KR102605234B1 - 실링 멤브레인을 갖는 어플리케이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코팅제를 연속 제트 또는 드롭렛 형태로 분배하기 위한 복수의 노즐(2-5)을 가지며, 코팅제는 작동시 노즐 챔버(15)를 통해 노즐(2-5)로 흘러 노즐 챔버(15)가 작동 중에 코팅제로 채워지는 노즐 챔버(15)를 가지는 코팅제(예를 들면, 페인트)를 부품(예를 들면, 자동차 차체 부품)에 도포하는 어플리케이터(예를 들면, 프린트 헤드)에 관한 것이다. 또한, 프린트 헤드는 개별 노즐(2-5)과 관련되고 밸브 니들(6-9)의 위치에 따라 각각의 노즐(2-5)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 복수의 슬라이딩 가능한 밸브 니들(6-9)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 밸브 니들(6-9)을 변위시키기 위한 액츄에이터(10-13)를 수용하는 액츄에이터 챔버(16)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 액츄에이터는 액츄에이터 챔버(16)가 노즐 챔버(15) 내의 코팅제로 오염되지 않도록 노즐 챔버(15)로부터 액츄에이터 챔버(16)를 유체적으로 분리시키는 실링 요소(14)를 구비한다. 본 발명은 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위가 인접한 밸브 니들(6-9)에서의 노즐(2-5)의 개방 및 폐쇄에 영향을 미치지 않으면서, 개별 밸브 니들(6-9)이 서로 독립적으로 변위될 수 있도록 실링 요소(14)가 설계되는 것을 제공한다.

Description

실링 멤브레인을 갖는 어플리케이터
본 발명은 구성 요소(예를 들어, 차체 부품)에 코팅제(예를 들어, 페인트)를 도포하는 어플리케이터(applicator)(예를 들어, 프린트 헤드)에 관한 것이다.
최신 기술(예를 들어, US 9 108 424 B2)은 드롭렛 제트(droplet jet) 또는 연속 코팅제 제트(continuous coating agent jet)를 방출하고 작동 원리가 전기 밸브의 사용에 기초한 소위 드롭-온-디멘드(drop-on-demand) 프린트 헤드를 포함한다. 자기 구동식 플런저(plunger)/전기자(armature)가 코일내로 가이드 된다. 전자기 액츄에이터의 플런저 및 밸브 시트를 폐쇄하는 실링 요소(sealing element)가 구성 요소인 경우, 이하에서 밸브 플런저로 지칭된다. 코일로의 전류 공급에 따라, 밸브 플런저가 이동되고 노즐이 해제되거나 폐쇄된다. 이러한 프린트 헤드는 WO 2012/058373 A2에도 기술되어 있다. 이 프린트 헤드는 전기 코일에 의해 움직이는 밸브 플런저와도 작동하여 밸브 플런저가 코일의 가이드 튜브(코일 내부 튜브)에서 작동한다.
공지된 프린트 헤드의 문제점은 밸브 플런저를 이동시키는데 사용되는 액츄에이터가 작동 중에 코팅제에 노출된다는 사실이다. 코팅제가 변경되지 않고, 코팅제의 점도가 낮고, 큰 압력이 발생하지 않고, 전기적으로 통전된 코일에 의한 코일 내부 튜브의 가열로 인해 코팅제의 부분적 건조가 야기되지 않는 경우, 처음에 이러한 문제는 발생되지 않는다. 그러나, 더 높은 점도를 갖는 코팅제(예를 들어, 전단 속도(shear rate)가 1,000 s-1에서 80 mPa·s 보다 큰 경우)가 종종 차체 도장(painting)에 사용된다. 또한 차체의 도장 작업에는 종종 색상 변경이 포함된다. 또한, 공지된 프린트 헤드는 차체 도장에 대한 요구 사항을 충족시키지 못하는데, 프린트 헤드는 가능한 언더컷팅(undercutting), 데드 스페이스(dead space) 및 흐름 최적화(flow optimized)가 없어야 하기 때문이다. 결과적으로, 공지된 프린트 헤드는 차체의 도장에 적절하지 않거나 최적이 아니다.
따라서, 본 발명은 이에 따라 개선된 어플리케이터를 생성하는 과제에 근거한다.
이 과제는 본 청구 범위에 부합하는 본 발명에 따른 어플리케이터(예를 들어, 프린트 헤드)에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 프린트 헤드는 일반적으로 코팅제의 도포에 적합하다. 따라서, 본 발명은 도포되는 코팅제와 관련하여 특정 코팅제로 제한되지 않는다. 그러나, 바람직하게는 프린트 헤드는 페인트의 도포를 위해 설계된다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 일반적으로 코팅을 특정 구성 요소에 도포하기에 적합하다는 점에 유의해야 한다. 코팅될 구성 요소의 유형과 관련하여, 본 발명은 또한 제한되지 않는다. 그러나, 바람직하게는 본 발명에 따른 프린트 헤드는 자동차 차체 부품 또는 자동차 차체 부품의 애드온 부분에 코팅제(예를 들어, 페인트)를 도포하도록 설계된다.
공지된 프린트 헤드에 따르면, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 처음에 다수의 노즐을 갖는 노즐 챔버를 가지며, 이에 의해 작동 중에 노즐은 연속 제트 형태 또는 드롭렛 제트 형태로 코팅제를 방출한다. 따라서, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 코팅제의 공간적으로 제한된 제트를 방출하지 않고 코팅제를 스프레이(spray) 하는 분무기(예를 들어, 회전 분무기, 공기 분무기 등)와 상이하다. 본 발명에 따른 프린트 헤드의 작동 동안, 도포될 코팅제는 노즐 챔버를 통해 노즐로 흐르므로, 노즐 챔버는 작동 중에 코팅제로 채워진다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 공지된 프린트 헤드에 따라 개별 노즐에 할당되고 플런저의 위치에 따라 각각의 노즐을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 여러 개의 변위 가능한 플런저를 갖는다.
본 발명의 변형예에서, 플런저/전기자는 또한 밸브 니들을 형성하고 그 위치에 따라 밸브 시트를 선택적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 변형예에서, 슬라이딩 플런저/전기자는 실제 밸브 니들로부터 분리되고 소위 해머(hammer)를 통해 기계적으로 연결된 밸브 니들에만 작용하여, 그 위치에 따라 밸브 시트를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
다음에서 밸브 니들만이 언급되는데, 이는 밸브 플런저(액츄에이터 플런저/전기자는 밸브 시트를 폐쇄하는 실링 요소와 동일한 구성 요소) 뿐만 아니라, 밸브 니들(해머를 통해 밸브 니들에 연결된 액츄에이터 플런저/전기자)일 수 있다.
밸브 시트가 노즐에 직접 위치할 필요는 없다는 점도 언급해야 한다. 밸브 시트가 노즐 전방에 위치하고 파이프를 통해 노즐에 연결될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 개별 밸브 니들을 이동시키기 위한 액츄에이터가 공지된 프린트 헤드에 따라 배치되는 액츄에이터 챔버를 갖는다. 예를 들어, 액츄에이터는 상술한 공지된 프린트 헤드의 경우와 같이 솔레노이드 코일을 갖는 전자기 액츄에이터일 수 있다. 그러나, 본 발명은 액츄에이터의 유형과 관련하여 자기 액츄에이터(magnetic actuator)에 제한되지 않고, 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator) 또는 공압 액츄에이터(pneumatic actuator)와 같은 다른 유형의 액츄에이터로도 실현될 수 있다. 그러나 바람직하게는, 액츄에이터는 전기적으로 제어 가능하므로, 이들은 전기 기계식 액츄에이터이다.
액츄에이터 챔버가 노즐 챔버로부터 유체적으로 분리되어 있지 않기 때문에, 액츄에이터 챔버 및 액츄에이터가 작동 중에 코팅제에 노출된다는 문제가 있다는 것이 공지된 프린트 헤드에서 이미 상술되어 있다. 이는 코팅제가 전기 기계식 액츄에이터의 열 손실에 의해 가열되는 경우, 가열로 인한 코팅제의 건조를 초래할 수 있다. 또한, 코팅제가 액츄에이터 챔버에 남아 오염을 유발할 수 있기 때문에, 이는 색상 변화 중에도 문제가 될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 실링 요소(예를 들어, 연속 폐쇄 멤브레인 또는 밸브 니들용 덕트를 갖는 멤브레인의 형태)를 제공하여, 액츄에이터 챔버가 노즐 챔버 내의 코팅제로 오염되지 않도록 액츄에이터 챔버를 노즐 챔버로부터 유체적(fluidically)으로 분리시킨다.
이하에서는, 실링 요소(sealing element)라는 용어 대신에 실링 멤브레인이(sealing membrane)라는 용어가 사용된다. 그러나, 실링 요소는 반드시 실링 멤브레인일 필요는 없다. 따라서, 실링 멤브레인은 노즐 챔버 내의 코팅제가 작동 동안 및 또한 스위치 오프될 때 액츄에이터 챔버에 도달하는 것을 방지한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 실링 멤브레인은 연속적이고 노즐의 전부 또는 적어도 대부분에 대해 액츄에이터 챔버를 노즐 챔버로부터 분리시킨다. 이는 관련된 액츄에이터가 있는 각 노즐마다 개별 실링 멤브레인이 제공되지 않음을 의미합니다. 오히려, 관련된 액츄에이터를 갖는 모든 노즐은 공통 액츄에이터 챔버를 공통 노즐 챔버로부터 분리하는 공통 실링 멤브레인을 갖는다.
