本发明涉及一种用于旋转式雾化器的喷出体、特别是钟罩杯或喷盘，该旋转式雾化器用于将喷涂剂施加到构件上、特别是用于将涂料施加到机动车车身构件上。此外，本发明还涉及到具有这样的喷出体的旋转式雾化器、具有这样的旋转式雾化器的涂装机器人以及具有这些构件(喷出体、旋转式雾化器、喷涂机器人)之一的喷涂系统。此外，本发明还涉及到一种相应的操作方法。
背景技术：
：：1、在用于涂装机动车车身构件的现代涂装装置中，通常使用旋转式雾化器作为施加装置，该雾化器在涂装操作过程中高速旋转钟罩杯。待喷涂的涂料通过中央涂料喷嘴被送入旋转的钟罩杯，然后在旋转的钟罩杯端部通过溢出表面流向环形的喷出边缘，在那里涂料被喷出。由于钟罩杯的旋转速度很高，钟罩杯的不平衡度要尽可能小。因此，现有技术中已知的是在交付前对钟罩杯进行平衡。为此，可以在钟罩杯上开出平衡孔、压型或磨痕，以平衡钟罩杯。然而，这种已知的主动平衡钟罩杯的方法具有各种缺点。2、一方面，生产残余不平衡度很低的钟罩杯是很昂贵的，因为需要精确的制造，主动平衡的成本很高。3、其次，在操作过程中不可能对钟罩杯进行平衡。这是有问题的，因为钟罩杯在涂装操作中获得了不平衡，例如由于损坏或被涂料污染。这些在涂装操作中获得的不平衡到目前为止还不能被消除，因此，如果不平衡超过了允许的水平，通常需要更换钟罩杯。4、这也是有问题的，因为钟罩杯在正常的涂装操作中获得的不平衡会导致不良的操作振动和高操作负荷，甚至包括旋转式雾化器的故障。在涂装操作中，由于获得的不平衡，旋转式雾化器上的这种机械负荷往往只有在旋转式雾化器已经发生故障时才会被发现，例如由于驱动旋转式雾化器的涡轮机被堵塞。这样的涡轮堵塞会导致相应的故障、例如导致研磨，在极端情况下会产生火花，或者钟罩杯从旋转式雾化器上脱落，有火灾和爆炸的危险。5、关于本发明的技术背景，还应该参考de 102010013551 b4。6、最后，de 3508970 c1披露了旋转式雾化器中的独立被动平衡原理。在这里，独立被动平衡所需的平衡质量体不是布置在喷出体中，而是布置在单独的环形体中，这已被证明是不现实的。技术实现思路1、因此，本发明的任务是解决已知钟罩杯中的不平衡问题。2、这一任务由根据本发明的主权利要求的喷出体(例如钟罩杯)或根据独立方法权利要求的相应操作方法来解决。3、关于本发明，首先应该指出，根据本发明的原理一般适用于平衡旋转式雾化器的喷出体。因此，本发明在喷出体的类型方面不限于钟罩杯，也可用于例如盘雾化器的喷盘。4、此外，应该提到的是，本发明在待应用的喷涂剂的类型方面不限于涂料。相反，根据本发明的原理也可以与施加其它类型喷涂剂的旋转式雾化器一起使用。5、此外，还应该提到的是，就喷涂构件而言，本发明不限于机动车车身构件。相反，根据本发明的原理也可以用于其它类型构件的喷涂。6、本发明是基于一般的技术认识，即在操作中旋转的喷出体的不仅可以如开头所述主动地进行平衡，例如通过在喷出体中引入平衡孔。相反，本发明包括一般的技术实现，即在操作中旋转的喷出体也可以被动地自行平衡，这在现有技术中是已知的。为此，有必要在喷出体中设置平衡质量体，该平衡质量体可以在喷出体中沿周向方向自由移动。如果喷出体现在被加速到超临界速度，平衡质量体就会自动移动，使喷出体得到平衡。在这个意义上，临界速度是指轴承系统发生共振效应的速度。7、在本发明的背景下使用的术语平衡并不要求喷出体在平衡后完全平衡，不再表现出任何不平衡。相反，在本发明的背景下，这个术语还包括减少喷出体的不平衡，使喷出体在平衡后仍有少量剩余的不平衡。8、上述旋转体的独立被动平衡技术本身在现有技术中是已知的，上面已经简要地提到了。例如，这里应参考以下出版物：9、-makram,m.等人："effect of automatic ball balancer on unbalanced rotorvibration"，第17届国际航空航天科学与航空技术会议，2017年4月11-13日；10、-kim,t.,na,s.:"new automatic ball balancer design to reducetransient-response in rotor system",机械系统与信号处理，2013年，第37卷，265-275页；11、-green k,champneys a.r,friswell m.i和 a.m,2008,"investigationof a multi-ball,automatic dynamic balancing mechanism for eccentric