KR20190095256A - 코팅제 도포용 프린트 헤드 - Google Patents

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KR20190095256A
KR20190095256A KR1020197013100A KR20197013100A KR20190095256A KR 20190095256 A KR20190095256 A KR 20190095256A KR 1020197013100 A KR1020197013100 A KR 1020197013100A KR 20197013100 A KR20197013100 A KR 20197013100A KR 20190095256 A KR20190095256 A KR 20190095256A
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한스-게오르그 프리츠
벤자민 뵈르
마르쿠스 클라이너
모리츠 부벡
티모 베일
프랑크 헤레
스테펜 소츠니
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듀르 시스템스 아게
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Abstract

본 발명은 노즐 판(1), 상기 노즐 판(1) 내에 노즐(2), 상기 노즐 판(1) 내에 노즐(2)을 갖는 자동차 차체 구성부품들에 페인트를 도포하기 위한, 코팅제를 부품에 도포하기 위한 프린트 헤드에 관한 것으로, 노즐 판(1), 노즐 판(1) 안에서 코팅제를 분산하기 위한 노즐(2), 노즐(2)을 통해 코팅제의 방출을 제어하기 위해 노즐 판(1)에 대해 이동 가능한 밸브 요소(9, 11)를 포함하고, 가동형 밸브 요소(9, 11)는 폐쇄 위치에서 노즐(2)을 폐쇄시키고, 개방 위치에서는 상기 노즐(2)을 해제시키며, 또한 밸브 요소(9, 11)의 폐쇄 위치에서 밸브 요소(9, 11)에 대해 상기 노즐(2)을 밀봉하기 위한 시일(11, 12)를 가진다. 본 발명은 시일 (11, 12)이 밸브 요소(9, 11) 상의 엘라스토머 인서트로서 설계되지 않는 것을 제공한다.

Description

코팅제 도포용 프린트 헤드
본 발명은 코팅제를 부품에 도포하기 위한, 특히 페인트를 차체 부품에 도포하기 위한 프린트 헤드에 관한 것이다.
회전식 분무기는 일반적으로 차체 부품의 시리즈 페인팅을 위한 도포 장치로 사용되지만, 도포 효율이 제한적이라는 단점이 있다. 즉, 코팅되는 부품에 도포된 페인트 침전물의 일부만이 도포되는 반면, 나머지 페인트는 소위 오버스프레이(overspray)로 처리해야만 한다.
한편, 새로운 개발 라인은 예를 들어 DE 10 2013 002 412 A1, US 9,108,424 B2 및 DE 10 2010 019 612 A1에서 공지된 바와 같이, 도포 장치로서 소위 프린트 헤드를 제공한다. 공지된 회전식 분무기와 대조적으로, 그러한 프린트 헤드는 도포될 페인트의 분사를 방출하지 않고, 공간적으로 협소하게 한정되고 페인트될 구성요소 상에 거의 완전히 퇴적된 페인트 제트를 발생시키므로, 사실상 오버스프레이가 발생하지 않는다.
이 경우, 다수의 노즐이 통상 프린트 헤드의 노즐 판에 배열되어, 개별 노즐이 각각 가동 밸브 요소에 의해 개폐될 수 있다. 가동식 밸브 요소는 보통 시일로서 엘라스토머 인서트를 갖춘 밸브 니들이다. 여기서, 엘라스토머 인서트를 가진 밸브는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동할 수 있어서 엘라스토머 인서트는 밸브 니들의 폐쇄 위치에서 노즐을 밀봉하지만, 엘라스토머 인서트가 노즐로부터 들어 올려지면 노즐은 개방위치로 되어 노즐을 통해 유체 유동(통상적으로 종래 기술에 따른 잉크)을 방출한다.
가동 밸브 요소(예를 들어, 밸브 니들)와 노wmf 사이의 이러한 잘 알려진 유형의 밀봉의 단점은 엘라스토머 인서트를 제조함에 있어 복잡한 제조 공정이 필요하다는 것이다.
또 다른 단점은 엘라스토머 인서트를 갖는 밸브 니들이 특정 한계 내에서만 소형화 될 수 있어서 인접 노즐 사이의 노즐 간격이 하한선 아래로 떨어질 수 없다는 것이다.
또한, 엘라스토머 인서트의 제조 정밀도가 제한되어, 필요한 밸브 행정과 관련하여 큰 변동이 발생한다.
본 발명의 기술적 배경은 또한 DE 36 34 747 A1, DE 10 2014 012 705 A1, DE 41 38 491 A1에서 발견될 수있다.
따라서, 본 발명은 노즐에 대해 가동 밸브 요소를 밀봉하기 위한 다른 해결책을 생성하는 목적에 기초한다.
이 목적은 메인 청구항에 따른 본 발명에 따른 프린트 헤드에 의해 달성된다.
