KR20230132477A - 코팅 장치, 특히 회전식 분무기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전기 코팅제 충전 시스템이 있는, 구성 요소, 특히 자동차 차체 구성 요소를 코팅하기 위한, 코팅 장치, 특히 회전식 분무기(1)에 관한 것으로, 따라서 코팅 장치는 고전압 영역(10) 및 전기적으로 접지된 영역(11)을 포함한다. 또한, 코팅 장치는, 특히 회전식 분무기 (1)의 회전 속도를 측정하기 위한 회전 속도 센서로서, 고전압 영역 (10)에서의 센서(6), 및 고전압 영역으로부터의 센서(6)의 측정 신호를 전기적으로 접지된 영역으로 전송하기 위한 광 도파관(9)을 포함하고, 여기서 광 도파관(9)은 고전압 영역(10)과 전기적으로 접지된 영역(11) 사이의 잠재적 분리를 가능하게 한다(9). 본 발명은 센서 (6)가 자기 센서임을 규정한다.

Description

코팅 장치, 특히 회전식 분무기

본 발명은 구성 요소를 코팅하기 위한, 특히 자동차 차체 구성 요소를 페인팅하기 위한 회전식 분무기가 있는 코팅 장치에 관한 것이다.

자동차 차체 구성 요소를 페인팅 하기 위한 현대의 차체 도장 시스템에서, 회전식 분무기는 일반적으로 도포 장치로 사용되는데, 도장 작동 중에 벨 컵을 고속으로 회전시키고 이에 따라 벨컵은 도포될 페인트를 스핀 오프(spin off)하고 그렇게 함으로써 그것을 분무한다.

여기서 정전기 코팅제 충전은 일반적으로 도포 효율(즉, 도포된 페인트 총량에 대한 도장할 자동차 차체 구성 요소에 부착된 페인트 비율)을 증가시키고 그에 따라 방해가 되는 과분사를 줄이기 위해 사용된다. 이러한 목적을 위해, 도장할 자동차 차체 구성 요소는 전기적으로 접지되고, 반면에 회전식 분무기는 고전압 전위로 충전되어 도포된 페인트도 그에 따라 정전기적으로 충전된다. 이로 인해 도포된 페인트와 전기적으로 접지된 차체 구성 요소 사이에 정전기적 인력을 초래하고, 따라서 도장할 자동차 차체 구성 요소 상에 거의 완전히 페인트가 부착되고 단지 소량의 과분사가 생성된다. 따라서 도장 시스템은 고전압 영역과 전기적 접지 영역을 구비하고, 고전압 영역에는 회전식 분무기를 포함한다.

회전식 분무기는 일반적으로 압축 공기에 의해 작동되는 터빈에 의해 구동된다. 회전식 분무기의 회전 속도를 모니터링하는 것은 EP 1389 488 A2 로부터 추가로 공지된다. 이러한 목적을 위해, 터빈 휠의 후면은 원형 세그먼트 형태의 반사체를 갖는 반사체 디스크로 제공되고, 이는 광학 센서(예, 광전지)에 의해 감지된다. 그런 다음 광학 센서의 출력 신호는 광 도파관을 통해 고전압 영역으로부터 전기 접지 영역으로 전송되며, 여기서 광 도파관은 전위차 격리를 제공한다.

회전식 분무기의 속도를 모니터링하기 위한 이 알려진 기술 솔루션의 한 가지 단점은 광학적 구성 요소(반사체 디스크, 인커밍 광 도파관를 위한 인터페이스 등)는 오염에 취약하다는 점이다.

이러한 공지의 기술 솔루션의 또 다른 단점은 반사체와 광학 센서의 상대적으로 높은 비용이다.

마지막으로, 반사체 디스크에서 전기 부식이 발생할 위험도 존재한다.

따라서 본 발명은 이에 따라 전술한 종래 기술을 개선하는 과제에 기반한다.

이러한 과제는 주 청구항에 따른 코팅 장치에 의해 해결된다.

우선, 본 발명에 따른 코팅 장치는 종래 기술로부터 그 자체로 알려진 바와 같이, 정전기 코팅제 충전 시스템을 포함하고, 도포된 코팅제를 정전기적으로 충전하는 역할을 수행한다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 장치는 고전압 영역과 전기적으로 접지된 영역을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는 고전압 영역에 배치된 제 1 센서를 구비한다. 예를 들어, 제 1 센서는 회전식 분무기의 회전 속도를 검출하기 위해 사용되는 회전 속도 센서일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명이 제 1 센서의 유형에 관하여 속도 센서에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범위 내에서, 제 1 센서는 코팅 장치의 다른 작동 변수들을 대안적으로 측정할 수 있다.

