対象を媒体でコーティングする装置及び方法
【課題】対象を媒体でコーティングする装置及び方法を改良する。
【解決手段】本発明の装置は、流出開口部を有しており、そこから媒体が流出し、その媒体はその後、メイン移動方向とビームプロフィールを有するスプレイビームとして噴霧される。少なくとも１つの成形流体開口部を介して成形流体をスプレイビームへ向ける、流出開口部に関して直径方向に対向する、固定的に配置された１対のビーム成形ユニットによって、スプレイビームのビームプロフィールが成形可能である。自動化された塗装のために必要な精度を維持しながら、スプレイビームのメイン移動方向を中心とするビームプロフィールの角度方向付けを変化させるために、少なくとも他の１対の直径方向に対向するビーム成形ユニットが、流出開口部の軸線に関して他の角度位置に設けられており、そのビーム成形ユニットが、第１の対のビーム成形ユニットから独立して駆動可能である。
【解決手段】本発明の装置は、流出開口部を有しており、そこから媒体が流出し、その媒体はその後、メイン移動方向とビームプロフィールを有するスプレイビームとして噴霧される。少なくとも１つの成形流体開口部を介して成形流体をスプレイビームへ向ける、流出開口部に関して直径方向に対向する、固定的に配置された１対のビーム成形ユニットによって、スプレイビームのビームプロフィールが成形可能である。自動化された塗装のために必要な精度を維持しながら、スプレイビームのメイン移動方向を中心とするビームプロフィールの角度方向付けを変化させるために、少なくとも他の１対の直径方向に対向するビーム成形ユニットが、流出開口部の軸線に関して他の角度位置に設けられており、そのビーム成形ユニットが、第１の対のビーム成形ユニットから独立して駆動可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
ａ）媒体が流出する、流出開口部であって、その媒体がその後、メイン移動方向とビームプロフィールとを備えたスプレイビームとなって噴霧される、前記流出開口部と、
ｂ）流出開口部に関して直径方向に対向して、固定的に配置された１対のビーム成形ユニットであって、そのビーム成形ユニットが少なくとも１つの成形流体開口部を介して成形流体をスプレイビームへ向け、それによってスプレイビームのビームプロフィールが成形可能である、前記１対のビーム成形ユニットと、を有する、対象を媒体でコーティングする装置に関する。
【０００２】
本発明は、さらに、上述した種類の装置が使用される、対象をコーティングする方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビームプロフィールというのは、スプレイビームが横断面においてそのメイン移動方向に対して垂直に形成するプロフィールであって、その場合に流出開口部から、コーティングすべき対象に対する装置の作業間隔にほぼ相当する間隔で、ビームプロフィールが調節される。
【０００４】
この種の装置は、特に自動車工業において、車両ボディ又は車両部分を自動的にコーティングするためにスプレイピストルの形式で使用される。スプレイピストルは、そのために、塗装自動機又は塗装ロボットのアームに取り付けられており、そのアームがスプレイピストルを、塗装すべき対象の表面上方で予め定められた移動パターンに従って案内する。
【０００５】
市場で知られている、冒頭で挙げた種類のスプレイピストルは、スプレイピストルの流出開口部に関して直径方向に対向する２つのビーム成形ユニットを有しており、その開口部から、スプレイビームへ両側から向けられた圧縮空気、いわゆる成形空気が流出することができる。それによって、スプレイビームは、実質的に細片形状のビームプロフィールを有する平面形状のフラットビームに成形することができる。この種のフラットビームは、たとえば車両ボディのルーフのような、比較的大きい面積上に塗料を次々と帯状に塗布することを許し、それによって最適な塗料分布が得られる。
【０００６】
様々な幾何学配置の対象を最適に塗装するために、これらの既知のスプレイピストル及び塗装方法においては、それぞれ塗装相に従って、直径方向に対向するビーム成形ユニットを同時にオンオフすることによって、回転対称のスプレイビームと平面形状のフラットビームとを切り替えることができる。しかし、フラットビームのビームプロフィールは、回転対称のスプレイビームとは異なり、優先方向を有しているので、たとえば帯状に塗装する場合には、付加的に、スプレイビームのメイン移動方向を中心とするスプレイピストルの角度方向を帯方向に関して回動させて、適合させなければならない。特に、一方の工作物側から他方へ変更する場合に、フラットビームを方向付けし直すことが、しばしば必要になる。
【０００７】
ビームプロフィールをこのように方向付けし直すことは、原則的に、ロボットアームの前方の端部に設けられた他のリンク軸又は回転軸によって達成することはできるが、それは、全体としてより大形でより複雑な塗装ロボットをもたらすことになる。従ってこれまでは、フラットビームのビームプロフィールは、塗装ロボットの既存のジョイント及び回転軸を用いて複雑かつ広範な捻れ運動が実施されることによって、他方の角度方向へ移動されている。
【０００８】
この方法の欠点は、ビームプロフィールを方向づけし直すための、塗装ロボットの複雑な捻りは、時間を必要とし、その時間が車両ボディの塗装時間全体に無視できない現れ方をすることにある。さらに、複雑なロボット運動によって、供給ホースと電気的な接続がよじれるので、ホースが完全に撚れてしまうのを防止するためには、どこかの時点で各捻れ運動に逆の捻れ運動を追従させなければならない。ホースも、捻れによってより強い負荷を受けるので、磨耗が増大し、それに伴って保守の手間を増大させることが必要である。
【０００９】
特許文献１は、手動操作されるカラースプレイピストルを示しており、それにおいては、直径方向に対向する２つのビーム成形ユニットがエアキャップに配置されている。エアキャップをその後ろに配置されているブロッキングプレートに対して回動させることによって、ビーム成形ユニットは、流出開口部を中心に９０°回動させることができ、それが、ビームプロフィールを適切に方向づけし直すことをもたらす。エアキャップの中間位置においては、ビーム成形ユニットへの供給がブロックされ、それによって回転対称のビームプロフィールが形成される。
【００１０】
しかし、この種のやり方は、塗装ロボットを用いた自動的な塗装においては、余り適していない。というのは、ビーム成形を調節する部分が移動され、それが、ビーム成形における不正確さをもたらすことがあるからである。しかし、プログラム制御される塗装プロセスの間最適に塗装するためには、放出されるスプレイビームが常に正確に定められたビームプロフィールを有することが、重要である。従って、自動化された塗装のためには、高い精度で形成されたビーム成形ユニットを有するスプレイピストルが使用され、その成形ユニットは、ピストルボディと流出開口部に関して固定的に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国特許公報第６９２２７９０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の課題は、自動化された塗装のために必要な精度を維持しながら、スプレイビームのメイン移動方向を中心にビームプロフィールの角度方向付けを変化させることができる、冒頭で挙げた種類の装置と方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、装置に関して、本発明によれば、少なくとも他の１対の直径方向に対向するビーム成形ユニットが、流出開口部の軸線に関して他の角度位置に設けられており、そのビーム成形ユニットが、第１の対のビーム成形ユニットから独立して駆動可能である、冒頭で挙げた種類の装置によって解決される。
【００１４】
本発明によれば、ビーム成形ユニットの配置が流出開口部ないしピストルボディに関して固定であるにもかかわらず、少なくとも他の１対の直径方向に対向するビーム成形ユニットを独立して駆動することによって、ビームプロフィールの角度方向を変化させることができる。
【００１５】
