DE19542990A1

DE19542990A1 - High viscosity compressible paste applicator for workpiece

Info

Publication number: DE19542990A1
Application number: DE1995142990
Authority: DE
Inventors: Hans-Rudolf Wankelmuth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-05-22

Abstract

The applicator has a pressure chamber (24) with an adjoining accumulator chamber (16) located above a connection (30), partially encompassed by a sleeve, leading to a nozzle (50). They share an axis (A). Elements (52) controlling the opening and closing of the nozzle's orifice (51) lie inside the nozzle and seal the material outlet. The chamber extending from the accumulator chamber to the nozzle is preferably divided into two volumes separated from each other by an actuated shut-off (37,39,44,7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Auftragen mittel- bis hochviskoser, pastöser, kom pressibler Substanzen, insbesondere Dicht- und Kleb stoffen, auf Werkstücke, z. B. Karosserieteile, und eignet sich insbesondere für den Einsatz in auto matisierten Fertigungsanlagen. The invention relates to a metering device for Apply medium to high viscosity, pasty, com pressible substances, especially sealing and adhesive fabrics, on workpieces, e.g. B. body parts, and is particularly suitable for use in cars automated production facilities.

Zu den Substanzen, mit deren dosiertem Abgeben und Auftragen sich diese Erfindung befaßt, gehören z. B. heiß zu verarbeitende Einkomponenten-Dicht- und -Klebstoffe, die durch Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 80°C und 140°C (je nach Materialtyp) so weit erweichen, daß sie pumpbar werden sowie kalt zu verarbeitende Dicht- und Klebstoffe, darunter auch solche, die vernetzt werden können. Solche Dicht- und Klebstoffe können eingesetzt werden, um Teile abzudichten und/oder miteinander zu verkleben. Für den genannten Einsatzzweck sind Vorrichtungen unterschiedlicher Bauart bekannt, die mit mehr oder weniger guter Auftrags-Genauigkeit arbeiten. Allen diesen bekannten Lösungen ist aber der Nachteil eigen, daß der Düsenverschluß mittels einer koaxial zur Düsenlängsachse angeordneten und axial verschieb lichen Düsennadel erfolgt, die zudem noch aus dem Düsenvorraum bzw. der unmittelbar anschließenden Substrat-Vorratskammer herausgeführt werden muß, damit Steuerelemente angreifen können. Neben einer großen Baulänge rufen vor allem undichte Dichtstellen und Lagerungen Verschmutzungsgefahr und teure Wartungen hervor, siehe u. a. die EP 0 412 978 A. Aus der gleichen Druckschrift ist ein Düsenverschluß bekannt, der als Welle mit einer Querbohrung ausgebildet und von außen mit einem Stellantrieb betätigbar ist. Die Welle wird dort jedoch auch aus dem Düsenkopf heraus geführt, damit sind gleiche Dichtungsprobleme wie bei einem bekannten Nadelverschluß gegeben. Diese Dichtungsproblematik tritt darüber hinaus auch bei dem dort verwendeten Druckstempel des Druckerzeugers auf. Ein weiterer Nachteil ist die seitliche Substanz zuführung in den vorderen Düsenraum, die nachteilig auf die Druckverhältnisse und die Strömungsrichtung der Substanz unmittelbar vor dem Austritt aus der Düse wirkt.To the substances, with their dosed delivery and Applying this invention deals, e.g. B. hot-workable one-component sealing and -Adhesives by heating to a temperature between 80 ° C and 140 ° C (depending on the material type) soften far that they become pumpable as well as cold sealants and adhesives to be processed, including even those that can be networked. Such sealants and adhesives can be used to seal parts and / or to glue them together. Devices are for the stated purpose known of different types, with more or work less good job accuracy. However, all these known solutions have the disadvantage peculiar that the nozzle closure by means of a coaxial arranged to the longitudinal axis of the nozzle and axially displaced Lichen nozzle needle, which also from the Anteroom or the immediately following Substrate storage chamber must be led out, so that controls can attack. In addition to one Large installation lengths call especially for leaky sealing points and storage risk of contamination and expensive maintenance out, see u. a. EP 0 412 978 A. From the same Document a nozzle closure is known which designed as a shaft with a transverse bore and from can be operated externally with an actuator. The However, wave is also out of the nozzle head there led, so are the same sealing problems as given a known valve gate. This Sealing problems also arise the pressure stamp of the pressure generator used there on. Another disadvantage is the side substance feed into the front nozzle space, which is disadvantageous on the pressure conditions and the direction of flow the substance immediately before exiting the Nozzle works.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Dosiervorrichtung für besagte Substanzen zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist bzw. jene wesentlich minimiert, wartungsarm und -freundlich ist, ein geringes Gewicht aufweist und dadurch auch von preiswerten Robotern mit geringerer Tragkraft handhabbar ist.Therefore, the object of the invention is a To create a metering device for said substances, which does not have the disadvantages mentioned or those significantly minimized, low maintenance and friendly is lightweight and therefore also of inexpensive robots with a lower load capacity is manageable.

