DE102022103375A1

DE102022103375A1 - Piezo-Aktorvorrichtung, vorzugsweise mit transversal auslenkbarer Düse

Info

Publication number: DE102022103375A1
Application number: DE102022103375.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Renz
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2022-02-14
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2023-08-17
Also published as: WO2023151993A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Piezo-Aktorvorrichtung (100), vorzugsweise zur Anbringung an einen Manipulator (201) und/oder zur Ermöglichung einer Swirl-Applikation auf einem Bauteil (202), mit einer Düse (2) zur Ausgabe eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (202), einer die Düse (2) aufweisenden, vorzugsweise hohlen und/oder als Rohr ausgebildeten, Stange (1), und zumindest zwei Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x), die eingerichtet sind, um die Stange (1) in unterschiedliche Richtungen transversal zu ihrer Längsachse (11) auszulenken, wodurch vorzugsweise die Düse (2) entlang zumindest einer Bewegungsbahn (P) bewegbar ist. Die Erfindung betrifft auch eine zugehörige Applikationsvorrichtung (200) und ein zugehöriges Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Piezo-Aktorvorrichtung, vorzugsweise mit transversal auslenkbarer Düse zur Ausgabe eines Applikationsmittels, z. B. zur Ermöglichung einer Swirl-Applikation auf einem Bauteil.
Insbesondere im Bereich der Fahrzeugabdichtung und Fahrzeugkonservierung mit PVC- Plastisolen oder der Applikation von Klebstoffen sind bislang Techniken wie z.B. Flatstream, Airless, Rundstrahl oder verwandte Applikationen bekannt. Der Einsatz eines sogenannten Swirls für eine Swirl-Applikation stellt hier eine spezielle Applikationstechnik von Rundstrahlnähten dar. Aus z. B. der DE 10 2014 015 057 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Erzeugung einer üblichen Swirl-Applikation bekannt.
Üblicherweise wird zur Erzeugung einer Swirl-Applikation auf einem Bauteil eine Düse über einen Elektromotor mittels eines Exzenters auf einer Kreisbahn um eine Systemzentralachse (z. B. Drehachse) ausgelenkt, um die Rundstrahlnaht in breiteren, überlappenden Kreisen aufzutragen. Die Parameter für eine solche Rundstrahlnaht werden also im Vergleich zu einer konventionellen Ausgabeeinrichtung (z. B. Volumenstrom, Düsendurchmesser, Robotergeschwindigkeit etc.) noch um die Drehzahl und die Auslenkung des Exzenters erweitert.
Durch eine Auslenkung der Düse mittels eines Elektromotors mit Exzenter sind z. B. Randanhäufungen bei der erzeugten Naht aber unabdingbar, da sich der Applikationsmittel-Strahl in einer Sinuswelle auf der Applikationsoberfläche ablegt, wenn der Applikator z. B. mittels eines Roboters entlang des Bauteils bewegt wird. Um diesen Nachteil ausgleichen zu können, müsste die Verweildauer der Düse am Nahtrand so wie in der Nahtmitte gleich lang sein, um gleich viel Applikationsmittel aufzutragen. Das ist z.B. mit einer elliptischen Kreisbahn möglich, was aber ein Umorientieren des Applikators notwendig macht.
Sollte während der Applikation die Auslenkung des Exzenters geändert werden müssen, z. B. um die Naht anzupassen, ist eine aktive Exzenterverstellung notwendig, die, basierend auf dem gleichen Konzept (insbesondere angetrieben durch einen Elektromotor), komplex und Fehler-anfällig ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative und/oder verbesserte Vorrichtung zur Applikation eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (z. B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) bereitzustellen, insbesondere zur Ermöglichung einer Swirl-Applikation auf dem Bauteil.
Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Erfindung betrifft eine Piezo-Aktorvorrichtung, z. B. zur Anbringung an einen Manipulator (z. B. Roboter) und/oder zur Ermöglichung einer Swirl-Applikation, insbesondere auf einem Bauteil wie z. B. einem Kraftfahrzeugkarosseriebauteil.
Die Piezo-Aktorvorrichtung umfasst eine Düse, insbesondere mit einer Ausgabeöffnung, zur Ausgabe eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (z. B. ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil).
Das Applikationsmittel kann z. B. ein viskoses, insbesondere hochviskoses Applikationsmittel sein.
Das Applikationsmittel kann z. B. ein Dichtmittel, ein Polyvinylchlorid (PVC, insbesondere ein PVC-Plastisol), einen Dickstoff, einen Lack, ein Klebemittel, ein Konservierungsmittel (z. B. Wachs) und/oder einen Dämmstoff umfassen.
Die Piezo-Aktorvorrichtung umfasst auch eine die Düse aufweisende (z. B. hohle und/oder als Rohr ausgebildete) Stange und zumindest zwei Piezo-Aktor-Einrichtungen.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen sind insbesondere eingerichtet, um die Stange (insbesondere während einer Ausgabe des Applikationsmittels) in unterschiedliche Richtungen transversal (z. B. seitlich, quer, schräg und/oder im Wesentlichen orthogonal) zur Längsachse der Stange auszulenken, vorzugsweise variabel auszulenken.
Dadurch ist es z. B. möglich, dass die Düse vorzugsweise entlang zumindest einer Bewegungsbahn (z. B. um eine Systemzentralachse) bewegbar ist. Die zumindest eine Bewegungsbahn kann z. B. zumindest eine im Wesentlichen kreisförmige Bewegungsbahn, zumindest eine im Wesentlichen elliptische Bewegungsbahn und/oder zumindest eine von einer kreisförmigen Bewegungsbahn abweichende Bewegungsbahn umfassen. Alternativ oder ergänzend ist sogar z. B. zumindest eine Zick-Zack-förmige Bewegungsbahn und/oder zumindest eine polygonförmige Bewegungsbahn möglich.
Die Piezo-Aktorvorrichtung ist vorzugsweise geeignet für die Applikation eines oder mehrerer, insbesondere mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen definierbarer Muster (z. B. mit hochviskosem Applikationsmittel).
Es ist somit vorzugsweise möglich, dass durch die Auslenkung der Düse mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen auch eine oder mehrere andere Bewegungsbahnen als nur Kreisbahnen für die Düse erzeugt werden können, z. B. um eine Applikationsmittelverteilung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht vorteilhaft beeinflussen zu können.
Vorzugsweise kann sich die zumindest eine Bewegungsbahn (z. B. exzentrisch) um eine Systemzentralachse der Piezo-Aktorvorrichtung erstrecken.
Die zumindest eine Bewegungsbahn bildet vorzugsweise eine (z. B. offene oder geschlossene) Bewegungsbahn und/oder Umlaufbahn zweckmäßig um die Systemzentralachse.
Besonders bevorzugt kann es sein, dass die Düse mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen z. B. entlang unterschiedlicher Bewegungsbahnen (z. B. um die Systemzentralachse) bewegbar ist.
Alternativ oder ergänzend kann es besonders bevorzugt sein, dass mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen z. B. eine Applikationsmittelverteilung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht vorteilhaft beeinflusst (z. B. verändert) werden kann. Dadurch kann z. B. eine im Wesentlichen gleichmäßige Applikationsmittelverteilung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht erreicht werden und/oder eine Applikationsmittel-Randanhäufung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht reduziert werden, vorzugsweise im Wesentlichen vermieden werden.
Mittels der durch die Piezo-Aktor-Einrichtungen vorteilhaft variablen Auslenkung der Stange und somit der Düse können vorzugsweise unterschiedliche Bewegungsbahnen für die Düse erzeugt werden.
Durch die Auslenkung der Düse mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen können üblicherweise komplexe mechanische Konstruktionen zum Verändern eines „Exzenters“ vorteilhaft entfallen.
Die unterschiedlichen Bewegungsbahnen können z. B. geometrisch unterschiedlich sein (z. B. kreisförmig und elliptisch) und/oder geometrisch gleich sein, aber unterschiedlich groß (z. B. unterschiedlich groß kreisförmig).
Zu erwähnen ist, dass die Piezo-Aktorvorrichtung vorzugsweise während der Ausgabe des Applikationsmittels auf das Bauteil mittels des Manipulators entlang des Bauteils bewegt wird, um eine Applikation (z. B. eine Applikationsmittelnaht, eine Beschichtung etc.) auf dem Bauteil zu erzeugen. Es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Piezo-Aktorvorrichtung stationär montiert ist.
