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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühvorrichtung, insbesondere zur Hohlraumkonservierung eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren, zwischen einer Warte- und einer sprühmitteldurchströmten Arbeitsposition verstellbar angetriebenen Sprühdüsen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2005 036 342 A1 ist eine Hohlraumkonservierungsanlage mit mehreren, mehrachsig robotergeführten Düsenrahmen bekannt, auf denen jeweils in fester Verteilung eine Reihe von Sprühdüsen angeordnet ist, welche durch den Mehrachsroboter in das Lochmuster des Hohlraums eingeführt und dann während des Applikationsvorgangs jeweils einzeln über externe Sprühmittel- und Steuerleitungen von einer zentralen Steuereinheit aus aktiviert werden. Die einzelnen Düsenrahmen sind typenspezifisch gestaltet, so dass bei einem Wechsel des Hohlraumtyps der zuvor benutzte Düsenrahmen gegen einen entsprechend unterschiedlich gestalteten ausgetauscht werden muss. Zusätzlich können einige Sprühdüsen über einen zugeordneten Antrieb beweglich am Düsenrahmen montiert sein, um zu verhindern, dass eine zuvor verwendete Sprühdüse durch ihre Kontur den Einsatz des Düsenrahmens bei einem anderen Hohlraum behindern würde.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sprühvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie problemlos für eine Vielzahl unterschiedlicher Hohlraumtypen verwendbar ist und zugleich über eine baulich einfache, hochgradig störsichere Sprühdüsenansteuerung verfügt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Sprühvorrichtung gelöst.
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Erfindungsgemäß lässt sich jede einzelne Sprühdüse der Sprühvorrrichtung sowohl für sich allein als auch gemeinsam mit beliebig anderen nach Maßgabe eines jeweils hohlraumtypischen Zugangsmusters aktivieren, ohne dass die Vorrichtung in umständlicher Weise umgebaut oder gar ausgetauscht werden muss, mit der Besonderheit, dass die einzelnen Sprühdüsenantriebe mit dem jeweils zugeordneten Sprühmittel-Steuerventil intern, vorzugsweise mechanisch, verkoppelt sind, so dass die Sprühmittel- und Positionsansteuerung der einzelnen Sprühdüsen wesentlich vereinfacht und auch störsicherer ausgebildet wird und sämtliche Steueranschlüsse zusammen mit einem einzigen Sprühmittelanschluss für den gesamten Düsensatz ohne das Erfordernis externer Anschlussleitungen problemlos in eine roboterseitige Schnittstelle der Sprühvorrichtung verlegt werden können, was vor allem eine erhebliche Zeitersparnis erbringt, wenn die Vorrichtung z. B. zu Reinigungszwecken vom Roboter ab- und nach dem Reinigungsprozess erneut angekuppelt werden muss..
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Eine konstruktiv besonders einfache und kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass die Sprühdüsen jeweils auf einem verstellbar angetriebenen, als Steuerschieber für das zugeordnete Steuerventil ausgebildeten Düsenhalter angeordnet sind, welcher von einem zur Sprühdüse verlaufenden Innenkanal durchsetzt ist und mit zumindest einer Auslassöffnung eines für sämtliche Sprühdüsen gemeinsam vorgesehenen Sprühmittelkanals zusammenwirkt und diesen in der Arbeitsposition der Sprühdüse zum Innenkanal hin freischaltet und in der Warteposition sperrt. Um dabei in weiterer baulicher Vereinfachung den jeweiligen Düsenantrieb und das zugehörige Steuerventil noch stärker zu einer integralen Funktionseinheit zu verbinden, bildet die Kolbenstange des bevorzugt als Stellkolbenantrieb gestalteten Düsenantriebs gleichzeitig auch den die Sprühmittelzufuhr zur Sprühdüse steuernden Düsenhalter.
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In dem bevorzugten Anwendungsfall einer Hohlraumkonservierung besteht das Sprühmittel üblicherweise aus einem Flüssigwachs, welches unter Luftzumischung in dem Hohlraum versprüht wird. In baulich besonders zweckmäßiger Weise und zugleich aus Gründen eines hohen Durchmischungsgrades erfolgt dabei die Sprühmittezufuhr zum Innenkanal über seitliche Steueröffnungen im Düsenhalter, während die Zerstäuberluft über das der Sprühdüse abgewandte Ende des Düsenhalters in den Innenkanal gelangt und dieser dann das Sprühmittel zugemischt wird, wobei der Düsenantrieb vorzugsweise ebenfalls luftbetrieben ist und nicht etwa durch ein gesondertes Arbeitsmedium, z. B. hydraulisch oder elektrisch betätigt wird.
