DE102022118975A1

DE102022118975A1 - Düsenvorrichtung zur Abgabe eines Spritzstrahls eines Auftragsmaterials

Info

Publication number: DE102022118975A1
Application number: DE102022118975.9A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kraft
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2024-02-08
Also published as: WO2024023075A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung (100) zur Abgabe eines Spritzstrahls (S) eines Auftragsmaterials, mit einer, vorzugsweise schlitzförmigen, Austrittsöffnung (10) für das Auftragsmaterial und einem Düsenelement (1), wobei das Düsenelement (1) eine asymmetrische Verteilausnehmung (2) für das Auftragsmaterial aufweist, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung (10) zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung (10) sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Applikationsverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zur Abgabe eines (vorzugsweise asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen) Spritzstrahls eines (z. B. viskosen oder hochviskosen) Auftragsmaterials, wobei die Düsenvorrichtung eine Austrittsöffnung für das Auftragsmaterial und zumindest ein Düsenelement (z. B. eine Düsenplatte) aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Applikationsverfahren.
Bei der Applikation von insbesondere hochviskosem Auftragsmaterial (z. B. PVC-Materialien) mit z. B. Airless-Düsen, Flatstream-Düsen, Extrusions-Düsen, Düsen mit 2- oder 3-Plattentechnik und Feinnaht-Düsen wird üblicherweise ein symmetrischer Spritzstrahl erzeugt. Das heißt, dass der Spritzstrahl bezogen auf den Mittelpunkt der Austrittsöffnung beidseitig immer symmetrisch aus der Austrittsöffnung und somit der Düse austritt. Das heißt, dass vom Mittelpunkt der Austrittsöffnung der Spritzstrahl beidseitig exakt gleich breit ist und insbesondere auch beidseitig die gleiche Materialmenge aufweist.
DE 10 2006 012 373 B3 offenbart eine Düse zum Auftragen von hochviskosem Material, das in Streifen auf einem Substrat abgelegt wird, mit einem Düsenkörper, der an einer Austragseinrichtung befestigt ist, wobei die Düse zwei versetzt und parallel zueinander verlaufende schlitzförmige Öffnungen unterschiedlicher Schlitzlänge aufweist. Das Substrat wird dabei symmetrisch beschichtet. Das Substrat wird aber gezielt mit zwei unterschiedlichen Schichtstärken beschichtet. Die Düse erzeugt zwei symmetrische Spritzstrahlen mit unterschiedlicher Strahlbreite. Die zwei schlitzförmigen Öffnungen sind hintereinander angeordnet. Die längere Öffnung eilt bei der Applikation (zweckmäßig ein paar Millimeter) der kürzen Öffnung voraus. So entsteht eine Applikation, die zwei unterschiedliche Schichtstärken aufweist, nämlich in der Mitte eine hohe Schichtstärke und außen eine niedrige Schichtstärke. Nachteilig an der Düse ist z. B., dass damit eine sehr hohe Materialmenge aufgetragen wird, da das Substrat mit zwei Spritzstrahlen beschichtet wird. Das wiederum bedeutet sehr hohe Applikationsgeschwindigkeiten. Beschichtungen unter z. B. 600 µm sind damit nicht oder nur schwer erzielbar. Außerdem kann man mit der Düse im Sichtbereich nur in eine Richtung applizieren, da die längere Öffnung immer der kürzeren Öffnung vorauseilt. Ferner ist mit der Düse keine sich im Querschnitt kontinuierlich verändernde Schichtstärke auf dem Substrat möglich. Vielmehr bildet sich eine „Stufe“ beim Übergang von hoher zu niedriger Schichtstärke.
Des Weiteren kann ein Spritzstrahl, der auf einem Substrat eine gleichmäßige Schichtstärke erzeugt, an insbesondere gekrümmten Substraten wie z. B. einem Schweller für ein Kraftfahrzeug nachteilhaft sein, was anhand der 10A bis 10B beispielhaft erläutert wird.
Es ist oftmals wie in 10A illustriert wünschenswert, dass der untere Bereich des Schwellers eine hohe Schichtstärke S2 aufweist und der oberen Bereich eine niedrigere Schichtstärke S1 aufweist, insbesondere die Schichtstärke von unten nach oben vorzugsweise kontinuierlich abnimmt.
Wenn man mit z. B. hochviskosem Auftragsmaterial mit dem in 10B dargestellten Anstellwinkel (z. B. 90° zur Oberfläche des Schwellers) des Applikators (z. B. Zerstäubers) den Schweller mit einem Spritzstrahl beschichtet, der eine gleichmäßige, symmetrische Schichtstärke erzeugt, so entsteht eine nahezu homogene Schichtstärke auf der Oberfläche.
Um mit einem derartigen Spritzstrahl im unteren Bereich mehr Schichtstärke zu erzeugen und nach oben eine abflachende Schichtstärke zu erzielen, wird der Anstellwinkel üblicherweise wie in 10C gezeigt verändert. Dadurch aber wird die obere Kante (siehe Pfeil in 10C) der Applikation unscharf. Das Applikationsbild wird kundenseitig nicht akzeptiert.
Wenn man hingegen eine scharfe Kante erzielen möchte, wird der Applikator üblicherweise wie in 10D skizziert angestellt. Mit diesem Anstellwinkel des Applikators kann eine saubere obere Abschlusskante erzielt werden, aber hier erzielt man im oberen Sichtbereich eine sehr hohe Schichtstärke und im unteren Sichtbereich eine niedere Schichtstärke. Somit werden die Anforderungen des Kunden ebenfalls nicht erfüllt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative und/oder verbesserte Düsenvorrichtung zu schaffen, vorzugsweise eine Düsenvorrichtung, mit der eine Applikation mit sich verändernder Schichtstärke erzeugt werden kann, z. B. einer Schichtstärke, die sich kontinuierlich verändert, z. B. kontinuierlich zunimmt.
Die Aufgabe kann durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zur Abgabe eines, z. B. asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen, Spritzstrahls eines Auftragsmaterials, vorzugsweise zur Erzeugung einer Applikation auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil (z. B. eine Karosserie und/oder ein Anbauteil hierfür, z. B. ein Schweller).
Die Düsenvorrichtung umfasst eine (vorzugsweise stirnseitige und/oder schlitzförmige, insbesondere längliche) Austrittsöffnung für das Auftragsmaterial und zumindest ein Düsenelement.
Die Austrittsöffnung kann z. B. geradlinig oder konvex gekrümmt ausgebildet sein.