Die Piezo-Aktorvorrichtung kann z. B. eine Lagereinrichtung (z. B. ein Taumellager) zum Lagern der Stange umfassen.
Die Lagereinrichtung kann z. B. eingerichtet sein, um die Stange taumelbar zu lagern und/oder relativ zu ihrer Längsachse transversal bewegbar zu lagern. Alternativ oder ergänzend kann die Lagereinrichtung z. B. mittels zumindest eines elastischen Lagerelements (zweckmäßig axial und/oder radial) gelagert sein, vorzugsweise mittels zumindest eines insbesondere elastischen O-Rings.
Im Kontext der Erfindung ist es möglich, dass die Lagereinrichtung einen (z. B. axialen und/oder radialen) Bewegungsfreiheitsgrad für die Stange zur Verfügung stellt und der Bewegungsfreiheitsgrad kleiner ist als 5mm, 2mm, 1mm oder 0,5mm.
Die Systemzentralachse kann sich z. B. axial durch die Lagereinrichtung erstrecken und/oder z. B. durch eine Mittelachse der Lagereinrichtung definiert werden.
Es ist möglich, dass die Stange in einem Lagerbereich mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen antreibbar ist, vorzugsweise relativ zu ihrer Längsachse transversal antreibbar ist. Der Lagerbereich kann somit vorzugsweise eine Antriebstelle zum transversalen Auslenken der Stange bilden.
Der Lagerbereich kann z. B. zwischen der Lagereinrichtung und der Düse positioniert sein.
Es ist möglich, dass eine Längserstreckung der Stange vom Lagerbereich bis zum Austritt der Düse größer oder gleich groß ist wie eine Längserstreckung der Stange vom Lagerbereich bis zur Lagereinrichtung.
Die Längserstreckung der Stange vom Lagerbereich bis zum Austritt der Düse kann z. B. um einen Faktor von zumindest 1,1, zumindest 1,2, zumindest 1,5, zumindest 1,8 oder zumindest 2 größer sein als die Längserstreckung der Stange vom Lagerbereich bis zur Lagereinrichtung.
Eine Auslenkung der Düse kann vorzugsweise größer sein als eine Auslenkung der Stange im Lagerbereich B2, wobei z. B. eine Auslenkung der Stange an der Lagereinrichtung kleiner sein kann als die Auslenkung im Lagerbereich B2. (z. B.: L2 > L1 und/oder h2 >h1 > h0).
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen können z. B. eingerichtet sind, um die Stange mit einer, vorzugsweise variierbaren, Betätigungsfrequenz zwischen beispielsweise 0 Hz bis zumindest 300 Hz, bis zumindest 350 Hz, bis zumindest 400 Hz, bis zumindest 450 Hz, bis zumindest 550 Hz, bis zumindest 650 Hz oder bis zumindest 700 Hz zu beaufschlagen.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen können z. B. auch eingerichtet sind, um die Düse mittels der Stange auf zumindest einer Bewegungsbahn, vorzugsweise einer Kreisbahn zu bewegen, die einer Drehzahl von beispielsweise zumindest 10.000, zumindest 15.000 oder zumindest 20.000 Umdrehungen pro Minute entspricht.
Die Stange kann z. B. hohl sein, als Rohr ausgebildet sein und/oder insbesondere einen z. B. zentralen Applikationsmittelkanal aufweisen, um das Applikationsmittel zur Düse zu führen.
Im Kontext der Erfindung kann die Stange somit z. B. als Rohr (z. B. Düsenrohr) und/oder als länglicher Hohlkörper ausgebildet sein.
Der Applikationsmittelkanal kann sich z. B. zumindest abschnittsweise oder vollständig im Wesentlichen koaxial oder parallel zur Längsachse der Stange erstrecken.
Der Applikationsmittelkanal kann sich z. B. durch die Lagereinrichtung und/oder durch den Lagerbereich erstrecken und/oder eine axiale Einlassöffnung für das Applikationsmittel umfassen.
Der Applikationsmittelkanal kann sich z. B. bis zur Düse und/oder bis zum Austritt der Düse erstrecken.
Es ist möglich, dass die Piezo-Aktorvorrichtung einen Applikator umfasst.
Die Lagereinrichtung kann z. B. in dem Applikator positioniert sein.
Der Lagerbereich kann z. B. außerhalb des Applikators positioniert sein.
Das Applikationsmittel kann vorzugsweise durch den Applikator in die Stange und/oder die Düse geführt werden.
Es ist möglich, dass Piezo-Aktorvorrichtung ein Applikationsmittelventil zum Aktivieren und Deaktivieren der Ausgabe des Applikationsmittels umfasst. Das Applikationsmittelventil, insbesondere dessen Ventilsitz, kann z. B. der Stange vorgelagert sein kann und/oder außerhalb der Stange positioniert sein. Das Applikationsmittelventil ist vorzugsweise ein Nadelventil und kann somit insbesondere eine Ventilnadel umfassen. Das Applikationsmittelventil und/oder ein Ventilsitz für die Ventilnadel ist z. B. in dem Applikator positioniert und zwar vorzugsweise stromaufwärts der Stange.
Die Piezo-Aktorvorrichtung kann z. B. ein eine Ventilnadel aufweisendes Applikationsmittelventil zum Aktivieren und Deaktivieren der Ausgabe des Applikationsmittels umfassen, wobei vorzugsweise die Ventilnadel sich zweckmäßig zumindest abschnittsweise axial in der Düse und/oder in der Stange erstrecken kann und z. B. von Applikationsmittel umströmbar sein kann. Die Ventilnadel kann vorzugsweise biegsam (z. B. elastisch) ausgebildet sein, sich durch die Lagereinrichtung und/oder durch den Lagerbereich hindurch erstrecken. Ein Ventilsitz für die Ventilstange ist vorzugsweise in der Stange, in der Düse und/oder zweckmäßig kurz vor der Düse positioniert, z. B. im ausgangsseitigen Viertel, Fünftel oder Sechstel der Stange. Dadurch kann vorteilhaft ein Nachtropfen des Applikationsmittels reduziert oder vermieden werden. Die Ventilnadel kann z. B. an zumindest einer oder zumindest zwei Führungsstellen innerhalb der Stange geführt sein.
Es ist möglich, dass die Piezo-Aktor-Einrichtungen jeweils einen Piezo-Aktor umfassen.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen können z. B. jeweils eine Betätigungsarmstruktur zum Betätigen der Stange umfassen, wobei die Betätigungsarmstrukturen vorzugsweise durch den jeweiligen Piezo-Aktor betätigt (z. B. angetrieben) werden können.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur kann z. B. Teil eines zumindest Dreigelenk- oder zumindest Viergelenk-Hebelmechanismus sein.
Es ist möglich, dass die jeweilige Betätigungsarmstruktur um ein Basisgelenk schwenkbar ist, der jeweilige Piezo-Aktor über ein Kopplungsgelenk an die jeweilige Betätigungsarmstruktur gekoppelt ist, die jeweilige Betätigungsarmstruktur mittels eines Zwischengelenks in einen ersten (z. B. schwenkbaren) Teilabschnitt und einen zweiten (z. B. axial bewegbaren) Teilabschnitt geteilt ist und/oder die jeweilige Betätigungsarmstruktur über ein Verbindungsgelenk zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar an die Stange gekoppelt ist, insbesondere am und/oder mittels des Lagerbereichs.
Zumindest eines der zuvor genannten Gelenke kann z. B. durch eine Materialschwächung (z. B. ein Bereich reduzierter Biegesteifigkeit, insbesondere relativ zu zwei angrenzenden Bereichen höherer Biegesteifigkeit, und/oder eine lokale Querschnittsverringerung) ausgebildet sein, einstückig-integral mit der jeweiligen Betätigungsarmstruktur verbunden sein, als Festkörpergelenk ausgebildet sein, und/oder elastisch verformbar ausgebildet sein.
Das Basisgelenk kann vorzugsweise eine Lagerstelle bilden, die z. B. eine Verdrehung der jeweiligen Betätigungsarmstruktur ermöglicht, aber vorzugsweise alle Verschiebungen unterbinden kann. Das Basisgelenk kann somit z. B. ein Festlager bilden.
