CN103170421B - 换色器模块和换色器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换色器模块和换色器。本发明涉及一种换色器模块(10，82，84，86，88)，其包括入口通道(12)、出口通道(14，90)、布置在入口通道(12)和出口通道(14，90)之间而形成流体连接的管道通道(16)，以及用于阻断管道通道(16)的第一阀装置(18)。提供对接阀(20+22；60，62，64)，其与第一阀装置(18)处于流体串联，并且也可用来阻断管道通道(16)。本发明还涉及根据本发明的换色器(50)，其具有彼此相邻地布置成排的多个换色器模块(10，82，84，86，88)。

Description

换色器模块和换色器

技术领域

本发明涉及换色器模块，其包括入口通道、出口通道、布置在入口通道和出口通道之间而形成流体连接的管道通道，以及用于阻断管道通道的第一阀装置。本发明还涉及换色器。

背景技术

一般知道在工业油漆流水线中，例如在用于车身或附件的油漆流水线中，使用多种不同的色调。此类油漆流水线通常基于机器人，而且在典型的60秒至90秒的循环时间的情况下，此类油漆流水线设计成在各个循环中油漆不同的色调，20至60种不同的色调是汽车工业中的普通数目。通常提供换色器，例如，以便对安装在机器人臂上的雾化器供应所需色调的油漆材料。这些具有连接到用于不同油漆材料的合适的供应管路上的多个油漆材料入口。通常，借助于所谓的环路使得油漆材料在沿着油漆流水线的不同分岔点处可用，并且借助于供应管路，将油漆材料从分岔点馈送到相应的换色器。换色器还具有公共歧管通道，供应管路至少间接地通到该公共歧管通道中，公共歧管通道的出口借助于管路连接到雾化器上，对雾化器供应油漆材料。

在换色器的相应的入口和公共歧管通道之间设置阀装置。取决于哪个阀装置打开，合适的油漆材料在油漆期间馈送到歧管通道中，并且从歧管通道输送到雾化器。换色器的至少一个入口通常通过阀装置连接到溶剂管路上，以便在换色的情况下，为下一种具有不同色调的油漆材料清洁歧管通道。在清洁时，也频繁地使用通过空气和溶剂的交替的脉冲式供应而产生的空气和溶剂混合物的供应。这种混合物的清洁效应大大提高，同时溶剂消耗减少。

严格地分开不同的色调是非常重要的，因为即使最少的颜色残留也可导致色调掺杂在一起，例如在白色调中有红色调的少量残留的情况下。阀装置经受到磨损，并且因此经过一定的时间也会发生泄漏。当阀装置不再可靠地关闭时，则不管阀装置的实际关闭状态如何，第一色调的油漆材料的少量也能有路径进入到歧管通道中，并且与位于其中的不同色调的油漆材料混合。

在换色器的外部无法看出此类泄漏故障。因此，通常只在很晚的时候才发现它们，即，例如在油漆有严重缺陷的本体上。取决于连续的色调组合，基于油漆有缺陷的本体，也可能仅在几天之后才发现此类故障。由于油漆有缺陷的本体而引起的损害是相当大的，因为必须对这些进行完全的重新磨光和重新油漆。因为在油漆流水线中包括按顺序对同一物体进行油漆的多个油漆机器人，通常证明将有缺陷的油漆与特定的油漆机器人或属于该机器人的换色器关联起来是非常困难或不可能的。当油漆变换器有缺陷时，因此通常必须在故障查找时期里关闭油漆流水线，因此其生产能力以不利的方式降低。