Die Aufgabe löst eine Dosiervorrichtung zum Auftragen mittel- bis hochviskoser, pastöser, kompressibler Substanzen auf Werkstücke durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche offenbaren vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The task is solved by a dosing device for application medium to high viscosity, pasty, compressible Substances on workpieces by the characteristics of the Claim 1. The subclaims reveal advantageous developments of the invention.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung sind vor allem:The advantages of the metering device according to the invention are especially:

- Favorable pressure conditions in the nozzle area, because no cross flows to the discharge flow occur;
- greatly reduced or no substance leakage at joints and bearings, as there is no material penetrable seals are present,
- No breakaway forces on the substance feed piston by using a membrane;
- Highly dynamic substance feed due to extremely short Funding channels;
- Variable use of the device through detachable Docking or coupling put on the lower part for the Refill of substance;
- Short refill time through special training of the Inlet areas;
- Material rinsing in the dispenser by skillful Flow guidance and
- safer, faster, cleaner start and end of the Substance discharge by separating the substance vo lumens between reservoir and nozzle in at least two volumes that shut off against each other bar, the volume towards the nozzle is much smaller than the other remaining Partial volume.

Die Erfindung wird folgend anhand eines schematisiert in Zeichnungen dargestellten, vorteilhaften Ausführungs beispieles näher erläutert.The invention is illustrated below using a advantageous embodiment shown in drawings example explained in more detail.

Die Figuren zeigen dabeiThe figures show

Fig. 1 eine Seitenansicht der Erfindung, Fig. 1 is a side view of the invention,

Fig. 2 und 2a einen Teilschnitt von Fig. 1,
die wesentlichen Einzelteile der neuen Vorrichtung sind in verschiedenen Ansichten in den Fig. 3 bis 10 dargestellt, im einzelnen in Fig. 2 and 2a is a partial section of Fig. 1,
the essential parts of the new device are shown in different views in FIGS. 3 to 10, in detail in

Fig. 3 bis 3c ein Verbindungsteil, FIGS. 3 to 3c a connection part,

Fig. 4 und 4a eine Hülse mit Dichtungs- und Steuerfunktion, FIGS. 4 and 4a a sleeve with sealing and control function,

Fig. 5 und 5a ein Führungsteil, Fig. 5 and 5a, a guide member,

Fig. 6 und 6a ein tellerförmiges Oberteil, FIGS. 6 and 6a, a plate-shaped upper part,

Fig. 7 und 7a ein tellerförmiges Unterteil, FIGS. 7 and 7a, a plate-shaped lower part,

Fig. 8-9d Formen und Anordnung von Segmenten im Unterteil zur Substanzverteilung, Fig. 8-9d shapes and arrangement of segments in the lower part to the substance distribution,

Fig. 10 eine spezielle Ausbildung der Dichtfläche am Verbindungsteil. Fig. 10 shows a special design of the sealing surface on the connecting part.

