KR20210095912A - 회전식 분무기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부품(예를 들어, 자동차 차체 구성 요소)에 코팅제(예를 들어, 페인트)의 스프레이 제트를 적용하기 위한 회전식 분무기(1)에 관한 것이다. 본 발명은 압력 차이로 인해 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부에서 거꾸로 노즐 챔버(11) 방향으로 코팅제가 역류하는 것을 막기 위해 작동 중 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부의 공기 압력이 벨 컵(3)의 노즐 챔버(11)와 외부 린스 채널(20) 내의 공기 압력보다 낮은 방식으로 맞물리는 회전식 분무기(1)의 설계 수치를 제공한다.
Description
본 발명은 구성요소(예: 자동차 차체 부품)에 코팅제(예: 페인트)의 스프레이 제트을 적용하기 위한 회전식 분무기에 관한 것이다.
이러한 회전식 분무기는 선행기술(예: EP 0 715 896 B1)로부터 충분히 공지되어 있으며 적용 요소로, 작동 중에 회전하는 회전식 분무기의 벨 컵 축에 장착되는 벨 컵을 가지며, 이 벨 컵 축은 주로 압축 공기 터빈으로 구동된다. 중공 벨 컵 축 내부에는, 도포될 페인트를 공급하기 위하여 페인트 튜브가 회전식 분무기를 통과하며, 벨 컵 방향으로 페인트를 배출하는 페인트 노즐이 페인트 튜브 말단에 삽입된다. 분배기 디스크 홀더가 벨 컵 중앙에 위치하는데, 분배기 디스크 홀더가 전면으로 그에 부착된다.
페인트 노즐로부터 축방향으로 나온 페인트는 분배기 디스크에 도달하고 대개는 벨 컵의 오버플로우 면으로 방사 방향으로 바깥으로 향하며, 결국에는 벨 컵의 분무 엣지에 도달하여 그곳에 뿌려지게 된다.
반면, 처음에 페인트 노즐에서 나온 페인트의 일부는 분배기 디스크의 중공을 통과하여 분배기 디스크의 앞 페인트 플로우 면을 페인트로 영구적으로 적신다.
또한, 공지의 회전식 분무기는 린스제로 벨 컵의 외주면을 린스하기 위해 외부 린스가 가능한 특징이 있다. 이러한 목적을 위하여 린스제는 페인트 노즐을 통하여 벨 컵에 도입되며, 외부 린스 채널을 통과하여 벨 컵 후면의 외부 린스 챔버에 도달하며 그로부터 린스제는 벨 컵의 외주면 위로 흐른다.
상기 내용은 페인트 노즐에서 나온 페인트가 일부는 분배기 디스크의 중앙 보어를 통해 일부는 방사 방향으로 바깥으로 벨 컵의 오버플로우 면 위로 하여 대개 전면으로 흐르는 회전식 분무기의 바람직한 작동방식을 설명한다. 그러나 실제로 특정 작동 조건 하에서는 페인트 노즐에서 나온 페인트 일부가 벨 컵 내부로 거꾸로 흐르는데, 예를 들어 외부 린스 채널을 통해 벨 컵의 외부 린스 챔버로 또는 페인트 노즐을 둘러싸는 노즐 챔버로 흐른다. 그러나 이러한 페인트의 역류는 벨 컵과 회전식 분무기의 오염을 야기하여 불완전한 페인팅 결과를 낳을 수 있으므로 무조건 예방되어야 한다.
따라서 본 발명은 상기 기술된 회전식 분무기의 문제점을 개선시키기 위함이다.
이러한 문제점은 주요 청구항에 따른 회전식 분무기에 의해 해결된다.
본 발명은 벨 컵 내부의 페인트의 방해 역류가 벨 컵 시스템의 부적절한 압력 조건에 따른 것이라는 유체공학적 지식에 기초한다.
따라서 본 발명은 이러한 압력 차이로 인하여 페인트 노즐 배출구 개구부에서 노즐 챔버로 거꾸로 코팅제가 역류하는 것을 막기 위하여 작동 시의 페인트 노즐의 배출구 개구부의 공기 압력이 벨 컵의 노즐 챔버와 외부 린스 채널의 후면 공기 압력보다 항상 낮도록 회전식 분무기와 벨 컵 시스템을 설계하는 일반적 기술적 시사로 구성된다. 페인트 노즐 배출구에서의 공기 압력과 비교하여 벨 컵 노즐 챔버와 외부 린스 채널의 과압은 코팅제가 역류하는 것을 예방한다.
