Metóda a zariadenie na UV vytvrdzovanie

Číslo patentu: E 18879

Dátum: 07.08.2012

Autor: Wallner Josef

Je ešte 1 strana.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Európsky patentový úrad(45) Dátum zverejnenia a zmienka o poskytnutí 51) Medzinárodné triedenie patentu i F 26 B 3/23 °°°° F 25 B 21/14 Z°°°°(54) Metóda a zariadenie na UV vytvrdzovanie(84) Určené zmluvné štáty AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT R 0 RS SE SI SK SM TR(74) Zástupca Wunderlích, Rainer et al Patentanwälte Weber Heim Irmgardstrasse 3 81479 Mníchov (DE)(43) Dátum zverejnenia žiadosti 12.02.2014 Patentblatt 2014/07Poznámka Do deviatich mesiacov od zverejnenia zmienky o poskytnutí Európskeho patentu v Európskom patentovom vestníku, môže podat ktorékoľvek osoba námietku voči tomuto patentu na Európsky patentový úrad,v súlade s Realizačnými predpismi. Oznámenie o námietke sa nepovažuje za zaregistrované, kým za námietku nebolo zaplatené. (ČI. 99(1) Európskej patentovej dohody).0001 Vynález sa týka metódy a zariadenia na UV vytvrdzovanie lakovaného obrobku.0002 Už dlho sú známe UV vytvrditelné laky a vrstvenia na povrchovú úpravu obrobkov. Voči lakom obsahujúcim rozpúšťadlá ponúkajú také UV vytvrditeIné laky technologické, ekonomické a ekologické výhody. Na vytvrdenie takého laku je potrebné, že sa nanesený lak ožiari pomocou UV svetla vprostredí bez kyslíka alebo prinajmenšom chudobnom na kyslík, takže tento po určenom čase vytvrdner.0003 Metóda a zariadenie, pri ktorom sa obrobok ožiari v komore s inertným plynom s UV svetlom,vyplývajú azda z EP 2 058 614 A 2.0004 Z W 0 2007/045442 A 1 je známa metóda a zariadenie, pri ktorých sa obrobok privezie do komory sinertným plynom, ktorá je naplnená inertným plynom ľahším ako vzduch. Navrhnutým šikmým privezením obrobku do atmosféry ochranného plynu sa má dosiahnut, aby sa vnieslo podľa možnosti málo kyslíka do ožarovacej komory naplnenej s ochranným plynom, pretože prllišný podiel kyslíka v atmosfére ochranného plynu počas ožarovania môže viest k narušeniu UV vytvrdzovania laku. V najhoršom prípade sa môže pri nedostatočnom vytvrdeni obrobok stat nepodarkom.0005 EP 1 413 416 A 2 opisuje zariadenie na UV vytvrdzovanie lakovaných obrobkov. Priemyselný robot pritom riadi zariadenie UV ožarovania vnútri ožarujúcej komory, v ktorej je zachytený obrobok. Omývajúce zariadenie privádza cez zariadenie UV ožarovania inertný plyn.0006 Nebezpečenstvo vnesenia kyslíka do atmosféry ochranného plynu a tým nadmerného podielu kyslíka počas ožarovania sa zvýši tvarovaním obrobku, pretože pri obrobkoch s rozpraskaným tvarovaním a najmä priechodmi tvaru kanálu existuje prinajmenšom nebezpečenstvo miestne prílišnízkych koncentrácii ochranného plynu. 