发明内容

从此现有技术开始，本发明的目标是详细说明一种换色器模块和换色器，它们的区别在于，在避免可能的颜色转移方面有特别高的可靠性。

此目标由介绍部分中提到的那类换色器模块实现。其特征在于提供了对接阀，对接阀与第一阀装置处于流体串联，并且也可用来阻断管道通道。

在一方面，本发明的基本思想在于，借助于多个阀装置的流体串联连接对管道通道实现提高的泄漏保护。在根本上降低两个串联连接的阀装置同时泄漏的概率。将对接阀用作额外的切换装置也使得能够绝对肯定地阻断管道通道。由于对接阀，物理上不可能由于管道通道而发生泄漏。对接阀具有两个联接件，在阻断的情况下，以机械的方式使这两个联接件移离彼此，并且因此而隔开。两个联接件中的各个具有其本身的阀状封闭机构。

如果两个联接件中的一个具有有缺陷的封闭机构或泄漏，则在一方面，由于它们的机械分离，这不会导致颜色转移，因为后来逸出的油漆材料从有故障的联接件上滴出，但无法进入到相对的联接件中。在另一方面，由于油漆材料逸出，可通过视觉可靠地且迅速地检测到可能的泄漏。

通过合适地将以同样或类似的方式构建的模块彼此相邻地布置成排，根据本发明的换色器模块的模块化设计使得由此形成的换色器能够与操作要求匹配，具体而言与符合待切换的色调的数量匹配。

因此，根据本发明的换色器模块的区别在于能够特别可靠地封闭的管道通道，其中，可通过视觉非常容易地发现阀装置中的一个的可能故障，而且它不会导致任何颜色转移。

按照根据本发明的换色器模块的特别优选的实施例，对接阀具有包围入口通道的第一阀部分，以及与第一阀部分匹配的第二阀部分，其中，至少第一阀部分可动，使得借助于合适的联接运动，两个阀部分者可在合适的联接表面处密闭地联接到彼此上，或者彼此完全分开。两个阀部分中的各个都具有阀状封闭机构，在断开状态中，阀状封闭机构可靠地密封后来被阻断的管道通道的相应的端部。由于阀部分以机械的方式移动分开例如几毫米，所以在阀状切换装置有缺陷的情况下，阻止油漆材料有路径通过管道通道。

优选地，提供主要垂直于相应的联接表面的线性运动作为联接运动。为了保证密闭地密封的连接在封闭状态中，联接表面具有密封装置或密封环，密封装置或密封环通常需要挤压力。垂直于联接表面的线性运动使得能够特别容易地产生这种力，其中，以有利的方式，避免联接表面的摩擦运动，摩擦运动将导致磨损增加。

按照根据本发明的换色器模块的另一个实施例，活动的第一阀部分设计成使柔性油漆供应管路连接到其上，柔性油漆供应管路至少间接地通到入口通道中。通过连接柔性油漆供应管路，也就是说，第一阀部分的联接运动由柔性油漆供应管路的对应的运动以有利的方式容易地补偿，而不必有额外的机械滑动或滑动连接。

按照根据本发明的换色器模块的另一个实施例，活动的第一阀部分也设计成使柔性回行管路连接到其上，柔性回行管路至少间接地通到入口通道中，使得至少当对接阀关闭时，启用从油漆供应管路到回行管路中的材料循环。油漆材料的连续循环在阻止颜色色素沉降方面有很大的优势，特别是对于例如一天仅用几次的特殊颜色的油漆材料。柔性回行管路也有利地补偿第一阀部分的联接运动。

按照根据本发明的换色器模块的另一个实施例，提供第二阀装置，以将空气和/或清洁流体(例如溶剂)供应到管道通道中。这使得能够清洁出口通道和管道通道的一部分，从而使得能够在由多个换色器模块组成的换色器中可靠地进行换色。

根据本发明的另一个变型，换色器模块具有中心回行通道，并且提供第三阀装置，以将管道通道连接到中心回行通道上。这种中心回行通道也称为“转储部(Dump)”，并且在其与出口通道合并不久之前用于通到收集罐或类似物中的管道通道的流体回行路径。用这种方法，例如，可迫使具有新色调的油漆材料进入到换色器的一个换色器模块中，同时用于油漆工作的油漆材料仍然流经同一换色器的另一个换色器模块。例如，对于非常少用的特殊颜色而出现此类换色。