Es ist möglich, dass der jeweilige Piezo-Aktor in seiner Querrichtung auf der einen Seite vorzugsweise fest gelagert ist und/oder auf der anderen Seite (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) an die jeweilige Betätigungsarmstruktur gekoppelt ist. Alternativ oder ergänzend kann der jeweilige Piezo-Aktor z. B. in seiner Längsrichtung insbesondere lagerungsfrei verformbar sein.
Der jeweilige Piezo-Aktor kann z. B. eine elastisch verformbare, metallische und/oder schalenförmige Rahmenkonstruktion aufweisen, wobei vorzugsweise die Rahmenkonstruktion als z. B. Biegespannrahmen und/oder zur Verstärkung einer Betätigungskraft auf die jeweilige Betätigungsarmstruktur ausgebildet sein kann.
Es ist möglich, dass in der jeweiligen Rahmenkonstruktion zumindest ein piezoaktives Element untergebracht ist (z. B. zumindest ein Piezo-Stack). Das zumindest eine piezoaktive Element kann z. B. aus Keramik, insbesondere Niederspannungskeramik ausgebildet sein.
Das zumindest eine piezoaktive Element kann insbesondere von innen auf die jeweilige Rahmenkonstruktion wirken.
Das zumindest eine piezoaktive Element dient vorzugsweise zur längsorientierten Verformung der jeweiligen Rahmenkonstruktion, z. B. um eine insbesondere querorientierte Verformung der jeweiligen Rahmenkonstruktion zur Erzeugung einer Betätigungskraft für die jeweilige Betätigungsarmstruktur zu bewirken.
Das zumindest eine piezoaktive Element kann somit vorzugsweise im Wesentlichen in Längsrichtung der jeweiligen Rahmenkonstruktion auf die jeweilige Rahmenkonstruktion wirken, z. B. um eine (insbesondere querorientierte) Betätigungskraft auf die jeweilige Betätigungsarmstruktur zu erzeugen.
Es ist möglich, dass die jeweilige Rahmenkonstruktion in ihrer Umfangsrichtung umlaufend ist, insbesondere geschlossen ist.
Die jeweilige Rahmenkonstruktion ist vorzugsweise länglich ausgebildet, z. B. im Wesentlichen ellipsenförmig bis im Wesentlichen rautenförmig und/oder bis im Wesentlichen ring- oder kreisförmig.
Es ist möglich, dass in der jeweiligen Rahmenkonstruktion mehrere piezoaktive Elemente (z. B. Piezo-Stacks) in Längsrichtung der jeweiligen Rahmenkonstruktion untereinander und/oder mit der jeweiligen Rahmenkonstruktion verkoppelt sind, z. B. zur Kraft- und/oder Wegerhöhung.
In Querrichtung der jeweiligen Rahmenkonstruktion kann z. B. ein Freiraum zur Verfügung gestellt sein, um eine Formänderung der jeweiligen Rahmenkonstruktion zu ermöglichen.
Der jeweilige Piezo-Aktor kann vorzugsweise quer (z. B. im Wesentlichen rechtwinklig) zu seiner Längserstreckung die jeweilige Betätigungsarmstruktur betätigen. Alternativ oder ergänzend kann die jeweilige Rahmenkonstruktion vorzugsweise quer (z. B. im Wesentlichen rechtwinklig) zu ihrer Längserstreckung die jeweilige Betätigungsarmstruktur betätigen.
Die Betätigungsarmstrukturen sind vorzugsweise in einem Winkel winklig zueinander angeordnet, um in unterschiedliche Richtungen auf die Stange zu wirken, insbesondere nicht-parallel und/oder in einem Winkel von ungleich 0° und/oder ungleich 180° auf die Stange zu wirken.
Es ist möglich, dass die Piezo-Aktor-Einrichtungen, z. B. jeweils in einer Ebene (z. B. orthogonal zur Systemzentralachse und/oder zum Austritt der Düse), in einem Winkel von ungleich 0° und/oder ungleich 180° zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere ist es möglich, dass die Betätigungsarmstrukturen, z. B. jeweils in einer Ebene (z. B. orthogonal zur Systemzentralachse und/oder zum Austritt der Düse), in einem Winkel von ungleich 0° und/oder ungleich 180° zueinander ausgerichtet sind.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen, insbesondere deren Betätigungsarmstrukturen, können z. B. eingerichtet sein, um in einem Winkel von ungleich 0° und/oder ungleich 180° auf die Stange zu wirken, insbesondere nicht-parallel zueinander auf die Stange zu wirken.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen sind insbesondere eingerichtet, um die Stange in unterschiedliche nicht-parallel zueinander ausgerichtete Richtungen transversal (z. B. seitlich, quer, schräg und/oder im Wesentlichen orthogonal) zur Längsachse der Stange auszulenken, vorzugsweise variabel auszulenken.
Dadurch kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass die Stange in unterschiedlichen (insbesondere nicht-parallelen) Richtungen ausgelenkt werden kann.
Es ist möglich, dass die Piezo-Aktor-Einrichtungen vorzugsweise außen am Applikator festgelegt sind, z. B. montiert sind.
Die Piezo-Aktorvorrichtung, vorzugsweise der Applikator, kann z. B. mit einer Drehdurchführung verbunden sein, über die z. B. das Applikationsmittel zuführbar und/oder rückführbar ist.
Es ist möglich, dass die Piezo-Aktorvorrichtung mit einer Heizeinrichtung verbunden ist, mittels der das Applikationsmittel beheizbar ist, was z. B. bei hochviskosem Applikationsmittel, insbesondere Klebemittel vorteilhaft sein kann. Alternativ oder ergänzend kann die Piezo-Aktorvorrichtung z. B. mit einer Kühleinrichtung (z. B. zumindest ein Peltierelement) verbunden sein, mittels der das Applikationsmittel kühlbar ist.
Die Heizeinrichtung und/oder die Kühleinrichtung kann z. B. am oder im Applikator verbaut sein und/oder, zweckmäßig in Flussrichtung des Applikationsmittels, stromaufwärts des Applikationsmittelventils oder stromabwärts des Applikationsmittelventils positioniert sein.
Die Piezo-Aktorvorrichtung, vorzugsweise der Applikator, kann z. B. zumindest einen Sensor zur Messung einer Temperatur des Applikationsmittels umfassen und/oder zumindest einen Sensor zur Messung eines Drucks des Applikationsmittels umfassen.
Der zumindest eine Sensor zur Messung einer Temperatur des Applikationsmittels und/oder der zumindest eine Sensor zur Messung eines Drucks des Applikationsmittels ist, zweckmäßig in Flussrichtung des Applikationsmittels, stromaufwärts des Applikationsmittelventils positioniert ist, um vorzugsweise stromaufwärts des Applikationsmittelventils zu messen.
Die Piezo-Aktorvorrichtung kann z. B. eine Applikationsmittel-Zuführung (z. B. Vorlauf) und eine Applikationsmittel-Rückführung (z. B. Rücklauf) zur Applikationsmittelzirkulation umfassen oder zumindest zwei Applikationsmittel-Zuführungen aufweisen, über die z. B. unterschiedliche Applikationsmittel zuführbar und vorzugsweise mittels der Düse ausgebbar sind. Die Piezo-Aktorvorrichtung kann somit insbesondere auch zum wahlweisen Ausgeben unterschiedlicher Applikationsmittel ausgebildet sein.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen können z. B. eingerichtet sein, um in Abhängigkeit einer (z. B. einstellbaren) Erregungsenergie für ihren jeweiligen Piezo-Aktor die Stange, zweckmäßig unterschiedlich weit, in unterschiedliche Richtungen transversal zu ihrer Längsachse auszulenken. Dadurch kann insbesondere in Abhängigkeit der jeweiligen Piezo-Aktor-Erregungsenergie ein jeweiliger Hub auf die Stange gesteuert werden.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen können insbesondere eingerichtet sein, um einen jeweiligen Hub auf die Stange auszuüben, wobei der jeweilige Hub in Abhängigkeit einer Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor (zweckmäßig frei und/oder beliebig) einstellbar ist, vorzugsweise auf zumindest eine Zwischenstellung zwischen einem Maximalhub und einem Minimalhub.
Die Erregungsenergie ist insbesondere elektrische Erregungsenergie (zweckmäßig elektrische Spannung).