rotors",phil.trans.r.soc.a.366705-728；12、-adolfsson,j.:"passive control of mechanical systems bipedal walkingand autobalanc-ing"issn 0348-467x；13、-b.hredzak和guoxiao guo，"adjustable balancer with electromagneticrelease of bal-ancing members"，ieee transactions on magnetics，第42卷，第5期，1591-1596页，2006年5月，doi:10.1109/tmag.2005.863619；14、-hwang,c.,chung,j.:"dynamic analysis of an automatic ball balancerwith two races"，jsme国际期刊，1999年，c系列，第42卷，第2期，265-272页；15、-us 8286453b2。16、但是，到目前为止，以可移动的平衡质量体进行自动被动平衡的技术还没有被用于平衡旋转式雾化器的喷出体(例如钟罩杯)，因为专家们有一种偏见，认为旋转式雾化器的具体条件(例如速度、扭矩等)不允许进行自动被动平衡。17、根据本发明的喷出体包括用于自动被动平衡喷出体的至少一个平衡质量体，该平衡质量体可移动地布置在喷出体中。18、此外，根据本发明的喷出体优选地在喷出体中具有至少一个环形周向接收室，用于在其中可移动地接收平衡质量体。例如，该接收室可以形成为环形槽或环形周向腔。这里应该提到的是，平衡质量体可以设计成紫外线固化树脂，这一点将详细描述。在这种情况下，如果作为平衡质量体的紫外线固化树脂的接收室可以被从外面看到，那么紫外线固化树脂就可以被从外面的紫外线照射而固化，这是很有用的。19、此外，在本发明的范围内，喷出体可以具有多个接收室，用于接收相应数量的平衡质量体。各个接收室可以各自形成环形槽或环形周向腔，如上文所简述。20、这里应该提到的是，各个接收室可选地相互分离或相互连接。21、还应提及的是，接收腔可以在轴向方向和/或径向方向上相互偏移。22、在喷出体的自动被动平衡过程中，平衡质量体可以在喷出体中自由移动。喷出体中的接收室优选地被设计成使平衡质量体能够沿着预定的路径移动，例如，可以在周向方向(切向)、径向方向和/或轴向方向移动。平衡质量体的运动路径的轴向方向是指该路径平行于喷出体的旋转轴。另一方面，平衡质量体运动的径向路线是指相对于喷出体的旋转轴径向延伸的路线。最后，平衡质量体的运动路径的切线方向是指该路径相对于喷出体的旋转轴在周向方向上延伸。平衡质量体的运动路径也可以具有多个路径段，这些路径段的方向不同，例如径向、轴向或切向方向，这取决于路径段。23、关于平衡质量体本身，在本发明的范围内存在各种可能性。24、例如，平衡质量体可以是流体、例如液体(例如水或油)。25、然而，该流体也可能是树脂，如上面简要描述的紫外线固化树脂。用紫外线照射紫外固化树脂，然后使紫外线固化树脂固定在喷出体的平衡状态下。26、替代地，平衡质量体可以是粉末或众多固体微粒(例如球体)组成的颗粒。27、在另一个选择中，平衡质量体是流体(例如油或水)中的固体微粒(例如球体)的混合物。在这种情况下，如果调整固体微粒与流体的组合的比例，使微粒只能在超临界速度范围内在流体中运动，那是很有用的。28、此外，在本发明的范围内，平衡质量体也有可能是蜡状物。29、上面已经简要地提到，在自动被动平衡过程中，平衡质量体在喷出体中自由移动。因此，在自动被动平衡过程中的超临界速度范围内，平衡质量体在喷出体中的自由移动是需要的。在超临界速度范围内，不平衡与平衡质量体的偏移呈现出相反的相位。因此，修正质量体对准不平衡的角度位置(即相位相反)，从而自动补偿不平衡。另一方面，当喷出体在亚临界速度范围内操作时，不平衡和修正质量体的偏移示出相同的相位。因此，平衡质量体被布置在不平衡的角度位置(即相位)，并进一步放大了现有的不平衡。因此，在超临界速度范围内，平衡质量体的自由移动是需要的，而在亚临界速度范围内，平衡质量体的移动是令人不安的。30、因此，在本发明的一个变体中，平衡质量体的液体设置为具有粘度，该粘度与以下影响变量中的至少一项有关：31、-平衡质量体的流体的温度；32、-作用在流体上的磁场；33、-作用在流体上的电场；和/或34、-流体上的机械应力，特别是由于流体的剪切率而产生的应力。35、这样就有可能通过改变上述影响变量来具体影响作为平衡质量体的流体在喷出体中的流动性。