具有用于偏向涂覆剂的偏向器具的涂覆装置

摘要

本发明涉及用于将涂覆剂、尤其漆或清漆、密封剂、分模剂、功能层或粘合剂施涂至部件(B)、尤其机动车车身和/或其附件的涂覆设备(1)。涂覆设备(1)包括施涂器(10)，所述施涂器具有至少一个出口(11)并被构造成发出至少一个涂覆剂喷流(S1、S2)、优选至少部分聚合的涂覆剂喷流(S1、S2)。涂覆设备(1)其特征尤其在于构造成使得所述涂覆剂喷流(S1、S2)偏向的偏向器具(20)。本发明还涉及相关的涂覆方法。

说明书

技术领域

本发明涉及用于将涂覆剂、例如漆、密封剂、分模剂、功能层或粘合剂无雾化地施涂到部件、尤其机动车车身和/或其附件上的涂覆装置。

背景技术

通常，所谓的旋转雾化器被用于对机动车车身涂覆。旋转雾化器是有利的，因为其产生宽喷涂图案并因此能够用于漆层快速且均匀地涂覆机动车车身。然而，旋转雾化器并不适合用于产生图案或者产生锐化边缘的施涂，因为其以扩散喷雾的形式施涂涂覆剂。

DE 10 2010 019 612 A1公开了一种用于对机动车车身进行涂覆的施涂器，其并不借助于雾化进行喷漆，而是发出经受振动的聚合的涂覆剂喷流，该喷流由于接入的振动而在施涂器与机动车车身之间瓦解成液滴。这实际上导致了与采用旋转雾化器相比可能更锐化边缘的施涂，但是，特别地图案无法产生或者至少无法最佳地产生。这特别是因为为了产生图案，载有雾化器的机器人彼此执行非常精确的移动，而所述移动也必须非常迅速从而确保高效，这在技术上无法实现，原因例如是存在的误差，或者这仅仅以不利的高代价来实现。通常的现有技术还包括DE 2452684 A1、DE 103 07 055 A1以及US 6 244 180B1。

发明内容

本发明的目的在于提出一种涂覆装置，其特别适合于将图案、公司标志或者象形图施涂至部件、例如机动车车身和/或其附件上。

该目的可以采用独立权利要求的特征来实现。本发明的有利实施例在从属权利要求或者在以下的说明书中给出。

本发明提出了一种优选用于将涂覆剂、例如漆、密封剂、分模剂、功能层或粘合剂无雾化地施涂至部件、尤其机动车车身(例如，一个或多个车身部分区域)和/或其附件(例如，减震器、防撞条、窗玻璃等)的涂覆装置。涂覆装置包括施涂器，所述施涂器具有至少一个出口并被构造成发出至少一个涂覆剂喷流、优选至少部分聚合的涂覆剂喷流、至少部分地(例如由于接入的振动)瓦解成液滴的涂覆剂喷流、和/或由各个液滴所形成的涂覆剂液滴喷流。

功能层的范畴包括导致表面功能化的层，例如促粘剂、底漆或传动减速层。

涂覆装置其特征尤其在于被构造成使得涂覆剂喷流偏向的偏向器具。借助于偏向器具，涂覆剂喷流能够被偏向，例如使得设计施涂、细节施涂、图案、公司标志和/或象形图在部件上产生。

偏向器具尤其被构造用于偏向涂覆剂喷流，例如侧向向外地偏向，优选使得涂覆剂喷流在部件上的接触点自出口的中心轴下的理论接触点偏离，或者换句话说，涂覆剂喷流的中心轴线经受方向变化并且例如自出口的中心轴线偏离。

可行的是，偏向器具被构造用于声学、静电和/或气动(例如借助于气体或气流)偏向涂覆剂喷流。

优选地，偏向器具被构造用于至少临时连续地偏向所述涂覆剂喷流。替代性地或附加地，偏向器具可以被构造用于至少临时脉冲、循环或周期偏向所述涂覆剂喷流。在涂覆剂喷流上的偏向影响例如可以是矩形、三角形、脉冲形、正弦波形和/或余弦波形。