根据换色器模块的特别优选的变型，这以盘状方式设计，其中，多个相同的或至少类似的换色器模块可彼此相邻地布置成排，以及其中，形成横向地延伸经过该成排的换色器模块的连续的出口通道，并且然后在必要时形成连续的中心回行通道。此类模块化设计使得能够以柔性的方式以及如需要的那样用多个单独的模块构建换色器。

目标也由根据本发明的换色器实现，其包括彼此相邻地布置成排的多个换色器模块。已经在上面针对根据本发明的换色器模块阐明了此类换色器的基本优点。取决于应用，从而在各种情况下形成的换色器模块或管道通道的数量为5至60个。

按照根据本发明的换色器的特别优选的实施例，提供锁或锁定机构，借助于此，相应的对接阀彼此互锁。互锁意味着以机械的方式无法将不止正好一个对接阀设定成闭合状态，也就是说，在各种情况下，对于连接的管道通道而言。这阻止由于对接阀的错误控制而引起的颜色混合，因此以有利的方式进一步改进换色器的运行可靠性。根据本发明，以机械的方式、以机械-气动的方式、以电的方式以及/或者由程序控制来实现锁或锁定机构。优选地，因此，由此将合适的控制机构设计成使得，从控制的角度看，无法同时闭合多个对接阀。

按照根据本发明的换色器的同样优选的实施例，相应的对接阀的活动的第一阀部分具有凹部，相应的互锁通道相对于该凹部而开口，以及其中，提供了相应的接触装置，当相应的对接阀打开时，该接触装置从凹部被推出到相应的互锁通道中，使得相应的互锁通道的空余内部容积减少切换容积，其中，在它们的相应的另一端处，相应的互锁通道延伸到封闭的公共中心互锁通道中，封闭的公共中心互锁通道延伸经过所有换色器模块。根据换色器的另一个实施例，封闭且互连的互锁通道充有不可压缩的介质，当对接阀关闭时，不可压缩的介质以少正好一个切换容积的方式填充所有互锁通道。

此类互锁机构的想法在于提供成封闭系统的互连的互锁通道，该封闭系统几乎完全充满不可压缩的介质。互锁通道在待彼此互锁的各个对接阀后面开口。对于所有对接阀都断开的情况，当第一对接阀闭合时，相应的接触装置从凹部被推出到互锁通道的系统中，使得互锁通道的内部容积因此而减少对应的切换容积。不可压缩的介质的量使得其比通道的总容积少正好一个切换容积。

在各种情况下，因此推入第一接触装置是可行的。现在对另一个接触装置进行任何推入都不再可行，因为在这种情况下，互锁通道系统然后完全充满不可压缩的介质。以机械的方式接合在相应的对接阀的活动的第一部分的凹部中的接触装置的布置设计成使得，在接触装置接合的情况下，对接阀的相应的第一阀部分的运动是不可能的。以有利的方式，这以机械的方式阻止所有另外的对接阀有联接运动，只要第一对接阀闭合。当在任何特定时间都闭合的对接阀断开时，在互锁通道系统的内部的可压缩内部容积再一次可用，使得可闭合对接阀中的正好一个。适当的接触装置的示例是与相应的互锁通道具有相同的内径的球。这个球由例如金属或一些其它硬材料制成。凹部的横截面与球的外径匹配，并且设计成例如具有半圆形横截面的外围凹槽。

根据换色器的另一个实施例，不可压缩的介质由球形成，球的直径优选地匹配互锁通道的直径。此类球具有流状特性，并且在很大程度上不可压缩，而且同时可用作相应的接触装置。用这种方法，实现合适的互锁机构的简单且可靠的结构。

但是，不可压缩的介质由液压流体形成也是根据本发明的换色器的变型。这里，在各种情况下，互锁通道都必须密闭地密封，相对于对接阀的第一阀部分而开口的相应的互锁通道处的互锁装置也必须那样。