우선, 본 발명의 문맥에서 사용되는 "프린트 헤드"라는 용어는 일반적으로 분무기(예 : 회전식 분무기, 디스크 분무기, (예를 들어, 가소제, 에어 믹스 분무기, 초음파 분무기)에 도포될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 반대로, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 코팅제의 공간적으로 제한된 분사를 방출한다. 이러한 프린트 헤드는 종래 기술로부터 공지되어 있으며, 예를 들어 DE 10 2013 092 412 A1, US 9,108,424 B2 및 DE 10 2010 019 612 A1에 기술되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 바람직하게는 페인트(예를 들어, 베이스 코트, 클리어 코트, 수성 페인트, 용제 페인트)의 도포에 사용되는 것으로 언급되어야 한다. 그러나, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 대안적인 예를 들면 실란트, 단열재, 접착제, 프라이머 등과 같은 다른 코팅제의 도포를 위해 대안적으로 설계될 수도 있다.
종래 기술에 따르면, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 코팅제를 분배하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함하는 노즐 판을 갖는다. 바람직하게는,이 노즐은 코팅제 성분 위에 전술한 코팅제 제트를 방출한다. 노즐이 인쇄 헤드의 안쪽에 배열되어 코팅제를 외부 출구 노즐로 통과시켜 코팅제 제트를 구성요소에 도포할 가능성도 있다.
또한, 종래 기술에 따라, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 노즐을 통한 코팅제의 방출을 제어하는 밸브 요소를 갖는다. 이 밸브 요소는 노즐 판에 대해 이동 가능하며, 밸브 요소는 폐쇄 위치에서 노즐을 폐쇄하고, 가동 밸브 요소는 개방 위치에서 노즐을 이완시킨다.
바람직하게는, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 밸브 요소의 이동은 순수 선형 운동(변위 운동)이지만, 본 발명의 범주 내에서 기본적으로 밸브 요소의 열린 위치와 닫힌 위치 사이의 다른 이동의 가능성이 존재한다. 회전 운동, 선회 운동 또는 밸브 요소의 결합된 회전 운동 및 선형 운동은 단지 몇 가지 예일 뿐이다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 밸브 요소의 폐쇄 위치에서 가동 밸브 요소에 대해 노즐을 밀봉하기 위한 시일을 포함한다.
그러나, 본 발명에 따른 프린트 헤드의 경우, 이 시일은 밸브 요소 상에 엘라스토머 인서트로서 설계되지 않는 것이 바람직한데, 이는 상기 설명한 문제점과 관련되기 때문이다.
예를 들어, 공지된 엘라스토머 인서트의 경우에서와 같이, 시일은 노즐 판 상에, 즉 가동 밸브 요소 상에 배치될 수 없다. 대안적으로, 본 발명에 따른 시일은 가동식 밸브 요소에, 즉 노즐 판이 아닌 곳에 부착될 수도 있다. 또한, 이 두 가지 대안을 결합하여 시일이 가동 밸브 요소와 노즐 판, 이 경우 노즐에 부착되며 두 개의 시일이 상호 작용할 수 있다.
시일은 바람직하게는 편평하고, 그리고 폐쇄 위치에서 이동 밸브 요소와 시일 사이에 편평한 접촉을 생성한다는 것을 언급해야 한다. 예를 들어, 이러한 목적으로 평평한 밀봉 판 또는 밀봉 층이 노즐 판의 내부에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 가동 밸브 요소의 형상은 노즐의 형상과 상보적이고 폐쇄 위치에서 노즐 내로 돌출할 가능성이 있다. 예를 들어, 노즐은 흐름 방향으로 원추형으로 좁아질 수 있다. 또한, 가동 밸브 요소는 바람직하게는 노즐과 동일한 원추각으로 자유 단부를 향하여 원추형으로 테이퍼져야하므로, 밸브 요소와 노즐은 대응 형상 끼워맞춤을 형성하여 밀봉 효과를 향상시킨다. 대안적으로, 예를 들어, 노즐이 반구형 내부 윤곽을 가질 수 있으므로, 바람직하게는 가동 밸브 요소는 반구형 외부 윤곽을 갖는다.
또한 시일은 노즐의 내부 플랭크에 도포될 수 있음을 언급하고자 한다. 노즐의 내부 윤곽이 테이퍼진 경우, 시일은 바람직하게는 노즐의 내부 플랭크를 덮을 것이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 프린트 헤드는 가요성 밀봉 다이어프램을 가지며, 이에 의해 가요성 밀봉 다이어프램은 가동 밸브 요소를 형성하고 폐쇄 위치에서 노즐을 폐쇄하고 개방 위치에서 노즐을 해제한다. 이 밀봉 다이어프램은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이의 밸브 작동기에 의해 편향된다. 한편으로, 가요성 밀봉 다이아프램은 노즐을 폐쇄 위치에서 밀봉한다. 한편, 밀봉 다이어프램은 또한 밸브 액츄에이터로부터 코팅제 공급을 분리하여 밸브 작동기가 코팅제와 접촉하지 않도록한다. 이는 서로 다른 색상의 코팅제가 차례로 도포되어야 하므로 인쇄 헤드가 플러싱 제로 헹궈져야 할 때 특히 유리하다. 가요성 밀봉 다이어프램은 밸브 액츄에이터의 코팅 침착을 방지하고 부드러운 표면으로 인해 우수한 플러싱 특성을 허용한다.
