CN104602824B - 具有可调整的涂覆角的填充设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种填充设备，其适用于润湿和/或填充设有侧凹部的构件，该填充设备具有用于混合有流动性的可硬化的填充物的混合头以及用于将有流动性的填充物朝构件的填充空间输送或输入其中的排出管，此外设置可调整的转向单元，用于改变有流动性的填充物的流动方向F，使得从排出管出来的填充物能够向规定的流动方向F’转向。

Description

具有可调整的涂覆角的填充设备
技术领域
本发明涉及一种填充设备及涉及一种用于给构件填充和/或回填有流动性的填充物的方法。
背景技术
更确切地说，本发明涉及一种填充设备，其适用于填充、回填或润湿设有侧凹部的构件，其中，涂覆角并且因而填充物的流动方向可以通过转向单元被调整。此外，本发明涉及一种用于给具有侧凹部的构件填充和回填有流动性的填充物的方法，在该方法中，对具有侧凹部的区域的填充通过在涂覆角方面可调整的转向单元实现。当然，本发明也可以应用在具有其他(无侧凹部的)几何形状的构件上。
在现有技术中已知不同应用领域的填充设备，这些填充设备将有流动性的填充物引导到构件或容器中。不同的行业分支使用很多方法来给它们的产品和商品填充聚氨酯泡沫或类似物。为了仅列举几个应用实例，例如在包装业中所述填充使用具有有流动性的填充物，以便对箱子、纸盒、器皿、罐、管和包装件进行填充。
填充设备的其他典型应用是在汽车工业中或在汽车中的内部件的装备中。很多产品例如借助深冲工艺被加工成一种形状并且附加地被填充或回填有聚氨酯泡沫或填充物。不同的基本形状由于稳定或装配原因需要发泡工艺，在该发泡工艺中空腔完全被例如聚氨酯泡沫填充。
如果使用粘性材料作为填充物，则产生特殊问题。如果粘性的或一般性而言有流动性的填充物被计量到构件中，则例如可能将空气包在空腔中，这导致构件的不充分填充或者甚至导致次品。如果例如产生未充分用填充物填充的在侧凹部中的缩孔或空腔，则要填充的构件、如仪表板不会获得所需的稳定性或者该仪表板可能在相关位置下陷或被挤坏。
此外可能产生由工艺决定的困难，因为在不充分地填充构件时不能排除填充物的溢出并且此外可能弄脏填充设备。这些情况在粘性材料时是特别重要的，因为这些填充物由于其相对较高的表面张力倾向于相互粘附并且保持粘接在与其接触的填充设备上。
另外的困难在于，完全或充分填充和/或润湿这些形状，这些形状在具有侧凹部的、尤其是在侧凹部上具有难以到达的区域的几何体方面被填充。在现有技术中例如已知一种方法，其中，填充设备设有可往复运动的喷嘴，以便可以更好地填充可能不同的填充平面。EP 0773905B1示出一种具有可往复运动喷嘴的填充设备。
由DE A-2610396已知一种设备，用于由存储容器向柱形装填容器中计量地装填粘性、尤其是强粘性的膏，该设备具有通过输入导管与存储容器相连的量筒，在该量筒中所述膏在受压情况下被引导通过多路龙头，其中，在量筒中可运动的测量活塞通过测量活塞杆确定装填体积，该测量活塞在双路龙头切换之后将在量筒中计量的并且装入的膏经由输出导管压到装填容器中。
在现有技术中还已知这些方法，其中，填充设备具有排出管，填充物从该排出管进入待填充的构件中。在现有技术中已知的这些方法中，尤其如下情况是不利的：在复杂构件几何体中侧凹部和难以到达的区域不能被从排出管出来的填充物充分润湿或填充。通常，有流动性的填充物竖直地即在竖直方向上由设置在填充设备上的混合头中流出。在此难以解决的是，使排出喷嘴或排出管朝向希望的方向旋转，因为例如在自动化加工中根据使用情况的不同不能够提供足够的轴自由度以使混合头旋转和运动，或者混合头例如由于其几何形状不能够被偏转到希望位置。