４つのビーム成形ユニットが使用される場合に、直径方向に対向する２対が、好ましくは十字に、すなわち９０°変位して配置されている。それによってたとえば、最初は回転対称のスプレイビームを、２つの対向するビーム成形ユニットに成形流体を供給することによって、第１の方向においてフラットビームに成形することができる。２つの第１のビーム成形ユニットをオフにして、他の２つのビーム成形ユニットをオンにすることにより、その後、回転対称のスプレイビームを、第１の方向に対して垂直の、第２の方向において、フラットビームに成形することができる。
【００１６】
コーティング媒体として、保護塗料、カラー塗料、湿潤塗料又は粉末塗料のような、様々な機能の種々の塗料のような、表面を湿潤し、あるいは覆うすべての物質を使用することができる。しかし、塗布すべき媒体は、保護層又は機能層として対象上に塗布しなければならない、液状のワックス、プラスチック又は接着剤であってもよい。
【００１７】
成形流体として、多くは圧縮空気が使用される。しかし、特殊な使用目的のためには、不活性ガス、たとえば窒素のような、他の流体も、成形流体として考えられる。
【００１８】
請求項２に記載の展開によれば、多数の、特に少なくとも４対の、ビーム成形ユニットが設けられている。
【００１９】
多数のビーム成形ユニットは、ビームプロフィールの方向付けを細かいステップで変化させることを可能にする。その場合に、たとえば８、１２、１６又は２４のような、大体において偶数のビーム成形ユニットが選択され、その場合にビーム成形ユニットは対をなして直径方向に対向して配置されている。しかし、奇数の数のビーム成形ユニットを設けることもできる。あるいは、幾つかの成形ユニットは、ペア配置なしで存在することができる。好ましくは、ビーム成形ユニットは、流出開口部を中心として、流出開口部に対して同軸の円トラック上に配置することができる。さらに、個々のビーム成形ユニットの成形流体開口部が同一に形成されている場合に、ビーム成形ユニットはスプレイビームに対称に作用し、それが駆動を簡単にする。
【００２０】
請求項３に記載の展開によれば、ビーム成形ユニットは、少なくともグループで、特に対をなして、互いに独立して駆動することができる。
【００２１】
グループで駆動することによって、種々のビームプロフィールあるいはビームプロフィールの角度方向の間で、切り替えることができる。特に、流出開口部に関して直径方向に対向する対は、他の対に関係なく駆動することができるので、種々の対の間で切り替えることによってフラットビームを回動させることができる。しかしまた、たとえば三角形のビームプロフィールを成形するために、ビーム成形ユニットを、３対称を有する適切なグループで一緒に接続することができる。
【００２２】
請求項４に記載の展開によれば、すべてのビーム成形ユニットは、個別に駆動可能である。
【００２３】
それによってビームプロフィールを選択する場合に、できるだけ大きい自由度が与えられる。たとえば、半円形状のビームプロフィールを成形することもできる。
【００２４】
請求項５に記載の展開によれば、ビーム成形ユニットに、成形流体のための制御可能な遮断弁が対応づけられている。
【００２５】
ビーム成形ユニットへの成形流体の供給を、グループで、対で、あるいは個別に中断することができる遮断弁によって、ビーム成形ユニットを少なくとも部分的に独立して駆動することが可能になるので、それぞれ遮断弁の状態に従って、ビームプロフィールを変化させることができる。
【００２６】
請求項６に記載の展開によれば、成形流体のための分配通路を有する分配部材が設けられている。
【００２７】
分配部材は、複数のビーム成形ユニットをグループで、あるは対で駆動するために個別の遮断弁と接続することを可能にするので、ビーム成形ユニットに成形流体を供給するために、わずかな遮断弁しか必要とされない。そのために、種々の分配通路は、流入側で異なる遮断弁と接続することができる。好ましくは、分配部材は、成形流体開口部の近傍に配置されているので、成形流体の供給路全体のできるだけ最後になって初めて、個々のビーム成形ユニットへの分岐が行なわれる。
【００２８】
請求項７に記載の展開によれば、成形流体のために弁スライダを備えた制御可能な調節弁が設けられている。
【００２９】
制御可能な調節弁は、弁スライダを有しており、その弁スライダによって、弁を通る様々なルートを選択することができる。すなわち、それぞれ他のビーム成形ユニット又はビーム成形ユニットのグループを選択的に、成形流体の１つ又は複数の供給通路と接続することができるので、流出する成形流体の様々なコンフィグレーションの間で切り替えることができ、各成形ユニット又はビーム成形ユニットのグループのために、遮断弁を設ける必要はない。これが、すでに存在している成形流体供給システムをほとんど変更せずに維持し、かつ成形流体のための調節弁を用いて種々のビーム成形ユニットの間で切り替えることを許す。
【００３０】
請求項８に記載の展開によれば、弁スライダが、ビーム成形ユニットへの分配通路を有しており、その分配通路が選択的に、異なるように配置された流入及び／又は流出通路と接続可能である。
【００３１】
弁スライダに設けられたこの種の分配通路によって、調節弁の多様な切替え状態が実現される。弁スライダは、複数の分配通路を有することもでき、それらは同時に、あるいは交互に、固定的に配置された適切な流入及び／又は流出通路と接続することができる。
【００３２】
請求項９に記載の展開によれば、弁スライダはリング形状であって、かつ回転可能である。
【００３３】
本発明に係る装置において、分配通路を有する弁スライダが特に効果的であって、その分配通路は、弁スライダの回転によって選択的に種々のビーム成形ユニット及び成形流体供給通路と接続可能である。これが、調節弁を装置に統合することとそれに伴ってコンパクトで信頼できる構造を可能にする。
【００３４】
請求項１０に記載の展開によれば、分配弁を駆動するための駆動装置が設けられている。
【００３５】
この種の駆動装置は、成形流体を供給されるビーム成形ユニットの自動化された切替えを許す。たとえば空気式、圧電的あるいは電気モータを介して行なうことができる、駆動は、塗装ロボットのプログラムシーケンス内に統合することができ、たとえばフラットビームの回転が必要な場合に、それに応じて駆動することができる。リング形状の弁スライダにおいて、内歯切りが設けられており、電気モータの駆動ピニオンがそれに歯合する。
【００３６】
請求項１１に記載の展開によれば、少なくとも１つの独立して駆動可能なビーム成形ユニットのために、比例弁が設けられている。
【００３７】
比例弁を介して、ビーム成形ユニットへ与えられる成形流体の量を制御することができる。すなわち、たとえばビーム成形ユニットの対が直径方向に対向している場合に、適切に絞ることによって、ビームプロフィールをどれだけ強くフラットビームに変形させるか、を制御することができる。特に、ビームプロフィールに、種々のビーム成形ユニットの比例弁を用いて異なる強さで成形流体を供給することができる。比例弁が使用される場合に、比例弁は、遮断弁に加えて、あるいはその代わりに設けることができる。
【００３８】
請求項１２に記載の展開によれば、ビーム成形ユニットは、複数の成形流体開口部を有している。
【００３９】
異なる大きさあるいは、スプレイビームに関して異なる当接角度を有することができる、ビーム成形ユニットに設けられた複数の成形流体開口部は、ビーム成形ユニットから発生されて、スプレイビームに沿って方向付けされる流れ全体を正確に定めることを可能にする。１つのビーム成形ユニットに属する成形流体開口部は、常に共通に成形流体を供給され、かつそれを実質的に同一の方向からスプレイビームへ向ける。
【００４０】
方法に関して、課題は、本発明によれば、上の請求項のいずれか１項に記載の装置が使用されることによって、解決される。
【００４１】
請求項１４の展開によれば、装置が塗装ロボットに固定され、ビームプロフィールは、種々のビーム成形ユニットの間で切り替えることによって変化され、特にメイン移動方向を中心とするその角度方向が変化される。
【００４２】
この方法は、ビームプロフィールを回動させるために、塗装ロボットがわずかな運動を実施すれば済む、という利点を有している。たとえば継手領域、タンク凹部又は空気入口のような、ボディの所定の領域への到達可能性も、改良することができる。特に三角形状のビームプロフィールは、所定の凹部において効果的であり得る。従ってビームプロフィールは、コーティングすべき表面領域に適合させることができるので、オーバースプレイが著しく減少される。
【００４３】