또한, 밀봉 다이어프램은 또한 탄성체일 수 있고, 그 다음 폐쇄 위치로 특히 밀봉 횡경막을 그의 휴지 위치로 가압하는 리턴 스프링의 기능을 수행한다. 밸브 액츄에이터는 바람직하게는 밀봉 다이어프램을 열린 위치로 편향시키는 반면, 밀봉 다이어프램은 스프링 탄성 때문에 밸브 액츄에이터에 의해 작동되지 않고 폐쇄 위치로 가압된다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 밀봉 다이아프램은 스프링 탄성으로 인해 개방 위치로 가압될 수 있고, 이에 따라 밸브 액츄에이터는 밀봉 다이어프램을 폐쇄 위치로 가압할 수 있다.
가동 밸브 구동 장치를 이동시키기 위해, 프린트 헤드는 밸브 구동 장치를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서, 밸브 구동 장치는 가동 밸브 요소에 기계적으로 결합되고 구동 다이어프램을 편향시키기 위해 구동 유체(예를 들어, 유압 유체, 압축 공기)가 공급될 수 있는가요성 구동 다이어프램을 포함하며, 그에 의해 밸브 요소를 이동시킨다.
액츄에이터 멤브레인이 코팅제 자체에 의해 작용될 수 있는 가능성도 존재한다. 대안적으로, 구동 유체는 페인트의 일부, 예를 들어 결합제, 용매, Mesamol® 또는 이와 유사한 것으로 이루어질 수 있다. 이 다이아프램이 파손되면 화학 반응 또는 비호환성이 발생하지 않는다.
밸브 액츄에이터의 이러한 변형예로서는 노즐과 액츄에이터 유체 사이에 2 개의 시일이 존재하는 것으로, 그 중 하나는 액츄에이터 다이어프램을 통한 시일이고 다른 하나는 가요성 밀봉 다이어프램을 통한 시일인 것에 따라 상기 언급된 가요성 밀봉 다이어프램과 조합하여 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 노즐을 통한 액츄에이터 유체 (가령, 유압 유체)의 누출은 이중 안전성으로 방지될 있다.
그러나, 본 발명의 범위 내에서, 밸브 구동 장치의 다른 설계가 또한 가능하다. 예를 들어, 밸브 구동 장치는 코일 내에 코일 및 가동 아마츄어를 갖는 솔레노이드 액츄에이터로서 설계될 수 있으며, 그에 따라 아마츄어는 가동형 밸브 요소에 기계적으로 결합되어서 코일에 공급되는 전류에 따라 가동 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 시프트된다.
본 발명의 일 실시예에서, 밸브 요소(예를 들어, 태핏)는 프린트 헤드에 고정되고, 노즐 판은 탄성적으로 가요성이며 밸브 액츄에이터에 의해 구부러질 수 있다. 그런 다음 닫힌 위치에서 밸브 구동 장치는 노즐 판에 아무런 힘도 가하지 않아 노즐 판이 평평해지고 가동형 밸브 요소(예 : 태핏)의 자유 단에 노즐과 함께 밀폐된다. 한편, 개방 위치에서, 밸브 구동 장치는 노즐 스트로크를 통해 밸브 요소의 자유 단으로부터 노즐이 들어 올려지도록 코팅 장치가 노즐로부터 빠져나올 수 있도록 노즐 판을 구부린다. 폐쇄 위치와 개방 위치 사이의 노즐 영역 내의 노즐 판의 스트로크는 약 30㎛인 것이 바람직하다.
초기에 이미 시일이 편평할 수 있다고 간단하게 언급하였다. 예를 들어, 시일은 예를 들어 노즐 판 상에 가황화되거나, 증발되거나, 층 형성 공정에 의해 도포되거나 또는 인쇄되는 실런트 층을 가질 수 있다.
대안적으로, 시일은 예를 들어 노즐 판에 아교처리되거나, 놓여지거나, 접착되거나 또는 적층될 수 있는 필름을 가질 수도 있다.
본 발명의 범위 내에서 재료의 선택과 관련하여, 가동형 요소는 바람직하게는 적어도 부분적으로 금속, 플라스틱 또는 실리콘으로 이루어진다는 것을 언급해야 한다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 밸브 요소의 측면과 노즐의 측면 사이에서 노즐 상에 다음 재료 조합 중 하나를 갖는 것이 바람직하다:
- 금속 위에 금속,
- 플라스틱 위에 금속,
- 플라스틱 위에 금속,
- 실리콘 위의 플라스틱,
- 실리콘 위의 실리콘, 또는
- 실리콘 위에 금속.
예를 들어, 가동형 밸브 요소는 금속으로 만들어 질 수 있고 플라스틱 태핏과 결합 될 수 있다.
또한, 오리피스는 실리콘으로 제조되거나 실리콘 오리피스 인서트를 포함할 수 있는 한편, 가동형 밸브 요소는 강, 고무 또는 플라스틱(예 : PTFE : 폴리테트라플루오로에틸렌)으로 적어도 부분적으로 제조된다.