본 발명의 범위 안에서 회전식 분무기의 상이한 구조 치수는 한편으로는 페인트 노즐의 배출구 개구부의 공기 압력과 다른 한편으로는 벨 컵의 노즐 챔버에서와 외부 린스 채널에서의 공기 압력의 압력 비에 영향을 미치는 것이 인지되었다. 이는 다음 설계 치수를 포함한다:
- 벨 컵의 분배기 디스크 내 중앙 보어의 단면,
- 분배기 디스크 홀더의 중앙 보어의 직경,
- 분배기 디스크와 벨 컵의 오버플로우 면 사이 갭의 갭 너비,
- 벨 컵 또는 분배기 디스크 홀더와 페인트 노즐 사이의 환형 갭의 갭 너비,
- 페인트 노즐과 노즐 챔버의 내부벽 사이의 환형 갭의 갭 너비,
- 벨 컵 축과 내부 페인트 튜브 사이의 환형 갭의 갭 너비,
- 벨 컵 축 외부의 외부 린스 챔버의 환형 갭의 갭 너비, 및
- 셰이핑 공기 링 전면과 벨 컵 후면 사이 갭의 갭 너비.
따라서 본 발명은 바람직하게는 페인트 노즐의 배출구 개구부에서 코팅제가 거꾸로 노즐 챔버 방향으로 역류하는 것을 피하기 위해 작동 중 페인트 노즐의 배출부 개구부의 공기 압력이 벨 컵의 노즐 챔버에서의 그리고 외부 린스 채널 내부에서의 공기 압력보다 항상 더 낮은 방식으로 희망 압력 비가 세팅되는 방식으로 회전식 분무기의 상기 설계 치수가 서로 매칭되는 것을 제공한다.
페인트 노즐 배출구의 공기 압력은 회전식 분무기의 다음 설계 치수에 영향을 받는 것도 언급되어야 한다:
- 벨 컵의 분배기 디스크의 중앙 보어의 단면,
- 분배기 디스크와 벨 컵의 오버플로우 면 사이 갭의 갭 너비,
- 벨 컵과 페인트 노즐 사이 환형 갭의 갭 너비.
한편, 벨 컵 시스템(예: 벨 컵의 노즐 챔버 또는 외부 린스 채널)의 후면의 공기 압력은 특히 다음 회전식 분무기의 설계 치수에 의해 영향을 받는다:
- 벨 컵 또는 벨 컵의 분배기 디스크 홀더와 페인트 노즐 사이의 환형 갭의 갭 너비,
- 분배기 디스크 홀더의 중앙 보어의 직경,
- 페인트 노즐과 노즐 챔버의 내벽 사이의 환형 갭의 갭 너비,
- 벨 컵 축과 내부 페인트 튜브 사이의 환형 갭의 갭 너비,
- 벨 컵 축 밖의 외부 린스 챔버의 환형 갭의 갭 너비, 및
- 셰이핑 공기 링 전면과 벨 컵 후면 사이 갭의 갭 너비.
따라서 본 발명은 바람직하게는 원하는 압력 비를 얻기 위해 상기 두 분류의 설계 치수가 적절한 방식으로 매칭되는 것을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 벨 컵에서의 외부 린스 채널의 수는 역류를 막기 위한 압력 비를 얻기 위해서 10, 9, 8, 7, 6보다 적거나 5보다 적다. 외부 린스 채널은 대개 벨 컵의 원주를 따라 배치되고 흐름 저항(flow resistance)에 의해 방해 역류를 상쇄하는 것도 언급되어야 하며, 이에 따라 외부 린스 채널의 수를 줄이는 것은 흐름 저항을 증가시키며 따라서 희망 압력 비를 얻는데 기여한다. 따라서, 외부 린스 채널은 역류를 예방하기 위한 압력 비를 얻기 위해 4mm²,6 mm², 10 mm², 15 mm², 20 mm², 25 mm², 30mm²또는 35mm²보다 작은 총 단면적을 갖는다.
역류를 막기 위한 압력 비를 얻기 위해, 각 외부 린스 채널의 내부 직경이 1mm~2mm일 때, 특히 필수적으로 1.5mm일 때 유리함이 증명되었다. 여기서 외부 린스 채널의 지나치게 작은 내부 직경은 외부 린스 과정을 방해하므로 부적절하다. 반면, 외부 린스 채널의 지나치게 큰 직경은 벨 컵 시스템 내부의 페인트 방해 역류를 촉진시키므로 부적절하다. 본 발명에 따르면 외부 린스 채널의 1mm~2mm 내부 직경 범위는 따라서 좋은 협의점이다.
또한, 외부 린스 채널은 바람직하게는 각각 총 길이 5mm~15mm, 7mm~10mm, 8~8.7mm를 갖는 것이 언급되어야 한다.
외부 린스 채널이 각각 여러 개(예: 2개)의 서로 합쳐지고 서로를 향해 각이 진 스트레이트 탭 보어로 구성된다면 유리함이 증명되었다. 한편, 탭 홀은 드릴로 만들 수 있으므로 제작 면에서도 유리하다. 다른 한편으로, 외부 린스 채널의 꼬임이 역류하는 페인트를 상쇄하므로 유체 기술 면에서도 유리하다.
바람직하게는, 벨 컵의 외부 린스 챔버로 이어지는 탭 보어는 페인트 노즐 면 탭 보어보다 짧다.