Im Kontext der Erfindung ist es somit vorzugsweise möglich, als Applikationsvariable einen jeweiligen Hub zum transversalen Auslenken der Stange (vorzugsweise frei und/oder beliebig) einstellen zu können, was vorteilhaft die Erzeugung z. B. unterschiedlicher Bewegungsbahnen für die Düse ermöglicht.
Es ist möglich, dass eine z. B. elektronische Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt ist, um eine der jeweiligen Piezo-Aktor-Einrichtung und/oder dem jeweiligen Piezo-Aktor zuzuführende Erregungsenergie zu steuern.
Es ist möglich, dass eine Generatoreinrichtung zur Erzeugung der Erregungsenergie (z. B. elektrische Spannung, Spannungssignale etc.) für den jeweiligen Piezo-Aktor zur Verfügung gestellt ist.
Es ist möglich, dass z. B. eine Verstärkungseinrichtung zur Verstärkung der durch die Generatoreinrichtung erzeugten Erregungsenergie zur Verfügung gestellt ist.
Die Generatoreinrichtung kann z. B. einen oder mehrere Generatoren aufweisen.
Die Verstärkungseinrichtung kann zweckmäßig einen oder mehrere Verstärker aufweisen.
Die Steuereinrichtung kann z. B. zur Steuerung der Generatoreinrichtung und/oder der Verstärkungseinrichtung eingerichtet sein.
Folglich kann die Steuereinrichtung die Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor z. B. über die Generatoreinrichtung und/oder die Verstärkungseinrichtung steuern.
Der jeweilige Piezo-Aktor ist vorzugsweise mit (zweckmäßig elektrischer) Erregungsenergie ansteuerbar, insbesondere Spannung, zweckmäßig Spannungssignalen.
Die Steuereinrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, um die Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor zu steuern.
Die Steuereinrichtung ist insbesondere eine elektronische Steuereinrichtung und kann z. B. zumindest eine Recheneinheit und/oder zumindest einen Prozessor umfassen.
Die Steuereinrichtung kann z. B. eine Speichereinheit umfassen, in der eine Steuersoftware (z. B. ein Steuerprogramm) und/oder eine Steuerlogik hinterlegt sein kann, gemäß welcher die Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor gesteuert werden kann.
Es besteht im Rahmen der Erfindung z. B. die Möglichkeit, dass die Steuereinrichtung mit ihrer Funktion auf eine zentrale Steuereinheit oder mehrere verschiedene Hardware-Komponenten und/oder Steuereinheiten verteilt ist.
Die Piezo-Aktoren können, vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung, z. B. unabhängig voneinander steuerbar sein.
Die Piezo-Aktoren können z. B. mit einer gleich oder unterschiedlich großen Betätigungsfrequenz und/oder Erregungsenergie beaufschlagt werden.
Die Piezo-Aktorvorrichtung ermöglicht vorzugsweise eine definierte Applikation des Applikationsmittels auf dem Bauteil, wodurch z. B. Nacharbeiten reduziert oder sogar gänzlich entfallen können. Durch die definierte Applikation des Applikationsmittels kann vorteilhaft auch der Verbrauch an Applikationsmittel reduziert werden, wodurch z. B. eine nachhaltige Produktion gefördert werden kann.
Das Applikationsmittel ist vorzugsweise viskos, insbesondere hochviskos.
Im Kontext der Erfindung dient der jeweilige Piezo-Aktor vorzugsweise zum insbesondere mittelbaren Bewegen und/oder Betätigen der Stange, vorzugsweise über die jeweilige Betätigungsarmstruktur.
Die Steuereinrichtung kann z. B. den jeweiligen Piezo-Aktor z. B. mittelbar oder unmittelbar ansteuern.
Die Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor kann z. B. mittels der Verstärkungseinrichtung verstärkte oder nicht-verstärkte oder reduzierte Erregungsenergie sein.
Zu erwähnen ist, dass die Piezo-Aktor-Einrichtungen zweckmäßig eingerichtet sein können, um die Stange insbesondere in zueinander nicht-parallelen unterschiedlichen Richtungen transversal (z. B. seitlich, quer, schräg und/oder im Wesentlichen orthogonal) zur Längsachse der Stange auszulenken, vorzugsweise variabel auszulenken.
Die Stange kann z. B. einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Düse z. B. einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
Die Düse kann z. B. an die Stange zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar anmontiert sein, z. B. lösbar oder unlösbar. Es ist z. B. auch möglich, dass die Düse z. B. als einstückig-integraler Teil der Stange ausgebildet ist.
Die Düse und die Stange können vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sein.
Die Piezo-Aktorvorrichtung dient vorzugsweise zur Herstellung einer Applikation (z. B. einer Applikationsmittelnaht, einer Beschichtung und/oder einer Swirl-Applikation etc.) auf dem Bauteil.
Die Piezo-Aktorvorrichtung kann vorzugsweise während der Ausgabe des Applikationsmittels auf das Bauteil mittels des Manipulators entlang des Bauteils bewegt werde, um eine Applikation (z. B. eine Applikationsmittelnaht, eine Beschichtung und/oder eine Swirl-Applikation etc.) auf dem Bauteil zu erzeugen. Es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Piezo-Aktorvorrichtung z. B. stationär montiert ist.
Zu erwähnen ist, dass die jeweilige Betätigungsarmstruktur, insbesondere der jeweilige erste Teilabschnitt und/oder zweite Teilabschnitt, z. B. zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet sein kann, insbesondere um sich während der Betätigung der Stange elastisch verformen und/oder verbiegen zu können.
Zu erwähnen ist auch, dass in einem nicht-ausgelenkten Zustand und/oder einer Grund- oder Neutralstellung der Stange die Längsachse der Stange und die Systemzentralachse vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zueinander ausgerichtet sein können.
Zu erwähnen ist des Weiteren, dass die Piezo-Aktorvorrichtung z. B. zumindest drei oder zumindest vier Piezo-Aktor-Einrichtungen und/oder z. B. zumindest drei oder zumindest vier Betätigungsarmkonstruktionen umfassen kann.
Zu erwähnen ist nochmals, dass Stange vorzugsweis als Rohr (z. B. Düsenrohr) ausgebildet sein kann, insbesondere mit axialer Einlassöffnung für das Applikationsmittel und/oder axialer Auslassöffnung für das Applikationsmittel. Die Stange kann somit z. B. hohl sein, insbesondere ein länglicher Hohlkörper.
Die Erfindung umfasst auch eine Applikationsvorrichtung mit zumindest einer Piezo-Aktorvorrichtung wie hierin offenbart.
Die Applikationsvorrichtung kann z. B. einen ein- oder mehrachsigen (z. B. zumindest 2, zumindest 3, zumindest 4 oder zumindest 5 achsigen) Manipulator, insbesondere Roboter zum Führen der Piezo-Aktorvorrichtung aufweisen. Der Manipulator dient insbesondere dazu, die Piezo-Aktorvorrichtung (insbesondere während einer Applikation des Applikationsmittels) entlang des Bauteils zu bewegen, wodurch eine Überlagerung der mittels der Piezo-Aktorvorrichtung erzeugten Düsenbewegungen und der durch den Manipulator erzeugten Bewegungen erfolgt, um z. B. eine Applikation (z. B. eine Applikationsmittelnaht, eine Beschichtung und/oder eine Swirl-Applikation etc.) auf dem Bauteil erzeugen zu können.
Es ist aber auch möglich, dass die Piezo-Aktorvorrichtung stationär montiert ist und somit z. B. an keinem Roboter oder Manipulator montiert ist.
Die Steuereinrichtung kann z. B. auch zum Steuern des hierin offenbarten Manipulators, insbesondere Roboters, dienen. Bei der Steuereinrichtung kann es sich somit z. B. um die Manipulator-Steuereinrichtung, insbesondere die Roboter-Steuereinrichtung handeln.