가동형 밸브 요소가 열린 위치에서 닫힌 위치로 이동할 때, 시일은 일반적으로 밸브 요소의 폐쇄 위치로의 이동을 제한하는 기계식 정지부를 형성한다. 따라서 시일에는 두 가지 기능이 있다. 첫째 실제 밀봉 기능과 두 번째 기계적 정지 기능이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 별도의 기계적 정지부는 밸브 요소의 폐쇄 위치로의 이동을 제한하도록 제공된다. 이것은 한정된 압축력이 시일에 작용하기 때문에 유리할 수 있다.
기계식 정지부는 바람직하게는 밸브 요소의 측면과 양 측면에 금속을 제공하는 노즐의 측면 사이에 재료 쌍(material pairing)을 갖는다. 반면에, 시일은 바람직하게는 탄성이고 폐쇄 위치에서 기계적 정지부에 의해 한정된 소정의 재료 압축을 받는다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 가동형 밸브 요소는 바람직하게는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이의 태핏을 통해 밸브 액츄에이터에 의해 이동될 수 있는 밸브 판으로서 설계된다.
본 발명의 변형예에서, 태핏은 노즐을 통해 돌출하고, 밸브 판은 밸브 구동부로부터 멀어지는 방향으로 노즐 판의 아래쪽에 있는 폐쇄 위치에 놓인다. 따라서, 밸브 판은 노즐 내로 당겨져서 노즐을 폐쇄하고, 노즐 판은 노즐로부터 밀려 나와 노즐을 개방한다.
또 다른 변형예에서, 노즐 채널은 적어도 하나의 노즐이 공급되는 노즐 판을 관통한다. 폐쇄 위치에서, 판형 밸브 요소는 밸브 구동부를 향한 노즐 채널의 상부 섹션과 밀봉 접촉한다.
상기에서 이미 언급한 바와 같이, 프린트 헤드는 바람직하게는 종래의 분무기(예 : 회전식 분무기)에 의해 방출되는 분무 안개와는 대조적으로 코팅제의 좁은 제한된 분사를 방출한다.
또한 프린트 헤드는 제트의 종방향으로 연속하는 코팅제 제트와 대조적으로 액체 방울의 분사를 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 프린트 헤드가 액 적의 분사와는 대조적으로 분사의 길이 방향으로 함께 연결된 코팅제 분사를 방출 할 수도 있다.
특정 도포에서는 추가 프린트 헤드를 활용하기 위해 프린트 헤드 전체 또는 프린트 헤드의 개별 구성 요소(예 : 노즐 판 1에)에 고전압(30-90KV)을 인가하여 (도포된 페인트가 전기장 선을 따라 움직이고 가장자리 근처의 도포 기에서 멀리 떨어진 코팅 표면)과 같은 정전기 페인팅의 이점을 취하도록 하는 것이 좋다.
정전기 대전이 사용되는 경우 전도성 도료를 처리할 때 재료 공급에 잠재적 분리 시스템을 사용해야 할 수 있다. 이 경우, 도포기의 모든 구성 요소도 고전압을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.
본 발명에 따른 프린트 헤드의 특별한 이점은 오버 스프레이가 거의 없으므로, 즉 프린트 헤드가 바람직하게는 적어도 80%, 90%, 95% 또는 99%의 도포 효율을 가지므로, 일반적으로 도포제 전체가 과잉 분무없이 부품 상에 완전히 침착된다.
또한 프린트 헤드는 바람직하게는 큰 면적 코팅 용량을 가지므로, 프린트 헤드는 또한 차체 부품의 시리즈 페인팅에서 면적 코팅에 적합하다는 것도 언급되어야 한다. 따라서 프린트 헤드는 적어도 0.5m2/min, 1m2/min, 2m2/min 또는 심지어 3m2/min의 표면 코팅 성능을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 전술한 프린트 헤드를 오직 하나의 구성요소로서 보호할 뿐만 아니라, 오히려, 본 발명은 또한 페인트 구성요소(예를 들어 자동차 본체 구성요소)를 위한 완전한 코팅 시스템(예를 들어 도장 시스템)에 대한 보호를 요구하며, 이에 따라 본 발명에 따른 프린트 헤드가 도장 장치로서 사용된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 프린트 헤드는 다축 페인팅 로봇에 의해 안내될 수 있으며, 바람직하게는 적어도 6개의 이동 가능한 로봇 축을 갖는 직렬 기구학을 갖는다.
본 발명의 다른 유리한 변형은 종속항에 기재되어 있거나 아래에 도시된 도면을 사용하여 본 발명의 선행된 실시예에 대한 설명과 함께 보다 상세히 설명된다.
본 발명에 따른 프린트 헤드는 오버 스프레이가 거의 없으므로, 즉 프린트 헤드가 바람직하게는 적어도 80%, 90%, 95% 또는 99%의 도포 효율을 가지므로, 일반적으로 도포제 전체가 과잉 분무없이 부품 상에 완전히 침착되는 효과가 있다.