尤其是当在汽车工业中越来越多地使用机器人时，提出如下任务：机器人运行的填充设备由于对于复杂构件的几何形状的几何限制和受限的轴自由度仅能不良地被使用或根本不能被使用。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种填充设备和一种方法，它们克服上述缺点并且尤其是适用于用有流动性的填充物润湿和/或根据额定预设值填充设有侧凹部的构件。
本发明的基本构思是提供一种填充设备，该填充设备在混合头上、优选与有流动性的填充物的排出管相邻地具有可调整的转向单元，用于改变有流动性的填充物的流动方向，使得由排出管排出的填充物可以向规定的流动方向转向并且尤其是可以被引导到具有侧凹部的区域内。
因此，根据本发明提供一种填充设备，其适用于润湿和/或填充设有侧凹部的构件，该填充设备具有混合头用于使有流动性的、尤其是可硬化的填充物混合以及在混合头上具有排出管用于将有流动性的填充物朝构件的填充空间输送或输入构件的填充空间中，并且该填充设备还具有可调整的转向单元，用于将排出方向改变到与之不同的流动方向。由此实现，由排出管流出的填充物可以转向到规定的流动方向。因此，在极简单的实施形式中可以在使得有流动性的填充物流出的排出管的下方安装可调整的转向单元，填充物的流动方向可以通过该转向单元影响。通过这种方式，在混合头上的填充物的排出角可以被调整并且因而可以将填充物通过转向单元引导到具有侧凹部的区域内或引导到空腔中。因此根据本发明，构件可以通过可调整的转向单元被填充。有利地，这可以在混合头相对于构件无相对运动的情况下进行。
在本发明的一个优选实施形式中可以如此构造填充设备，使得可调整的转向单元设置在排出管下方。由此保证，在没有结构上的特殊手段的情况下，直接从排出管流出的有流动性的填充物可以在硬化时间期间被引导到希望的填充空间中。用于涂覆和填充的典型工艺时间在此处于几秒到大约一分钟的范围内。
优选填充设备配设有调整装置，在该调整装置上设置转向单元，以便能将转向单元的定向调整到一个或多个空间方向上。特别优选调整装置能通过控制单元与排出管相对于填充结构空间的位置有关地在排出管定向方面被确定地调整。通过这种方式，可以在填充设备相对于构件无相对运动的情况下实现有流动性的填充物朝向希望位置的流动方向。
在一个特别优选的实施形式中如此构造调整装置，使得优选直接固定在该调整装置上的转向单元可以借助旋转或偏转转角α被调整。由此保证，转向单元例如可以通过旋转确定的角度α将有流动性的填充物在平面中分布。优选混合头也可以在一个或多个空间轴线上运动，使得也可以通过结合轴运动和旋转运动来填充复杂的构件几何体。
另外优选，至少一个伺服电机与调整装置相耦合，以便可以实现转向单元并且从而填充物束在一个或多个空间方向上的转向。
特别优选，转向单元可以在相对于排出管的任意方向上定向，使得也可以用静态的(即不能往复运动的)混合头填充复杂的构件几何体。特别优选，通过高速伺服电机，调整装置可以通过控制单元被控制。
在一个特别优选的实施形式中，转向单元的表面具有抗粘层。在此转向单元可以完全或部分地被抗粘层覆盖。抗粘层在此如此构造，使得在有流动性的填充物方面存在抗粘作用。就这点而言可以设置可更换的多个转向元件。根据使用怎样的填充物，这些转向元件配设有不同的抗粘层。如果转向单元在使得其与有流动性的填充物相接触的全部的作用区域内覆盖有抗粘层，则还可以在填充设备上设置清理装置，以便在定期的周期内将多余残余物附着的填充物从转向单元除去。这种清理例如可以借助具有溶剂喷嘴的溶剂清理装置或借助压缩空气清理装置在线进行。这意味着，清理过程可以在不取下转向单元的情况下进行。
