DE102006012373B3

DE102006012373B3 - Breitschlitzdüse und Verfahren zum Auftragen von hochviskosem Material

Info

Publication number: DE102006012373B3
Application number: DE102006012373A
Authority: DE
Inventors: Stefan Bauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2026-03-18

Abstract

Um ein hochviskoses Material als einheitliche Fläche aufzutragen, wird erfindungsgemäß eine Düse mit zwei parallel zueinander liegenden schlitzförmigen Öffnungen (Breitschlitzdüsen) vorgeschlagen, deren Austragslängen unterschiedlich sind, so dass ein Streifen (Raupe) mit seitlich niedrigeren Stufen aus dem hochviskosen Material auf ein Substrat aufgetragen wird, an dem ein weiterer Streifen mit seiner Stufe angesetzt werden kann, so dass eine ebene Fläche aus hochviskosem Material erzeugt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art sowie auf ein entsprechendes Verfahren.

Im Automobilbau ist es allgemein bekannt, zur Dämmung von Blechen gegen Dröhngeräusche sogenannte Dämmmatten zu verwenden, die auf die schwingungsanfälligen Bleche aufgeklebt werden. Ein derartiges Aufkleben ist jedoch zeitaufwändig, deshalb ist es bekannt geworden, anstelle von aufzuklebenden Dämmmatten ein Dickstoffmaterial als Dämmmaterial zu verwenden, indem es über einen Düsenkörper auf die zu beschichtenden Flächen aufgetragen wird.

Die nicht vorveröffentliche deutsche Patentanmeldung 10 2005 013 972 A1 beschreibt einen derartigen Düsenkörper, mit dem sich nahezu rechteckige Raupen von Dämmmaterial auftragen lassen.

Problematisch ist es hierbei, wenn geschlossene größere Flächen mit einem hochviskosen Dämmmaterial konstanter Stärke beschichtet werden sollen.

Bei dem bekannten Düsenkörper muss zwischen jedem Dämmmaterialstreifen (Raupe) ein geringer Abstand eingehalten werden.

Aus der EP 1 338 343 A2 ist eine Breitschlitzdüse mit rechteckigem Querschnitt, deren eine Seite eingezogen ist, bekannt, um überlappend Dämmstoffmaterialien gleicher Stärke auf Bleche in Kraftfahrzeugen aufzutragen. Diese Düsenform ist jedoch aufwändig in der Herstellung.

Mit dieser bekannten Breitschlitzdüse werden Raupen mit an den Rändern sich verringernder Materialstärke hergestellt. Ein Problem dieses Vorschlages besteht darin, dass kein definierte seitliche Ansatzlinie für eine neue Raupe vorliegt, so dass es im Überlappungsbereich zu Materialanhäufungen kommen kann. Dadurch wird eine ebene Oberfläche verhindert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Breitschlitzdüse und ein entsprechendes Verfahren zum Auftragen von hochviskosem Material vorzuschlagen, mit dem nahtlos Raupen (Streifen) hochviskosen Materials aufgetragen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten bzw. neunten Anspruchs gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 8 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Durch das Vorsehen zweier parallel verlaufender Austragsöffnungen unterschiedlicher Austragslänge wird in einem Arbeitsgang eine gestufte Bahn/Streifen aus hochviskosem Material aufgetragen, wobei die sich in Längsrichtung erstreckenden seitlichen Ränder dünner sind als der Mittelteil. Wird nun parallel hierzu ein weiterer Streifen von Dämmmaterial derart ge legt, dass dessen abgestufter Randbereich sich mit dem anderen abgestuften Randbereich überlappt, so wird die Stufe eingeebnet und es entsteht ein geschlossener Materialauftrag. Damit können durch einen bahnförmigen Auftrag Flächen nahtlos beschichtet werden, so dass sich die Dämmeigenschaften an den Seiten der einzelnen Streifen nicht abrupt ändern. Auch wird dadurch an der Seite einer Bahn eine eindeutige Überlappungskante geschaffen, so dass im Überlappungsbereich der einzelnen Bahnen (Raupen) keine Materialanhäufung auftritt. Somit werden ebene Flächen geschaffen mit einheitlichen Dämmeigenschaften. Auch kann die so geschaffene Dämmmaterial-Oberfäche beispielsweise bei Kraftfahrzeugen durch einen Teppichboden bedeckt werden, ohne dass Bodenunebenheiten auftreten.