또한, 종래 기술에 부합하여, 본 발명에 따른 코팅 장치는 또한 고전압 영역으로부터 전기 접지 영역으로 제 1 센서의 측정 신호를 전달하기 위한 광 도파관를 더 구비하고, 광 도파관은 또한 고전압 영역과 전기 접지 영역 사이의 전위차 격리를 제공한다.

본 발명은 제 1 센서가 자기 센서라는 점에서 EP 1389 488 A2에 따른 시작에서 설명된 종래 기술과 상이한 반면, 종래 기술에서는 광학 센서가 반사체 디스크를 스캔하기 위해 사용된다. 광학 센서 대신 자기 센서를 사용하면 반사체 디스크의 오염 및 부식에 대한 민감도와 관련하여 전술된 문제들을 피할 수 있다.

일반적으로, 본 발명에 따른 코팅 장치는 바람직하게는 회전식 분무기라는 점도 언급되어야 한다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 코팅 장치는 몇 가지 예를 들면 공기 분무기, 에어리스 분무기 또는 초음파 분무기와 같은 다른 유형의 분무기를 대안적으로 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는 바람직하게는 코팅제로서 페인트를 도포하는 코팅 장치라는 점도 일반적으로 언급되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 다른 유형의 코팅제가 대안적으로 도포되는 것도 원칙적으로 본 발명의 범위 내에서 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는 바람직하게는 자동차 차체 구성 요소를 코팅하도록 설계된다는 점이 언급되어야 한다. 다만, 다른 유형의 구성 요소들이 대안적으로 코팅되는 것 또한 원칙적으로 본 발명의 범위 내에서 가능하다.

상기 자기 센서는 바람직하게는 전기 신호를 생성하는 데, 이는 그런 다음 제 1 전기-광학 변환기에 의해 대응하는 광신호로 변환되어 광 도파관에 결합된다. 바람직한 실시예에서, 자기 센서와 전기-광학 변환기 사이의 연결은 전기 라인에 의해 이루어진다. 회전식 분무기에서의 본 발명의 기술적 구현에 있어서, 자기 센서, 전기 라인 및 전기-광학 변환기는 바람직하게는 회전식 분무기 내에 배치되는 반면, 광 도파관은 회전식 분무기의 외부에 위치하여 전기적으로 접지된 영역에 대한 연결을 설정한다.

위에서 이미 간략하게 언급한 바와 같이, 본 발명은 종래 기술로부터 그 자체로 알려진 바와 같이, 바람직하게는 회전축을 중심으로 회전 가능하고 벨 컵을 수용하는 역할을 하는 벨 컵 샤프트를 갖는 회전식 분무기에서 기술적으로 구현된다. 회전식 분무기는 고전압 영역에 배치되고, 작동 중에 회전식 분무기의 벨 컵 샤프트와 함께 회전하고 회전 중에 교류 자기장을 생성하는 제 1 자기 요소를 구비한다. 제 1 자기 센서는 회전식 분무기 내에 고정되어 배치되고, 회전하는 제 1 자기 요소에 의해 생성되는 교류 자기장을 검출한다. 회전하는 자기 요소의 기술적 구현과 관련하여, 본 발명의 범위 내에서는 다양한 가능성이 있으며, 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 변형예에 있어서, 회전식 분무기는 회전 방향을 검출하기 위한 제 2 자기 요소를 포함하고, 이는 작동 중에 회전식 분무기의 벨 컵 샤프트와 함께 회전하여 교류 자기장을 발생시킨다. 두 개의 자기 요소들은 회전 방향을 감지할 수 있도록, 특정 각도 오프셋을 갖고 원주 방향으로 배치되는데, 이는 선택적으로 180°와 같지 않다.

또한, 회전 분무기는 회전 방향을 검출하기 위한 제 2 센서, 특히 제 2 자기 센서를 구비할 수 있다. 이러한 경우에, 두 개의 자기 센서는 바람직하게는 회전 방향의 감지를 가능하게 하기 위해 원주 방향으로 특정 각도 오프셋을 갖고 배치되는데, 각도 오프셋은 바람직하게는 180°와 같지 않다.