Es ist möglich, dass ein (z. B. Kamera- oder Laser basiertes) Erfassungssystem (z. B. mit einer oder mehreren Kameras und/oder einem oder mehreren Lasern) zur Verfügung gestellt ist, z. B. um insbesondere eine der Applikation zeitlich vorgelagerte Bauteilvermessung durchzuführen und/oder um ein Applikationsergebnis (z. B. zur Durchführung einer Qualitätskontrolle, insbesondere einer online Qualitätskontrolle) zu erfassen. Die hierhin erwähnte Steuereinrichtung kann z. B. eingerichtet sein, um die Applikation in Abhängigkeit von mittels des Erfassungssystems erfasster Parameter zu steuern.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren, insbesondere für eine Piezo-Aktorvorrichtung und/oder eine Applikationsvorrichtung wie hierin offenbart, so dass die Offenbarung zur Piezo-Aktorvorrichtung und/oder zur Applikationsvorrichtung zweckmäßig ebenso für das Verfahren gilt.
Bei dem Verfahren gibt eine Düse ein Applikationsmittel auf ein Bauteil aus und zumindest zwei Piezo-Aktor-Einrichtungen lenken eine die Düse aufweisende (z. B. hohle und/oder als Rohr ausgebildete) Stange in unterschiedliche Richtungen transversal (z. B. seitlich, quer, schräg und/oder im Wesentlichen orthogonal) zur Längsachse der Stange aus.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung können zweckmäßig miteinander kombiniert werden. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Piezo-Aktorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 zeigt eine Ansicht der Piezo-Aktorvorrichtung von vorne,
3 zeigt eine Ansicht der Piezo-Aktorvorrichtung von oben,
4 zeigt eine Schnittansicht der Piezo-Aktorvorrichtung,
5 zeigt die Schnittansicht der 4, insbesondere zur Erläuterung eines Funktions-/Betätigungsprinzips gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 illustriert schematisch ein Funktions-/Betätigungsprinzip gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 und 8 illustrieren unterschiedliche Düsen-Bewegungsbahnen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9 zeigt eine Applikationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
10 zeigt ein Steuerungsschema für eine Piezo-Aktorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann, um Wiederholungen zu vermeiden. Zu Darstellungszwecken sind nicht alle Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 3 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Piezo-Aktorvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Piezo-Aktorvorrichtung 100 dient vorzugsweise zur Herstellung einer Applikation (z. B. eine Applikationsmittelnaht, einer Beschichtung etc.) auf einem in 9 schematisch dargestelltem Bauteil 202 (z. B. ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) und zwar insbesondere zur Ermöglichung einer Swirl-Applikation. Bei dem Applikationsmittel kann es sich z. B. um ein viskoses, insbesondere hochviskoses Applikationsmittel handeln.
Die Piezo-Aktorvorrichtung 100 umfasst eine Düse 2 zur Ausgabe eines Applikationsmittels auf das Bauteil 202, eine die Düse 2 aufweisende Stange 1 und zumindest zwei Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x. Die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x umfassen jeweils einen Piezo-Aktor 4, 4x und eine durch den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x betätigbare, insbesondere antreibbare Betätigungsarmstruktur 3, 3x zum Betätigen, insbesondere antreiben der Stange 1.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x sind eingerichtet, um, insbesondere während einer Ausgabe des Applikationsmittels, die Stange 1 in insbesondere zueinander nicht-parallele unterschiedliche Richtungen transversal (z. B. seitlich, quer, schräg und/oder im Wesentlichen orthogonal) zu ihrer Längsachse 11 vorzugsweise variabel auszulenken, vorzugsweise in Abhängigkeit einer elektrischen Erregungsenergie (z. B. elektrische Spannung) für den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x. Durch das Auslenken der Stange 1 kann die Düse 2 z. B. entlang zumindest einer Bewegungsbahn P insbesondere um eine Systemzentralachse A (z. B. 7 und 8) bewegt werden, wobei die zumindest eine Bewegungsbahn P z. B. zumindest eine im Wesentlichen kreisförmige Bewegungsbahn, zumindest eine im Wesentlichen elliptische Bewegungsbahn und/oder zumindest eine von einer kreisförmigen Bewegungsbahn abweichende Bewegungsbahn umfassen kann.
Ein besonderer Vorteil ist, dass die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x eingerichtet sein können, um einen jeweiligen Hub auf die Stange 1 zweckmäßig frei wählbar einstellen zu können, z. B. auf zumindest eine Zwischenstellung zwischen einem Maximalhub und einem Minimalhub. Der jeweilige Hub ist abhängig von der Höhe der Erregungsenergie, mittels der der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x beaufschlagt wird.
Eine Steuereinrichtung 60 (z. B. 6) kann zur Verfügung gestellt sein, die eingerichtet ist, um die Erregungsenergie zu steuern. Die Steuereinrichtung 60 kann z. B. eine Steuereinheit, insbesondere mit Steuersoftware und/oder Steuerlogik, umfassen, mittels der die Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x und somit die dem jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x zugeführte Erregungsenergie steuerbar ist.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x sind vorzugsweise in einer Ebene in einem Winkel a von ungleich 0° und/oder ungleich 180° zueinander ausgerichtet, insbesondere um in einem Winkel α von ungleich 0° und/oder ungleich 180° und somit zweckmäßig nicht-parallel zueinander auf die Stange 1 zu wirken.
Eine vorzugsweise variable Auslenkung der Stange 1 mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x ermöglicht insbesondere, dass nicht nur eine einzige Bewegungsbahn erzeugbar ist, sondern unterschiedliche Bewegungsbahnen P für die Düse 2 erzeugt werden können (z. B. 7 und 8). Die eine oder die mehreren Bewegungsbahnen P können z. B. zumindest eine im Wesentlichen kreisförmige Bewegungsbahn (z. B. 7) und/oder zumindest eine von einer kreisförmigen Bewegungsbahn abweichende Bewegungsbahn umfassen, z. B. eine im Wesentlichen elliptische Bewegungsbahn (z. B. 8).
Im Kontext der Erfindung kann die Düse 2 mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x vorzugsweise entlang unterschiedlicher Bewegungsbahnen P bewegt werden. Alternativ oder ergänzend kann im Kontext der Erfindung mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x z. B. eine Applikationsmittelverteilung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht beeinflusst werden. Dadurch kann vorteilhaft eine im Wesentlichen gleichmäßige Applikationsmittelverteilung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht erreicht werden und/oder eine Applikationsmittel-Randanhäufung im Querschnitt einer Applikationsmittelnaht reduziert, vorzugsweise im Wesentlichen vermieden werden.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x können z. B. eingerichtet sein, um die Stange 1 mit einer vorzugsweise variierbaren Betätigungsfrequenz zwischen z. B. 0 Hz bis zumindest 400 Hz zu beaufschlagen und die Düse 2 mittels der Stange 1 mit einer Drehzahl von z. B. zumindest 10.000, zumindest 15.000 oder zumindest 20.000 Drehungen pro Minute entlang einer Bewegungsbahn P zu bewegen.
Die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x umfassen wie bereits erwähnt jeweils einen Piezo-Aktor 4, 4x und eine durch den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x betätigbare Betätigungsarmstruktur 3, 3x zum Betätigen der Stange 1. In 2 kennzeichnen die zwei gestrichelten Doppelpfeile schematisch die Betätigungs- und Antreibrichtung der jeweiligen Betätigungsarmstruktur 3, 3x auf die Stange 1.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x kann z. B. mittels eines Zwischengelenks G3, G3x in einen ersten, vorzugsweise schwenkbaren, Teilabschnitt S1, S1x und einen zweiten, vorzugsweise axial bewegbaren, Teilabschnitt S2, S2x geteilt sein, wobei der jeweilige zweite Teilabschnitt S2, S2x zweckmäßig über einen Lagerbereich B2 an die Stange 1 gekoppelt sein kann.
Die Piezo-Aktorvorrichtung 100 weist auch einen Applikator 50 auf, der z. B. einen Ventilblock umfassen kann und an dessen Außenseite die Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x angebracht sein können.
Die Stange 1 ist in dem Lagerbereich B2 mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x zweckmäßig gelagert und relativ zu ihrer Längsachse 11 transversal antreibbar ist. Insbesondere kann der jeweilige zweite Teilbereich S2, S2x zweckmäßig an den Lagerbereich B2 gekoppelt sein, um die Stange 1 transversal zu ihrer Längsachse 11 anzutreiben. Der Lagerbereich B2 bildet somit eine Antriebsstelle zum insbesondere transversalen Antreiben der Stange 1. Der Lagerbereich B2 kann z. B. außerhalb des Applikators 50 positioniert sein.
Die Piezo-Aktorvorrichtung 100 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 weiter beschrieben.
