KR20170106339A

KR20170106339A - 펌프 장치 및 그의 작동 방법

Info

Publication number: KR20170106339A
Application number: KR1020177020126A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 뤼거; 마르커스 두쉑크
Original assignee: 듀르 시스템스 아게
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: DE102015000869B4; US10975858B2; WO2016116258A1; KR102436231B1; US20180003170A1; CN107208616A; CN107208616B; PL3247503T3; EP3247503B1; HUE062545T2; DE102015000869A1; EP3247503A1; MX2017009483A

Abstract

본 발명은 펌프 장치(1), 특별하게는 부품의 코팅을 위한 코팅 설비에서, 더 특별하게는 자동차 부품의 도장을 위한 도장 설비에서의 펌프 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 펌프 장치(1)는 조정 가능한 펌핑 파워를 갖는 코팅제를 전달하기 위한, 특별하게는 자동차 차체 구성요소 상의 용접 이음부를 밀봉하기 위한 밀봉제를 전달하기 위한 다수의 펌프(4.1 - 4.7)를 가진다. 펌프(4.1 - 4.7)들은, 출구 측 및/또는 입구 측에서, 병렬로 연결되어 펌프(4.1 - 4.7)들이 공동 유입 라인(3)으로부터 상기 코팅제를 추출한다. 본 발명은 부가적으로 코팅제를 공동 출구 라인(7)으로 전달하고, 펌프(4.1~4.7)의 출구에서 각각의 경우에서의 하나의 유체 변수의 개방 루프 또는 폐쇄 루프 제어를 위한 것으로서, 개개의 펌프 펌프(4.1 - 4.7)를 개별적으로 작동시키는 제어 장치(24)를 제공하고, 제어 장치(24)는, 펌프(4.1 - 4.7)들을 비동시적으로 온 및 오프 로 스위칭하는 모니터링 유닛(24)을 포함한다.

Description

펌프 장치 및 그의 작동 방법{Pump arrangement and corresponding operating method}

본 발명은 펌프 장치, 특히 구성 요소의 코팅을 위한 코팅 설비, 특히 자동차 차체 부품의 도장을 위한 도장 설비에서의 펌프 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 유형의 펌프 장치의 작동 방법에 관한 것이다.

모터 차량의 차체 부품을 도장하기 위한 현대의 도장 설비에서, 도장용 자동차 차체 부품의 이음부(시임부) (예 : 용접 이음부, 플랜지 이음부)는 일반적으로 밀봉제 (예컨대, PVC : 폴리비닐클로라이드)를 사용하여 밀봉한다. 밀봉제는 이음부를 따라 구성요소 표면 위로 액츄에이터(applicator : 작동기)를 이동시키는 적용 로봇을 사용하여 적용할 수 있다. 이를 위해 여러 적용 로봇이 코팅 부스에서 동시에 사용되며, 이 로봇은 공동 공급 라인에서 코팅제를 추출한다. 코팅 재료는 입구 측과 출구 측에서 함께 연결된 몇 개의 펌프에 의해 공급되고 밀봉제를 공급 라인으로 압송한다. 다수의 펌프가 병렬로 연결되기 때문에 펌핑 속도를 수동으로 설정해야만 펌프가 작동할 수 있다. 일반 코팅 작업에서 펌프는 그룹으로 동시에 켜지거나 꺼진다.

이러한 종래의 펌프 장치의 단점은, 다시 시작할 때 펌프의 시동이 보장될 수 없다는 것이다. 즉, 작동 신호가 주어지거나 실패할 때 개개의 펌프가 시동되지 않을 수도 있다. 이것은 펌프의 마모가 불균일해질 수 있어 바람직하지 않다. 또한 밀봉제가 실패한 펌프에서 경화되어 펌프를 파괴할 수도 있다. 또한 펌프 고장으로 인해 공정 순서에 오류가 발생할 수도 있다. 마지막으로 다수의 펌프의 고장 위험은 수동 검사 노력이 필요하다.

선행 기술은 또한 DE 600 13 013 T2, DE 101 34 747 A1, DE 41 18 869 A1, DE 40 25 638 A1 및 DE 37 11 053 A1을 포함한다.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 상응하게 개선시킨 펌프 장치 및 이의 작동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제는 본 발명에 따른 펌프 장치 및/또는 이러한 펌프 장치에 관한 독립항에 따라 대응하는 작동 방법에 의해 해결된다.

선행 기술과 일치하여, 본 발명에 따른 펌프 장치는 우선 조정 가능한 펌핑 파워를 가지며 코팅제를 운반하는 역할을 하는 다수의 펌프를 제공한다.

코팅제는 예를 들어 자동차 차체 부품 상에 용접 이음부를 밀봉하기 위한 밀봉제(예 : PVC) 일 수 있다. 그러나, 코팅제의 관점에서, 본 발명은 상기 밀봉제에 한정되지 않고, 예를 들어, 접착제, 페인트, 오일, 실리콘, 절연제 또는 이와 유사한 것과 같은 다른 코팅제와 함께 사용하기에 적합한 것도 가능하다.

본 발명은 또한 펌프의 타입에 관한 것과 같은 많은 다른 옵션을 포함한다. 펌프는 피스톤 펌프, 기어 펌프, 다이어프램 펌프 또는 용적식 피스톤 펌프일 수 있다.

본 발명에 따른 펌프 장치에서, 펌프는 출구 측 및 입구 측에서 바람직하게는 펌프가 공동 유입 라인으로부터 전달을 위해 코팅제를 추출하여 공동 출구 라인으로 전달하는 형식으로 평행하게 연결된다. 이러한 방식으로 복수의 펌프가 펌프 장치 내에 병렬로 연결되는 경우, 다수의 펌프의 작동 거동을 개별적으로 조정할 수 있어서 다수의 펌프가 가능한 한 효율적으로 협력할 수 있게 된다.