0007 vynález sa zakladá na úlohe uviest metódu a zariadenie, s ktorými sa dajú obrobky s dutinoua najmenej jedným priechodom tvaru kanálu spoľahlivo podrobiť UV vytvrdzovaniu laku.0008 Úloha sa vyrieši na jednej strane metódou s charakteristikami nároku 1 a na druhej strane zariadením s charakteristikami nároku 6. Uprednostnené stvárnenia vynálezu sú uvedené v príslušné závislých nárokoch.0009 Podla vynálezu je naplánovaná metóda na UV vytvrdzovanie lakovaného obrobku, ktorý obsahuje vnútornú dutinu, ktorá je čiastočne obklopená obvodovou stenou, ktorá má najmenej jeden vstupný otvor k dutine a najmenej jeden priechod tvaru kanálu, ktorý sa rozprestiera od vnútornej dutiny cez obvodovú stenu smerom von, s krokmi metódy- držaním obrobku, pričom sa zakryje najmenej jeden vstupný otvor s najmenej jedným zakrývacim prvkom pri nechaní otvoreného najmenej jedného priechodu tvaru kanálu,- prívodom inertného plynu prostredníctvom najmenej jedného zakrývacieho prvku do dutiny a omývanie priechodu tvaru kanálu s inertným plynom, a- ožarovanlm laku v priechode tvaru kanálu s UV žiarením počas a/alebo po omývaní priechodu tvaru kanálu s inertným plynom.0010 Základná myšlienka vynálezu sa nedá vidiet v tom, že sa obrobok na UV ožiarenie jednoducho priradí ožarovacej komore s inertným plynom. Oveľa viac sa obrobok s vnútornou dutinou s najmenej jedným vstupným otvorom a najmenej jedným priechodom tvaru kanálu tak usporiada a zakryje, že sa cielene uvedie inertný plyn cez vstupný otvor do dutiny pod tlak, takže inertný plyn prúdi cez priechod tvaru kanálu, ktorý bol nechaný otvorený, alebo priechody zvnútra smerom von. Obrobok s jeho kritickými oblasťami obrobku sa takpovediac omýva s inertným plynom. Tým sa kyslík aktívne odstraňuje vnútri dutiny a najmä vo vzadu zarezaných tenkých priechodoch tvaru kanálu. Obrobok môže byt pritom obklopený na svojej vonkajšej strane atmosférou kyslíka alebo prednostné atmosférou ochranného plynu s inertným plynom. Počas alebo hneď po procese omývania môže nasledovať UV ožiarenie oblastí stien dutiny opatrených UV lakom a priechodu tvaru kanálu.0011 uprednostnená forma realizácie vynálezu spočíva v tom, že UV žiarenie sa vyrába so zariadením UV ožarovania, ktoré má najmenej jeden UV žiarič v dutine a/alebo mimo obrobku. Prednostne sú UV žiariče usporiadané vnútri obrobku ako aj mimo obrobku. Najmä je najmenej UV žiarič vyrovnaný súosovo k najmenej jednému priechodu tvaru kanálu. Tak sa dá dosiahnut spoľahlivé vytvrdnutie laku aj vnútri priechodu tvaru kanálu.0012 Ďalší výhodný variant metódy spočíva vtom, že zariadenie UV ožarovania neožaruje a nevytvrdzuje iba lak v priechode tvaru kanálu, ale aj lak v ďalších oblastiach obrobku. Najmä môže byt obrobok úplne nalakovaný na vnútornej a vonkajšej strane. Zariadenie UV ožarovania je pritom tak stvárnené, že všetky lakované oblasti sa dostatočne ožiaria s UV svetlom.0013 Mimoriadne spoľahlivé vytvrdnutie UV laku sa výhodným spôsobom dosiahne tým, že vnútorná dutina a najmenej jeden priechod tvaru kanálu sa najskôr omyjú po naplánované časové rozpätie s inertným plynom predtým, ako sa začne s ožarovaním. Najmä sa dá proces omývania vykonat najprv po niekoľko sekúnd, najma medzi 1 až 20 sekundami. Týmto spôsobom sa z rozpraskaného obrobku vymyje prítomný kyslík, pričom sa nastaví želaná koncentrácia inertného plynu na obrobku. Inertný plyn môže byt C 02, dusik alebo iný vhodný ochranný plyn, ktorý je ťažší alebo lahší ako vzduch. 