Eine Lagereinrichtung B1 ist eingerichtet, um die Stange 1 taumelbar zu lagern und/oder relativ zu ihrer Längsachse 11 transversal bewegbar zu lagern. Die Lagereinrichtung B1 kann z. B. mittels zumindest eines elastischen Lagerelements B1.1, B1.2 zweckmäßig axial und/oder radial gelagert sein, vorzugsweise mittels zumindest eines zweckmäßig elastischen O-Rings. Die Lagereinrichtung B1 ist vorzugsweise im Applikator 50 positioniert.
Der Lagerbereich B2 ist zwischen der Lagereinrichtung B1 und der Düse 2 positioniert ist.
Eine Längserstreckung L2 der Stange 1 vom Lagerbereich B2 bis zum Austritt der Düse 2 ist vorzugsweise größer als eine Längserstreckung L1 der Stange 1 vom Lagerbereich B2 bis zur Lagereinrichtung B1.
Aus dem Hebelverhältnis von L1 zu L2 folgt, dass eine Auslenkung h2 der Düse 2 größer ist als eine Auslenkung h1 der Stange 1 im Lagerbereich B2 und eine Auslenkung h0 der Stange 1 an der Lagereinrichtung B1 kleiner ist als die Auslenkung h1 im Lagerbereich B2 (z. B.: L2 > L1 und/oder h2 >h1 > h0).
Kleine Verbiegungen, Verformungen und/oder Verschiebungen (von z. B. nur wenigen zehntel Millimetern) können somit vorteilhaft ausreichen, um eine ausreichend große Auslenkung h2 der Düse 2 (von z. B. zumindest 1mm) zu erreichen.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x ist vorzugsweise Teil eines zumindest Dreigelenk- oder zumindest Viergelenk-Hebelmechanismus.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x kann z. B. um ein Basisgelenk G1, G1x schwenkbar sein.
Der jeweilige Piezo-Aktor 4; 4x kann zweckmäßig über ein Kopplungsgelenk G2, G2x an die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x gekoppelt sein, insbesondere an den jeweiligen ersten Teilabschnitt S1, S1x.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x kann insbesondere mittels eines Zwischengelenks G3, G3x in den ersten Teilabschnitt S1, S1x und den zweiten Teilabschnitt S2, S2x geteilt sein.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x, insbesondere der jeweilige zweite Teilabschnitt S2, S2x, kann über ein Verbindungsgelenk G4, G4x zweckmäßig im Lagerbereich B2 an die Stange 1 gekoppelt sein.
Es ist möglich, dass zumindest eines der zuvor erwähnten Gelenke G1, G2, G3, G4; G1x, G2x, G3x, G4x durch eine Materialschwächung ausgebildet ist, einstückig-integral mit der jeweiligen Betätigungsarmstruktur 3, 3x verbunden ist, als Festkörpergelenk ausgebildet ist, und/oder elastisch verformbar ausgebildet ist. Folglich finden die Verbiegungen und/oder Verformungen der jeweiligen Betätigungsarmstruktur 3, 3x und/oder der jeweiligen Gelenke G1, G2, G3, G4; G1x, G2x, G3x, G4x vorzugsweise im elastischen Bereich statt.
Die Stange 1 ist vorzugsweise als hohles, zweckmäßig längliches Rohr ausgebildet und umfasst einen zweckmäßig zentralen Applikationsmittelkanal 12, um das Applikationsmittel zur Düse 2 zu führen.
Der Applikationsmittelkanal 12 kann sich z. B. durch die Lagereinrichtung B1 und/oder durch den Lagerbereich B2 erstrecken und z. B. eine axiale Einlassöffnung für das Applikationsmittel aufweisen. Im Kontext der Erfindung umfasst die Stange 1 somit auch insbesondere ein Rohr.
Im Applikator 50 kann ein, vorzugsweise eine Ventilnadel aufweisendes, Applikationsmittelventil V zum Aktivieren und Deaktivieren der Ausgabe des Applikationsmittels positioniert sein, wobei das Applikationsmittelventil V der Stange 1 vorgelagert sein kann und/oder außerhalb der Stange 1 positioniert sein kann. Insbesondere kann ein Ventilsitz für die Ventilnadel der Stange 1 vorgelagert sein und/oder außerhalb der Stange 1 positioniert sein.
Es ist aber auch möglich, dass die Piezo-Aktorvorrichtung 100 ein eine Ventilnadel aufweisendes Applikationsmittelventil (nicht gezeigt) zum Aktivieren und Deaktivieren der Ausgabe des Applikationsmittels umfasst und die Ventilnadel sich zumindest abschnittsweise vorzugsweise axial in der Stange 1 und/oder in der Düse 2 erstreckt. Hierbei kann die Ventilnadel z. B. biegsam ausgebildet sein und/oder sich durch die Lagereinrichtung B1 und/oder den Lagerbereich B2 erstrecken. Ein Ventilsitz für die Ventilnadel kann z. B. in der Stange 1 und/oder in der Düse 2, vorzugsweise im Wesentlichen direkt vor der Düse 2 positioniert sein. Dadurch kann ein Nachtropfen von Applikationsmittel reduziert oder vermieden werden.
Der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x umfasst vorzugsweise eine elastisch verformbare Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x, wobei z. B. die Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x als Biegespannrahmen und/oder zur Verstärkung einer Betätigungskraft auf die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x ausgebildet sein kann.
Der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4.1 ist vorzugsweise länglich ausgebildet mit einer Längsrichtung L und einer Querrichtung C.
Die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x ist vorzugsweise einstückig-integraler Teil eines (vorzugsweise zumindest einseitig offenen) Rahmens 20, 20x, wobei der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x z. B. in dem jeweiligen Rahmen 20, 20x angeordnet sein kann.
Der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x kann in seiner Querrichtung C auf der einen Seite am jeweiligen Rahmen 20, 20x gelagert sein und auf der anderen Seite mittels des jeweiligen Kopplungsgelenks G2, G2x an der jeweiligen Betätigungsarmstruktur 3, 3x festgelegt sein.
In seiner Längsrichtung L kann der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x allerdings im jeweiligen Rahmen 20, 20x vorzugsweise lagerungsfrei verformbar angeordnet sein.
Die jeweilige Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x und/oder der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x kann zumindest geringfügig länglich ausgebildet sein und z. B. quer zur Längsrichtung L die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x betätigen, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung L. Die jeweilige Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x ist vorzugsweise umlaufend ausgebildet.
In der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x sind z. B. ein oder mehrere piezoaktive Elemente (z. B. ein oder mehrere Piezo-Stacks) zur längsorientierten Verformung der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x untergebracht, wobei die längsorientierte Verformung eine querorientierte Verformung der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x zur Erzeugung der Betätigungskraft auf die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x bewirkt.
In der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x können vorzugsweise mehrere piezoaktive Elemente in Längsrichtung L der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x untereinander und mit der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x gekoppelt sein, wobei z. B. in Querrichtung C der jeweiligen Rahmenkonstruktion 4.1, 4.1x ein Freiraum zur Verfügung gestellt sein kann.
Die mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x erzeugbare zumindest eine Bewegungsbahn P erstreckt sich vorzugsweise um eine Systemzentralachse A der Piezo-Aktorvorrichtung 100. Die Systemzentralachse A kann sich z. B. zentral durch die Lagereinrichtung B1 erstrecken und/oder durch eine Mittelachse der Lagereinrichtung B1 definiert werden.
Die 4 bis 6 zeigen die Stange 1 in einem nicht-ausgelenkten Zustand, insbesondere in einer Grund- oder Neutralstellung. Hierbei ist die Systemzentralachse A zweckmäßig im Wesentlichen koaxial zu der Längsachse 11 der Stange 1 ausgerichtet.
Die 7 und 8 illustrieren beispielhafte unterschiedliche Bewegungsbahnen P der Düse 2 zweckmäßig um die Systemzentralachse A. Die Bewegungsbahnen P können mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x, insbesondere in Abhängigkeit der Erregungsenergie für deren jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x, erzeugt und modelliert werden. Die zumindest eine Bewegungsbahn P kann sich z. B. exzentrisch zur Systemzentralachse A erstrecken und/oder eine (z. B. offene oder geschlossene) Umlaufbahn um die Systemzentralachse A darstellen.
