Dispositivo para el endurecimiento de un revestimiento compuesto de un material que se endurece bajo radiación electromagnética, en particular de un barniz UV o de un barniz que se endurece térmicamente, de un objeto.

Dispositivo para el endurecimiento de un revestimiento compuesto de un material que se endurece bajo radiaciónelectromagnética,

de un objeto (12), que comprende:

a) al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) que genera radiación electromagnética,

b) un sistema (14, 16) de transporte, que guía el objeto (12) aproximándolo al emisor (46, 48a, 48b, 52a,52b) y alejándolo del mismo;

c) un control (74), mediante el que puede adaptarse la orientación espacial del al menos un emisor (46,48a, 48b, 52a, 52b) o de un reflector (55) asociado al mismo automáticamente a los contornos del objeto(12),

en el que

d) puede cambiarse mediante un motor la orientación espacial del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a,52b) o del reflector (55) asociado al mismo,

caracterizado porque

e) la radiación electromagnética es luz UV;

f) mediante el control (74) puede cambiarse la orientación espacial del al menos un emisor (46, 48a, 48b,52a, 52b) o del reflector (55) asociado al mismo de tal manera que, durante un movimiento de transporte delobjeto (12) pasando por el al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b), la cantidad de radiaciónelectromagnética que incide sobre el material por unidad de superficie y su intensidad en cada caso noqueda por debajo de valores umbral previamente determinables, necesarios para el endurecimiento.

Dispositivo para el endurecimiento de un revestimiento compuesto de un material que se endurece bajo radiación electromagnética, en particular de un barniz UV o de un barniz que se endurece térmicamente, de un objeto.

La invención se refiere a un dispositivo para el endurecimiento de un revestimiento compuesto de un material que se endurece bajo radiación electromagnética, de un objeto, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los barnices que se endurecen bajo luz UV se utilizan hasta ahora principalmente para el barnizado de objetos sensibles, por ejemplo madera o plástico. En este caso en particular es efectiva la ventaja de estos barnices de que pueden polimerizarse a temperaturas muy bajas. De este modo se protege el material de los objetos frente a una descomposición o emisión de gases. Sin embargo, el endurecimiento de materiales de revestimiento bajo luz UV tiene aún otras ventajas que hacen que ahora este procedimiento de revestimiento también sea interesante para la aplicación en otros campos. A este respecto se trata, en particular, del corto tiempo de endurecimiento, que en particular en aquellos procedimientos de revestimiento que trabajan en un ciclo continuo, se refleja directamente en un acortamiento de la longitud de la instalación. Esto va unido a ahorros de costes enormes. Al mismo tiempo puede reducirse el dispositivo con el que se acondicionan los gases que van a introducirse en el espacio interior del dispositivo, lo que igualmente contribuye a ahorros de costes. Finalmente, por motivos de ahorro de energía, y concretamente en particular de energía térmica, es ventajosa la baja temperatura de funcionamiento también en aquellos objetos que en sí mismos podrían resistir temperaturas de endurecimiento superiores.

Muchos de los objetos que sería deseable revestir con materiales que se endurecen bajo UV, como por ejemplo carrocerías de vehículos, presentan una superficie muy irregular, a menudo curvada de manera tridimensional, de modo que es difícil introducir estos objetos en la zona de radiación de un emisor de UV de modo que todas las zonas de superficie presenten aproximadamente la misma distancia con respecto al emisor de UV y que la radiación UV incida aproximadamente en ángulo recto sobre la respectiva zona de superficie del objeto.

Los dispositivos conocidos del tipo mencionado al inicio, tal como se utilizan hasta ahora en la industria maderera, no son adecuados para esto ya que en este caso el o los emisores de UV están dispuestos de manera inmóvil y los objetos se guían por el sistema de transporte en una orientación más o menos fija pasando por el o los emisores de UV.

Recientemente se han desarrollado además barnices que se endurecen con la acción del calor en una atmósfera de gas inerte formando superficies muy duras. El calor puede suministrarse a este respecto de diferentes maneras, por ejemplo mediante convección o mediante emisor de infrarrojos. En el último caso surgen problemas similares a los descritos anteriormente para el uso de emisores de UV. Por tanto, en particular todas las zonas de superficie del objeto que va a barnizarse deberían guiarse a aproximadamente la misma distancia pasando por el emisor de infrarrojos.

Por el documento EP 0 851 193 A2 se ha dado a conocer un dispositivo del tipo mencionado al inicio. Este dispositivo diseñado a modo de pórtico puede desplazarse a lo largo del eje longitudinal de una carrocería y presenta emisores de calor en soportes laterales y en el travesaño superior del pórtico. A este respecto dos emisores colocados lateralmente en el travesaño están fijados de manera articulada, mientras que el emisor central puede girar alrededor de un eje horizontal. Además, mediante un movimiento lineal pueden ajustarse todos los emisores a una distancia previamente determinable con respecto a la carrocería.

