DE20308142U1 - Vorrichtung zum Aufbringen eines Kunststoffstranges auf eine Unterlage - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Aufbringen eines Kunststoffstranges auf eine Unterlage

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Kunststoffstranges auf eine Unterlage, mit einem mit einem verfestigten flüssigen oder pastösen Kunststoff unter Druck beaufschlagten Düsenkopf mit mindestens einer Austragsdüse, über die der Kunststoff austragbar ist, wobei der Düsenkörper mittels einer Roboteranordnung entlang einer vorgegebenen Bahn führbar ist.

Werden, wie beispielsweise im Automobilbau Metallbleche montiert, treten konstruktionsbedingt häufig Stoßstellen oder Überlappungen auf. Metallbleche lassen sich u. a. durch Schweißen, Nieten oder Kleben miteinander verbinden. Insbesondere im Automobilbau wird häufig ein Punktschweißverfahren eingesetzt. Aber nicht nur an den Rändern von punktgeschweißten oder auch genieteten Blechen, sondern auch im Bereich von Bördelfalzen besteht eine Korrosionsgefährdung, der nach dem Stand der Technik dadurch entgegengewirkt werden kann, dass die betreffenden Überlappungsbereiche oder Bördelfalzen durch eine Schutzschicht abgedeckt werden. Geeignete Kunststoffe werden hierzu in Form einer Raupe auf die zu schützende Oberfläche aufgespritzt oder aufextrudiert, wozu eine dauerelastische aushärtbare Kunststoffmasse mittels einer handgeführten Pistole oder mittels eines Düsenkopfes, der am freien Ende eines Roboterarmes angeordnet ist, auf die gewünschten Metallteile aufgetragen wird.

Insbesondere im Karosseriebau von Kraftfahrzeugen sind jedoch die Führungsbahnen, entlang denen der Kunststoff aufgetragen werden muss, selten geradlinig. Häufig muss der Düsenkopf entlang komplizierter Bahnen geführt werden, wobei idealer Weise der Abstand des Düsenkopfes zum Werkstück stets gleich bleibend gehalten wird, um unregelmäßig breite und/oder unregelmäßig dicke Aufträge zu vermeiden.

Ein weiteres Problem beim Auftrag solcher Kunststoffstränge ergibt sich daraus, dass, &zgr;. B. bei PKW-Karosserieteilen, die zu behandelnden Oberflächen teils schwer

zugänglich sind und teils auch Hinterschneidungen aufweisen, die mit großvolumigen Düsenköpfen erst gar nicht erreichbar sind.

Auch die prinzipiell denkbare und teilweise schon technisch realisierte Anordnung von mehreren Düsen an einem Kopf schafft keine jeder Bearbeitungssituation adäquate Lösung.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche konstruktiv einfach gebaut ist, leicht gehandhabt werden kann und die in Bezug auf die jeweiligen unterschiedlichen Bearbeitungsfälle eine optimale Ausrichtung zulässt.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass der Düsenkopf zur Ausrichtung der gewählten Austragsdüse in Bezug auf die Unterlage, auf die der Kunststoffstrang aufgetragen werden soll, um eine Achse drehbar ist. Anstelle einer Vielzahl von Düsen, die einen Austrag von Kunststoffmassen in entsprechenden Richtungen ermöglicht, ist im vorliegenden Fall der Düsenkopf selbst drehbar angelenkt, so dass die Austragsrichtung durch Verstellung des Düsenkopfes in wesentlich einfacher Weise eingestellt werden kann.

Die Drehbarkeit des Düsenkopfes um eine Achse kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch mit der Maßnahme kombiniert werden, in dem Düsenkopf zwei unterschiedliche Austragsdüsen mit verschiedenen Ausströmcharakteristiken zu verwenden, beispielsweise eine Düse, die zum Austrag eines sogenannten Breitenstrahles mit einem Austragsabstand von 20 mm bis 60 mm oder eines sogenannten Dünnstrahles mit einem Austragsabstand von 40 mm bis 200 mm geeignet ist.

Soweit mit Materialdruckreglern gearbeitet wird, kann der Abströmwinkel durch entsprechende Druckvariation gesteuert werden.

Prinzipiell ist es möglich, die beiden vorgenannten Typen von Austragsdüsen parallel nebeneinander am Düsenkopf oder auf gegenüberliegenden Seiten des Düsenkopfes oder um einen Winkel bis zu 180° gegeneinander geneigt anzuordnen. Die Anordnung der Düsen zueinander ist auf dem Düsenkopfdurchmesser frei wählbar und kann von der jeweiligen Anwendung abhängig gemacht werden. Gegebenenfalls kann die Rotationsachse so gelegt werden, dass ohne weitere Linearverschiebung des Düsenkopfes von einer Austrittsöffnung auf die andere Austrittsöffnung umgeschaltet werden kann, die dann nach entsprechender Drehung des Düsenkopfes dieselbe Materialoberfläche mit einer anderen Düse bearbeiten lässt.

Vorzugsweise wird ein Servo- oder Schrittmotor zur Drehung des Düsenkopfes verwendet, der unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Getriebes oder sonstiger drehmomentübertragender Elemente mit dem Motor verbunden ist.

