专利名称：喷涂设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷涂设备，此后在权利要求1的前序部分定义为喷涂装置，以及用涂料在环形物体的前侧/后侧喷涂的喷涂方法。
这些示例性的环形物体是任何轮和车轮缘。尤其是，本发明不仅仅涉及在轮和缘的前(外)侧进行涂覆。轮和缘在其外侧需要比后侧更高的涂覆质量和涂覆寿命。
涂料可以是液体涂料，尤其是清漆，或优选可以是涂料粉末。
背景技术：
美国专利US4,357,900公开了一种特别是用涂料粉末控制喷涂的自动喷涂装置。
喷涂设备可是在其前端固定有喷嘴的喷头或喷枪。涂料喷头可包括喷嘴或旋转元件。美国专利5,353,995公开了喷涂设备包括粉碎涂料粉末的旋转元件。此外，在现有技术中已知旋转元件可雾化液体涂料。
已知有两种方法喷涂车轮缘的前(外)侧，其中一种示于
图1和图2，并且另一种示于图3和图4。
在横截面示意图和侧视图中，图1和图2分别给出高架传送装置的传送链2将两套叠置轮缘通过喷射区域横向移动到喷枪8、9、10、11的喷嘴6，同时喷枪8、9、10、11在图1中所示的实线和虚线之间上下移动。轮缘4以其中心线14大致水平并且前外轮缘侧16面向喷枪8、9、10、11的方式悬挂于传送链2。各喷射站站设有柱18，每次两个喷枪8、9或10、11通过省略的驱动装置沿柱18上下移动。柱18固定于传送链2的纵向上。类似地，喷枪20、22沿柱24可上下移动以涂覆轮缘4的后侧。这种已知装置招致需要更多粉末的缺点，因为大部分的粉末喷射越过轮缘。另一缺点是轮缘上覆盖的粉末不均匀。突出到喷嘴上的轮缘表面比凹进部分的轮缘表面接收更多的涂料(阴面效果)。轮辋凸缘接收过多的涂料粉末。喷射到轮缘上的涂料粉末会下沉，因此下部的轮缘区域比上部的轮缘区域聚集更多的涂料粉末。该已知过程的优点是，多个例如两轮缘可在各个喷射区域同时被涂覆。因此大量轮缘4可被涂覆，即使传送链2处于低速。同时，在喷射涂料到轮缘之后，有利地，可省略烘烤所述沉积材料的烘箱。
图3是侧视图，图4是顶视图，且图5是沿图3的V-V面的截面图，已知喷涂装置喷射涂覆粉末到车轮缘前侧。该装置包括底部传送装置32，其上顺序安装有电动旋转轴34，其上部的接收表面33各自支撑一个前(外)侧朝上的轮缘4。图示为四个喷射站，分别安装有两个喷枪38、39，喷枪以无旋方式安装在轮缘上方，彼此径向相对，并垂直朝下，以在轴24与轮缘4共同围绕旋转垂直轴40旋转时，其中前两个喷射站处于旋转方向42上，而后两个喷射站处于相反的旋转方向43上，使涂料粉末喷射到配置在下侧的轮缘4的上前侧16上。轮缘4的中心轴与主轴34的旋转轴40竖向对准。进一步地，喷射设备42用于涂覆轮缘4的后侧。在一具体实例中，底部传送装置间歇运转，当轮缘被涂覆后停止。在另一具体实例中，底部传送装置连续移动通过固定的喷枪，即使轮缘已被涂覆。这些已知实例的缺点如下底部传送装置的快速污染和粉末聚集在支撑轮缘的主轴34的支撑面33的顶部，导致轮缘4与地电绝缘。结果由喷枪38、39的一个或多个高压电极产生的高压静电场的作用大大减小。因此底部传送装置32和主轴34必须频繁清洁。为防止或者至少减少涂料经由主轴34渗透到底部传送装置32中，必须在室44内部产生过量空气压力以保护所述传送装置。停留在轮缘4上的环境灰尘使涂覆质量下降。因为底部传送装置32上的轮缘4只能顺序配置和涂覆，如果相同量的轮缘在如图1和图2所示的已知装置中涂覆，运送速度必须加倍。该特点引起另外的缺点，烘烤轮缘4上的涂料的烘箱比在图1和图2的装置中要更长。另一方面，图3-5的装置提供图1和图2之外的优点，它允许涂料更好地进入轮缘凹处并且减小阴面效果。
本发明的目的是提供涂覆质量提高和涂料所需量减少的设备和方法。此外，当使用较少设备时，本发明允许在一个涂覆部位同时涂覆多个物体，由此，在低物体传送速度时，许多物体能在短时间内被涂覆，并且只需要较短的烘箱来烘烤涂覆的物体。
这些问题由本发明权利要求1的特征来解决。
因此，本发明涉及涂覆装置，使用涂层材料喷涂环形物体的前后侧，特别是轮缘的前后侧，而物体由传送器传送，其特征在于，所述装置包括支柱，支柱安装有至少一个可绕旋转轴旋转的动力输出部件和至少一个驱动部件，所述至少一个驱动部件以预定的旋转角度往复旋转所述至少一个动力输出部件；每个动力输出部件还包括一个喷涂设备支架部件，所述支架部件在喷涂方向上包括一个后支架端和至少一个前支架端，所述后支架端不旋转地连接或可连接于动力输出部件，所述至少一个前支架端连接或可连接于至少一个喷涂设备，前支架端以与喷涂设备和该喷涂设备的喷嘴结合的方式相对于旋转轴径向错开，所述前支架端可围绕动力输出部件的旋转轴以弧形方式往复旋转所述预定角度，同时待涂覆物体相对喷涂设备设置且不旋转。