Keine Änderungen der Einstellparameter sind notwendig, wenn die Ausgestaltung nach Anspruch 2 vorgesehen wird. Damit erzielt man einen einheitlichen flächigen Auftrag des Dämmmaterials und Änderungen der Schichtdicke und damit der akustischen Eigenschaften des Dämmmaterials, auch in seinem Überlappungsbereich. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Breiten der beiden Düsen unterschiedlich zu wählen.

Sinnvoll ist es, die Schlitze zentriert zueinander anzuordnen, wie Anspruch 3 vorschlägt. Damit kann Bahn für Bahn ohne Änderung der Anstellung der Breitschlitzdüse oder der Austragsparameter aufgetragen werden.

Die Ansprüche 4 bis 6 beschreiben einen besonders aus fertigungstechnischer Sicht einfachen Aufbau der Breitschlitzdüse. Dies erzielt man dadurch, dass die beiden Düsen in scheibenartigen Segmenten angeordnet sind, die in den Düsenkörper eingesetzt werden. Dadurch können auch leicht andere Düsenabmessungen verwendet werden, nämlich durch Austausch der Segmente.

Die Ansprüche 7 und 8 beschreiben den Aufbau jeder Düse mit dem Vorteil, dass ein nahezu rechtwinkliger Materialauftrag erzielt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellen dar:
1a eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Düsenkörpers;
1b eine schematisierte Ansicht der erfindungsgemäß erzeugten beschichteten Fläche;
2 eine Draufsicht auf den Einsatz im Düsenkörper;
3 eine perspektivische Ansicht des Düsenkörpers mit herausgenommenen und aufgeteilten Einsatz;
4 eine schematisierte Seitenansicht der einzelnen Segmente.
In 1a ist perspektivisch ein Düsenkörper 1 mit einem erfindungsgemäßen Einsatz 2 dargestellt. Der Düsenkörper ist üblicher Bauart und kann an einer Austragseinrichtung, die auch eine Dosiereinrichtung enthalten kann, in üblicher Weise befestigt werden. Diese Austragseinrichtung ist über Leitungen und eventuell Temperiereinrichtungen mit einem Vorratsbehälter für das auszutragende Dickstoffmaterial, im vorliegenden Fall ein Dämmmaterial auf Epoxidharz-Basis, verbunden. Befestigt ist die Austragseinrichtung an einem Roboter, von dem sie zu den zu beschichtenden Blechen geführt werden kann.
In dem erfindungsgemäßen Einsatz 2 sind zwei schlitzartige Düsenöffnungen gleicher Breite, aber unterschiedlicher Länge eingearbeitet. Sie werden im Folgenden als Breitschlitzöffnungen 3 und 4 bezeichnet. Um diese Breitschlitzöffnungen 3 und 4 einfach herstellen zu können, ist der Einsatz 2 aus drei scheibenartigen Segmenten 5, 6 und 7 aufgebaut. Er wird in einen entsprechend dimensionierten Schlitz 1.1 im Düsenkörper 1 eingesteckt und zusammen mit dem Düsenkörper 1 an der Austragseinrichtung befestigt.
In der schematisierten Darstellung in 1b sieht man ein Substrat, beschichtet mit drei Bahnen eines hochviskosen Materials. Der mittlere, dickere Bereich wird von der Breitschlitzdüse 4 erzeugt, indem das dort austretende Dämmmaterial auf das unmittelbar zuvor erzeugte, aus der Breitschlitzdüse 3 austretende Dämmmaterial aufgetragen wird. Die strichlinierten und die stirnseitigen Trennungsstriche in 1b zwischen den einzelnen Bahnen dienen nur der Verdeutlichung. Sie sind in der Praxis selbstverständlich nicht vorhanden, da das Material in diesen Bereichen homogen ist.
2 zeigt den Einsatz 2. Hier sieht man sehr gut den Verlauf der einzelnen Breitschlitzdüsen. Sie sind parallel und zentriert (mittig) zueinander angeordnet. Hierbei ist der Breitschlitz 3 länger als der Breitschlitz 4. Beide Schlitze haben die gleiche konstante Breite, so dass aus dem überlappenden Bereich der beiden Schlitze das aufzutragende Material in etwa doppelter Materialstärke aufgetragen wird wie aus den beiden Endbereichen des Breitschlitzes 3, die nicht vom Breitschlitz 4 überlappt werden.
In 3 ist der Düsenkörper 1 mit seinem Schlitz 1.1 gezeigt, aus dem der Einsatz 2 herausgenommen wurde, wobei der Einsatz 2 in die einzelnen Segmente 5, 6 und 7 aufgelöst wurde.