바람직하게는, 연속 실링 멤브레인은 밸브 니들 중 하나의 변위가 인접한 밸브 니들에 있는 노즐의 개방 및 폐쇄를 손상시키지 않으면서 개별 밸브 니들이 서로 독립적으로 변위될 수 있도록 설계된다. 본 발명에 따른 프린트 헤드의 작동 동안, 개별 노즐은 개별적으로 개방 또는 폐쇄될 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 연속 실링 멤브레인은 인접한 밸브 니들 사이의 기계적 상호 작용을 야기할 수 있다. 예를 들어, 밸브 니들 중 하나의 변위는 실링 멤브레인의 대응하는 편향을 야기할 수 있고, 이에 의해 실링 멤브레인의 탄성으로 인한 실링 멤브레인의 편향은 인접한 밸브 니들 상에도 대응하는 편향력(deflection force)을 가하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명은 공통 실링 멤브레인으로 인해 인접한 밸브 니들 사이의 바람직하지 않은 기계적 상호 작용이 감소되어, 적어도 인접한 밸브 니들이 상호 간섭없이 서로 독립적으로 노즐을 개폐할 수 있도록 하는 것을 제공하는 것이다.
이는 공통 실링 멤브레인이 밸브 니들 중 하나의 변위가 인접한 밸브 니들의 노즐을 개방 및 폐쇄하는데 영향을 미치는 것을 방지하는 3 차원 구조를 가진다는 사실에 의해 달성되는 것이 좋다.
본 발명의 변형예에서, 실링 멤브레인의 3 차원 구조는 액츄에이터 챔버의 측면에만 위치된다. 그러나, 본 발명의 다른 변형예에서, 실링 멤브레인의 3 차원 구조는 노즐 챔버의 측면에만 있다. 마지막으로, 실링 멤브레인의 3 차원 구조가 실링 멤브레인의 양측면, 즉 노즐 챔버의 측면 및 액츄에이터 챔버의 측면에 위치될 수도 있다.
3 차원 구조는 적어도 큐브, 직육면체(cuboid), 4 면체(tetrahedron), 프리즘, 리브(rib), 오목부(recess) 또는 일반적으로 입면(elevation)과 같은 다양한 구조적 요소(structural element)를 가질 수 있다. 또한, 이들 상이한 유형의 구조적 요소는 3 차원 구조로 결합될 수 있다.
또한, 3 차원 구조의 구조적 요소는 단지 몇몇 예를 들자면, 실링 멤브레인의 탑뷰(top view)에서 정사각형, 직사각형, 삼각형, 평행 사변형 또는 원형 아치형(round-arch-shape)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 실링 멤브레인은 개별 밸브 니들에 할당된 적어도 하나의 홀 열(row of hole)을 갖는다. 이 홀 열은 바람직하게는 직선(선형)이지만, 실링 멤브레인 내 홀 열은 예를 들어 원 호형으로 만곡(curve)될 수 있다.
홀 열과 관련하여 3 차원 구조의 개별 구조적 요소에 대한 위치, 배향 및 치수에 대해서는, 본 발명의 범위 내에서 다양한 가능성이 존재한다.
바람직하게는, 3 차원 구조의 개별 구조적 요소는 각각 특정 방식으로 홀 열에 대해 종 방향 축으로 연장되어 나란히 배열된다. 예를 들어, 개별 구조적 요소는 홀 열에 평행하게 정렬될 수 있다. 대안적으로, 개별 구조적 요소가 특히 직각으로 홀 열에 횡 방향으로 정렬될 수도 있다. 3 차원 구조의 개별 구조적 요소가 홀 열에 대해 비스듬하게 정렬되는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 홀 열과 관련한 개별 구조적 요소의 위치와 관련하여 다양한 가능성을 제공한다. 예를 들어, 개별 구조적 요소는 홀 열과 평행한 적어도 하나의 열로 배치될 수 있다. 이에 대한 하나의 가능성은 개별 구조적 요소가 인접한 홀 사이의 홀 열에 정확하게 배치될 수 있다는 것이다. 대안적으로, 개별 구조적 요소가 측 방향으로 이격(spaced)되어 홀 열에 평행하게 배치될 수 있으며, 특히 각각의 경우에 홀 중 하나와 일직선인 홀 열의 양측에 배치될 수 있다. 따라서, 구조적 요소 및 개별 홀은 각각의 홀이 홀 열의 양측에서 하나의 구조적 요소에 인접하도록 정렬될 수 있다.
또한, 본 발명은 홀 열과 관련하여 개별 구조적 요소의 치수 관계에 대해 다양한 가능성을 제공한다.
또한, 개별 구조적 요소의 높이와 관련하여, 본 발명의 범위 내에서 다양한 가능성이 존재한다. 여기서, 구조적 요소의 높이는 실링 멤브레인의 베이스 영역에 직각으로 측정된다는 것을 언급해야 한다. 예를 들어, 구조적 요소의 높이는 개별 구조적 요소 내에서 본질적으로 일정할 수 있다. 대안적으로, 개별 구조적 요소의 높이가 구조적 요소 내에서 변할 수 있다. 예를 들어, 개별 구조적 요소의 높이는 인접한 홀을 향해 증가 또는 감소할 수 있다. 개별 구조적 요소의 높이가 홀 열을 향해 즉, 외부에서 내부로 증가 또는 감소할 가능성도 있다
본 발명의 범위 내에서, 개별 홀 주위의 실링 멤브레인이 환형 돌출부(annular bulge)를 갖는 것이 또한 가능하다. 또한, 이 환형 돌출부는 실링 멤브레인의 3 차원 구조의 구조적 요소의 가능한 형태이다. 또한, 환형 돌출부가 액츄에이터 챔버의 측면에만, 노즐 챔버의 측면에만 또는 양측에 배치될 수 있다.
또한, 실링 멤브레인은 밸브 니들로부터 홀을 밀봉하기 위해 각 홀의 주변 엣지(edge)에 실링 칼라(sealing collar)를 가질 수 있음을 언급해야 한다. 실링 칼라는 액츄에이터 챔버를 향해서만 돌출되거나 노즐 챔버를 향해서만 돌출되거나 양측 모두에서 돌출될 수 있다. 실링 칼라와 관련하여, 실링 칼라의 단면(cross-section)은 예를 들어 삼각형일 수 있음을 언급해야 한다. 실링 니들 길이에 대한 밸브 니들 직경의 비는 ≥0,5, ≥0,7,>1, ≥1.5 또는 심지어 ≥2 일 수 있다. 후술하는 여러 개의 실링 멤브레인을 갖는 본 발명의 변형예의 경우에, 모든 실링 멤브레인은 이러한 실링 칼라를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 개별 밸브 니들은 특정 접촉력(contact force)과의 가압 연결에 의해 실링 멤브레인의 홀에 유지된다.
본 발명의 변형예에서, 이 접촉력은 밸브 니들이 실링 멤브레인의 홀에 축 방향으로 고정되어 실링 멤브레인의 홀에서는 축 방향으로 슬라이딩 될 수 없는 방식으로 치수 설정된다. 결과적으로, 밸브 니들 중 하나의 변위는 실링 멤브레인의 대응하는 편향을 초래하게 한다.
한편, 본 발명의 다른 변형예에서,이 접촉력은 밸브 니들이 실링 멤브레인의 홀에서 축 방향으로 자유롭게 슬라이딩할 수 있는 방식으로 치수 설정된다. 이는 밸브 니들 중 하나의 변위는 실링 멤브레인의 대응하는 편향을 초래하지 않는다는 것을 의미한다.
한편, 본 발명의이 실시예의 다른 변형예는 실링 멤브레인의 홀 내에 있는 밸브 니들이 부분적으로 자유롭게 슬라이딩될 수 있고 부분적으로 축 방향으로 고정되어 있는 것을 제공한다. 밸브 니들 중 하나가 변위될 때, 이 밸브 니들은 먼저 축 방향으로 실링 멤브레인을 가져가기 때문에 실링 멤브레인이 대응하는 축 편향(corresponding axial deflection)을 야기한다. 밸브 니들이 계속 움직일 때, 실링 멤브레인의 탄성이 더 큰 저항을 제공하도록 야기함으로 인해, 밸브 니들이 움직임에 따라 밸브 니들의 슬라이딩(slip through)을 야기한다.
노즐 챔버는 예를 들어 최대 100mL, 50mL, 10mL, 5mL 또는 심지어 최대 1mL일 수 있는 비교적 작은 부피를 가질 수 있음을 언급해야 한다.
실링 멤브레인의 홀과 관련하여, 실링을 보장하기 위한 내부 직경이 바람직하게는 밸브 니들의 외부 직경보다 작은 것이 주목되어야 한다. 예를 들어, 홀의 내경은 밸브 니들의 외경보다 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm 또는 0.4mm 작을 수 있다. 그러나, 실링 멤브레인 내 홀의 내경은 밸브 니들의 외경보다 10%~50% 또는 20%~40% 작을 수 있다.