두 개의 센서를 갖는 전술한 발명의 변형에 있어서, 두 개의 전기-광학 변환기가 제공될 수 있는데, 이는 두 개의 신호를 광 도파관 내로 결합하는 것일 수 있으며, 이에 따라 두 개의 신호는, 예를 들어, 수신기 단부에서 두 개의 신호를 서로 구별할 수 있도록, 파장에 관련하여 상이할 수 있다.

광신호를 생성하기 위한 전술한 전기-광학 변환기는, 예를 들어, 발광 다이오드를 구비할 수 있지만, 대응하는 광신호를 상기 광 도파관 내로 결합시키기 위하여 다른 광원들도 원칙적으로 가능하다.

자기 요소의 구조적 설계와 관련하여, 이미 위에서 간략하게 언급된 바와 같이, 본 발명의 범위 내에는 다양한 가능성이 존재한다. 예를 들어, 자석 요소는 링 자석으로 설계될 수 있으며, 이는 그런 다음 바람직하게는 벨 컵 샤프트의 회전축과 동축으로 정렬된다.

대안적으로, 자기 요소는 막대 자석일 수 있으며, 이는 그런 다음 바람직하게는 벨 컵 샤프트의 회전축에 평행하게 정렬된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 자기 요소는 슬리브 내에 배치되는 자기 질량체이며, 여기서 슬리브는 바람직하게는 금속 슬리브로 형성되며, 예를 들어 VA 스틸(스테인레스 스틸)로 구성될 수 있다.

회전식 분무기에서 링 자석을 사용하는 경우, 링 자석은 바람직하게는 벨 컵 샤프트의 회전축에 동축으로 정렬되고 벨 컵 샤프트와 함께 회전한다. 링 자석은 링 자석의 둘레에 여러 개의 자극이 분포되어 있는 다중극 자화를 가질 수 있다. 자기 센서가 회전하는 링 자석에 배치되면, 자기 센서는 각 극이 바뀔 때마다 해당 펄스를 생성한다.

여기서, 링 자석의 자화가 벨 컵의 회전축에 대해 회전 대칭이 아닌 경우에, 회전 방향의 검출도 가능하므로 유리하다. 링 자석의 자화가 회전 대칭인 경우, 자기 센서는 회전 방향과 독립적인 펄스열을 생성하므로 회전 방향을 감지할 수 없다. 벨 컵의 회전축에 대해 회전 대칭이 아닌 자화만이 회전 방향 감지를 가능하게 한다.

이러한 링 자석의 구조 설계와 관련하여, 본 발명의 범위 내에는 다양한 가능성이 존재한다. 예를 들어, 링 자석은 원주 방향으로 교번하는 여러 세그먼트들로 분할될 수 있다. 또한, 본 발명의 범위 내에서 링 자석은 사출 성형 기술을 이용하여 성형될 수 있다.

위에서 이미 간략하게 언급한 바와 같이, 회전하는 자기 요소는 슬리브 안에 배치된 자기 질량체일 수 있는데, 슬리브에는 벨 컵 샤프트와 함께 회전하는 자기 질량체가 있다. 슬리브가 설계 관련 속도 안정성을 갖고 최대 속도를 초과하면 방사상으로 확장하고 그렇게 함으로써 벨 컵 샤프트를 차단한다는 점에서 추가적인 기술적 기능이 통합될 가능성이 있다. 이러한 목적을 위해, 슬리브에는 하나 이상의 미리 결정된 한계점이 있을 수 있으며, 이는 최대 속도가 초과될 때 파단되어 벨 컵 샤프트가 잠기게 된다. 슬리브는 따라서 또한 벨 컵 샤프트의 속도가 안전 임계값에 이르지 않도록 속도를 제한한다.

자기 센서의 작동 원리에 대해서는, 소위 위갠드(Wigand) 센서가 바람직하게는 사용되고, 이에 따라 이런 센서들은 펄스 와이어 센서라고도 하며 종래 기술로부터 그 자체로 공지됨이 언급되어야 한다.

자기 센서가 전기 신호를 생성하고, 이는 광신호로 변환되어 광 도파관를 통해 전송될 수 있다는 것은 이미 위에서 전술된 바 있다. 하지만, 자기 센서에 의해 생성된 전기 신호는 회전 방향과 회전 속도에 대한 정보를 전달할 뿐만 아니라 전기 부품에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 전기 에너지를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 장치(예, 회전식 분무기)는 바람직하게는 자기 센서에 의해 충전되고 하나 이상의 전기 부하에 부하를 작동시키는데 필요한 전기 에너지를 공급하는 전기 에너지 저장 장치(예, 배터리)를 포함한다.