0014 Ďalšie zlepšenie sa dá podľa vynálezu dosiahnut tým, že obrobok sa aspoň pri ožarovani pohybuje relativne k zariadeniu UV ožarovania, najmä sa otáča. Pohybovanie respektíve otáčanie môže byt naplánované už počas omývania obrobku s inertným plynom. Toto podporuje odnášanie kyslíka. Relatívnym pohybom medzi obrobkom a zariadením UV ožarovania sa dá toto stvárnit efektívnejšie, najmä s menej UV žiaričmi.0015 Na začiatku spomínaná úloha sa ďalej rieši zariadením na UV vytvrdzovanie lakovaného obrobku, ktorý obsahuje vnútornú dutinu, ktorá je čiastočne obklopená obvodovou stenou, ktorá má najmenej jeden vstupný otvor k dutine a najmenej jeden priechod tvaru kanálu, ktorý sa rozprestiera od vnútornej dutiny cez obvodovú stenu smerom von, s- držiacim zariadením, ktoré môže držat obrobok, pričom je zakrytý najmenej jeden vstupný otvor prostredníctvom najmenej jedného zakrývacíeho prvku pri nechanl otvoreného- omývajúcim zariadením, s ktorým sa dá prostredníctvom najmenej jedného zakrývacíeho prvku priviesť inertný plyn do vnútornej dutiny a priechod tvaru kanálu sa dá omývat s inertným plynom, a- zariadením UV ožarovania, s ktorým pri omývaní s inertným plynom na UV vytvrdzovanie laku v priechode tvaru kanálu sa dá tento ožarovat s UV žiarením.0016 S týmto zariadením podľa vynálezu sa dajú najmä dosiahnut predtým opísaná výhody a vykonat predtým opísaná metóda, najmä jedného z nárokov 1 až 5.0017 zásadne sa dá na výrobu UV žiarenia použít každý vhodný žiarič, ktorý vyžaruje svetlo v UV oblasti. Mimoriadne uprednostnená je podľa jednej formy realizácie vynálezu, že zariadenie UV ožarovania má najmenej jeden UV žiarič, ktorý obsahuje najmenej jednu UV žiarovku a/alebo najmenej jednu UV diódu. Okrem konvenčných UV žiaroviek sa dajú použit najmä kompaktné UV díódy, najmä na použitie v tesnejších vnútorných priestoroch. Pri použití silne svietivých UV žiaroviek sa dá dosiahnut rozdelenie svetla dodatočne odchyľujúcimi prvkami, najmä zrkadlovým zariadenímalebo pomocou zamerania šošovkami. 0018 Dobré držanie vrstveného obrobku sa podľa ďalšej formy realizácie vynálezu dosiahne tým, žedržiace zariadenie má držiací tanier, ktorý sa poháňa pohyblivo, najmä otoćne. Toto je výhodné najmä pre rotačne symetrické obrobky, azda vrstvené brzdové kotúče. Držiaci tanier môže byť pritom súčasne stvárnený ako prvý zakrývací prvok, ktorý azda pri obrobku tvaru puzdra zakryje prvý vstupný otvor. V určitých prípadoch môže nastať prívod inertného plynu cez taký držiací tanier.0019 Ďalej je podla vynálezu uprednostnené, že najmenej jeden zakrývací prvok je stvárnený ako posuvný kryt, v ktorom je usporiadaný najmenej jeden UV žiarič. Posunutím krytu sa dá vstupný otvor zakryť, takže môže nastal omývanie dutiny a priechodu. Vnútri krytu môže byt usporiadaný jeden alebo viaceré UV žiariče, ktoré sú v určitých prípadoch uložené pojazdne dokonca voči