Jedes Segment 5 bis 7 ist als Scheibe ausgestaltet, wobei das mittlere Segment 6 auf seinen beiden Querflächen (großen Seitenflächen 6.1 und 6.2) vollkommen eben ist.
Die Segmente 5 und 7 sind auf ihrer dem Segment 6 zugewandten Seite 5.1 bzw. 7.1 mit einer flächigen Vertiefung 5.2 bzw. 7.2 versehen, die in 3 nur beim Segment 7 zu sehen ist. Die beiden äußeren Seiten 5.3 bzw. 7.3 der Segmente 5 und 7 sind ebenfalls plan aufgebaut, so dass sie an den Seitenwänden des Schlitzes 1.1 dichtend in dem Düsenkörper 1 anliegen.
Die flächige Vertiefung 5.2 bzw. 7.2 der Segmente 5 und 7 sind in diesem Beispiel nahezu gleich gestaltet und weisen die gleiche Tiefe aus und bilden im zusammengebauten Zustand mit dem Segment 6 den Breitschlitz 3 bzw. 4.
Im Zentrum des Düsenkörpers 1 und damit auch der drei Segmente 5 bis 7 ist eine Materialzufuhrbohrung 8 eingearbeitet.
Die Austrittsfläche 9 des Düsenkörpers 1 ist Teil einer Kugeloberfläche, deren Mittelpunkt im Bereich auf einer Längsachse 10 der Materialzufuhrbohrung 8 liegt.
Die Vertiefung 5.2 bzw. 7.2 in den Segmenten 5 und 7 bildet in der Ansicht gemäß 3 die Kontur eines gleichschenkeligen Dreieckes mit den Schenkeln 11 und 12. Die Dreiecksspitze liegt auf der Längsachse 10 der Materialzufuhrbohrung 8.
Die Schenkel 11 und 12 sind jedoch nicht bis zur Oberfläche 9 gradlinig verlängert, sondern sind in einem Abstand 13 unterhalb der Oberfläche 9 nach innen zur Längsachse 10 abgewinkelt (4). Dadurch wird mit einer Parallelen zur Längsachse 10 ein Winkel α gebildet. Bevorzugt liegt α im Bereich von 1° bis 30°. Es muss auf jeden Fall sichergestellt sein, dass die Länge jedes Breitschlitzes 3 bzw. 4 auf Höhe der Oberfläche 9 geringer ist als sie wäre, wenn die Seitenwände der flächigen Vertiefung 5.2 bzw. 7.2 nicht abgewinkelt wären durch den Winkel α.
Zur besseren Materialverteilung innerhalb der Breitschlitze 3 bzw. 4 wird die Materialzufuhrbohrung 8 in die flächigen Vertiefungen 5.2 und 7.2 über die (virtuelle) Spitze des Dreiecks hinaus verlängert bis zu einem Abstand 14 unterhalb der Oberfläche 9.
Wird mit einem derartigen Düsenkörper 1 ein Dämmmaterial auf ein Substrat, beispielsweise ein Karosserieblech aufgetragen, so ergibt sich ein erster Streifen, der einen beidseitigen Randbereich aufweist, in dem die Materialstärke in etwa der Hälfte derjenigen entspricht, die im mittleren Bereich aufgetragen wird. Hierbei bildet das Dämmmaterial einen rechteckigen, gestuften Querschnitt (1b). Die Höhe der Randbereiche hängt entscheidend von der Viskosität des austretenden Materials ab.
Wird nun neben diesem Streifen ein weiterer Streifen so aufgetragen, dass sich dessen einer Seitenbereich mit dem dünneren Seitenrand des bereits aufgetragenen Streifens überlappt, erhält man in diesem Überlappungsbereich die gleiche Materialstärke wie im Mittelbereich, bei dem aus beiden Breitschlitzen gleichzeitig aufgetragen wird. Die beiden Streifen bilden eine einheitliche Fläche mit nunmehr nur außen liegenden dünneren Seitenstreifen (1b).
So kann mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Breitschlitzdüse durch Auftragen einzelner Streifen eine geschlossene Fläche aus einem hochviskosen Material aufgetragen werden.
In dem zuvor beschriebenen Beispiel hatten die Austragsöffnungen gleiche Breite und unterschiedliche Länge. Das gleiche Resultat kann man auch erzielen, wenn unterschiedliche Breiten und/oder gleiche Längen der Aus tragsöffnungen verwendet werden, aber beispielsweise unterschiedliche Winkel α und/oder Spitzenwinkel der beiden Schenkel 11 und 12. Auch können die Tiefen der flächigen Vertiefungen 5.2 bzw. 7.2 unterschiedlich sein.
Im Einzelfall hängt die Ausgestaltung der Breitschlitzdüsen zum Erzielen des erfindungsgemäßen Resultates auch von der Viskosität des auszubringenden Materials und dessen Strömungsgeschwindigkeit ab.
Erfindungswesentlich ist, dass Bahnen mit gestuften Randbereichen erzeugt werden, so dass zwei benachbarte Bahnen an ihren Stufen zusammengesetzt werden können zu einer einheitlichen Fläche mit praktisch konstanter Dicke.