그러나, 본 발명은 또한 출구 측 또는 입구 측에서만 상호 연결되는 펌프의 선택을 제공한다.

따라서, 본 발명의 일 태양은 개개의 펌프가 비동시적으로 스위치 온 및/또는 오프 될 수 있게 하는 모니터링 유닛을 제공한다. 이 양태는 본 발명을 처음에 기술된 공지의 펌프 장치와 구별되며, 여기서 종래 펌프는 항상 그룹으로서 (즉, 동시에) 스위치 온(켜짐) 및 스위치 오프(꺼짐) 된다.

다수의 펌프의 이러한 개별 활성화 또는 비활성화는 예를 들어 활성화된 펌프의 순환 회전을 허용하여 다수의 펌프가 회전 작동하게 된다. 이는 다수의 펌프가 유지 보수 목적으로 사용될 수 있거나 펌프의 서비스 수명을 연장시킬 수 있는 작동 중단을 의미한다. 또한 활성화된 펌프의 주기적 회전은 펌프가 일정 용량을 유지하지 않고 예비 용량을 사용하게 되어, 예를 들어 영구적으로 비활성 펌프에 코팅제가 경화되어 오작동을 일으킬 수 있음을 의미한다.

따라서, 모니터링 유닛은 바람직하게는 다수의 펌프만을 스위치 온하고, 나머지 펌프는 스위치 오프된 채로 유지한다. 활성화된 펌프의 수는 필요한 펌핑 용량의 함수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 높은 펌핑 파워가 요구되는 경우, 낮은 펌핑 파워 만이 필요한 경우보다 많은 수의 펌프가 스위치 온 된다.

그 후, 모니터링 유닛은 소정의 작동 시간 후에 어떤 펌프가 스위치 온 되는지를 회전시킴으로써, 시간이 지남에 따라 모든 펌프가 스위치 온 되고, 이어서 순차적으로 스위치 오프 된다. 스위치가 켜진 펌프의 회전은 주기적으로 수행되는 것이 바람직하므로 작동 : 작동불능 시간은 모든 펌프에서 동일하다. 활성화된 펌프가 회전된 후의 작동 시간은 바람직하게는 10분 내지 4시간, 예를 들어 30분 내지 2시간의 범위 내이다.

또한, 모니터링 유닛은 바람직하게 다수의 펌프가 실제로 작동하는지 여부를 점검할 수 있다. 이것은 또한 본 발명을 위에서 설명한 공지된 펌프 장치와 구별되는데, 이는 종래의 펌프 장치에서 자동적으로 검출되지 않기 때문에, 필요시 모든 펌프가 실제로 시동되는 것을 보장할 수 없었다. 따라서, 본 발명에 따른 펌프 장치에서, 다수의 펌프 각각에 펌프 센서가 할당되어 각각의 펌프가 작동하는지 여부를 검출한다. 펌프가 켜져 있지만 실제로 작동하지 않으면 모니터링 장치가 경고를 발령할 수 있다.

펌프 센서의 기술적 설계에는 여러 가지 다른 가능성이 있다. 예를 들어, 펌프 센서는 펌프의 구동축 회전 속도 또는 피스톤 속도를 등록할 수 있다. 또한 다수의 펌프의 작동 상태 (작동 / 작동하지 않음)는 펌프 출구에서의 압력 측정을 통해 결정될 수 있다. 그러나, 펌프 센서의 기술적 설계와 관련하여, 본 발명은 전술한 시험에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 모니터링 유닛은 또한 전체 펌프 장치의 펌핑 용량이 지배적 인 요구를 충족시키도록 조정될 수 있다. 예를 들어 전체 펌프 장치의 펌핑 용량이 충분하지 않으면 모니터링 장치가 추가 펌프를 켤 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 펌프 장치는 바람직하게는 펌프의 공동 출구 라인에 배열되어 전체 펌프 장치의출구 압력을 측정하는 출구 압력 센서를 포함한다. 그런 다음 모니터링 장치는 출구 압력에 대해 출구 압력 센서를 검사하고 이를 미리 결정된 최소 압력과 비교한다. 출구 압력이 사전 설정된 최소 압력보다 낮으면, 모니터링 장치는 전체 펌프 장치의 펌핑 용량을 증가시키기 위해 추가 펌프를 켤 수 있다.

그러나, 펌프 장치의 출구 라인에서 미리 결정된 최소 압력의 언더슈트(undershoot)는 반드시 응용 장치에 의해 요구되는 용량의 증가에 기인하는 것은 아니다. 또한 펌프 장치의 배관 시스템 하류측에 누출이 있어 압력 강하가 발생할 수 있다. 이러한 누출이 있는 경우 전체 펌프 장치의 펌프 용량을 증가시키는 것은 의미가 없다. 누출로 인한 피해를 제한하기 위해 모든 펌프를 끄는 것이 훨씬 더 합리적이다. 따라서, 모니터링 유닛은 바람직하게는 펌프 장치의 공동 출구 라인에서 측정된 출구 압력이 소정의 최소 기간 동안 미리 결정된 최소 압력 미만이면 누출이 있다고 추정하는 누출 감지를 용이하게 한다.

본 발명은 검출된 누출에 대한 반응의 관점에서 다양한 옵션을 제공하며, 상기 옵션은 결합되거나 단계적으로 실행될 수 있다. 가능한 반응은 광학 또는 음향 형식과 같은 누출 경고를 발동하게 된다. 또 다른 가능한 반응은 누출로 인한 손상을 최소화하기 위해 누출시 모든 펌프를 끄는 것이다. 단계적 반응 옵션도 있다. 예를 들어, 측정된 출구 압력이 미리 정해진 시간 동안 최소 압력보다 낮으면 광학 또는 음향 누출 경고가 처음 발동될 수 있다. 만약 미리 정해진 최소 압력을 만족시키지 못하는 것이 오래 지속되면, 모든 펌프를 끄고 모니터링 장치가 이에 응답 할 수 있다.