正如以上提到的，偏向器具优选被构造成部件上产生细节施涂、设计施涂、图案、象形图或公司标志。图案尤其包括以下至少一种：至少一个条、优选直条、弯曲的条和/或具有至少一个偏差的条；至少一个矩形、优选带格的图案(例如精细的旗图案)；至少一个多边形；至少一个多边形区域；至少一个圆环；至少一个圆形区域；至少一个由于运动重叠造成的涡旋施涂，其中所述运动重叠包括所述涂覆剂喷流的由所述偏向器具产生的圆形或弧形运动以及所述施涂器的直线、尤其直运动。

细节施涂、设计施涂、图案、象形图或公司标志的锐化边缘具有一与预定的边缘路线的最大偏差，该最大偏差例如最大为3mm、1mm、0.5mm、0.2mm或最大为0.1mm，其中优选地，在细节施涂、设计施涂、图案、象形图或公司标志以外没有出现涂覆剂溅射。

可行的是，涂覆装置、尤其施涂器包括振动发生器，用于将振动接入到所述涂覆剂中。这样，有帮助的是使得最初为聚合的涂覆剂喷流在冲击部件之前瓦解成各个液滴。

偏向器具可以被构造成其在聚合的涂覆剂喷流或已经瓦解成液滴的涂覆剂上作用。

偏向器具被构造用于至少一维偏向所述涂覆剂喷流，并且例如具有至少一个偏向单元，但优选地具有两个偏向单元。这两个偏向单元被合适地彼此相对布置。

除了静电偏向以外，一个偏向单元足以使得涂覆剂喷流相对于中心线(喷流轴线)朝向一侧偏向。如果两个偏向单元被采用的话，则施涂器可以更加灵活地被使用。

然而，还可行的是，偏向器具被构造用于二维偏向所述涂覆剂喷流，并优选包括至少四个偏向单元，例如两个彼此相对的第一偏向单元以及两个彼此相对的第二偏向单元，它们的作用方向优选正交交叉。

然而，偏向单元的数量并不限于成对的布置结构。另外，奇数个偏向单元可以被使用，例如3或5。

偏向单元无需必定彼此相对，例如也可以彼此上下布置。

还可行的是，借助于偏向器具在涂覆剂喷流上造成的偏向影响的幅度和/或频率可以是变化的，优选甚至在施涂和/或偏向过程中可以是变化的。这例如包括在涂覆剂喷流上作用的且例如像谐振那样行为的偏向影响由至少一个附加的振动重叠的实施例，例如该附加的振动有更高或更低的频率。这样，例如，可以实现重叠的振动相对于基振动的相移。

施涂器包括多个出口，直接相邻的出口之间的距离大小优选设置成相邻的涂覆剂喷流不会在所述施涂器与所述部件之间重合，但是来自相邻的涂覆剂喷流的涂覆剂在所述部件上结合、例如融合。

类似地，施涂器包括多个出口，所述出口具有规定的喷嘴内径和规定的喷嘴距离，喷嘴距离至少等于喷嘴内径的三倍、四倍或六倍。

可行的是，涂覆装置包括移动单元，所述移动单元被构造成使得所述施涂器相对于所述部件移动，优选在施涂和/或偏向过程中使得所述施涂器相对于所述部件移动。移动单元例如可以是多轴机器人。

多轴机器人优选具有至少三个可编程的轴。

优选地，施涂器、偏向器具和移动单元被构造成在施涂和/或偏向的过程中，施涂器至少暂时地通过移动单元沿着相对于所述部件的预定路径被移动。替代性地或附加地，施涂器、偏向器具和移动单元被构造成在施涂与偏向的过程中，施涂器至少暂时地通过移动单元被保持静止或固定，并且例如，部件相对于施涂器移动。后一实施例尤其适合于窗玻璃胶接到机动车车身中。