실링 멤브레인 자체 이외에도, 예를 들어 세라믹, 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다는 것도 언급되어야 한다. 플라스틱의 예는 단지 몇몇 예를 들자면, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리옥시메틸렌(POM), 열가소성 폴리우레탄(PU), 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리케톤(PK) 또는 폴리아미드(PA)이다.
또한, 밸브 니들과 실링 멤브레인의 홀은 서로에 대해 가능한 한 정확하게 정렬되어야 한다. 그러므로, 한편으로 홀의 중심과 관련된 밸브 니들의 종 방향 축(longitudinal axis) 사이에는 매우 작은 방사상 편차(radial deviation)가 있으며, 바람직하게는 0.2mm보다 작거나, 0.1mm 또는 심지어 0.05mm보다 작다.
또한,실링 멤브레인과 관련하여 바람직하게는 DIN EN ISO 868 및 DIN ISO 7619-1에 따른 Shore 스케일의 20~100 Shore-A, 50~85 Shore-A, 40~90 Shore D 또는 60~80 Shore-D의 범위에 있을 수 있는 특정 경도(hardness)를 갖는 재료로 구성되는 것이 언급되어야 한다.
실링 요소(예를 들어, 실링 멤브레인)는 다양한 제조 공정에 의해 본 발명의 범위 내에서 제조될 수 있다. 예를 들어, 밀링, 드릴링 또는 레이저 가공과 같은 절삭 제조 공정은 실링 요소(예를 들어, 실링 멤브레인)를 제조하는데 적합하다. 대안적으로, 3D 프린팅, 레이저 소결(laser sintering) 또는 레이저 용(laser melting)융과 같은 적층 제조 공정(additive manufacturing processes)을 사용하는 것이 가능하다. 다른 가능한 제조 공정은 사출 성형, 딥 드로잉 및 진공 용융이 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 실링 멤브레인은 여러 멤브레인 층을 가지며, 이는 누설(leakage) 검출을 가능하게 한다. 실링 멤브레인의 개별 멤브레인 층들 사이에서, 바람직하게는 누설 보어(leakage bore)가 프린트 헤드 밖으로 개방되어 멤브레인 층들 중 하나가 투과성 일 때 누설을 검출할 수 있다. 그 때, 제 2 멤브레인 층은 추가적인 보안성을 제공한다. 예를 들어, 누설 보어는 누설 보어로부터 빠져 나온 코팅제로 인한 누설을 검출하는 센서에 연결될 수 있다. 대안적으로, 누설 보어가 광학적으로 누출을 검출하기 위해 사이트 글래스(sight glass) 또는 투명 호스(transparent hose)로 이어질 수 있다. 또한. 누설 보어는 먼지 희석제 처리(dirt diluent disposal) 또는 수집 트레이(collecting tray) 또는 수집 그루브(collecting groove)로 이어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 실링 멤브레인은 밸브 니들이 통과하기 위한 홀을 갖지 않는다. 홀이 다른 형태로 실링 문제를 유발할 수 있기 때문에 이러한 방식은 유리한 점이 있다. 홀이 없는 실링 멤브레인의 이러한 설계로, 실링 멤브레인은 노즐 측에 형상화된 노즐 폐쇄 팁(shaped nozzle closure tip)을 가질 수 있어, 실링 멤브레인의 편향에 따라 각각의 노즐 또는 상류 밸브 시트(upstream valve seat)를 개방 또는 폐쇄하는 것이 가능하다. 따라서, 실링 멤브레인은 실링 기능을 수행할 뿐만 아니라 노즐 폐쇄 팁을 형성한다. 개별 밸브 니들은 각각 실링 멤브레인에 견고하게 연결될 수 있으므로, 밸브 니들 중 하나의 변위는 노즐 폐쇄 팁이 형성된 실링 멤브레인의 대응하는 편향을 야기한다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 실링 멤브레인은 각각의 개별 밸브 니들을 위한 홀을 갖는다. 개별 밸브 니들은 실링 멤브레인의 대응하는 홀을 통과할 수 있고, 이에 의해 개별 밸브 니들은 실링 멤브레인에 견고하고 유체적으로 연결된다. 한편으로, 실링 멤브레인의 개별 홀은 밸브 니들에 대해 밀봉되어 홀을 통한 액체의 통과를 방지한다. 한편, 밸브 니들과 실링 멤브레인 사이의 연결은 개별 밸브 니들의 변위로 하여금 실링 멤브레인의 대응하는 편향을 야기할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 노즐 폐쇄 팁은 노즐 챔버의 측면에서 실링 멤브레인의 각각의 개별 홀에 삽입되며, 이는 실링 멤브레인의 편향에 따라 관련 노즐을 선택적으로 개방 또는 폐쇄한다. 반면에, 밸브 니들은 홀의 영역에서, 특히 한편으로는 밸브 니들과 다른 한편으로는 노즐 폐쇄 팁 사이의 스크류 연결에 의해 홀 영역의 실링 멤브레인에 단단히 연결된다.
본 발명의 일 실시예에서, 밸브 니들 각각은 자유 단부(free end)를 향해 원추형으로 테이퍼(taper)지는 밸브 니들 팁을 가진다.
또한, 본 발명은 개별 밸브 니들 팁이 각각 별도의 실링 요소를 갖도록 한다.
예를 들어, 별도의 실링 요소는 밸브 니들 팁에 접착(glue)될 수 있다. 대안적으로, 밸브 니들 팁은 밸브 니들 팁이 삽입되는 소켓을 가질 수도 있다. 대안적으로, 밸브 니들 팁은 그 길이의 일부에 걸쳐 별도의 실링 요소에 의해 둘러싸일 수도 있다.
밸브 니들 및 실링 요소는 상이한 재료, 특히 밸브 니들을 위한 금속 및 실링 요소를 위한 플라스틱으로 제조될 수 있음을 언급해야 한다.
실링 요소는 단지 몇몇 예를 들자면, 사출 성형, 침지, 용접 또는 경화(vulcanising)에 의해 밸브 니들 팁에 부착될 수 있다.
실링 멤브레인은 여러 개의 멤브레인 층을 가질 수 있으며, 이는 누설 검출이 가능하다는 것을 이미 위에서 간단히 언급하였다. 그러나, 대안적으로, 다수의 멤브레인 층을 갖는 단일 실링 멤브레인이 사용되지 않고, 그들 사이의 유체 공간을 둘러싸는 다수의 분리된 멤브레인이 사용될 수도 있다. 하나의 멤브레인이 노즐 측에 배치되고 노즐 챔버를 둘러싸며, 이 챔버는 작동 중에 도포될 코팅제로 채워진다. 한편, 다른 멤브레인은 2 개의 멤브레인이 서로 유체 공간을 둘러싸도록 액츄에이터 측면에 배치된다. 이는 또한 누설 검출을 가능하게 하고, 아래에 상세히 설명되는 바와 같이 추가 설계 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 어플리케이터는 바람직하게 도포될 코팅제를 어플리케이터의 노즐 챔버로 공급하기 위해 코팅제 입구(coating agent inlet)를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 어플리케이터는 바람직하게는 재료 순환의 범위 내에서 노즐 챔버로부터 도포되지 않은 코팅제를 방출하기 위해 코팅제 출구(outlet)를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 어플리케이터는 바람직하게는 2개의 멤브레인 사이의 유체 공간으로 배리어 유체(barrier fluid)를 도입하기 위해 배리어 유체 입구(barrier fluid inlet)를 갖는다. 마지막으로, 본 발명에 따른 어플리케이터는 바람직하게는 예를 들어 재료 순환의 프레임워크fdramework) 내에서 2개의 멤브레인 사이의 유체 공간으로부터 배리어 유체를 배출하기 위해 배리어 유체 출구((barrier fluid outlet)를 갖는다.
또한, 본 발명은 또한 상술한 본 발명에 따른 어플리케이터 및 다른 부품 또는 구성 요소를 갖는 어플리케이션 시스템에 대한 보호를 청구한다.
따라서, 본 발명에 따른 어플리케이션 시스템은 바람직하게는 코팅제를 어플리케이터의 코팅제 입구로 공급하는 코팅제 공급원을 포함한다. 코팅 공급원(coating source)은 예를 들어, 코팅 탱크, 펌프 및 밸브를 포함해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 어플리케이션 시스템은 바람직하게는 배리어 유체를 어플리케이터의 배리어 유체 입구로 공급하는 배리어 유체 공급원을 포함한다. 배리어 유체 공급원은 예를 들어 유체 저장조, 펌프 및 밸브를 포함해도 좋다.
유체 공간에서 배리어 유체의 압력에 영향을 주는 스로틀(throttle)을 본 발명의 어플리케이터의 배리어 유체 출구에 연결해도 좋다.
또한, 제어 가능한 코팅제 밸브는 본 발명의 어플리케이터의 코팅 출구에 연결되어도 좋다. 예를 들어, 코팅제 밸브는 어플리케이터를 빠져 나가는 코팅제가 폐기를 위한 폐기물 용기(waste container) 또는 재사용을 위한 순환 용기(circulation container)로 향하게 할 수 있다.
