本发明涉及一种用于涂覆部件的涂覆系统、特别是呈用于涂装机动车车身部件的涂装系统的形式的涂覆系统。本发明还涉及一种用于这种涂覆系统的相应的操作方法。
背景技术：
在用于涂装机动车车身部件的现代涂装系统中，通常使用借助于本身从现有技术中已知的旋转钟杯来发射待施涂的涂料的喷射射流的旋转雾化器作为施涂装置。旋转钟杯的机械驱动通常借助于布置在旋转雾化器中并由压缩空气驱动的压缩空气涡轮来进行。
这里的问题在于，压缩空气在压缩空气涡轮中膨胀，从而冷却，这可能导致压缩空气涡轮中破坏性地形成冷凝水。
为了解决该问题，从现有技术中已知在将压缩空气供给至压缩空气涡轮之前例如借助于电加热器加热压缩空气。然而，该解决方案的缺点在于用于电加热器的额外的投资成本和用于操作电加热器的操作成本，因为为此必须提供电能。
在已知的用于涂装机动车车身部件的涂装系统中，旋转雾化器通常由多轴涂装机器引导，其中，涂装机器人由机器人驱动器驱动，所述机器人驱动器通常包括电动机和齿轮箱。
这种机器人驱动器中存在的问题是，在电动机和齿轮箱中产生不需要的余热，必须将所述余热导离，以便防止工作温度过度升高。然而，从机器人驱动器去除余热是困难的，因为这种机器人驱动器通常被容纳在防爆包壳中，使得包壳不仅具有期望的防止出现火花进入易爆的涂装室中的效果。此外，机器人驱动器的包壳还阻碍从机器人驱动器去除不期望的余热。
从de102013006334a1已知一种涂装系统，其中，作为气动泵的操作的副产品出现的冷却被用于冷却热敏涂覆系统部件(例如“轨道室”)。该文件由此仅公开了一种冷却装置和相应的冷却方法。
此外，关于现有技术还参考de3907437a1、de19536626a1和us2006/0261192a1。
技术实现要素：
因此，本发明的目的在于提供一种适当改进的涂覆系统和相应的操作方法。
该目的利用根据独立权利要求的涂覆系统和操作方法来实现。
本发明包括利用来自机器人驱动器的余热来加热旋转雾化器的处理介质(例如压缩空气)的总体技术教导。以这种方式，在本发明中可解决两个问题。首先，机器人驱动器由此被冷却，因为机器人驱动器的余热被导出。其次，通过使用机器人驱动器的余热，可省去用于加热处理介质的电加热器，从而可降低涂装系统的投资成本和运行成本。
本发明的涂覆系统由此首先具有第一涂覆系统部件，所述第一涂覆系统部件在操作过程中产生作为副产物的余热并因此形成热源。该第一涂覆系统部件例如可以是产生余热的机器人驱动器，如上文示例性地说明的那样。
然而，本发明在产生余热的第一涂覆系统部件方面并不限于机器人驱动器。而是，本发明中的产生余热的第一涂覆系统部件也可以是产生可用于本发明的余热作为副产品的另外的部件。仅作为示例，应提到的是，用于输送系统的驱动器、或涂装机器人的移动轴线的驱动器。
本发明中使用的产生余热的第一涂覆系统部件的概念应与用于加热旋转雾化器的驱动空气的上述传统加热器区分开，所述传统加热器尽管产生热量，但没有在涂覆系统中实现另外的功能。产生余热的第一涂覆系统部件的表述由此指向涂装系统的下述部件、组件或元件：除了它们的加热功能外，所述部件、组件或元件还在涂覆系统中执行其它功能(例如驱动涂装机器人)并且产生仅作为副产品的余热。
此外，本发明的涂覆系统包括第二涂覆系统部件，所述第二涂覆系统部件必须在操作期间被加热并由此形成散热器。在本发明的一优选示例性实施例中，该第二涂覆系统部件是压缩空气涡轮，所述压缩空气涡轮的进气被加热，以便防止在压缩空气涡轮中形成冷凝水。
