KR100367125B1

KR100367125B1 - 패턴제어식분배장치

Info

Publication number: KR100367125B1
Application number: KR1019970066378A
Authority: KR
Inventors: 아놀드 더블유. 주니어 브라운; 마소우드 자바헤리; 데이비드 제이. 클리프; 데이비드 지. 곤스카; 데이비드 씨. 맨드빌
Original assignee: 그라코 인크.
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 2003-08-27
Also published as: KR19980063849A

Abstract

본 발명은 로보트 동작 또는 수동 동작으로 공작물에 충진제 또는 접착제를 분배하도록 설계된 장치에 관한 것이다. 장치는 모터와, 관통축과 회전축을 갖는다. 회전축은 중공이고, 그것을 통해 관통축의 한 단부가 연장되는 그 단부에서 오프 센터 개구를 갖는다. 회전축의 회전에 의해 관통축의 단부는 공작물에 스월형 패턴을 제공할 수 있는 궤적을 그에 적용한다.

Description

패턴 제어식 분배 장치

자동차 차체 등의 작업편에 접착제를 도포하는 장치는 수년 동안 사용되어 왔다. 이러한 장치는 로보트의 운동에 따라 라인 형식으로 재료의 비이드를 분배하는 간단한 노즐로부터 미국 특허 제3,911,173호, 제4,031,854호 및 제4,098,632호에 개시된 것과 같은 스월형 도포기에 이르기까지 있어 왔다. 미국 특허 제 4,659,018호 및 제5,322,564호에 개시된 것처럼 스월 패턴을 제공하려는 시도도 있었다.

이러한 장치는 몇몇 용도에서는 효과적이지만, 때로는 동일 도포기를 사용하여 여러 가지의 작업을 수행하는 데 필요한 범용성이 없다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 스월링(swirling) 및 스트리밍(streaming) 패턴 양자에서 넓은 범위의 점성을 갖는 재료를 분배할 수 있고 도포된 재료의 비이드 특성을 정확하게 제어하게 해주는 단일 도포 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모든 수동 및 자동 밀봉제 및 접착제 밸브와 이에 합체된 장비를 사용할 수 있고 PVC, 헴 플랜지, 액체 마스크, 정비업소 및 외장 장식 업소용 등의 용도로 사용할 수 있는 분배기를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 장치의 부분 단면도.

도2는 본 발명의 다른 실시예의 단면도.

도3은 본 발명의 또 다른 실시예의 도면.

도4는 복수 성분 물질의 도포에 적합한 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.

도5는 본 발명의 양호한 실시예의 장치를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 분배기

12 : 상부 하우징

14 : 나사 입구

16 : 관통 튜브

16a : 끼움 부재

18 : 모터

20 : 체결구

22 : 하부 하우징

24 : 회전 축

26, 28 : 베어링

30 : 노즐

32 : 벨로우즈

36 : 엔코더

상기 분배 장치는 8개의 주요 부품으로 이루어져 있다. 첫번째 부품은 벨로우즈, 분진 캡 또는 다른 커버로서, 이는 장치의 단부를 보호하는 데 사용되고 접착제 재료 및 다른 잠재적 손상 입자가 상기 장치 안에 도입되는 것을 방지한다. 두번째로는 베어링이 마련되며, 이는 부품들이 서로 상대 회전하는 것을 허용한다. 양호한 실시예에서는 볼 또는 구형 베어링이 사용되지만, 부품들의 상대 회전을 허용하도록 중합체 베어링 등의 다른 형태의 베어링을 사용할 수도 있다.

회전 에너지를 제공하기 위해 모터가 사용되며, 양호한 실시예에서 회전 속도는 32,000 RPM 까지도 될 수 있다. 모터의 후방부 상에는 모터축의 각도 위치를 결정하는 데 사용되는 회전 엔코더를 선택적으로 마련할 수 있다. 모터축은 부여된 궤도의 직경이 양호한 실시예에서 약 1.59 mm(1/16 인치)가 되도록 편심 구멍을 단부에 갖는 회전축에 부착된다. 물론, 보다 크거나 작은 궤도가 요구되는 대로 사용될 수 있으며, 이러한 수정은 당해 기술 분야의 당업자의 범위 내에서 용이하게 이루어진다.