En el caso de un procedimiento de endurecimiento con luz conocido por el documento DE 199 57 900 A1 se utiliza una atmósfera de gas protector, de modo que se evitan reacciones no deseadas del oxígeno del aire con el revestimiento.

Los reflectores de lámpara con geometría variable tal como se prevén en el documento US 6 457 846 B2, permiten un cambio de la intensidad de radiación incidente.

El objetivo de la presente invención es diseñar un dispositivo del tipo mencionado al inicio de tal manera que también puedan endurecerse revestimientos sobre objetos de forma complicada, muy irregulares, en particular carrocerías de vehículos, con un buen resultado.

Este objetivo se soluciona según la invención mediante un dispositivo con las características indicadas en la reivindicación 1.

La posibilidad de cambiar la orientación espacial del al menos un emisor o de un reflector asociado al mismo permite, tal como se conoce en sí mismo por el estado de la técnica, adaptar la posición de las fuentes de radiación, entre las que en este contexto también se entiende un reflector, a la forma espacial del objeto revestido. El dispositivo comprende, como también se conoce, un control, mediante el que puede adaptarse la orientación espacial del al menos un emisor o del reflector asociado al mismo, durante un movimiento relativo entre el objeto y la fuente de radiación, automáticamente a los contornos del objeto.

El movimiento relativo se obtiene según la invención porque el objeto revestido se guía pasando por el o los emisores con ayuda de un sistema de transporte. A este respecto se actualiza de manera controlada por un programa la orientación espacial del o de los emisores o reflectores asociados automáticamente con respecto a los contornos externos del objeto. De este modo es posible de manera sencilla endurecer todas las zonas de superficie del objeto en cuestión en la zona de acción de la radiación electromagnética de manera uniforme y completa, exponiendo también superficies tridimensionales complicadas de manera uniforme a una cantidad de radiación y a una intensidad de radiación necesarias para el endurecimiento del material. En concreto sólo se produce un endurecimiento completo cuando, por un lado, la radiación electromagnética incide con una intensidad situada por encima de un valor umbral sobre el revestimiento y, por otro lado, cuando esta intensidad también se conserva más allá de un determinado periodo de tiempo. En caso de una intensidad demasiado reducida no se inicia una reacción de polimerización o sólo se desarrolla de manera incompleta; en caso de una irradiación demasiado corta, incluso con una intensidad suficiente, también se consigue sólo un endurecimiento incompleto.

A este respecto, según la invención, mediante el control puede cambiarse la orientación espacial del al menos un emisor o del reflector asociado al mismo de tal manera que durante un movimiento de transporte del objeto pasando por el al menos un emisor la cantidad de radiación electromagnética que incide sobre el material por unidad de superficie y su intensidad en cada caso no queda por debajo de valores umbral previamente determinables, necesarios para el endurecimiento. Esta cantidad se denomina en fotometría irradiación y se indica mediante la unidad W/m2 o j/cm2. Para barnices UV normales, la irradiación necesaria asciende, por ejemplo, a algunos pocos J/cm2. Como una “sobreexposición” reducida del revestimiento en general no perjudica a este último, este criterio de control es suficiente para endurecer toda la superficie de manera uniforme.

Preferiblemente un primer emisor se extiende dentro de un plano, que esencialmente discurre en paralelo a un plano de transporte del sistema de transporte, pudiendo desplazarse mediante un motor el primer emisor en una dirección perpendicular al plano de transporte. Concretamente numerosos objetos que van a revestirse, por ejemplo carrocerías de minibuses, tienen al menos superficies laterales planas casi paralelas, mientras que una superficie de delimitación opuesta al plano de transporte tiene contornos más marcados y por tanto es irregular. Si en un caso de este tipo también están revestidas las superficies laterales paralelas del objeto y por consiguiente tienen que endurecerse, el dispositivo comprende preferiblemente al menos dos emisores adicionales, que están dispuestos a ambos lados de un trayecto de transporte del sistema de transporte.

Sin embargo, si estas superficies laterales también tienen un contorno más marcado, se prefiere adicionalmente, que los al menos dos emisores adicionales puedan desplazarse mediante un motor en direcciones perpendiculares a una dirección de transporte del sistema de transporte. De este modo puede cambiarse automáticamente la distancia entre las superficies laterales del objeto y los al menos dos emisores adicionales, mientras el objeto se... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el endurecimiento de un revestimiento compuesto de un material que se endurece bajo radiación electromagnética, de un objeto (12) , que comprende:

a) al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) que genera radiación electromagnética,

b) un sistema (14, 16) de transporte, que guía el objeto (12) aproximándolo al emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) y alejándolo del mismo;

c) un control (74) , mediante el que puede adaptarse la orientación espacial del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) o de un reflector (55) asociado al mismo automáticamente a los contornos del objeto (12) ,

en el que d) puede cambiarse mediante un motor la orientación espacial del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) o del reflector (55) asociado al mismo,

caracterizado porque

e) la radiación electromagnética es luz UV;