또한, 제어 가능한 배리어 유체 밸브는 본 발명의 어플리케이터의 배리어 유체 출구에 연결되어도 좋다. 배리어 유체 밸브는 빠져나온 배리어 유체를 예를 들어 폐기를 위한 폐기물 용기 또는 재사용을 위한 배리어 유체 공급원으로 보낼 수 있다.
배리어 유체는 수성 세제, 유기 세제 또는 용매 혼합물과 같은 액체일 수 있다. 대안적으로, 배리어 유체는 압축 공기와 같은 가스일 수 있다. 한편, 다른 변형예는, 배리어 유체가 도포되는 페인트의 페인트 성분 또는 (C10-C21) 알칸술폰산 페닐 에스테르(Mesamoll®)와 같은 페인트 상용성 매체(paint compatible medium)임을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 어플리케이션 시스템은 바람직하게는 배리어 유체 또는 도포되는 코팅제로의 유체 챔버 및/또는 노즐 챔버의 충진을 제어하는 제어 장치를 갖는다.
예를 들어, 제어 장치는 시간 제어 방식, 예를 들어 시간마다, 일마다, 주마다 또는 월마다로 유체 챔버를 배리어 유체로 채울 수 있다.
대안적으로, 제어 유닛은 도포 시작 전에 유체 챔버를 배리어 유체로 한 번 채우는 것이 가능하다.
대안적으로, 배리어 유체가 유체 챔버를 통해 영구적으로 흐를 수도 있다.
본 발명에 따른 어플리케이션 시스템의 작동 중에, 배리어 유체 공급원은 배리어 유체의 특정 압력으로 어플리케이터의 유체 공간을 채우는 것이 바람직하다.
예를 들어, 유체 공간에서 배리어 유체의 압력은 개방 루프 제어될 수 있으며, 즉 피드백 루프없이 제어될 수 있다.
대안적으로, 제어 루프, 즉 피드백 루프를 사용하여 유체 공간에서 배리어 유체의 압력을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 노즐 챔버 내의 코팅제 압력 또는 유체 챔버 내의 배리어 유체 압력은 압력 센서에 의해 측정될 수 있고, 해당 압력은 코팅제 입구 및/또는 출구에서 압력 조절기(pressure regulator)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 대안에서, 유체 챔버 내의 배리어 유체의 미리 정해진 압력은 노즐 챔버 내의 코팅제 압력보다, 특히 0.5 bar, 1 bar, 2 bar 또는 3 bar 더 높다. 이 압력 차의 결과로, 양쪽 멤브레인 측에서의 압력 차가 노즐 측의 멤브레인을 노즐 방향으로 밀어내고, 이 멤브레인은 밸브 니들을 폐쇄 위치 방향으로 편향시킨다.
그러나, 다른 대안은 유체 챔버 내의 배리어 유체의 미리 정해진 압력이 노즐 챔버 내의 코팅제 압력보다 낮고, 특히 0.5 bar, 1 bar, 2 bar 또는 3 bar만큼 제공된다. 따라서, 노즐 측상의 멤브레인은 2 개의 멤브레인측 사이의 압력 차에 의해 액츄에이터 방향으로 편향되므로, 이 멤브레인은 대응하는 밸브 니들을 개방 위치로 편향시킨다.
그러나, 다른 대안에서, 유체 공간에서 배리어 유체의 미리 정해진 압력은 노즐 챔버 내의 코팅제 압력과 본질적으로 동일하다. 이 대안에서, 유체 공간에서의 배리어 유체의 압력은 노즐 챔버 내의 코팅제 압력을 보상하므로, 액츄에이터는 어떤한 압력 관련 힘도 극복할 필요는 없고 멤브레인의 고유 탄성만을 극복하면 된다.
또한, 어플리케이션 시스템은 어플리케이터의 유체 공간에서 배리어 유체의 압력에 영향을 주기 위해 팽창 용기, 팽창 멤브레인 또는 피스톤 실린더를 가질 수 있다.
다수의 멤브레인이 누설 검출을 허용한다는 것은 이미 언급한 바 있다. 따라서, 본 발명에 따른 어플리케이션 시스템은 바람직하게는 누설 감지를 허용하기 위해 유체 공간 내의 배리어 유체의 압력을 측정할 수 있게 하는 압력 센서를 포함한다.
유체 공간에서의 배리어 유체의 압력은 노즐 멤브레인에 역력(counterforce)을 가하여 이 멤브레인상의 코팅제의 압력을 보상, 증폭 또는 과보상(overcompensate)하는 것으로 위에서 간단히 언급되었다. 밸브 니들이 바람직하게는 실링 멤브레인에 고정되거나 적어도 마찰 연결되어, 밸브 니들의 변위가 실링 멤브레인의 대응하는 편향을 야기하는 반면, 실링 멤브레인의 편향은 밸브 니들의 대응하는 편향을 야기한다. 실링 멤브레인과 밸브 니들은 서로를 함께 취한다. 노즐 챔버 내의 코팅제 압력은 실링 멤브레인에 대해 일측으로부터 가압되어 밸브 니들 상에서 대응하는 개방력(opening force)을 발생시켜, 밸브 니들을 개방 위치로 밀어낸다. 한편, 유체 챔버 내의 배리어 유체 압력은 실링 멤브레인상에서 반대 방향으로 가압되어 밸브 니들에 작용하는 폐쇄력(closing force)을 발생시킨다. 예를 들어, 폐쇄력은 더 높거나 낮을 수 있고 또한 개방력과 실질적으로 동일 할 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 또한 압축 공기의 충격을 노즐 챔버 내로 도입하는 아이디어를 포함한다. 압축 공기 공급원이 이러한 목적으로 제공될 수 있으며, 이는 특히 어플리케이션 시스템의 조립 후 및 도포되는 코팅제로 어플리케이터를 충진하기 전에 노즐 챔버 내로 압축 공기 충격을 도입한다. 이 아이디어는 보호할 가치가 있는 그 자체의 중요성을 가지므로, 본 발명의 다른 측면과 무관하게, 즉 주요 청구 범위의 특징 없이도 보호를 향유한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 적합한 어플리케이터 또는 본 발명에 적합한 응용 시스템에 대한 대응하는 작동 절차를 포함한다. 본 발명에 따른 동작 절차의 개별 공정 단계는 본 발명에 따른 어플리케이터 또는 애플리케이션 시스템의 상기 설명에서 설명되므로, 반복을 피하기 위해 상기 설명을 참조한다.
본 발명의 다른 유리한 추가 변형예는 종속항에 표시되거나 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 아래에보다 상세하게 설명된다.
도 1a은 모든 노즐이 폐쇄된 본 발명에 따른 프린트 헤드의 개략도를 도시한다.
도 1b는 단일 노즐이 개방된 도 1a의 개략도이다.
도 2는 밸브 니들용 홀을 갖는 본 발명에 따른 프린트 헤드의 실링 멤브레인의 개략도를 도시한다.
도 3은 밸브 니들과 노즐 폐쇄 팁이 분리되어 나사로 고정된 도 2의 변형예이다.
도 4는 노즐 폐쇄 팁이 실링 멤브레인 상에 형성된 도 3의 변형예이다.
도 5는 3 차원 구조로서 노브(knob)를 갖는 본 발명에 따른 프린트 헤드의 실링 멤브레인의 개략도이다.
도 6은 3 차원 구조를 갖는 실링 멤브레인의 개략도를 도시한다.
도 7은 도 6의 변형예이다.
도 8a는 도 6의 변형예이다.
도 8b는 도 8a의 A-A 단면 선을 따른 단면도이다.
도 8c는 도 8a의 B-B 단면 선을 따른 단면도이다.
도 9a는 도 6의 변형예이다.
도 9b는 도 9a의 A-A 단면 선을 따른 단면도이다.
도 9c는 도 9a의 B-B 단면 선을 따른 단면도이다.
도 10a는 도 6의 변형예이다.
도 10b는 도 10a의 C-C 단면 선을 따른 단면도이다.
도 10c는 도 10a의 D-D 단면 선을 따른 단면도이다.
도 10d는 도 10a의 A-A 단면 선을 따른 단면도이다.
도 10e는 도 10a의 B-B 단면 선을 따른 단면도이다.
도 11a는 도 10a의 변형예이다.
도 11b는 도 11a의 C-C 단면 선을 따른 단면도이다.
도 11c는 도 11a의 D-D 단면 선을 따른 단면도이다.
도 11d는 도 11a의 A-A 단면 선을 따른 단면도이다.
도 11e는 도 11a의 B-B 단면 선을 따른 단면도이다.
도 12는 비율을 설명하기위한 치수를 갖는 도 11a의 단면 확대도이다.
도 13은 실링 칼라를 갖는 실링 멤브레인의 개략도이다.
도 14는 도 13의 변형예이다.
도 15는 도 13의 변형예이다.
도 16은 도 13의 변형예이다.
도 17은 2 개의 멤브레인을 갖는 본 발명에 따른 어플리케이터를 갖는 본 발명에 따른 적용 시스템의 개략도이다.