还可行的是，施涂器本身被固定地安装，例如安装在漆位中，并且部件相对于施涂器移动。

可行的是，施涂器和移动单元被构造成在所述移动单元使得所述施涂器相对于所述部件移动时涂覆剂的输出被临时地中断，并且然后涂覆剂的输出在另一部件位置重新开始。

涂覆装置还可以包括用于相对于施涂器搬运部件的搬运单元。

可行的是，施涂器、偏向器具与搬运单元被构造成在施涂和/或偏向的过程中，部件至少暂时地通过搬运单元沿着相对于施涂器的预定路径被移动。替代性地或附加地，施涂器、偏向器具与搬运单元被构造成在施涂和/或偏向的过程中，部件至少暂时地通过搬运单元被保持静止或固定。后一实施例尤其适合于窗玻璃胶接到机动车车身中。

施涂器和搬运单元例如被构造成在所述搬运单元使得所述部件相对于所述施涂器移动时涂覆剂的输出被临时地中断，并且然后涂覆剂的输出在另一部件位置重新开始。

可行的是，施涂器被构造成涂覆剂的输出以小于70ms、50ms、20ms、10ms、5ms或1ms的切换持续时间被启用或被停用。

施涂器优选被构造成发出至少一个聚合的涂覆剂喷流。在本发明的上下文中，聚合的涂覆剂喷流还可以是相对短的，例如自出口具有小于5mm、小于4mm、小于3mm、小于2mm或甚至小于1mm的长度。

施涂器尤其被构造成发出至少最初聚合的涂覆剂喷流。施涂器优选被构造成，最初聚合的涂覆剂喷流作为包括各个液滴的液滴喷流冲击所述部件，例如这是由于可以通过振动发生器产生的接入的振动。然而，施涂器还可以被构造成涂覆剂喷流至少部分地作为聚合的涂覆剂喷流冲击部件。

还可行的是，施涂器被构造成发出形成涂覆剂喷流的各个液滴。涂覆剂喷流因而可以被描述为例如液滴喷流。

偏向器具可以例如包括至少两个偏向单元，其在所述涂覆剂喷流上的偏向影响具有幅度改变，以使得所述涂覆剂喷流的偏向的部分与所述涂覆剂喷流的未偏向的部分在所述部件上融合成一体。替代性地所述涂覆剂喷流的偏向的部分在所述部件上产生第一涂覆，并且所述涂覆剂喷流的未偏向的部分在所述部件上产生第二涂覆，所述第一涂覆与所述第二涂覆彼此分开并因此构成单独的涂覆。

可行的是，偏向器具包括两个相对的第一偏向单元以及两个相对的第二偏向单元，所述两个相对的第一偏向单元与所述两个相对的第二偏向单元彼此横向地指向、优选彼此垂直地指向。

第一偏向单元被构造成在所述涂覆剂喷流上产生正弦波形影响，并且所述第二偏向单元被构造成在所述涂覆剂喷流上产生余弦波形影响。

施涂器例如被构造成涂覆剂的输出速度最大为30m/s、20m/s或10m/s，这例如可以防止涂覆剂自所述部件反弹而引起涂覆剂溅射。

可行的是，偏向器具在出口的下游布置。

然而，还可行的是，偏向器具在出口的上游布置，例如布置在施涂器内，和/或包括摇摆板、弯曲板或凸轮结构。

另外，偏向器具包括至少一个具有出口的偏向喷嘴，所述偏向喷嘴的涂覆剂输出方向是变化的。偏向喷嘴优选是施涂器的一部分。

本发明因而不仅包括例如借助于实际上远程的偏向影响(例如，空气、声音、静电)工作的偏向器具，还包括被构造用于在涂覆剂上物理力学影响的偏向器具。

应当提到的是，偏向器具优选被构造成其能够至少几乎正交地作用在涂覆剂喷流上。

涂覆装置主要不被构造成产生全表面层，其涂覆部件的整个侧，例如像旋转雾化器那样。

需要强调的是，涂覆装置优选被构造成产生锐化边缘的涂层。

涂层尤其可以是设计施涂、细节施涂、标志、图案、象形图、条、环、字母和/或文本。

还应当强调的是，涂覆装置、尤其施涂器将涂覆剂优选施涂到部件的已经至少部分被喷漆的漆层上。

本发明并不限于涂覆装置还包括用于将涂覆剂、尤其漆、密封剂、分模剂、功能层或粘合剂施涂至部件、尤其机动车车身和/或其附件的涂覆方法，该方法优选由根据前述的涂覆装置执行。涂覆方法包括以下步骤，施涂器的至少一个出口发出至少一个涂覆剂喷流，并且其特征首先在于所述涂覆剂喷流借助于偏向器具被偏向。此外，根据本发明的涂覆方法的特征由根据本发明的涂覆装置的功能和结构的说明可知。