또한 프린트 헤드는 큰 면적 코팅 용량을 가지므로, 프린트 헤드는 또한 차체 부품의 시리즈 페인팅에서 면적 코팅에 적합하다는 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 프린트 헤드를 오직 하나의 구성요소로서 보호한다는 것이다.
도 1은 평평한 시일을 갖는 본 발명에 따른 프린트 헤드로부터의 절취단면의 개략도,
도 2는 노즐 및 밸브 요소의 형상-끼워맞춤을 갖는 도 1의 변형예,
도 3은 도 1 및 도 2의 변형예,
도 4는 유압식으로 구동되는 추가 액츄에이터 다이어프램이 있는 또 다른 변형예,
도 5는 가동형으로서 밸브 판을 노즐 채널 내에서 이동시키는 태핏(tappet)을 구비한 변형예,
도 6은 도 5의 변형예로서, 밸브 판이 프린트 헤드의 외측면 상에 밀봉식으로 놓일 수 있는 있는 것을 보여 주는 도면,
도 7a 및 도 7b는 노즐을 개폐하도록 구부러질 수 있는 가요성 노즐 판을 갖는 변형예,
도 8a-8c는 본 발명의 프린트 헤드의 노즐의 다양한 윤곽을 도시한 도면.
이하에서는 도 1에 따른 실시예를 먼저 설명한다. 이 도면은 차체 부품을 페인트하기 위한 페인트 라인에서 페인트를 도포하기 위한 본 발명에 따른 프린트 헤드의 제어 밸브의 개략도를 도시하며, 프린트 헤드는 종래의 기술에서 알려진 바와 같이, 적어도 6 개의 로봇 축을 갖는 표준 로봇 기구학을 갖는 다축 페인팅 로봇에 의해 이동되므로, 이에 대해서는 더 이상 상세하게 설명하지 않는다.
본 발명에 따른 프린트 헤드는 몇 개의 노즐(2)을 갖는 노즐 판(1)을 가지며, 간략화를 위해 단지 하나의 노즐(2)만이 도시된다.
코팅될 페인트는 프린트 헤드의 페인트 공급부(3)로부터 공급되며, 도면에서 페인트 공급부(3)는 노즐 판(1)에 의해 바닥에서 그리고 다른 판(4)에 의해 상부에서 제한된다.
상부 판(4)은 노즐 판(1)의 노즐(2)과 동축인 개구를 가지며, 그 위에 코일 튜브(5)가 동축으로 배치되어, 코일 튜브(5)는 코일(6)로 감겨진다.
코일 튜브(5)에는 시일(8)에 의해 코일 튜브(5)의 상단부에서 코일 튜브(5)에 대해 밀봉되는 코일 코어(7)가 있다.
또한, 코일 튜브(5)에는 아마츄어(9)가 있으며, 이중 화살표의 방향으로 움직일 수 있으며, 아마츄어(9)의 이동은 코일(6)의 전류 공급에 의존한다.
도면은 노즐(2)을 밀봉하기 위해 하부 폐쇄 위치에 있는 아마츄어(9)를 도시한다. 반면에, 페인트 도포을 위해, 코일(6)은 아마츄어(9)가 도면에서 위쪽으로 당겨지는 방식으로 하여 여기되어 노즐(2)을 해제시킨다.
또한, 제어 밸브는 코일(6)에 통전하지 않고 아마츄어(9)를 도면에 도시된 폐쇄 위치로 밀어 넣는 리턴 스프링(10)을 갖는다.
자유 단부에서, 아마츄어(9)는 폐쇄 위치에서 노즐(2)을 밀봉하기 위해 시일(11)을 운반한다.
아마추어(9)상의 시일(11)은 노즐 판(1) 내부의 평평한 시일(12)과 함께 폐쇄 위치에서 작동한다.
도시된 폐쇄 위치에서, 한편으로는 아마츄어(9) 상에 그리고 다른 한편으로는 노즐 판(1) 상에 2 개의 시일(11, 12) 사이에 편평한 접촉이 있다.
노즐 판의 내측상의 편평한 시일(12)은 예를 들어, 노즐 판(1)의 내부 상에 가황 화되거나, 증발되거나, 층 형성 공정에 의해 도포되거나 또는 인쇄되는 실란트 층으로 이루어질 수 있다.
대안적으로, 시일(12)은 노즐 판(1)의 내부에 놓여 있거나, 접착되거나 또는 적층되는 포일 일 가능성도 있다.
또한, 한편으로는 시일(11)과 시일(12)의 재료 쌍에 대해 다양한 가능성이 있다. 예를 들어, 금속 위에 금속, 금속에 플라스틱, 플라스틱 위에 금속, 실리콘에 플라스틱, 실리콘 위에 실리콘 또는 실리콘 위에 금속을 재료 쌍으로 사용할 수 있다.
도 2는 도 1에 따른 실시예의 변형예를 도시하며, 반복을 피하기 위해 상기 설명이 참조되며, 동일한 참조 부호는 상응하는 세부 사항에 동일하게 사용된다.
