DE102009019192B4

DE102009019192B4 - Kurzraupenpistole

Info

Publication number: DE102009019192B4
Application number: DE200910019192
Authority: DE
Inventors: Peter Hoffmann
Original assignee: Duerr Systems Wolfsburg GmbH
Current assignee: Duerr Systems Wolfsburg GmbH
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2029-04-29
Also published as: DE102009019192A1

Abstract

Kurzraupenpistole zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, mit einem integrierten Schliessventil, das eine Ventilnadel (18) zum Schliessen des Ventils aufweist, wobei die Ventilnadel (18) durch Drehung um ihre Längsachse zwischen einer Öffnungs- und einer Schliessstellung verstellbar ist, wobei die Ventilnadel (18) einen zylindrischen Korpus und einen in diesen eingearbeiteten Kanal auf der Aussenfläche ausweist, der in der Schliessstellung in die von einer seitlich in das Ventilgehäuse eintretenden Zufuhrleitung (24, 26, 28, 30) abgekehrte Stellung gelangt und wobei am Ende des Ventilgehäuses in einem Düsenkopf (34) eine Auslassdüse (38) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassdüse (38) in der Öffnungsstellung mit dem Kanal (32) fluchtet und bei gedrehter Ventilnadel in der Schliessstellung exzentrisch zu dem Kanal liegt und verschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurzraupenpistole zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, mit einem integrierten Schließventil, das eine Ventilnadel zum Verschließen des Ventils aufweist, wobei die Ventilnadel durch Drehung um ihre Längsachse zwischen einer Öffnungs- und einer Schliessstellung verstellbar ist, wobei die Ventilnadel einen zylindrischen Korpus und einen in diesen eingearbeiteten Kanal auf der Aussenfläche aufweist, der in der Schliessstellung in die von einer seitlich in das Ventilgehäuse eintretenden Zufuhrleitung abgekehrte Stellung gelangt und wobei am Ende des Ventilgehäuses in einem Düsenkopf eine Auslassdüse angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Pistole gestattet es, eine kontinuierliche Reihe von mehr oder weniger kurzen Abschnitten mit einstellbaren Materialmengen des Kleb- oder Dichtstoffs auf eine Unterlage aufzutragen, wenn beispielsweise eine durchgehende Raupe nicht erforderlich ist. Eine durchgehende Raupe, wenn gewünscht auch mit Breitenänderungen, sollte mit diesem System ebenso möglich sein.
Zu diesem Zweck wird eine Pistole benötigt, die sehr schnelle, reproduzierbare Öffnungs- und Schließzeiten im Bereich unterhalb 20 Millisekunden aufweist. Etwaige Lösungen mit pneumatischem Antrieb wären für diesen Zweck zu langsam bzw. zu ungenau. Dabei soll es so wenig wie möglich zu einem Fadenziehen kommen. Die Pistole muss also ein Ventil aufweisen, das so rasch und dicht wie möglich schließt.
Zur Zeit sind vor allem zwei Typen von Pistolen zum Auftragen von Klebstoffraupen bekannt.
Bei der einen Ausführungsform erfolgt ein axialer Verschluss durch eine axial bewegliche Ventilnadel. Problematisch sind hier die sehr hohen Schaltzeiten. Eine Materialbreiteneinstellung mit kurzer Reaktionszeit ist bei der pneumatischen Version nicht möglich. Der axiale Verschluss gegen einen Ventilsitz führt zu einem hohen Verschleiß.
Eine Pistole mit radialem Verschluss entsprechend einem Kugelhahn ist ebenfalls problematisch hinsichtlich des Fadenzuges. Das Klebstoffmaterial müsste durch eine Bohrung zum Düsenaustritt gefördert werden. Das Klebstoffmaterial in dieser Bohrung würde zum Fadenzug führen.
Aus DE 298 23 997 U1 ist eine Kurzraupenpistole mit einer Ventilanordnung bekannt, die eine drehbare Ventilnadel aufweist, die ein Einlassventil mit einem radialen Verschluss bildet. Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist die Tatsache, dass der in der Ventilanordnung beim Schließen des Ventils verbleibende Klebstoff noch weitgehend ungehindert über die Auslassdüse austreten kann, was zu einem störenden Fadenzug führt.
Weiterhin ist aus DE 20 2007 007 037 U1 ein Klebstoffapplikator bekannt, der ein Auslassventil mit einer drehbaren Ventilnadel aufweist. Die Ventilnadel des Auslassventils steuert hierbei jedoch in keiner Weise den Zustrom des Klebstoffs in die Ventilanordnung.
Ferner ist zum Stand der Technik hinzuweisen auf DE 202 04 426 U1 und EP 1 199 108 A2 .
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Pistole mit integriertem Ventil zu schaffen, die sehr kurze Öffnungs- und Schließzeiten aufweist und dabei einen möglichst dichten Verschluss gewährleistet sowie optional eine Steuerung des Materialflusses ermöglicht, wobei ein störender Fadenzug vermieden werden soll.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Kurzraupenpistole gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Pistole dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassdüse in der Öffnungsstellung mit dem Kanal fluchtet und bei gedrehter Ventilnadel in der Schließstellung exzentrisch zu dem Kanal liegt und verschlossen ist.
Die erfindungsgemäße Kurzraupenpistole bildet im oberen Bereich ihrer Ventilnadel einen radialen Verschluss gegenüber der seitlich in das Ventilgehäuse eintretenden Klebstoffmasse, da der offene Kanal in der Ventilnadel gegenüber dem seitlich eintretenden Zufuhrkanal auf die gegenüberliegende Seite gedreht wird. Der Verschluss erfolgt daher durch das massive Material der Ventilnadel. Die Drehung der Nadel ist sehr schnell möglich und erfolgt mit geringem Kraftaufwand. Optional sind über die Motorpositionen die Schließzeit sowie die Öffnungszeit der Pistole zu überwachen. Bei anderen Systemen müsste dies über zusätzliche Sensoren realisiert werden.