예를 들어, 부하는 광 도파관를 통해 전기적으로 접지된 영역으로 정보를 전송하기 위해 전기-광학 변환기에 연결된 전자 회로(예, 마이크로컨트롤러)일 수 있다. 예를 들어, 이러한 정보는 코팅 장치의 작동 시간과 관련되거나 코팅 장치를 식별하기 위한 제품 식별 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 요소의 자화는 회전 속도 및 방향의 인식을 가능하게 할 수 있을 뿐만 아니라 코팅 장치의 유형을 식별하거나 심지어 일련 번호로 코팅 장치 자체를 식별하고 그렇게 함으로써 제품의 불법 복제를 방지하는 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 코팅 장치는 터빈과 회전식 분무기의 장착 플랜지 사이에 연장되는 수용 튜브를 포함하는 회전식 분무기이고, 상기 수용 튜브는 자기 센서 및 전기-광학 변환기를 포함한다. 또한, 수용 튜브는 다른 전자 부품을 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 유리한 추가의 실시예는 종속항에 표시되거나 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.

도 1은 회전식 분무기 및 속도 감시용 자기 센서를 구비한 본 발명에 따른 도장 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기 센서를 사용하여 속도 감시의 원리를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 두 개의 전기-광학 변환기가 있는 도 2의 변형을 나타낸다.
도 4는 추가 정류기가 있는 도 2의 변형을 나타낸다.
도 5는 자기 센서에 의한 에너지 공급을 설명하기 위한 도 1의 변형을 나타낸다.
도 6은 회전하는 자기 슬리브를 구비한 본 발명에 따른 회전형 분무기를 통한 단면도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 자기 슬리브의 사시도이다.
도 8a-8d는 회전 대칭 자화를 갖는 자기 센서에 의한 속도 감지를 설명하기 위한 다양한 도해를 나타낸다.
도 9a-9d는 비대칭 자화를 갖는 도 8a-8d의 변형을 나타낸다.
도 10a-10d는 추가 정류기가 있는 도 8a-8d의 변형을 나타낸다.
도 11a-11d는 추가 정류기가 있는 도 9a-9d의 변형을 나타낸다.

다음에서는, 도 1에 따른 실시예를 설명하는데, 이는 대부분 기존의 설계를 따르는 회전식 분무기(1)를 애플리케이터로 구비한다. 회전식 분무기(1)는 자동차 차체 구성 요소를 페인트로 코팅하기 위해 사용되며, 이러한 목적을 위해 벨 컵 샤프트(3)에 나사 고정되고 작동 중 회전축을 중심으로 고속으로 회전하는 벨 컵(2)을 구비한다. 벨 컵 샤프트(3)는 통상적으로 압축 공기에 의해 구동되는 터빈(4)에 의해 구동된다.

벨 컵 샤프트(3)는 링 자석(5)에 연결되고, 이에 따라 링 자석(5)은 벨 컵 샤프트(3)에 동축으로 배치되고 작동 중에 벨 컵 샤프트(3)와 함께 회전한다.

링 자석(5) 옆에는, 도식적으로만 나타낸 자기 센서(6)가 존재하는데, 이는 회전하는 링 자석(5)에 의해 발생되는 변화하는 자기장을 감지하여 속도 모니터링을 가능하게 한다.

본 실시예에서, 자기 센서(6)는 위갠드 센서(펄스 와이어 센서)로 설계되어 있지만, 원칙적으로 다른 센서 유형도 가능하다.

자기 센서(6)는 전기 라인(7)을 통해 전기-광학 변환기(8)에 연결되는데, 이는 자기 센서(6)의 출력 신호를 광신호로 변환하고 광 도파관(9)에 결합한다.

여기서, 회전식 분무기(1)는 정전기 코팅제 전하가 있는 도장 시스템의 구성 요소들을 구비함으로써 도장 시스템은 고전압 영역(10) 및 전기적으로 접지된 영역(11)을 갖는 것이 언급되어야 한다. 회전식 분무기(1)는 고전압 영역(10)에 배치되고 페인팅 작동 중에 고전압 전위에 있다. 광 도파관(9)은 고전압 영역(10)과 전기 접지 영역(11) 사이의 전위 분리를 가능하게 하고, 이는 또한 광-전기(opto-electrical) 변환기(12)를 포함한다.

