DE102014015057A1 - Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials mit einem an einem ersten Ende (20) eine Materialeintrittsöffnung (18) und an einem zweiten Ende (26) eine Materialaustrittsöffnung (24) aufweisenden, einen Auftragskanal (14) begrenzenden, zumindest über einen Teil seiner Länge biegsamen Auftragsrohr (16), mit einem das Auftragsrohr (16) aufnehmenden, einen Materialzufuhranschluss (28) für das viskose Material zum Auftragsrohr (16) aufweisenden Gehäuse (12), wobei das Auftragsrohr (16) in einem von der Materialeintrittsöffnung (18) ausgehenden Anfangsbereich (30) mit dem Gehäuse (12) verbunden ist und in einem sich zur Materialaustrittsöffnung (24) erstreckenden Endbereich (32) im Abstand zum Gehäuse (12) angeordnet ist, und wobei ein Lagerabschnitt (38) des Endbereichs (32) nahe der Materialaustrittsöffnung (24) in einer motorisch angetriebenen, um eine Längsmittelachse (36) drehbaren Exzenter (40) so gelagert ist, dass seine Mittelachse nicht mit der Längsmittelachse (36) zusammenfällt. Erfindungsgemäß ist ein Nadelventil (44) zum Verschließen des Auftragskanals (14) vorgesehen, das einen Ventilsitz (46) im Endbereich (32) des Auftragsrohrs (16) zwischen dem Lagerabschnitt (38) und der Materialaustrittsöffnung (24) und eine zumindest über einen Teil ihrer Länge elastisch biegsame Ventilnadel (48) zum Aufsetzen auf den Ventilsitz (46) in einer Schließstellung aufweist, wobei die Ventilnadel (48) aus dem Anfangsbereich (30) des Auftragsrohrs (16) ragt und dort mit dem Auftragsrohr (16) verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Solche Vorrichtungen sind beispielsweise aus der
EP 0 852 160 B1 bekannt und finden breite Anwendung beim Auftragen viskoser Materialien auf Werkstücke, beispielsweise beim Auftragen von Klebstoff auf Karosserieteile. Ein Auftragsrohr, aus dessen Materialaustrittsöffnung das viskose Material auf das Werkstück aufgetragen wird, ist dabei nahe seinem Ende in einem Exzenter gelagert, der während des Auftragsvorgangs in Rotation um seine Längsmittelachse versetzt wird und dem exzentrisch gelagerten Auftragsrohr an seiner die Materialaustrittsöffnung aufweisenden Spitze eine Kreisbewegung aufzwingt. Diese Kreisbewegung, die mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute erfolgt, läßt auf das viskose Material Fliehkräfte wirken, die zu einer spiralförmigen Bewegung des Materialstrahls führen. Dies bewirkt einen kreisförmigen Materialauftrag und führt zu einer Breite des aufgetragenen Materialstrangs, die wesentlich größer ist als der Durchmesser der Materialaustrittsöffnung. Das Auftragsrohr muss zu diesem Zweck zumindest über einen Teil seiner Länge elastisch biegsam sein. Bei derartigen Vorrichtungen ist ein Verschlussventil, das den Auftrag des viskosen Materials freigibt bzw. sperrt, im Bereich des Materialzufuhranschlusses vorgesehen, also bei typischen Anwendungsfällen ca. 20 cm von der Materialaustrittsöffnung entfernt. Nach jedem Materialauftrag verbleibt somit Material in einem Bereich zwischen dem Verschlussventil und der Materialaustrittsöffnung, welches nur unzureichend gegenüber Umwelteinwirkungen geschützt ist und in undefinierbarer Weise trocknet bzw. erstarrt oder aushärtet. Bei einem Neustart des Materialauftrags verursacht das zwischen dem Verschlussventil und der Materialaustrittsöffnung verbliebene Material dann oft unerwünschte Effekte. - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Materialauftrag insbesondere bei Auftragsbeginn verbessert wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass nach dem Ende eines Auftragsvorgangs umso weniger Material unkontrollierbaren Umwelteinflüssen ausgesetzt wird, je näher sich das Verschlussventil an der Materialaustrittsöffnung befindet. Das von der Materialaustrittsöffnung aus gesehen sich jenseits des Verschlussventils befindliche Material ist dagegen luftdicht abgeschlossen und behält seine Konsistenz über längere Zeit. Erfindungsgemäß ist das Verschlussventil als Nadelventil ausgebildet, dessen Ventilsitz zwischen dem im Exzenter gelagerten Lagerbereich des Auftragsrohrs und der Materialaustrittsöffnung angeordnet ist. Dabei befindet sich der Ventilsitz so nahe wie möglich an der Materialaustrittsöffnung, zweckmäßig höchstens 30 mm und vorzugsweise höchstens 10 mm oder höchstens 5 mm von dieser entfernt oder unmittelbar vor dieser angeordnet. Die Ventilnadel verläuft dann nahezu über die gesamte Länge des Auftragsrohrs und ragt aus dessen Anfangsbereich heraus. Sie muss somit auch die vom Exzenter dem Auftragsrohr vorgegebene Kreisbewegung mitmachen und ist zu diesem Zweck zumindest über einen Teil ihrer Länge elastisch biegsam.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Abstand des Ventilsitzes von der Materialaustrittsöffnung höchstens zehn Prozent der Länge des Auftragsrohrs, vorzugsweise höchstens fünf Prozent oder höchstens zwei Prozent von dessen Länge.