양호한 실시예에서 중실 스테인레스강 튜브로 형성되고 (상당한 안전율을 포함하여) 24.1 MPa(3500psi)의 상향 압력을 유지할 수 있는 관통축은 회전축의 중심을 통해 연장되고 환상 공간에 의해 회전축으로부터 분리된다. 이러한 스테인레스강 튜브는 관통축이 굴곡될 수 있게 하며, 관통축이 관통축의 단부에 위치된 간단한 단일 구멍으로부터 성형된 구멍 또는 다중 구멍에 이르기까지 어떠한 것일 수 있는 팁으로 분배될 재료를 운반하게 한다. 다르게는, 강철 편복(braided steel covering)을 갖는 호스가 관통축으로 사용될 수 있다.

따라서, 하나의 장치(및 팁)가 복수개의 별도의 독특하고 바람직한 도포 패턴(스트림 및 스월)을 체공하도록 사용될 수 있고, 기존 시스템에 비하여 유지 보수가 감소되게 한다. 또한, 본 발명은 더욱 빠른 재료의 도포 및 로봇에 의한 도포를 허용하고, 분배 패턴에 걸쳐 정확한 제어를 허용한다고 여겨진다. 또한, 유동 및 비드(bead) 패턴의 독립 제어를 허용하며, 이러한 독립 제어는 공지의 종래 기술에서는 더욱 곤란하다.

재료의 비드 패턴은 이하의 인자, 즉 기판으로부터의 장치의 스탠드오프 거리, 재료 압력, 모터 속도, 회전축 구멍 오프셋, 노즐 팁 및 이송율(도포기가 기판에 대하여 이동하는 속도)을 변화시킴으로써 정확하게 제어될 수 있다. 이러한 인자들을 변경함으로써, 비드 폭은 1 인치 미만으로부터 수 인치까지 변경될 수 있다. 또한, 비드 높이는 바람직한 임의의 범위에 걸쳐 변화될 수 있고, 부가적으로 비드, 패턴은 개방 또는 폐쇄(기판이 재료가 퇴적된 길이를 따라 전체적으로 피복되었는지 또는 피복되지 않았는지의 여부)될 수 있다.

더욱이, 다중 성분 재료를 위한 입구에 연결된 고정 혼합기가 관통축 내부에 위치될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이러한 장치는 다성분 재료를 도포하도록 함과 동시에, 기본적인 단일 성분 재료 장치를 위한 전술된 도포에 대하여 상당한 유연성을 갖는다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 이점은 동일 참조 부호가 동일 또는 유사부품을 나타내는 첨부 도면과 관련하여 이루어진 이하의 설명으로부터 더욱 상세히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 분배기는 도1에 도시되어 있으며, 참조 부호 10으로 표시하였다. 분배기(10)는 상부 하우징(12)에 나사 결합된 상단부에서 NPT 끼움 부재(16a)를 구비한 관통 튜브(16)의 다른 단부에 나사 부착된 나사 입구(14)를 구비한 상부 하우징(12)을 포함하고 있다.

분배기(10)는 모터(18)와 회전 축(24)을 포함하는 회전 운동 수단을 포함한다.

상부 하우징(12)의 저부에는 적합한 실시예에서는 약 32,000 RPM이나 되는 속도에서도 동작하도록 된 무브러시 직류 모터인 모터(18)가 부착되어 있다. 분배기(10)는 모터(18)의 속도를 변화시키는 통상적인 수단을 포함할 수 있다. 모터(18)는 관통 튜브(16)가 관통 연장되는 중앙 개구(18a)를 구비하고 있다. 모터(18)의 저부에는 체결구(20)를 거쳐 하부 하우징(22)이 부착되어 있다.

하부 하우징(22) 내측에는 모터(18)의 회전부의 저단부에 부착되어 그와 함께 회전하는 회전 축(24)이 회전 가능하게 장착되어 있다. 회전 축(24)은 볼 베어링, 구면 베어링 또는 기타 형태의 공지된 베어링일 수 있는 베어링(26)을 거쳐 하부 하우징(22)에 장착된다. 회전 축(24)은 그 저단부 상에 오프셋 개구(24a)를 갖는다. 오프셋은 적합한 실시예에서는 궤도의 총 직경이 1/16인치가 되도록 되어 있다/ 개구(24a) 내에는 관통 튜브(16)와 회전 축(24) 사이에 회전을 허용하는 역할을 하는 하부 베어링(28)이 배치되어 있다. 베어링(28)은 볼 베어링, 구면 베어링 또는 기타 공지 형태의 베어링일 수도 있다.

관통 튜브(16)의 하단부(16b)에는 하부 하우징(22)의 하단부 내의 개구(22a)를 통해 연장되는 노즐(30)의 팁이 나사 삽입되어 있다. 노즐(30)의 팁은 단순한 둥근 개구형태일 수도 있고, 벨로우즈(32)는 노즐(30)과 하부 하우징(22) 사이의 개구를 밀봉하도록 제공되어 분배기(10)에의 접착 재료의 관입을 방지할 수 있다.