또한, 회전식 분무기(1)는, 종래 기술로부터 그 자체로 알려진 바와 같이, 다축 도장 로봇에 의해 작동 중에 이동되는 것이 언급되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 회전식 분무기(1)는, DE 4306800 A1로부터 그 자체 공지된 바와 같이, 도장 로봇의 대응하는 장착 플랜지에 부착될 수 있는 장착 핀(14)이 있는 장착 플랜지(13)를 구비한다. 전기-광학 변환기(8)은 여기서 장착 플랜지(13)에 배치된다.

위에서 설명한 실시예의 장점은 광학적 속도 검출을 위한 최신 기술에서 사용되는 반사체 디스크의 부재이다. 이렇게 하면 반사체 디스크가 오염 및 부식에 취약하다는 문제를 피할 수 있다.

도 2-4는 본 발명에 따른 자기 센서를 이용한 속도 감시의 원리를 설명하는 다양한 개략도를 나타낸다. 여기에서, 일반적으로 작동 중에 회전축(16)을 중심으로 회전하는 로터(15)를 나타내고 있으며, 이에 따라 로터(15)는 예를 들어 회전식 분무기의 벨 컵 샤프트에 연결될 수 있고 함께 회전한다. 두 개의 막대 자석(17, 18)이 로터(15)에 위치하는데, 이들은 서로 반대로 배치되고 축방향으로 정렬된다.

로터(15) 옆에는 자기 센서(19)가 있으며, 이는 예를 들어 위갠드 센서로 설계될 수 있고 막대 자석(17, 18)에 의해 생성되는 자기장의 함수로서 대응하는 전기 신호를 생성하고, 이는 발광 다이오드(20)를 제어한다. 이때 발광 다이오드(20)는 막대 자석(17, 18) 중 하나가 지나갈 때마다 펄스(21)를 방출한다. 두 개의 막대 자석(17, 18) 중 올바른 극성을 가진 하나의 막대 자석만이 자기 센서(19)를 지나갈 때 펄스(21)를 생성하는 반면, 다른 막대 자석(17 또는 18)은 잘못된 극성으로 인해 펄스(21)를 생성하지 않는다는 것이 여기서 언급되어야 한다.

도 3에 따른 실시예에서, 발광 다이오드(20)에 더하여 추가적인 발광 다이오드(22)가 구비되어, 이에 따라 두 개의 발광 다이오드(20, 22)가 병렬로 연결되고 반대 극성을 갖는다. 이것은 두 개의 막대 자석(17, 18)이 각각 지나가면 펄스(21 또는 23)가 방출된다는 것을 의미한다. 이렇게 하면 각도 단위당 더 많은 펄스(21, 23)가 생성되므로 속도 검출에서 측정 정확도가 증가한다.

도 4에 나타난 예에서, 자기 센서(19)와 발광 다이오드(20) 사이에 정류기(24)가 배치되어 있으므로 여기서도 두 개의 막대 자석(17, 18) 각각이 지나갈 때 펄스(21 또는 23)기 방출된다.

도 5는 도 1과 크게 일치하는 개략도를 나타낸다. 따라서 반복을 피하기 위해 도 1의 위 설명을 참조하고 해당 세부 사항은 동일한 참조 부호로 표시된다.

본 도면에서는 자기 센서(6)의 출력 신호가 또한 회전식 분무기(1)의 전기 부품에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 방법이 추가로 명확해진다. 따라서, 충전 회로가 있는 충전식 배터리(25)가 회전식 분무기(1)에 위치하고, 이에 따라 배터리(25)는 전력을 공급받고 자기 센서(6)의 출력 신호에 의해 충전된다.

충전식 배터리(25)는 결과적으로 작동에 필요한 전기 에너지를 마이크로프로세서(26)에 공급한다.

마이크로프로세서(26)는 출력 측에서 전기-광학 변환기(8)에 연결되므로 광 도파관(9)를 통해 전기적으로 접지된 영역(11)으로 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 이러한 데이터는 제품 불법 복제를 방지하는 제품 식별 데이터일 수 있다.

도 6과 7은 도 1에 따른 실시예의 추가 수정을 나타내고, 따라서 반복을 피하기 위해 도 1에 대한 위의 설명을 다시 참조하고 대응하는 세부 사항에 대해 동일한 참조 부호를 사용한다.