krytu na lepší posuv do dutiny.0020 Ďalej je podľa jedného variantu realizácie vynálezu účelné, že zakrývací pn/ok má tesniaci prvok, ktorý obkolesí vstupný otvor. Prednostne sa tak môže vstupný otvor uzavrieť tesne voči tekutinám. To ale nie je v každom pripade nutne potrebné. Tesniaci prvok je najmä z plastového alebo gumového materiálu, takže sa súčasne umožní šetrné nasadenie zakrývacíeho prvku na obrobku. Pritom sa podľa vynálezu dosiahne mimoriadne pružná realizácia tým, že tesniaci prvok je prestaviteľný voči zakrývaciemu prvku. Týmto spôsobom môže nastal jednoduché prispôsobenie zakrývacíeho prvku pri zmenených rozmeroch obrobku. Najmä môže byt tesniaci prvok stvárnený tvaru puzdra, ktoré je uložené posuvne a aretačne na zakrývacom prvku.0021 Ďalej je podľa vynálezu výhodné, že najmenej jeden UV žiarič zariadenia UV ožarovania je usporiadaný mimo obrobku a pohyblívý relatívne k obrobku. Relatívny pohyb môže byt naplánovaný pohybom obrobku a/alebo pohybom žiarića. Týmto spôsobom sa dá dosiahnut počet UV žiaričov,pričom sa súčasne zabezpečí úplné ožiarenie obrobku.0022 vynález bude ďalej vysvetlený na základe uprednostnených príkladov realizácie, ktoré sú schematicky zobrazené na obrázkoch. Na obrázkoch ukazujúObr. 1 schematický priečny rez cez prvé zariadenie podľa vynálezu s UV žiarovkami a Obr. 2 schematický priečny rez cez druhé zariadenie podľa vynálezu s UV diódami.0023 Zariadenie 10 na UV vytvrdzovanie podľa Obr. 1 obsahuje držiace zariadenie 12 s otočným hriadeľom 16, na ktorom je pripevnený vrchný držiaci tanier 15. Držiaci tanier 15 slúži na držanie rotaćne symetrického obrobku 1, pričom je držiacim tanierom 15 tvaru kotúča spodný otvor obrobku 1 tesne zakrytý.0024 Obrobok 1 je v zobrazenom príklade realizácie brzdový kotúč, ktorého obvodová stena 7 tvaru hrnca obsahuje vnútornú dutinu 6. Protiľahlo k držiacemu tanieru 15 je naplánovaný vstupný otvor 8 k dutine 6. Bočne na obvodovej stene 7 sú naplánované priechody tvaru kanálu 5 v obrobku 1, pričom priechody 5 prebiehajú azda radiálne k strednej osi alebo osi otáčania obrobku 1. Obrobok 1 je tak usporiadaný na držiacom tanieri 15 ako spodný zakrývaci prvok 14, že sa obrobok 1 točí spolu s držiacim tanierom 15 zodpovedajúca šípke P 1 prostredníctvom nie zobrazeného motora 35.0025 Pred začiatkom UV vytvrdzovania sa axiálne posunie na vrchnú stranu obrobku 1 vrchný zakrývaci prvok podľa šípky P 2.0026 Vrchný zakrývaci prvok 20 má kryt 40, ktorý na svojej spodnej strane cez držiacu hubicu 26 tvaru krúžku axiálne posuvne drží tesníaci prvok 24 tvaru puzdra. Tesniaci prvok 24 je stvárnený prednostne z plastu, najmä gumy, a má na vrchnej strane radiálne smerom von prečnievajúci kónický pás 25. Tento pás 25 slúži ako axiálny doraz, aby sa zabránilo vykĺznutiu tesniaceho prvku 24 tvaru puzdra z krytu 21. Držiaca hubica 26 tvaru krúžku dosadá silovým spojom na vonkajšej strane tesniaceho prvku 24, takže je tento prvok fixovaný a súčasne prestaviteľný.0027 V kryte 21 ústi vstupná dýza 28 na prívod inertného