DE102012024054A1 - Device for applying, in particular, pasty plastic to a surface - Google Patents
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Abstract
Erfindungsgemäß ist – zum Abgeben von Flüssigkeit als breitem Strahl – eine Vorrichtung mit einer Zuleitungsöffnung für die Flüssigkeit und mit einer Abgabeöffnung, die in Leitungsverbindung mit der Zuleitungsöffnung steht und einen Öffnungsquerschnitt aufweist, der breiter ist als hoch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeöffnung in einem Wandungselement ausgebildet ist, das sich von der Vorrichtung abnehmen lässt.According to the invention - for dispensing liquid as a wide jet - a device with a feed opening for the liquid and with a discharge opening which is in line connection with the feed opening and has an opening cross section which is wider than high, characterized in that the discharge opening in one Wall element is formed, which can be removed from the device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, zum Abgeben von Flüssigkeit als breitem Strahl, mit einer Zuleitungsöffnung für die Flüssigkeit und mit einer Abgabeöffnung, die in Leitungsverbindung mit der Zuleitungsöffnung steht und einen Öffnungsquerschnitt aufweist, der breiter ist als hoch.The present invention relates to a device for dispensing liquid as a wide jet, having a supply port for the liquid and having a discharge port which is in line communication with the supply port and has an opening cross-section which is wider than high.
Das Abgeben von Flüssigkeit als breitem Strahl ist in der Technik vielfach erforderlich. Nur zum Beispiel beim Herstellen von Bauteilflächen oder flachen Halbzeugen aus faserverstärktem Kunststoff wird zum Beispiel noch nicht (vollständig) vernetzter, noch flüssiger Kunststoff durch eine Schlauch- oder Rohrleitung zu einer Herstellungsvorrichtung geleitet, wo die Faserverstärkung bereits auf einer Formfläche liegt. Der Kunststoff ist dann möglichst gleichmäßig und schnell auf die Formfläche aufzutragen, bevor sich dann zum Beispiel eine Formgegenfläche auf die Formfläche absenkt, die (im entsprechend dimensionierten Zwischenraum) den Kunststoff mit der Faserverstärkung zu einem Bauteil gleichmäßiger Dicke verpresst. Zum Beispiel Motorhauben aus CFK werden prinzipiell auf diese Weise hergestellt.The dispensing of liquid as a broad jet is often required in the art. For example, only when producing component surfaces or flat semi-finished products made of fiber-reinforced plastic is not (fully) crosslinked, still liquid plastic passed through a hose or pipe to a manufacturing device, where the fiber reinforcement is already on a mold surface. The plastic is then as evenly and quickly applied to the mold surface before then, for example, a mold counter surface lowers on the mold surface, which (in the correspondingly sized gap) presses the plastic with the fiber reinforcement to a component of uniform thickness. For example, bonnets made of CFRP are manufactured in principle in this way.
Das gleichmäßige Auftragen muss in begrenzter Zeit, also möglichst schnell geschehen, weil bis zum Aushärten des Kunststoffs (das selbstverständlich erst nach dem Auftragen erfolgen soll) nur eine begrenzte Zeit zur Verfügung steht: bei einigen Kunststoffen werden zum Beispiel (mindestens) zwei Komponenten miteinander vermischt. Das Gemisch vernetzt dann und härtet aus. Das Aufbringen erfolgt daher bevorzugt möglichst spät nach dem Mischen – zum Beispiel unmittelbar nach dem Durchleiten des Kunststoffs durch einen rohrförmigen Leitungsabschnitt (Mischer) mit Formelementen (Verwirbelungselementen) in seinem Innenraum, die hindurchströmendes Fluid verschiedentlich um- und ablenken, lokal stauen, Turbulenzen erzeugen und/oder verwirbeln und somit durchmischen. In diesen Mischer hinein führen bekanntlich Zuleitungen insbesondere in der Anzahl der fluiden Komponenten, aus denen der Kunststoff zusammenzumischen ist.The uniform application must be done in a limited time, ie as quickly as possible, because until the curing of the plastic (which of course should take place only after application) only a limited time is available: some plastics, for example (at least) two components are mixed together , The mixture then cross-links and cures. The application is therefore preferably as late as possible after mixing - for example, immediately after passing the plastic through a tubular line section (mixer) with form elements (turbulators) in its interior, the fluid flowing through variously divert and distract, locally dam, generate turbulence and / or swirl and thus mix. It is known that leads into these mixers lead in particular in the number of fluid components from which the plastic is to be mixed.