- Zum Öffnen und Schließen des Nadelventils ist die Ventilnadel vorteilhaft an ihrem aus dem Auftragsrohr ragenden Abschnitt mit einem Kolben versehen, der in einem Zylinder geführt und zum Verschieben der Ventilnadel mit Druck beaufschlagbar ist. Der Zylinder ist vorzugsweise ein Pneumatikzylinder. Diese Ausgestaltung erlaubt eine schnelle und zuverlässige Betätigung des Ventils. Dabei ist die Ventilnadel zweckmäßig gegen die Rückstellkraft einer Feder aus der Schließstellung beweglich, so dass sie dann, wenn der Kolben nicht mit Druck beaufschlagt wird, durch die Federkraft selbsttätig auf den Ventilsitz gedrückt wird.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft einen Verstellmechanismus zum Verstellen des Abstands des Lagerabschnitts zur Längsmittelachse aufweisen, wie ausführlich in der am 07.10.2014 eingereichten
deutschen Patentanmeldung 10 2014 014 592.1 desselben Anmelders beschrieben, deren Offenbarungsgehalt im Hinblick auf den Verstellmechanismus ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. - Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
-
1 eine Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials im Längsschnitt. - Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung
10 dient dem Auftragen eines viskosen Materials, beispielsweise eines Klebstoffs, auf ein Werkstück. Sie weist ein Gehäuse12 auf, in dem ein einen Auftragskanal14 für das viskose Material rings umschließendes Auftragsrohr16 aufgenommen ist. Das Auftragsrohr16 erstreckt sich von einem eine Materialeintrittsöffnung18 aufweisenden ersten Ende20 bis zu einem durch eine Auftragsdüse22 mit einer Materialaustrittsöffnung24 gebildeten zweiten Ende26 . Das viskose Material wird über einen Materialzufuhranschluss28 im Gehäuse12 der Materialeintrittsöffnung18 zugeführt. Das Auftragsrohr16 weist einen vom ersten Ende20 ausgehenden Anfangsbereich30 auf, der mit dem Gehäuse12 verbunden ist, sowie einen sich zum zweiten Ende26 erstreckenden Endbereich32 , der im Abstand zum Gehäuse12 angeordnet ist und über den größten Teil seiner Länge von einem Ringspalt34 umgeben ist. Der Anfangsbereich30 definiert zudem eine mittig durch ihn verlaufende Längsmittelachse36 . - Das Auftragsrohr
16 weist in seinem Endbereich32 einen Lagerabschnitt38 auf, der in einem um die Längsmittelachse36 drehbar im Gehäuse12 angeordneten und motorisch antreibbaren Exzenter40 so gelagert ist, dass seine Mittelachse nicht mit der Längsmittelachse36 zusammenfällt. Eine Drehung des Exzenters40 um die Längsmittelachse36 mittels Beaufschlagung durch einen Elektromotor42 mit einer typischen Drehzahl von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute führt zu einer Bewegung der Materialaustrittsöffnung24 auf einer Kreisbahn, so dass das aus dieser austretende viskose Material aufgrund von Fliehkräften verwirbelt wird und über eine wesentlich größere Breite verteilt wird, als dies ohne Rotation des Exzenters40 der Fall wäre. - Zum Verschließen des Auftragskanals
14 weist die Vorrichtung10 ein Nadelventil44 auf, dessen Ventilsitz46 sich nahe an der Materialaustrittsöffnung24 zwischen dieser und dem Lagerabschnitt38 befindet. Das Nadelventil44 weist eine Ventilnadel48 auf, die in einer Schließstellung auf dem Ventilsitz46 aufsitzt und den Auftragskanal14 nahe der Materialaustrittsöffnung24 verschließt. Die Ventilnadel48 erstreckt sich über nahezu die gesamte Länge des Auftragsrohrs16 von dessen Anfangsbereich30 bis zum Ventilsitz46 und ist durch das erste Ende20 abgedichtet durch das Auftragsrohr16 durchgeführt, so dass sie aus dem Auftragsrohr16 und aus dem Gehäuse12 herausragt. Sie trägt an ihrem aus dem Auftragsrohr16 ragenden Ende einen Kolben50 , der in einem Pneumatikzylinder52 geführt und zum Verschieben der Ventilnadel48 mit Druck beaufschlagbar ist. Eine Druckfeder54 wirkt mit ihrer Federkraft auf den Kolben50 , so dass ein Öffnen des Nadelventils44 gegen die Rückstellkraft der Druckfeder54 erfolgt. In der Zeichnung ist das Nadelventil44 im oberen Totpunkt dargestellt, also in der Offenstellung mit vom Ventilsitz46 abgehobener Ventilnadel48 . - Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials mit einem an einem ersten Ende