모니터링 유닛이 추가 펌프를 켜서 전체 펌프 장치의 펌프 용량 증가에 대한 요구에 응답할 수 있다는 것은 이미 위에서 언급한 바 있다. 그러나 증가된 펌핑 용량에 대한 요구를 만족시키기 위해서는 다수의 펌프의 펌핑 용량을 우선적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 그러나 다수의 펌프의 펌핑 용량을 증가시키는 것은 펌핑 속도와 관련하여 설계상의 한계를 극복하여야 한다. 예를 들어 피스톤 펌프의 피스톤은 일반적으로 최대 행정 속도를 초과해서는 안된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 속도 센서는 각 펌프의 펌핑 속도를 측정하기 위해 다수의 펌프의 각각에 할당된다. 모니터링 유닛은 개별 속도 센서를 검사하여 다수의 펌프의 펌핑 속도를 결정한다.

모니터링 유닛이 측정된 펌핑 속도가 적어도 하나의 펌프에서 미리 결정된 제1 최대값을 초과하는 것을 발견하면, 활성화된 펌프가 최종 소비자 유닛에 의해 요구되는 펌핑 용량을 제공하기에 충분하지 않기 때문에, 모니터링 유닛은 추가 펌프를 스위치 온 시킨다.

반대로, 측정된 펌핑 속도가 제2의 더 높은 최대값을 초과하면, 모니터링 유닛은 상기 펌프를 스위치 오프 할 수 있다. 이 경우 다수의 펌프를 끄면 각 펌프의 손상을 피할 수 있지만 다수의 펌프를 켜면 전체 펌프 장치의 펌프 용량이 증가하게 된다.

적어도 하나의 펌프에서 펌핑 속도가 미리 설정된 최대값을 초과하면 모니터링 유닛은 경고를 발생시킬 수 있음을 언급한다. 다시 한번, 이 상황에서, 누출과 관련하여 이미 상술한 바와 같이, 두 반응 (즉, 펌프를 끄고 경고를 표시하는 것)을 개별적으로 또는 시차를 두고 적용할 수 있다.

이상은 종래의 펌프 장치로는 가능하지 않았던 펌프의 비동시적인 온 및 오프 동작을 행하는 모니터링 유닛을 제공하는 본 발명의 제 1 양태의 설명이다.

다른 한편으로, 본 발명의 제 2 태양은 개개의 펌프의 출구에서 유체 변수 (예를 들어, 코팅제 압력)를 개별적으로 모니터링하기 위한 제어 장치를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 제어 장치는 폐쇄 루프 제어 장치, 즉 피드백 루프를 구비한다. 그러나, 제어 장치가 개방 루프 제어 장치, 즉 피드백 루프가 없는 것도 가능하다.

그러나, 제어 장치는 각각의 펌프의 출구에서 가변적인 하나의 유체 변수 (예 : 코팅제 압력)를 제어하는 폐쇄 루프 제어 장치인 것이 바람직하고, 상기 폐 루프 제어 장치는 제어 유체 각 펌프의 출구에서의 변수를 각각의 경우에 공동 공칭 값에 이르도록 조종한다. 다수의 펌프의 출구에서의 유체 변수 (예 : 코팅제 압력)의 이러한 개별 조절은 개개의 펌프 사이의 협력을 상당히 개선시키는 역할을 한다. 더욱이 이것은 종래 펌프의 장치에서 일어날 수 있는, 스위치 온 과정에서 다수의 펌프가 시동하지 못하는 실수를 방지시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 개개의 펌프에 대한 폐쇄 루프 제어 장치는 각각의 경우에 측정 요소를 포함하고, 상기 측정 요소는 다수의 펌프의 출구에서 제어 유체 변수 (예를 들어 코팅제 압력)의 실제 값을 측정한다. 예를 들어, 각 펌프의 출구 압력을 측정하기 위해 각 다수의 펌프의 하류측에 압력 센서를 배치할 수 있다.

더욱이, 폐 루프 제어 장치는 바람직하게는 개개의 펌프에 대한 액츄에이터를 포함하고, 상기 액츄에이터는 가변적인 제어 변수로 다수의 펌프를 제어하여 제어 된 유체 변수를 소정의 공칭 값으로 조정한다.

예를 들어 공압식 펌프의 경우 액츄에이터는 공압식으로 구동되는 펌프를 조절할 수 있는 압축 공기 흐름으로 제어하는 연속형 밸브 (예 : 비례 밸브) 일 수 있으며 펌프 용량을 필요한 설정에 맞추어 준수하도록 조정할 수 있다. 따라서 연속형 밸브 (예 : 비례 밸브)는 각 펌프를 구동하는 압축 공기 흐름을 제어하는 액츄에이터 역할을 할 수 있으므로 펌핑 용량을 조정할 수 있다. 공압식 펌프를 제어하기 위한 작동기로서 연속형 밸브 (예를 들어, 비례 밸브)를 사용하는 것은 압축 공기의 흐름이 연속적으로 변하는 점에서 각각의 펌프의 펌핑 용량을 연속적으로 조절할 수 있기 때문에 유리하다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 공압 펌프를 제어하는 작동기로서 다른 유형의 밸브를 사용하는 것도 본질적으로 가능하다. 여기서 컨트롤러가 여러 측정 변수 (예 : 다수의 펌프의 출구에서의 코팅제 압력)를 등록하고 개개의 비례 밸브 (예 : 개별 비례 밸브에 대한 제어 신호)를 개개의 액츄에이터에 보낸다.