Eine weitere Abdichtung erfolgt im unteren Bereich. Hier befindet sich am Ventilgehäuse ein Düsenkopf mit einer Auslassdüse, die z. B. aus Hartmetall besteht. In der Öffnungsstellung fluchtet der Kanal mit dieser Auslassdüse. Wenn dagegen die Ventilnadel in die Schließstellung gedreht wird, wird der Kanal auch gegenüber der Auslassdüse verdreht. Damit erfolgt auch ein axialer Verschluss.
Diese doppelte Abdichtung führt dazu, dass in der Pistole nur geringe Klebstoffmengen zurückbleiben. Zurückbleibender Klebstoff könnte auslaufen und würde einen starken Fadenzug verursachen. Um diesen Fadenzug zu beseitigen, hat die erfindungsgemäße radiale Abdichtung erhebliche Vorteile, da sie schnell schließen kann und den Hauptmaterialstrom sofort unterbricht. Die zusätzliche axiale Abdichtung trägt weiter zur Unterdrückung eines Fadenzuges bei.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kurzraupenpistole in ihrer Gesamtheit;
2 ist eine Seitenteilansicht;
3 ist eine Ansicht von links in 2.
Die Gesamtheit der Konstruktion, die in 1 dargestellt ist, soll im vorliegenden Zusammenhang als ”Kurzraupenpistole” oder, kurz, als ”Pistole” bezeichnet werden. Der untere Teil der Zeichnung betrifft das Ventil bzw. Ventilgehäuse der Pistole. Die entsprechenden Bezugsziffern sind 10 und 12.
Auf der Pistole sitzt ein Antriebsmotor 14, vorzugsweise in der Form eines Drehstrom-Synchronmotors.
Im folgenden sollen nur die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Merkmale der 1 genauer beschrieben werden, während die Ausführungsform in ihrer Gesamtheit hier weniger interessiert. Von dem Antriebsmotor 14 läuft eine Übertragungswelle 16 nicht näher dargestellter Art bis zu einer Ventilnadel 18 innerhalb des Ventils 12. Die Ventilnadel sitzt dicht in einer Ventilbohrung 20 und kann sich in diese drehen. Am unteren Ende des Ventils oder Ventilgehäuses ist ein Düsenkopf 22 befestigt.
In das Gehäuse des Ventils 12 tritt seitlich auf der rechten Seite in der Zeichnung eine Sackbohrung 24 ein. Von dieser Sackbohrung 24 verläuft eine weitere Bohrung 26 schräg abwärts, die schließlich in eine achsparallele Bohrung 28 innerhalb des Gehäuses des Ventils übergeht. Von dieser Bohrung 28 aus verläuft eine weitere schräg abwärts gerichtete Bohrung 30, die in die Ventilbohrung 20 übergeht.
Die Ventilbohrung besitzt auf der Oberfläche einen achsparallelen offenen Kanal 32, der sich von der Mündung der schräg eintretenden Bohrung 26 im wesentlichen bis zum unteren Ende der Ventilnadel erstreckt.
Wenn die Ventilnadel in der Stellung der 1 steht, ist der Kanal 32 der schräg eintretenden Öffnung 30 zugewandt, so dass Klebstoff über die Bohrungsreihe 24, 26, 28, 30 in den Kanal der Ventilnadel 18 einmünden kann.
Innerhalb dieses Kanals 32 bewegt sich der Klebstoff bis zum unteren Ende der Ventilnadel 18.
Am unteren Ende des Ventils 22 befindet sich ein Düsenkopf 34, in dem sich ein Hartmetall-Einsatz 36 befindet. Der Hartmetall-Einsatz 36 bildet eine Auslassdüse 38, deren Durchlass mit einer Auslassbohrung im Düsenkopf 34 fluchtet.
In 1 befindet sich die Ventilnadel 18 in der Öffnungsstellung. In dieser Öffnungsstellung liegt der Kanal 32 der Ventilnadel über der Auslassdüse 38 und der Auslassöffnung 40, so dass Klebstoffmasse abgegeben werden kann. Wenn die Ventilnadel gedreht wird, gelangt das untere Ende des Kanals 32 in einen Bereich, der außerhalb der Auslassdüse 38 liegt. In diesem Bereich ist der Auslass verschlossen.
Es erfolgt also ein doppelter Verschluss. Zum einen kehrt die Ventilnadel im oberen Bereich der Bohrung 30 ihre geschlossene Seite zu, so dass die Klebstoffmasse aus der Bohrung 30 nicht in die Ventilbohrung 20 gelangen kann. Auf diese Weise wird der so genannte radiale Verschluss gebildet. Auf der anderen Seite gelangt das untere Ende des Kanals 32 in einen Bereich neben der Auslassdüse 28 des Einsatzes. Auf diese Weise wird der axiale Verschluss gebildet. Beide Verschlüsse schließen gleichzeitig allein durch Drehung der Ventilnadel.
Die Außenansicht der Ventilnadel mit dem Kanal 32 ist in 2 und 3 genauer gezeigt. Die Form des Kanals in der Ventilnadel kann sich je nach Klebstoffmaterial in Geometrie und Größe ändern.
In 2 ist die Ventilnadel 18 in Seitenansicht gezeigt. Die Zeichnung zeigt das untere Ende der Ventilnadel, bezogen auf 1. Die Ventilnadel 18 weist in diesem Bereich eine schräge Abstufung 42 auf, die auch in 1 erkennbar, aber nicht bezeichnet ist. Die Abstufung 42 ermöglicht eine schlankere Form des Düsenkopfes 34. Jedoch ist eine Ausführung, je nach Werkstückzugänglichkeit, auch als Zylinder möglich.
Auf dem Umfang der Ventilnadel 18 ist der Kanal 32 erkennbar, der ebenfalls in 1 gezeigt ist. Durch diesen Kanal 32 gelangt die Klebstoffmenge, wenn der Ventilbetrieb offen ist. Wenn die Ventilnadel 18 in die Schließstellung gestellt ist, liegt der Kanal 32 jeweils einer Wand bzw. dem Material des Ventils gegenüber, so dass Klebstoff weder ein- noch austreten kann.
3 zeigt eine Ansicht auf die Ventilnadel von links in 2.
Wie bereits erwähnt wurde, erfolgt die Steuerung des Materialflusses über unterschiedliche Öffnungswinkel der Ventilnadel. Das erfindungsgemäße Ventil bildet also nicht nur ein rasch arbeitendes Schließventil, sondern gestattet auch die Steuerung der Klebstoffmenge bzw. der Raupenbreite durch einfache Drehung der Ventilnadel.
Bei hohem Materialfluss wird der Kanal der Ventilnadel ggf. vollständig zur Überdeckung mit der Zufuhrleitung gebracht. Bei geringerem Materialfluss ist demgegenüber mit einer geringeren Überdeckung von Zufuhrleitung und Kanal zu arbeiten.