在一个特别优选的实施形式中，填充设备适用于使用有流动性的PUR泡沫(聚氨酯泡沫)作为填充物。
在一个特别优选的实施形式中，填充设备的特征在于，在转向单元上的抗粘层构造为聚四氟乙烯层或聚丙烯层。聚四氟乙烯相对于不同填充物或粘合剂具有抗粘作用。
本发明还提出一种方法，在使用上述填充设备的情况下，用于给具有侧凹部的构件填充和/或回填有流动性的填充物。在此根据本发明至少进行如下方法步骤：
A)准备具有侧凹部的构件，以填充和/或在回填有流动性的可硬化的填充物；
B)通过排出管向构件输送填充物；
C)在对构件进行填充之前或期间，调整转向单元，使得从混合头流出的填充物在其流动方向方面被转向单元转向到一个使得填充物流入具有侧凹部的区域内并按规定地填充该区域的流动方向。
按本发明的方法有利地自动执行，其中，借助能通过伺服电机调整的调整装置调整转向单元，该调整装置与转向单元相耦合，由此调整装置或铰接在该调整装置上的转向单元可以在其定向方面自动调整。
附图说明
本发明的有利的各实施形式在下面根据所述的实施例借助各附图进行详细解释。在此示出：
图1是按本发明的填充设备的原理结构的侧视图；
图2是在对构件进行填充时与图1类似的视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的填充设备1的实施例的示意图。填充设备1具有混合头2。在混合头2上设有操纵单元3，该操纵单元当前如此构造，使得该操纵单元将有流动性的填充物10从混合头2输送到在下方安装在混合头2上的排出管4。此外操纵单元3具有关闭机构，该关闭机构阻止或允许填充物10从混合头2流出。在混合头2上设置输入导管12用于引入填充物成分或添加剂。在此所述的实施例仅示例性示出输入导管12、操纵单元3和混合头2的设计的布置系统。
排出管4处于混合头2上，有流动性的、优选可硬化的填充物10可以从该排出管流出。由于粘性，有流动性的填充物10在此从排出管4流出。按本发明的转向单元5处于排出管4下方。转向单元5沿空间方向F’定向，使得有流动性的填充物10的流动物质束借助转向单元5从竖直方向Z向流动方向F’转向。在本实施例中，转向单元在其表面13上具有抗粘层14。通过抗粘层14，可以在很大程度上减少直至完全避免有流动性的填充物10粘在转向单元5上。
转向单元5与调整装置6相连。调整装置6可以调整转向单元5的定向。尤其是调整装置6被如此构造，使得转向单元5可以在一个或多个空间方向F’、F”、F”’上定向。这例如在图1中通过方向指示箭头被示出。转向单元5在此借助伺服电机7与调整装置6相耦合，使得转向单元5可以通过伺服电机在极角α范围内枢转。
在图2中示出按本发明的填充设备1和在填充具有侧凹部21的构件20时与该填充设备有关的按本发明的方法步骤。
在图2中与在图1的说明中已给出的相同附图标记代表相同的构件。
构件20的一部分、例如机动车的仪表板的一部分处于填充设备1下方。构件20具有侧凹部21，该侧凹部构成填充空间22。该填充空间通常要填充聚氨酯泡沫。如在图2中可见，通过按本发明的解决方案可以使得沿竖直方向Z流出的填充物10沿着转向单元5被引导到在构件20中的填充空间22，由此具有侧凹部21的区域被填充物10填充。
清理装置11处于排出管4附近，在一个填充周期结束之后，转向单元5可以借助该清理装置被清理。在本实施例中所述表面被施加具有压力的溶剂，由此附着的填充物10的残余部分可以从转向单元5的表面13被除去。因此，根据本发明可以在不必将转向单元5从填充设备1拆下的情况下实现清理。
替代地，也可以设想调整装置6、伺服电机7或清理装置11及以本发明为基础的其它构件的其它布置。调整装置6尤其是也可以具有旋转驱动装置，该旋转驱动装置允许绕着沿竖直方向Z的轴线旋转转角θ，由此实现转向单元5的(部分)圆形的旋转运动。