Das gleichmäßig flächige Auftragen des Kunststoffs in diesem Beispiel – aber auch von Flüssigkeiten überhaupt in welchem technischen Zusammenhang auch immer, sei es durch einen Roboter oder von Hand – lässt sich bekanntlich besonders gut mittels einer Vorrichtung zum Abgeben der Flüssigkeit als breitem Strahl bewerkstelligen. Die Abgabeöffnung der Vorrichtung, aus der der breite Strahl vorzugsweise mit gleichmäßigem Volumenstrom austritt, wird dann vorzugsweise mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über die Fläche geführt, die Führungsrichtung rechtwinklig zur Breite des Strahls. Auf diese Weise wird (wie mit einem Rasenmäher der zu mähende Rasen) die gesamte Fläche überstrichen, mit einer Auftragungsspur möglichst bündig an einer benachbarten.The uniform surface application of the plastic in this example - but also of liquids in whatever technical context whatsoever, be it by a robot or by hand - is known to accomplish particularly well by means of a device for dispensing the liquid as a broad beam. The discharge opening of the device, from which the wide jet preferably exits with a uniform volume flow, is then preferably guided over the surface at a uniform speed, the guide direction being at right angles to the width of the jet. In this way, (as with a lawn mower to be mowed lawn) the entire area is painted over, with a trace of application as flush as possible to an adjacent.
Damit auch innerhalb einer Auftragungsspur das Auftragen möglichst gleichmäßig erfolgt, ist es erforderlich, dass die Vorrichtung einen Strahl mit über seine Breite gleichmäßig verteiltem Volumenstrom erzeugt. Dies ist von einer Vielzahl strömungsmechanischer Parameter unmittelbar oder mittelbar abhängig: unmittelbar zum Beispiel vom Flüssigkeitsdruck über die Breite der Abgabeöffnung; mindestens mittelbar zum Beispiel von Querschnittsflächen und -konturen und vom Richtungsverlauf der Leitungsverbindung zwischen der Flüssigkeitszuleitung und der Abgabeöffnung sowie von der Öffnungskontur der Abgabeöffnung und von der Viskosität der Flüssigkeit und der Temperatur.In order to apply as evenly as possible within an application track, it is necessary for the device to produce a jet with a uniformly distributed volume flow over its width. This is directly or indirectly dependent on a large number of flow-mechanical parameters: directly, for example, from the liquid pressure across the width of the discharge opening; at least indirectly, for example, of cross-sectional areas and contours and of the directional course of the line connection between the liquid feed line and the dispensing opening and of the opening contour of the dispensing opening and of the viscosity of the liquid and the temperature.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeit als breitem Strahl zu schaffen mit verbesserter Gleichmäßigkeit des Volumenstroms über seine Breite und zwar anpassbar an verschiedene strömungsmechanische Parameter der Flüssigkeitsströmung in der Vorrichtung.The present invention is based on the object to provide a device for dispensing liquid as a broad jet with improved uniformity of the volume flow across its width and that adaptable to various fluid mechanical parameters of the liquid flow in the device.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a device having the features of claim 1. Preferred embodiments are specified in the subclaims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Abgeben von Flüssigkeit als breitem Strahl. Dazu hat sie eine Zuleitungsöffnung, um die Flüssigkeit durch die Zuleitungsöffnung in die Vorrichtung zu fördern, und eine Abgabeöffnung, die in der Vorrichtung in Leitungsverbindung mit der Zuleitungsöffnung steht. Die Abgabeöffnung weist einen Öffnungsquerschnitt auf, der breiter ist als hoch, um so beim Abgeben von Flüssigkeit aus der Abgabeöffnung den Flüssigkeitsstrahl als breiten Strahl zu erzeugen.A device according to the invention serves to dispense liquid as a broad jet. For this purpose, it has a feed opening for conveying the liquid through the feed opening into the device, and a discharge opening which is in line connection with the feed opening in the device. The discharge opening has an opening cross-section which is wider than high so as to produce the liquid jet as a broad jet as liquid is dispensed from the discharge opening.
Erfindungsgemäß ist die Abgabeöffnung in einem Wandungselement ausgebildet, das sich von der Vorrichtung abnehmen und insbesondere auch wieder an die Vorrichtung ansetzen lässt. So ist mit dem Wandungselement die Abgabeöffnung gegen eine andere Abgabeöffnung, insbesondere mit einer anderen Kontur, austauschbar, die dann an eine jeweilige andere Strömungssituation und/oder technische Aufgabe beim Abgeben von Flüssigkeit als breitem Strahl angepasst sein kann.According to the invention, the discharge opening is formed in a wall element which can be detached from the device and, in particular, can be attached to the device again. Thus, with the wall element, the dispensing opening for another dispensing opening, in particular with another contour, interchangeable, which can then be adapted to a respective other flow situation and / or technical task when dispensing liquid as a broad beam.