본 발명에 따른 폐쇄 루프 제어 장치는 가급적이면 입구 측에서 다수의 펌프의 측정 요소와 연결되고 측정 요소의 다수의 펌프에서의 제어 유체 변수 (예 : 출구 압력)의 측정된 실제 값을 등록하는 콘트롤러를 포함한다. 콘트롤러는 출구 쪽에서 다수의 펌프의 개개의 액츄에이터 (예 : 비례 밸브)와 연결되어 있고 각 액츄에이터를 하나의 가변 제어 변수로 제어하며, 제어 변수는 미리 결정된 공칭 값과 측정된 실제 값 사이의 공칭/실제 변이에 따라 달라진다. 따라서 콘트롤러는 일반적으로 모든 펌프에 응답하며 제어 변수 (예 : 출구 압력) 및 다수의 펌프의 개별 제어를 개별적으로 등록할 수 있다.

또한, 본 발명은 위에서 기술된 펌프 장치에 대한 보호를 주장할 뿐만 아니라, 본 발명은 또한 상응하는 작동 방법에 대한 보호를 주장하며, 작동 방법의 세부 사항은 상기 설명에 따르며 별도의 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 유리한 개선사항은 종속항에 기재되어 있거나 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 도면에 기초하여 이하에서 더 상세히 설명된다.

본 발명에 따른 펌프 장치는, 펌프들이 출구 측 및 입구 측에서 바람직하게는 펌프가 공동 유입 라인으로부터 전달을 위해 코팅제를 추출하여 공동 출구 라인으로 전달하는 형식으로 복수의 펌프가 펌프 장치 내에 병렬로 연결되므로, 다수의 펌프의 작동 거동을 개별적으로 조정할 수 있어서 효율적이다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프 장치의 개략 예시도,
도 2는 도 1의 펌프 장치의 개략 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 작동 방법을 설명하기 위한 작동된 펌프의 주기적 회전을 도시한 흐름도,
도 4는 다수의 펌프의 속도 제어를 설명하는 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 누출 모니터링을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1은 도시되지 않은 다수의 적용 로봇에 밀봉제(예 : PVC : 폴리비닐클로라이드)를 펌핑하기 위해 자동차 차체 부품을 도장하기 위한 도장 설비에 사용되는 펌프 장치(1)를 도시하고 있으며, 이 펌프 장치(1)는 선행 기술로부터 그 자체로 공지된, 도장될 자동차 차체 구성요소 상의 이음부(예를 들어, 플랜지 이음부, 용접 이음부) 상에 밀봉제를 도포하는 것이다.

도면의 파선 아래에는 "PVC 챔버"라고도 하는 재료 공급 챔버가 있다. 반면에, 파선 안의 영역은 도장 라인이나 도장 부스 가까이에 위치하지만 도장 라인이나 도장 부스의 바깥쪽에 위치한다.

펌프 장치(1)는 전방 라인(2)을 통해 재료 공급 챔버로부터 밀봉제를 추출한다.

전방 라인(2)은 유입 라인(3)으로 개방되고, 유입 라인(3)은 밀봉제를 복수의 병렬 연결된 펌프(4.1 - 4.7)에 공급한다.

귀환 라인(5)은 재료 공급 챔버와 종래 기술로부터 마찬가지로 그 자체로 공지된 펌프 장치(1) 사이의 재료의 순환을 허용하기 위해 펌프(4.1-4.7)의 공동 유입 라인(3)으로부터 분기된다.

펌프(4.1 - 4.7)는 각각의 경우 공동 출구 라인(7)과 함께 역류 방지 밸브(6.1 - 6.7)을 통해 출구 측에 연결된다. 즉, 펌프(4.1-4.7)는 공동 유입 라인(3)에서 밀봉제를 추출하여 공동 출구 라인(7)으로 펌핑한다.

2 개의 전방 라인(8, 9)은 공동 출구 라인(7)으로부터 흘러나오며, 상기 전방 라인은 밀봉제를 개별적인 적용 로봇에 전달한다. 이러한 방식으로 2 개의 전방 라인(8, 9)은 도장 라인의 반대쪽에 적용 로봇에 공급한다. 따라서 전방 라인 (8)은 밀봉제를 도장 라인의 한쪽 면에 있는 적용 로봇에 공급하는 반면, 전방 라인 (9)는 도장 라인의 다른 면에 있는 적용 로봇에 공급한다.

다수의 펌프(4.1 - 4.7)는 각각의 경우 공압식으로 구동된다. 이 목적을 위해, 펌프(4.1-4.7)는 각각의 경우 공동 2/2-웨이 솔레노이드 밸브(10.1-10.7) 및 비례 밸브(11.1-11.7)를 통해 공동 2/2-웨이 솔레노이드 밸브(12)를 통해 압축된 공기 공급 장치(13)와 연결된다.

2/2-웨이 솔레노이드 밸브(12)는 모든 펌프(4.1~4.7)에 대해 압축 공기를 작동시키거나 작동 불능으로 할 수 있다. 이는 2/2-웨이 솔레노이드 밸브(12)에 의해 펌프(4.1-4.7)의 공동 스위칭 온 및/또는 오프를 허용한다.

그러나 다수의 펌프(4.1 - 4.7)는 각각의 2/2-웨이 솔레노이드 밸브(10.1 - 10.7)를 개폐함으로써 개별적으로 켜고 끌 수 있다.

또한 다수의 펌프(4.1-4.7)의 펌핑 용량은 개별 비례 밸브(11.1-11.7)의 적절한 제어를 통해 개별적으로 조정할 수도 있다.

압력 센서(14.1-14.7)는 각각의 펌프(4.1-4.7)의 하류측에 배치되고, 개별 압력 센서(14.1-14.7)는 각각의 펌프(4.1-4.7)의 출구 압력을 측정한다.

각각의 펌프(4.1-4.7)에는 각각의 펌프(4.1-4.7)의 행정을 모니터하기 위해 기동 장치(15.1-15.7)가 추가로 배치된다. 먼저, 기동 장치(15.1 내지 15.7)는 개개 펌프(4.1 내지 4.7)의 펌핑 속도의 모니터링을 허용하며, 이하에서 상세히 설명한다. 두 번째로, 기동 장치(15.1-15.7)는 다수의 펌프(4.1-4.7)가 실제로 작동하는지 점검할 수 있다.