此外，本发明的目的通过权利要求所限定的方法来达到。
因此，本发明的目的还通过一种方法来达到，该方法使用涂层材料喷涂环形物体的前/后侧，特别是轮缘的前后侧，涂层材料通过至少一个喷涂设备喷涂到前侧上，而物体由传送器传送，其特征在于，所述至少一个喷涂设备沿围绕旋转轴的循环路径往复移动预定的旋转角度，所述喷涂设备与旋转轴保持预定的径向距离，在往复循环移动过程中，涂层材料由所述至少一个喷涂设备喷涂到物体的前侧上，并且在喷涂过程中，或者所述至少一个喷涂设备在物体的移动方向上，以与物体相同的速度平行于所述物体移动，或者物体和所述至少一个喷涂设备在传送方向保持不动(静止)。
从属权利要求限定了本发明的进一步特征。
本发明通过附图中所示的示例性具体实施方式
阐明如下。
图1是在现有技术的粉末喷涂设备的物体运动方向的截面图，图2是图1现有技术的喷涂设备的剖面侧视图，图3是现有技术的粉末喷涂设备的另一具体实例的侧视图，图4是图3喷涂设备的顶视图，图5是图3现有技术的喷涂设备沿V-V面的截面图，图6示意性地给出在物体运动方向上看，本发明喷涂设备喷涂车轮缘形式的环形物体的前/后侧的优选实例，图7示意性地给出图6轮缘前侧的正面图，
图8示意性地给出图6中所示的本发明喷涂设备的顶视图，图9示意性给出本发明喷涂时两喷射设备循环往复运动超过大约180°，图10示意性地给出本发明另一实例喷涂时循环往复运动超过大约360°，图11是图6的XI-XI面的纵剖面图，和图12示意性地给出本发明另一喷涂设备的侧视图。
本发明涉及喷涂设备，当物体4通过传送装置的传送带元件以前/后侧16的中心轴14基本水平的方式移动时，用涂料喷涂环形物体4的前/后侧16。
所示物体4是用于任何用途的任何轮，特别是车轮缘。所述轮缘的前(外)侧16包括例如轮辋底52和轮辋凸缘54。本发明的喷涂设备还允许涂覆轮缘4的后(对应)侧56。然而也可以使用其它喷涂设备，因为所述的后侧不需要与前轮缘侧18相同的高质量，例如，所述的后侧仅仅需要图1所示的只具有在升杆24上可上下移动的喷射装置20和22的喷涂设备。涂料可是液体，优选涂料是粉末形式。与各种液体涂料的情形相反，涂料粉不含生态有毒溶剂。
优选传送装置是高架传送装置，图示安装有传送链2，轮缘4例如通过悬勾58悬挂于传送链2，因此轮缘4的中心轴14大致水平。“大致水平”的含义是中心轴14应当是尽可能地水平对准，优选离开水平面不超过20°，否则就会出现到喷射装置的距离不同。
本发明包括至少一个、优选两个支撑件60(例如柱、壁或自控装置)，每个支撑件支撑一个或优选两个或更多垂直叠置的电动旋转动力输出部件62、63和64、65，其分别具有基本水平的旋转轴66，并且由驱动元件以最大180°旋转角度往复旋转，如图6和8中的双箭头所示。作为驱动元件的动力输出部件62、63、64和65可分别具有自己的驱动部件70，或具有可用于每两个或更多动力输出部件62、63或64、65的联合驱动部件72。联合驱动部件72可设置在支撑件60的基座部分74上或内部。在喷涂期间，旋转轴66和轮缘4的中心轴14基本对准。
每个动力输出部件62、63、64、65装备有一个喷涂设备支架76，且支架包括一个后支架端78，该后支架端不旋转地连接或可连接于动力输出部件62，63，64，65；和两个前支架端84和86与喷涂设备80、81连接或可连接。该喷涂设备支架76的两个前支架端84和86相对于后支架端78和联合动力输出部件62、63、64、65的旋转轴66等量错开，因此两个前支架端和两喷涂设备80、81相对于所述喷涂设备的喷嘴6围绕联合动力输出部件62、63、64、65的旋转轴66以弧形方式往复旋转最大180°的角度。
图7显示了轮缘4的前侧，并示意了动力输出部件62、63、64、65之一的两个喷涂设备80、81，并且箭头67和68表示各个往复旋转不超过180°。喷涂设备80和81同时沿旋转方向97旋转大约180°，然后同时沿相反的旋转方向68旋转大约180°。