도 18a는 2 개의 멤브레인을 갖는 어플리케이터의 개략도이다.
도 18b는 상이한 압력 비율을 갖는 도 18b의 변형예이다.
도 1a 및 1b는 페인트를 차체 부품에 도포하기 위해 페인트 샵에서 사용될 수 있는 본 발명에 따른 프린트 헤드의 다양한 개략도를 도시한다. 일부 측면에서, 본 발명에 따른 프린트 헤드의 설계 및 기능은 상술한 공지된 프린트 헤드에 대응하므로, 본 발명에 필수적인 세부 사항만이 아래에서 더 상세히 설명된다.
본 발명에 따른 프린트 헤드는 처음에 다수의 노즐(2-5)을 갖는 노즐 판(1)을 가지며, 이에 의해 공간적으로 좁게 제한된 코팅제 제트가 각각의 노즐(2-5)을 통해 방출될 수 있다. 이 개략도에는 4 개의 노즐(2-5)만이 도시되어 있다. 그러나, 실제로, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 상당히 많은 수의 노즐을 가지며, 이는 예를 들어 행 및 열로 배치될 수 있으며,이 개략도에서는 명백하지 않다.
개별 노즐(2-5)에는 각각 밸브 니들(6-9)이 할당되며, 이에 따라 개별 밸브 니들(6-9)은 각각 이중 화살표 방향으로 이동 가능하다.
개별 밸브 니들(6-9)을 이동시키기 위해, 다수의 전자기 액츄에이터(10-13)가 제공되며, 여기서는 코일로서 개략적으로만 도시되어 있다.
밸브 니들(6-9)은 그 위치에 따라 노즐(2-5)을 선택적으로 폐쇄 또는 해제할 수 있다. 도 1a에 도시된 표현에서, 모든 노즐(2-5)은 대응하는 밸브 니들(6-9)에 의해 폐쇄되어 페인트가 방출되지 않는다. 그러나, 도 1b에 도시된 표현에서, 밸브 니들(7)은 노즐(3)로부터 리프트(lift)되어, 화살표로 표시된 바와 같이 노즐(3)을 통해 페인트 또는 드롭(drop)의 스프레이가 방출된다. 도 1b에서, 다른 노즐(2, 4, 5)은 대응하는 니들(6, 8 또는 9)에 의해 폐쇄된다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 연속 실링 멤브레인(14)을 가지며, 이는 프린트 헤드 내의 액츄에이터 챔버(16)로부터 노즐 챔버(15)를 유체적으로 분리한다.
도포될 코팅은 노즐 챔버(15)를 통해 개별 노즐(2-5)로 안내된다. 즉, 노즐 챔버(15)는 작동 동안 도포될 코팅으로 채워진다.
한편, 액츄에이터 챔버(16)에는 액츄에이터(10-13) 또는 밸브 니들만이 존재한다. 실링 멤브레인(14)은 노즐 챔버(15)로부터의 페인트가 액츄에이터 챔버(16) 내로 침투하는 것을 방지한다. 이는 액츄에이터(10-13)의 가열이 페인트에 전혀 영향을 미치지 않거나 무시할 정도이기 때문에 유리하므로, 열-유도된(heat-induced) 페인트가 노즐 챔버(15) 및 액츄에이터 챔버(16)내에 축적(buildup)되는 것을 방지한다. 또한, 실링 멤브레인에 의한 분리는 액츄에이터 챔버(16)가 세정(rinse)될 필요가 없기 때문에, 14 개의 색 변화를 허용한다.
여기서 개별 밸브 니들(6-9)은 각각 실링 멤브레인(14)의 홀을 통과할 수 있으며, 이에 의해 실링 멤브레인(14)은 개별 밸브 니들(6-9)에 견고하게 연결될 수 있다. 결과적으로, 예를 들어, 도 1b의 밸브 니들(7)의 변위(displacement)는 실링 멤브레인(14)의 대응하는 국소 편향을 야기한다. 또한, 밸브 니들(7)의 영역에서 실링 멤브레인의 이러한 국소 편향은 실링 멤브레인(14)의 탄성으로 인해 인접한 밸브 니들(6, 8)에 대응하는 힘을 야기한다. 그러나, 실링 멤브레인(14)은 한편으로는 인접한 밸브 니들(6)과 다른 한편으로는 인접한 밸브 니들(8) 사이의 원하지 않는 상호 작용이 방지되도록 설계된다. 이는 개별 밸브 니들(6-9)이 서로 독립적으로 개폐될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 실링 멤브레인(14)은 실링 멤브레인의 편향이 인접한 밸브 니들(6 또는 8)과의 기계적 혼선(crosstalk)으로 이어지는 것을 방지하는 3 차원 구조를 갖는다. 이 3 차원 구조는 나중에 상세하게 설명될 것이다.
도 2 내지 4는 실링 멤브레인(14)을 통한 밸브 니들(6-9)의 통과, 연결 또는 배치를 위한 다양하고 가능한 설계를 도시하며, 도면에는 밸브 니들(6)만이 도시되어 있다.
도 2에서, 밸브 니들(6)은 연속적이므로, 대응하는 밸브 시트를 폐쇄 또는 해제하기 위한 노즐 폐쇄 팁(17)과 동시에 실링 요소를 형성한다.
또한, 실링 칼라(sealing collar: 18)가 실링 멤브레인(14) 상에 일체로 형성되어, 실링 멤브레인(14)으로부터 액츄에이터 챔버(16)를 향해 그리고 노즐 챔버(15)를 향해 돌출된다는 것을 도면으로부터 알 수 있다.
도 3에 도시된 설계에서, 노즐 폐쇄 팁(17)은 밸브 니들(6)로부터 분리되어 밸브 니들(6)에 나사 결합된다. 실링 멤브레인(14)은 밸브 니들(6)과 노즐 폐쇄 팁(17) 사이에서 가압되어, 밸브 니들(6)이 실링 멤브레인(14)에 견고하게 연결된다. 이에 따라, 밸브 니들(6)의 변위는 실링 멤브레인(14)의 대응하는 편향을 야기한다.
도 4에 도시된 설계에서, 실링 멤브레인(14)은 밸브 니들(6)이 통과하기 위한 홀을 갖지 않는다. 오히려, 노즐 폐쇄 팁(17)이 실링 멤브레인(14) 상에 일체로 형성된다. 여기서, 밸브 니들(6)이 실링 멤브레인(14)에 견고하게 연결되므로, 밸브 니들(6)의 변위는 실링 멤브레인(14)의 대응하는 편향을 야기한다.
도 5는 일체로 형성된 노즐 폐쇄 팁을 갖는 실링 멤브레인(14)을 도시한다. 밸브 니들(6)은 실링 멤브레인(14)에 연결될 수 있고, 또한 장착될 수 있다. 밸브 니들(6)만 부착된 경우, 노즐의 개구는 페인트 압력에 의해서 발생된다. 페인트 압력은 노즐 챔버(15)로부터 멀어지는 액츄에이터 챔버(16)의 방향으로 실링 멤브레인(14)을 변형시킨다.
도 6은 본 발명에 따른 실링 멤브레인(14)의 개략적 표현을 도시하며, 이는 상술한 실시예에 부분적으로 대응하므로, 대응하는 세부 사항에 대해 동일한 참조 부호를 사용하여 반복을 피하기 위해 상기 설명을 참조한다.
실링 멤브레인(14)의 홀의 단일 선형 열(21)에는 다수의 홀(20)이 등거리로 배치된다. 상술한 바와 같이, 실링 멤브레인(14)의 홀(20)은 밸브 니들(6-9) 또는 이전 도면에 도시되지 않은 다른 밸브 니들을 통과하는데 사용된다.
구조적 요소(19)의 결과로서, 관련된 밸브 니들(6)의 대응하는 변위로 인한 실링 멤브레인(14)의 국부 편향은 국부적으로 제한되어 있고 인접한 밸브 니들(7)에 기계적으로 전달되지 않는다.
실링 멤브레인(14)의 3 차원 구조의 구조적 요소(19)는 실링 멤브레인(14)의 관점에서 삼각형이다. 또한, 삼각형 구조적 요소(19)의 하나의 열은 홀 열의 각 측면에 배치된다는 것을 언급해야 한다. 따라서, 삼각형 구조적 요소(19) 중 하나가 개별 홀(20)의 각 측면에 배치된다. 또한, 개별 구조적 요소(19)는 도면에서 알 수 있는 바와 같이 내부에서 외부로 테이퍼(taper)지는 것으로 언급되어야 한다.
개별 구조적 요소(19)의 높이는 내부에서 외부로 일정하거나 증가 또는 감소 될 수 있다.
도 7은 도 6의 변형예을 도시하는 것으로, 반복을 피하기 위해 동일한 설명 부호가 대응하는 세부 사항에 사용되는 상기 설명을 참조한다.
이 실시예의 특별한 특징은 삼각형 구조적 요소(19)가 실링 멤브레인(14)의 인접한 홀(20) 사이에 배치된다는 점이다. 홀(20)과 구조적 요소(19)는 모두 홀 열(21) 내에 위치된다.
또한, 개개의 구조적 요소(19)는 홀 열(21)에 평행한 종 방향 축과 정렬된다는 것을 언급해야 한다.