36、例如，作为平衡质量体的流体可以是非牛顿流体，例如卡松流体、宾汉姆流体或博格流体，这里仅举几个示例。37、一般来说，还应该提到的是，考虑到平衡质量体在喷出体中的空间位置，平衡质量体应该重到足以实现喷出体的自动被动平衡。38、根据现有技术，根据本发明的喷出体(例如钟罩杯)在结构上被设计成具有一定的工作速度范围，据此喷出体在喷涂操作中以工作速度范围内的工作速度旋转。此外，应该提到的是，由于其设计，轴承系统具有临界速度，在该临界速度时，轴承系统表现出共振效应。因此，轴承系统具有低于临界速度的亚临界速度范围和高于临界速度的超临界速度范围。39、在本发明的一个变体中，临界速度低于工作速度范围，这使得实际的喷涂操作是在超临界速度范围内进行的。在本发明的变体中，自动被动平衡因此也发生在正常的喷涂操作中。40、然而，在发明的另一个变体中，临界速度高于喷出体的工作速度范围，这使得喷涂操作发生在亚临界速度范围。这样导致，在正常的喷涂操作中不发生自动被动平衡。为了实现喷出体的自动被动平衡，喷出体必须从亚临界速度范围加速到超临界速度范围。41、当喷出体在亚临界速度范围内操作时，平衡质量体不能移动是有意义的，因为平衡质量体会加强现有的不平衡，这在上面已经简要提到。因此，在亚临界速度范围内，如果平衡质量体能被固定，以防止现有的不平衡被放大，那就很有用。因此，喷出体可以具有固定机构，可以将平衡质量体部分或完全地固定在喷出体中。如果喷出体在启动过程中经过亚临界速度范围，以达到超临界速度范围，这就特别有用。此外，在超临界速度范围内的自动被动平衡后，固定平衡质量体也很有用，这样，在随后的亚临界速度范围内的喷涂操作中，平衡质量体就会保持其平衡位置。42、例如，这种固定机构可以被集成到喷出体中。然而，固定机构也有可能与喷出体分离，位于旋转式雾化器中。最后，也可以是固定机构完全与喷出体分离，也与旋转式雾化器分离。43、优选的是，固定机构设计成在临界速度以上释放平衡质量体，这样，平衡质量体就可以在喷出体中移动，从而实现喷出体的自动被动平衡。44、此外，固定机构优选地设计成将平衡质量体固定在临界速度之下，这样平衡质量体就不能在喷出体中移动或只能在较小的范围内移动，以防止平衡质量体对共振的放大。45、例如，固定机构可以包括弹簧-质量系统。然而，固定机构也可以包括电磁体，它被布置在喷出体或旋转式雾化器中并将平衡质量体固定在激活状态。46、此外，在本发明的范围内，平衡质量体有可能包括磁流变或电流变的流体。这意味着流体的粘度于作用于流体的磁场或电场有关。这也使得有可能以上述方式影响平衡质量体在喷出体中的流动性。47、此外，应该提到的是，本发明不仅要求保护作为单一构件或备用构件的上述喷出体。相反，本发明还要求保护具有这种喷出体的完整旋转式雾化器。此外，本发明还要求保护具有这种旋转式雾化器的喷涂机器人，以及具有上述构件之一(喷出体、旋转式雾化器、喷涂机器人)的完整喷涂系统。48、最后，本发明还包括用于根据本发明的喷出体的相应操作方法。在根据本发明的操作方法的范围内，喷出体被设置成以超临界速度范围内的转速操作，因此喷出体中的可移动平衡质量体引起喷出体的自动被动平衡。49、在本发明的一个变体中，喷出体的自动被动平衡发生在旋转式雾化器上，即当喷出体安装在旋转式雾化器上时。50、然而，在本发明的另一个变体中，喷出体的自动被动平衡在平衡机器上进行，即在喷出体与旋转式雾化器分离时进行。51、在这种情况下，喷涂操作优选地是在亚临界速度范围内进行，因此必须将喷出体加速到超临界速度范围内进行自动被动平衡。52、然而，也可以在超临界速度范围内进行喷涂操作，以便在喷涂操作中进行自动被动平衡。53、在加速进入超临界速度范围时，通过亚临界速度范围时，平衡质量体优选地是在通过亚临界速度范围时被固定。在达到超临界速度范围后，平衡质量体优选地在喷出体中被释放，以便喷出体能够进行自动被动平衡。然后，喷出体被制动回到亚临界速度范围，平衡质量体优选地再次被固定，然后在那里进行实际的喷涂操作。54、因此，根据本发明的操作方法优选地还将平衡质量体设置成固定在喷出体内，特别是在通过亚临界速度范围进入超临界速度范围时或在喷出体的自动被动平衡之后。例如，可以通过对紫外线固化平衡质量体进行紫外线照射、对平衡质量体进行加热或对平衡质量体施加磁场或电场来固定平衡质量体，如上文简述。55、此外，根据本发明的操作方法优选地设置为定期进行自动被动平衡，例如在预定的时间段过后(例如每天一次)、在预定的喷涂期过后或在喷出体预定转数过后。一般来说，只要从监测装置收到相应的需求信息，就可以进行自动被动平衡。当前第1页12当前第1页12