附图说明

本发明的上述优选实施例可以任意地组合。本发明的其它有利改型在权利要求书中公开或者源自结合附图的本发明的优选实施例的以下说明。

图1示出了根据本发明的一个实施例的涂覆装置的示意图；

图2示出了关于图1中的涂覆装置的偏向影响曲线、施涂器路径以及最终的施涂的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的偏向器具的示意图；

图4示出了关于图3的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器位置和最终施涂的示意图；

图5示出了关于图3的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器路径以及最终的施涂的示意图；

图6示出了根据本发明的另一实施例的涂覆装置的示意图；

图7示出了关于图6的涂覆装置的偏向影响曲线、施涂器路径以及最终的施涂的示意图；

图8示出了根据本发明的另一实施例的偏向器具的示意图；

图9示出了关于图8的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器位置和最终施涂的示意图；

图10示出了关于图8的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器路径和最终施涂的示意图；

图11示出了根据本发明的另一实施例的涂覆装置的示意图；

图12示出了关于图11的涂覆装置的偏向影响曲线、施涂器位置和最终施涂的示意图；

图13示出了根据本发明的另一实施例的偏向器具的示意图；

图14示出了关于图13的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器位置和最终施涂的示意图；

图15示出了关于图13的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器路径和最终施涂的示意图；

图16示出了根据本发明的另一实施例的偏向器具的示意图；

图17示出了关于图16的偏向器具的偏向影响曲线、施涂器路径和最终施涂的示意图；并且

图18示出了根据本发明的另一实施例的涂覆装置的示意图。

具体实施方式

本发明的参照附图描述的实施例部分地相关，其中，类似或相同的部分由相同的附图标记表示，并且为了它们的说明，也参照其它实施例或附图的说明，从而避免重复。

图1示出了用于将涂覆剂、尤其漆施涂至部件B、尤其机动车车身和/或其附件的涂覆装置1。

涂覆装置1包括施涂器10，所述施涂器具有至少一个出口11并被构造成发出至少一个涂覆剂喷流S1。另外，施涂器10包括振动发生器(未示出)，用于将振动接入到涂覆剂中，从而令涂覆剂喷流S1瓦解成液滴。

施涂器10被构造成其发出最初聚合的连续的涂覆剂喷流形式的涂覆剂，其然后在冲击部件B之前由于接入的振动而瓦解成液滴。涂覆剂喷流S1因而包括最初聚合的区域(见直接位于开口11之后的区域)以及包括液滴的随后区域。应当清楚，聚合的区域也可以是特别短的，例如(长度)小于5mm或甚至小于1mm。

涂覆装置1还包括偏向器具20，用于涂覆剂喷流S1的声学的、一维的偏向。偏向器具20布置在出口11的下游，并且被构造成偏向器具在涂覆剂喷流S1上至少几乎成直角地作用。为此目的，偏向器具20包括至少一个、优选两个相互相对的偏向单元21和22。

偏向器具20使得涂覆剂喷流S1侧向向外地偏向。这允许涂覆剂喷流S1在部件B上的接触点自出口11的中心轴线M的理论接触点偏离，或者换句话说，涂覆剂喷流S1的中心轴线经历了方向变化并因而从出口11的中心轴线M偏离，这种偏离在图1中由偏差L表示。

涂覆单元1还包括移动单元30，例如多轴机器人，借助于所述移动单元，施涂器10能够相对于部件B移动。

移动单元30尤其用于在偏向和施涂过程中相对于部件B移动施涂器10。因而，施涂器10、偏向器具20以及移动单元30被构造成，施涂器10在施涂和偏向过程中能够通过移动单元30沿着相对于部件B的预定的路径按需地被移动，并且替代性地或附加地，施涂器能够被按需临时地保持静止或者不动。