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Nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Sprühmittelleckage, die möglicherweise trotz guter Abdichtung über die den Ventischieber bildende Kolbenstange in die kolbenstangenseitige Zylinderkammer des pneumatischen Düsenantriebs eindringen und dadurch dessen Funktionsfähigkeit beeinträchtigen könnte, in der Weise wirksam entfernt, dass diese Zylinderkammer in bestimmten Wartungsintervallen intensiv luftdurchspült und dabei die Kolbenstange in der ausgefahrenen Arbeitsposition gehalten wird, um einen weitgehend totraumfreien Spüleffekt in der Zylinderkammer zu erzielen.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
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1a, b, c Ansichten einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung in unterschiedlichen Düsenpositionen (a und b) und während eines Applikationsvorgangs (c); und
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2 eine Teilansicht der in 1 gezeigten Sprühvorrichtung im Schnitt.
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Die in den Fign. gezeigte Sprühvorrichtung, die bei diesem Ausführungsbeispiel zur Hohlraumkonservierung eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, enthält eine Vielzahl von Sprühdüsen 1, die an der Stirnseite eines zylindrischen Gehäuses 2 angeordnet sind und von denen jede unabhängig von den übrigen durch einen zugeordneten Düsenantrieb zwischen einer zurückgezogenen Warteposition (Düsen 1b) und einer vorgeschobenen Arbeitsposition (Düsen 1a) verfahrbar ist. Das Gehäuse 2 bildet an der den Sprühdüsen 1 gegenüberliegenden Stirnfläche 3 eine Schnittstelle, über die die Vorrichtung an den Anschlussflansch 4 eines – nicht näher gezeigten – Mehrachs-Industrieroboters lösbar ankuppelbar ist.
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Vor Beginn des eigentlichen Konservierungsvorgangs werden die nach Maßgabe des Lochmusters des zu versiegelnden Hohlraums 5 ausgewählten Sprühdüsen 1a in die Arbeitsstellung ausgefahren, während die übrigen Sprühdüsen 1b in der Warteposition verbleiben, und die Vorrichtung wird dann durch den Roboter mit den ausfahrenen Sprühdüsen 1a in die Zugangslöcher 6 des Hohlraums 5 eingeführt (1c), woraufhin das Sprühmittel, also üblicherweise ein Flüssigwachs, unter Druckluftwirkung von den innenliegenden Sprühdüsen 1a in den Hohlraum 5 emittiert wird. Nach Beendigung des Konservierungsvorgangs wird die Vorrichtung durch den Roboter zurückgefahren und ist für einen erneuten Konservierungsvorgang bereit. Bei einem Wechsel des Hohlraumtyps mit einem anderen Lochmuster 6 wird die Vorrichtung durch eine individuelle Umpositionierung der Sprühdüsen 1 mit Hilfe der Düsenantriebe an den neuen Hohlraumtyp angepasst.
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2 zeigt den Innenaufbau der Sprühvorrichtung im Teilbereich zweier benachbarter Sprühdüsen 1, von denen die eine (1a) in die Arbeitsposition ausgefahren und die andere (1b) in die Warteposition zurückgezogen ist, zusammen mit dem roboterseitigen Kupplungsflansch 4 einschließlich der in diesem angeordneten, zur Versorgung der Vorrichtung erforderlichen Anschlüsse. Jeder Sprühdüse 1 ist ein Düsenantrieb 7 in Form eines pneumatischen Stellkolbenantriebs zugeordnet, bestehend aus einem in einem zylindrischen Gehäuseraum 8, 9 hubbeweglich, aber drehfest geführten Stellkolben 10 und einer Kolbenstange 11, welche als Düsenträger fungiert und von einem in die Düsenöffnungen 12 mündenden Innenkanal 13 durchsetzt ist. Die Zerstäuberluft gelangt im angekuppelten Zustand der Vorrichtung über ein roboterseitiges Steuerventil 14 und einen Anschlusskanal 15 im Roboterflansch 4 in ein gehäusefestes Standrohr 16, welches unabhängig von der Position der Kolbenstange 11 kontinuierlich unter Zwischenlage einer kolbenstangenseitigen Dichtung 17 in die Kolbenstange 11 eingreift und sich zum Innenkanal 13 öffnet.
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Das Sprühmittel, also im beschriebenen Anwendungsfall das Flüssigwachs unter Hochdruck, wird den einzelnen Sprühdüsen 1 von Seiten des Roboters über ein Steuerventil 18 und einen entsprechend abgedichteten Sprühmitteldurchgang 19 im Roboterflansch 4 sowie gehäuseseitig über einen zentralen, sämtlichen Sprühdüsen 1 gemeinsam zugeordneten Versorgungskanal 20 zugeführt, welcher über von diesem abzweigende Verteilerkanäle 21 in die jeweils ringförmig die einzelnen Kolbenstangen 11 umschließende Gehäuseauslässe 22 mündet, welche beidseitig in gehäusefeste, gleitfähig mit der Kolbenstange 11 zusammenwirkende Hochdruck-Dichtelemente 23.1 und 23.2 eingebettet sind. In der Arbeitsposition des Düsenantriebs 7 sind seitliche Steueröffnungen 24 in der Kolbenstange 11 und korrespondierende Durchbrüche 25 in der kolbestangenseitigen Dichtung 17 fluchtend zu den Gehäuseauslässen 22 und zugleich zu entsprechenden Einspritzöffnungen 26 im Standrohr 16, welche niveaugleich zu den Gehäuseauslässen 22 positioniert sind, ausgerichtet, so dass das Flüssigwachs in die das Standrohr 16 durchströmende Zerstäuberluft eingesprüht und das so erzeugte Gemisch über den Innenkanal 13 und die Düsenauslässe 12 emittiert wird. Wenn jedoch der Düsenantrieb 7 in die Warteposition umgesteuert wird, werden zuvor das roboterseitige Sprühmittelventil 18 und danach das Zerstäuberluftventil 14 geschlossen und anschließend wird die zugehörige Sprühdüse 1 zurückgefahren und dadurch die Gehäuseauslässe 22 durch die Kolbenstange 11 versperrt, so dass die Sprühdüse 1 vollständig inaktiviert ist.