以下、図面を参照しながら実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】４つのビーム成形ユニットを備えたエアキャップを有する、本発明に係るスプレイピストルを備えた塗装ロボットアームの終端部分を示す概念図である。
【図２】第１の実施例に基づくエアキャップを示す斜視図である。
【図３】図２に基づくエアキャップを示す軸線断面図である。
【図４】第２の実施例に基づくエアキャップを示す斜視図である。
【図５】図４のエアキャップを示す軸線断面図である。
【図６】図４のエアキャップとそれに連続する分配部材を示す軸線断面図である。
【図７】図６の分配部材を、そこのVII−VII線に沿って示す断面図である。
【図８】ビーム成形ユニットに成形流体を供給する、成形流体供給システムの回路図である。
【図９】第２の実施例のスプレイピストルのヘッド部分を示す軸線断面図であって、その場合に単純な分配部材の代わりに、制御可能な調節弁が設けられている。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図９の調節弁を、リング形状の弁スライダを有するＸ−Ｘ線に従って第１の位置で示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図９の調節弁を、リング形状の弁スライダを有するＸ−Ｘ線に従って第２の位置で示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、部分的に示す塗装ロボットアーム１４の工具収容部１２に固定された、スプレイピストル１０を示している。
【００４６】
スプレイピストル１０は、ピストルボディ１６を有しており、その出口側に交換可能なエアキャップ１８が配置されている。
【００４７】
第１の実施例に基づくこの種のエアキャップ１８が、図２と３に示されている。
【００４８】
その出口側の端面２０が図２において上を向き、その後ろ側２２が図２において下を向いている、ディスク形状のエアキャップ１８は、端面２０の中央に、円錐台形状の凹部によって縁取られた流出開口部２４を有しており、そこから、コーティング用に設けられた媒体が流出することができる。流出開口部２４は、そのために、軸線方向の媒体供給通路２６（図３を参照）と接続されており、その媒体供給通路は、エアキャップ１８の後ろ側２２へ通じており、かつ媒体（大体において塗料）を供給され、その媒体によって、たとえば車両ボディ又はその部分をコーティングすることができる。
【００４９】
図３の断面から明らかなように、流出開口部２４は、径方向外側へ向かって斜めに立ち上がる斜角面２８によって包囲されており、その斜角面内に周面にわたって均一に分配されて、１０の噴霧流体開口部３０が配置されている。噴霧流体開口部３０は、同様にエアキャップ１８の後ろ側２２へ通じる噴霧流体通路３２を介して噴霧流体（大体において圧縮空気）を供給される。それによって、スプレイピストル１０を駆動する間、噴霧流体開口部３０から圧縮空気が流出することができ、その圧縮空気は、斜めの斜角面２８に基づいて、流出開口部２４の前の領域へ方向付けされており、そこで流出する媒体の噴霧をもたらし、あるいは少なくとも支援する。
【００５０】
径方向さらに外側に位置するようにして、エアキャップ１８の端面２０には、４つのビーム成形ユニット３４が設けられており、それらはそれぞれ流出側（図２と３において上向き）に張り出す角のような突出部３６として形成されている。ビーム成形ユニット３４は、流出開口部２４を中心に周方向に均一に分配されているので、それらは互いに対して９０°の角度で十字状に配置されており、従って流出開口部２４に関して対をなして直径方向に対向している。
【００５１】
各突出部３６は、径方向内側へ向いた斜面３８を有しており、その斜面は、外側へ向かって斜めに立ち上がっている。
【００５２】
各突出部３６の斜面３８は、それぞれ２つの成形流体開口部４０と４２を有しており、それらが、対応する成形流体通路４４及び４６と接続されている。成形流体通路４４、４６は、同様に、エアキャップ１８の後ろ側２２で終了している。斜面３８の傾斜によって、スプレイピストル１０の駆動の間成形媒体（大体において圧縮空気）を供給される成形流体開口部４０、４２は、流出開口部２２の上方に形成されるスプレイビームの方向を向き、それによってスプレイビームが成形される。
【００５３】
図４と５は、第２の実施例に基づくエアキャップ１１８を示しており、それは、ビーム成形ユニット１３４が突出部として形成されていないことによって、前の実施例のエアキャップ１８から区別される。
【００５４】
その代わりに、各ビーム成形ユニット１３４の成形流体開口部１４０、１４２が、エアキャップ１１８の平坦な端面１２０に直接配置されている。それにもかかわらず、流出する成形流体を、流出開口部１２４の前のスプレイビームへ向けるために、成形流体開口部１４０、１４２へ通じる成形流体通路１４４、１４６は、それがエアキャップ１１８の端面１２０において流出する少なくとも直前に、スプレイビームのメイン移動方向に関して径方向外側及び後方から径方向内側及び前方へ延びている。
【００５５】
図６に、突出部１３６を持たないエアキャップ１１８の例で示すように、スプレイピストルは、成形流体用のディスク形状の分配部材１５０を有しており、その分配部材は前側１５２と後ろ側１５４を有している。分配部材１５０は、エアキャップ１１８の後ろに、その前側１５２がエアキャップ１１８の後ろ側１２２に直接添接するように配置されている。
【００５６】
分配部材１５０自体は、中央に軸線方向の透孔１５６を有しており、その透孔が、エアキャップ１１８の媒体供給通路１２６と整合しており、媒体を供給するために用いられる。
【００５７】
さらに、分配部材１５０は、その前側１５２に、透孔１５６を中心として同軸に、円形の環状通路１５８を有しており、その環状通路は、エアキャップ１１８へ向かって開放している。環状通路１５８の直径は、エアキャップ１１８の噴霧流体通路１３２と整合するように選択されているので、その噴霧流体通路は環状通路１５８から供給を行なうことができる。分配部材１５０の後ろ側１５４から、供給孔１６０が環状通路１５８へ通じている。
【００５８】
成形流体を個々のビーム成形ユニット１３４へ分配するために、分配部材１５０はその前側１５２に４つの凹部１６２を有しており、その凹部は、４つのビーム成型ユニット１３４に従って配置されており、かつそれぞれ、成形流体開口部１４０、１４２へ通じる２つの成形流体通路１４４及び１４６とそれぞれ接続されるような大きさの直径を有している。
【００５９】
直径方向に対向する対のビーム成形ユニット１３４に対応づけられた、２つの凹部１６２は、それぞれ接続通路１６４と１６６を介して接続されている。簡単に形成できるようにするために、接続通路１６４、１６６は、前側１５２から開放しており、かつ、エアキャップ１１８の後ろ側１２２の閉鎖された領域によって覆われるように、案内されている。
【００６０】
１対の凹部１６２のそれぞれが、供給孔１６８を介して分配部材１５０の後ろ側１５４と接続されている。
【００６１】
図４から７の実施例について図８に示すように、分配部材１５０の供給孔１６８は、図８に全体を符号１７０で示す成形流体供給システムに接続されている。
【００６２】
成形流体供給システム１７０は、第１と第２の比例弁１７２と１７３を有しており、それらの入口側の接続端が、図示されない圧縮空気源に接続されている。
【００６３】
出口側において、第１の比例弁１７２が第１の遮断弁１７４と接続され、第２の比例弁１７３は第２の遮断弁１７６と接続されている。第１の遮断弁１７４の出口側は、第１の対のビーム成形ユニット１３４の供給孔１６８と接続されている。それに対して第２の遮断弁１７６は、９０°変位された第２の対の供給孔１６８と接続されている。
【００６４】
スプレイピストルは、以下のように機能する：
【００６５】
媒体通路１２６を介して供給された媒体は、噴霧流体開口部１３０において流出する噴霧流体によって、流出開口部１２４において噴霧されて、流出開口部１２４の前でスプレイビームを形成する。
【００６６】
２つの遮断弁１７４と１７６が閉鎖されている間、スプレイビームは影響されずに回転対称に形成されて、コーティングに使用することができる。
【００６７】