但是，根据本发明，还提供了，一个或多个杆或类似物用作不可压缩的介质。在本发明的特殊实施例中，然后这些杆或类似物以类似于锁的锁定缸体的杠杆机构的方式相互交错，使得这同样可保证互锁。

按照根据本发明的换色器的特别优选的实施例，换色器模块中的至少一些布置在横跨模块的壳体中。根据本发明，还提供了，具有两个可切换的管道通道的换色器模块在各种情况下例如在公共阀本体中的公共出口通道的两侧上布置成彼此相对，公共阀本体例如由铣制金属制成。但是，例如，也可预想到布置在公共阀本体或阀壳体中成子组的4、5或6个换色器模块。这简化根据本发明的换色器的生产。但是，也预想到在也包含连续的颜色出口通道、公共回行管路和/或互锁通道中的至少一些的公共阀壳中完整地布置例如30个换色器模块。

根据本发明，还提供了一种换色器模块，包括入口通道、出口通道、布置在所述入口通道和所述出口通道之间而形成流体连接的管道通道，以及用于阻断所述管道通道的第一阀装置，其中，提供了对接阀，其与所述第一阀装置处于流体串联，并且也能够用来阻断所述管道通道；并且其中，以盘状方式设计所述换色器模块，其中，多个所述换色器模块能够彼此相邻地布置成排，以及其中，形成横向地延伸经过所述成排的换色器模块的连续的出口通道。根据本发明，还提供了一种换色器，其包括多个上述换色器模块。从另外的从属权利要求中可看出另外的可行的有利实施例。

附图说明

参照图中显示的示例性实施例，更加详细地描述本发明、另外的实施例和另外的优点。

在图中：

图1显示了第一示例性换色器模块，

图2显示了第一示例性换色器，以及

图3显示了第二示例性换色器。

部件列表

10第一示例性换色器模块

12入口通道

14出口通道

16管道通道

18第一阀装置

20对接阀的第一阀部分

22对接阀的第二阀部分

24第一阀部分的运动方向

26联接表面

28油漆供应管路的连接件

30油漆供应管路

32回行管路的连接件

34回行管路

36第三阀装置

38对接阀的第一阀部分中的凹部

40接触装置

42第一互锁通道

44第二阀装置

46壳体

48偏移地相对的对接阀

50第一示例性换色器

52横跨模块的壳体

54第二互锁通道

56第三互锁通道

58中心互锁通道

60换色器的第一对接阀

62换色器的第二对接阀

64换色器的第三对接阀

66第一球/接触装置

68第二球

70第三球

72弹簧元件

80第二示例性换色器

82换色器的第一换色器模块

84换色器的第二换色器模块

86换色器的第三换色器模块

88换色器的第四换色器模块

90出口通道

92第一油漆供应管路

94第二油漆供应管路

96第三油漆供应管路

98第四油漆供应管路

100输出管路

102雾化器的馈送管路

104雾化器。

具体实施方式

图1在截面图中显示了第一示例性换色器模块10。在例如由金属铣制而成的阀本体46中，出口通道14以横向孔口的形式形成，横向孔口延伸通过壳体46，并且管道通道16通到该横向孔口中，如由合适的虚线显示的那样。在其另一端处，管道通道16通到入口通道12中，以示例的方式，入口通道12结合在对接阀的第一阀部分20中。对接阀的第一阀部分20可沿具有参考标号24的箭头的方向上下运动，从而使得能够与对接阀的第二阀部分22进行联接运动。两个阀部分20、22中的各个具有阀状封闭机构，使得两个阀部分20、22在对接阀断开时密闭地密封。

照这样，当对接阀(20+22)断开时，管道通道16被可靠地阻断，即使两个阀部分20、22中的一个的阀状封闭机构中的一个正在泄漏。当对接阀20+22闭合时，两个阀部分在公共接触表面26处以使得油漆材料流能够通过然后联接的阀部分20、22的方式连接到彼此上。