f) mediante el control (74) puede cambiarse la orientación espacial del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) o del reflector (55) asociado al mismo de tal manera que, durante un movimiento de transporte del objeto (12) pasando por el al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) , la cantidad de radiación electromagnética que incide sobre el material por unidad de superficie y su intensidad en cada caso no queda por debajo de valores umbral previamente determinables, necesarios para el endurecimiento.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque un primer emisor (46) se extiende dentro de un plano, que discurre esencialmente en paralelo a un plano de transporte del sistema (14, 16) de transporte, y porque el primer emisor (46) puede desplazarse mediante un motor en una dirección (62) perpendicular al plano de transporte.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo comprende al menos dos emisores (48a, 48b, 52a, 52b) adicionales, que están dispuestos a ambos lados de un trayecto (14) de transporte del sistema (14, 16) de transporte.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque los al menos dos emisores (48a, 48b, 52a, 52b) adicionales pueden desplazarse mediante un motor en direcciones (54, 56) perpendiculares a una dirección de transporte del sistema (14, 16) de transporte.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los al menos dos emisores (48a, 48b, 52a, 52b) adicionales pueden bascular o pivotar (58) mediante un motor en cada caso alrededor de un eje paralelo a la dirección de transporte.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque los emisores (46, 48a, 48b, 52a, 52b) están fijados en una estructura (44) de pórtico, que abarca un trayecto (14) de transporte del sistema (14, 16) de transporte a modo de puente.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el control (74) está diseñado de modo que la cantidad de radiación electromagnética que incide sobre el material por unidad de superficie es esencialmente constante.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el control (74) comprende una memoria (76) para almacenar datos de forma espacial del objeto (12) .

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque aguas arriba del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) en la dirección de transporte se encuentra una estación (19) de medición, mediante la que pueden detectarse los datos de forma espacial del objeto (12) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque la estación de medición comprende al menos una barrera de luz.

11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la estación de medición comprende una cámara de vídeo y un dispositivo para el reconocimiento de imágenes digital.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la estación (19) de medición comprende al menos un explorador (80) óptico, mediante el que puede explorarse el objeto (12) en al menos una dirección a modo de escáner.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque el explorador (80) óptico comprende una fuente de luz infrarroja.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque presenta una carcasa (24) al menos casi estanca al gas y opaca a la radiación electromagnética, en cuyo espacio (32) interior puede introducirse el objeto (12) y en la que está dispuesto el al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) .

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque al espacio (32) interior de la carcasa (24) se puede alimentar un gas protector.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el gas protector es más pesado que el aire, en particular dióxido de carbono.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque el gas protector es más ligero que el aire, en particular helio.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque en la proximidad inmediata del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) hay una admisión (40) para el gas protector.

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque la carcasa (24) en la proximidad del al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) está revestida con una capa reflectante.

20. Dispositivo según la reivindicación 21, caracterizado porque la capa reflectante presenta una pluralidad de irregularidades.

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 19 ó 20, caracterizado porque la capa reflectante está compuesta de una hoja de aluminio.

22. Dispositivo según las reivindicaciones 14 y 15, caracterizado porque en la carcasa (24) está dispuesto un recipiente abierto hacia un plano de transporte, que puede llenarse con el gas protector.

23. Dispositivo según las reivindicaciones 14 y 15, caracterizado porque en una entrada y en una salida de la carcasa (24) está dispuesta una esclusa (34, 36) para introducir o extraer el objeto (12) .

24. Dispositivo según la reivindicación 23, caracterizado porque dentro de la esclusa en el lado de entrada está dispuesta una admisión para gas protector de tal manera que a través de una cavidad existente en el objeto pasa un flujo de gas protector.

25. Dispositivo según la reivindicación 14 y 15, caracterizado porque está previsto un dispositivo (42) para la eliminación de oxígeno de la atmósfera que se encuentra dentro de la carcasa (24) .

26. Dispositivo según la reivindicación 25, caracterizado porque el dispositivo (42) para la eliminación de oxígeno presenta un catalizador (92) para la unión catalítica del oxígeno.

27. Dispositivo según la reivindicación 25 ó 26, caracterizado porque el dispositivo (42) para la eliminación de oxígeno presenta un filtro para la absorción de oxígeno.

28. Dispositivo según una de las reivindicaciones 25 a 27, caracterizado porque el dispositivo para la eliminación de oxígeno presenta un filtro para la adsorción de oxígeno.

29. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un emisor (46) está asociado un reflector (55, 100) para la concentración de la radiación, cuya forma puede cambiarse para cambiar la concentración de la radiación.

30. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un emisor (46, 48a, 48b, 52a, 52b) en el lado opuesto al objeto está asociado un reflector móvil.

31. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la eliminación de disolventes del material del revestimiento presenta una zona (22) de precalentamiento.

32. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque para la gelificación de material en polvo del revestimiento presenta una zona (22) de precalentamiento.

33. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para completar el endurecimiento presenta una zona (26) de postcalentamiento.

34. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 33, caracterizado porque el material es un barniz UV.

35. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el objeto es la carrocería de un vehículo.