たとえば、比較的大きい表面を帯状に塗装するための、特殊なコーティング相において、細片形状のビームプロフィールを有するフラットビームが望まれるので、たとえば、第１の遮断弁１７４を開放するように駆動することができるので、第１の対の直径方向に対向する２つのビーム成形ユニット１３４に設けられた成形流体開口部１４０、１４２から成形流体が流出することができる。対向する側から斜めにスプレイビームへ当接する成形流体が、このスプレイビームを圧縮するので、フラットビームが生じる。その場合に、第１の比例弁１７２によって、扁平化の程度を定めることができる。それぞれ比例弁１７２が広く開放されるほど、スプレイビームプロフィールがそれだけフラットになる。
【００６８】
塗装プロセスの経過において、メイン移動方向を中心とするフラットビームの他の角度方向付けが必要になった場合に、第１の遮断弁１７４が閉鎖されて、第２の対の直径方向に対向するビーム成形ユニット１３４と接続されている、第２の遮断弁１７６が開放される。両方の対は互いに対して９０°の角度にあるので、フラットビームが９０°「回動」される。すなわちフラットビームの方向付けを、たとえば垂直から水平へ変化させることができ、ロボットアーム１４が複雑な捻れ運動を実施する必要はない。第２の比例弁１７３を介して、この方向づけにおいても扁平化の程度を調節することができ、それによって比例弁１７２、１７３の制御を介して多数のビームプロフィール形状を調節することができる。
【００６９】
成形流体供給の好ましい変形例が、図９、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されている。
【００７０】
切り替えできない分配部材１５０を、然るべく開閉される個々の切替え弁１７４及び１７６と組み合わせて使用する代わりに、制御可能な調節弁２７８を使用することができる。
【００７１】
調節弁２７８は、ディスク形状の弁座２８０を有しており、その弁座は、分配部材１５０と同様に、流出開口部２２４ないし噴霧流体開口部２３０に供給するための、中央の透孔２５６と環状通路２５８を有している。
【００７２】
しかし、分配部材１５０とは異なり、弁座２８０は、その前側２５２からリング形状に一周するシンク２８２を有しており、その中に相補的なリング形状の弁スライダ２８４が回転可能に延びている。
【００７３】
弁スライダ２８４は、分配部材１５０の凹部１６８に相当する通り抜け孔２８６を有しており、その通り抜け孔が、成形ユニット２３４の成形流体通路２４４と２４６にそれぞれ供給することができるように形成されている。しかし、弁スライダ２８４は、この種の通り抜け孔２８６を２つだけ有しており、それらは直径方向に対向して配置されており、かつ、弁スライダ２８４に沿って円弧状に延びる接続通路２８８のみを介して接続されている。
【００７４】
弁スライダ２８４は、さらに、その内側の端縁に内歯切り２９０を有しており、電気モータ２９４の従動ピニオン２９２がその内歯切り内へ嵌入する。従って、電気モータを駆動することによって、弁スライダ２８４は一周するシンク２８２に沿って回動することができる。
【００７５】
中央の透孔２５６に関して９０°変位して、弁座２８０に第１の供給孔２９６と第２の供給孔２９８が設けられており、それらがシンク２８２を弁座２８０の後ろ側２６４と接続する。そこで、供給孔２９６、２９８が、成形流体供給システムの遮断弁ないし比例弁と接続されている。
【００７６】
第１の位置において、弁スライダ２８４の２つの通り抜け孔２８６は、第１の供給孔２９６と接続されているので、供給された成形流体は、対応する直径方向に対向するビーム成形ユニット２３４へ案内することができる。
【００７７】
弁スライダ２８４が９０°回動されると、２つの通り抜け孔２８６の１つが第２の供給孔２９８と接続されて、他の対のビーム成形ユニットへ成形流体が供給される。
【００７８】
中間位置において、弁スライダ２８４は、成形流体供給を完全に阻止することができるので、スプレイピストルから発生されるスプレイビームは、回転対称のビームプロフィールを有する。従ってビーム成形ユニット２３４の両方の対を、単に交互に利用しようとする場合には、別体の遮断弁は、省くことができる。
【００７９】
図示されてない、特に好ましい変形例においては、多数のビーム成形ユニットを設けることができ、それらは、流出開口部を中心に一周しており、かつ然るべき遮断弁、比例弁及び／又は調節弁を介して互いに独立して成形流体を供給可能である。すなわち、たとえばメイン移動方向を中心にビームプロフィールの角度方向付けを細かいステップで変化させることができる。比例弁を使用することによって、異なるビーム成形ユニットへ異なる成形流体量を供給することができ、それが、ビームプロフィールの多様な形態を可能にする。
【００８０】
他の変形例において、媒体のための流出開口部２４を中心とする複数の噴霧流体開口部３０の代わりに、環状に一周する１つの噴霧流体開口部を設けることもできる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
ａ）媒体が流出する、流出開口部であって、その媒体がその後、メイン移動方向とビームプロフィールとを備えたスプレイビームとなって噴霧される、前記流出開口部と、
ｂ）流出開口部に関して直径方向に対向して、固定的に配置された１対のビーム成形ユニットであって、そのビーム成形ユニットが少なくとも１つの成形流体開口部を介して成形流体をスプレイビームへ向け、それによってスプレイビームのビームプロフィールが成形可能である、前記１対のビーム成形ユニットと、を有する、対象を媒体でコーティングする装置に関する。
【０００２】
本発明は、さらに、上述した種類の装置が使用される、対象をコーティングする方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビームプロフィールというのは、スプレイビームが横断面においてそのメイン移動方向に対して垂直に形成するプロフィールであって、その場合に流出開口部から、コーティングすべき対象に対する装置の作業間隔にほぼ相当する間隔で、ビームプロフィールが調節される。
【０００４】
この種の装置は、特に自動車工業において、車両ボディ又は車両部分を自動的にコーティングするためにスプレイピストルの形式で使用される。スプレイピストルは、そのために、塗装自動機又は塗装ロボットのアームに取り付けられており、そのアームがスプレイピストルを、塗装すべき対象の表面上方で予め定められた移動パターンに従って案内する。
【０００５】
市場で知られている、冒頭で挙げた種類のスプレイピストルは、スプレイピストルの流出開口部に関して直径方向に対向する２つのビーム成形ユニットを有しており、その開口部から、スプレイビームへ両側から向けられた圧縮空気、いわゆる成形空気が流出することができる。それによって、スプレイビームは、実質的に細片形状のビームプロフィールを有する平面形状のフラットビームに成形することができる。この種のフラットビームは、たとえば車両ボディのルーフのような、比較的大きい面積上に塗料を次々と帯状に塗布することを許し、それによって最適な塗料分布が得られる。
【０００６】
様々な幾何学配置の対象を最適に塗装するために、これらの既知のスプレイピストル及び塗装方法においては、それぞれ塗装相に従って、直径方向に対向するビーム成形ユニットを同時にオンオフすることによって、回転対称のスプレイビームと平面形状のフラットビームとを切り替えることができる。しかし、フラットビームのビームプロフィールは、回転対称のスプレイビームとは異なり、優先方向を有しているので、たとえば帯状に塗装する場合には、付加的に、スプレイビームのメイン移動方向を中心とするスプレイピストルの角度方向を帯方向に関して回動させて、適合させなければならない。特に、一方の工作物側から他方へ変更する場合に、フラットビームを方向付けし直すことが、しばしば必要になる。
【０００７】
ビームプロフィールをこのように方向付けし直すことは、原則的に、ロボットアームの前方の端部に設けられた他のリンク軸又は回転軸によって達成することはできるが、それは、全体としてより大形でより複雑な塗装ロボットをもたらすことになる。従ってこれまでは、フラットビームのビームプロフィールは、塗装ロボットの既存のジョイント及び回転軸を用いて複雑かつ広範な捻れ運動が実施されることによって、他方の角度方向へ移動されている。
【０００８】
この方法の欠点は、ビームプロフィールを方向づけし直すための、塗装ロボットの複雑な捻りは、時間を必要とし、その時間が車両ボディの塗装時間全体に無視できない現れ方をすることにある。さらに、複雑なロボット運動によって、供給ホースと電気的な接続がよじれるので、ホースが完全に撚れてしまうのを防止するためには、どこかの時点で各捻れ運動に逆の捻れ運動を追従させなければならない。ホースも、捻れによってより強い負荷を受けるので、磨耗が増大し、それに伴って保守の手間を増大させることが必要である。
