KR19980081695A - 분말 코팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅 유니트를 지나 수평 방향으로 이동하는 가공물에 동시 분말 방출을 하기 위하여 실질적으로 수직으로 하나의 코팅 유니트가 다른 코팅 유니트 위에 배열된 다수의 코팅 유니트들로 이루어진 분말 코팅 시스템과 관련되어 있으며, 또한 이 시스템은 각각의 코팅 유니트를 통해 흐르는 분말 흐름을 탐지하기 위한 감시 장치로 구성되어 있다.

Description

분말 코팅 시스템

본 발명은 실질적으로 수직으로 하나의 코팅 유니트가 다른 코팅 유니트위에 배열된 다수의 코팅 유니트들로 이루어진 분말 코팅 시스템에 관한 것이다.

공지의 분말 코팅 시스템에서는 전체 가공물이 분말에 노출되기 위해, 코팅할 가공물이 아래 위로 움직이는 분말 코팅 분무기를 지나 수평방향으로 코팅 캐빈(cabin) 안에서 이동되어 진다. 대체로, 다수의 코팅 분무기들은 가공물의 이동방향으로(수평으로) 연속적으로 배열되어 있다. 한 코팅분무기에 이어서 다른 코팅 분무기가 배열되어 다수의 코팅 분무기를 포함하는 배치에는 역사적인 이유가 있다:

－ 지금까지 분말 코팅의 효율은 단 하나의 코팅 분무기가 아래 위로 가동되어 코팅된 가공물을 생산할 정도로 좋지 않았다. 충분히 두꺼운 코팅은 오로지 연속적으로 이어져 배치된 다수의 코팅 분무기들에 의해 얻어질 수 있었다.

－ 단위 시간동안 단일 코팅 분무기에 의해 배출된 분말의 양은 충분히 일정하지 않았고 결과적으로 분말 코팅의 만족스러운 균질성은 단지 연속적으로 나란히 배열된 다수의 코팅 분무기의 협동 작업으로 얻어질 수 있었다.

한편, 위에 언급된 두 가지 점에 관한 중요한 진보된 방법이 분말 코팅 기술의 발전과정에서 발견되어, 요즘은 코팅 분무기들이 서로 위에 수직배향으로 배치되어, 가공물은 수평방향으로 그것들을 통과하면서 단지 하나의 코팅 분무기 각각이 가공물의 특정한 가로줄 코팅에만 책임을 지게한 코팅시스템이 만들어지고 있다. 이 배치가 갖는 장점은 본 분야에서의 숙련자들에게 쉽게 명백해질 것처럼 코팅 캐빈을 훨씬 짧게할 수 있다는 것이다. 또한 이 점에 관해서 도1 및 도2를 참고하는데, 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.

그러나, 코팅 분무기를 수직으로 일직선상에 맞추는 배치는 새로운 문제를 야기한다. 만약 코팅 분무기로부터 배출되는 분말의 양이 변동하거나 하나의 코팅 분무기가 완전히 정지해버리면 (예를 들어, 분말 공급 호스안에서나 노즐에서 막힘이 생김) 가공물에서 하나의 전체 가로줄이 아주 얇은 코팅이 되어 버리거나 아예 없어지게 된다. 더욱이, 이 결점은 후속 코팅 분무기에 의해 보완되어 질수 없다. 만약 코팅 분무기가 수평으로 연속되어 배치되었더라도 같은 상황이 되었을 것이다.

따라서, 본발명의 목적은 다수의 코팅 유니트들이 수직으로 서로 위에 배열되고, 코팅 유니트가 방해를 받거나 불량 상태가 될 때 가공물의 코팅의 질이 저하되지 않는 것을 보장하는 분말 코팅 시스템을 제공하는 것이다.

발명에 따라서 이 목적은 청구항 1에서 정의된 분말 코팅 시스템과 청구항 15의 특성들을 특징으로 하는 방법으로 충족된다.