Das Düsenelement weist eine asymmetrische Verteilausnehmung (z. B. eine asymmetrische Austrittskontur) für das Auftragsmaterial auf, z. B. um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung sich (vorzugsweise kontinuierlich) veränderliche Materialmenge auszugeben, vorzugsweise so, dass die Materialmenge zumindest abschnittsweise entlang Austrittsöffnung oder entlang der im Wesentlichen gesamten Austrittsöffnung sich kontinuierlich verändert, z. B. kontinuierlich zunimmt.
Dadurch kann vorteilhaft ein Spritzstrahl erzeugt werden, dessen Materialmenge sich über die Strahlbreite des Spritzstrahls (z. B. kontinuierlich) verändert.
Damit kann vorteilhaft eine Applikation mit sich verändernder Schichtstärke z. B. auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugt werden, z. B. einer Schichtstärke, die sich kontinuierlich verändert, z. B. kontinuierlich zunimmt.
Die Verteilausnehmung kann z. B. eine Einbuchtung für das Auftragsmaterial aufweisen, z. B. zum Aufstauen des Auftragsmaterials.
Die Einbuchtung ist vorzugsweise eine konkave Einbuchtung, insbesondere eine zweckmäßig konkav gekrümmte Einbuchtung.
Es ist aber möglich, dass die Einbuchtung andere geeignete Geometrien aufweisen kann, wie z. B. eine polygonal und/oder geradlinig ausgeformte Einbuchtung.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung, insbesondere die Einbuchtung, eine vorzugsweise zur Austrittsöffnung hin gekrümmte oder geneigte Verteilkante für das Auftragsmaterial aufweist. Das Auftragsmaterial kann vorzugsweise über die Verteilkante der Austrittsöffnung zugeführt werden.
Die Verteilausnehmung, die Verteilkante und/oder die Einbuchtung kann für das Auftragsmaterial insbesondere unterschiedliche Strömungswiderstände erzeugen, gemäß derer das Auftragsmaterial sich entlang der Austrittsöffnung vorteilhaft verteilen kann.
Die Einbuchtung und/oder die Verteilkante kann zweckmäßig zumindest abschnittsweise z. B. geradlinig ausgebildet sein (z. B. polygonal), zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit im Wesentlichen gleichbleibender Krümmung aufweisen und/oder zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit sich, vorzugsweise kontinuierlich, verändernder Krümmung aufweisen.
Die Bogenform kann z. B. im Wesentlichen einer Kreisbogenform entsprechen, oder aber von einer Kreisbogenform zweckmäßig abweichen.
Das Düsenelement kann z. B. einen Zuführkanal zum Zuführen des Auftragsmaterials aufweisen. Der Zuführkanal kann zweckmäßig in die Verteilausnehmung münden, um das Auftragsmaterial zweckmäßig der Verteilausnehmung zuführen zu können.
Das Düsenelement kann eine zweckmäßig stirnseitige, insbesondere gerade oder konvex gekrümmte Abspritzkante für das Auftragsmaterial aufweisen.
Es ist möglich, dass die Einbuchtung und die Abspritzkante eine asymmetrische Düsenelementkontur erzeugen.
Vorzugsweise kann die konkave Einbuchtung und die konvex gekrümmte Abspritzkante eine asymmetrische konkav-konvexe Düsenelementkontur erzeugen.
Es ist möglich, dass zwischen der Verteilkante und der Abspritzkante ein Abstand (z. B. ein Durchlassspalt) definiert wird und sich der Abstand entlang der Verteilkante um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 vergrößert. Alternativ oder ergänzend kann die Materialmenge entlang der Austrittsöffnung z. B. um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 zunehmen.
Der Abstand kann z. B. auf der einen Seite der Mittelebene (siehe unten) um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 größer sein als auf der anderen Seite der Mittelebene.
Die Verteilausnehmung, die Einbuchtung und/oder der Zuführkanal kann das Düsenelement vorzugsweise vollständig durchdringen.
Die Düsenvorrichtung kann z. B. ein weiteres Düsenelement und/oder ein zusätzliches Düsenelement aufweisen.
Das weitere Düsenelement kann z. B. eine (vorzugsweise im Wesentlichen symmetrische) Verteilausnehmung für das Auftragsmaterial aufweisen.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung des Düsenelements und die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements einander zweckmäßig zumindest abschnittsweise überlappen und/oder eine gemeinsame Verteilkammer für das Auftragsmittel bilden.
Die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements kann z. B. zumindest eines von folgendem aufweisen: eine mittige Ausnehmung, beidseitig außen abstehende Vorsprünge, und/oder beidseitig zwischen den Vorsprüngen und der mittigen Ausnehmung jeweils einen (vorzugsweise im Wesentlichen geradlinigen) Kantenbereich, der sich z. B. rechtwinklig zur Mittelebene erstrecken kann.
Der Zuführkanal des Düsenelements ist vorzugsweise relativ zur Austrittsöffnung und/oder relativ zur mittigen Ausnehmung des weiteren Düsenelements im Wesentlichen mittig angeordnet.
Die mittige Ausnehmung kann z. B. einen mittigen (insbesondere bodenseitigen) Bogenabschnitt und zwei an den mittigen Bogenabschnitt angrenzende äußere (insbesondere laterale) Bogenabschnitte aufweisen, z. B. einen ersten äußeren Bogenabschnitt und einen zweiten äußeren Bogenabschnitt.
Es ist möglich, dass die Verteilkante (insbesondere auf der Abspritzseite) mit einem ersten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem ersten äußeren Bogenabschnitt und dem ersten Kantenbereich anschließt, z. B. an den ersten äußeren Bogenabschnitt oder an den ersten Kantenbereich anschließt oder im Wesentlichen direkt dazwischen anschließt. Alternativ oder ergänzend kann die Verteilkante (insbesondere auf der Zuführseite) mit einem zweiten Ende z. B. an einen Übergangsbereich zwischen dem mittigen Bogenabschnitt und dem zweiten äußeren Bogenabschnitt anschließen, z. B. an den mittigen Bogenabschnitt oder an den zweiten äußeren Bogenabschnitt oder im Wesentlichen direkt dazwischen anschließen.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung des Düsenelements (insbesondere mit ihrer Einlassseite) im Wesentlichen bündig an den mittigen Bogenabschnitt anschließt (insbesondere an eine Auslassseite des mittigen Bogenabschnitts).
Die Verteilausnehmung des Düsenelements kann z. B. abspritzseitig geschlossen sein.
Die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements kann z. B abspritzseitig geöffnet sein.
Die Verteilausnehmung des Düsenelements kann z. B. im Wesentlichen orthogonal zum Düsenelement in die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements münden, vorzugsweise zumindest abschnittsweise innerhalb und/oder zumindest abschnittsweise außerhalb der mittigen Ausnehmung des weiteren Düsenelements.