【０００９】
特許文献１は、手動操作されるカラースプレイピストルを示しており、それにおいては、直径方向に対向する２つのビーム成形ユニットがエアキャップに配置されている。エアキャップをその後ろに配置されているブロッキングプレートに対して回動させることによって、ビーム成形ユニットは、流出開口部を中心に９０°回動させることができ、それが、ビームプロフィールを適切に方向づけし直すことをもたらす。エアキャップの中間位置においては、ビーム成形ユニットへの供給がブロックされ、それによって回転対称のビームプロフィールが形成される。
【００１０】
しかし、この種のやり方は、塗装ロボットを用いた自動的な塗装においては、余り適していない。というのは、ビーム成形を調節する部分が移動され、それが、ビーム成形における不正確さをもたらすことがあるからである。しかし、プログラム制御される塗装プロセスの間最適に塗装するためには、放出されるスプレイビームが常に正確に定められたビームプロフィールを有することが、重要である。従って、自動化された塗装のためには、高い精度で形成されたビーム成形ユニットを有するスプレイピストルが使用され、その成形ユニットは、ピストルボディと流出開口部に関して固定的に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国特許公報第６９２２７９０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の課題は、自動化された塗装のために必要な精度を維持しながら、スプレイビームのメイン移動方向を中心にビームプロフィールの角度方向付けを変化させることができる、冒頭で挙げた種類の装置と方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、装置に関して、本発明によれば、少なくとも他の１対の直径方向に対向するビーム成形ユニットが、流出開口部の軸線に関して他の角度位置に設けられており、そのビーム成形ユニットが、第１の対のビーム成形ユニットから独立して駆動可能である、冒頭で挙げた種類の装置によって解決される。
【００１４】
本発明によれば、ビーム成形ユニットの配置が流出開口部ないしピストルボディに関して固定であるにもかかわらず、少なくとも他の１対の直径方向に対向するビーム成形ユニットを独立して駆動することによって、ビームプロフィールの角度方向を変化させることができる。
【００１５】
４つのビーム成形ユニットが使用される場合に、直径方向に対向する２対が、好ましくは十字に、すなわち９０°変位して配置されている。それによってたとえば、最初は回転対称のスプレイビームを、２つの対向するビーム成形ユニットに成形流体を供給することによって、第１の方向においてフラットビームに成形することができる。２つの第１のビーム成形ユニットをオフにして、他の２つのビーム成形ユニットをオンにすることにより、その後、回転対称のスプレイビームを、第１の方向に対して垂直の、第２の方向において、フラットビームに成形することができる。
【００１６】
コーティング媒体として、保護塗料、カラー塗料、湿潤塗料又は粉末塗料のような、様々な機能の種々の塗料のような、表面を湿潤し、あるいは覆うすべての物質を使用することができる。しかし、塗布すべき媒体は、保護層又は機能層として対象上に塗布しなければならない、液状のワックス、プラスチック又は接着剤であってもよい。
【００１７】
成形流体として、多くは圧縮空気が使用される。しかし、特殊な使用目的のためには、不活性ガス、たとえば窒素のような、他の流体も、成形流体として考えられる。
【００１８】
請求項２に記載の展開によれば、多数の、特に少なくとも４対の、ビーム成形ユニットが設けられている。
【００１９】
多数のビーム成形ユニットは、ビームプロフィールの方向付けを細かいステップで変化させることを可能にする。その場合に、たとえば８、１２、１６又は２４のような、大体において偶数のビーム成形ユニットが選択され、その場合にビーム成形ユニットは対をなして直径方向に対向して配置されている。しかし、奇数の数のビーム成形ユニットを設けることもできる。あるいは、幾つかの成形ユニットは、ペア配置なしで存在することができる。好ましくは、ビーム成形ユニットは、流出開口部を中心として、流出開口部に対して同軸の円トラック上に配置することができる。さらに、個々のビーム成形ユニットの成形流体開口部が同一に形成されている場合に、ビーム成形ユニットはスプレイビームに対称に作用し、それが駆動を簡単にする。
【００２０】
請求項３に記載の展開によれば、ビーム成形ユニットは、少なくともグループで、特に対をなして、互いに独立して駆動することができる。
【００２１】
グループで駆動することによって、種々のビームプロフィールあるいはビームプロフィールの角度方向の間で、切り替えることができる。特に、流出開口部に関して直径方向に対向する対は、他の対に関係なく駆動することができるので、種々の対の間で切り替えることによってフラットビームを回動させることができる。しかしまた、たとえば三角形のビームプロフィールを成形するために、ビーム成形ユニットを、３対称を有する適切なグループで一緒に接続することができる。
【００２２】
請求項４に記載の展開によれば、すべてのビーム成形ユニットは、個別に駆動可能である。
【００２３】
それによってビームプロフィールを選択する場合に、できるだけ大きい自由度が与えられる。たとえば、半円形状のビームプロフィールを成形することもできる。
【００２４】
請求項５に記載の展開によれば、ビーム成形ユニットに、成形流体のための制御可能な遮断弁が対応づけられている。
【００２５】
ビーム成形ユニットへの成形流体の供給を、グループで、対で、あるいは個別に中断することができる遮断弁によって、ビーム成形ユニットを少なくとも部分的に独立して駆動することが可能になるので、それぞれ遮断弁の状態に従って、ビームプロフィールを変化させることができる。
【００２６】
請求項６に記載の展開によれば、成形流体のための分配通路を有する分配部材が設けられている。
【００２７】
分配部材は、複数のビーム成形ユニットをグループで、あるは対で駆動するために個別の遮断弁と接続することを可能にするので、ビーム成形ユニットに成形流体を供給するために、わずかな遮断弁しか必要とされない。そのために、種々の分配通路は、流入側で異なる遮断弁と接続することができる。好ましくは、分配部材は、成形流体開口部の近傍に配置されているので、成形流体の供給路全体のできるだけ最後になって初めて、個々のビーム成形ユニットへの分岐が行なわれる。
【００２８】
請求項７に記載の展開によれば、成形流体のために弁スライダを備えた制御可能な調節弁が設けられている。
【００２９】
制御可能な調節弁は、弁スライダを有しており、その弁スライダによって、弁を通る様々なルートを選択することができる。すなわち、それぞれ他のビーム成形ユニット又はビーム成形ユニットのグループを選択的に、成形流体の１つ又は複数の供給通路と接続することができるので、流出する成形流体の様々なコンフィグレーションの間で切り替えることができ、各成形ユニット又はビーム成形ユニットのグループのために、遮断弁を設ける必要はない。これが、すでに存在している成形流体供給システムをほとんど変更せずに維持し、かつ成形流体のための調節弁を用いて種々のビーム成形ユニットの間で切り替えることを許す。
【００３０】
請求項８に記載の展開によれば、弁スライダが、ビーム成形ユニットへの分配通路を有しており、その分配通路が選択的に、異なるように配置された流入及び／又は流出通路と接続可能である。
【００３１】
弁スライダに設けられたこの種の分配通路によって、調節弁の多様な切替え状態が実現される。弁スライダは、複数の分配通路を有することもでき、それらは同時に、あるいは交互に、固定的に配置された適切な流入及び／又は流出通路と接続することができる。
【００３２】
請求項９に記載の展開によれば、弁スライダはリング形状であって、かつ回転可能である。
【００３３】
本発明に係る装置において、分配通路を有する弁スライダが特に効果的であって、その分配通路は、弁スライダの回転によって選択的に種々のビーム成形ユニット及び成形流体供給通路と接続可能である。これが、調節弁を装置に統合することとそれに伴ってコンパクトで信頼できる構造を可能にする。
