DE102006012373B3 - Breitschlitzdüse und Verfahren zum Auftragen von hochviskosem Material - Google Patents
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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 Düsenkörper1 mit einem erfindungsgemäßen Einsatz2 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 Breitschlitzöffnungen3 und4 bezeichnet. Um diese Breitschlitzöffnungen3 und4 einfach herstellen zu können, ist der Einsatz2 aus drei scheibenartigen Segmenten5 ,6 und7 aufgebaut. Er wird in einen entsprechend dimensionierten Schlitz1.1 im Düsenkörper1 eingesteckt und zusammen mit dem Düsenkörper1 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 Breitschlitzdüse4 erzeugt, indem das dort austretende Dämmmaterial auf das unmittelbar zuvor erzeugte, aus der Breitschlitzdüse3 austretende Dämmmaterial aufgetragen wird. Die strichlinierten und die stirnseitigen Trennungsstriche in1b 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 Einsatz2 . Hier sieht man sehr gut den Verlauf der einzelnen Breitschlitzdüsen. Sie sind parallel und zentriert (mittig) zueinander angeordnet. Hierbei ist der Breitschlitz3 länger als der Breitschlitz4 . 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 Breitschlitzes3 , die nicht vom Breitschlitz4 überlappt werden. - In
3 ist der Düsenkörper1 mit seinem Schlitz1.1 gezeigt, aus dem der Einsatz2 herausgenommen wurde, wobei der Einsatz2 in die einzelnen Segmente5 ,6 und7 aufgelöst wurde. - Jedes Segment
5 bis7 ist als Scheibe ausgestaltet, wobei das mittlere Segment6 auf seinen beiden Querflächen (großen Seitenflächen6.1 und6.2 ) vollkommen eben ist. - Die Segmente
5 und7 sind auf ihrer dem Segment6 zugewandten Seite5.1 bzw.7.1 mit einer flächigen Vertiefung5.2 bzw.7.2 versehen, die in3 nur beim Segment7 zu sehen ist. Die beiden äußeren Seiten5.3 bzw.7.3 der Segmente5 und7 sind ebenfalls plan aufgebaut, so dass sie an den Seitenwänden des Schlitzes1.1 dichtend in dem Düsenkörper1 anliegen. - Die flächige Vertiefung
5.2 bzw.7.2 der Segmente5 und7 sind in diesem Beispiel nahezu gleich gestaltet und weisen die gleiche Tiefe aus und bilden im zusammengebauten Zustand mit dem Segment6 den Breitschlitz3 bzw.4 . - Im Zentrum des Düsenkörpers
1 und damit auch der drei Segmente5 bis7 ist eine Materialzufuhrbohrung8 eingearbeitet. - Die Austrittsfläche
9 des Düsenkörpers1 ist Teil einer Kugeloberfläche, deren Mittelpunkt im Bereich auf einer Längsachse10 der Materialzufuhrbohrung8 liegt. - Die Vertiefung
5.2 bzw.7.2 in den Segmenten5 und7 bildet in der Ansicht gemäß3 die Kontur eines gleichschenkeligen Dreieckes mit den Schenkeln11 und12 . Die Dreiecksspitze liegt auf der Längsachse10 der Materialzufuhrbohrung8 . - Die Schenkel
11 und12 sind jedoch nicht bis zur Oberfläche9 gradlinig verlängert, sondern sind in einem Abstand13 unterhalb der Oberfläche9 nach innen zur Längsachse10 abgewinkelt (4 ). Dadurch wird mit einer Parallelen zur Längsachse10 ein Winkel α gebildet. Bevorzugt liegt α im Bereich von 1° bis 30°. Es muss auf jeden Fall sichergestellt sein, dass die Länge jedes Breitschlitzes3 bzw.4 auf Höhe der Oberfläche9 geringer ist als sie wäre, wenn die Seitenwände der flächigen Vertiefung5.2 bzw.7.2 nicht abgewinkelt wären durch den Winkel α. - Zur besseren Materialverteilung innerhalb der Breitschlitze
3 bzw.4 wird die Materialzufuhrbohrung8 in die flächigen Vertiefungen5.2 und7.2 über die (virtuelle) Spitze des Dreiecks hinaus verlängert bis zu einem Abstand14 unterhalb der Oberfläche9 . - 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 und12 . Auch können die Tiefen der flächigen Vertiefungen5.2 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 (9)
- 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.
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