plynu do krytu 21. lnertný plyn slúži ako ochranný plyn, ktorýje potrebný na reakciu vrstvenia pri UV vytvrdzovaní ako ochrana pred kyslíkom. Po nasadení krytu 21 s tesniacim prvkom 24 na obrobku 1 sa pod tlakom privedie lnertný plyn cez vstupnú dýzu 28 do krytu 21. Týmto privodom inertného plynu sa vytesní vzduch nachádzajúci sa vnútri krytu 21. Vzduch pritom prúdi z krytu 21 do dutiny 6 obrobku 1 a z tejto radiálne von cez priechody 5 tvaru kanálu v obvodovej stene 7. Nastáva teda omývanie dutiny 6 a úzkych priechodov 5 tvaru kanálu, ktoré vo vyrovnanl obrobku 1 predstavujú zadný zárez. Toto omývanie nasleduje plánovaný čas, až kým sa v potrebnej miere vytesní prítomný vzduch s neželaným podielom kyslíka. Následne nastáva ožiarenie vrstvených časti steny obrobku 1 pomocou ožarujúceho zariadenia 30. Ožarujúce zariadenie 30 obsahuje v tomto prípade prvý UV žiarič 32, ktorý je usporiadaný vnútri krytu 21 respektíve tesne na kryte 21, takže prostredníctvom vnútorného UV žiariča 32 sa môže ožarovat vnútorná strana dutiny 6. Súčasne nastáva radiálne zvonka ožarovanie prostredníctvom druhého vonkajšieho UV žiariča 34, ktorého lúče sú tak zamerané a smerované, že sa tieto môžu dostat radiálne do priechodov 5 tvaru kanálu. Pri točiacom sa obrobku 1 a nehybne stojacich UV žiaríčoch 32, 34 sa môžu tak ožiarit všetky žiadané oblasti stien v dutine 6 a vo vnútri priechodov 5 s UV svetlom, takže príslušne na týchto oblastiach stien vytvrdne nanesený UV citlivý lak.0028 Po ukončení ožarovania a vytvrdzovania vrstvenia sa kryt 21 zodpovedajúce šípke P 2 opät posunie axiálne nahor a obrobok 1 sa dá odobrat z držiaceho taniera 15.0029 Pri ďalšej forme realizácie zariadenia 10 podľa vynálezu na UV vytvrdzovanie podľa Obr. 2 je držiace zariadenie 12 stvárnené rovnako k zariadeniu 10 podľa Obr. 1. V obmene k zariadeniu 10 podľa Obr. 1 sa používajú ako ožarujúce zariadenie 30 UV diódy ako UV žiariče 32 a, 34 a. Najmä na ožarovanie dutiny 6 obrobku 1 môže byt usporiadaný kompaktné stvárnený, vnútorný UV žiarič 32 a bezprostredne vnútri dutiny 6 a radiálne protiľahlo k priechodom 5. Vnútorný UV žiarič 32 a je pritom upevnený nie zobrazeným držiacim zariadením na vnútornej strane krytu 21 ako vrchný zakrývaci prvok 20. Vnútorný UV žiarič 32 a sa môže pritom opäť vrátit naspäť zodpovedajúce Šípke P 2 s krytom 21 axiálne do a z obrobku 1. Vonkajší radiálne nasmerovaný UV žiarič 34 a je s UV diódami tak vyrovnaný, že môže tento tiež vyžarovat bez zamerania radiálne do radiálne prebiehajúcich priechodov 5.0030 Použitie diód vyžarujúcich UV svetlo ako UV žiarič 32 a, 34 a dovoľuje kompaktné stvárnenie celého zariadenia 10, najmä krytu 21. Zásadne môžu byt kombinované UV diódy a aj konvenćné UV žiarovky.

MPK / Značky

MPK: F26B 3/28, F26B 21/14

Značky: vytvrdzovanie, metoda, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/9-e18879-metoda-a-zariadenie-na-uv-vytvrdzovanie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Metóda a zariadenie na UV vytvrdzovanie</a>

Podobne patenty