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Das Sprühmittelventil 18 ist nicht nur erforderlich, um den Sprühmitteldurchlass 19 im Roboterflansch 4 bei abgekuppelter Vorrichtung zu sperren, sondern wird auch im angekuppelten Zustand am Ende des Sprühvorgangs geschlossen, während der Zerstäuberluftzustrom an den in die Arbeitsstellung ausgefahrenen Sprühdüsen 1a im Hohlraum 5 noch kurzzeitig geöffnet bleibt, um so die im Innenkanal 13 und/oder Standrohr 16 verbliebenen Flüssigwachsreste über die Düsenauslässe 12 in den Hohlraum 5 auszublasen.
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Die individuelle Ansteuerung der einzelnen Düsenantriebe 7 erfolgt in Ausfahrrichtung der Düsenantriebe 7 durch eine ventilgesteuerte, für jeden Düsenantrieb 7 gesonderte Druckluftleitung 27, die in die untere Zylinderkammer 9 des jeweiligen Düsenantriebs 7 mündet, und in Rückhubrichtung über Pneumatikkanäle 28, welche die oberen Zylinderkammern 8 mit einem Druckniveau beaufschlagen, welches auf einen Konstantwert unterhalb des Arbeitsdrucks in der Druckluftleitung 27 eingeregelt ist, so dass sämtliche Düsenantriebe 7 im angekuppelten Zustand der Vorrichtung ständig in Richtung der Warteposition vorgespannt sind und diese Stellung normalerweise auch einnehmen, da die Druckluftleitungen 27 entlüftet sind, wenn die Vorrichtung vom Hohlraum 5 getrennt ist.
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Soll hingegen eine einzelne Sprühdüse 1 oder eine frei auswählbare Düsengruppe in die Arbeitsposition verstellt werden, so werden die entsprechenden Druckluftleitungen 27 freigeschaltet und dadurch die jeweiligen Stellkolben 10 entgegen dem niedriger eingeregelten Vorspanndruck in der Zylinderkammer 8 ausgefahren, wobei das dann über den zugeordneten Pneumatikkanal 28 unter dem Vorspanndruck zurückströmende Luftvolumen in einem roboterseitigen Messgerät (nicht gezeigt) erfasst und bei Erreichen eines dem Verdrängervolumen des Stellkolbens 10 entsprechenden Grenzwertes ein Kontrollsignal zur Anzeige eines ordnungsgemäß beendeten Stellkolbenhubs erzeugt werden kann.
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Ein bevorzugter Aspekt der Erfindung betrifft die Leckageproblematik. Hierzu sind zum einen in den zylinderkammerseitigen Dichtelementen 23.2 des Gehäuses 2 Leckageöffnungen 29 und an diese anschließende Leckagekanäle 30 vorgesehen, über die eine zwischen Kolbenstange 11 und Dichtelement 23.2 durchsickernde Sprühmittelleckage zu einer – nicht gezeigten – Sammelstelle abgeführt wird. Zum anderen ist nicht auszuschließen, dass Sprühmittelreste z. B. dadurch in die oberen Zylinderkammern 8 eindringen, dass sie von den Steueröffnungen 24 in der Kolbenstange 11 und den Durchlässen 25 in der Kolbenstangendichtung 17 abtropfen, wenn der Stellkolben 10 in die Warteposition zurückgefahren wird. Solche Sprühmittelleckagen werden dadurch beseitigt, dass die Stellkolben 10 in vorbestimmten Wartungsintervallen in die Arbeitsposition hochgefahren und bei weiterhin in den Pneumatikkanälen 28 anstehendem Vorspanndruck ein Entlüftungskanal 31, der mit den oberen Zylinderkammern 8 über Zweigkanäle 32 in Verbindung steht, roboterseitig freigeschaltet wird, so dass die oberen Zylinderkammern 8 von Seiten der Pneumatikkanäle 28 mit einem Luftstrom durchspült und dadurch eine mögliche Sprühmittelleckage auf dem Wege über den Entlüftungskanal 31 wirksam ausgeblasen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005036342 A1 [0002]