모터(18)의 상부 또는 후방 단부에는 회전 엔코더(36)를 장착하여 스트리밍 적용을 위한 분배 노즐(30)의 회전 자세의 정확한 계측(및 제어)을 가능케 한다. 모터는 유사하게 사용될 수 있는 내부 포지션 센서를 가질 수도 있다.

도2 및 도5는 분배기(110)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도1과 형상이 유사하며, 관통 축 부재(16)를 위한 직조 호스를 구비하는 대신 도2의 실시예는 회전축(124)에 대해 베어링(128)을 거쳐 저어널 지지된 관통 축(116)을 위한 스텐레스 강제 단순 튜브를 이용하는 점이 다르게 되어 있다. 축(116)은 접착제(또는 브레이징이나 기타 방법)를 이용하여 끼움 부재(130)에 고정된다.

도3은 전술한 다른 실시예와 본질상 동일한 또다른 대체 실시예(210)를 도시하고 있다.

도4는 유사한 시스템으로부터 다수의 요소 재료를 분배할 수 있는 성능을 제공하는 대체 실시예(310)를 도시하고 있다. 믹서(334)가 고압으로 작동할 수 있도록 강도 및 지지 성능을 제공하는 슬리브(336)가 믹서(334) 주위에 제공된다. 믹서 슬리브(336)는 정지 믹서(334) 위에 꼭 끼워지고, 전체 길이를 따라 정지믹서(334)를 지지하여 고압 작동을 가능하게 한다. 본 다이어그램에 도시된 바와 같이 믹서 슬리브(336)의 상부 외부는 반구 형태이다. 믹서 슬리브(336)의 상부 내부의 형태는 정지 믹서(334)와 일치하게 된다. 정지 믹서(334)와 믹서 슬리브(336)는 나사 가공된 튜브에 의해 지지되고, 나사 가공된 튜브의 상부는 그 내부에는 구형 부분을 가지며 외부에는 나사 가공된 부분을 갖는다. 나사 가공된 튜브가 접속 노즐 상에 나사 가공될 때, 정지 믹서 및 믹서 슬리브는 가방 기밀 밀봉되는 노즐에 대해 압압된다. 정지 믹서 튜브의 구형 형태로 인해, 나사 가공된 튜브 내에서 상기 노즐에 대해 기밀 밀봉을 여전히 유지하면서 자유로이 선회할 수 있다.

정지 믹서, 믹서 슬리브 및 나사 가공된 튜브는 적용 단부(application end)에 편심된 구멍을 갖는 회전 튜브 내에 끼워진다. 화전 튜브는 모터에 의해 지지되고, 튜브가 정지 믹서를 회전시키므로 믹서 슬리브 및 나사 가공된 튜브는 회전 튜브의 편심 구멍에 의해 강제되어 궤도 이동한다. 나사 가공된 튜브의 나사 결합을 해제함으로써, 정지 믹서는 제거될 수 있다. 정지 믹서는 작업 이동 사이에 또는 야간에 재료가 경화될 때 교체될 수 있는 폐기 가능한 부품이다.

후속의 특허 청구의 범위에 개시된 바와 같이 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않고서도 본 분배기에 대한 다양한 변경 및 수정이 행해질 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims

점성 재료를 도포하기 위한 선회식 분배기에 있어서,

제1 단부 및 제2 단부를 구비하는 하우징과, 제1 축 단부 및 채2 축 단부를 구비하는 튜브와, 회전 운동을 부여하는 회전 운동 수단을 포함하고,

상기 제1 축 단부는 상기 하우징의 제1 단부에 인접해서 하우징에 견고하게 고정되고, 상기 제2 축 단부는 이 제2 축 단부에 스월 운동이 부여되도록 상기 회전 운동 수단에 편성되게 장착된 것을 특징으로 하는 선회식 분배기.
제1항에 있어서, 상기 튜브는 상기 하우징의 제1 단부에 접착식으로 부착된 것을 특징으로 하는 선회식 분배기.
제1항에 있어서, 상기 튜브는 베어링 내에서 상기 회전 운동 수단에 대해 보유되는 것을 특징으로 하는 선회식 분배기.
제1항에 있어서, 상기 튜브는 스월 중에 휘어질 수 있게 하는 길이, 두께 및 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 선회식 분배기.
제1항에 있어서, 상기 회전 운동 수단의 속도를 변화시키는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선회식 분배기.