본 실시예의 특별한 특징은 도 1에 나타낸 링 자석 대신 VA 스틸로 이루어진 자기 슬리브(28)에 주조되는 자기 질량체(27)가 구비된다는 것이다. 자기 질량체(27)는 자성을 띠고, 원주 방향으로 여러 개의 자극이 분포되어 있는데, 이는 상세히 설명될 것이다. 주조된 자기 질량체(27)를 갖는 자기 슬리브(28)는 작동 중에 벨 컵 샤프트(3)와 함께 회전하므로, 자기 슬리브(28)는 자기 센서(6)에 의해 감지되는 회전 자기장을 생성한다.

그러나, 자기 질량체(27)를 갖는 자기 슬리브(28)는 회전 속도를 감지하고 자기 센서(6)을 제어하는 역할만 하는 것이 아니다. 오히려, 자기 슬리브(28)은 기술적인 안전 기능도 가지고 있다. 자기 슬리브(28)는 특정 속도를 초과하면 파단되어 열리는 소정의 한계점을 가지고 있으므로, 그런 다음 자기 슬리브(28)는 방사상으로 확장하는데, 이는 차단에 이르게 하여 회전식 분무기(1)가 고착되도록 한다. 이는 속도 제한을 유발하고, 회전식 분무기(1)의 속도가 안전에 중대한 영향을 미칠 수 있는 범위로 증가하는 것을 방지한다.

여기서 추가적인 특별한 특징은 자기 센서(6)와 전기-광학 변환기(8)가 회전식 분무기(1)에서 장착 플랜지(13)로부터 터빈(4)으로 연장되는 수용 튜브(30)에 함께 배치된다는 것이다.

도 8a 내지 도 8d는 위에서 설명한 바와 같이 링 자석(5)의 자화를 검출하는 자기 센서(6)를 사용하여 본 발명에 따른 속도 검출 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 8a는 개별 자극 N, S 사이의 등간격 거리를 가진 회전 대칭 자화를 나타낸다. 결과적으로, 발광 다이오드(20)는 등간격의 라이트 펄스(31)를 생성한다. 그런 다음 라이트 펄스(31)는 수신기 끝에서 대응하는 전압 펄스(32)를 생성하는데, 이는 또한 등간격에 있다. 이는 표시된 대칭 자화로는 회전 방향을 감지할 수 없음을 의미한다.

따라서 도 9a-9d는 도 9a에서 직접 볼 수 있듯이 대칭이 아닌 자화로 수정된 것을 나타낸다. 여기서, 생성된 라이트 펄스(31)와 그로 인해 발생하는 전압 펄스(32, 33)는 등거리가 아니어서, 회전 방향 검출이 가능하게 된다.

도 10a-10d는 대칭 자화가 있는 도 8a-8d의 변형을 보여주지만 위에서 언급한 추가 정류기(24)가 있는 것을 나타낸다.

마지막으로, 도 11a-11d는 비대칭 자화가 있는 도 10a-10d의 변형을 나타내는데, 이는 회전 방향 검출을 가능하게 한다.

본 발명은 전술한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 또한 발명적 개념을 이용하여 보호 범위 내로 가져오는 변형 및 변형을 포함한다. 특히, 본 발명은 또한 각각의 경우에서 언급된 청구항들과 독립적으로, 또한 주 청구항의 특징들 없이 주제 및 종속 청구항들의 특징들에 대한 보호를 주장한다. 따라서, 본 발명은 서로 독립적으로 보호를 누리는 본 발명의 상이한 양태들을 포함한다.

부호 및 기호들:
1 회전식 분무기
2 벨 컵
3 벨 컵 샤프트
4 벨 컵 샤프트 구동용 터빈
5 벨 컵 샤프트와 함께 회전하는 링 자석
6 자기 센서
7 자기 센서로부터 전기-광학 변환기로의 전기 라인
8 전기-광학 변환기
9 광 도파관
10 고전압 영역
11 전기적 접지 영역
12 광-전기 변환기
13 회전식 분무기의 장착 플랜지
14 장착 플랜지상의 장착 핀
15 로터
16 로터의 회전축
17, 18 막대 자석
19 자기 센서
20 발광 다이오드
21 펄스
22 발광 다이오드
23 펄스
24 정류기
25 충전 회로가 있는 배터리
26 메모리가 있는 마이크로프로세서
27 자기 슬리브의 자기 질량체
28 자석 슬리브
29 자기 슬리브의 예정된 한계점
30 수용 튜브
31 라이트 펄스
32, 33 전압 펄스