Claims

Kurzraupenpistole zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, mit einem integrierten Schliessventil, das eine Ventilnadel (18) zum Schliessen des Ventils aufweist, wobei die Ventilnadel (18) durch Drehung um ihre Längsachse zwischen einer Öffnungs- und einer Schliessstellung verstellbar ist, wobei die Ventilnadel (18) einen zylindrischen Korpus und einen in diesen eingearbeiteten Kanal auf der Aussenfläche ausweist, der in der Schliessstellung in die von einer seitlich in das Ventilgehäuse eintretenden Zufuhrleitung (24, 26, 28, 30) abgekehrte Stellung gelangt und wobei am Ende des Ventilgehäuses in einem Düsenkopf (34) eine Auslassdüse (38) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassdüse (38) in der Öffnungsstellung mit dem Kanal (32) fluchtet und bei gedrehter Ventilnadel in der Schliessstellung exzentrisch zu dem Kanal liegt und verschlossen ist.
Kurzraupenpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzraupenpistole einen Antriebsmotor (14) aufweist, der die Form eines Drehstrom-Synchronmotors aufweist.
Kurzraupenpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassdüse (38) in einem Hartmetall-Einsatz (36) ausgebildet ist.
Kurzraupenpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrleitung von oben schräg in das Ventilgehäuse eintritt, in eine axiale Bohrung (28) übergeht, von dieser in eine schräg abwärts laufende Bohrung (30) übergeht und von dieser in die Ventilbohrung (20) mündet.
Kurzraupenpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Materialflusses die Winkelstellung der Ventilnadel (18) und damit die Überdeckung zwischen Zufuhrleitung (24, 26, 28, 30) und Kanal (32) einstellbar ist.
Kurzraupenpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den Antriebsmotor und dessen Betrieb die Schliess- und Öffnungszeiten sowie die Öffnungsstellungen der Pistole ohne zusätzliche Sensoren durchführbar ist.