Die Düsenvorrichtung kann z. B. ein zusätzliches Düsenelement umfassen, das z. B. eine stirnseitige (insbesondere gerade oder konvex gekrümmte) Abspritzkante umfassen kann.
Das zusätzliche Düsenelement kann im Kontext der Erfindung vorzugsweise im Wesentlichen baugleich zum Düsenelement ausgeführt sein, sodass die Offenbarung zum Düsenelement zweckmäßig ebenfalls für das zusätzliche Düsenelement gilt.
Das zusätzliche Düsenelement kann somit vorzugsweise die Merkmale des Düsenelements wie hierin offenbart aufweisen.
Das zusätzliche Düsenelement kann somit z. B. eine Verteilausnehmung, eine Einbuchtung, eine Verteilkante, einen Zuführkanal und/oder eine Abspritzkante aufweisen, insbesondere so, wie für das Düsenelement hierin offenbart.
Die Düsenvorrichtung kann somit das Düsenelement, das weitere Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement umfassen.
Das weitere Düsenelement kann vorzugsweise zwischen dem Düsenelement und dem zusätzlichen Düsenelement angeordnet sein, z. B. direkt dazwischen.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung, die Einbuchtung, die Verteilkante, der Zuführkanal und/oder die Abspritzkante des Düsenelements und eine Verteilausnehmung, eine Einbuchtung, eine Verteilkante, ein Zuführkanal und/oder eine Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements im Wesentlichen bündig zueinander ausgerichtet sind (insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet) und/oder sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Die Verteilausnehmung, die Einbuchtung, die Verteilkante, der Zuführkanal und/oder die Abspritzkante des Düsenelements und des zusätzlichen Düsenelements können vorzugsweise im Wesentlichen baugleich ausgebildet sein.
Die Austrittsöffnung kann sich z. B. zwischen der Abspritzkante des Düsenelements und der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements entlang erstrecken.
Die Düsenvorrichtung kann z. B. eine Mittelebene aufweisen, wobei die Mittelebene durch eine Mittelachse der Austrittsöffnung definiert werden kann und z. B. im Wesentlichen orthogonal zur (zweckmäßig schlitzförmigen und/oder länglichen) Austrittsöffnung ausgerichtet sein kann, insbesondere z. B. im Wesentlichen orthogonal zur Elementebene (vorzugsweise Plattenebene) des Düsenelements, des weiteren Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements.
Die Mittelebene kann z. B. eine Länge der Austrittsöffnung und/oder eine Länge der Abspritzkante des Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements in zwei im Wesentlichen gleich lange Hälften teilen.
Die Verteilausnehmung, die Einbuchtung und/oder die Verteilkante des Düsenelements kann insbesondere relativ zur Mittelebene asymmetrisch ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann z. B. die Verteilausnehmung und/oder die Einbuchtung des Düsenelements relativ zur Mittelebene z. B. zu mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% außermittig angeordnet sein, sodass insbesondere die Verteilausnehmung und/oder die Einbuchtung vorzugsweise zu mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% zweckmäßig auf der einen Seite der Mittelebene und deren Rest zweckmäßig auf der anderen Seite der Mittelebene angeordnet sein kann.
Es ist möglich, dass die Vorsprünge im Wesentlichen bündig mit der Abspritzkante des Düsenelements und/oder mit der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements angeordnet sind, insbesondere sodass die Vorsprünge die Austrittsöffnung beidseitig außen begrenzen und/oder zwischen den Vorsprüngen und der Abspritzkante des Düsenelements und/oder der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements beidseitig kein Durchlassspalt für das Auftragsmittel vorhanden ist.
Alternativ ist es möglich, dass die Vorsprünge versetzt (zweckmäßig rückversetzt) zu der Abspritzkante des Düsenelements und/oder der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements angeordnet sind, um (zweckmäßig einseitig oder beidseitig) einen Durchlassspalt (z. B. mit einer Höhe von vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2,0 mm) für das Auftragsmittel zu erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft eine Randanhäufung bei einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugten Applikation reduziert werden.
Es ist möglich, dass (insbesondere relativ zur Mittelebene) zumindest eines von folgendem im Wesentlichen mittig ausgerichtet ist und/oder symmetrisch ausgebildet ist: die Austrittsöffnung, die Abspritzkante des Düsenelements, die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements und/oder die Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements.
Die Einbuchtung und/oder die Verteilkante kann z. B. eine Sehne aufweisen, wobei die Sehne relativ zur Mittelebene einen Sehnenwinkel von vorzugsweise kleiner 90°, 85° oder 80° und/oder von größer 55°, 60° oder 65° umfassen kann.
Es ist möglich, dass das Düsenelement eine Düsenplatte ist, das weitere Düsenelement eine Düsenplatte ist und/oder das zusätzliche Düsenelement eine Düsenplatte ist.
Die Asymmetrie der Verteilausnehmung, der Einbuchtung und/oder der Verteilkante des Düsenelements kann (z. B. von links nach rechts) linear oder nicht linear sein. Die Asymmetrie kann zweckmäßig variabel gestaltet werden.
Die Asymmetrie kann auch aus der Mittelebene zu nur einer Seite asymmetrisch ausgebildet sein, wobei insbesondere das Verhältnis zwischen Mittelebene und Außenbereich der Verteilausnehmung z. B. mindestens 1,5; 2,0; oder 2,5 betragen kann.
An der Austrittsöffnung kann die Materialmenge vorzugsweise von der einen Seite der Austrittsöffnung (z. B. links) zu der anderen Seite der Austrittsöffnung (z. B. rechts) insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich zunehmen.
Zu erwähnen ist, dass vorzugsweise das Düsenelement und das weitere Düsenelement und optional das zusätzliche Düsenelement den Spritzstrahl formen, insbesondere in Bezug auf die Materialmengen-Verteilung entlang der Austrittsöffnung.
Das Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement dient vorzugsweise dazu, die Austrittsöffnung und/oder die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements seitlich zu begrenzen.
Die Düsenvorrichtung dient vorzugsweise zum Erzeugen eines im Wesentlichen oversprayfreien Spritzstrahls.
Das Auftragsmaterial kann z. B. ein viskoses oder hochviskoses Auftragsmaterial sein.
Das Auftragsmaterial kann z. B. ein Plastisol sein, insbesondere ein PVC-Plastisol (PVC: Polyvinylchlorid).
Das Auftragsmaterial kann z. B. ein Lack sein.
Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise schlitzförmig, insbesondere mit einer zweckmäßigen Längserstreckung.
Das Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement kann vorzugsweise eine Außenplatte sein.