Gemäß der Fig. 1 weist die Dosiervorrichtung 1 einen Speicherraum für besagte Substanz, eine Düse 51 für den Austritt der Substanz, Mittel 2, 3 zur Druck erzeugung und -übertragung, Steuer- und Regelmittel R sowie mindestens eine Verbindungsleitung vom Speicher zur Düse 51 auf. Neu und wesentlich ist nun bei dieser Dosiervorrichtung, daß ein tellerförmiges Oberteil 20 und ein tellerförmiges Unterteil 10 durch deren zu einander gerichteten Vertiefungen 24 bzw. 16 einen gemeinsamen Raum bilden, dessen axiales Maß wesentlich geringer ist als dessen radiales Maß. Durch eine zwischen deren Stirnflächen 21 bzw. 18 fest verspannte Membran 29 entsteht ein Druckmittelraum 24 und ein unmittelbar angrenzender Speicherraum 16, deren Volumina in direkter Abhängigkeit voneinander veränder bar sind. Vorzugsweise sind beide Vertiefungen symmetrisch zueinander, elipsen-, kugel- oder kreis bogenförmig ausgebildet, zumindest sind die Randbe reiche angefast oder gerundet.According to the Fig. 1 1, the metering device a storage space for said substance, a nozzle 51 for the exit of the substance, means 2, 3 generation for printing and transfer, and control means R and at least one connecting line from the memory to the nozzle 51 . What is new and essential in this metering device is that a plate-shaped upper part 20 and a plate-shaped lower part 10 form a common space through their mutually directed recesses 24 and 16 , the axial dimension of which is considerably less than the radial dimension thereof. A membrane 29 which is firmly clamped between the end faces 21 and 18 thereof creates a pressure medium chamber 24 and an immediately adjacent storage chamber 16 , the volumes of which can be changed in direct dependence on one another. Preferably, both depressions are symmetrical to each other, elliptical, spherical or circular arc-shaped, at least the edge areas are chamfered or rounded.

Von der unteren Stirnseite des Unterteils 10 her führen in dessen Randbereich vorgesehene Einlaßkanäle 13, wobei vorzugsweise drei im 120°-Takt angeordnet sind, in das Innere, die Vertiefung 16, hinein, die in spezieller Ausbildung in einem, eine Ringnut 15 aufweisenden Ringkanal 14 münden, Fig. 7a. Zur gleich mäßigen und schnellen Verteilung der einströmenden Substanz sind in der Ringnut 15 mehrere Segmente 70. . .70n vorgesehen, die wiederum mehrere Durch lässe 71 bis 76 aufweisen bzw. bilden, wobei die Segmente 70. . .70n eine variable Länge und unter schiedlich geformte Durchlässe haben können, Beispiele hierzu sind in den Fig. 8 bis 9d gezeigt. From the lower end face of the lower part 10 , inlet channels 13 provided in the edge area thereof, preferably three arranged at 120 ° intervals, lead into the interior, the recess 16 , which in a special design has an annular channel 14 having an annular groove 15 mouth, Fig. 7a. For the uniform and quick distribution of the inflowing substance, several segments 70 are in the annular groove 15 . . . 70 n are provided, which in turn have or form a plurality of passages 71 to 76 , the segments 70 . . . 70 n can have a variable length and differently shaped passages, examples of which are shown in FIGS . 8 to 9d.

Vom Speicherraum, der Vertiefung 16, gelangt die Substanz M durch ein mit dem Unterteil 10 mittels den Konen 11 und 31 fest verbundenes Verbindungs teil 30 hindurch 30a, 39 und unter Zwischenschaltung einer teilweise das Verbindungsteil 30 umgreifenden Hülse 40, 47 in den Düsenkörper 50 und dort 50 an den geöffneten Kegelverschluß 59b, 60, 63 zur Öffnung 51.From the storage space, the recess 16 , the substance M passes through a connecting part 30 , which is firmly connected to the lower part 10 by means of the cones 11 and 31 , through 30a, 39 and with the interposition of a sleeve 40 , 47 , which partially surrounds the connecting part 30 , into the nozzle body 50 and there 50 to the opened cone closure 59 b, 60 , 63 to the opening 51 .

Die Stirnfläche 37 des Verbindungsteiles 30 und die Stirnwand 44 der Hülse 40 besitzen den gleichen Neigungswinkel, sind korrespondierend zueinander ausgebildet und gegeneinander derart verspannt 42, 43, 8, 9 und 6, daß eine flächige Gleitdichtung ent steht. Durch Drehen 7 der Hülse 40 um vorzugsweise 60° kann der Durchgang 39, 47 geöffnet bzw. geschlossen werden.The end face 37 of the connecting part 30 and the end wall 44 of the sleeve 40 have the same angle of inclination, are formed corresponding to one another and braced against each other in such a way 42 , 43 , 8 , 9 and 6 that a flat sliding seal is ent. The passage 39 , 47 can be opened or closed by rotating 7 the sleeve 40 by preferably 60 °.