유입 라인(3) 내의 압력을 측정하기 위해 압력 센서(16)가 펌프(4.1-4.7)의 공동 유입 라인(3)에 할당된다는 것을 언급한다.

또한, 펌프(4.1-4.7)의 공동 유입 라인(3)은 유입 라인(3) 내의 밀봉제의 온도를 측정하는 온도 센서(17)를 더 포함한다.

출구 라인(7)에는 또한 압력 센서(18) 및 온도 센서(19)가 배치되어 출구 라인 (7) 내의 밀봉제의 압력 및 온도를 각각 측정한다. 또한, 또 하나의 압력 센서(20)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 출구 라인(7)에 배치되고, 상기 압력 센서는 전기 압력 신호를 제어 장치로 전달하며, 이하에서 상세히 설명한다.

최종적으로, 펌프 장치(1)는 귀환 라인(21) 및 2 개의 공기압 구동 차단 밸브(22, 23)를 또한 포함한다. 격리 밸브 (22)는 생산 모드에서 폐쇄되고 순환 모드로 개방된다. 반대로, 격리 밸브 (23)는 생산 모드에서 개방되고 순환 모드에서 폐쇄된다. 이 경우, 생산 모드는 연결된 적용 로봇이 밀봉제를 요구하는 작업 조건, 즉 일반 코팅 작업이다. 반대로, 순환 모드는 연결된 적용 로봇이 밤이나 주말 종료 또는 유지 보수 중단시와 같이 밀봉제를 요구하지 않는 운영 조건이다.

도 2는 위에서 설명되고 도 1에 도시된 펌프 장치(1)의 개략도이다. 도 1의 도면에 더하여, 이는 폐 루프 제어 장치 및 모니터링 유닛을 포함하는 제어 장치(24)를 또한 보여 준다.

입구 측에서, 제어 장치(24)는, 아래에 자세히 설명된 바와 같이, 압력 센서(14.1-14.2)에 연결되어 개개의 펌프(4.1-4.7)의 출구 압력을 제어하는 다수의 펌프(4.1-4.7) 뒤에 있는 압력을 측정한다.

이 외에도, 제어 장치(24)는 입구 측에서 온도 센서(17), 압력 센서(16), 압력 센서(18) 및 온도 센서(20)와 연결되어, 이들 센서들이 펌프 장치(1)의 제어에 사용되도록 한다.

출구 측에서, 제어 장치(24)는 아래에 상세히 설명된 바와 같이 펌프 장치(1)의 작동을 제어하기 위해 2개의 격리 밸브 (22, 23) 및 2/2-웨이 솔레노이드 밸브(12)에 연결된다.

제어 장치(24)는 또한 제어 설정과 함께 유지되는 다수의 펌프(4.1-4.7)를 제어할 수 있도록 비례 밸브(11.1-11.7)와 출구측에서 연결된다.

최종적으로, 제어 장치(24)는 또한, 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 다수의 펌프(4.1-4.7)를 개폐할 수 있도록 개개의 펌프(4.1-4.7)의 2/2-웨이 솔레노이드 밸브(10.1-10.7)와 출구측에서도 연결된다.

전술한 바와 같이, 제어 장치(24)는 개개의 펌프(4.1~4.7)의 출구 압력을 제어하는 콘트롤러를 포함한다. 이를 위해, 제어 장치(24)는 각각의 경우에 압력 센서(14.1-14.2)를 통해 다수의 펌프(4.1-4.7)의 실제 값을 등록하고 측정된 실제 값을 소정의 균일한 공칭 압력 값과 비교한다. 이것으로부터, 제어 장치(24)는 다수의 펌프(4.1 내지 4.7)의 공칭 값과 실제 값 사이의 공칭/실제 변이를 계산한다. 이러한 공칭/실제 변수의 함수로서, 제어 장치(24)는 개별 비례 밸브(11.1-11.7)를 개별적으로 제어 신호로 제어하여, 개개의 펌프(4.1-4.7)의 실제 출구 압력 값을 펌프94.1 ~ 4.7) 각각에 대해 공칭 값으로 개별적으로 조정하게 된다.

또한, 앞서 간략하게 언급한 바와 같이, 제어 장치(24)는 개개의 펌프(4.1-4.7)를 개별적으로 온 또는 오프로 전환할 수 있다. 이는 아래에 설명된 것처럼 주기적으로 다수의 펌프(4.1 - 4.7)를 켜기 위해 도 3의 흐름도 형태로 설명된 작동 방법을 사용하여 수행할 수 있다.

제 1 단계 (S1)에서, 펌프 장치(1)의 운전자는 작동을 시작하기 위해 n개의 펌프를 입력한다. 필요한 펌프 수 n은 연결된 적용 로봇이 요구하는 용량에 따라 다르다.

단계 (S2)에서, 펌프 장치(1)의 운전자는 스위치 온된 펌프(4.1-4.7)를 회전시키기 위한 사이클 시간 (T)을 입력한다.

단계 (S3)에서, 스터브 라인(stub line) 내의 코팅 재료를 개별적인 적용 로봇으로 이동시키기 위해, 모든 펌프(4.1 내지 4.7)가 간략하게 스위치 온 된다.

단계 (S4)에서, 작동을 시작하기 위한 첫 번째 n개의 펌프가 선택된다. 예를 들어, n = 4 인 경우 펌프 4.1 - 4.4를 선택할 수 있다.

후속 단계 (S5)에서, 선택된 n개의 펌프가 스위치 온 되고, 나머지 펌프는 스위치 오프 된 채로 유지된다. 예를 들어, n = 4 인 경우, 펌프 4.1-4.4는 스위치가 켜지고 펌프 4.5-4.7은 스위치가 꺼진 상태로 유지된다.