Das weitere Düsenelement kann z. B. einen Innenplatte sein.
Die Erfindung umfasst auch einen Applikationsroboter mit einer Düsenvorrichtung wie hierin offenbart. Der Applikationsroboter dient zweckmäßig zum Führen der Düsenvorrichtung entlang eines Kraftfahrzeug-Bauteils, insbesondere eines gekrümmten Kraftfahrzeug-Bauteils.
Das Kraftfahrzeug-Bauteil kann z. B. eine Karosserie und/oder Anbauteil hierfür sein.
Das Kraftfahrzeug-Bauteil kann z. B. ein Schweller sein.
Der Applikationsroboter kann z. B. mehrere Roboterarme und insbesondere eine mehrachsige Roboterhand aufweisen.
Die Erfindung betrifft auch ein Applikationsverfahren mit einer Düsenvorrichtung zur Abgabe eines (z. B. asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen) Spritzstrahls eines Auftragsmaterials auf ein (vorzugsweise gekrümmtes) Kraftfahrzeug-Bauteil.
Die Düsenvorrichtung umfasst eine (vorzugsweise stirnseitige, schlitzförmige und/oder konvex gekrümmte) Austrittsöffnung für das Auftragsmaterial und ein Düsenelement, wobei das Düsenelement eine asymmetrische Verteilausnehmung für das Auftragsmaterial aufweist, sodass eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung verteilt wird und/oder eine entlang der Austrittsöffnung sich (z. B. im Wesentlichen kontinuierlich) veränderliche Materialmenge ausgegeben wird.
Das Applikationsverfahren kann insbesondere mit einer Düsenvorrichtung und/oder einem Applikationsroboter wie hierin offenbart ausgeführt werden.
Die Offenbarung zur Düsenvorrichtung und/oder zum Applikationsroboter gilt somit entsprechend für das Applikationsverfahren und umgekehrt.
Es ist möglich, dass auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil eine Applikationsbahn mit sich im Wesentlichen kontinuierlich verändernder (vorzugsweise zunehmender) Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt wird, vorzugsweise mit einer von oben nach unten im Wesentlichen kontinuierlich zunehmenden oder abnehmenden Schichtstärke des Auftragsmaterials.
Die Applikationsbahn kann z. B. im Querschnitt asymmetrisch und/oder gekrümmt ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Applikationsbahn vorteilhaft mit einer insbesondere scharfen Applikationskante abschließen. Mit einer scharfen Applikationskante ist im Kontext der Erfindung vorzugsweise eine im Wesentlichen geradlinige Kante gemeint, die insbesondere bei Betrachtung mit dem menschlichen Auge keine erkennbaren Wellen aufweist und/oder deren Schichtstärkenverteilung so homogen ist, dass für das menschliche Auge eine glatte Oberflächenbeschaffenheit erkennbar ist. Bevorzugt ist, dass die Wellen ein Vorstehmaß von z. B. weniger als 2,0 mm; 1,5 mm; 1 mm, 0,5 mm; 0,2 mm oder 0,1mm aufweisen.
Auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil können z. B. mehrere (vorzugsweise im Wesentlichen parallel verlaufende) Applikationsbahnen mit sich verändernder Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt werden, wobei benachbarte Applikationsbahnen einander überlappen können, vorzugsweise um eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke der Applikation zu erzeugen.
Der Spritzstrahl kann z. B. asymmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet werden, z. B. in Abhängigkeit eines Auftragsmittel-Volumenstroms.
Es ist möglich, dass in Abhängigkeit eines (z. B. nur temporär verändertem) Auftragsmaterial-Volumenstroms der Spritzstrahl und/oder eine Strahlbreite des Spritzstrahls asymmetrisch verändert wird, z. B. relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung, insbesondere relativ zur Mittelebene.
Somit kann eine Strahlbreite z. B. auf der einen Seite der Mittelachse der Austrittsöffnung stärker zunehmen oder abnehmen als auf der anderen Seite der Mittelachse, wodurch z. B. ein Spritzstrahl erzeugt werden kann, dessen Strahlbreite relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung auf der einen Seite größer ist als auf der anderen Seite. Folglich kann eine Strahlbreite auf der einen Seite der Mittelachse der Austrittsöffnung z. B. größer sein als eine Strahlbreite auf der anderen Seite der Mittelachse der Austrittsöffnung.
Eine Mittelachse des Spritzstrahls kann vorzugsweise von einer Mittelachse der Austrittsöffnung abweichen.
Ein asymmetrischer Spritzstrahl kann z. B. genutzt werden, um vorteilhaft gezielt Teilabschnitte (z. B. Löcher oder Bolzen) auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil mittels des Spritzstrahls zu umgehen, optional in Kombination mit einer (zweckmäßig mittels eines Applikationsroboters erzeugten) Ausweichbewegung der Düsenvorrichtung (von z. B. nur ca. 2mm bis 4mm).
Durch eine Änderung eines Auftragsmaterial-Volumenstroms kann somit auch die Strahlbreite des Sprühstrahls verändert werden. Dies geschieht aber insbesondere nicht symmetrisch. Vielmehr kann der Spritzstrahl relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung zweckmäßig versetzt werden. Je mehr Auftragsmaterial fließt, desto zentrierter kommt der Spritzstrahl aus der Austrittsöffnung.
Im Kontext der Erfindung ist es somit z. B. möglich, dass sich die Strahlbreite insbesondere relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung, insbesondere relativ zur Mittelebene asymmetrisch verändern kann. Im Gegensatz dazu verändert sich bei einer Änderung eines Auftragsmaterial-Volumenstroms einer üblichen symmetrischen Düsenkonfiguration die Strahlbreite nicht asymmetrisch, sondern beidseitig gleichermaßen.
Es ist möglich, dass die Austrittsöffnung mit ihrer Mittelachse während der Abgabe des Auftragsmaterials einen Anstellwinkel von z. B. zwischen 85° und 95° (insbesondere im Wesentlichen 90°) relativ zur Applikationsoberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils aufweist.
Das Kraftfahrzeug-Bauteil ist vorzugsweise gekrümmt und/oder ein Schweller.
Es ist möglich, dass eine auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugte Applikation in einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils z. B. eine größere oder kleinere Schichtstärke aufweist als in einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass eine Schichtstärke einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugten Applikation von einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils zu einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils, insbesondere kontinuierlich, abnimmt oder zunimmt.
Die Applikation ist vorzugsweise eine Beschichtung, z. B. insbesondere eine durch das Auftragsmaterial auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugte Beschichtung.