벨 컵의 외부 린스 챔버로 이어지는 더 짧은 탭 홀은 바람직하게는 각각 0.5mm-2mm 또는 1.0mm-1.4mm의 길이이다. 반면, 컬러 노즐 면 상의 더 긴 탭 보어는 바람직하게는 5mm-10mm 또는 6mm-8mm의 길이이다.
또한, 벨 컵의 외부 린스 챔버도 벨 컵 시스템의 압력 조건에 영향을 준다. 외부 린스 챔버의 외부 직경 확대가 압력 조건에 긍정적인 영향을 주는 것이 확인되었다. 따라서 벨 컵 내의 린스 챔버의 외부 직경은 바람직하게는 30.5mm, 31mm, 31.5mm, 32mm, 또는 32.5mm보다 길다.
다른 중요한 설계 치수는 한편의 벨 컵의 오버플로우 면과 다른 한편의 분배기 디스크 사이 갭의 갭 너비이다. 본 발명의 범위 안에서 이러한 갭 너비는 바람직하게는 0.1mm-0.25mm 사이이고 특히 0.15mm-0.2mm 사이 범위여야 한다.
그러나, 한편의 벨 컵의 오버플로우 면과 다른 한편의 분배기 디스크 사이 갭은 갭 너비에 관해서 중요할 뿐만 아니라 플로우 방향의 갭 길이에 관해서도 중요하다. 따라서 한편의 벨 컵의 오버플로우 면과 다른 한편의 분배기 디스크 사이 갭의 갭 길이는 바람직하게는 3mm-10mm, 3.5mm-7.5mm, 또는 4.5mm-5.5mm 사이다.
상기한 바와 같이 벨 컵의 페인트 노즐은 상기 벨 컵에 의해 형성된 노즐 챔버 안에 위치해 있음이 앞서 언급된 바 있다. 압력 비를 최적화하고 페인트의 역류를 막는 것에도 도움이 되는, 한편의 페인트 노즐과 다른 한편의 노즐 챔버의 내벽 사이 방사 갭 너비 확대를 위해 노즐 챔버의 직경을 확대하는 것이 유리함이 발견되었다. 따라서 벨 컵의 노즐 챔버는 바람직하게는 11mm, 11.5mm, 12mm, 12.5mm, 13mm, 또는 13.3mm보다 더 큰 직경을 가진다. 각 경우 13.4mm의 노즐 챔버 직경이 특히 유리함이 증명되었다.
회전식 분무기의 다른 중요한 설계 치수는 한편의 회전식 분무기의 셰이핑 공기 링과 다른 한편의 벨 컵의 후면 사이 축 갭의 갭 너비이다. 셰이핑 공기 링과 벨 컵 후면 사이의 축 갭 너비를 확대하는 것이 유리함이 증명되었다. 따라서 한편의 셰이핑 공기 링과 다른 한편의 벨 컵 후면 사이의 축 갭은 바람직하게는 3.0mm, 4mm, 4.5mm, 5mm 또는 5.2mm 보다 크며 5.3mm 값이 특히 유리함이 증명되었다. 역류를 막아서 압력 비에 긍정적으로 영향을 끼치기 위해, 벨 컵 축은 바람직하게는 외부 커버가 없이 셰이핑 공기 링과 벨 컵 후면 사이 축 갭에 노출됨이 언급되어야 한다.
벨 컵 시스템의 압력 조건은 페인트 노즐의 외부 직경에도 영향을 받는다. 따라서 바람직하게는 페인트 노즐의 외부 직경은 자유단에서 4mm, 3.5mm, 3mm, 또는 2.8mm 보다 짧으며, 2.6mm 또는 3.2mm의 외부 직경이 특히 유리함이 증명되었다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 선행 기술로 알려진 대로, 분배기 디스크 홀더는 벨 컵의 중앙에 분리된 구성품으로 장착되어 있다. 분배기 디스크는 분배기 디스크 홀더에 장착되어 있다. 페인트 노즐은 분배기 디스크 홀더 내의 중앙 보어를 통해 돌출되며, 중앙 보어는 바람직하게는 필수적으로 3.2mm 또는 3.8mm의 내부 직경을 갖는다. 한편으로는 페인트 노즐과 다른 한편으로는 감싸는 분배기 디스크 홀더 사이의 환형 갭은 바람직하게는 0.2mm-0.6mm의 방사 갭 너비를 가지며, 0.3mm의 값이 특히 유리함이 증명되었다.
또한 한편으로의 페인트 노즐과 다른 한편으로의 분배기 디스크 홀더 사이의 환형 갭 외에도, 바람직하게는 4.5mm-8.5mm 또는 5.5mm-7.5mm 사이고 6.5mm의 값이 특히 유리하게 증명된 축 갭 길이도 언급되어야 한다.
또한 페인트 노즐과 감싸는 분배기 디스크 홀더 외에도 2mm²-7mm², 3mm²-6mm², 또는 4mm²-5mm²의 단면 면적을 가지는 환형 갭의 축 단면 또한 언급되어야 한다.