在本发明优选实施方式中，喷涂设备80和81相对于联合动力输出部件62、63、64、65的旋转轴66的旋转角度每个都小于180°，然而这个角度是足够大的，喷涂设备80的喷嘴横截面6-1和另外一个喷涂设备81的喷嘴横截面6-2在如图9所示的旋转方向的相反位置部分重叠。该特征的优点是即使在旋转方向的相反位置，获得的涂层不比喷涂设备80和81在其上移动的前侧16的其它位置的涂层厚，而是厚度均匀。
在本发明的优选实施方式中，各个喷涂设备支架76上的喷涂设备80和81的旋转方向相反位置的中心位于理论的和大致水平面上，该水平面位于联合动力输出部件62、63、64、65的旋转轴66上，并且相对所述旋转轴66呈放射状，而与水平方向的夹角在0°到不超过30°，优选大约0°。在0°，在相对于其喷嘴6的中心轴在同一理论平面上，两喷涂设备80和81彼此水平毗连，如图8所示的顶视图。以相应的方式，图9显示两喷涂设备80和81位于中间位置，在旋转方向的两相对位置之间沿旋转移动的路径旋转90°。
关于图9的优选实施方式表达的“大致水平”的含义是平面可以从至少两个旋转末端位置之一或者在两旋转末端位置上，喷涂设备支架76的两喷涂设备80和81的水平方向偏离至一范围，喷嘴横截面6-1和6-2将在旋转方向的相对位置至少部分重叠。
当用涂覆粉末进行涂覆时，少量粉末粒子总会下落。但是为了在下半轮缘获得与在上半轮缘上相同的涂覆厚度，每单位时间供给涂覆下半轮缘的喷涂设备80或81的涂层粉末比供给涂覆上半轮缘的喷涂设备81或80的要少。
如果喷涂设备支架76仅设置一单独的喷涂设备80(或81)，那么围绕水平旋转轴66旋转的角度最多会达到360°；或者，关于图10，如果喷嘴截面6-1在旋转方向的相反位置仅与其自身部分重叠，那么旋转的角度稍微减小。
根据图6、7、8和9所示的优选实施方式，每个支撑件60包括两个具有相互平行旋转轴66的垂直设置的动力输出部件62、63或64、65，这样在各支撑件60上的两个轮缘4可同时涂覆。四个旋转轴66中的两个旋转轴彼此竖向叠置，另两个彼此水平毗连。在一个支撑件60上的两个轮缘可在第一时间涂覆，在另一支撑件上的已经涂覆过一次的两个轮缘可在第二时间涂覆。
电子控制单元90自动控制动力输出部件62、63、64、65的循环往复运动的启/闭，且由此控制喷涂设备80和81的循环往复运动，此外，喷涂过程(涂料喷涂)的闭/启是控制传送器2的传送速度的函数，且取决于喷涂设备80、81之前的轮缘的存在。优选轮缘4被传送器2以恒定的速度沿水平方向横向地通过喷涂设备80和81的喷嘴区域。当喷涂设备80和81将涂料喷涂到轮缘4上时，支撑件60与传送器2的传送链以相同的速度(同步)运行。在喷涂结束时，支撑件60平行于传送链18与链的运动方向反向运动，以返回其最初位置。控制单元90还自动控制支撑件60的来回运动。为此支撑件60优选由平行于传送链2的省略驱动装置传送或滑动。
为了使不同宽度的轮缘总是和喷涂设备80、81保持相同距离，下述部件将调整到不同位置支撑件60，和/或喷涂设备80、81，和/或喷涂设备支架76和/或动力输出部件62、63、64、65，分别相对于支撑件60横切传送链2的传送器90的方向，如图6中箭头92所示。这样调整可由控制单元90根据轮缘4的尺寸和形状自动控制。以同样的执行方式进行手动调节也是可行的。
根据图6和图8，喷涂设备80和81也可在相对喷嘴6水平地并平行于动力输出部件62、63、64、65的旋转轴66的方向设置，或倾斜于旋转轴6，例如向外倾斜。以这种方式，轮缘4显示不同的直径尺寸，此外前/后侧径向或斜内向的位置能够被彻底涂覆，例如轮辋凸缘52。在优选实施方式中，喷涂设备可以各种方式在相对支撑件60的喷涂方向上进行调节。
喷涂设备80、81分别可以是喷嘴或旋转式喷雾头，或优选喷涂设备(喷枪)在其前端设置涂料喷枪或旋转式喷雾头，并且在后室部分包括涂料导管和压缩空气，并且优选还包括高压发生器。在许多情况下，一体的或外部的高压发生器用一个或多个高压电极提供静电荷涂料，使得涂料会被电接地的物体(轮缘4)静电吸引。
喷涂设备支架76可由额外部件，或由部件，例如喷涂设备80、81的外壳组成。
在本发明的所有具体实施方式
中，围绕动力输出部件62、63、64和/或65的旋转轴66旋转的一个或多个喷涂设备80或81的旋转位移的旋转角度可大于180°或360°。当所述旋转角度大于360°，特别是大于720°，如果喷涂设备80、81的输送导管(涂料、压缩空气、电缆)受损或从喷涂设备支架76上松散，会招致问题，或必须采取预防性措施。