Die Applikation kann z. B. eine Sicht-Applikation sein, also insbesondere eine Applikation im äußeren Sichtbereich des Kraftfahrzeug-Bauteils, weshalb sie üblicherweise qualitativ hochwertig herzustellen ist.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. 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. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Düsenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ein Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 ein weiteres Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 ein zusätzliches Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 das Düsenelement und das weitere Düsenelement in Funktionsstellung, insbesondere mit schematisch dargestellter Materialmenge, die asymmetrisch entlang einer Austrittsöffnung verteilt ist und/oder sich entlang der Austrittsöffnung verändert, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 eine stark schematische Ansicht auf eine Stirnseite dreier Düsenelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 ein Düsenelement und ein weiteres Düsenelement gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8A und 8B stark schematisch dargestellte asymmetrische Spritzstrahlen, insbesondere mit asymmetrisch veränderter Strahlbreite gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9 ein Applikationsschema, insbesondere eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Applikation (z. B. eine Applikationsbahn) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
10A bis 10D Applikationskonstellationen zum Beschichten eines gekrümmten Kraftfahrzeug-Bauteils, und
11 schematisch Stand der Technik, bei dem eine Materialmenge symmetrisch entlang einer Austrittsöffnung verteilt ist und/oder eine gleichbleibende Materialmenge entlang der Austrittsöffnung ausgeben wird.

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.
Im Folgenden wird eine Düsenvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
1 zeigt hierbei eine perspektivische Ansicht der Düsenvorrichtung 100, die eine stirnseitige, schlitzförmige, konvex gekrümmte Austrittsöffnung 10 zur Abgabe eines, vorzugsweise asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen, Spritzstrahls S eines Auftragsmaterials aufweist. Die Austrittsöffnung 10 kann alternativ aber auch z. B. geradlinig ausgeführt sein.
Der Spritzstrahl S kann z. B. auf ein zweckmäßig gekrümmtes Kraftfahrzeug-Bauteil 200 appliziert werden, insbesondere auf einen Schweller wie z. B. in den 10A bis 10D gezeigt.
Die Düsenvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise mehrere Düsenelemente, nämlich ein Düsenelement 1, ein weiteres Düsenelement 20 und ein zusätzliches Düsenelement 30, die die Austrittsöffnung 10 zweckmäßig begrenzen können und insbesondere als Düsenplatten ausgebildet sein können. Das weitere Düsenelement 20 ist vorzugsweise zwischen dem Düsenelement 1 und dem zusätzlichen Düsenelement 30 angeordnet. Das Düsenelement 1, das weitere Düsenelement 20 und das zusätzliches Düsenelement 30 können vorzugsweise zwischen zwei Klemmteilen eingeklemmt sein.
Das Düsenelement 1 umfasst eine asymmetrische Verteilausnehmung 2 für das Auftragsmaterial. Die asymmetrische Verteilausnehmung 2 ermöglicht insbesondere, eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung 10 zu verteilen und/oder eine sich entlang der Austrittsöffnung 10 veränderliche Materialmenge auszugeben, wobei die Materialmenge insbesondere entlang der Austrittsöffnung 10 vorzugsweise kontinuierlich zunehmen kann. Somit kann vorteilhaft ein Spritzstrahl S erzeugt werden, dessen Materialmenge sich über die Strahlbreite sb des Spritzstrahls S ebenso asymmetrisch verändert.
Demgegenüber zeigt 11 schematisch Stand der Technik, bei dem eine Materialmenge symmetrisch entlang einer Austrittsöffnung verteilt wird und/oder eine gleichbleibende Materialmenge entlang der Austrittsöffnung ausgeben wird.
Wie z. B. schematisch in 5 gezeigt, kann die Materialmenge entlang der Austrittsöffnung 10 (z. B. von rechts nach links) im Wesentlichen kontinuierlich zunehmen.
Die Verteilausnehmung 2 umfasst eine konkav gekrümmte Einbuchtung 3.1 und eine stirnseitige, gekrümmte Verteilkante 3.2 für das Auftragsmaterial, wobei die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 auch zumindest abschnittsweise geradlinig und/oder polygonal ausgebildet sein können.
Die Einbuchtung 3.1 dient vorzugsweise zum Aufstauen des Auftragsmaterials, wobei das Auftragsmaterial zweckmäßig über die Verteilkante 3.2 der Austrittsöffnung 10 zugeführt werden kann.
Die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 kann zumindest abschnittsweise geradlinig (z. B. polygonal) ausgebildet sein, zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit gleichbleibender Krümmung (z. B. gleichbleibendem Krümmungsradius r3) aufweisen und/oder zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit sich, vorzugsweise kontinuierlich, verändernder Krümmung (z. B. sich verändernden Krümmungsradius r3) aufweisen.
Die Bogenform kann z. B. im Wesentlichen einer Kreisbogenform entsprechen, wobei zweckmäßig auch andere (z. B. gekrümmte und/oder zumindest abschnittsweise geradlinige) Formen möglich sind.
Das Düsenelement 1 weist auch einen Zuführkanal 4 zum Zuführen des Auftragsmaterials auf, wobei der Zuführkanal 4 in die Verteilausnehmung 2 mündet.
Auch umfasst das Düsenelement 1 eine stirnseitige, insbesondere konvex gekrümmte Abspritzkante 10.1. Alternativ kann das Düsenelement 1 auch eine gerade Abspritzkante 10.1 aufweisen.
Das Düsenelement 1 kann somit eine z. B. konkave Einbuchtung 3.1 und eine z. B. konvexe Abspritzkante 10.1 umfassen und somit eine asymmetrisch konkav-konvexe Düsenelementkontur aufweisen.
Wie in 5 gezeigt, kann zwischen der Verteilkante 3.2 und der Abspritzkante 10.1 ein Abstand d1, d2 (zweckmäßig Durchlasspalt) definiert sein, wobei sich der Abstand d1, d2 entlang der Verteilkante 3.2 z. B. um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0 oder 2,5 vergrößern kann. In 5 nimmt der Abstand d1, d2 beispielhaft von links nach rechts zu, vorzugsweise kontinuierlich zu. Der Abstand d1 kann z. B. 3mm betragen und der Abstand d2 kann z. B. 6mm betragen.
Die Materialmenge kann z. B. entlang der Austrittsöffnung 10 zumindest abschnittsweise zunehmen, zumindest abschnittsweise abnehmen und/oder zumindest abschnittsweise im Wesentlichen konstant bleiben.
Es ist aber z. B. auch möglich, dass die Materialmenge entlang der im Wesentlichen gesamten Austrittsöffnung 10 zunimmt.
Die Materialmenge kann z. B. im Wesentlichen kontinuierlich zunehmen, insbesondere um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0 oder 2,5.