끝으로, 본 발명은 상기 회전식 분무기의 보호만 포함하는 것이 아니다. 오히려, 본 발명은 상기 설계 치수 외에도 벨 컵 축의 속도, 코팅제의 유량(flow rate), 셰이핑 공기의 유량과 같은 일정 작동 파라미터를 제공하는 상응하는 작동 방법 또한 포함한다. 한편으로의 상기 설계 치수과 다른 한편으로의 상기 작동 파라미터는 벨 컵 시스템 내의 코팅제의 방해하는 역류를 피하기 위해 목표한 압력 조건을 벨 컵 시스템 내에서 이루는 방향으로 바람직하게는 맞물려 있다. 이러한 목적을 위해, 페인트 노즐의 배출구 개구부에서의 공기 압력은 벨 컵의 노즐 챔버에서의 공기 압력과 외부 린스 채널의 공기 압력보다 낮아야 하며, 그 결과 코팅제의 역류가 발생하지 않는다.
본 발명의 다른 유리한 개선은 종속항에 나타나 있거나 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 이하 자세히 기술하였다.
도 1은 본 발명에 따른 벨 컵이 있는 회전식 분무기의 단면도이며,
도 2는 도 1의 분배기 디스크 홀더의 영역 내의 확대도이며,
도 3은 도 2의 분배기 디스크와 벨 컵의 오버플로우 면 사이의 갭 영역 내의 확대도이며,
도 4는 도 1의 페인트 노즐의 영역 내의 확대도이며,
도 5는 도 4의 페인트 노즐의 배출구 개구부의 영역 내의 확대도이다.
도 2는 도 1의 분배기 디스크 홀더의 영역 내의 확대도이며,
도 3은 도 2의 분배기 디스크와 벨 컵의 오버플로우 면 사이의 갭 영역 내의 확대도이며,
도 4는 도 1의 페인트 노즐의 영역 내의 확대도이며,
도 5는 도 4의 페인트 노즐의 배출구 개구부의 영역 내의 확대도이다.
도면들은 자동차 본체 부품을 칠하기 위한 페인트 공장 내 페인트 적용을 위해 사용될 수 있는 회전식 분무기(1)의 바람직한 실시예를 도시한다.
회전식 분무기(1)은 작동 중에 회전하는 벨 컵 축(2)을 가진다. 벨 컵 축(2)은 비어있으며 압축 공기 터빈에 의해 작동하는데, 압축 공기 터빈은 단순화를 위해 도면에서는 도시되지 않는다.
선행 기술로부터 알려진 대로 벨 컵(3)은 벨 컵 축(2)의 자유단에 나사 고정된다.
도포될 페인트는 회전식 분무기의 중공 벨 컵 축(2)과 동축 방향인 페인트 튜브(4)를 통하여 회전식 분무기(1)에서 나온다.
페인트 노즐(5)는 페인트 튜브(4)의 자유단 내로 삽입된다. 도 4와 도 5에 도시된 페인트 노즐은 DE 10 2009 037 604 A1에도 비슷한 형태가 설명되어 있다. 예를 들어 페인트 노즐(5)은 처음에는 도포될 페인트를 페인트 튜브(4)에서 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)로 인도하는 축 방향으로 이어지는 페인트 채널(6)을 가진다. 또한 페인트 노즐(5)은 플로우 방향으로 두 개의 린스제 채널 (9, 10)로 확장하는 린스제 채널(8)을 포함한다. 따라서 린스 과정 도중, 린스제 채널(8)에 의해 공급된 린스제의 일부는 벨 컵(3)을 린스하기 위해 축 방향으로 전방으로 린스제 채널(9)을 통해 배출된다. 린스제의 다른 일부는 페인트 노즐(5)를 감싸는 노즐 챔버(11)를 린스하기 위해 린스제 채널(10)에 의해 갈라진다.
벨 컵(3)의 중앙에는 분배기 디스크(13)를 포함하는 분배기 디스크 홀더(12)가 장착되어 있고 분배기 디스크(13)는 외주 주변에 분배된 여러 개의 볼트(14)에 의해 분배기 디스크 홀더(12)에 부착된다.
분배기 디스크(13)의 중앙에는 중앙 보어(15)가 있어서, 작동 시 페인트로 분배기 디스크(13)의 전면을 적시기 위해 페인트 노즐(5)에서 나오는 페인트의 일부가 분배기 디스크(13) 내 중앙 보어(15)를 통해 흐를 수 있다.
페인트 노즐(5)에서 나오는 페인트의 대부분은, 한편, 분배기 디스크(13)에 의해 방사형으로 바깥으로 우회하며 분배기 디스크(13)과 오버플로우 면(17) 사이 갭(16)을 통과해 페인트가 마침내 분사되는 벨 컵(3)의 분무 엣지(18)로 향한다.