Claims (16)

1. 구성 요소들, 특히 자동차 차체 구성 요소들을 코팅하기 위한 코팅 장치, 특히 회전식 분무기(1)에 있어서,
   a) 코팅 장치가 고전압 영역(10) 및 전기적 접지 영역(11)을 갖도록 하는 정전기 코팅제 충전 시스템,
   b) 고전압 영역(10)의 특히 회전식 분무기(1)의 회전 속도를 측정하기 위한 회전 속도 센서로서의, 제 1 센서(6, 19), 및
   c) 고전압 영역으로부터 전기 접지 영역(11)으로 제 1 센서(6, 19)의 측정 신호를 전송하기 위한 광 도파관(9)을 포함하고, 광 도파관(9)은 고전압 영역(10)과 전기 접지 영역(11) 사이에 전위 절연을 제공하고,
   d) 제 1 센서(6, 19)는 제 1 자기 센서인 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   제 1 센서(6, 19)의 전기 신호를 제 1 광신호로 변환하여 광 도파관(9)에 결합하는 제 1 전기-광학 변환기(8, 21)를 특징으로 하는 코팅 장치.
   
3. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   다음을 특징으로 하는 코팅 장치:
   a) 코팅 장치는 회전축을 중심으로 회전할 수 있고 벨 컵을 고정하는 데 사용되는 벨 컵 샤프트(3)가 있는 회전식 분무기(1)를 포함하고,
   b) 회전식 분무기(1)가 고전압 영역(10)에 배치되고,
   c) 회전식 분무기(1)는 작동 중에 회전식 분무기(1)의 벨 컵 샤프트(3)와 함께 회전하고 회전 중에 교류 자기장을 생성하는 회전하는 제 1 자기 요소(5, 17)를 포함하고,
   d) 제 1 자기 센서(6)는 회전식 분무기(1)의 고정 위치에 배치되고, 회전하는 제 1자기 요소(5, 17)에 의해 생성되는 교류 자기장을 검출하는 것을 특징으로 하는 회전식 분무기.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   a) 회전 방향을 감지하기 위해, 회전식 분무기(1)는 작동 중에 회전식 분무기(1)의 벨 컵 샤프트(3)와 함께 회전하고, 회전 중에 교류 자기장을 생성하는 회전하는 제 2 자기 요소(18)를 포함하고,
   b) 회전 방향의 검출을 가능하게 하기 위하여, 회전하는 제 1 자기 요소(17)로부터의 오프셋, 회전하는 제 2 자기 요소(18)가 회전 방향으로 특정 각도의 오프셋으로 배치되고,
   c) 회전하는 제 1 자기 요소(17)와 회전하는 제 2 자기 요소(18) 사이의 각도 오프셋이 선택적으로 180°와 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
   
5. 제 3 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 회전식 분무기(1)는 회전 방향을 감지하기 위한 제 2 센서, 특히 제 2 자기 센서를 포함하고,
   b) 회전 방향을 감지할 수 있도록, 제 2 센서는 회전하는 제 1 센서로부터 오프셋된, 회전 방향의 특정 각도 오프셋으로 배치되고,
   c) 제 1 센서와 제 2 센서 사이의 각도 오프셋은 선택적으로 180°와 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   제 2 센서의 전기 신호를 제 2 광신호로 변환하여 광 도파관(9)에 결합하는 제 2 전기-광학 변환기를 특징으로 하고, 두 개의 광신호는 바람직하게는 회전 속도 정보 뿐만 아니라 회전 방향 정보도 전송할 수 있도록 상이한 파장을 갖는 코팅 장치.
   
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   제 1 전기-광학 변환기(8, 21) 및/또는 제 2 전기-광학 변환기(22)는 광신호를 생성하기 위한 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
   
8. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   회전하는 제 1 자기 요소(5, 17) 및/또는 회전하는 제 2 자기 요소(18)는 다음으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치:
   a) 링 자석(5),
   b) 막대 자석(17, 18) 및/또는
   c) 슬리브(28)에서의, 특히 금속 슬리브에서의 자기 질량체(27).
   