So kann in einem Wandungselement für das Abgeben einer bestimmten zum Beispiel relativ hoch viskosen Flüssigkeit die Abgabeöffnung schlitzformig sein, also breiter als hoch, wobei die Spalthöhe in der Mitte der Spalts (über seine Breite betrachtet) am geringsten ist, und sich von dort mittensymmetrisch nach beiden Seiten zu den Spaltenden vergrößert. So wird dem zu diesen Rändern hin leicht abfallenden Druck (aufgrund dort in den Randbereichen größerer Strömungswiderstände) in der durch die Vorrichtung geleiteten Flüssigkeit Rechnung getragen: dort an den Enden wird der dort unter geringerem Druck stehenden Flüssigkeit ein geringerer Strömungswiderstand in Gestalt des größeren Strömungsquerschnitts der dort größeren Spalthöhen entgegengesetzt. Insgesamt ergibt sich daraus, dass der breite Strahl der (zum Beispiel zähflüssigen) Flüssigkeit mit über seine Breite gleichmäßigem Volumenstrom aus der Vorrichtung austritt.Thus, in a wall member for dispensing a certain, for example, relatively highly viscous liquid, the dispensing opening may be slit-shaped, ie wider than high, with the gap height in the middle of the gap being smallest (viewed across its width) and center-symmetrically thereafter enlarged on both sides to the split ends. So the pressure which drops slightly towards these edges (due to there in the peripheral regions of greater flow resistance) is taken into account in the liquid passed through the device: there at the ends the liquid under lower pressure becomes a smaller flow resistance in the form of the larger flow cross section of the latter opposite to larger gap heights. Overall, this results in the fact that the broad jet of (for example viscous) liquid emerges from the device with a uniform volume flow over its width.
In einem anderen Wandungselement, das ebenfalls für das Ansetzen an die Vorrichtung eingerichtet ist, kann für das Abgeben einer anderen zum Beispiel wie Wasser dünnflüssigen Flüssigkeit die Abgabeöffnung schlitzförmig mit über die Schlitzbreite konstanter Schlitzhöhe sein. In noch einem anderen Wandungselement, das ebenfalls für das Ansetzen an die Vorrichtung eingerichtet ist, kann für das Abgeben einer anderen Flüssigkeit die Abgabeöffnung von einer zum Beispiel geradlinig angeordneten Reihe zum Beispiel kreisrunder Bohrungen gebildet sein, die über die Breite dieses Abgabeöffnungsbereichs alle einen gleichen oder zum Beispiel zum Rand hin einen größeren Durchmesser aufweisen. Für einige technische Aufgaben ist es aber auch denkbar, dass die Abgabeöffnung in noch einem anderen Wandungselement so ausgebildet ist, dass die Vorrichtung einen Strahl mit über seine Breite bewusst ungleichmäßig verteiltem Volumenstrom erzeugt. Wesentlich für die Erfindung ist bei aller Vielfalt der Gestaltmöglichkeiten der Abgabeöffnungs-Kontur aber die Abnehmbarkeit des Wandungselements mit der Abgabeöffnung, welche besonders bevorzugt ein Vorrichtungssystem bereitzustellen ermöglicht mit mehreren Wandungselementen auch mit verschiedenen Abgabeöffnungen- oder sogar zunächst ohne Abgabeöffnung, so dass der Anwender mit seinen fertigungstechnischen Möglichkeiten in ein solches Wandungselement ohne Abgabeöffnung eine Abgabeöffnung nach seinen Erfordernissen erst zum Beispiel hinein fräst oder stanzt. Durch das Auswechseln kann die Vorrichtung also an verschiedene strömungstechnische Aufgaben angepasst werden, aber auch schneller gewartet werden, indem zum Beispiel eine verdreckte und/oder verstopfte Abgabeöffnung gegen eine neue saubere ausgetauscht wird.In another wall element, which is also adapted for attachment to the device, for dispensing another, for example liquid, liquid, the dispensing opening may be slit-shaped with a slot height constant over the slot width. In yet another wall member also adapted for attachment to the apparatus, for discharge of another liquid, the discharge opening may be formed by, for example, a straight row of, for example, circular bores all over the width of this discharge opening area for example, have a larger diameter towards the edge. For some technical tasks, however, it is also conceivable that the discharge opening is formed in still another wall element so that the device generates a beam with over its width deliberately unevenly distributed volume flow. Essential to the invention is the diversity of the design possibilities of the discharge opening contour but the removability of the wall element with the discharge opening, which particularly preferably provides a device system allows with several wall elements with different discharge openings or even without dispensing opening, so that the user with his Production options in such a wall element without dispensing opening a discharge opening according to its requirements only for example milled or punched. By replacing the device can therefore be adapted to different fluidic tasks, but also be serviced faster by, for example, a dirty and / or clogged discharge port is replaced with a new clean.