【００３４】
請求項１０に記載の展開によれば、分配弁を駆動するための駆動装置が設けられている。
【００３５】
この種の駆動装置は、成形流体を供給されるビーム成形ユニットの自動化された切替えを許す。たとえば空気式、圧電的あるいは電気モータを介して行なうことができる、駆動は、塗装ロボットのプログラムシーケンス内に統合することができ、たとえばフラットビームの回転が必要な場合に、それに応じて駆動することができる。リング形状の弁スライダにおいて、内歯切りが設けられており、電気モータの駆動ピニオンがそれに歯合する。
【００３６】
請求項１１に記載の展開によれば、少なくとも１つの独立して駆動可能なビーム成形ユニットのために、比例弁が設けられている。
【００３７】
比例弁を介して、ビーム成形ユニットへ与えられる成形流体の量を制御することができる。すなわち、たとえばビーム成形ユニットの対が直径方向に対向している場合に、適切に絞ることによって、ビームプロフィールをどれだけ強くフラットビームに変形させるか、を制御することができる。特に、ビームプロフィールに、種々のビーム成形ユニットの比例弁を用いて異なる強さで成形流体を供給することができる。比例弁が使用される場合に、比例弁は、遮断弁に加えて、あるいはその代わりに設けることができる。
【００３８】
請求項１２に記載の展開によれば、ビーム成形ユニットは、複数の成形流体開口部を有している。
【００３９】
異なる大きさあるいは、スプレイビームに関して異なる当接角度を有することができる、ビーム成形ユニットに設けられた複数の成形流体開口部は、ビーム成形ユニットから発生されて、スプレイビームに沿って方向付けされる流れ全体を正確に定めることを可能にする。１つのビーム成形ユニットに属する成形流体開口部は、常に共通に成形流体を供給され、かつそれを実質的に同一の方向からスプレイビームへ向ける。
【００４０】
方法に関して、課題は、本発明によれば、上の請求項のいずれか１項に記載の装置が使用されることによって、解決される。
【００４１】
請求項１４の展開によれば、装置が塗装ロボットに固定され、ビームプロフィールは、種々のビーム成形ユニットの間で切り替えることによって変化され、特にメイン移動方向を中心とするその角度方向が変化される。
【００４２】
この方法は、ビームプロフィールを回動させるために、塗装ロボットがわずかな運動を実施すれば済む、という利点を有している。たとえば継手領域、タンク凹部又は空気入口のような、ボディの所定の領域への到達可能性も、改良することができる。特に三角形状のビームプロフィールは、所定の凹部において効果的であり得る。従ってビームプロフィールは、コーティングすべき表面領域に適合させることができるので、オーバースプレイが著しく減少される。
【００４３】
以下、図面を参照しながら実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】４つのビーム成形ユニットを備えたエアキャップを有する、本発明に係るスプレイピストルを備えた塗装ロボットアームの終端部分を示す概念図である。
【図２】第１の実施例に基づくエアキャップを示す斜視図である。
【図３】図２に基づくエアキャップを示す軸線断面図である。
【図４】第２の実施例に基づくエアキャップを示す斜視図である。
【図５】図４のエアキャップを示す軸線断面図である。
【図６】図４のエアキャップとそれに連続する分配部材を示す軸線断面図である。
【図７】図６の分配部材を、そこのVII−VII線に沿って示す断面図である。
【図８】ビーム成形ユニットに成形流体を供給する、成形流体供給システムの回路図である。
【図９】第２の実施例のスプレイピストルのヘッド部分を示す軸線断面図であって、その場合に単純な分配部材の代わりに、制御可能な調節弁が設けられている。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図９の調節弁を、リング形状の弁スライダを有するＸ−Ｘ線に従って第１の位置で示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図９の調節弁を、リング形状の弁スライダを有するＸ−Ｘ線に従って第２の位置で示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、部分的に示す塗装ロボットアーム１４の工具収容部１２に固定された、スプレイピストル１０を示している。
【００４６】
スプレイピストル１０は、ピストルボディ１６を有しており、その出口側に交換可能なエアキャップ１８が配置されている。
【００４７】
第１の実施例に基づくこの種のエアキャップ１８が、図２と３に示されている。
【００４８】
その出口側の端面２０が図２において上を向き、その後ろ側２２が図２において下を向いている、ディスク形状のエアキャップ１８は、端面２０の中央に、円錐台形状の凹部によって縁取られた流出開口部２４を有しており、そこから、コーティング用に設けられた媒体が流出することができる。流出開口部２４は、そのために、軸線方向の媒体供給通路２６（図３を参照）と接続されており、その媒体供給通路は、エアキャップ１８の後ろ側２２へ通じており、かつ媒体（大体において塗料）を供給され、その媒体によって、たとえば車両ボディ又はその部分をコーティングすることができる。
【００４９】
図３の断面から明らかなように、流出開口部２４は、径方向外側へ向かって斜めに立ち上がる斜角面２８によって包囲されており、その斜角面内に周面にわたって均一に分配されて、１０の噴霧流体開口部３０が配置されている。噴霧流体開口部３０は、同様にエアキャップ１８の後ろ側２２へ通じる噴霧流体通路３２を介して噴霧流体（大体において圧縮空気）を供給される。それによって、スプレイピストル１０を駆動する間、噴霧流体開口部３０から圧縮空気が流出することができ、その圧縮空気は、斜めの斜角面２８に基づいて、流出開口部２４の前の領域へ方向付けされており、そこで流出する媒体の噴霧をもたらし、あるいは少なくとも支援する。
【００５０】
径方向さらに外側に位置するようにして、エアキャップ１８の端面２０には、４つのビーム成形ユニット３４が設けられており、それらはそれぞれ流出側（図２と３において上向き）に張り出す角のような突出部３６として形成されている。ビーム成形ユニット３４は、流出開口部２４を中心に周方向に均一に分配されているので、それらは互いに対して９０°の角度で十字状に配置されており、従って流出開口部２４に関して対をなして直径方向に対向している。
【００５１】
各突出部３６は、径方向内側へ向いた斜面３８を有しており、その斜面は、外側へ向かって斜めに立ち上がっている。
【００５２】
各突出部３６の斜面３８は、それぞれ２つの成形流体開口部４０と４２を有しており、それらが、対応する成形流体通路４４及び４６と接続されている。成形流体通路４４、４６は、同様に、エアキャップ１８の後ろ側２２で終了している。斜面３８の傾斜によって、スプレイピストル１０の駆動の間成形媒体（大体において圧縮空気）を供給される成形流体開口部４０、４２は、流出開口部２２の上方に形成されるスプレイビームの方向を向き、それによってスプレイビームが成形される。
【００５３】
図４と５は、第２の実施例に基づくエアキャップ１１８を示しており、それは、ビーム成形ユニット１３４が突出部として形成されていないことによって、前の実施例のエアキャップ１８から区別される。
【００５４】
その代わりに、各ビーム成形ユニット１３４の成形流体開口部１４０、１４２が、エアキャップ１１８の平坦な端面１２０に直接配置されている。それにもかかわらず、流出する成形流体を、流出開口部１２４の前のスプレイビームへ向けるために、成形流体開口部１４０、１４２へ通じる成形流体通路１４４、１４６は、それがエアキャップ１１８の端面１２０において流出する少なくとも直前に、スプレイビームのメイン移動方向に関して径方向外側及び後方から径方向内側及び前方へ延びている。
【００５５】
図６に、突出部１３６を持たないエアキャップ１１８の例で示すように、スプレイピストルは、成形流体用のディスク形状の分配部材１５０を有しており、その分配部材は前側１５２と後ろ側１５４を有している。分配部材１５０は、エアキャップ１１８の後ろに、その前側１５２がエアキャップ１１８の後ろ側１２２に直接添接するように配置されている。
【００５６】
分配部材１５０自体は、中央に軸線方向の透孔１５６を有しており、その透孔が、エアキャップ１１８の媒体供給通路１２６と整合しており、媒体を供給するために用いられる。