图2示出了能够借助于图1的偏向器具20产生的偏向影响曲线、能够由图1的移动单元30为图1所示的施涂器10产生的施涂器路径、以及由此得出的施涂。

在阶段t1至t3中，施涂剂10在部件B上方通过移动单元30被直线地移动。

在阶段t1中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B，而涂覆剂喷流S1没有偏向。这产生了直条施涂。

在阶段t2中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B，而偏向器具20被启用，以使得涂覆剂喷流S1侧向向外地偏向。这也赋予直条施涂，但是与阶段t1中产生的条施涂相比具有偏差。

在阶段t3中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B，而偏向器具20被停用。这再次赋予直条施涂，但是与阶段t2中产生的条施涂相比具有偏差。

借助于如图1和2所示的实施例，例如，具有至少一个偏差的连续的装饰条能够产生。

图3示出了根据本发明的另一实施例的偏向器具20的示意图，该偏向器具可以替代图1的偏向器具20被使用。

如图3所示的偏向器具20最初也被构造成使得涂覆剂喷流S1声学地偏向，但是包括四个偏向单元21至24，并且因而能够使得涂覆剂喷流S1不仅一维地还可以二维地偏向。

偏向单元21至22形成了第一对，并且彼此相对地布置。偏向单元23至24形成了第二对，并且彼此相对地布置。第一对21至22和第二对23至24彼此成直角地指向，并且至少几乎正交地作用在涂覆剂喷流S1上。

图4示出了在静态、固定定位施涂器10的过程中借助于偏向器具20产生的偏向影响曲线以及由此得出的施涂的示意图。

在整个阶段t1至t4中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B。

在整个阶段t1至t4中，偏向单元21至22在涂覆剂喷流S1上产生正弦波形的偏向影响，而偏向单元23至24在涂覆剂喷流S1上产生余弦波形的偏向影响。

另外，在整个阶段t0至t4中，施涂器10被保持静止、不动。这例如可以实现的原因在于，移动单元30在施涂和偏向的过程保持施涂器10不动。替代性地，可以实现在于施涂器10在漆位中固定地布置。

借助于如图3和4所示的实施例，例如可以产生连续的装饰环。

图5示出了能够借助于图3的偏向器具20产生的偏向影响曲线、用于施涂器10的施涂器路径以及由此导致的施涂。

在整个阶段t0至t4中，施涂器10以与图4最初相同的方式将涂覆剂喷流S1施涂至部件B。

同样最初与图4相同，偏向单元21至22在整个阶段t0至t4中在涂覆剂喷流S1上产生正弦波形偏向影响，而偏向单元23至24在整个阶段t0至t4中在涂覆剂喷流S1上产生余弦波形偏向影响。

然而，在如图5所示的实施例中，施涂器10在施涂和偏向的过程中并不保持静止，而借助于移动单元30在部件B上方直线地移动。

因而，涂覆剂喷流S1的由偏向器具20产生的圆形运动(见图4，底部)与施涂器10的由移动装置30产生的直线运动出现运动重叠。运动重叠造成了涡旋施涂，如图5底部所示。

采用如上所述的本发明的实施例，产生相对简单几何形状的图案。自然地，其它更加复杂的图案以及合适的设计或细节的施涂可以产生，例如精致的旗图案或者包括多个装饰线的线图案或者甚至公司标志或象形图。因而，例如在各个施涂与偏向过程之间，施涂器10能够被停用，涂覆剂的输出中断，施涂器10通过移动单元30被移动至部件B上方的下一个涂覆位置，并且然后再次执行另一个施涂与偏向过程。涂覆剂的输出能够以小于50ms、20ms、10ms、5ms或1ms的切换持续时间被启用或被停用。另外，由偏向器具20在涂覆剂喷流S1上产生的偏向影响的幅度和频率能够在施涂与偏向过程中按需改变。因而，更加复杂的偏向影响能够实现，其与待产生的图案、象形图或公司标志对应。

所产生的图案、象形图和公司标志、和/或详细/设计施涂尤其区别在于它们的边缘锐度，它们具有自预定边缘路线的最大偏离，该最大偏离不再能够由裸眼觉察到。另外，涂覆剂的输出速度大小设定成涂覆剂不会在与部件B接触时反弹，这种反弹能够导致涂覆剂溅射。