Das weitere Düsenelement 20 weist insbesondere eine im Wesentlichen symmetrische Verteilausnehmung 21 für das Auftragsmaterial auf, wobei die Verteilausnehmung 21 das weitere Düsenelement 20 vorzugsweise vollständig durchdringt, wie z. B. in 3 gezeigt.
Die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 umfasst eine mittige Ausnehmung 22, beidseitig außen abstehende Vorsprünge 23, und beidseitig zwischen den Vorsprüngen 23 und der mittigen Ausnehmung 22 jeweils einen, vorzugsweise im Wesentlichen geradlinigen, Kantenbereich 24.1, 24.2.
Die mittige Ausnehmung 22 umfasst einen mittigen Bogenabschnitt 22.1 und zwei an den mittigen Bogenabschnitt 22.1 angrenzende äußere Bogenabschnitte 22.2, 22.3
Wie in 5 zu sehen, kann die Verteilkante 3.2 zweckmäßig oben mit einem ersten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem ersten äußeren Bogenabschnitt 22.2 und dem ersten Kantenbereich 24.1 anschließen. Die Verteilkante 3.2 kann zweckmäßig unten mit einem zweiten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem mittigen Bogenabschnitt 22.1 und dem zweiten äußeren Bogenabschnitt 22.3 anschließen.
Die Verteilausnehmung 2 des Düsenelements 1 und die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 überlappen einander und/oder bilden eine gemeinsame Verteilkammer für das Auftragsmittel, was ebenfalls z. B. in 5 zu sehen ist.
Die Verteilausnehmung 2 des Düsenelements 1 ist abspritzseitig geschlossen (z. B. 2), wobei die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 abspritzseitig geöffnet ist (z. B. 3). Die Verteilausnehmung 2 des Düsenelements 1 kann orthogonal zum Düsenelement 1, insbesondere orthogonal zur Plattenebene des Düsenelements 1, in die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 münden, insbesondere zumindest abschnittsweise innerhalb und zumindest abschnittsweise außerhalb der mittigen Ausnehmung 22 (z. B. 5).
Das zusätzliche Düsenelement 30 umfasst wie das Düsenelement 1 eine stirnseitige, insbesondere konvex gekrümmte, Abspritzkante 30.1, kann alternativ aber auch eine gerade Abspritzkante 30.1 aufweisen.
Wie sich z. B. aus 4 ergibt, kann das zusätzliche Düsenelement 30 vorzugsweise im Wesentlichen baugleich zum Düsenelement 1 ausgebildet sein, sodass das zusätzliche Düsenelement 30 die Merkmale des Düsenelements 1 wie hierin offenbart aufweisen kann. Die Offenbarung zum Düsenelement 1 gilt somit zweckmäßig ebenfalls für das zusätzliche Düsenelement 30.
Die Verteilausnehmung 2, die Einbuchtung 3.1, die Verteilkante 3.2, der Zuführkanal 4 und/oder die Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und die Verteilausnehmung, die Einbuchtung, die Verteilkante, der Zuführkanal und/oder die Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30.1 sind im Wesentlichen bündig zueinander ausgerichtet (insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet) und/oder erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander.
Die Austrittsöffnung 10 erstreckt sich zwischen der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30, und vorzugsweise zumindest abschnittsweise zwischen den Vorsprüngen 23 des weiteren Düsenelements 20, wie z. B. in den 1 und 6 gezeigt.
Die Düsenvorrichtung 100 kann z. B. eine Mittelebene M aufweisen, die durch eine Mittelachse A der Austrittsöffnung 10 definiert wird und die orthogonal zur schlitzförmigen Austrittsöffnung 10 und/oder orthogonal zur Plattenebene oder allgemein der Elementebene des Düsenelements 1, des weiteren Düsenelements 20 und/oder des zusätzlichen Düsenelements 30 ausgerichtet sein kann.
Die Verteilausnehmung 2, die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 des Düsenelements 1 kann, insbesondere relativ zur Mittelebene M, asymmetrisch ausgebildet sein.
Die Austrittsöffnung 10, die Abspritzkante 10.1 des ersten Düsenelements 1, die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20, und/oder die Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 kann, insbesondere relativ zur Mittelebene M, im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein.
2 zeigt z. B., dass die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 eine Sehne C aufweisen kann, wobei die Sehne C, insbesondere relativ zur Mittelebene M, einen Sehnenwinkel α von kleiner 90°, 85° oder 80° und/oder von größer 55°, 60° oder 65° aufweisen. In 2 beträgt der Sehnenwinkel a beispielhaft ungefähr 70°.
Die Düsenvorrichtung 100 funktioniert insbesondere im Wesentlichen wie folgt.
Das insbesondere viskose oder hochviskose Auftragsmaterial hat die Eigenschaft, sich den Weg des geringsten Widerstands durch die Düsenvorrichtung 100 zu suchen.
Der Abstand d1 (zweckmäßig Durchgangsspalt) des Düsenelements 1 ist auf der einen Seite der Austrittsöffnung 10 kürzer (z. B. 3mm) als auf der anderen Seite (z. B. 6mm), wobei die Abstände d1, d2 z. B. in Abhängigkeit von den Randbedingungen (z. B. Viskosität des Auftragsmaterials, gewünschte Schichtstärkenverteilung, etc.) variiert werden können.
Die Düsenvorrichtung 100 erzeugt auf der einen Seite (z. B. in 5 rechts) einen höheren Strömungswiderstand für das Auftragsmaterial als auf der anderen Seite (z. B. in 5 links).
Unter Bezugnahme auf 5 sucht sich somit das von unten einströmende Auftragsmaterial zuerst den Weg (links) am Abstand d1, weil es durch den geringeren Strömungswiderstand dort schneller nach außen strömen kann.
Mit zunehmendem Materialfluss wandert der Spritzstrahl S immer weiter in Richtung Abstand d2 und drängt sich auch am Abstand d2 hindurch. Das geschieht, weil sich durch den höheren Materialfluss in der Düsenvorrichtung 100 ein Rückstau bildet und das Auftragsmaterial nicht schnell genug am Abstand d1 mit dem geringeren Strömungswiderstand abfließen kann.
Der Druck in der Düsenvorrichtung 100 erhöht sich und das Auftragsmaterial zwängt sich auch am Abstand d2 mit dem höheren Widerstand nach außen.
Die auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 erzeugte Schichtstärke der Applikation, insbesondere einer Applikationsbahn, ist dabei im Querschnitt asymmetrisch.
Die Erfindung ermöglicht z. B. vorteilhaft, mit einem Spritzstrahl S eine Applikation mit im Querschnitt variierender (z. B. abflachender oder ansteigender) Schichtstärke auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 zu erzeugen, z. B. bei einem optimalen Anstellwinkel der Düsenvorrichtung 100 zur Oberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils 200 von z. B. ungefähr 90°.
Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft, bei einem zweckmäßig idealen Anstellwinkel (z. B. ungefähr 90°) eines die Düsenvorrichtung 100 tragenden Applikators relativ zum Kraftfahrzeug-Bauteil 200 zweckmäßig oben eine scharfe Applikationskante und eine zweckmäßig von oben nach unten im Wesentlichen kontinuierlich zunehmende Schichtstärke der Applikation zu erzeugen.
Am seitlichen Rand der Applikation gibt es auf beiden Seiten üblicherweise den Effekt einer Randanhäufung des Auftragsmaterials, wobei beim in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel das rechte Ende der Austrittsöffnung 10 eine kleinere Randanhäufung erzeugen würde als das linke Ende.
Die 1 bis 6 betreffen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorsprünge 23 im Wesentlichen bündig mit der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 10 und mit der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 angeordnet sind, sodass die Vorsprünge 23 die Austrittsöffnung 10 beidseitig außen begrenzen und/oder zwischen den Vorsprüngen 23 und der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 beidseitig kein Durchlassspalt für das Auftragsmittel vorhanden ist.
7 illustriert ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorsprünge 23 versetzt, insbesondere rückversetzt, zu der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 angeordnet sind, um beidseitig einen Durchlassspalt g (z. B. mit einer Höhe x von vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2,0 mm) für das Auftragsmittel zu erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft eine Randanhäufung einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 erzeugten Applikation reduziert werden. Folglich kann z. B. Auftragsmaterial an Stellen vorteilhaft eingespart werden, die bisher üblicherweise als Überbeschichtung akzeptiert wurden.
Die Erfindung kann auch genutzt werden (z. B. 8A, 8B und 9), um einen asymmetrischen Spritzstrahl S zu erzeugen und/oder um eine Strahlbreite sb, sb1, sb2 des Spritzstrahls S asymmetrisch zu verändern, vorzugsweise so, dass relativ zur Mittelachse Ader Austrittsöffnung 10 eine erste Strahlbreite b1 auf der einen Seite der Mittlachse A größer ist als eine zweite Strahlbreite b2 auf der anderen Seite der Mittelachse A, und/der eine Mittelachse des Spritzstrahls S von einer Mittelachse Ader Austrittsöffnung 10 abweicht.
Ein asymmetrischer Spritzstrahl S kann z. B. genutzt werden, um vorteilhaft gezielt Teilabschnitte Z (z. B. Löcher oder Bolzen) auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 mittels des Spritzstrahls S zu umgehen, optional in Kombination mit einer (zweckmäßig mittels eines Applikationsroboters erzeugten) Ausweichbewegung der Düsenvorrichtung 100 (von z. B. nur ca. 2mm bis 4mm), wie z. B. in 9 gezeigt. In 9 kennzeichnet der Pfeil die Bewegungsrichtung der Düseneinrichtung 100, wobei TCP für Tool Center Point steht.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch Abwandlungen und Modifikationen, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Bezugszeichenliste

1: Düsenelement
2: Verteilausnehmung des Düsenelements
3.1: Einbuchtung des Düsenelements
3.2: Verteilkante des Düsenelements
10.1: Abspritzkante des Düsenelements
10: Austrittsöffnung, vorzugsweise schlitzförmige Austrittsöffnung
A: Mittelachse der Austrittsöffnung
M: Mittelebene
20: weiteres Düsenelement
21: Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements
22: mittige Ausnehmung
22.1: mittiger Bogenabschnitt
22.2: erster äußerer Bogenabschnitt
22.3: zweiter äußerer Bogenabschnitt
23: Vorsprünge
24.1: erster Kantenbereich
24.2: zweiter Kantenbereich
30: zusätzliches Düsenelement
30.1: Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements
100: Düsenvorrichtung
g: Durchlassspalt
S: Spritzstrahl
sb: Strahlbreite des Spritzstrahls, vorzugsweise Strahlgesamtbreite
sb1: erste Strahlbreite
sb2: zweite Strahlbreite
C: Sehne
α: Sehnenwinkel
200: Kraftfahrzeug-Bauteil
Z: nicht zu beschichtender Teilabschnitt des Kraftfahrzeug-Bauteils

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 102006012373 B3 [0003]

Claims

Düsenvorrichtung (100) zur Abgabe eines Spritzstrahls (S) eines Auftragsmaterials, mit einer, vorzugsweise schlitzförmigen, Austrittsöffnung (10) für das Auftragsmaterial und einem Düsenelement (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) eine asymmetrische Verteilausnehmung (2) für das Auftragsmaterial aufweist, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung (10) zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung (10) sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) eine Einbuchtung (3.1) für das Auftragsmaterial aufweist, vorzugsweise eine konkave Einbuchtung (3.1).
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) eine Verteilkante (3.2) für das Auftragsmaterial aufweist, über die das Auftragsmaterial der Austrittsöffnung (10) zuführbar ist.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (3.1) und/oder die Verteilkante (3.2) sich zumindest abschnittsweise geradlinig erstreckt, zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit gleichbleibender Krümmung aufweist und/oder zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit sich, vorzugsweise kontinuierlich, verändernder Krümmung aufweist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) einen Zuführkanal (4) zum Zuführen des Auftragsmaterials aufweist, wobei der Zuführkanal (4) in die Verteilausnehmung (2) mündet.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) eine gerade oder eine konvex gekrümmte Abspritzkante (10.1) aufweist.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (3.1) und die Abspritzkante (10.1) eine asymmetrische Düsenelementkontur erzeugen, vorzugsweise eine asymmetrisch konkav-konvexe Düsenelementkontur.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Materialmenge entlang der Austrittsöffnung (10) zunimmt, vorzugsweise im Wesentlichen kontinuierlich zunimmt, insbesondere um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0, und/oder - zwischen der Verteilkante (3.2) und der Abspritzkante (10.1) ein Abstand (d1, d2) definiert wird und sich der Abstand (d1, d2) entlang der Verteilkante (3.1) um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 vergrößert.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2), die Einbuchtung (3.1) und/oder die Verteilkante (3.2) unterschiedliche Strömungswiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt, vorzugsweise gemäß deren das Auftragsmaterial entlang der Austrittsöffnung (10) verteilt wird.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) ein weiteres Düsenelement (20) aufweist und das weitere Düsenelement (20) eine, vorzugsweise im Wesentlichen symmetrische, Verteilausnehmung (21) für das Auftragsmaterial umfasst.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) und die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) einander überlappen und/oder eine gemeinsame Verteilkammer für das Auftragsmittel bilden.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) aufweist: - eine mittige Ausnehmung (22), - beidseitig außen abstehende Vorsprünge (23), und/oder - zwei Kantenbereiche (24.1, 24.2), wovon jeweils einer zwischen den Vorsprüngen (23) und der mittigen Ausnehmung (22) angeordnet ist.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Ausnehmung (22) einen mittigen Bogenabschnitt (22.1) und zwei an den mittigen Bogenabschnitt (22.1) angrenzende äußere Bogenabschnitte (22.2, 22.3) aufweist, nämlich einen ersten äußeren Bogenabschnitt (22.2) und einen zweiten äußeren Bogenabschnitt (22.3).