본 발명은 감시 장치를 제안하고 있는데, 이 감시장치는 코팅 유니트의 분말 공급라인이나 코팅 유니트 자체에 포함될 수 있고, 흐르는 분말 흐름의 양이 미리 정해져 있던 기대치보다 떨어지거나 완전히 없어지자마자 신호를 보낸다. 발명에 따른 방법에 의한 분말 코팅 시스템에서 적절한 분말의 흐름은 각각의 코팅 유니트마다 감시가 되며 코팅 유니트에 의해 배출되는 분말의 양이 요구량에 비해 줄어들거나 없어지게 되면 경보장치가 가동될 수 있다.

분말의 양이나 분말 흐름의 존재를 반영하는 측정 신호는 다양한 적당한 방법으로 구현될 수 있다.

감시 장치는 분말 코팅 유니트의 분말 통로에서 분말 흐름에 의해 생성된 마찰 장력을 탐지하기에 알맞게 되어 있다. 이 목적으로, 예를 들어, 분말 이송 주입기의 추진 노즐 혹은 코팅 유니트에 분말을 공급하는 장치는 분말 입자들이 이송되자마자 마찰 장력을 일으킬 수 있는 물질로 이루어져 있다. 마찰 장력은 전달되어지는 분말의 양에 따라 달라지고, 분말 이송로의 벽에 전달이 된다. 거기로 부터 보통, 마찰 장력은 선에 의해 지면으로 전달된다. 주입기에 대한 금속 케이싱, 코팅 유니트의 분말 채널에 금속부분, 또는 코팅 유니트로 분말을 공급하는 기관에 금속 부분을 제공하여 마찰 장력이 직접적으로 촉진될 수 있다. 예를 들어, 만약 주입기가 플라스틱 리테이너에 절연된 방식으로 설치되고 전류 측정 장치가 접지를 유도하는 선에 삽입되면, 지면으로 흐르는 마찰 전류는 발생된 마찰 장력에 기초하여 측정될 수 있다. 마찰 전류의 측정은 분말이 흐르고 있는지의 여부와 가능하게는 분말 기류에 분말이 얼마의 비율로 있는지를 알려주는 신호를 제공할 수 있다. 역치는 만약 마찰 전류가 미리 정해진 값 아래로 떨어지면 경보나 혹은 그와 같은 것이 개시되는 값으로 정의될 수 있을 것이다.

마찰 장력이나 마찰 전류를 측정하는 대신에, 분말 통로에서의 분말 흐름의 속도, 분말 통로의 한 부분에서 흐르는 분말 흐름에 포함된 분말의 질량, 혹은 분말 통로의 분말-질량 흐름을 측정하는 것이 가능하다. DE-A-44 06 046과 DE-A-196 50 112에 개시된 장치와 방법도 이러한 목적을 위해 이용될 수 있다. 전술한 특허 출원들을 구체적으로 참고할 수 있고, 분말 흐름속도와 분말 흐름의 밀도 그리고 분말-대용량 흐름을 측정하기 위한 그것들에 명시된 장치와 방법들이 본 출원에 참고로 포함된다.

도 1은 공지의 분말 코팅 시스템을 예시한다;

도 2는 발명에 따른 분말 코팅 시스템을 예시한다; 그리고

도 3은 분말 코팅 유니트의 마찰 장력을 검출하는 회로를 예시한다.

예로서 첨부한 도면들을 참고로 하여 발명이 더 기술될 것이다:

도 1은 코팅된 가공물이 화살표(12)의 방향으로 이동되는 분말 코팅시스템의 종래의 코팅 캐빈(10)을 나타낸다. 보통, 가공물(보여지지는 않음)은 코팅 캐빈(10)을 통과하여 전달되는 동안 컨베이어의 레일에 매달려 있다. 코팅 캐빈의 한 측벽은 수직슬롯(14)으로 형성되고 이것을 통해 수평으로 한줄로 배열된 다수의 코팅분무기(16)가 분말을 코팅 캐빈(10)에 도입하여 가공물에 퇴적되게 한다. 코팅 분무기(16)는 수직방향으로 왕복운동을 할 수 있게 제작된 캐리지(18)에 장착된다. 가공물이 화살표(12) 방향으로 코팅 캐빈(10)을 통해 전진함에 따라 코팅 분무기(16)는 캐리지(18)에서 아래 위로 움직여 가공물에 균일한 코팅을 입힌다. 또한 도 1에는 필요한 공기와 분말 도관을 가진 분말 저장소(20)와 제어장치(22)가 나타나있다.