Claims

Düse zum Auftragen von hochviskosem Material, das in Streifen auf einem Substrat abgelegt wird, insbesondere von viskosem Dämmmaterial auf Bleche oder Blechbereiche von Kraftfahrzeugkarosserien, mit einem Düsenkörper, der an einer Austragseinrichtung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenaustrittsöffnung aus zwei parallel zueinander verlaufenden schlitzförmigen Öffnungen (3, 4) unterschiedlicher Schlitzlänge besteht.
Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzöffnungen (3, 4) die gleiche konstante Breite aufweisen.
Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beiden Schlitzöffnungen (3, 4) mittig zueinander angeordnet sind.
Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schlitzöffnung (3, 4) als separater Einsatz (2), der in den Düsenkörper (1) einsetzbar ist, angeordnet ist.
Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einsatz (2) aus drei scheibenartigen Segmenten (5, 6, 7) besteht.
Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden äußeren Segmenten (5, 7) auf ihrer nach innen zugekehrten Seite flächige Vertiefungen (5.2, 7.2) eingearbeitet sind.
Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Ränder der Vertiefungen unterhalb der Austrittsfläche (9) des Düsenkörpers (1) in einem Winkel α zur Längsachse (10) der Materialzuführbohrung (8) abgewinkelt sind.
Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Ränder der flächigen Vertiefungen (5.2. 7.2) die Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks bilden, dessen Spitze im Bereich der Materialzufuhrbohrung (8) liegt.
Verfahren zum Herstellen eines nahtlosen flächigen Auftrages aus einem hochviskosen Material auf einem Substrat, indem die Fläche durch Auftragen einzelner, nebeneinander liegender Bahnen erzeugt wird, wobei sich die Bahnen mit ihren seitlichen Rändern mit verringertem Materialauftrag überlappen, wobei jede Bahn an mindestens einem seitlichen Rand eine Stufe aufweist und die Stufe höchstens die halbe Materialstärke des Mittenbereichs aufweist und dass sich die Bahnen an den Stufen überlappen.