도 8a 및 8c는 도 6에 도시된 변형예를 도시하는 것으로, 반복을 피하기 위해 적절한 세부 사항에 대해 동일한 참조 표시를 사용하여 상기 설명을 참조한다.
이 실시예의 특별한 특징은 삼각형 구조적 요소(19)가 내부에서 외부로 연장된다는 것이다.
이 실시예의 다른 특별한 특징은 도 8b에 도시된 바와 같이 삼각형 구조적 요소(19)의 높이가 내부에서 외부로 증가한다는 것이다.
도 9A, 9C는 추가 변형을 도시하며, 이는 또한 전술 한 실시 예와 대부분 일치하므로, 대응하는 세부 사항에 대해 동일한 참조 부호를 사용하여 반복을 피하기 위해 상기 설명을 참조한다.
이 실시예의 특별한 특징은 3 차원 구조적 요소(19)가 리브(rib) 형태 인 것이다.
리브로서 형성된 3 차원 구조적 요소(19)는 도 9b 및 9c의 비교에서 볼 수 있는 바와 같이 일정한 높이를 가질 수 있음을 언급해야 한다. 그러나, 외향적으로 높이가 상승하거나 하강할 수도 있다.
도 10a 및 10e는 반복을 피하기 위해, 대응하는 세부 사항에 대해 동일한 참조 부호를 사용하여 상기 설명을 다시 참조하도록 상기 실행 예와 크게 일치하는 추가 변형을 도시한다.
이 실시예의 특별한 특징은 실링 멤브레인의 3 차원 구조가 14 개의 상이한 유형의 구조적 요소(19A, 19B)를 포함한다는 것이다. 구조적 요소(19A)는 오목부(recession)이고, 구조적 요소(19B)는 상승부(elevation)이다.
그러나, 또한, 2 개의 구조적 요소(19A 및 19B)는 실링 멤브레인(14) 내측으로 홀 열(21)의 길이 방향 축을 향해 삼각형 및 테이퍼형이다.
구조적 요소(19B)의 높이는 외부에서 내부로 감소한다는 것도 언급되어야 한다. 유사하게, 구조적 요소(19A)의 깊이는 도 10e 및 도 10d에 도시된 바와 같이 내부에서 외부로 증가한다.
도 11a 내지 11e는 도 10a 및 10e에 따른 설계의 변형예를 나타내므로, 반복을 피하기 위해, 대응하는 세부 사항에 대해 동일한 참조 부호를 사용하여 상기 설명을 다시 참조한다.
이 실시예의 특별한 특징은 오목부(recess)로서 실현되는 구조적 요소(19A)가 홀(20)의 양 측면에 배치되는 반면, 상승부로 실현되는 구조적 요소(19B)는 홀 열(21)의 2 개의 인접한 홀(20) 사이에 배치된다.
도 12는 도 11A의 상세 확대도를 도시한다. 도면은 인접한 홀들 사이의 거리(d1)를 도시한다. 또한, 도면은 홀 열(21)과 실링 멤브레인(14)의 가장자리 사이의 거리(d2)를 도시한다. 또한, 도면은 인접한 구조적 요소(19A, 19B) 사이의 거리(d3)를 도시한다.
바람직하게는, 다음의 치수 비율이 적용된다:
d1/d3 ≥ 1; 2; 3; 4 본질적으로 = 1; 2; 3; 4
d2/d1 ≥ 1; 3; 5; 10
마지막으로,도 13 및 16은 실링력(18)의 16 가지 가능한 다른 디자인을 도시한다.
도 13에서, 실링 칼라(18)는 실링 멤브레인(14)으로부터 한 방향으로, 즉 액츄에이터 챔버(16)를 향해서만 돌출된다.
도 14에 따른 설계에서, 또한 실링 칼라(18)는 실링 멤브레인(14)으로부터 한 방향으로, 즉 노즐 챔버(15) 방향으로만 돌출된다.
한편, 도 15에 따른 설계에서, 실링 칼라(18)는 실링 멤브레인(14)으로부터 양 방향으로 돌출된다.
마지막으로, 도 16은 삼각형 단면을 갖는 실링 칼라(18)를 도시한다. 이는 액츄에이터 챔버(16)의 방향 및 노즐 챔버(15) 모두를 가리킬 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 어플리케이션 헤드를 구비한 본 발명에 따른 어플리케이션 시스템을 도시하며, 이는 상술한 실시예들에 부분적으로 대응한다. 반복을 피하기 위해, 대응하는 세부 사항에 대해 동일한 참조 부호가 사용되는 상기 설명을 참조한다.
본 실시예에서 어플리케이터의 특별한 특징은 2 개의 실링 멤브레인(14a 및 14b)이 제공된다는 것이다.
실링 멤브레인(14a)은 노즐 측에 배치되고 본질적으로 이전 실시예에서의 실링 멤브레인(14)에 대응한다. 따라서, 실링 멤브레인(14a)은 노즐 챔버(15)를 둘러싼다.
대조적으로, 제 2 실링 멤브레인(14b)은 액츄에이터 측에 배치되고 노즐 측 실링 멤브레인(14a)과 함께 유체 공간(fluid space: 22)을 둘러싼다.
어플리케이터에 도포될 페인트를 도입하기 위해, 어플리케이터는 코팅제 입구(coating agent inlet: 23)를 갖는다.
또한, 어플리케이터는 코팅제 출구(coating agent outlet: 24)를 가지며, 이에 의해 미도포된 코팅제는 예를 들어 재료 순환 과정에서 어플리케이터로부터 배출될 수 있다.
또한, 어플리케이터는 유체 공간(22) 내로 배리어 유체(예를 들어, 압축 공기, 수계 린스제(water-based rinsing agent), 유기 용매)를 도입하기 위한 배리어 유체 입구(25)를 갖는다.
배리어 유체는 배리어 유체 출구(26)를 통해 어플리케이터를 빠져 나갈 수 있다.
도포될 페인트는 페인트 용기(27)로부터 취해져 펌프(28)에 의해 어플리케이터의 코팅제 입구(23)로 공급된다. 공급된 페인트는 노즐(2-5)을 통해 또는 코팅제 출구(24)를 통한 재료 순환의 프레임워크(framework) 내에서 어플리케이터를 빠져 나간다.
제어 가능한 밸브(29)는 코팅제 출구(24)에 연결되며, 이에 의해 밸브(29)는 배출된 코팅제를 폐기물 용기(30)로 또는 재료 순환의 범위 내에서 페인트 용기(27)로 다시 향하게 한다.
배리어 유체는 배리어 유체 공급원(31)으로부터 취해져 펌프(32)를 거쳐 어플리케이터의 배리어 유체 입구(25) 내로 공급된다.
그 다음, 배출된 배리어 유체는 배리어 유체 출구(26)를 통해 어플리케이터를 나와 압력 센서(33)로 이동하고, 이 압력 센서(33)를 통해 유체 공간(22) 내의 배리어 유체 압력을 측정하므로 누설 검출을 가능하게 한다.
이어서, 배리어 유체는 제어 가능한 밸브(34)에 의해 폐기물 용기(30) 내로 또는 재료 순환의 프레임워크 내에서 배리어유체 공급원(31)으로 다시 향하게 된다.
도 18a 및 18b는 일측의 노즐 챔버(15) 및 타측의 유체 공간(22)에서 상이한 압력비(pressure ratio)를 도시한다.
따라서,도 18a의 유체 공간(22)의 배리어 유체 압력(ps)은 노즐 챔버(15)의 코팅제 압력(pm)과 동일하다. 이는 유체 공간(22)의 배리어 유체 압력(ps)이 노즐 챔버(15)의 코팅제 압력(pm)을 보상하는 것을 의미하므로, 압력 관련 힘이 실링 챔버(14a)에 작용하지 않는다.
도 18b에 도시된 조건에서, 유체 공간(22)에서의 배리어 유체 압력(ps)은 노즐 챔버(15)에서의 코팅제 압력(pm)보다 크다. 결과적으로, 압력 차이는 실링 멤브레인(14a)에 편향력(deflection force)을 가하여, 차례로 밸브 니들(6)을 폐쇄 위치, 즉 도면에서 아래쪽으로 편향시킨다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려 많은 변형 및 수정이 가능하며 이는 또한 여러 방안의 아이디어를 활용하하는 것도 보호의 범위에 포함된다. 특히, 본 발명은 또한 각각의 경우에 언급된 청구 범위와 독립적으로 종속 청구항의 대상 및 특징에 대한 보호를 요구하며 특히 주요 청구항의 특징도 포함한다. 따라서, 본 발명은 서로 독립적으로 보호되는 본 발명의 다양한 측면도 포함한다.