参照图6至10描述的本发明的实施例基本上对应于参照图1至5描述的实施例。然而，特殊之处在于偏向器具20被构造用于涂覆剂喷流S1的气动偏向，例如借助于空气或气体流来实现。另一特殊之处在于施涂器10被构造成输出产生涂覆剂液滴喷流S1的各个液滴。

参照图11至15描述的本发明的实施例基本上对应于参照图1至10描述的实施例。然而，特殊之处在于偏向器具20被构造成用于涂覆剂喷流S1的静电偏向。

图16示出了能够例如在图1所示的涂覆装置1中使用的偏向器具20的示意图。图17示出了用于图16所示的偏向器具20的偏向影响曲线、用于由引导单元10所引导的所配的施涂器10的施涂器路径、以及得到的施涂。

在整个阶段t0至t4中，施涂器10通过移动单元30被直线地移动越过部件B，并且同时将涂覆剂施涂至部件B。

在阶段t0至t1中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B1，而涂覆剂喷流S1没有偏向。这赋予了直条施涂。

在阶段t1至t2中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B1，而偏向器具20被启用，从而使得涂覆剂喷流S1侧向向外地偏向，并且借助于幅度改变，使得涂覆剂喷流S1的偏向的部分与涂覆剂喷流S1的未偏向的部分在部件B上融合成一体。这产生了比阶段t0至t1更宽的直条施涂。

在阶段t2至t3中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B，而涂覆剂喷流S1没有偏向。这像阶段t1至t2那样产生了直条施涂。

在阶段t3至t4中，施涂器10将涂覆剂喷流S1施涂至部件B1，而偏向器具20被启用，并且借助于幅度改变，使得彼此相互平行的三个分开的条施涂在部件B上产生。

图18示出了根据本发明的另一实施例的涂覆装置1的示意图。

基本上，连续的涂覆剂喷流在离开施涂器10之后直到达到瓦解长度之前首先具有在喷流方向上的聚合的区域。在瓦解长度之后，涂覆剂喷流瓦解成在喷流方向上彼此分离的液滴。如果施涂器与部件之间的距离小于瓦解长度的话，则聚合的涂覆剂喷流到达部件。

如图18所示的施涂器10被构造成其从出口11输出形式为聚合的涂覆剂喷流S2形式的涂覆剂，其甚至在达到瓦解长度之前就接触部件B并因此为聚合的形式。涂覆剂喷流在本发明的上下文中因而可以是至少部分地聚合的喷流和/或至少部分地是液滴喷流。

本发明因此包括由各个液滴组成的涂覆剂喷流S1冲击部件B的实施例，以及聚合的涂覆剂喷流S2冲击部件B的实施例。

应当提到的是，本发明以上已经参照移动单元30得到部分地描述。替代性地或附加地，涂覆装置1可以包括搬运单元(未示出)，例如多轴机器人，用于相对于施涂器10移动部件B。施涂器10、偏向器具20以及搬运单元可以被构造成在施涂与偏向过程中，部件B至少临时地通过搬运单元沿着相对于施涂器10的预定的路径被移动，并且替代性地或附加地，在施涂与偏向过程中，部件B至少临时地通过搬运单元被保持静止或固定。此外，施涂器10和搬运单元可以被构造成涂覆剂的输出被临时地中断，而搬运单元使得部件B相对于施涂器10移动，然后，涂覆剂的输出在另一个部件位置重新开始。

此外，应当提到的是，施涂器具20还可以包括偏向喷嘴，优选地其集成在施涂器10内，偏向喷嘴的涂覆剂输出方向能够相对于施涂器10而改变，从而能够使得涂覆剂喷流S1、S2偏向。本发明因而还包括被构造成在涂覆剂上进行物理力学作用的偏向器具20。

本发明并不限于上述优选的实施例。实际上，也采用了本发明的思路并落入保护范围内的多个改型和修改是可行的。另外，本发明还要求对从属权利要求的主题和特征进行保护，而与其所参照的特征和权项无关。