9. 제 8 항에 있어서,
   a) 코팅 장치는 회전축을 중심으로 회전할 수 있고 벨 컵(2)을 고정하기 위해 사용되는 벨 컵 샤프트(3)가 있는 회전식 분무기(1)를 포함하고,
   b) 회전식 분무기(1)가 고전압 영역(10)에 배치되고,
   c) 링 자석(5)은 원주 방향으로 분포된 복수의 자극이 있는 다극 자화를 포함하고,
   d) 선택적으로, 링 자석의 자화는 회전 방향을 감지할 수 있도록 벨 컵 샤프트(3)의 회전축에 대해 회전 대칭이 아닌 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
   
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    a) 링 자석(5)이 여러 세그먼트로 분할되고, 및/또는
    b) 링 자석(5)이 사출 성형된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
    
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 코팅 장치는 회전축을 중심으로 회전 가능하고 벨 컵(2)을 수용하는 역할을 하는 벨 컵 샤프트(3)가 있는 회전식 분무기(1)를 포함하고,
    b) 회전식 분무기(1)가 고전압 영역(10)에 배치되고,
    c) 자기 질량체(27)이 있는 슬리브(28)가 벨 컵 샤프트(3)와 함께 회전하고,
    d) 슬리브(28)는 설계-관련 속도 안정성을 포함하고 최대 속도가 초과될 경우 방사상으로 확장하여 벨 컵 샤프트(3)를 차단하고,
    e) 슬리브(28)는 선택적으로 하나 이상의 미리 결정된 한계점(29)을 포함하며, 이는 최대 속도를 초과할 때 고장나고, 그 결과로 벨 컵 샤프트(3)가 잠기는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
    
12. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 자기 센서(6, 19) 및/또는 제 2 자기 센서는 비간드(Wiegand) 센서인 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
    
13. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 제 1 자기 센서(6, 19) 및/또는 제 2 자기 센서가 작동 중에 전기 에너지를 생성하고,
    b) 제 1 자기 센서(6, 19) 및/또는 제 2 자기 센서에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 장치(25), 특히 충전식 배터리가 제공되고,
    c) 에너지 저장 장치(25)는 부하(26)를 작동시키는 데 필요한 전기 에너지를 전기 부하(26)에 공급하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
    
14. 제 13항에 있어서,
    a) 부하(26)는 전자 회로, 특히 마이크로컨트롤러를 포함하고,
    b) 전자 회로는 정보를 전기적으로 접지된 영역(11)으로 광 도파관(9)을 통해 전송하기 위하여 제 1 전기-광학 변환기(8) 및/또는 상기 제 2 전기-광학 변환기(11)에 연결되는 데, 특히,
    b1) 코팅 장치의 작동 시간에 대한 정보 및/또는
    b2) 코팅 장치를 식별하기 위한 제품 식별 데이터를 전송하기 위하여 제 1 전기-광학 변환기(8) 및/또는 상기 제 2 전기-광학 변환기(11)에 연결되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
    
15. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 코팅 장치가 분무기(1), 특히 회전식 분무기(1)를 포함하고,
    b) 분무기는 고전압 영역(10)에 배치되고,
    c) 제 1 자기 센서(6) 및/또는 제 2 자기 센서가 분무기 내, 특히 분무기 내 터빈에 직접 배치되고,
    d) 제 1 전기-광학 변환기(8) 및/또는 제 2 전기-광학 변환기가 분무기, 특히 분무기의 장착 플랜지 상에 직접 배치되고,
    e) 광 도파관(9)이 분무기(1) 외부에서 작동하고, 그리고
    f) 제 1 자기 센서(6) 및/또는 제 2 자기 센서(2)는 분무기(1) 내부에서 유연한 라인 라우팅을 가능하게 하기 위해 전기 라인(7)를 사용하여 제 1 전기-광학 변환기(8) 및/또는 제 2 전기-광학 변환기에 연결되는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
    
16. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 코팅 장치는 회전식 분무기(1)를 포함하고,
    b) 회전식 분무기(1)는 고전압 영역(10)에 배치되고,
    c) 회전식 분무기(1)는 코팅 로봇에 회전식 분무기(1)를 장착하기 위한 장착 플랜지(13)를 포함하고,
    d) 회전식 분무기(1)는 회전식 분무기(1)를 구동하기 위한 터빈(4)을 포함하고,
    e) 회전식 분무기(1)는 장착 플랜지(13)로부터 터빈(4)까지, 바람직하게는 실질적으로 축방향으로, 연장되는 수용 튜브(30)를 포함하고,
    f) 장착 튜브(30)는 제 1 자기 센서(6) 및 제 1 전기-광학 변환기(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.