【００５７】
さらに、分配部材１５０は、その前側１５２に、透孔１５６を中心として同軸に、円形の環状通路１５８を有しており、その環状通路は、エアキャップ１１８へ向かって開放している。環状通路１５８の直径は、エアキャップ１１８の噴霧流体通路１３２と整合するように選択されているので、その噴霧流体通路は環状通路１５８から供給を行なうことができる。分配部材１５０の後ろ側１５４から、供給孔１６０が環状通路１５８へ通じている。
【００５８】
成形流体を個々のビーム成形ユニット１３４へ分配するために、分配部材１５０はその前側１５２に４つの凹部１６２を有しており、その凹部は、４つのビーム成型ユニット１３４に従って配置されており、かつそれぞれ、成形流体開口部１４０、１４２へ通じる２つの成形流体通路１４４及び１４６とそれぞれ接続されるような大きさの直径を有している。
【００５９】
直径方向に対向する対のビーム成形ユニット１３４に対応づけられた、２つの凹部１６２は、それぞれ接続通路１６４と１６６を介して接続されている。簡単に形成できるようにするために、接続通路１６４、１６６は、前側１５２から開放しており、かつ、エアキャップ１１８の後ろ側１２２の閉鎖された領域によって覆われるように、案内されている。
【００６０】
１対の凹部１６２のそれぞれが、供給孔１６８を介して分配部材１５０の後ろ側１５４と接続されている。
【００６１】
図４から７の実施例について図８に示すように、分配部材１５０の供給孔１６８は、図８に全体を符号１７０で示す成形流体供給システムに接続されている。
【００６２】
成形流体供給システム１７０は、第１と第２の比例弁１７２と１７３を有しており、それらの入口側の接続端が、図示されない圧縮空気源に接続されている。
【００６３】
出口側において、第１の比例弁１７２が第１の遮断弁１７４と接続され、第２の比例弁１７３は第２の遮断弁１７６と接続されている。第１の遮断弁１７４の出口側は、第１の対のビーム成形ユニット１３４の供給孔１６８と接続されている。それに対して第２の遮断弁１７６は、９０°変位された第２の対の供給孔１６８と接続されている。
【００６４】
スプレイピストルは、以下のように機能する：
【００６５】
媒体通路１２６を介して供給された媒体は、噴霧流体開口部１３０において流出する噴霧流体によって、流出開口部１２４において噴霧されて、流出開口部１２４の前でスプレイビームを形成する。
【００６６】
２つの遮断弁１７４と１７６が閉鎖されている間、スプレイビームは影響されずに回転対称に形成されて、コーティングに使用することができる。
【００６７】
たとえば、比較的大きい表面を帯状に塗装するための、特殊なコーティング相において、細片形状のビームプロフィールを有するフラットビームが望まれるので、たとえば、第１の遮断弁１７４を開放するように駆動することができるので、第１の対の直径方向に対向する２つのビーム成形ユニット１３４に設けられた成形流体開口部１４０、１４２から成形流体が流出することができる。対向する側から斜めにスプレイビームへ当接する成形流体が、このスプレイビームを圧縮するので、フラットビームが生じる。その場合に、第１の比例弁１７２によって、扁平化の程度を定めることができる。それぞれ比例弁１７２が広く開放されるほど、スプレイビームプロフィールがそれだけフラットになる。
【００６８】
塗装プロセスの経過において、メイン移動方向を中心とするフラットビームの他の角度方向付けが必要になった場合に、第１の遮断弁１７４が閉鎖されて、第２の対の直径方向に対向するビーム成形ユニット１３４と接続されている、第２の遮断弁１７６が開放される。両方の対は互いに対して９０°の角度にあるので、フラットビームが９０°「回動」される。すなわちフラットビームの方向付けを、たとえば垂直から水平へ変化させることができ、ロボットアーム１４が複雑な捻れ運動を実施する必要はない。第２の比例弁１７３を介して、この方向づけにおいても扁平化の程度を調節することができ、それによって比例弁１７２、１７３の制御を介して多数のビームプロフィール形状を調節することができる。
【００６９】
成形流体供給の好ましい変形例が、図９、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されている。
【００７０】
切り替えできない分配部材１５０を、然るべく開閉される個々の切替え弁１７４及び１７６と組み合わせて使用する代わりに、制御可能な調節弁２７８を使用することができる。
【００７１】
調節弁２７８は、ディスク形状の弁座２８０を有しており、その弁座は、分配部材１５０と同様に、流出開口部２２４ないし噴霧流体開口部２３０に供給するための、中央の透孔２５６と環状通路２５８を有している。
【００７２】
しかし、分配部材１５０とは異なり、弁座２８０は、その前側２５２からリング形状に一周するシンク２８２を有しており、その中に相補的なリング形状の弁スライダ２８４が回転可能に延びている。
【００７３】
弁スライダ２８４は、分配部材１５０の凹部１６８に相当する通り抜け孔２８６を有しており、その通り抜け孔が、成形ユニット２３４の成形流体通路２４４と２４６にそれぞれ供給することができるように形成されている。しかし、弁スライダ２８４は、この種の通り抜け孔２８６を２つだけ有しており、それらは直径方向に対向して配置されており、かつ、弁スライダ２８４に沿って円弧状に延びる接続通路２８８のみを介して接続されている。
【００７４】
弁スライダ２８４は、さらに、その内側の端縁に内歯切り２９０を有しており、電気モータ２９４の従動ピニオン２９２がその内歯切り内へ嵌入する。従って、電気モータを駆動することによって、弁スライダ２８４は一周するシンク２８２に沿って回動することができる。
【００７５】
中央の透孔２５６に関して９０°変位して、弁座２８０に第１の供給孔２９６と第２の供給孔２９８が設けられており、それらがシンク２８２を弁座２８０の後ろ側２６４と接続する。そこで、供給孔２９６、２９８が、成形流体供給システムの遮断弁ないし比例弁と接続されている。
【００７６】
第１の位置において、弁スライダ２８４の２つの通り抜け孔２８６は、第１の供給孔２９６と接続されているので、供給された成形流体は、対応する直径方向に対向するビーム成形ユニット２３４へ案内することができる。
【００７７】
弁スライダ２８４が９０°回動されると、２つの通り抜け孔２８６の１つが第２の供給孔２９８と接続されて、他の対のビーム成形ユニットへ成形流体が供給される。
【００７８】
中間位置において、弁スライダ２８４は、成形流体供給を完全に阻止することができるので、スプレイピストルから発生されるスプレイビームは、回転対称のビームプロフィールを有する。従ってビーム成形ユニット２３４の両方の対を、単に交互に利用しようとする場合には、別体の遮断弁は、省くことができる。
【００７９】
図示されてない、特に好ましい変形例においては、多数のビーム成形ユニットを設けることができ、それらは、流出開口部を中心に一周しており、かつ然るべき遮断弁、比例弁及び／又は調節弁を介して互いに独立して成形流体を供給可能である。すなわち、たとえばメイン移動方向を中心にビームプロフィールの角度方向付けを細かいステップで変化させることができる。比例弁を使用することによって、異なるビーム成形ユニットへ異なる成形流体量を供給することができ、それが、ビームプロフィールの多様な形態を可能にする。
【００８０】
他の変形例において、媒体のための流出開口部２４を中心とする複数の噴霧流体開口部３０の代わりに、環状に一周する１つの噴霧流体開口部を設けることもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）媒体が流出する、流出開口部（２４；１２４；２２４）であって、前記媒体がその後、メイン移動方向とビームプロフィールとを有するスプレイビームとして噴霧される、前記流出開口部と、
ｂ）流出開口部（２４；１２４；２２４）に関して直径方向に対向する、固定的に配置された１対のビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）であって、前記ビーム成形ユニットが、少なくとも１つの成形流体開口部（４０、４２；１４０、１４２；２４０、２４２）を介して成形流体をスプレイビームへ向けて、それによってスプレイビームのビームプロフィールが成形可能である、前記ビーム成形ユニットと、
を有する、対象を媒体でコーティングする装置（１０）において、