이 실시예의 특별한 특징은 노즐(2)이 유동 방향으로 입구 영역에서 원추형으로 가늘어지고 측방향 노즐 플랭크를 갖는다는 것이다. 시일(12)은 노즐(2)의 측방향 노즐 플랭크에 도포된다.
또한, 시일(11)은 노즐의 이러한 형상에 적합하고 따라서 그 자유 단부를 향하여 원추형으로 테이퍼져서, 한편의 시일(11) 및 다른 한편의 노즐(2)은 형상이 적응되어 양호한 밀봉 효과를 제공한다.
도 3은 반복을 피하기 위해 상기 설명을 다시 참조하도록 위에서 설명된 실시예의 추가 변형을 도시한다.
이 실시예의 특별한 특징은 시일(11) 대신에 가요성 밀봉 다이어프램(13)이다. 도면은 아마츄어(9)가 위쪽으로 상승되고 밀봉 다이어프램(13)이 노즐을 해제하는 개방 위치를 도시한다. 그러나, 노즐(2)을 폐쇄하기 위해 코일(6)은 전력 공급 장치로부터 분리되어, 밀봉 다이어프램(13)이 노즐 판 내의 노즐(2)의 내부 오리피스 상에 놓일 때까지 아마츄어(9)가 도면의 리턴 스프링(10)에 의해 노즐 판(1)을 폐쇄하여 노즐(2)을 폐쇄시킨다.
그러나, 밀봉 다이어프램(13)은 노즐(2)을 개방 또는 폐쇄하는 기능을 가질 뿐만 아니라 많은 경우에 페인트 공급부(3)와 제어 밸브의 다른 구성요소들, 즉 아마츄어(9), 코일 튜브(5) 및 코일 코어(7)를 포함한다. 이는 제어 밸브 및 특히 코일 튜브(5)에서의 페인트 침착을 방지하기 때문에 유리하다. 이는 제어 밸브 자체가 제어하지 않기 때문에 색상을 변경할 때 특히 중요하다. 그것은 페인트와 접촉하지 않기 때문에 씻어내야 한다.
도 4는 도 3에 따른 실시예의 변형을 도시하며, 반복을 피하기 위해 상기 설명이 참조된다.
이 실시예의 특별한 특징은 밸브 액츄에이터의 설계인데, 이는 도 3에서와 같이 전자기적으로는 작동하지 않지만 유압으로 작동한다. 이 목적을 위해, 밸브 액츄에이터는 분리된 액츄에이터 다이어프램(14)을 가져서 유압 연결부(15)를 통해 액츄에이터 유체로서 유압 유체를 공급하여 액츄에이터 다이어프램(14)을 이동시키고 그리고 따라서 그것에 부착된 시일(11)을 이중 화살표 방향으로 밀봉 다이어프램(14)을 가진다.
액츄에이터 다이어프램(14) 및 밀봉 다이어프램(13)은 유압 연결부(15)와 노즐(2) 사이에 이중 밀봉을 제공한다는 것을 유의해야 한다. 이는 2 배의 확실성으로 오작동이 발생할 경우 유압 유체가 노즐(2)을 통해 빠져 나가는 것을 방지한다.
도 5는 도 1에 따른 실시예의 변형을 도시하며, 반복을 피하기 위해 상기 설명을 참조한다.
이 실시예의 특별한 특징은 리턴 스프링(10)이 생략되었다는 것이다. 즉, 아마츄어(9)의 이동은 코일(6)에의 전류 공급에 의해서만 폐쇄 위치와 개방 위치 모두에서 제어된다.
또 다른 특별한 특징은 아마츄어(9)가 태핏(16)을 통해 밸브 판(17)에 연결되는데, 상기 밸브 판은 더블 채널 열의 방향으로 노즐 채널(18) 내에서 이동할 수 있다. 도면은 밸브 판(17)이 노즐 채널(18)의 상부 측에 접촉하여 노즐(2)을 밀봉하는 폐쇄 위치에서의 밸브 판(17)의 위치를 도시한다.
노즐(2)을 개방하기 위해, 밸브 판(17)을 갖는 태핏(16)은 도면에서 아래쪽으로 가압되고 더 이상 노즐 채널(18)의 상부 벽에 기대지 않는다. 페인트는 페인트 공급부로부터 노즐 채널(18)로 도입되어 노즐(2)을 통해 배출된다.
도 6은 도 5에 따른 실시예의 변형을 도시하며, 반복을 피하기 위해 상기 설명을 참조한다.
이 실시예의 특별한 특징은 노즐 채널(18)이 노즐 판(1)에 배열되지 않는다는 것이다. 오히려, 도면에 도시된 폐쇄 위치에서 밸브 판(17)은 노즐 판(1)의 외부 리세스에 대해 밀봉상태로 놓인다.
도 7a 및 도 7b는 노즐(2)의 개폐에 대한 다른 개념을 도시한다. 도 7a는 폐쇄 위치를 도시하고, 도 7b는 노즐(2)이 해제되는 개방 위치를 도시한다.