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilkante (3.2) - mit einem ersten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem ersten äußeren Bogenabschnitt (22.2) und dem ersten Kantenbereich (24.1) anschließt, und - mit einem zweiten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem mittigen Bogenabschnitt (22.1) und dem zweiten äußeren Bogenabschnitt (22.3) anschließt.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) im Wesentlichen bündig an den mittigen Bogenabschnitt (22.1) des weiteren Düsenelements (20) anschließt.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) abspritzseitig geschlossen ist und vorzugsweise orthogonal zum Düsenelement (1) in die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) mündet, insbesondere zumindest abschnittsweise innerhalb und/oder zumindest abschnittsweise außerhalb der mittigen Ausnehmung (22), und/oder - die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) abspritzseitig geöffnet ist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) ein zusätzliches Düsenelement (30) umfasst, das eine gerade oder eine konvex gekrümmte Abspritzkante (30.1) aufweist.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Düsenelement (30) baugleich zum Düsenelement (1) ausgeführt ist.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Düsenelement (20) zwischen dem Düsenelement (1) und dem zusätzlichen Düsenelement (30) angeordnet ist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) und eine baugleiche Ausnehmung des zusätzlichen Düsenelements (30) bündig zueinander ausgerichtet sind und/oder sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, - die Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) und die Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30.1) bündig zueinander ausgerichtet sind und/oder sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, und/oder - die Austrittsöffnung (10) sich zwischen der Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) und der Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30) erstreckt.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) eine Mittelebene (M) aufweist, die durch eine Mittelachse (A) der Austrittsöffnung (10) definiert wird und die orthogonal zur Austrittsöffnung (10) und/oder zur Elementebene des Düsenelements (1) ausgerichtet ist, wobei die Verteilausnehmung (2), die Einbuchtung (3.1) und/oder die Verteilkante (3.2) des Düsenelements (1) relativ zur Mittelebene (M) asymmetrisch ausgebildet ist.
Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) und/oder die Einbuchtung (3.1) des Düsenelements (1) relativ zur Mittelebene (M) zu mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% außermittig angeordnet ist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorsprünge (23) im Wesentlichen bündig mit der Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) und/oder mit der Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30.1) angeordnet sind, oder - die Vorsprünge (23) versetzt zu der Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) und/oder der Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30.1) angeordnet sind, um einen Durchlassspalt (g) für das Auftragsmittel zu erzeugen.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von folgendem, insbesondere relativ zur Mittelebene (M), mittig ausgerichtet ist und/oder symmetrisch ausgebildet ist: - die Austrittsöffnung (10), - die Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1), - die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20), und/oder - die Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30).
Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (3.1) und/oder die Verteilkante (3.2) eine Sehne (C) aufweist und die Sehne (C) relativ zur Mittelebene (M) einen Sehnenwinkel (α) von kleiner 90°, 85° oder 80° und/oder von größer 55°, 60° oder 65° aufweist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) eine Düsenplatte ist, das weitere Düsenelement (20) eine Düsenplatte ist und/oder das zusätzliche Düsenelement (30) eine Düsenplatte ist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmaterial ein viskoses oder hochviskoses Auftragsmaterial ist.
Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) zur Ausgabe eines asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen Spritzstrahls (S) eingerichtet ist.
Applikationsroboter mit einer Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Applikationsverfahren mit einer Düsenvorrichtung (100) zur Abgabe eines Spritzstrahls (S) eines Auftragsmaterials auf ein Kraftfahrzeug-Bauteil (200), vorzugsweise ausgeführt mit einer Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder einem Applikationsroboter nach Anspruch 29, wobei: die Düsenvorrichtung (100) eine Austrittsöffnung (10) für das Auftragsmaterial und ein Düsenelement (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) eine asymmetrische Verteilausnehmung (2) für das Auftragsmaterial aufweist, sodass eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung (10) verteilt wird und/oder eine entlang der Austrittsöffnung (10) sich veränderliche Materialmenge ausgegeben wird.
Applikationsverfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) eine Applikationsbahn mit sich, insbesondere kontinuierlich, verändernder Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt wird, vorzugsweise mit einer von oben nach unten kontinuierlich zunehmenden oder abnehmenden Schichtstärke des Auftragsmaterials.
Applikationsverfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsbahn - im Querschnitt asymmetrisch ausgebildet ist, - im Querschnitt gekrümmt ausgebildet ist, und/oder - mit einer scharfen Applikationskante abschließt.
Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) mehrere Applikationsbahnen mit sich, insbesondere kontinuierlich, verändernder Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt werden, wobei benachbarte Applikationsbahnen einander überlappen, insbesondere um eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke der Applikation zu erzeugen.
Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzstrahl (S) asymmetrisch ausgebildet ist.
Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise in Abhängigkeit eines Auftragsmittel-Volumenstroms, der Spritzstrahl (S) asymmetrisch verändert wird und/oder eine Strahlbreite (sb, sb1, sb2) des Spritzstrahls (S) asymmetrisch verändert wird, vorzugsweise so, dass relativ zur Mittelachse (A) der Austrittsöffnung (10) eine erste Strahlbreite (b1) auf der einen Seite der Mittlachse (A) größer ist als eine zweite Strahlbreite (b2) auf der anderen Seite der Mittelachse (A), und/der eine Mittelachse des Spritzstrahls (S) von einer Mittelachse (A) der Austrittsöffnung (10) abweicht.
Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (10) mit ihrer Mittelachse (A) während der Abgabe des Auftragsmaterials einen Anstellwinkel von zwischen 85° und 95°, vorzugsweise im Wesentlichen 90°, relativ zur Applikationsoberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) aufweist.
Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug-Bauteil (200) gekrümmt ist und/oder ein Schweller ist.
Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass - eine auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) erzeugte Applikation in einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) eine größere oder kleinere Schichtstärke aufweist als in einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200), und/oder - eine Schichtstärke einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) erzeugten Applikation von einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) zu einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200), insbesondere kontinuierlich, abnimmt oder zunimmt.