20 eine Materialeintrittsöffnung18 und an einem zweiten Ende26 eine Materialaustrittsöffnung24 aufweisenden, einen Auftragskanal14 begrenzenden, zumindest über einen Teil seiner Länge biegsamen Auftragsrohr16 , mit einem das Auftragsrohr16 aufnehmenden, einen Materialzufuhranschluss28 für das viskose Material zum Auftragsrohr16 aufweisenden Gehäuse12 , wobei das Auftragsrohr16 in einem von der Materialeintrittsöffnung18 ausgehenden Anfangsbereich30 mit dem Gehäuse12 verbunden ist und in einem sich zur Materialaustrittsöffnung24 erstreckenden Endbereich32 im Abstand zum Gehäuse12 angeordnet ist, und wobei ein Lagerabschnitt38 des Endbereichs32 nahe der Materialaustrittsöffnung24 in einem motorisch angetriebenen, um eine Längsmittelachse36 drehbaren Exzenter40 so gelagert ist, dass seine Mittelachse nicht mit der Längsmittelachse36 zusammenfällt. Erfindungsgemäß ist ein Nadelventil44 zum Verschließen des Auftragskanals14 vorgesehen, das einen Ventilsitz46 im Endbereich32 des Auftragsrohrs16 zwischen dem Lagerabschnitt38 und der Materialaustrittsöffnung24 und eine zumindest über einen Teil ihrer Länge elastisch biegsame Ventilnadel48 zum Aufsetzen auf den Ventilsitz46 in einer Schließstellung aufweist, wobei die Ventilnadel48 aus dem Anfangsbereich30 des Auftragsrohrs16 ragt und dort mit dem Auftragsrohr16 verbunden ist. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0852160 B1 [0002]
- DE 102014014592 [0008]
Claims (7)
- Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials mit einem an einem ersten Ende (
20 ) eine Materialeintrittsöffnung (18 ) und an einem zweiten Ende (26 ) eine Materialaustrittsöffnung (24 ) aufweisenden, einen Auftragskanal (14 ) begrenzenden, zumindest über einen Teil seiner Länge biegsamen Auftragsrohr (16 ), mit einem das Auftragsrohr (16 ) aufnehmenden, einen Materialzufuhranschluss (28 ) für das viskose Material zum Auftragsrohr (16 ) aufweisenden Gehäuse (12 ), wobei das Auftragsrohr (16 ) in einem von der Materialeintrittsöffnung (18 ) ausgehenden Anfangsbereich (30 ) mit dem Gehäuse (12 ) verbunden ist und in einem sich zur Materialaustrittsöffnung (24 ) erstreckenden Endbereich (32 ) im Abstand zum Gehäuse (12 ) angeordnet ist, und wobei ein Lagerabschnitt (38 ) des Endbereichs (32 ) nahe der Materialaustrittsöffnung (24 ) in einem motorisch angetriebenen, um eine Längsmittelachse (36 ) drehbaren Exzenter (40 ) so gelagert ist, dass seine Mittelachse nicht mit der Längsmittelachse (36 ) zusammenfällt, gekennzeichnet durch ein Nadelventil (44 ) zum Verschließen des Auftragskanals (14 ), das einen Ventilsitz (46 ) im Endbereich (32 ) des Auftragsrohrs (16 ) zwischen dem Lagerabschnitt (38 ) und der Materialaustrittsöffnung (24 ) und eine zumindest über einen Teil ihrer Länge elastisch biegsame Ventilnadel (48 ) zum Aufsetzen auf den Ventilsitz (46 ) in einer Schließstellung aufweist, wobei die Ventilnadel (48 ) aus dem Anfangsbereich (30 ) des Auftragsrohrs (16 ) ragt und dort mit dem Auftragsrohr (16 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ventilsitz (
46 ) in einem Abstand von höchstens 30 mm, vorzugsweise höchstens 10 mm und bevorzugt höchstens 5 mm von der Materialaustrittsöffnung (24 ), befindet. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Ventilsitzes (
46 ) von der Materialaustrittsöffnung (24 ) höchstens zehn Prozent der Länge des Auftragsrohrs (16 ) beträgt, vorzugsweise höchstens fünf Prozent und bevorzugt höchstens zwei Prozent von dessen Länge. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (
48 ) an ihrem aus dem Auftragsrohr (16 ) ragenden Abschnitt mit einem Kolben (50 ) versehen ist, der in einem Zylinder (52 ) geführt und zum Verschieben der Ventilnadel (48 ) mit Druck beaufschlagbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (
52 ) ein Pneumatikzylinder ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (
48 ) gegen die Rückstellkraft einer Feder (54 ) aus der Schließstellung beweglich ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verstellmechanismus zum Verstellen des Abstands des Lagerabschnitts (
38 ) zur Längsmittelachse (36 ).
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