の回転可能な調整シャフト（１４）に駆動結合される電動モータ（６）と、を含む粉末被覆装置において、
   前記電動モータ（６）が、ベローズカップリング（１２）によって絞り装置の調整シャフトに駆動結合され、また前記電動モータ（６）の出力シャフト（３２）と、前記ベローズカップリング（１２）と、前記絞り装置（１０；１１０）の調整シャフト（１４）とが互いに軸方向に配設されることを特徴とする粉末被覆装置。
2. 前記ベローズカップリング（１２）が、１つのひだのみを有するベローズを備えることを特徴とする、請求項１に記載の粉末被覆装置。
3. ひだの屈曲部（１８）は、ベローズ（１６）の外径に位置することを特徴とする、請求項２に記載の粉末被覆装置。
4. 前記ベローズカップリングの一方の端部が前記電動モータの出力シャフト（３２）に、また前記ベローズカップリングの他方の端部が前記絞り装置（１０；１１０）の前記調整シャフト（１４）に不動に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の粉末被覆装置。
5. 前記ベローズ（１６）は、少なくとも一方の端部でリング（２４）によってクラッチ要素（３０、３４）の周囲溝に挟み込まれることを特徴とする、請求項１に記載の粉末被覆装置。
6. 前記リング（２４、２６）は、Ｏリングであることを特徴とする、請求項５に記載の粉末被覆装置。
7. 前記ベローズは、弾性的に圧縮可能な、また伸長可能な材料から成ることを特徴とする、請求項１に記載の粉末被覆装置。
8. 前記ベローズ（１６）は、ゴム製であることを特徴とする、請求項７に記載の粉末被覆装置。
9. 前記電動モータ（６）は、ステップモータであることを特徴とする、請求項１に記載の粉末被覆装置。
10. 空圧により粉末が搬送可能である粉末流路と、
    該粉末流路に接続された少なくとも２つの圧縮空気ラインと、
    前記少なくとも２つの圧縮空気ラインの各々に対する小組立体とを有し、
    各小組立体は、
    前記圧縮空気ライン中での流れを調整するための調整可能な絞り装置と、
    前記絞り装置の回転可能な調整シャフトに駆動結合される電動モータと、
    前記電動モータと前記絞り装置の前記調整シャフトとを接続するベローズカップリン グとを有し、
    さらに、前記２つの小組立体の２つの電動モータを調和的な仕方で制御する電子制御装置を有し、
    それにより、各小組立体において、前記電動モータの前記駆動シャフト、前記ベローズカップリング、及び前記絞り装置の前記調整シャフトが互いに軸方向に配設されることを特徴とする粉末被覆装置。
11. 空圧により粉末が搬送可能である粉末流路と、
    該粉末流路に接続された少なくとも２つの圧縮空気ラインと、
    前記少なくとも２つの圧縮空気ラインの両方に対して共用の、前記圧縮空気ライン中の流れを調整するための調整可能な絞り装置と、
    前記絞り装置の回転可能な調整シャフトに駆動結合される電動モータと、
    前記電動モータと前記絞り装置の前記調整シャフトとを接続するベローズカップリングとを有し、
    それにより、前記電動モータの前記駆動シャフト、前記ベローズカップリング、及び前記絞り装置の前記調整シャフトが互いに軸方向に配設され、
    前記絞り装置は、圧縮空気取り入れ口と、互いに結合され、前記電動モータによって前記ベローズカップリングを介して調整される２つの流れスロットルとを有し、それにより所定割合で前記圧縮空気取り入れ口から前記２つの圧縮空気ラインへ圧縮空気を分配する、ことを特徴とする粉末被覆装置。
12. 前記両方の圧縮空気ラインの一方が、前記粉末流路内に負圧を発生することによって粉末を吸引するための、前記粉末流路を含むインジェクタ（５０）に接続された搬送空気ライン（４０）であり、また他方の圧縮空気ライン（４２）が、前記搬送空気ライン（４０）から前記粉末流路（５４、６２）内に下流側に開口する補助空気ラインであることを特徴とする、請求項１０に記載の粉末被覆装置。
13. 前記ベローズが、弾性的に圧縮可能な、また伸長可能な材料から成ることを特徴とする、請求項３に記載の粉末被覆装置。
14. 前記ベローズカップリング（１２）が、１つのひだからなることを特徴とする、請求項２に記載の粉末被覆装置。
15. 前記ベローズ（１６）は、ゴム製であることを特徴とする、請求項14に記載の粉末被覆装置。
16. 前記電動モータの前記駆動シャフト及び前記絞り装置の前記調整シャフトの各々は、円前記ベローズカップリングに隣接した周溝を有し、
    前記ベローズは、各々が前記円周溝の１つに受入れられた２つの端を有する、
    請求項14に記載の粉末被覆装置。
17. 各々が前記円周溝の１つに少なくとも部分的に受け入れられ、且つ前記ベローズのそれぞれの端をそれぞれの円周溝の壁に対してクランプする、２つのOリングをさらに有する、請求項16に記載の粉末被覆装置。
18. 前記ベローを収容するハウジングであって、前記電動モータの前記駆動シャフト及び前記絞り装置の前記調整シャフトが、貫通して前記ハウジングの内部に延びる対向する開口を有するものと、
    前記ハウジングの内部に配置されアダプターシャフトとを有し、
    前記ベローズの一端が前記電動モータの前記駆動シャフトに回転不能に固定され、他端が前記絞り装置の前記調整シャフトに回転不能に連結された前記アダプターシャフトに回転不能に固定される、
    請求項17に記載の粉末被覆装置。

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