此外，管道通道16可被直接布置在出口通道14处的第一阀装置18(即标准的压缩空气操作阀)阻断。此外，可被第二阀装置44密封且被提供来将空气-溶剂混合物供应到管道通道16中以实现清洁目的的通道通到管道通道16中。提供第三阀装置36，以进行从管道通道到中心回行通道(其未显示)的连接。

用于油漆供应管路30的连接件28和用于回行管路34的连接件32通到入口通道12中，入口通道12可与对接阀的第一阀部分20一起上下运动。管路30、34的柔性设计以有利的方式补偿第一阀部分20的联接运动，而没有额外的机械费用。

在对接阀的活动的第一阀部分20的底部部分中，提供具有半圆形横截面的外围凹部38，第一互锁通道42在外围凹部38后面开口，互锁通道是互锁机构的一部分，借助于互锁机构，以机械的方式阻止具有多个换色器模块的换色器中的不止一个对接阀同时被切换。在互锁通道42中以邻接序列的方式设置具有匹配直径的多个金属球，其中，在凹部38附近的球用作接触装置40。只要后面的球可运动到互锁通道42的后部部分中，在第一阀部分20进行向上联接运动以及阀部分20能够向上运动的情况下，接触装置40就被推入到互锁通道42中。

在换色器的另一个对接阀已经闭合的情况下，球不能被推入到互锁通道42的内部中，并且接触装置阻碍第一阀部分的向上的联接运动。因此换色器的对接阀以有利的方式彼此互锁，而且其运行可靠性进一步提高。布置在同一壳体46中的另一个换色器模块的偏移地相对的对接阀由参考标号48显示。

图2在截面图中显示了第一示例性换色器50。换色器布置在壳体52中，壳体52横跨模块，并且由例如金属块铣制而成。在各种情况下相对于多个相应的对接阀60、62、64的活动的第一阀部分而开口的多个互锁通道54、56从中心互锁通道58沿侧向延伸出。互锁通道54、56、58充有多个球66、68、70，球的外径匹配通道的内径。在各种情况下都可动地布置在与对接阀相对的外部通道端处的球66用作接触装置，在对接阀60、62、64中的一个的相应的第一阀部分进行闭合联接运动时，接触装置从相应的凹部被推出到成系统的连接的互锁通道54、56、58中。在各种情况下，弹簧元件72设置在中心互锁通道58的轴向端处，弹簧元件72允许成系统的互锁通道54、56、58的容积增加正好一个切换容积，也就是说，正好是当对接阀被促动时接触装置被推入到相应的互锁通道54、56中的容积。在这种状态中，接合在相应的凹部中的接触装置66阻止另外的对接阀中的一个有联接运动。这保证在一个时间点，最多正好一个对接阀60、62、64可闭合，并且对接阀60、62、64从而彼此互锁。

图3在示意图80中显示了其上连接有雾化器104的第二示例性换色器。该换色器具有根据本发明的、多个相同的盘状换色器模块82、84、86、88，相应的油漆供应管路92、94、96、98通到换色器模块82、84、86、88中。换色器模块82、84、86、88中的各个具有管道通道，借助于对接阀(未显示)，可切换该管道通道，而且在各种情况下，该管道通道通到公共出口通道90中。对于其一部分，这借助于多个管路100、102而连接到雾化器104上，例如旋转式雾化器或空气雾化器。

Claims (15)

1.一种换色器模块(10，82，84，86，88)，包括入口通道(12)、出口通道(14，90)、布置在所述入口通道(12)和所述出口通道(14，90)之间而形成流体连接的管道通道(16)，以及用于阻断所述管道通道(16)的第一阀装置(18)，其特征在于，