可用两种方法使喷嘴6指向轮缘4但不会进入轮缘之间的间隙。优选的途径是持续地运转传送链2并且在每次喷涂过程中同步移动支撑件60，然后支撑件60以与传送链2的预设的方向相反的方向返回到其初始位置。另一种途径是，传送链2间歇运行且当传送链2停止时才会进行喷涂，并且轮缘4位于与喷涂设备80、81相反的位置，喷涂设备在传送链的纵向上不移动。
在图12所示的本发明的具体实施方式
中，底部传送器96代替具有传送链2的高架传送器，物体4以不旋转的方式设置在所述底部传送器上，物体的中心轴14是垂直的。支撑件60的至少一个动力输出部件62以其旋转轴垂直的方式设置。在喷涂期间，旋转轴66与待喷涂的特定物体的中心轴14对准。这样不但底部传送器96可以在传送方向97上间歇运行，而且支撑件60可沿该方向固定；或者底部传送器96可在传送方向上持续运行，并且支撑件可与底部传送器同步移动，然后每一喷涂过程之后可向后运行，如双箭头98所示。另一双箭头示意性地表示支撑件60和/或喷涂设备支架76和/或喷涂设备80和81在动力输出部件62的旋转轴66的纵向上调节的方法，因此横向到达底部传送器96。另外，上面刚刚描述的具体实施方式
显示了如在图6至11中所述的相同的特征和变型。
权利要求
1.一种喷涂装置，使用涂层材料喷涂环形物体(4)的前和/或后侧(16)，特别是轮缘的前后侧，而物体(4)由传送器(2；96)传送，其特征在于，支撑件(60)包括至少一个可绕旋转轴(66)旋转的动力输出部件(62，63，64，65)和至少一个驱动部件(70；72)，所述至少一个驱动部件(70；72)以预定的旋转角度往复旋转所述至少一个动力输出部件(62，63，64，65)；每个动力输出部件(62，63，64，65)对应一个喷涂设备支架(76)，所述支架在喷涂方向上包括一个后支架端(78)和至少一个前支架端(84，86)，所述后支架端不旋转地连接或可连接于动力输出部件(62，63，64，65)，所述至少一个前支架端(84，86)连接或可连接于至少一个喷涂设备(80、81)，前支架端(84，86)以与喷涂设备(80，81)和该喷涂设备的喷嘴(6)结合的方式相对于旋转轴径向错开，所述前支架端可围绕动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)以弧形方式往复旋转所述预定角度，同时待涂覆物体相对喷涂设备(80，81)不旋转。
2.根据权利要求1的喷涂装置，其特征在于，动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)基本垂直朝下，并且所述至少一个喷涂设备(80，81)的位置比动力输出部件(62，63，64，65)低。
3.根据权利要求1的喷涂装置，其特征在于，动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)基本水平设置，并且所述至少一个喷涂设备(80，81)比动力输出部件(62，63，64，65)更远离前端。
4.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，所述预定旋转角度为360°或少于360°，但足以使物体(4)前侧(16)处的喷涂设备(80，81)的喷嘴截面在旋转方向的相反位置上至少部分自身重叠。
5.根据权利要求1至4的喷涂装置，其特征在于，喷涂设备支架(76)安装有两个支架端(84，86)，各支架端(84，86)连接或可连接于至少一个喷涂设备(80，81)，两个前支架端(84，86)相对旋转轴径向相对大约180°。
6.根据权利要求5的喷涂装置，其特征在于，所述预定旋转角度为180°或少于180°，但足以使两个喷涂设备(80，81)的喷嘴截面在旋转方向的相反位置上至少部分重叠。
7.根据权利要求5或6的喷涂装置，其特征在于，当在旋转方向的相反位置时，喷涂设备(80，81)的喷嘴中心位于理论平面内，其自身也位于旋转轴(66)上，并相对于旋转轴径向分布，所述理论平面相对水平方向的角度在0°至最多30°之间。
8.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，支撑件(60)安装有至少两个所述动力输出部件(62，63，64，65)，其水平旋转轴(66)相互平行并竖向叠置。