Ein Vorteil ist insbesondere, dass mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen 40, 40x z. B. zumindest eine kreisförmige Bewegungsbahn P für die Düse 2 (7), zumindest eine elliptische Bewegungsbahn P für die Düse 2 (8) und/oder zumindest eine von einer kreisförmigen Bewegungsbahn abweichende Bewegungsbahn erzeugt werden kann (8).
9 zeigt eine Applikationsvorrichtung 200, mit einer Piezo-Aktorvorrichtung 100 und einem nur schematisch dargestellten Manipulator 201 zum Führen der Piezo-Aktorvorrichtung 100 und einem nur schematisch dargestellten Bauteil 202. Der Manipulator 201 kann z. B. ein Roboter mit zumindest 2, zumindest 3, zumindest 4 oder zumindest 5 Bewegungsachsen sein.
Der Manipulator 201 dient insbesondere dazu, die Piezo-Aktorvorrichtung 100 (insbesondere während einer Applikation des Applikationsmittels) entlang des Bauteils 202 (z. B. ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) zu bewegen, wodurch eine Überlagerung der mittels der Piezo-Aktorvorrichtung 100 erzeugten Düsenbewegungen und der durch den Manipulator 201 erzeugten Bewegungen erfolgt, um eine Applikation, insbesondere eine Swirl-Applikation, auf dem Bauteil 202 erzeugen zu können.
Die Applikationsvorrichtung 200 kann z. B. ein nur schematisch dargestelltes Vision-System 203 umfassen, insbesondere ein (z. B. Kamera- oder Laser basiertes) Erfassungssystem (z. B. mit einer oder mehreren Kameras und/oder einem oder mehreren Lasern), z. B. um insbesondere eine der Applikation zeitlich vorgelagerte Bauteilvermessung durchzuführen und/oder um ein Applikationsergebnis (z. B. zur Durchführung einer Qualitätskontrolle, insbesondere einer online Qualitätskontrolle) zu erfassen. Die Steuereinrichtung 60 kann z. B. eingerichtet sein, um die Applikation in Abhängigkeit von mittels des Erfassungssystems erfasster Parameter zu steuern.
10 zeigt ein Steuerungsschema, insbesondere ein Signalverarbeitungsschema für eine Piezo-Aktorvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Eine Steuereinrichtung 60 ist zur Verfügung gestellt, mittels welcher die Erregungsenergie (z. B. elektrische Spannung) für den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x und somit die dem jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x zugeführte Erregungsenergie (z. B. über eine Generatoreinrichtung 70 und eine optionale Verstärkungseinrichtung 80) steuerbar ist, vorzugsweise um das transversale Auslenken der Stange 1 zu steuern.
Die Generatoreinrichtung 70 dient zur Erzeugung der Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x, insbesondere zur Erzeugung von (z. B. im Wesentlichen rechteckförmigen und/oder vorverformten) Spannungssignalen (z. B. -1V bis +7V) für den jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x. Pro Piezo-Aktor 4, 4x können vorteilhaft z. B. eigene Spannungssignale erzeugt werden.
Die Steuereinrichtung 60 dient insbesondere zur Steuerung der Generatoreinrichtung 70 und/oder der Verstärkungseinrichtung 80.
Die optionale Verstärkungseinrichtung 80 dient zur Verstärkung der durch die Generatoreinrichtung 70 erzeugten Erregungsenergie.
Die optional verstärkte Erregungsenergie und somit die Spannungssignale können dem jeweiligen Piezo-Aktor 4, 4x zugeführt werden. Die Spannungssignale sind z. B. im Wesentlichen Rechteck-Spannungssignale.
Der jeweilige Piezo-Aktor 4, 4x kann in Abhängigkeit der Erregungsenergie über die jeweilige Betätigungsarmstruktur 3, 3x auf die Stange 1 einwirken.
Die Form der jeweiligen Hub-Kurve kann im Prinzip im Wesentlichen der Kurve der durch die Generatoreinrichtung 70 erzeugten Spannungssignale entsprechen.
Es ist aber z. B. möglich, dass die Erregungsenergie und somit die Spannungssignale vorverformt werden (zweckmäßig „preshaping“ der Spannungssignale), z. B. um zu vermeiden, dass die Stange 1 (z. B. bei schneller Ansteuerung) überschwingt.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

100: Piezo-Aktorvorrichtung
1: Vorzugsweise hohle Stange, insbesondere Rohr
L1: Längserstreckung
L2: Längserstreckung
2: Düse
h2: Auslenkung der Düse
h1: Auslenkung der Stange, insbesondere im Lagerbereich
h0: Auslenkung der Stange, insbesondere im Bereich der Lagereinrichtung
11: Längsachse der Stange
12: Applikationsmittelkanal
3: Betätigungsarmstruktur
S1: erster Teilabschnitt
S2: zweiter Teilabschnitt
G1: Basisgelenk
G2: Kopplungsgelenk
G3: Zwischengelenk
G4: Verbindungsgelenk
3x: Betätigungsarmstruktur
S1x: erster Teilabschnitt
S2x: zweiter Teilabschnitt
G1x: Basisgelenk
G2x: Kopplungsgelenk
G3x: Zwischengelenk
G4x: Verbindungsgelenk
40: Piezo-Aktor-Einrichtung
4: Piezo-Aktor
4.1: Rahmenkonstruktion
20: Rahmen
40x: Piezo-Aktor-Einrichtung
4x: Piezo-Aktor
4.1x: Rahmenkonstruktion
20x: Rahmen
α: Winkel
50: Applikator
B1: Lagereinrichtung
B1.1: Lagerelement, vorzugsweise elastisch
B1.2: Lagerelement, vorzugsweise elastisch
B2: Lagerbereich, vorzugsweise Antriebsstelle
A: Systemzentralachse
P: eine oder mehrere Bewegungsbahnen
V: Applikationsmittelventil
L: Längsrichtung des jeweiligen Piezo-Aktors
C: Querrichtung des jeweiligen Piezo-Aktors, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung
60: Steuereinrichtung, insbesondere elektronische Steuereinrichtung
70: Generatoreinrichtung, vorzugsweise zum Erzeugen von (insbesondere elektrischer) Erregungsenergie (z. B. Spannung, insbesondere Spannungssignale) für den jeweiligen PiezoAktor
80: Verstärkungseinrichtung
200: Applikationsvorrichtung
201: Manipulator, vorzugsweise Roboter
202: Bauteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosseriebauteil
203: Vision-System, insbesondere Erfassungssystem

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

DE 102014015057 A1 [0002]

Claims

Piezo-Aktorvorrichtung (100), vorzugsweise zur Anbringung an einen Manipulator (201) und/oder zur Ermöglichung einer Swirl-Applikation auf einem Bauteil (202), mit: - einer Düse (2) zur Ausgabe eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (202), - einer die Düse (2) aufweisenden, vorzugsweise hohlen und/oder als Rohr ausgebildeten, Stange (1), und - zumindest zwei Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x), die eingerichtet sind, um die Stange (1) in unterschiedliche Richtungen transversal zu ihrer Längsachse (11) auszulenken, vorzugsweise wodurch die Düse (2) entlang zumindest einer Bewegungsbahn (P) bewegbar ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) eingerichtet sind, um die Stange (1) in unterschiedliche Richtungen transversal zu ihrer Längsachse (11) variabel auszulenken, vorzugsweise wodurch die Düse (2) entlang unterschiedlicher Bewegungsbahnen (P) bewegbar ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine Bewegungsbahn (P) und/oder die Bewegungsbahnen (P) zumindest eine im Wesentlichen kreisförmige Bewegungsbahn, zumindest eine im Wesentlichen elliptische Bewegungsbahn und/oder zumindest eine von einer kreisförmigen Bewegungsbahn abweichende Bewegungsbahn umfassen.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100) eine Lagereinrichtung (B1) umfasst, - die eingerichtet ist, um die Stange (1) taumelbar zu lagern und/oder relativ zu ihrer Längsachse (11) transversal bewegbar zu lagern, und/oder - die mittels zumindest eines elastischen Lagerelements (B1.1, B1.2) gelagert ist, vorzugsweise zumindest einem O-Ring.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stange (1) in einem Lagerbereich (B2) mittels der Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) antreibbar ist, vorzugsweise relativ zu ihrer Längsachse (11) transversal antreibbar ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei der Lagerbereich (B2) zwischen der Lagereinrichtung (B1) und der Düse (2) positioniert ist und/oder eine Längserstreckung (L2) der Stange (1) vom Lagerbereich (B2) bis zum Austritt der Düse (2) größer oder gleich ist wie eine Längserstreckung (L1) der Stange (1) vom Lagerbereich (B2) bis zur Lagereinrichtung (B1).