提供了对接阀(20+22；60，62，64)，其与所述第一阀装置(18)处于流体串联，并且也能够用来阻断所述管道通道(16)；并且

其中，以盘状方式设计所述换色器模块，其中，多个所述换色器模块(10，82，84，86，88)能够彼此相邻地布置成排，以及其中，形成横向地延伸经过所述成排的换色器模块(10，82，84，86，88)的连续的出口通道(90)；并且

其中，所述对接阀(20+22；60，62，64)具有包围所述入口通道(12)的第一阀部分(20)，以及第二阀部分(22)，其中，至少所述第一阀部分(20)是可动的(24)，使得借助于合适的联接运动，两个阀部分(20，22)能够在合适的联接表面(26)处密闭地联接到彼此上，或者彼此完全隔开。

2.根据权利要求1所述的换色器模块，其特征在于，提供主要垂直于相应的联接表面(26)的线性运动作为所述联接运动。

3.根据权利要求1所述的换色器模块，其特征在于，活动的第一阀部分(20)设计成使油漆供应管路(30，92，94，96，98)连接到其上，所述油漆供应管路(30，92，94，96，98)流体地通到所述入口通道(12)中。

4.根据权利要求3所述的换色器模块，其特征在于，所述活动的第一阀部分(20)设计成使回行管路(34)连接到其上，所述回行管路(34)通到所述入口通道(12)中，使得至少在所述对接阀(20+22；60，62，64)关闭时，启用从所述油漆供应管路(30，92，94，96，98)到所述回行管路(34)中的材料循环。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的换色器模块，其特征在于，提供第二阀装置(44)，以将空气和/或清洁流体供应到所述管道通道(16)中。

6.根据权利要求1-4中的任一项所述的换色器模块，其特征在于，所述换色器模块具有中心回行通道，并且提供了第三阀装置(36)，以将所述管道通道(16)连接到所述中心回行通道上。

7.一种换色器(50)，其包括多个根据权利要求1至6中的任一项所述的换色器模块(10，82，84，86，88)。

8.根据权利要求7所述的换色器，其特征在于，提供锁或锁定机构(40，42，54，56，58，66，68，70，78)，相应的对接阀(20+22；60，62，64)借助于所述锁或锁定机构而彼此互锁。

9.根据权利要求8所述的换色器，其特征在于，以机械的方式、以机械-气动的方式、以电的方式以及/或者用程序控制来实现所述锁或锁定机构。

10.根据权利要求9所述的换色器，其特征在于，相应的对接阀(20+22；60，62，64)的活动的第一阀部分(20)具有凹部(38)，相应的互锁通道(42，54，56)相对于所述凹部(38)而开口，以及其中，提供了相应的接触装置(40，66)，当相应的对接阀(20+22；60，62，64)打开时，相应的接触装置(40，66)被推出所述凹部(38)而进入到相应的互锁通道(42，54，56)中，使得相应的互锁通道(42，54，56)的空余内部容积减小切换容积，其中，在它们的相应的另一端处，相应的互锁通道(42，54，56)延伸到封闭的公共中心互锁通道(58)中，所述封闭的公共中心互锁通道(58)延伸经过所有换色器模块。

11.根据权利要求10所述的换色器，其特征在于，所述封闭且互连的互锁通道(42，54，56，58)充有不可压缩的介质，当所述对接阀(20+22；60，62，64)关闭时，所述不可压缩的介质以少正好一个切换容积的方式填充所有互锁通道(42，54，56，58)。

12.根据权利要求11所述的换色器，其特征在于，所述不可压缩的介质至少部分地由球(40，66，68，70)形成，所述球的直径与所述互锁通道(42，54，56，58)的直径匹配。

13.根据权利要求11所述的换色器，其特征在于，所述不可压缩的介质至少部分地由液压流体形成。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的换色器，其特征在于，所述不可压缩的介质至少部分地由杆形成。

15.根据权利要求7至13中的任一项所述的换色器，其特征在于，所述换色器模块(10，82，84，86，88)布置在横跨所述模块的壳体(52)中。