但是，本发明在待加热的第二涂覆系统部件方面并不限定于压缩空气涡轮。例如，在本发明中，还存在下述可能性：由旋转雾化器发射的用于使喷射射流成形的成形空气被加热，其中，成形空气射流本身是从现有技术已知的，因此无需进一步描述。
本发明的特点在于，第一涂覆系统部件(例如机器人驱动器)的通常未使用的余热被供给至第二涂覆系统部件(例如压缩空气涡轮或至压缩空气涡轮的供给空气)，以便加热第二涂覆系统部件。
在本发明的优选示例性实施例中，设置热交换器，所述热交换器从第一涂覆系统部件(例如机器人驱动器)吸收余热，并将所述余热供给至第二涂覆系统部件(例如用于压缩空气涡轮的驱动空气)。
优选地热交换器在热交换器的暖侧连接至产生余热的第一涂覆系统部件(例如机器人驱动器)，并在热交换器的冷侧将吸收的余热传递至气体物质流或液体物质流(例如压缩空气流)。从产生余热的第一涂覆系统部件(例如旋转雾化器)到热交换器的热传递因此优选地主要或仅仅通过热传导来进行。然而，在热交换器的冷侧，从热交换器到物质流(例如驱动空气)的热传递优选地通过热传导和热对流来进行。
还应提到的是，待加热的第二涂覆系统部件(例如旋转雾化器)优选地以液体处理介质或气体处理介质(例如压缩空气)操作。例如，传统的旋转雾化器使用压缩空气作为用于驱动压缩空气涡轮的驱动空气，作为用于使喷射射流成形的成形空气以及作为用于在压缩空气涡轮中支撑钟杯轴的支承空气。在本发明中，可使用来自第一涂覆系统部件(例如机器人驱动器)的余热，以便加热第二涂覆系统部件(例如旋转雾化器)的处理介质(例如驱动空气、成形空气)。为此，待加热的处理介质优选地首先供给至热交换器，然后在加热的状态下供给到第二涂覆系统部件(例如旋转雾化器)。
上文简要地提到，产生余热的第一涂覆系统部件例如可以是机器人驱动器，所述机器人驱动器机械地驱动涂覆系统的机器人(例如涂装机器人、操纵机器人)。这种机器人驱动器通常具有电动机和齿轮箱，所述电动机和齿轮箱在操作期间都产生可在本发明中使用的余热。
在本发明的优选示例性实施例中，冷却凸缘布置在马达与齿轮箱之间，所述冷却凸缘将余热从马达和/或齿轮箱导出，从而冷却机器人驱动器。冷却凸缘在此热连接至马达和/或齿轮箱，并将余热从马达和/或齿轮箱导出、特别地经由热交换器导出，所述热交换器可集成到冷却凸缘中。在此有利的是，冷却凸缘在一侧连接到齿轮箱，在另一侧连接到马达，因为这样实现了与马达和齿轮箱的良好的热接触。
在本发明的优选示例性实施例中，冷却凸缘具有两个壳体部件，所述壳体部件在安装状态下彼此上下地布置并密封地围出壳体内部空间。所述两个壳体部件优选地都具有圆柱形孔，马达的输出轴或齿轮箱的输入轴可通过所述孔进入，其中，孔相对于壳体内部空间密封。冷却凸缘优选地具有入口和出口，其中，待加热的处理介质(例如压缩空气)通过入口被导入壳体内部空间中，再通过出口从壳体内部空间导出。
在操作期间，该冷却凸缘由于来自齿轮箱和马达的热传递而加热，其中，热量从冷却凸缘的内壁散发至位于壳体内部空间中的处理介质(例如压缩空气)。因此，希望能够实现从冷却凸缘的内壁到位于壳体内部空间中的处理介质(例如压缩空气)的可能的最佳热传递。为此，冷却凸缘优选地在内部具有至少一个肋，所述肋突出到壳体内部空间中，从而扩大了冷却凸缘与处理介质之间的接触面积，这有利于热传递。在优选的实施例中，冷却凸缘具有位于壳体内部空间中的多个肋，以便改善热传递。