이 공지의 분말 코팅 시스템에서는 다수의 코팅 분무기(16)가 가공물의 통과방향(12)으로 나란히 수평으로 배열되어 있고, 가공물에 균일한 분말 코팅을 입히기 위해 수직방향으로 왕복운동을 한다. 이전의 코팅 분무기의 효율은 하나의 코팅 분무기로 충분히 두꺼운 코팅막을 제공할 정도로 우수하지는 않았다. 더욱이, 단위 시간당 하나의 코팅 분무기(16)로부터 배출된 분말의 양은 결과되는 코팅의 두께가 균일하다고 보장할 만큼 충분히 일정하지 않았다. 바람직하게 균일하고 충분한 코팅의 두께는 단지 연속적으로 배열된 여러 코팅 분무기의 협동에 의해서만 얻어질 수 있다. 그러나, 가공물의 통로 방향으로 다수의 코팅 분무기(16)를 나란히 배열하는 것은 필연적으로 코팅 캐빈을 다소 길어지게 한다.

도 2는 코팅 주입기 혹은 분무기(24)가 수직으로 나란히 배열된 본 발명에 따른 정전 분말 코팅 시스템의 예를 보여준다. 도 2에서는 유사한 구성 요소들을 표시하기 위해서 도1에서와 같은 참고 번호가 사용되고 다시 한번 더 설명하지는 않을 것이다.

코팅 분무기(24)는 수직방향으로 움직일 수 있는 프레임(26)에 장착되어 있다. 단순화된 실시예에서는 그것들이 고정될 것이다.

코팅 분무기(24)가 수직으로 나란히 배열된 도2에 따른 분말 코팅 시스템에서 가공물은 또한 화살표(12)의 방향으로 코팅 캐빈(10)을 통해 이동한다. 그러나, 이제 코팅 분무기(24) 각각은 가공물의 단지 하나의 수평 줄만을 코팅한다. (혹은 sine -모양의 물결선- 만약 코팅 분무기(24)가 아래 위로 움직인다면) 이 새로운 형식의 분말 코팅 시스템으로 분말 코팅 캐빈(10)은 가공물의 통과방향(12)으로 훨씬 짧게 조립될 수 있다. 여전히 전체 시스템은 다수의 분무기가 나란히 가로로 배열된 것처럼 더이상 아주 간단하지도 않고 가공물의 같은 줄에 분말을 가하는 다수의 코팅 분무기를 통한 분말 배출의 평균치도 얻어질 수 없다. 이러한 이유로 하여 코팅 분무기(24)가 적절하게 작동하는지를 확인하는 것이 본 발명에 따른 분말 코팅 시스템의 아주 중요한 측면이다. 이것을 달성하기 위해 각각의 코팅 분무기(24)를 통한 분말의 흐름을 검출하는 감시 장치가 본 발명에 따라 제공된다. 감시 장치의 실시예는 도 3에서 예시된다.

도 3은 분말 공급라인(30)과 함께 코팅 분무기(24)를 보여준다. 부품(32)의 분말 공급라인(30)은 분말 입자들이 선(30)을 통해 이송되자마자 마찰 장력을 발생시키는 물질로 만들어진다. 이 마찰 장력은 금속 슬리브(32)로 전달되고 보통, 접지선에 의해 전달된다. 그러나 본 발명에 따르면 공급라인(30)은 직접적으로 지면에 연결되어 있지는 않다. 대신에 그것은 전류 측정 장치(34)를 통해 접지선(36)에 연결되어 있다. 또 다른 실시예에서는 분말 코팅 분무기(24)에 있는 분말 이송 주입기(도시 않음)가 마찰 장력을 발생시키는 물질로 만들어질 수도 있다. 이 경우에는 예를 들어 주입기가 플라스틱으로 만들어진 리테이너에 절연된 형식으로 장착되고 전류 측정 장치(34)를 통해 접지선(36)으로 연결된다.