단계 (S6)에서, 소정의 사이클 시간 T가 경과했는지의 여부를 체크하기 위해 연속적인 모니터링이 행해진다.

만약 그렇다면, 다음 n개의 펌프가 단계 (S7)에서 선택된다. 위에서 설명한 예에서 펌프 4.2 - 4.5가 후속 활성화를 위해 선택될 수 있으며 펌프 4.1 및 4.6, 4.7은 꺼진 상태로 유지된다.

마지막으로, 단계 (S5)로 진행하여, 선택된 펌프가 스위치 온 되거나 스위치 오프된다.

이러한 방식으로, 모든 펌프(4.1 - 4.7)는 순환 순서로 스위치 온 되며, 요구된 용량이 모든 펌프(4.1 - 4.7)의 스위치 온 을 요구하지 않는 한, 다수의 펌프 (4.1 - 4.7)는 항상 꺼져 있다. 활성화된 펌프의 이러한 사이클 회전은 펌프(4.1 - 4.7)의 균일한 마모를 보장하므로 유용하다.

더욱이, 제어 장치(24)는 도 4의 간략화된 플로우 다이아그램의 형태로 도시되고 이하에 설명되는 작동 방법을 허용한다.

단계 (S1)에서, 모든 펌프(4.1-4.7)의 스트로크 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7)가 초기에 측정된다. 이 측정은 예를 들어 개시기(initiator)(15.1 - 15.7)를 사용하여 수행할 수 있다.

다음 단계 (S2)에서, 모든 펌프(4.1 - 4.7)의 최대 스트로크 속도(vMAX)가 측정된다.

단계 (S3)에서,이 최대 스트로크 속도(vMAX)가 소정의 최대 값(vMAX1)을 초과 하는지를 체크한다.

만약 그렇다면, 단계 (S4)에서, 스트로크 속도(vMAX)를 소정의 최대 값(vMAX1) 이하로 감소시키기 위해 추가 펌프(4.1-4.7)가 활성화된다.

단계 (S5)에서, 최대 펌프 속도(vMAX)가 미리 결정된 제 2 최대 값(vMAX2)을 초과 하는지를 점검한다.

이 경우, 단계 (S6)에서, 스트로크 속도(vMAX)가 소정의 최대 값(vMAX2)을 초과하는 펌프는 스위치 오프 되고 경고가 발령된다.

이 속도 모니터링 및 추가 펌프의 선택적 스위치 켜기로 인해 펌핑 속도가 사전 설정된 한계를 초과하지 않아야 한다.

최종적으로, 제어 장치(24)는 도 5의 흐름도의 형태로 개략적으로 도시되고 누출 탐지를 허용하는 또 다른 작동 방법을 허용한다.

단계 (S1)에서, 타이머 t = 0 이 먼저 초기화된다.

단계 (S2)에서, 출구 라인(7)에서 압력 (p)이 측정되고, 이는 압력 센서(20)에 의해 수행될 수 있다.

단계 (S3)에서, 측정된 압력(p)은 소정의 최소값(pMIN)과 비교된다.

측정된 압력(p)이 소정의 최소값(pMIN) 미만인 경우, 단계 (S4)에서, 시간의 실제 값(t)이 사전 설정된 시간 값(T)을 초과 하는지를 체크한다. 그렇지 않으면, 제어 장치(24)는 과도하게 낮은 압력을 증대시키려고 시도하는데, 이 때 추가의 펌프(4.1-4.7)가 단계 (S6)에서 스위치 온 된다. 단계 (S7)에서, 펌프 응답이 그 다음에 대기되고, 이 응답시에 압력 p가 단계 S2에서 재측정된다.

추가 펌프를 켠 후 측정된 압력 p가 최소 압력 pMIN 이상인 것으로 압력 확인이 표시되면 더 이상의 조치가 필요하지 않게 된다.

한편, 압력 체크가 압력이 소정의 최소 압력(pMIN)보다 여전히 낮다는 것을 나타내면, 단계 (S4)에서, 사전에 결정된 시간주기(T) 동안 과도하게 낮은 압력이 이미 지속되고 있는지가 점검된다.

그럴 경우 누출이 있음을 나타낸다. 단계 (S5)에서, 모든 펌프(4.1 - 4.7)는 필요에 따라 스위치 오프 되며, 누출 경고가 발령된다.

본 발명은 상술 한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명의 아이디어를 유사하게 사용하여 보호 범위 내에 속하는 많은 변형 및 적용이 존재한다. 특히 본 발명은 주 청구항의 특징부로 특징지어진 특징사항과 독립적으로 강조 표시된 청구항과 관계없이 주제 및 하위 목적의 특징에 대한 보호도 함께 요구한다.

1 : 펌프 장치 2 : 전방 라인
3 : 유입 라인 4.1-4.7 : 펌프
5 : 귀환 라인 6.1-6.7 : 역류 방지 밸브
7 : 출구 라인 8 : 전방 라인
9 : 전방 라인 10.1-10.7 : 2/2-웨이 솔레노이드 밸브
11.1-11.7 : 비례 밸브 12 : 2/2-웨이 솔레노이드 밸브
13 : 압축 공기 공급 14.1-14.7 : 압력 센서
15.1-15.7 : 개시기 16 : 압력 센서
17 : 온도 센서 18 : 압력 센서
19 : 온도 센서 20 : 압력 센서
21 : 귀환 라인 22 : 차단 밸브
23 : 차단 밸브 24 : 제어 장치