1: 노즐 플레이트
2-5: 노즐
6-9: 밸브 니들
10-13: 액츄에이터
14: 실링 멤브레인
14a, 14b: 실링 멤브레인
15: 노즐 챔버
16: 액츄에이터 챔버
17: 노즐 폐쇄 팁
18: 실링 칼라
19, 19A, 19B: 실링 멤브레인 3차원 구조의 구조적 요소
20: 실링 멤브레인의 홀
21: 홀 열
22: 어플리케이터의 유체 공간
23: 어플리케이터의 코팅제 입구
24: 어플리케이터의 코팅제 출구
25: 어플리케이터의 배리어 유체 입구
26: 어플리케이터의 배리어 유체 출구
27: 페인트 용기
28: 페인트 펌핑 펌프
29: 어플리케이터의 코팅제 출구 밸브
30: 폐기물 용기
31: 배리어 유체 공급원
32: 배리어 유체를 펌핑하는 펌프
33: 어플리케이터의 배리어 유체 출구에있는 압력 센서
34: 어플리케이터의 배리어 유체 출구에있는 밸브
Pm: 노즐 챔버의 페인트 압력
Ps: 유체 챔버의 배리어 유체 압력

Claims (23)

  1. 코팅제를 부품에 도포하는 어플리케이터에 있어서,
    a) 코팅제를 연속 제트 또는 드롭렛 형태로 분배하기 위한 복수의 노즐(2-5)을 가지며, 코팅제는 사용시 노즐 챔버(15)를 통해 노즐(2-5)로 흘러 노즐 챔버(15)가 사용 중에 코팅제로 채워지는 노즐 챔버(15),
    b) 개별 노즐(2-5)에 할당되고 밸브 니들(6-9)의 위치에 따라 각각의 노즐(2-5)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 복수의 변위 가능한 밸브 니들(6-9),
    c) 밸브 니들(6-9)을 변위시키기 위한 액츄에이터(10-13)를 수용하는 액츄에이터 챔버(16), 및
    d) 액츄에이터 챔버(16)가 노즐 챔버(15) 내의 코팅제로 오염되지 않도록 노즐 챔버(15)로부터 액츄에이터 챔버(16)를 유체적으로 분리시키는 실링 멤브레인(14)을 가지고,
    e) 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위가 인접한 밸브 니들(6-9)에서의 노즐(2-5)의 개방 및 폐쇄에 영향을 미치지 않으면서, 개별 밸브 니들(6-9)이 서로 독립적으로 변위될 수 있도록 실링 요소(14)가 설계되어,
    f) 실링 요소(14)는 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위가 인접한 밸브 니들(6-9)에서의 노즐(2-5)의 개방 및 폐쇄에 영향을 미치는 것을 방지하는 3 차원 구조(19; 19A, 19B)를 갖고,
    g) 실링 요소(14)는 개별 밸브 니들(6-9)을 위한 홀들(20)로 된 적어도 하나의 홀 열(21)을 가지는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.

  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    a) 실링 요소(14)의 3 차원 구조(19; 19A, 19B)는 액츄에이터 챔버(16)의 측면에만 위치되거나,
    b) 실링 요소(14)의 3 차원 구조(19; 19A, 19B)는 노즐 챔버(15)의 측면에만 위치되거나,
    c) 실링 요소(14)의 3 차원 구조(19; 19A, 19B)는 노즐 챔버(15)의 측면 및 액츄에이터 챔버(16)의 측면 모두에 위치되는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 3 차원 구조(19; 19A, 19B)는 다음의 구조적 요소(19; 19A, 19B) 중 적어도 하나를 포함하고:
    a1) 큐브,
    a2) 직육면체,
    a3) 사면체,
    a4) 프리즘,
    a5) 리브,
    a6) 오목부, 또는
    b) 실링 요소(14)의 개별 구조적 요소는 탑 뷰에서 다음의 형태:
    b1) 사각형,
    b2) 리브의 경우, 직사각형,
    b3) 리브의 경우, 삼각형,
    b4) 평행 사변형,
    b5) 리브의 경우, 둥근 모양,
    b6) 원형,
    b7) 타원체(ellipsoidal) 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    b) 3 차원 구조(19; 19A, 19B)의 개별 구조적 요소(19; 19A, 19B)는 각각의 경우에 신장되며 각각의 경우에는 홀 열(21)에 대해 평행 또는 횡 방향으로, 직각으로 종 방향 축과 정렬되고, 또는
    c) 3 차원 구조(19; 19A, 19B)의 개별 구조적 요소(19; 19A, 19B)는 홀 열(21)에 평행한 적어도 하나의 열에,
    c1) 각각의 인접한 홀(20) 사이의 홀 열(21)에서,
    c2) 홀 열(21)과 평행하게 측 방향으로 이격되어, 각각의 경우에 홀(20) 중 하나와 일직선으로 각각의 경우에 홀 열(21)의 양 측면에서 배치되고, 또는
    d) 홀 열에 대한 구조적 요소의 치수 관계는 다음과 같이 설계되는 것을 특징으로 하는 어플리케이터:
    d1/d3 ≥ 1; 2; 3; 4 실질적으로 = 1; 2; 3; 4
    d2/d1 ≥ 1; 3; 5; 10.
  6. 제 4 항에 있어서,
    a) 구조적 요소(19; 19A, 19B)의 높이는 개별 구조적 요소(19; 19A, 19B) 내에서 실링 요소(14)에 수직하면서 실질적으로 일정하거나,
    b) 구조적 요소(19; 19A, 19B)의 높이가 개별 구조적 요소(19; 19A, 19B) 내에서 실링 요소(14)에 대해 수직으로 변하며, 높이는 인접한 홀(20)을 향해 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 실링 요소(14)는 각각의 개별 홀(20) 주위에 환형 돌출부를 갖고, 또는
    b) 환형 돌출부는 다음과 같이 실링 요소(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 어플리케이터:
    b1) 액츄에이터 챔버(16)의 측면에만 배치되거나,
    b2) 노즐 챔버(15)의 측면에만 배치되거나,
    b3) 액츄에이터 챔버(16)의 측면 및 노즐 챔버(15)의 측면 모두.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 실링 요소(14)는 각각의 홀(20)을 밀봉하기 위해, 홀(20)의 원주 엣지(edge)에서, 각각의 경우에 실링 칼라(sealing collar: 18)를 갖고,
    b) 실링 칼라(18)는
    b1) 실링 요소(14)로부터 액츄에이터 챔버(16)를 향해서만 돌출되거나,
    b2) 실링 요소(14)로부터 노즐 챔버(15)를 향해서만 돌출되거나,
    b3) 실링 요소(14)로부터 노즐 챔버(15)와 액츄에이터 챔버(16)를 향해 돌출하고, 또는
    c) 실링 칼라(18)는 단면이 삼각형이고, 또는
    d) 실링 칼라(18)는 단면이 직사각형이고, 또는
    e) 실링 칼라(18)는 단면이 반경을 갖는 것 특징으로 하는 어플리케이터.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 개별 밸브 니들(6-9)은 각각 미리 정해진 접촉력을 갖는 가압 연결에 의해 실링 요소(14)의 홀(20) 내에 유지되고, 또는
    b) 접촉 압력은
    b1) 밸브 니들(6-9)이 실링 부재(14)의 홀(20)에서 축 방향으로 고정되어 실링 부재(14)의 홀(20)에서 축 방향으로 슬라이딩되지 않으므로, 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위는 실링 부재(14)의 대응하는 편향을 야기하거나,
    b2) 밸브 니들(6-9)이 실링 부재(14)의 홀(20)에서 축 방향으로 자유롭게 슬라이딩되므로, 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위는 실링 부재(14)의 대응하는 편향을 야기하지 않거나,
    b3) 밸브 니들(6-9)이 실링 요소(14)의 홀(20)에서 부분적으로 자유롭게 슬라이딩하고 부분적으로 축 방향에 고정되어, 밸브 니들(6-9)의 일 부분의 이동시 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위는 실링 요소(14)의 대응하는 편향을 야기하지 않으며, 밸브 니들(6-9)의 다른 부분의 이동시에는 실링 요소(14)의 대응하는 편향을 야기하도록 하는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 노즐 챔버(15)는 100 ml, 50 ml, 10 ml, 5 ml 또는 심지어 1 ml를 초과하지 않는 부피를 갖고, 또는
    b) 실링 요소(14) 내의 홀(20)은 밸브 니들(6-9)의 외부 직경보다 작은 내부 직경을 갖고,
    b1) 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm 또는 0.4mm, 또는
    b2) 10 %~50 % 또는 20 %~40 %, 또는
    c) 실링 요소(14)는 다음 재료 중 하나로 구성되고,
    c1) 플라스틱 재료,
    c2) 금속,
    c3) 세라믹, 또는
    d) 한편으로는 실링 요소(14)의 홀(20) 중심과 다른 한편으로는 관련된 밸브 니들(6-9)의 종 방향 축 사이에 0.2mm 미만, 0.1mm 또는 심지어 0.05mm 미만의 방사상 편차가 있고,
    e) 실링 요소(14)는 DIN EN ISO 868 및 DIN ISO 7619-1에 따라 20-100 Shore-A, 50-85 Shore-A, 40-90 Shore-D 또는 60-80 Shore-D의 경도를 갖는 재료로 구성되고, 또는
    f) 실링 부재(14; 14a, 14b)는 다음 제조 방법 중 하나에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 어플리케이터:
    f1) 절삭 제조 공정,
    f2) 적층 제조 공정,
    f3) 사출 성형 공정(injection moulding process)
    f4) 열 성형 공정(thermoforming process)
    f5) 진공 용융 공정(vacuum melting process).