ｃ）少なくとも他の１対の、直径方向に対向するビーム成形ユニット（２３；１３４；２３４）が、流出開口部（２４；１２４；２２４）の軸線に関して異なる角度位置に設けられており、そのビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が第１の対のビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）から独立して駆動可能である、ことを特徴とする対象を媒体でコーティングする装置。
【請求項２】
多数の、特に少なくとも４対の、ビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が、少なくともグループで、特に対をなして、互いに独立して駆動可能である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
すべてのビーム成形ユニット（３４）が、個別に駆動可能である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
ビーム成形ユニット（１３４）に、制御可能な遮断弁（１７４、１７６）が対応づけられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
成形流体のための分配通路（１６４、１６６）を有する分配部材（１５０）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
弁スライダ（２８４）を有する、成形流体のための制御可能な調節弁（２７８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
弁スライダ（２８４）が、ビーム成形ユニット（２３４）への分配通路（２８６、２８８）を有しており、前記分配通路が、選択的に、異なるように配置された流入及び／又は流出通路（２９６、２９８、２４４、２４６）と接続可能である、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
弁スライダ（２８４）が、リング形状であり、かつ回転可能である、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
調節弁（２７８）を駆動するための駆動装置（２９０、２９２、２９４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの独立して駆動可能なビーム成形ユニット（１３４）のために、成形流体用の比例弁（１７２、１７３）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
ビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が、複数の成形流体開口部（４０，４２；１４０，１４２；２４０，２４２）を有している、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１０）が使用される、対象をコーティングする方法。
【請求項１４】
装置（１０）が、塗装ロボット（１４）に固定され、ビームプロフィールが、種々のビーム成形ユニット（３４）の間で切り替えることによって変化され、特に、メイン移動方向を中心とするその角度方向付けが変化される、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
ａ）媒体が流出する、流出開口部（２４；１２４；２２４）であって、前記媒体がその後、メイン移動方向とビームプロフィールとを有するスプレイビームとして噴霧される、前記流出開口部と、
ｂ）流出開口部（２４；１２４；２２４）に関して直径方向に対向する、固定的に配置された１対のビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）であって、前記ビーム成形ユニットが、少なくとも１つの成形流体開口部（４０、４２；１４０、１４２；２４０、２４２）を介して成形流体をスプレイビームへ向けて、それによってスプレイビームのビームプロフィールが成形可能である、前記ビーム成形ユニットと、
を有する、対象を媒体でコーティングする装置（１０）において、
ｃ）少なくとも他の１対の、直径方向に対向するビーム成形ユニット（２３；１３４；２３４）が、流出開口部（２４；１２４；２２４）の軸線に関して異なる角度位置に設けられており、そのビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が第１の対のビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）から独立して駆動可能である、ことを特徴とする対象を媒体でコーティングする装置。
【請求項２】
多数の、特に少なくとも４対の、ビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が、少なくともグループで、特に対をなして、互いに独立して駆動可能である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
すべてのビーム成形ユニット（３４）が、個別に駆動可能である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
ビーム成形ユニット（１３４）に、制御可能な遮断弁（１７４、１７６）が対応づけられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
成形流体のための分配通路（１６４、１６６）を有する分配部材（１５０）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
弁スライダ（２８４）を有する、成形流体のための制御可能な調節弁（２７８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
弁スライダ（２８４）が、ビーム成形ユニット（２３４）への分配通路（２８６、２８８）を有しており、前記分配通路が、選択的に、異なるように配置された流入及び／又は流出通路（２９６、２９８、２４４、２４６）と接続可能である、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
弁スライダ（２８４）が、リング形状であり、かつ回転可能である、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
調節弁（２７８）を駆動するための駆動装置（２９０、２９２、２９４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの独立して駆動可能なビーム成形ユニット（１３４）のために、成形流体用の比例弁（１７２、１７３）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
ビーム成形ユニット（３４；１３４；２３４）が、複数の成形流体開口部（４０，４２；１４０，１４２；２４０，２４２）を有している、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１０）が使用される、対象をコーティングする方法。
【請求項１４】
装置（１０）が、塗装ロボット（１４）に固定され、ビームプロフィールが、種々のビーム成形ユニット（３４）の間で切り替えることによって変化され、特に、メイン移動方向を中心とするその角度方向付けが変化される、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−１３５７５８（Ｐ２０１２−１３５７５８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７７３９２（Ｐ２０１１−２７７３９２）
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【出願人】（５１１０５６７１４）アイゼンマン アクチェンゲゼルシャフト (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【出願人】（５１１０５６７１４）アイゼンマン アクチェンゲゼルシャフト (15)
【Ｆターム（参考）】
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