또한, 벨 컵(3)을 갖는 회전식 분무기(1)는 벨 컵(3)의 외주면(19)을 청소하기 위해 벨 컵(3)의 외주면(19)의 외부 린스를 가능하게 한다. 이러한 목적을 위해, 벨 컵(3) 내에 각각 두 개의 스트레이트하고 각이 있는 탭 홀로 이루어진 외부 린스 채널(20)이 외주 주변에 분배되어 제공된다. 외부 린스 채널(20)은 노즐 챔버 (11)에서 시작되어 외부 린스 챔버(21) 내로 벌어지며 선행 기술에 알려진 대로 린스 과정 동안 린스제가 외부 린스 챔버(21)로부터 벨 컵(3)의 외주면(19)을 향해 바깥으로 흐를 수 있다.
또한, 선행 기술로부터 알 수 있듯이, 회전식 분무기(1)가 벨 컵(3)에 의해 전달된 페인트의 스프레이 제트를 형성할 수 있게 하기 위해 셰이핑 공기 링(22)을 가지고 있는 것도 언급해야 한다. 이러한 목적을 위해, 셰이핑 공기 링(22)은 셰이핑 공기를 뒤로부터 벨 컵(3)의 외주면(19)상으로 셰이핑 공기 노즐(23)의 고리-모양 링에 의해 향하게 할 수 있다. 한편으로는 벨 컵(3)의 후면과 다른 한편으로는 셰이핑 공기 링(22) 사이에 일정한 축 갭 너비를 가지는 갭(24)이 있는 것 또한 언급되어야 한다.
본 발명의 범위 안에서 회전식 분무기(1)와 벨 컵(3)의 다른 설계 치수는 벨 컵(3)의 페인트 역류를 바꾸기 위한 발명 목표를 이루기 위해 유관하다. 언급할 설계 치수는 다음과 같다.
- 벨 컵(3)의 분배기 디스크 홀더(12) 내의 중앙 보어의 직경(A),
- 분배기 디스크(13)와 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17) 사이의 갭(16)의 갭 너비(B),
- 벨 컵(3)의 분배기 디스크 홀더(12)와 페인트 노즐(5) 사이의 환형 갭(25)의 갭 너비(C),
- 페인트 노즐(5)과 노즐 챔버(11)의 내벽 사이의 환형 갭의 갭 너비(D),
- 페인트 튜브(4)과 벨 컵 축(2) 사이의 환형 갭(27)의 갭 너비(E),
- 벨 컵(3)의 외부 린스 챔버(21)에 의해 형성된 환형 갭(28)의 갭 너비(F), 및
- 벨 컵(3)과 셰이핑 공기 링(22) 사이의 갭의 갭 너비(G).
상기 언급된 벨 컵(3) 또는 회전식 분무기의 설계 치수는 작동 중 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부의 공기 압력이 노즐 챔버(11)에서의 그리고 벨 컵(3)의 외부 린스 채널에서의 공기 압력보다 항상 낮은 방식으로 이 실시예에서 서로 매칭이 된다. 이는 페인트가 거꾸로 역류하는 것을 예방한다.
따라서 개별 설계 치수의 다음 값이 유리하다고 증명되었다.
- A = 3.2mm 이거나 A = 3.8mm
- B = 0.15 mm -0.2 mm
- C = 0.3 mm
- D = 1.7 mm
- E = 0.75 mm
- F = 3.25 mm
- G = 5.3 mm
본 발명의 범위 안에서, 상기 값에서 ±30%, ±20%, ±10%, ±5%, 또는 ±2%의 오차는 가능하다.
게다가 선행 기술과 비교하여 외부 린스 채널(20)의 수가 여섯 개의 외부 린스 채널(6)로 감소했는데, 이 또한 압력 조건에 긍정적인 사실도 언급되어야 한다.
본 발명은 상기 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 또한 각 경우에 인용된 청구항들에 독립적으로 그리고 주 청구항의 특징없이 종속항의 청구 대상 및 특징을 위한 보호를 청구한다. 본 발명은 따라서, 서로 독립적으로 보호되는 발명의 다양한 양태를 포함한다.