Claims

펌프 장치(1), 특별하게는 부품의 코팅을 위한 코팅 설비에서, 더 특별하게는 자동차 부품의 도장을 위한 도장 설비에서의 펌프 장치(1)가,
a) 조정 가능한 펌핑 파워를 갖추고 코팅제를 전달하기 위한, 특별하게는 자동차 차체 구성요소 상의 용접 이음부를 밀봉하기 위한 밀봉제를 전달하기 위한 다수의 펌프(4.1 - 4.7),
b) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)들은, 출구 측 및/또는 입구 측에서, 병렬로 연결되어 다수의 펌프(4.1 - 4.7)들이 공동 유입 라인(3)으로부터 상기 코팅제를 추출하고 그리고/또는 상기 코팅제를 공동 출구 라인(7)으로 전달하고,
c) 다수의 펌프(4.1~4.7)의 출구에서 각각의 경우에서의 하나의 유체 변수의 개방 루프 또는 폐쇄 루프 제어를 위한 것으로서, 상기 제어 장치(24)는 다수의 펌프(4.1 - 4.7)를 개별적으로 작동시키는 제어 장치(24), 및/또는
d) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)들을 비동시적으로 온 및 오프 로 스위칭하는 모니터링 유닛(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1).
제 1 항에 있어서,
상기 제어 장치(24)는 폐쇄 루프 제어 장치(24)로서, 각 경우에서의 다수의 펌프(4.1 - 4.7) 개개의 출구에서의 하나의 유체 변수를 제어하고, 상기 폐쇄 루프 제어 장치(24)는 각각의 경우에 제어된 유체 변수를 공칭 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1).
제 2 항에 있어서,
a) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 개개 출구에서의 제어된 유체 변수는 다수의 펌프(4.1 - 4.7) 에 의해 전달된 코팅제 압력 또는 유체 흐름이고, 그리고/또는
b) 폐쇄 루프 제어 장치(24)는 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 출구에서의 제어된 유체 변수를 공동 공칭 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1).
제 2 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 각각의 경우에서의 다수의 펌프(4.1 - 4.7)를 위한 폐쇄 루프 제어 장치(24)는 측정 요소(14.1-14.7)를 포함하며, 측정 요소(14.1-14.7)는 다수의 펌프(4.1-4.7)의 출구에서의 제어된 유체 변수의 실제 값을 측정하고, 그리고/또는
b) 측정 요소(14.1 - 14.7)는 압력 센서이고, 이 압력 센서는 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 출구에서의 코팅제 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1).
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 각각의 경우에서의 다수의 펌프(4.1 - 4.7)를 위한 폐쇄 루프 제어 장치(24)는 액튜에이터(11.1-11.7)를 포함하고, 액튜에이터(11.1-11.7)는 가변 제어 변수를 사용하여 다수의 펌프(4.1 - 4.7)를 작동시켜서, 제어된 유체 변수를 공칭 값으로 조정하도록 하고, 그리고/또는
b) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)는 공압적으로 구동되며, 그리고/또는
c) 액츄에이터(11.1-11.7)는 연속형 밸브(11.1-11.7), 특별하게는 비례 밸브(11.1-11.7)로서, 공압 구동형의 다수의 펌프(4.1-4.7)를 조절 가능한 압축 공기 흐름으로 제어하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1).
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 폐쇄 루프 제어 장치(24)는 콘트롤러(24)를 포함하고, 그리고
b) 콘트롤러(24)는 입구 측에서 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 측정 요소(14.1 - 14.7)와 연결되고 다수의 펌프(4.1 - 4.7)에서의 제어된 유체 변수의 측정된 실제 값을 등록하고, 그리고
c) 콘트롤러(24)는 출구 측에서 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 액츄에이터(11.1-11.7)에 연결되고 각 경우에서의 하나의 가변 제어 변수르로서 제어하고, 상기 제어 변수는 소정의 공칭 값과 측정된 실제 값 사이의 공칭/실제 변이에 의존하는 것을 특징으로 하는 하는 펌프 장치(1).
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
a) 모니터링 유닛(24)이 다수의 펌프(4.1 내지 4.7)를 스위치 온 하고 나머지 펌프 (4.1 내지 4.7)를 스위치 오프 하며,
b) 각각의 경우에서, 모니터링 유닛(24)은 미리 결정된 작동 시간(T) 후에 스위치 온 된 펌프(4.1-4.7)를 회전시켜 시간이 지남에 따라 모든 다수의 펌프(4.1-4.7)가 켜지고 그런 다음 차례로 다시 꺼지도록 하고,
c) 작동 시간(T)은 바람직하게는 10 분 내지 4 시간 사이, 더 바람직하게는 30 분 내지 2 시간 사이 인 것을 특징으로 하는 하는 펌프 장치(1).
제 7 항에 있어서,
a) 다수의 펌프(4.1-4.7)들에는 각각의 다수의 펌프 (4.1-4.7)가 작동하는지 여부를 감지하는 펌프 센서(15.1-15.7)가 할당되고,
b) 모니터링 유닛(24)은, 펌프 센서(15.1 내지 15.7)에 의해 요구될 때, 스위치 온 된 다수의 펌프(4.1 내지 4.7)가 작동하는지 여부를 점검하고, 그리고/또는
c) 모니터링 장치(24)가, 다수의 펌프(4.1 - 4.7)들이 켜져 있지만 실제로 작동하지 않으면, 경고를 발령하는 것을 특징으로 하는 하는 펌프 장치(1).
제 7 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 출구 압력 센서(20)가 공동 출구 라인(7)의 출구 압력(p)을 측정하기 위해 제공되고,
b) 모니터링 유닛(24)은 출구 압력(p)에 대해 출구 압력 센서(20)를 검사하고,
c) 모니터링 유닛(24)은 측정된 출구 압력(p)이 소정의 최소 압력(pMIN)보다 낮으면 추가 펌프(4.1-4.7)를 스위치 온 하고, 그리고/또는
d) 모니터링 유닛(24)은 측정된 출구 압력(P)이 소정의 최소 시간(T) 동안 미리 결정된 최소 압력(pMIN) 보다 낮으면 모든 다수의 펌프(4.1-4.7)를 스위치 오프 하고, 그리고/또는