마찰 장력은 이송되는 분말의 양에 따라 좌우된다. 그러므로 마찰 장력의 측정은 분말의 흐름이 있는지 없는지와, 만약있다면 가능하게는 얼마만큼의 분말이 이송되고 있는지도 표시하는 신호를 제공한다. 역치는 만약 마찰 장력이 지정된 값 아래로 내려가면 경보가 울리도록 하는 값으로 정의될 수 있다. 경보는 코팅 분무기(24)의 완전한 정지를 가리키거나 적어도 하나 이상의 코팅 분무기에 의해 배출된 분말의 양이 적절한 코팅을 제공하기에는 불충분하다는 것을 지적하는 것일수도 있다. 만약 바람직하다면 이 경우에는 코팅 과정도 또한 자동적으로 일시 중단될 수도 있다. 또 다른 실시예(도시 않음)에서는 결함있는 코팅 분무기의 역할을 대신 이어받기 위해서 결점이 있거나 고장난 코팅 분무기의 높이로 수직으로 움직일 수 있도록한 프레임(26)에 장착된 추가의 코팅 분무기를 준비할 수도 있다.

각각의 코팅 분무기(24)를 통한 분말의 흐름을 감시하는 대체적인 방법은 DE-A-44 06 046과 DE-A-196 50 112에 개시되어 있다. 이들 공보는

－ 단위 부피당 분말 질량을 측정하고;

－ 분말 기류의 속도를 측정하고;

－ 분말-공기 혼합물의 이송시 분말-대용량 흐름을 측정하는 역할을 하며 분말 공급라인과 코팅 분무기 각각을 통과하는 분말 흐름을 검출하는데도 적합한 장치와 방법을 기술한다. 상기의 두가지 특허 출원은 명백히 참고가 된다. 이들 공보의 교시에 따라 특히 감시장치는 코팅 분무기를 통과하는 분말 흐름의 속도를 측정하는 속도 측정 장치로 구성될 수 있다. 이송되는 분말 흐름에 기인하여 발생하는 분말 통로에서의 하중 변동을 검출하고 검출된 하중 변동에 기초하여 분말 흐름의 속도를 결정하기 위해 이러한 속도 측정 장치는 분말 통로를 따라 서로에게 일정한 간격을 두고 배치된 두개의 측정 전극으로 구성된다. 감시 장치는 또한 각 분말 통로의 개개의 부분에서 단위 부피당 분말 질량을 측정하기 위한 측정 장치로 구성될 수 있다. 질량 측정 기구는, 극초단파 공명장치의 공명 진동수 및/또는 극초단파 진폭의 변화를 검출하고 검출된 공명 진동수 및/또는 극초단파 진폭으로부터 분말 통로 부분에서 분말 질량을 유도하기 위한 수단과 극초단파 공명 장치로 구성되어 있다. 측정된 속도와 측정된 단위 부피당 분말 질량과 분말 통로의 치수를 기초로 하여, 분말-대용량 흐름을 계산하는데 컴퓨터가 추가 이용된다면 질량과 속도 측정장치를 결합하여 이용한 분말 흐름의 결정은 아주 정확하게 될 수 있다.

상기 명세서와 청구범위, 도면, 그리고 인용된 독일 특허 출원 DE-A-44 06 046과 DE-A-196 50 112에 개시된 특징들은 다양한 실시예에서 본 발명을 실현하기 위해 개별적으로든 어떤 결합 방식으로든 중요할 것이다.