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) eingerichtet sind, um - die Stange (1) mit einer, vorzugsweise variierbaren, Betätigungsfrequenz zwischen 0 Hz bis zumindest 300 Hz, bis zumindest 350 Hz oder bis zumindest 400 Hz zu beaufschlagen, und/oder - die Düse (2) mittels der Stange (1) auf zumindest einer Bewegungsbahn (P), vorzugsweise einer Kreisbahn, zu bewegen, die einer Drehzahl von zumindest 10.000, zumindest 15.000 oder zumindest 20.000 Umdrehungen pro Minute entspricht.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stange (1) einen Applikationsmittelkanal (12) aufweist, um das Applikationsmittel zur Düse (2) zu führen.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei der Applikationsmittelkanal (12) sich durch die Lagereinrichtung (B1) und/oder den Lagerbereich (B2) erstreckt und/oder eine axiale Einlassöffnung für das Applikationsmittel aufweist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100) einen Applikator (50) umfasst, wobei - die Lagereinrichtung (B1) in dem Applikator (50) positioniert ist, - der Lagerbereich (B2) außerhalb des Applikators (50) positioniert ist, und/oder - das Applikationsmittel durch den Applikator (50) in die Stange (1) und/oder die Düse (2) führbar ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100) ein, vorzugsweise eine Ventilnadel aufweisendes, Applikationsmittelventil (V) zum Aktivieren und Deaktivieren der Ausgabe des Applikationsmittels umfasst und das Applikationsmittelventil (V), insbesondere dessen Ventilsitz, der Stange (1) vorgelagert ist und/oder außerhalb der Stange (1) positioniert ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100) ein eine, vorzugsweise biegsame, Ventilnadel aufweisendes Applikationsmittelventil zum Aktivieren und Deaktivieren der Ausgabe des Applikationsmittels umfasst und die Ventilnadel sich vorzugsweise axial zumindest abschnittsweise in der Stange (1) und/oder in der Düse (2) erstreckt.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) jeweils einen Piezo-Aktor (4, 4x) und eine durch den jeweiligen Piezo-Aktor (4, 4x) betätigbare Betätigungsarmstruktur (3, 3x) zum Betätigen der Stange (1) umfassen.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 13, wobei die jeweilige Betätigungsarmstruktur (3, 3x) Teil eines zumindest Dreigelenk- oder zumindest Viergelenk-Hebelmechanismus ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei - die jeweilige Betätigungsarmstruktur (3, 3x) um ein Basisgelenk (G1, G1x) schwenkbar ist, - der jeweilige Piezo-Aktor (4, 4x) über ein Kopplungsgelenk (G2, G2x) an die jeweilige Betätigungsarmstruktur (3, 3x) gekoppelt ist, - die jeweilige Betätigungsarmstruktur (3, 3x) mittels eines Zwischengelenks (G3, G3x) in einen ersten Teilabschnitt (S1, S1x) und einen zweiten Teilabschnitt (S2, S2x) geteilt ist, und/oder - die jeweilige Betätigungsarmstruktur (3, 3x) über ein Verbindungsgelenk (G4, G4x) an die Stange (1) gekoppelt ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei zumindest eines der Gelenke (G1, G2, G3, G4, G1x, G2x, G3x, G4x) - durch eine Materialschwächung ausgebildet ist, - einstückig-integral mit der jeweiligen Betätigungsarmstruktur (3, 3x) verbunden ist, - als Festkörpergelenk ausgebildet ist, und/oder - elastisch verformbar ausgebildet ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der jeweilige Piezo-Aktor (4, 4x) eine elastisch verformbare Rahmenkonstruktion (4.1, 4.1x) aufweist, wobei vorzugsweise die jeweilige Rahmenkonstruktion (4.1, 4.1x) als Biegespannrahmen und/oder zur Verstärkung einer Betätigungskraft auf die jeweilige Betätigungsarmstruktur (3, 3x) ausgebildet ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) in einem Winkel (α) von ungleich 0° und/oder ungleich 180° zueinander ausgerichtet sind, - die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) eingerichtet sind, um in einem Winkel (α) von ungleich 0° und/oder ungleich 180° auf die Stange (1) zu wirken, und/oder - die unterschiedlichen Richtungen nicht-parallel zueinander ausgerichtet sind.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) am Applikator (50) festgelegt sind.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100), insbesondere der Applikator (50), mit einer Drehdurchführung verbunden ist, über die das Applikationsmittel zuführbar und/oder rückführbar ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100) - mit einer Heizeinrichtung verbunden ist, mittels der das Applikationsmittel beheizbar ist, und/oder - mit einer Kühleinrichtung verbunden ist, mittels der das Applikationsmittel kühlbar ist.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100) mit einer Applikationsmittel-Zuführung und einer Applikationsmittel-Rückführung zur Applikationsmittelzirkulation verbunden ist oder mit zumindest zwei Applikationsmittel-Zuführungen verbunden ist, über die unterschiedliche Applikationsmittel zuführbar sind.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) eingerichtet sind, um in Abhängigkeit einer Erregungsenergie für ihren jeweiligen Piezo-Aktor (4, 4x) die Stange (1) unterschiedlich weit in unterschiedliche Richtungen transversal zu ihrer Längsachse (11) auszulenken.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x) eingerichtet sind, um einen jeweiligen Hub auf die Stange (1) auszuüben, wobei der jeweilige Hub in Abhängigkeit einer Erregungsenergie für den jeweiligen Piezo-Aktor (4, 4x) einstellbar ist, vorzugsweise auf zumindest eine Zwischenstellung zwischen einem Maximalhub und einem Minimalhub.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuereinrichtung (60) zur Verfügung gestellt ist, um eine der jeweiligen Piezo-Aktor-Einrichtung (40, 40x) zuzuführende Erregungsenergie zu steuern.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine transversale Auslenkung (h2) der Düse (2) größer ist als eine Auslenkung (h1) der Stange (1) im Lagerbereich (B2) und eine Auslenkung (h0) der Stange (1) an der Lagereinrichtung (B1) kleiner ist als die Auslenkung (h1) im Lagerbereich (B2).
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Piezo-Aktorvorrichtung (100), vorzugsweise der Applikator (50), zumindest einen Sensor zur Messung einer Temperatur des Applikationsmittels umfasst und/oder zumindest einen Sensor zur Messung eines Drucks des Applikationsmittels umfasst.
Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach Anspruch 27, wobei der zumindest eine Sensor zur Messung einer Temperatur des Applikationsmittels und/oder der zumindest eine Sensor zur Messung eines Drucks des Applikationsmittels stromaufwärts des Applikationsmittelventils (V) positioniert ist.
Applikationsvorrichtung (200) mit einer Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Applikationsvorrichtung (200) nach Anspruch 29, wobei die Applikationsvorrichtung (200) einen ein- oder mehrachsigen Manipulator (201) zum Führen der Piezo-Aktorvorrichtung (100) entlang des Bauteils (202) umfasst oder die Piezo-Aktorvorrichtung (100) stationär montiert ist.
Applikationsvorrichtung (200) nach Anspruch 29 oder 30, wobei die Applikationsvorrichtung (200) ein vorzugsweise Kamera- oder Laser basiertes Erfassungssystem (203) umfasst, um eine Vermessung des Bauteils (202) durchzuführen und/oder um ein Applikationsergebnis zur Durchführung einer online Qualitätskontrolle zu erfassen.
Verfahren, vorzugsweise für eine Piezo-Aktorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder eine Applikationsvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 29 bis 31, mit: - einer Düse (2), die ein Applikationsmittel auf ein Bauteil (202) ausgibt, und - zumindest zwei Piezo-Aktor-Einrichtungen (40, 40x), welche eine die Düse (2) aufweisende, vorzugsweise hohle und/oder als Rohr ausgebildete, Stange (1) in unterschiedliche Richtungen transversal zu ihrer Längsachse (11) auslenken.