e) 모니터링 유닛(24)은 측정된 출구 압력(p)이 예정된 최소 시간(T) 동안 미리 정해진 최소 압력(pMIN) 보다 낮으면 누출 경고를 발령하는 것을 특징으로 하는 하는 펌프 장치(1).
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 다수의 펌프(4.1-4.7)들에는 각각의 펌프(4.1-4.7)의 펌핑 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7), 특별하게는 피스톤 펌프의 경우 피스톤의 스트로크 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7)를 측정하는 속도 센서(15.1-15.7)가 할당되고, 그리고
b) 모니터링 유닛(24)은 개별 속도 센서(15.1-15.7)를 조사하여 다수의 펌프(4.1-4.7)의 펌핑 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7)를 결정하고, 그리고
c) 모니터링 유닛(24)은 측정된 펌핑 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7) 중 적어도 하나가 사전 설정된 제 1 최대 값(vMAX1)을 초과하는 경우 추가 펌프(4.1-4.7)를 활성화하고, 그리고/또는
d) 모니터링 유닛(24)은 펌핑 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7)가 소정의 제 2 최대 값(vMAX2)을 초과하는 펌프(4.1-4.7)를 스위치 오프 하고, 제 2 최대 값 (vMAX2)은 제 1 최대 값(vMAX1)보다 크고, 그리고/또는
e) 모니터링 유닛(24)은 적어도 하나의 펌프(4.1 - 4.7)에서의 펌핑 속도(vSTROKE1, ..., vSTROKE7)가 제 2 최대 값(vMAX2)을 초과하면 경고를 발령시키는 것을 특징으로 하는 하는 펌프 장치(1).
특별하게는 구성요소의 코팅을 위한 코팅 설비에서, 더 특별하게는 자동차 차체 구성 요소의 도장을 위한 도장 설비에서, 입구 측 및/또는 출구 측에서 병렬로 연결된 다수의 펌프(4.1 내지 4.7)를 갖는 펌프 장치(1), 특별하게는 전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 펌프 장치(1)의 작동 방법이,
a) 각각의 경우에서 다수의 펌프(4.1 내지 4.7)의 출구에서의 하나의 유체 변수를, 특히 개방 루프 또는 폐 루프 제어에 의해 제어하고, 이 때 제어된 유체 변수는 각각의 경우 공칭 값으로 제어되거나 규제되며, 그리고/또는
b) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 켜기(스위치 온) 및/또는 끄기(스위치 오프)를 비동시적으로 행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법.
제 11 항에 있어서,
다수의 펌프(4.1 ~ 4.7)에서 나오는 스터브 라인에 위치한 코팅제를 이동시키기 위해 모든 다수의 펌프(4.1 ~ 4.7)를 잠깐 켜는 것을 포함하고, 다수의 펌프(4.1 ~ 4.7)들은 1초 - 10초 사이의 활성화 기간 동안 켜지는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법.
제 11 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
주기적으로 반복되는 다음 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법:
a) 다수의 펌프(4.1-4.7)의 스위치 온 그리고 나머지 펌프(4.1-4.7)들의 스위치 오프,
b) 미리 결정된 작동 시간 동안 스위치 온 된 펌프(4.1 - 4.7)의 펌핑 작동, 상기 작동 시간은 바람직하게는 10분 내지 4시간, 더 바람직하게는 30분 내지 2시간이고,
c) 활성화된 다수의 펌프(4.1 - 4.7)들을 회전시켜 시간이 지남에 따라 모든 펌프(4.1 - 4.7)들이 교대로 켜졌다가 다시 차례로 꺼짐.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법:
a) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)에 의해 최대 허용가능한 제 1 최대 값(vMAX1)의 초과분(overshoot)을 검출하기 위해 펌프(4.1 - 4.7)의 작동 변수(vMAX)를 모니터링하고,
b) 모니터링된 작동 변수(vMAX)가 다수의 펌프(4.1 - 4.7)들 어느 하나 중 제 1 최대 값(vMAX1)을 초과하면 추가 펌프를 스위치 온 시킴.
제 14 항에 있어서,
다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법:
a) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)에 의해 최대 허용가능한 제 2 최대 값(vMAX2)의 초과분을 검출하기 위해 펌프(4.1 - 4.7)의 작동 변수(vMAX)를 모니터링하고,
b) 모니터된 작동 변수(vMAX)가 제 2 최대 값(vMAX2)을 초과하는 펌프(4.1-4.7)를 끄고, 이 때 제 2 최대 값(vMAX2)은 제 1 최대 값(vMAX1)보다 큼.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
a) 다수의 펌프(4.1-4.7)는 가변 피스톤 스트로크 속도로 작동하는 피스톤 펌프들이고
b) 다수의 펌프(4.1 - 4.7)의 모니터링 작동 변수(vMAX)는 피스톤의 스트로크 속도, 특히 모든 다수의 펌프(4.1-4.7)의 최대 피스톤 속도(vMAX)를 나타내는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항 에 있어서,
다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치(1)의 작동 방법:
a) 코팅제 압력(p)의 소정 최소값(pMIN)의 초과분을 검출하기 위해 다수의 펌프(4.1-4.7)의 공동 출구 라인(7)에서 코팅제 압력(p)을 모니터링하고,
b) 공동 출구 라인(7)의 코팅제 압력(p)이 미리 결정된 최소값(pMIN)보다 낮 으면 추가의 펌프(4.1-4.7)를 스위치 온 하고, 그리고/또는
c) 공동 출구 라인(7)의 코팅제 압력(p)이 특정 최소 시간(T) 동안 미리 결정된 최소값(pMIN)보다 낮으면 모든 다수의 펌프(4.1-4.7)를 스위치 오프 시키고, 그리고/또는
d) 공동 출구 라인(7)의 코팅제 압력(p)이 특정 최소 기간(T) 동안 미리 결정된 최소값(pMIN)보다 낮으면 누출 경고를 발령하는 단계.