此外，肋、入口和出口优选地布置成使得处理介质在冷却凸缘的入口与出口之间形成环状流，所述环状流围绕用于输入轴和/或输出轴的孔延伸。由此实现使处理介质在壳体内部空间中保持相当长的时间，这也有助于在冷却凸缘中良好地加热处理介质(例如压缩空气)。
上文已简要地提到，本发明的涂覆系统可包括至少一个机器人(例如涂装机器人、操纵机器人)，其中，可以利用相关联的机器人驱动器的余热来加热第二涂覆系统部件(例如用于压缩空气涡轮的压缩空气)。优选地，这种机器人包括机器人基座、可转动的机器人元件、可枢转的近端机械臂(在专业术语中称为“臂1”)，可枢转的远端机械臂(称为“臂2”)和现有技术中已知的多轴机械手轴线，所述机器人基座是固定的或者沿着移动轴线可移动。供应余热的具有马达和齿轮箱的机器人驱动器可在此安装在例如机器人基座或可转动的机器人元件中。
在现有技术的介绍中已经提到，涂装机器的机器人驱动器可被封装在可能出于防爆原因而必需的包壳中，因为在涂装室中可产生爆炸性气氛。机器人驱动器的包壳可由此根据diniso60079构造成耐压包壳、耐超压包壳或耐油包壳。在本发明中，在这方面应该提到的是，待加热的处理介质(例如压缩空气)被供入包壳中，然后在包壳内被加热，并最终被再次导出包壳。在此下述是有利地：将处理介质供入包壳中并将处理介质从包壳中导出不会损害包壳的防爆性并且也符合防爆的法定要求、特别是满足根据dineniso60079的要求。
已经简要地提到，利用机器人驱动器的余热来加热压缩空气使得不需要额外的加热器，从而可以降低涂覆系统的投资成本和运行成本。但是，在本发明中，也可还使用电加热器，例如如果机器人驱动器在开始工作时还没有提供足够的余热，则也可以使用所述电加热器。
最后，还应提到的是，本发明还涉及一种相应的操作方法，如在上面的描述中已经提到的那样，从而可以省去对操作方法的单独描述。
附图说明
参照附图，本发明的其他有利的发展在从属权利要求中公开或者与本发明的优选实施例一起在下文更详细地描述。在附图中：
图1示出了根据本发明的涂装系统的示意图，其中，机器人驱动器的余热用于加热用于旋转雾化器的压缩空气，
图2示出了在可转动的机器人元件中具有热交换器的本发明的涂装机器人的透视图，
图3示出了图1的电动机与齿轮箱之间的冷却凸缘的壳体部件的简化图。
具体实施方式
附图示出了用于涂装机动车车身部件的本发明的涂装系统的不同视图。
涂装系统由此包括旋转雾化器1，所述旋转雾化器1借助于旋转钟杯2发射待施涂的涂料的喷射射流3，如本身从现有技术已知的那样。
为了形成喷射射流3，旋转雾化器可将成形空气射流4从后方发射到喷射射流3上，这也是本身从现有技术中已知的。
在旋转雾化器1中，以常规方式利用压缩空气涡轮5进行旋转钟杯2的驱动。
旋转雾化器1以常规方式由图2所示的多轴涂装机器人6引导。涂装机器人6包括机器人基座7、可转动的机器人元件8、近端机械臂9和远端机械臂10，所述机器人基座7被固定或沿着移动轴线可移动，其中，这种构造本身是从现有技术中已知的并且因此将不加以详细描述。
在此应提到的是，涂装机器人6在涂装室中布置有旋转雾化器1，使得涂装室的内部形成爆炸危险区域，如图1中以常用警告标志示出的那样。
旋转雾化器1中的压缩空气涡轮5的驱动利用提供必要的压缩空气的压缩空气源11来进行。