1: 회전식 분무기
2: 회전식 분무기의 벨 컵 축
3: 벨 컵
4: 회전식 분무기의 페인트 튜브
5: 회전식 분무기의 페인트 노즐
6: 페인트 노즐의 페인트 채널
7: 페인트 노즐의 배출구 개구부
8-10: 페인트 노즐의 린스제 채널
11: 벨 컵 뒷 면의 노즐 챔버
12: 벨 컵의 분배기 디스크 홀더
13: 벨 컵의 분배기 디스크
14: 분배기 디스크를 분배기 디스크 홀더에 연결하는 볼트
15: 벨 컵에 분배기 디스크 내의 중앙 보어
16: 벨 컵의 오버플로우 면과 분배기 디스크 사이의 갭
17: 벨 컵의 오버플로우 면
18: 벨 컵의 분무 엣지
19: 벨 컵의 외주면
20: 벨 컵의 외부 린스 채널
21: 벨 컵의 외부 린스 챔버
22: 회전식 분무기의 셰이핑 공기 링
23: 공기 노즐
24: 벨 컵과 셰이핑 공기 링 사이의 갭
25: 벨 컵의 분배기 디스크 홀더와 페인트 노즐 사이의 환형 갭
26: 페인트 노즐과 노즐 챔버 사이의 환형 갭
27: 페인트 튜브와 벨 컵 축 사이의 환형 갭
28: 외부 린스 챔버에 의해 형성된 환형 갭
A: 분배기 디스크 홀더 내의 중공의 직경
B: 분배기 디스크와 벨 컵의 오버플로우 면 사이 갭의 갭 너비
C: 벨 컵의 분배기 디스크 홀더와 페인트 노즐 사이 환형 갭의 갭 너비
D: 페인트 노즐과 노즐 챔버 사이 환형 갭의 방사 갭 너비
E: 벨 컵 축과 페인트 튜브 사이 갭의 환형 갭의 갭 너비
F: 외부 린스 챔버에 의해 형성된 환형 갭의 방사 갭 너비
G: 벨 컵과 셰이핑 링 사이 갭의 축 갭 너비
2: 회전식 분무기의 벨 컵 축
3: 벨 컵
4: 회전식 분무기의 페인트 튜브
5: 회전식 분무기의 페인트 노즐
6: 페인트 노즐의 페인트 채널
7: 페인트 노즐의 배출구 개구부
8-10: 페인트 노즐의 린스제 채널
11: 벨 컵 뒷 면의 노즐 챔버
12: 벨 컵의 분배기 디스크 홀더
13: 벨 컵의 분배기 디스크
14: 분배기 디스크를 분배기 디스크 홀더에 연결하는 볼트
15: 벨 컵에 분배기 디스크 내의 중앙 보어
16: 벨 컵의 오버플로우 면과 분배기 디스크 사이의 갭
17: 벨 컵의 오버플로우 면
18: 벨 컵의 분무 엣지
19: 벨 컵의 외주면
20: 벨 컵의 외부 린스 채널
21: 벨 컵의 외부 린스 챔버
22: 회전식 분무기의 셰이핑 공기 링
23: 공기 노즐
24: 벨 컵과 셰이핑 공기 링 사이의 갭
25: 벨 컵의 분배기 디스크 홀더와 페인트 노즐 사이의 환형 갭
26: 페인트 노즐과 노즐 챔버 사이의 환형 갭
27: 페인트 튜브와 벨 컵 축 사이의 환형 갭
28: 외부 린스 챔버에 의해 형성된 환형 갭
A: 분배기 디스크 홀더 내의 중공의 직경
B: 분배기 디스크와 벨 컵의 오버플로우 면 사이 갭의 갭 너비
C: 벨 컵의 분배기 디스크 홀더와 페인트 노즐 사이 환형 갭의 갭 너비
D: 페인트 노즐과 노즐 챔버 사이 환형 갭의 방사 갭 너비
E: 벨 컵 축과 페인트 튜브 사이 갭의 환형 갭의 갭 너비
F: 외부 린스 챔버에 의해 형성된 환형 갭의 방사 갭 너비
G: 벨 컵과 셰이핑 링 사이 갭의 축 갭 너비
Claims (14)
- a) 코팅제의 스프레이 제트를 형성하기 위해 셰이핑 공기를 배출하기 위한 셰이핑 공기 링,
b) 작동 중에 회전하는 중공 벨 컵 축(2),
c) 중공 벨 컵 축(2) 내에서 실질적으로 동축 방향으로 배치된 페인트 튜브(4)에 있어서, 벨 컵 축(2)과 내부 페인트 튜브(4)는 환형 갭(27)을 방사 방향으로 일정 갭 너비(E)로 감싸고,
d) 페인트 튜브(4)에 실질적으로 동축 방향으로 배치되고 배출구 개구부(7)를 통하여 실질적으로 축 방향으로 적용될 코팅제를 배출하는 페인트 노즐(5),
e) 벨 컵 축(2)에 장착되고 작동 중 다음을 가지고 회전하는 벨 컵(3),
e1) 셰이핑 공기 링(22)의 전면과 벨 컵(3)의 후면 사이 축 방향으로 일정 갭 너비(G)를 갖는 갭(24),
e2) 벨 컵(3)과 페인트 노즐(5) 사이 방사 방향으로 일정 갭 너비(C)를 갖는 환형 갭(25)이 있는 페인트 노즐(5)의 축 피드-스루를 위한 중앙 보어,
e3) 코팅제를 분무하기 위한 환형 분무 엣지(18),
e4) 외주면(19),
e5) 린스제로 외주면(19)을 린스하기 위한 벨 컵(3)의 후면의 외부 린스 챔버(21)에 있어, 외부 린스 챔버(21)는 벨 컵 축(2)의 바깥에 방사 방향으로 특정 갭 너비(F)가 있는 환형 갭(28)을 형성하고,
e6) 벨 컵(3)의 외부 린스를 위해 벨 컵(3)의 외주면(19) 상에 페인트 노즐(5)로부터 린스제를 공급하기 위한 페인트 노즐(5)과 외부 린스 챔버(21) 사이 벨 컵(3)의 여러 개의 외부 린스 채널(20),
e7) 방사 방향의 일정 갭 너비(D)가 있는 페인트 노즐(5)과 노즐 챔버(11)의 내벽 사이 환형 갭(26)이 있는 페인트 노즐(5)을 수용하기 위한 벨 컵(3) 후면 상의 노즐 챔버(11),
e8) 전면의 오버플로우 면(17)에 있어서, 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서 나오는, 도포될 코팅제는 작동 중 오버플로우 면(17) 너머 벨 컵(3)의 분무 엣지(18)로 바깥으로 흐르고,