본 발명의 분말 코팅 시스템은 코팅 유니트가 수직으로 배열되어 코팅 캐빈이 훨씬 짧아질 수 있고 가공물의 코팅의 질이 저하되지 않는 것을 보장한다.

Claims (15)

1. 코팅 유니트를 지나 수평방향으로 이동되는 가공물에 동시 분말 방출을 위하여 실질적으로 수직으로 하나의 코팅 유니트가 다른 코팅 유니트 위에 배열된 다수의 코팅 유니트(24)를 포함하며 각각의 코팅 유니트(24)를 통하여 흐르는 분말 흐름을 검출하기 위한 감시 장치(32,34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 코팅 유니트(24)에 이르는 분말 공급라인(30)과 분말 이송 장치로 구성된 분말 통로가 각각의 코팅 유니트(24)와 회합되어있고, 감시 장치는 코팅 유니트의 각각의 분말 통로에 각각 결합된 다수의 검출 장치(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 감시 장치(34)는 적어도 하나의 코팅 유니트(24)를 통한 분말 흐름이 주어진 원하는 값에 도달하지 못할때 신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 감시 장치는 코팅 유니트(24) 및/또는 그것들의 공급라인(30) 및/또는 그것들의 분말 이송 장치를 통해 흐르는 분말 흐름에 의해 발생된 마찰 장력을 검출하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 코팅 유니트(24) 또는 분말 이송장치의, 분말 통로 혹은 분말 통로의 부분이 절연되고 전류 측정 기구(34)를 통해 지면에 연결되는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 감시 장치는 코팅 유니트(24)를 통하여 통과하는 분말 흐름의 유동속도를 측정하기 위한 속도 측정기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 속도 측정 기구는 이송되는 분말 흐름에 기인하여 발생하는 분말 통로에서의 하중 변동을 검출하고 검출된 하중 변동에 기초하여 분말 흐름의 속도를 결정하기 위해, 분말 통로를 따라 서로에게 간격을 두고 배치된 두개의 측정 전극을 포함하는것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
8. 제 2 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 감시 장치는 각 분말 통로의 각각의 부분에서 단위 부피당 분말 질량을 측정하는 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 질량 측정 기구는 극초단파 공명 장치의 공명 진동수 및/또는 극초단파 진폭의 변화를 검출하고, 검출된 공명 진동수 및/또는 극초단파 진폭으로부터 분말 통로 부분의 분말 질량을 유도하기 위한 수단과 극초단파 공명장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 감시장치는 측정된 속도와 측정된 단위 부피당 분말 질량과 분말 통로의 치수를 기초로하여 분말-대용량 흐름을 계산하는 컴퓨터를 포함하는것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 수직으로 나란히 배열된 다수의 코팅 유니트(24)들이 고정되고 가공물이 수평 방향으로 유니트들을 지나도록 안내되는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
12. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 수직으로 나란히 배열된 다수의 코팅 유니트(24)들이 함께 수직 방향으로 움직일 수 있고, 가공물이 수평방향으로 유니트들을 지나도록 안내되는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 수직방향으로 움직일 수 있으며, 불충분한 분말 흐름이 검출되는 다른 코팅 유니트를 대체할 수 있는 추가의 코팅 유니트를 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 코팅 유니트의 불충분한 분말 흐름의 검출시 분말 코팅 시스템의 작동을 중단시키는 장치를 특징으로 하는 분말 코팅 시스템.
15. 실질적으로 수직으로 나란히 배열되고 분말을 실질적으로 동시에 가공물에 배출하는 다수의 코팅 유니트(24)를 포함하고 가공물이 코팅 유니트들을 지나서 이동하고, 각각의 코팅 유니트를 통해 흐르는 분말 흐름이 감시되며, 적어도 하나의 코팅 유니트를 통한 분말 흐름이 주어진 원하는 값에 도달하지 못할 때 신호가 방출되는 것을 특징으로 하는 분말 코팅 시스템을 감시하는 방법.