图1中还示出，涂装机器人6的机械驱动借助于包括电动机12和齿轮箱13的机器人驱动器来进行。电动机12在此包括连接到齿轮箱13的输出轴14，其中，齿轮箱13本身包括输出轴15。
在此应提到的是，电动机12从根本上带来了涂装室内的爆炸性气氛可能被火花点燃的危险。具有电动机12和齿轮箱13的整个机器人驱动器因此布置在防爆包壳16中，其中，防爆包壳16符合根据diniso60079的标准。
在此，冷却凸缘17布置在电动机12与齿轮箱13之间，所述冷却凸缘17的作用是从电动机12和齿轮箱13导出本质上麻烦的余热，以防止机器人驱动器过热。为此，压缩空气源11经由压缩空气管路18连接至冷却凸缘17的入口19。来自压缩空气源11的压缩空气由此首先被引导通过压缩空气管路18进入冷却凸缘17，其中，供入的压缩空气具有温度tin。然后，被供给通过的压缩空气在冷却凸缘17中被电动机12和齿轮箱13的余热加热，并经由出口20再次离开冷却凸缘17。加热的压缩空气然后经由压缩空气管路21供给至旋转雾化器1，其中，在压缩空气管路21中，加热的压缩空气的温度tout>tin。
在此应提到的是，冷却凸缘17布置在电动机12与齿轮箱13之间，并且因此由齿轮箱13和电动机12加热。冷却凸缘17布置在电动机12与齿轮箱13之间有利地还形成一侧的冷却凸缘17与另一侧的电动机12和/或齿轮箱13之间的良好的热传递。
另外，图3示出了在冷却凸缘17中设有从冷却凸缘17的内壁突出到壳体内部空间中的多个肋22。
首先，肋22使得冷却凸缘17的内壁与待加热的且位于壳体内部空间中的压缩空气之间的接触面积增大，这有助于良好的热传递。
其次，冷却凸缘17的壳体内部空间中的肋22还强制形成图3所示的逆时针定向的环状流，并从入口19绕孔23通向出口20。冷却凸缘17的壳体内部空间内的该环状流确保压缩空气在冷却凸缘17中保持足够长的时间并因此被充分加热。
关于冷却凸缘17中的孔23，应提到的是，它用于使电动机12的输出轴14通过，其中，孔23相对于冷却凸缘17的壳体内部空间密封。
由此，加热的压缩空气被供给至旋转雾化器1，并且可用于驱动压缩空气涡轮5或用于输出成形空气射流4。加热在此供入的压缩空气有利地防止在旋转雾化器1中破坏性地形成冷凝水。
此外，图3示出了入口19与出口20之间的可选的分隔壁24，其中，分隔壁24确定入口19与出口20之间的流向。在此应注意，分隔壁24是可选的，即分隔壁24对于本发明的功能不一定是必需的。
最后，从图2可以看出，电动机12、齿轮箱13和冷却凸缘17安装在可转动的机器人元件8中。
本发明不限于上述优选示例性实施例。而是，可以有同样利用本发明的概念并因此落入保护范围的多种变型和修改。特别地，本发明还独立于所引用的权利要求且特别地在不具有主权利要求的特征的情况下要求对从属权利要求的主题以及特征的保护。
附图标记列表
1旋转雾化器
2钟杯
3喷射射流
4成形空气射流
5压缩空气涡轮
6涂装机器人
7机器人基座
8可转动的机器人元件
9近端机械臂
10远端机械臂
11压缩空气源
12电动机
13齿轮箱
14电动机输出轴
15齿轮箱的输出轴
16防爆包壳
17冷却凸缘
18压缩空气管路
19冷却凸缘的入口
20冷却凸缘的出口
21压缩空气管路
22肋
23用于使电动机的输出轴穿过的孔
24分隔壁
tin冷却凸缘的入口处的压缩空气温度
tout冷却凸缘的出口处的压缩空气温度