노즐(2)은 고정 태핏(19)에 의해 밀봉되거나 해제된다. 노즐 판(1)은 노즐(20의 영역에 있는 고정 태핏(19)에 의해 들어 올려지는 방식으로 구부러지지 않거나(도 7a) 또는 구부러진다(도 7b). 여기서 노즐(2)의 영역에서의 노즐 판(1)이 예를 들어 30㎛의 굽힘-관련 스트로크를 수행하는 것으로 충분하다.
도 8a 내지 도 8c는 노즐(2)의 다양한 가능한 윤곽, 즉 원통형 윤곽(도 8a), 원추형 윤곽(도 8b) 및 노즐(2)의 외측에 돌출부(20) 윤곽(도 8c)을 보여준다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 많은 변형 및 수정이 가능하며 이는 또한 의도적인 아이디어를 사용하는 것도 보호의 범위에 포함된다는 것을 의미한다. 특히, 본 발명은 또한 각각의 경우에 언급된 청구범위와는 독립적으로, 또한 메인 청구범위의 특징없이 각 종속항에 대한 보호 및 그의 특징도 청구한다. 따라서, 본 발명은 서로 독립적으로 보호되는 본 발명의 다양한 태양을 포함한다.
1 : 노즐 판 2 : 노즐
3 : 페인트 공급부 4 : 상부 판
5 : 코일 튜브 6 : 코일
7 : 코일 코어 8 : 시일
9 : 아마츄어 10 : 리턴 스프링
11 : 시일 12 : 시일
13 : 밀봉 다이어프램 14 : 액츄에이터 다이어프램
15 : 유압 연결부 16 : 태핏
17 : 밸브 판 18 : 노즐 채널
19 : 태핏 20 : 돌출부

Claims (14)

  1. 코팅제를 부품에 도포하기 위한, 특히 자동차의 자동차 본체 부품에 페인트를 도포하기 위한프린트 헤드가,
    a) 노즐 판(1),
    b) 코팅제를 분배하기 위한 노즐 판(1)의 적어도 하나의 노즐(2),
    c) 노즐(2)을 통한 코팅제의 방출을 제어하기 위해 노즐 판(1)에 대해 움직일 수 있는 것으로서, 폐쇄 위치에서는 노즐(2)을 폐쇄시키고 노즐 개방 위치에서는 노즐(2)을 해제시키는 아마츄어, 즉 가동형 밸브 요소(9); 및
    d) 상기 가동형 밸브 요소(9)의 폐쇄 위치에서 상기 가동형 밸브 요소(9, 11)에 대해 상기 노즐(2)을 밀봉하기 위한 시일(11, 12)을 가지며,
    e) 시일(11, 12)은 밸브 요소(9, 11)상에 엘라스토머 인서트로서 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  2. 제 1 항에있어서,
    a) 시일(12)은 노즐 판(1)에 부착되고, 그리고/또는
    b) 상기 시일(12)은 편평하고 폐쇄 위치에서 상기 가동형 밸브 요소(9, 11)와 상기 시일(12) 사이에 편평한 접촉 접촉을 생성하고, 그리고/또는
    c) 상기 시일(12)은 상기 밸브 요소가 상기 폐쇄 위치로부터 상기 개방 위치로 이동할 때 상기 노즐92)에 대해 어떠한 상대적 이동을 만들지 않는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  3. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 가동형 밸브 요소(9, 11)는 노즐(2)의 형상에 상보적으로 그 형상이 적용되어 노즐(2) 내로 관통하고, 그리고/또는
    b) 시일(11, 12)은 노즐(2)의 내부 플랭크 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 상기 프린트 헤드는 가요성 밀봉 다이아프램(13)을 가지며,
    b)가요성 밀봉 다이아프램(13)은 가동형 밸브 요소를 형성하고 폐쇄 위치에서 노즐(2)을 폐쇄하고 개방 위치에서 노즐(2)을 해제하고,
    c) 밀봉 다이어프램(13)은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이의 밸브 구동부에 의해 편향되는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밀봉 다이어프램(13)은 탄성을 가지며 그리고 상기 밀봉 다이어프램(13)을 그의 휴지 위치로, 특히 폐쇄 위치로 가압하는 리턴 스프링을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 상기 프린트 헤드는 상기 밸브 요소(9)를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동시키기 위한 밸브 구동 장치(14, 15)를 가지며,
    b) 밸브 구동 장치(14, 15)는 밸브 요소(9)에 결합되고 구동 유체, 특히 유압 유체 또는 압축 공기 또는 코팅에 의해 작용할 수 있는 가요성 구동 다이아프램(14)을 가져서 구동 다이어프램 (14)을 편향시키고 이에 의해 밸브 요소를 이동시키도록 한 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  7. 제 4 항 및 제 6 항에 있어서,
    구동 다이어프램(14)과 밀봉 다이어프램(13)은 노즐(2)과 구동 유체 사이에 이중 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 밸브 요소(19)는 프린트 헤드에 고정식으로 배열되고,
    b) 노즐 판(1)은 탄성적으로 가요성이며,