Selbstverständlich lässt sich diese Anordnung auch in der Weise realisieren, dass der genannte Düsenkopf endseitig eines Roboterarms angeordnet ist, der Bewegungen in mehreren Freiheitsgraden durchführen kann.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie weitere Vorteile werden im Folgenden anhand der Zeichnungen anläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils Prinzipsskizzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist an dem freien Ende eines Roboterarmes 10 angeflanscht und besteht aus einem auskragenden Arm mit Anschlüssen für eine Materialzufuhr, die schematisch durch Pfeile 11 und 12 in Fig. 1 und Fig. 2 wiedergegeben sind. Im Roboterarm-nahen Teil 13 der Vorrichtung befinden sich eine Drehübergabe für die Förderung des Materials zu den Düsen 14 und 15, die alternativ ansteuerbar sind, so dass wahlweise das zugeführte Material aus der Düse 14 oder der Düse 15 ausgetragen werden kann. Mit dem vorgenannten Teil 13 ist gemäß Fig. 1 Qi«.a;bgew[RkeJter4HalteF.2Q.verbiin6len_v«uf dem eine Einheit mit einem

Drehgeber 29, einem Motor 16, einem hieran angeflanschten Getriebe 17 mit Lager 18 angeordnet ist. Über ein Winkelgetriebe 19 kann der die Düsen 14 und 15 tragende Drehkopf 20 um die Rotationsachse 21 verschwenkt werden, so dass durch entsprechende Verschwenkung des Drehkopfes auch solche Flächen mit einem Kunststoffauftrag überzogen werden können, die stumpfwinklig, rechtwinklig oder auch spitzwinklig aneinander stoßen. Durch die Drehbarkeit des Düsenkopfes 20 wird somit in einfacher Weise das Abfahren einer Führungsbahn ermöglicht, die ansonsten mittels des Roboterarms nicht oder nur unter hohem technischen Aufwand beschritten werden könnte. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung liegt die Drehachse 21 parallel zum zu behandelnden Werkstück und senkrecht zu der abzufahrenden Führungsbahn.

Im Unterschied dazu ist bei der Anordnung nach Fig. 2, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gewählt versehen sind, der Halter 22 als nicht abgewinkelter, geradliniger Arm ausgebildet. Unterhalb des Armes ist eine aus dem Drehgeber 29, dem Motor 16, dem Getriebe 17 sowie einem Lager 18 bestehende Funktionseinheit befestigt, deren vorderer Teil 23 um 45° abgewinkelt ist. Der endseitig befestigte Drehkopf 24 besitzt zwei unterschiedliche Düsen 14 und 15, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die Drehachse 25, um die der Düsenkopf 24 schwenkbar ist, ist im vorliegenden Fall schrägwinklig, z. B. um 45° geneigt, angeordnet, so dass bei einer Drehung des Düsenkopfes über die Düse 14 oder 15 eine sich aus der Winkelneigung bestimmte Raumkurve gegenüber dem Werkstück abgefahren werden kann.

Die alternative Ansteuerung der Düsen 14 oder 15 besorgen steuerbare Auslassventile 27 und 26, die in den Zuführleitungen für die Düsen 14 und 15 angeordnet sind. Die Düsen 14 und 15 besitzen vorzugsweise unterschiedliche Materialaustragscharakteristiken, so dass beispielsweise die Düse 14 zum „Flat-Stream-Materialaustrag" und die Düse 15 zu einem „Airless-Austrag" geeignet ist.

Durch die erfindungsgemäße Schwenkbarkeit des Düsenkopfes um dessen Längsachse, die gleichzeitig Rotationsachse ist, kann jede der Düsen 14 und 15 Kreisbahnen mit kleinstnaöglichem Durdirciesse/.überfahren, dis.sichjin; Verbindung mit Line-

arbewegungen des Halters 28 oder 22 und zusätzlich möglichen Schwenkbewegungen des Roboterarmes kombinieren lassen. In Sonderfällen ist es auch möglich,
durch entsprechende Verschwenkung des Düsenkopfes um die Drehachse 21 oder 25 den Düsenkopf und damit die zum Austrag aktuell benutzte Düse 14 oder 15 so auszurichten, dass auch hinterschnittene Bereiche bearbeitet werden können.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Aufbringen eines Kunststoffstranges auf eine Unterlage, mit einem mit einem verfestigten flüssigen oder pastösen Kunststoff unter Druck beaufschlagten Düsenkopf (20, 24) mit mindestens einer Austragsdüse (14, 15), über die der Kunststoff austragbar ist, wobei der Düsenkopf (20, 24) mittels einer Roboteranordnung entlang einer vorgegebenen Bahn führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (20, 24) zur Ausrichtung der Austragsdüse (14, 15) in Bezug auf die Unterlage, auf die der Kunststoffstrang aufgetragen werden soll, um eine Achse (21, 25) drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (20, 24) mindestens zwei unterschiedliche Austragsdüsen (14, 15) mit verschiedenen Ausströmcharakteristiken aufweist, wovon vorzugsweise eine Austragsdüse (14, 15) zum Austrag des Kunststoffes mit und die andere ohne Luft (Airless) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsdüsen (14, 15) parallel nebeneinander, auf gegenüberliegenden Seiten des Düsenkopfes (20, 24) oder um einen Winkel bis zu 90° gegeneinander geneigt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Servo- oder Schrittmotor zur Drehung des Düsenkopfes (20, 24), der unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Getriebes (17) oder sonstiger Drehmoment übertragender Elemente mit dem Motor verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (20, 24) oder der Halter (28, 22) für den Düsenkopf endseitig eines Roboterarmes (10) angeordnet ist.