e9) 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서 나오는 코팅제를 분배하기 위한 분배기 디스크(13)에 있어서, 분배기 디스크(13)는
- 벨 컵(3) 내 전면에 배치되며,
- 페인트 노즐(5)에서 나오는 코팅제를 부분적으로 방사형으로 외부로 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17) 상으로 그리고 부분적으로 축방향으로 분배기 디스크(13) 내의 중앙 보어(15)를 통해 분배기 디스크(13)의 단부면 상으로 향하게 하며,
- 분배기 디스크(13)는 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17)으로 일정 갭 너비(B)를 가지는 갭(16)을 감싸고,
e10) 벨 컵(3) 내에 배치되고 특정 직경(A)이 있는 중앙 보어를 갖는 분배기 디스크 홀더(12)에 있어서, 분배기 디스크(13)는 분배기 디스크 홀더(12)에 장착되고,
상기를 가지는, 코팅제, 특히 페인트의 스프레이 제트를, 구성품, 특히 모터 자동차의 차체 부품에 적용하기 위한 회전식 분무기(1)에 있어서,
f) 회전식 분무기(1)는, 압력 차이로 인하여 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서 노즐 챔버(11) 방향으로 거꾸로 코팅제가 역류하는 것을 막기 위해, 작동 중 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서의 공기 압력이 벨 컵(3)의 노즐 챔버(11)와 외부 린스 채널(20)에서의 공기 압력보다 낮은 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 제 1항에 있어서,
회전식 분무기(1)의 다음 설계 치수는 작동 중 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서의 공기 압력이 벨 컵(3)의 노즐 챔버(11)와 외부 린스 채널(20)에서의 공기 압력보다 낮은 방식으로 서로 매칭되는것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1):
a) 벨 컵(3)의 분배기 디스크 홀더(12) 내의 중앙 보어의 직경(A),
b) 분배기 디스크(13)와 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17) 사이 갭(16)의 갭 너비(B),
c) 벨 컵(3)과 페인트 노즐(5) 사이 환형 갭(25)의 갭 너비(C),
d) 페인트 노즐(5)과 노즐 챔버(11)의 내벽 사이 환형 갭(25)의 갭 너비(D),
e) 벨 컵 축(2)과 내부 페인트 튜브(4) 사이 환형 갭(27)의 갭 너비(E),
f) 벨 컵 축(2) 외부의 외부 린스 챔버(21)의 환형 갭(28)의 갭 너비(F), 및
g) 셰이핑 공기 링(22)의 전면과 벨 컵(3)의 후면 사이 갭(24)의 갭 너비(G).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 역류를 막기 위한 압력 비를 얻기 위해 벨 컵(3) 내의 외부 린스 채널(20)의 수가 10, 9, 8, 7, 6, 또는 5보다 적고, 및/또는
b) 역류를 막기 위한 압력 비를 얻기 위해 외부 린스 채널의 총 단면적이 4mm², 6mm², 10 mm², 15 mm², 20 mm², 25 mm², 30mm², 또는 35 mm² 보다 작은 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 외부 린스 채널(20)은 역류를 막기 위한 압력 비를 이루기 위하여 각각 1mm - 2mm, 특히 본질적으로 1.5mm의 내부 직경을 갖고, 및/또는
b) 외부 린스 채널(20)은 각각 5mm - 15mm, 7mm - 10mm, 또는 8mm - 8.7mm의 총 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 각 외부 린스 채널(20)이 여러 개, 특히 정확히 두 개의 서로 합쳐지며 서로를 향해 각이 있는 스트레이트 탭 보어로 구성되고, 및/또는
b) 벨 컵(3)의 외부 린스 챔버(21)로의 탭 홀은 페인트 노즐 면의 탭 홀보다 짧으며, 및/또는
c) 벨 컵(3)의 외부 린스 챔버(21)로의 더 짧은 탭 홀은 각 0.5mm - 2mm 이거나 1.0mm - 1.4mm의 길이를 가지며, 및/또는
d) 페인트 노즐 측의 더 긴 탭 보어는 각 5 mm - 10mm 이거나 6 mm - 8 mm의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
역류를 피하기 위한 압력 비를 얻기 위하여 벨 컵(3)에서의 외부 린스 챔버(21)는 30.5mm, 31mm, 31.5mm, 32mm, 또는 32.5mm보다 큰 외부 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17)과 분배기 디스크(13) 사이 갭(16)의 갭 너비(B)가 0.1mm - 0.25 mm의 범위이며, 특히 0.15 mm - 0.2 mm이며, 및/또는