9.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，支架(60)为滑架或滑板，可同步并平行于物体水平且自动位移，横切旋转轴(66)，作为控制单元的信号函数。
10.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，支架(60)为滑架或滑板，可在旋转轴(66)的轴向上往复移动。
11.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，喷涂设备支架(76)用于以不同距离定位所述至少一个喷涂设备(80，81)和旋转动力输出部件(62，63，64，65)。
12.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，动力输出部件(62，63，64，65)相对于支撑件(60)沿其旋转轴(66)轴向移入不同位置。
13.根据前述任一项权利要求的喷涂装置，其特征在于，传送器横切所述至少一个动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴来移动物体(4)。
14.一种喷涂方法，使用涂层材料喷涂环形物体(4)的前/后侧(16)，特别是轮缘的前后侧，涂层材料由至少一个喷涂设备(80，81)喷涂到前侧(16)上，而物体(4)由传送器(2；96)传送，其特征在于，所述至少一个喷涂设备(80，81)沿围绕旋转轴(66)的循环路径往复移动预定的旋转角度，所述喷涂设备与旋转轴(66)保持预定的径向距离，在往复循环移动过程中，涂层材料由所述至少一个喷涂设备(80，81)喷涂到物体的前侧上，并且在喷涂过程中，或者所述至少一个喷涂设备(80，81)在物体的前进方向上，以与物体相同的速度平行于所述物体移动，或者物体(4)和所述至少一个喷涂设备(80，81)在前进方向保持不动(静止)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)垂直朝下，并且所述至少一个喷涂设备(80，81)的位置比动力输出部件低。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)水平朝前，并且所述至少一个喷涂设备(80，81)在喷涂方向上比动力输出部件更靠前。
17.根据权利要求14-16之一所述的方法，其特征在于，使用两个喷涂设备(80，81)，所述喷涂设备相对于动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)相互处于径向相对位置，与旋转轴(66)的径向距离相同。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，往复移动的旋转角度少于180°，但足以使喷涂设备(80，81)的喷嘴截面在旋转方向的相反位置上部分重叠。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，动力输出部件(62，63，64，65)的旋转轴(66)基本水平，当在旋转方向的相反位置时，喷涂设备(80，81)的喷嘴中心位于理论平面内，其也位于旋转轴(66)上，并相对于旋转轴以相对水平方向0°至最多30°之间的角度轴向移动。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述旋转过程中，由沿下圆弧移动的特定的喷涂设备每单位时间喷涂到物体的前侧(16)上的涂层材料比沿上圆弧移动的特定的喷涂设备喷涂到所述侧上的涂层材料要少。
21.根据权利要求14-20之一所述的方法，其特征在于，在喷涂过程中，所述至少一个喷涂设备均以上述方式循环往复旋转，并同时在物体的传送方向上平行并同步于待涂覆的特定物体而移动。
全文摘要
一种喷涂环形物体前/后侧(16)，特别是由传送器(2)传送的轮缘(4)的前侧(16)的喷涂设备。喷涂设备(80，81)以弧形方式往复旋转并偏心于驱动旋转轴(66)。驱动旋转轴(66)和物体(4)的中心轴(14)互相对准。
文档编号B05B13/04GK1894046SQ200480037358
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月15日 优先权日2003年12月17日
发明者彼得·斯泰格尔 申请人:Itw吉马股份公司