Die Vorrichtung und darin auch das Wandungselement sind vorzugsweise aus Metall und/oder Kunststoff. Das Wandungselement kann auch aus einem von der übrigen Vorrichtung verschiedenen Werkstoff bestehen, zum Beispiel aus Kunststoff, wenn die übrige Vorrichtung (im Wesentlichen) aus Metall besteht.The device and also the wall element are preferably made of metal and / or plastic. The wall element may also consist of a different material from the rest of the device, for example of plastic, if the rest of the device consists (essentially) of metal.
Insbesondere überdeckt das Wandungselement, angesetzt an die Vorrichtung, eine Öffnung in der Vorrichtung. Dabei schließt das Wandungselement auf einem Umfang um die Flanschöffnung flüssigkeitsdicht an die Vorrichtung an, so dass die Leitungsverbindung der Abgabeöffnung mit der Zuleitungsöffnung nach außen flüssigkeitsdicht in der Vorrichtung ausgebildet ist, damit die Flüssigkeit nur durch die Zuleitungsöffnung in die Vorrichtung ein und durch die Abgabeöffnung wieder austreten kann.In particular, the wall element, fitted to the device, covers an opening in the device. In this case, the wall element on a circumference around the flange liquid-tightly connects to the device, so that the line connection of the discharge opening with the inlet opening to the outside is formed liquid-tight in the device, so that the liquid only through the inlet opening into the device and again through the discharge opening can escape.
Vorzugsweise hat das Wandungselement mindestens ein Verbindungselement, das formschlüssig mit einem Verbindungsgegenelement an der Vorrichtung (insbesondere außenseitig auf der Vorrichtung) zusammenwirkt, wenn das Wandungselement an die Vorrichtung angesetzt ist. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung als Verbindungsgegenelemente zwei parallele Nuten auf (wobei die Flanschöffnung zwischen den Nuten angeordnet ist), und das Wandungselement hat als Verbindungselemente Vorsprungstrukturen, zum Beispiel Stege oder Widerhaken oder Schwabenschwanzstrukturen, von denen mindestens eine jeweils in eine der Nuten eingreift und das Wandungselement flüssigkeitsdicht gegen den Umfang der Flanschöffnung gedrückt hält, wenn das Wandungselement an die Vorrichtung angesetzt ist. So kann das Wandungselement zum Abnehmen seitlich von der Vorrichtung abschiebbar ausgebildet sein.Preferably, the wall element has at least one connecting element which cooperates in a form-fitting manner with a connecting counter element on the device (in particular on the outside of the device) when the wall element is attached to the device. Particularly preferably, the device has two parallel grooves (the flange opening is arranged between the grooves) as connecting counter-elements, and the wall element has as connecting elements projection structures, for example webs or barbs or Schwabenschwanzstrukturen, of which at least one engages in each of the grooves and the Wall member liquid-tight against the circumference of the flange opening holds pressed when the wall element is attached to the device. Thus, the wall element can be designed to be pushed off the side of the device for removal.
Um der Gestalt der Abgabeöffnung platzsparend angepasst zu sein, ist auch die Flanschöffnung vorzugsweise breiter als hoch (mit entsprechender Orientierung von Höhe und Breite). Die Flanschöffnung ist dabei von einem ebenen Rand umgrenzt, gegen den eine ebene Innenfläche des Wandungselements flüssigkeitsdicht anliegt, wenn das Wandungselement an die Vorrichtung angesetzt ist. Dies kann die Flüssigkeitsdichtigkeit sicherstellen, auch wenn das Wandungselement zum Abnehmen von der Vorrichtung seitlich abschiebbar ausgebildet ist.To be adapted to the shape of the discharge opening to save space, and the flange opening is preferably wider than high (with appropriate orientation of height and width). The flange opening is bounded by a flat edge, against which a flat inner surface of the wall element liquid-tight, when the wall element is attached to the device. This can ensure the liquid-tightness, even if the wall element is designed to be laterally slidable for removal from the device.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung ein Handwerkszeug, wobei die Zuleitungsöffnung vorzugsweise für den Anschluss einer flexiblen Zuleitung eingerichtet ist.Preferably, the device is a tool, wherein the feed opening is preferably set up for the connection of a flexible supply line.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Abbildungen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung weiter beschrieben. Darin zeigenThese and other advantages and features of the invention will be further described with reference to the following figures of an embodiment of the invention. Show in it
Die Vorrichtung
Die Abgabeöffnung
Um die Geometrie und Dimensionen der Austrittsöffnung
Das Wandungselement
Auch die Flanschöffnung
Der Rand
Um bei dieser ebenen Orientierung der Dichtflächen
Um die Vorrichtung
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