b) 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17)과 분배기 디스크(13) 사이 갭(16)은 플로우 방향으로 3 mm - 10mm, 3.5mm - 7.5 mm, 또는 4.5 mm - 5.5 mm의 범위의 갭 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
벨 컵(3)에서의 노즐 챔버(11)는, 페인트 노즐(5)과 노즐 챔버(11)의 내벽 사이 방사 갭 너비(D)를 증가시키기 위해 그리고 그로 인해 역류를 감소시키기 위한 압력 비를 얻기 위해, 11 mm, 11.5 mm, 12 mm, 12.5 mm, 13 mm 또는 13.3 mm 이상, 특히 실질적으로 13.4 mm의 외부 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 역류를 막기 위한 압력 비를 얻기 위해, 셰이핑 공기 링(22)과 벨 컵(3)의 후면 사이의 축 갭(24)은 3.0mm, 4mm, 4.5mm, 5mm, 또는 5.2mm보다 큰 갭 너비(G)를 가지며 특히 실질적으로 5.3mm를 가지고, 및/또는
b) 벨 컵 축(2)은 역류를 막기 위한 압력 비를 얻기 위해 셰이핑 공기 링(22)과 벨 컵(3)의 후면 사이 커버가 없이 축 갭(24)에 노출되는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
페인트 노즐(5)은 자유단에서 4mm, 3.5mm, 3mm, 또는 2.8mm 보다 적은 외부 직경을 가지며, 특히 실질적으로 2.6mm 또는 3.2mm인 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 분배기 디스크 홀더(12) 내 중앙 보어가 실질적으로 3.2mm 또는 3.8mm의 직경(A)를 가지고, 및/또는,
b) 내부 페인트 노즐(5)과 외부 분배기 디스크 홀더(12) 사이의 환형 갭(25)이 0.2mm - 0.6mm, 특히 실질적으로 0.3mm의 방사 갭 너비를 가지고, 및/또는,
c) 내부 페인트 노즐(5)과 외부 분배기 디스크 홀더(12) 사이의 환형 갭(25)이 4.5mm - 8.5mm, 또는 5.5mm - 7.5mm, 특히 실질적으로 6.5mm의 축 갭 길이를 가지고, 및/또는,
d) 내부 페인트 노즐(5)과 외부 분배기 디스크 홀더(12) 사이의 환형 갭(25)이 축단면에서 2mm² - 7mm², 3mm² - 6mm², 또는 4mm² - 5mm²의 단면 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기(1).
- 압력 차이로 인해 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서 거꾸로 노즐 챔버(11) 방향으로 코팅제가 역류하는 것을 막기 위해 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서의 공기 압력이 벨 컵(3)의 노즐 챔버(11)에서의 공기 압력보다 낮은 것을 특징으로 하는 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 회전식 분무기(1)를 위한 작동 방법.
- 제 12항에 있어서,
a) 벨 컵 축(2)이 일정 속도로 회전하고,
b) 페인트 노즐(5)이 코팅제를 일정 유량으로 배출하고,
c) 셰이핑 공기 링(22)이 셰이핑 공기를 일정 유량으로 배출하고, 및
d) 다음 설계 수치 및 작동 파라미터는 압력 차이로 인해 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)에서 거꾸로 노즐 챔버(11) 방향으로 코팅제가 역류하는 것을 막기 위해 페인트 노즐(5)의 배출구 개구부(7)의 공기 압력이 벨 컵(3)의 노즐 챔버(11)와 외부 린스 채널(20)의 공기 압력보다 낮은 방식으로 서로 매칭되는것을 특징으로 하는 작동 방법:
d1) 벨 컵(3)의 분배기 디스크 홀더(12) 내의 중앙 보어의 직경(A),
d2) 분배기 디스크(13)와 벨 컵(3)의 오버플로우 면(17) 사이의 갭(16)의 갭 너비(B),
d3) 벨 컵(3)과 페인트 노즐(5) 사이 환형 갭(25)의 갭 너비(C),
d4) 페인트 노즐(5)과 노즐 챔버(11)의 내벽 사이 환형 갭(26)의 갭 너비(D),
d5) 벨 컵 축(2)과 내부 페인트 튜브(4) 사이 환형 갭(27)의 갭 너비(E),
d6) 벨 컵 축(2) 외부 상의 외부 린스 챔버(21)의 환형 갭(28)의 갭 너비(F), 및
d7) 셰이핑 공기 링(22)의 전면과 벨 컵(3)의 후면 사이 갭(24)의 갭 너비(G),
d8) 벨 컵 축(2)의 속도,
d9) 코팅제의 유량, 및
d10) 셰이핑 공기의 유량.
- 여러 개, 특히 5, 6, 또는 7개의 이동 가능 축이 있고 제1항 내지 제11항 중 한 항에 따른 회전식 분무기(1)를 갖는 직렬 또는 병렬 로봇 동역학를 갖는 코팅 로봇, 특히 페인팅 로봇.
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