Der mit der Hülse 40 fest verbundene Düsenkörper 50 steuert bei der Drehbewegung der Hülse 40 gleich zeitig das zur Öffnung 51 hin kegelig 63 ausgebildete Verschlußteil 60, durch die im Inneren des Düsen körpers 50 angeordneten Elemente 38, 52, 58, 59, 64 und 65.The nozzle body 50 fixedly connected to the sleeve 40 controls the rotational movement of the sleeve 40 at the same time, the conical 63 formed towards the opening 51 towards the closure part 60 , through the elements 38 , 52 , 58 , 59 , 64 and 65 arranged in the interior of the nozzle body 50 .

Weitere konstruktive und funktionelle Details und spezielle, vorteilhafte Weiterbildungen der gesamten Vorrichtung und deren wesentlichen Einzelteilen sind von dem Fachmann auf dem betreffenden einschlägigen Gebiet aus den Zeichnungen, den Fig. 1 bis 10 in Verbindung mit dem Bezugsziffernverzeichnis leicht entnehmbar und brauchen daher hier nicht weiter be schrieben werden.Further constructive and functional details and special, advantageous further developments of the entire device and its essential individual parts can be easily removed by the person skilled in the relevant field from the drawings, FIGS . 1 to 10 in conjunction with the list of reference numbers and therefore do not need to be further here be written.

Die Ansteuerung und Regelung der Arbeitsweise der neuen Dosiervorrichtung 1, z. B. öffnen, Schließen, Heben, Senken u. dgl. erfolgt mit an sich bekannten Mitteln wie Steuer-/Regeleinheiten, Halterungen, Führungen, die mit letzterer 1 verbunden oder in Wirkverbindung stehen und hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.The control and regulation of the operation of the new metering device 1 , z. B. open, close, lift, lower u. The like. Is carried out using means known per se, such as control / regulating units, holders, guides, which are connected to the latter 1 or are in operative connection and are not shown here for the sake of clarity.

BezugszeichenlisteReference list

1 Dosiervorrichtung
2 Drucksteuerung
3 Signaleinheit
4 Materialzufuhr
5 Heizfolie
6 Befestigungselemente
7 Stellmotor
8 Wälzlager
9 Druckplatte
10 Unterteil
10a Gewindelöcher
11 konisches Loch
12 Bund
13 Einlaßkanäle
14 Ringkanal
15 Ringnut
16 Vertiefung
17 Randbereich
18 Stirnfläche
19 Gewindegrundbohrungen
20 Oberteil
20a Löcher
21 Stirnfläche
22 Nase
23 Bohrung
24 Vertiefung
25 Kanal
26 Entlüftungsloch
27 Verschluß
28 Randbereich
29 Membran
30 Verbindungsteil
30a Grundbohrung
31 Konus
32 Bund
33 Nuten
34 Eindrehung
35 Bund
36 Heizfolie mit Strom- und Signalleitungen
37 Stirnfläche
37a Abstreifrillen
38 Zapfen
38a Querloch
39 Bohrung
40 Hülse
41 Mantel
42 Lagerbund
43 Anschlagbund
44 Stirnwand
45 Grundbohrung
46 Loch
47 Bohrung
48 Längsnuten
49 Gleitring
50 Düsenkörper
50a Mittelteil
50b Vorderteil
50c Endteil
50d Bohrungen
51 Öffnung
52 Führungsteil
53 Innenzylinder
54 Bohrung
55a, 55b Langlöcher
56a, 56b Langlöcher
57 Bund
58 Stift
59 Bolzen
59a Sicherungselemente
60 Verschlußteil
61 Flansch
62 Nut
63 Spitze
64 Sicherungsring
65 Tellerfeder
67 Durchgangsloch
68 Meßmittel/-sensor
69 Aussparungen
70, 70a. . .n Segmente
71, 72, 73 Löcher
74, 75 Abschrägungen
76 Kerbverzahnung
A Mittelachse
α Neigungswinkel
R Steuer-/Regeleinheit
M Substanzfluß
SO Stellung - Offen -
SG Stellung - Geschlossen -
H Hub 1 dosing device
2 pressure control
3 signal unit
4 Material feed
5 heating foil
6 fasteners
7 servomotor
8 rolling bearings
9 pressure plate
10 lower part
10 a threaded holes
11 tapered hole
12 fret
13 inlet channels
14 ring channel
15 ring groove
16 deepening
17 edge area
18 end face
19 tapped holes
20 top
20 holes
21 end face
22 nose
23 hole
24 deepening
25 channel
26 vent hole
27 closure
28 edge area
29 membrane
30 connecting part
30 a blind hole
31 cone
32 fret
33 grooves
34 screwing
35 fret
36 heating foil with power and signal lines
37 end face
37 a scraper grooves
38 cones
38 a transverse hole
39 hole
40 sleeve
41 coat
42 bearing collar
43 stop collar
44 end wall
45 blind hole
46 holes
47 hole
48 longitudinal grooves
49 slide ring
50 nozzle bodies
50 a middle section
50 b front part
50 c end part
50 d holes
51 opening
52 guide part
53 inner cylinder
54 hole
55 a, 55 b slots
56 a, 56 b slots
57 fret
58 pen
59 bolts
59 a securing elements
60 closure part
61 flange
62 groove
63 top
64 circlip
65 disc spring
67 through hole
68 Measuring equipment / sensor
69 recesses
70 , 70 a. . .n segments
71 , 72 , 73 holes
74 , 75 bevels
76 serration
A central axis
α angle of inclination
R control unit
M substance flow
SO position - open -
SG position - closed -
H stroke