此外，排出管4本身可以构造为可活动的，并且流动方向在排出管4的定向上已经直接被建立。替代地，可以规定将可调整的排出管4和调整装置6相组合，以便获得更多数量的自由度。对此排出管4设有调整驱动装置，以便使该排出管朝向希望的方向定向或移动。
附加地，排出管4本身也可以设计为柔性的，使得排出管4的曲线和曲率是可调整的。
附图标记列表
1 填充设备
2 混合头
3 操纵单元
4 排出管
5 转向单元
6 调整装置
7 伺服电机
10 有流动性的填充物
11 清理装置
12 输入导管
13 转向单元表面
14 抗粘层
Z 竖直方向
α 极坐标(角度坐标)
F、F’、F”、F”’ 空间方向(流动方向)

Claims (9)

1.填充设备(1)，适用于润湿和/或填充设有侧凹部(21)的构件(20)，该填充设备具有用于混合有流动性的可硬化的填充物(10)的混合头(2)以及用于将有流动性的填充物(10)朝构件(20)的填充空间(22)输送或输入到构件的填充空间中的排出管(4)，此外设有可调整的转向单元(5)，用于改变有流动性的填充物(10)的流动方向，使得从排出管(4)流出的填充物(10)能够向规定的流动方向转向；在填充设备(1)上设置调整装置(6)，以便能够在一个或多个空间方向(F、F’、F”)上调整转向单元(5)的定向；调整装置(6)能与排出管(4)相对于填充空间的位置有关地在排出管定向方面被调整；所述转向单元(5)的表面(13)部分地或完全地覆盖有抗粘层(14)，该抗粘层关于有流动性的填充物(10)具有抗粘作用；并且清理装置(11)处于排出管(4)附近，以便将附着的填充物(10)的残余部分从转向单元(5)除去。
2.按照权利要求1所述的填充设备(1)，其特征在于，所述可调整的转向单元(5)设置在排出管(4)下方。
3.按照权利要求1或2所述的填充设备(1)，其特征在于，所述调整装置(6)构造成，使得转向单元(5)能够以角度(α)可旋转地和/或可偏转地被调整装置(6)操纵。
4.按照权利要求1或2所述的填充设备(1)，其特征在于，至少一个伺服电机(7)与调整装置(6)相耦合，以便能够在一个或多个空间方向(F、F’、F”)上调整转向单元(5)的定向。
5.按照权利要求1或2所述的填充设备(1)，其特征在于，所述填充设备(1)适合使用有流动性的聚氨酯泡沫作为填充物(10)。
6.按照权利要求1或2所述的填充设备(1)，其特征在于，所述抗粘层(14)作为聚四氟乙烯层或聚丙烯层构造在转向单元(5)上。
7.按照权利要求5所述的填充设备(1)，其特征在于，所述抗粘层(14)作为聚四氟乙烯层或聚丙烯层构造在转向单元(5)上。
8.用于在使用按照上述权利要求1至7中任一项所述的填充设备的情况下给具有侧凹部(21)的构件(20)填充和/或回填有流动性的填充物(10)的方法，该方法具有如下方法步骤：
a.准备具有侧凹部(21)的构件(20)，用于填充或回填有流动性的可硬化的填充物(10)；
b.经过排出管(4)将填充物(10)朝构件(20)输送；
c.在对构件(20)进行填充之前和/或期间，调整转向单元(5)，使得从混合头(2)流出的填充物(10)在其流动方向方面被转向单元(5)转向到一个使得填充物(10)到达具有侧凹部(21)的区域并填充该区域的流动方向上。
9.按照权利要求8所述的方法，此外，借助能通过伺服电机(7)调整的调整装置(6)实现对转向单元(5)的调整，该调整装置与转向单元(5)相耦合。
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