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 실링 요소(14)는 다층(multi-layer) 또는 중복 구조(redundant structure)를 가지며, 또는
    b) 누설 보어는 실링 요소(14)의 층들 사이에서 어플리케이터로부터 개방되어 층들 중 하나의 누설을 검출할 수 있고, 또는
    c) 누설 보어는 누설 보어를 통해 빠져 나가는 코팅제로 인한 누설을 검출하는 센서에 연결되고, 또는
    d) 누설 보어는 누설을 광학적으로 볼 수 있는 사이트 글래스 또는 투명 튜브로 개방되어 있고, 또는
    e) 누설 보어는 오물 희석제 처리(dirt diluent disposal)로 이어지거나 어플리케이터에서 종료되고, 또는
    f) 누설 보어가 어플리케이터 상의 드립 팬(drip pan) 또는 드립 그루브(drip groove)로 개방되는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 실링 요소(14)는 밸브 니들(6-9)이 통과하기 위한 홀(20)을 갖지 않으며, 개별 밸브 니들(6-9)의 영역에서 각각의 경우에 노즐 측에 일체로 형성되어 실링 요소(14)의 편향에 따라 각각의 노즐(2-5)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 노즐 폐쇄 팁(17)을 가지고, 또는
    b) 개별 밸브 니들(6-9)은 각각 실링 요소(14)에 단단히 연결되어, 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위는 노즐 폐쇄 팁(17)이 일체로 형성된 실링 요소(14)의 대응하는 편향을 야기하고,
    c) 개별 밸브 니들(6-9)은 각각의 경우에 실링 요소(14) 상에 배치되어, 밸브 니들(6-9) 중 하나의 변위는 노즐 폐쇄 팁(17)이 일체로 형성된 실링 요소의 대응하는 편향을 야기하는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  13. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    a) 개별 밸브 니들(6-9)을 위한 실링 요소(14)는 각각 홀(20)을 갖고,
    b) 개별 밸브 니들(6-9)은 각각 실링 요소(14)의 관련된 홀(20)을 통과하고 실링 요소(14)에 견고하며 유체적으로 단단히 연결되어, 개별 밸브 니들(6-9)의 변위는 실링 요소(14)의 대응하는 편향을 야기하거나,
    c) 실링 요소(14)의 편향에 따라 관련된 노즐(2-5)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 각각의 노즐 폐쇄 팁(17)은 노즐 챔버(15)의 측면에서 실링 요소(14)의 개별 홀(20)에 삽입되고,
    밸브 니들(6-9)은 각각의 경우에, 밸브 니들(6-9)과 노즐 폐쇄 팁(17) 사이의 나사 연결에 의해, 홀(20) 영역에서 실링 요소(14)에 단단히 연결되는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  14. 제 1 항에 있어서,
    노즐 챔버(15)와 액츄에이터 챔버(16) 사이의 실링 요소(14)는 그 사이의 유체 공간(22)을 둘러싸는 적어도 2 개의 멤브레인(14a, 14b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 어플리케이터.
  15. 제 14 항에 있어서,
    a) 어플리케이터의 노즐 챔버(15)에 도포될 코팅제를 공급하기 위한 코팅제 입구(23),
    b) 어플리케이터의 노즐 챔버(15)로부터 코팅제 리턴(coating agent return)으로 도포되지 않은 코팅제를 리턴시키기 위한 코팅제 출구(24),
    c) 2개의 멤브레인(14a, 14b) 사이의 유체 공간(22)으로 배리어 유체를 공급하기 위한 배리어 유체 입구(25), 및
    d) 어플리케이터의 유체 공간(22)으로부터 배리어 유체 리턴으로 배리어 유체를 리턴시키기 위한 배리어 유체 출구(26)를 특징으로 하는 어플리케이터.
  16. 어플리케이션 시스템에 있어서,
    a) 제 15 항에 따른 어플리케이터,
    b) 어플리케이터의 코팅제 입구(23)로 코팅제를 공급하는 코팅제 공급원(27, 28), 또는
    c) 어플리케이터의 배리어 유체 입구(25)로 배리어 유체를 공급하는 배리어 유체 공급원(31, 32), 또는
    d) 유체 공간(22) 내의 압력에 영향을 주는 배리어 유체 출구(26)에서의 스로틀, 또는
    e) 어플리케이터로부터의 도포되지 않은 코팅제를 폐기를 위한 폐기물 용기(30) 또는 재사용을 위한 코팅제 공급원(27)으로 선택적으로 향하게 하는 코팅제 출구(24)에서의 코팅제 밸브(29), 또는
    f) 어플리케이터로부터 도포되지 않은 배리어 유체를 폐기를 위한 폐기물 용기(30) 또는 재사용을 위한 배리어 유체 공급원(31)으로 선택적으로 향하게 하는 배리어 유체 출구(26)에서의 배리어 유체 밸브(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    배리어 유체는 다음의 유체 중 하나인 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템:
    a) 액체,
    b) 가스,
    c) 도포될 페인트의 한 성분,
    d) 페인트 상용성 매체.

  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    a) 어플리케이터의 유체 공간(22)의 충진을 배리어 유체로 제어하는 제어 장치가 제공되고,
    b) 제어 장치는 각각의 경우 도포 시작 전에 유체 공간(22)을 배리어 유체로 한 번 채우고,
    c) 제어 장치가 시간 제어 방식으로,
    c1) 시간마다,
    c3) 일마다,
    c4) 주마다,
    c5) 월마다 유체 공간(22)을 채우고, 또는
    d) 제어 장치가 배리어 유체로 유체 공간(22)을 영구적으로 보충(refill)하는 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    배리어 유체 공급원은 어플리케이터의 유체 공간(22)을 배리어 유체의 특정 압력(ps)으로 채우고, 유체 공간(22) 내 배리어 유체의 압력(ps)은,
    a) 피드백 루프 없는 개방 루프 제어 방식으로, 노즐 챔버(15) 내 코팅제 압력(pm)과 동일하게 조정되거나,
    b) 제어 회로에 의해, 노즐 챔버(15) 내의 압력 측정과 코팅제 입구(23) 또는 코팅제 출구(24)에서의 압력 조절기(pressure regulator)를 통해 노즐 챔버(15) 내의 코팅제 압력(pm)과 동일하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    a) 유체 공간(22) 내의 배리어 유체의 미리 정해진 압력(ps)은 노즐 챔버(15) 내의 코팅제 압력(pm)보다, 0.5bar, 1bar, 2bar 또는 3bar 만큼 더 크거나,
    b) 유체 공간(22) 내의 배리어 유체의 미리 정해진 압력(ps)은 노즐 챔버(15) 내의 코팅제 압력(pm)보다, 0.5bar, 1bar, 2bar 또는 3bar 만큼 더 작거나,
    c) 유체 공간(22)에서의 배리어 유체의 미리 정해진 압력(ps)은 노즐 챔버(15)에서의 코팅제 압력(pm)과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서,
    a) 어플리케이터의 유체 공간 내의 배리어 유체의 압력을 조정하는 팽창 용기(expansion vessel), 팽창 멤브레인 또는 피스톤 실린더, 및
    b) 누설 감지를 가능하도록, 유체 공간(22) 내의 배리어 유체의 압력(ps)을 측정하는 압력 센서(33) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
  22. 제 16 항에 있어서,
    a) 밸브 니들(6-9)이 노즐 측 멤브레인(14a)에 견고하거나 마찰적으로 연결되어, 밸브 니들(6-9)의 변위는 노즐 측 멤브레인(14a)의 대응하는 편향을 야기하고, 반대로 노즐 측 멤브레인(14a)의 편향은 밸브 니들(6-9)의 대응하는 편향을 야기하고,
    b) 노즐 챔버(15) 내의 코팅제 압력(pm)이 노즐 측 멤브레인(14a)에 작용함으로써 노즐 측 멤브레인(14a)은 밸브 니들(6-9) 상에 개방력(opening force)을 가하고, 개방력은 개방 위치 방향으로 밸브 니들(6-9)을 가압하므로, 밸브 니들(6-9)이 폐쇄 위치로 변위될 때 액츄에이터(10-13)가 개방력을 넘어서게 되고,
    c) 유체 공간(22) 내의 배리어 유체 압력(ps)이 노즐 측 멤브레인(14a) 상의 노즐 챔버(15) 내의 코팅제 압력(pm)에 반대로 작용함으로써 노즐 측 멤브레인(14a)은 밸브 니들(6-9) 상에 폐쇄력(closing force)을 가하고, 폐쇄력은 폐쇄 위치 방향으로 밸브 니들(6-9)을 가압하며,
    d) 폐쇄력이 개방력보다 큰 것을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
  23. 제 16 항에 따른 노즐 챔버를 구비한 어플리케이터를 갖는 어플리케이터 시스템으로서,플리케이션 시스템의 조립 후 및 도포될 코팅제로 어플리케이터를 채우기 전에, 노즐 챔버 내로 압축 공기 쇼크(compressed air shock)를 도입하기 위한 압축 공기 공급원을 특징으로 하는 어플리케이션 시스템.
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