Claims

1. Dosing device for applying medium to highly viscous, pasty, compressible substances on workpieces, with a storage space for the substance, a nozzle ( 51 ) for the exit of the substance, means ( 2 , 3 ) for pressure generation and transmission, control and Control means (R) and at least one connecting line from the storage space to the nozzle ( 51 ), characterized in that the pressure medium space ( 24 ), the adjoining storage space ( 16 ), the connecting part ( 30 ), a sleeve ( 40 ) partially encompassing the latter ( 30 ) and a nozzle body ( 50 ) is arranged one after the other and in operative connection with one another coaxially along a common central axis (A).

2. Dosing device according to claim 1, characterized in that the opening and closing of the (nozzle) opening ( 51 ) controlling elements ( 38 , 52 , 58 , 59 , 64 and 65 ) arranged in the interior of the material-leakproof nozzle body ( 50 ) are.

3. Dosing device according to claim 1 or 2, characterized in that the space extending from the storage space ( 16 ) to the nozzle ( 51 ) by an actuatable closure ( 37 , 39 , 44 and 47 ) selectively separates into two closed volumes is cash.

4. Dosing device according to claim 3, characterized in that the (nozzle) opening ( 51 ) towards the volume is substantially smaller than the remaining volume.

5. Dosing device according to one of the preceding claims, characterized in that a plate-shaped upper part ( 20 ) and a plate-shaped lower part ( 10 ) through their mutually facing recesses ( 24 ) and ( 16 ) form a common space, with one between the end faces ( 21 ) or ( 18 ) firmly tensioned membrane ( 29 ) creates a pressure medium space ( 24 ) and an immediately adjacent storage space ( 16 ), the volumes of which can be changed in direct dependence on one another.

6. Dosing device according to claim 5, characterized in that the recesses ( 16 and 24 ) symmetrical to each other, elliptical, spherical or circular arc-shaped, at least the edge areas are chamfered or rounded.

7. Dosing device according to one of claims 5 and 6, characterized in that the axial dimension of the recesses ( 16 and 24 ) is substantially less than their radial dimension.

8. Dosing device according to one of the preceding claims, characterized in that from the lower end face of the lower part ( 10 ) in the edge region provided inlet channels ( 13 ), preferably three arranged at 120 ° intervals, into the interior, the recess ( 16 ) lead into it, which in a special design open into an annular channel ( 14 ) having an annular groove ( 15 ).

9. Dosing device according to claim 8, characterized in that in the annular groove ( 15 ) a plurality of segments ( 70 ... 70 n) are provided, which in turn have or form a plurality of passages ( 71 to 76 ), the segments ( 70 70 n) can have a variable length and differently shaped passages.

10. Dosing device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the connecting part ( 30 ), the sleeve ( 40 ), the nozzle body ( 50 ), the guide part ( 52 ) and the closure part ( 60 ) in a special structural design according to the are formed Figs. 3 and 3a or the Fig. 4 and 4a or Fig. 2 or Fig. 5 and 5a or Fig. 2.