    c) 개방 위치에서 노즐 판(1)을 밸브 요소(19)로부터 멀어지게 가압하여 노즐(2)을 해제하고, 반면, 폐쇄 위치에서 노즐 판(1)은 밸브 요소(19)가 노즐(2)을 폐쇄하는 비구속 휴지 위치에 있게 하는 밸브 구동 장치가 제공되고,
    d) 노즐 판(1)은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 ±200μm, ±100μm, ±50μm, ±30μm, ±20μm 또는 ±10μm의 스트로크로 굽힘을 수행하는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 상기 시일(12)은 노즐 판(1)에 바람직하게는 도포되고, 그리고 하기와 처리되는 실런트 층을 가지며, 그리고/또는
    a1) 가황,
    a2) 증발,
    a3) 층 형성 공정에 의해 도포, 또는
    a4) 각인,
    b) 시일(12)은 바람직하게는 노즐 판(1)에 하기와 같이 도포되는 호일을 가지며, 그리고/또는
    b1) 표면 상에,
    b2) 아교 처리,
    b3) 결합, 또는
    b4) 적층,
    c) 가동형 밸브 요소(9)는 적어도 부분적으로 하기와 같은 것으로 구성되고, 그리고/또는
    c1) 금속,
    c2) 플라스틱, 또는
    c3) 실리콘,
    d) 밸브 요소(9)의 측면과 노즐(2)의 측면 사이의 노즐(2)에 다음 재질 쌍 중 하나가 제공되고, 그리고/또는
    d1) 금속 위에 금속,
    d2) 금속 위에 플라스틱,
    d3) 플라스틱 위에 금속,
    d4) 실리콘 위의 플라스틱,
    d5) 실리콘 위의 실리콘,
    d6) 실리콘 위의 금속,
    e) 금속으로 제조된 밸브 요소(9)를 이동시키기 위한 프린트 헤드는 플라스틱 재료로 제조된 밸브 태핏을 가지며, 그리고/또는
    f) 노즐(2)은 실리콘으로 이루어지거나 실리콘의 노즐 인서트를 포함하고, 가동형 밸브 요소(9)는 적어도 부분적으로 스틸, 고무 또는 플라스틱, 특히 폴리 테트라플루오르에틸렌으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 기계적 정지부가 밸브 요소(9)의 폐쇄 위치로의 이동을 제한하기 위해 제공되고,
    b) 기계식 정지부는 밸브 요소(9)의 측면 상의 금속과 노즐(2)의 측면 상의 금속의 재료 쌍을 가지며,
    c) 시일(11, 12)은 탄성을 가지며 폐쇄 위치에서 기계적 정지부에 의해 한정된 소정의 재료 압축을 받는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 밸브 요소(17)는 판형으로서 밸브 구동부(5, 6, 9)에 의해 변위될 수 있고,
    b) 폐쇄 위치에서, 밸브 요소(17)는 밸브 구동부(5, 6, 9)로부터 떨어진 노즐 판(1)의 아래쪽에 놓이거나, 또는
    c) 밸브 요소(9)가 변위 될 수 있는 노즐 채널(18)이 노즐 판(1)에서 움직이고, 밸브 요소(9)는 폐쇄 위치에서 밸브 구동부(5, 6, 9)에 대면하는 노즐 채널(18)의 상부 섹션에 대해 밀봉유지되는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  12. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 상기 프린트 헤드는 스프레이(분사)와 마주하는 좁게 한정된 코팅 매체 제트를 전달하고, 그리고/또는
    b) 상기 프린트 헤드는 상기 제트의 종방향으로 연속하는 코팅 재료의 제트와 반대 마주하는 방울 분사를 방출하며, 또는
    c) 상기 프린트 헤드는 액적 분사와 대조적으로 상기 제트의 종방향으로 연결된 코팅제의 제트를 방출하고, 그리고/또는
    d) 상기 프린트 헤드는 적어도 80%, 90%, 95% 또는 99%의 도포 효율을 가져서, 도포된 코팅제의 거의 모두가 과잉 분무없이 상기 부품 상에 완전히 침착되며, 그리고/또는
    e) 상기 프린트 헤드는 적어도 0.5m2/min, 1m2/min, 2m2/min 또는 적어도 3m2/min의 면적 코팅 용량을 가지며, 그리고/또는
    f) 상기 프린트 헤드는 프린트 헤드, 특히 자기 액츄에이터 또는 피에조 액츄에이터로부터 코팅제의 방울을 분사하기 위한 적어도 하나의 전기적으로 제어가능한 액츄에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드.
  13. 구성부품들을 코팅하기 위한, 특히, 코팅제를 도포하기 위한 도포 장치를 가지는, 자동차 부품을 코팅하기 위한 코팅 장치로서, 상기 도포 장치가 상기 전술한 요건 중 어느 하나에 따른 프린트 헤드인 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    다축 페인팅 로봇, 특히 직렬 기구학 및 적어도 6 개의 이동 가능한 로봇 축을 갖춘 다축 페인팅 로봇이 프린트 헤드를 안내하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
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