DE3543234A1 - Vorrichtung zum auftrag eines fluessigen oder pastosen mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftrag eines flüssigen oder pastosen Mediums, insbesondere Klebstoffes mittels einer Düse, wobei ein mit einer Zuflußleitung verbundener Düsenkörper in einem Düsenträger gehalten ist, der entlang mindestens zweier Raumachsen relativ zu einer Werkstückauflagefläche verstellbar ist.

Beim Verkleben flächiger Werkstücke mit beliebigen Kontu­ ren entsteht das Problem, einerseits einen flächigen Klebstoffauftrag bis zu den Rändern des Werkstückes hin zu erreichen, andererseits zu vermeiden, daß Klebstoff über die Ränder des Werkstückes hinaus ausgebracht wird. Dabei würde nicht nur ein gewisser Prozentsatz des teil­ weise sehr teuren Klebstoffes verloren gehen, sondern vor allen Dingen die Werkstückauflage verschmutzt, so daß der Fertigungsprozeß stets durch Reinigungsmaßnahmen unter­ brochen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der ein flächi­ ger präziser und sauberer Auftrag eines Mediums auch ent­ lang beliebig geformter Konturen erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düsenträger in einem Gestell drehbar gelagert ist und daß der Düsenkörper gegenüber der Umlaufachse des Düsen­ trägers radial verstellbar angeordnet ist.

Befindet sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Düsenkörper in der Umlaufachse des Düsenträgers und/oder wird der Düsenträger nicht gedreht, so kann das Medium in einer Linie, deren Breite von der Düsenöffnung ab­ hängt und deren Verlauf durch die translatorische Bewe­ gung des Düsenträgers entlang der Raumachsen bestimmt wird, aufgetragen werden. Soll dagegen ein flächiger Auftrag erreicht werden, so wird bei einer radialen Ver­ stellung des Düsenkörpers relativ zur Umlaufachse des Düsenträgers und durch eine Drehung desselben das Medium in einer kreisförmigen Linie aufgebracht. Wird gleich­ zeitig der Düsenträger translatorisch bewegt, so entsteht eine Linie nach Art einer Zykloide. Abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit des Düsenträgers und der transla­ torischen Bewegung desselben ergibt sich eine mehr oder weniger vollständige Überdeckung eines Streifens mit dem Medium, wobei die Breite des Streifens durch die Exzen­ trizität des Düsenkörpers bestimmt wird. Mit dieser Vor­ richtung läßt sich daher entlang beliebiger Konturen rasch und absolut sauber ein Medium wie beispielsweise ein Klebstoff auftragen, wobei sichergestellt ist, daß das Medium einerseits bis zum Rand des Werkstückes hin aufgetragen wird, andererseits nicht über den Rand des Werkstückes hinaus gelangt.

Um Drehkupplungen zwischen dem Düsenkörper und der Zu­ flußleitung zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn der Düsenkörper gegenüber dem Düsenträger drehbar angeordnet, vorzugsweise in einem Kopfteil drehbar gelagert ist, das an dem Düsenträger radial verstellbar geführt ist.

Um mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung größere Flächen rasch beschichten zu können, sollte der Düsenträger mit hoher Geschwindigkeit umlaufen können. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn an dem Düsenträger ein Aus­ gleichsgewicht radial verstellbar angeordnet ist, mit dem die durch den exzentrisch angeordneten Düsenkörper hervorgerufene Unwucht ausgeglichen werden kann. Zweck­ mäßigerweise sind dabei das Ausgleichsgewicht und das Kopfteil für eine radial gegenläufige Verstellung ge­ koppelt, so daß automatisch bei der Verstellung des Kopfteiles bzw. des Düsenkörpers das Ausgleichsgewicht in der Gegenrichtung verstellt wird und keine eigene Justage des Ausgleichsgewichtes nach dem Verstellen des Kopfteiles erforderlich ist. Eine solche Kopplung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Kopfteil und das Ausgleichsgewicht an den einander zugekehrten Flächen jeweils eine Zahnstange aufweisen, die beide mit einem zwischen Kopfteil und Ausgleichsgewicht gelagerten Ritzel kämmen. Um eine selbsttätige Verstellung von Kopfteil und/ oder Ausgleichsgewicht zu vermeiden, können Mittel vorge­ sehen sein, um das Kopfteil und/oder das Ausgleichsge­ wicht in einer einmal gewählten radialen Position zu arretieren.

Um im Bedarfsfalle während des Ausbringens des Mediums die Breite des Auftragsstreifens variieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Exzentrizität des Düsenkörpers während des Betriebes verstellbar ist. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß koaxial zur Umlaufachse des Düsenträ­ gers an dem Gestell eine Führungshülse angeordnet, die eine konische Innenfläche aufweist, während an dem Kopf­ teil eine koaxial zur Düsenachse angeordnete, zur koni­ schen Innenfläche der Führungshülse komplementäre Außen­ konusfläche ausgebildet ist, wobei Führungshülse und Kopfteil axial relativ zueinander verstellbar sind. Werden Kopfteil und Führungshülse axial aufeinander zubewegt, so gleitet das Kopfteil mit seiner Außenkonusfläche an der Innenkonusfläche der Führungshülse entlang und wird dabei radial nach innen verstellt. Bewegen sich die beiden Teile in axialer Richtung auseinander, wird das Kopfteil bei dem Umlauf des Düsenträgers durch die Zentrifugal­ kraft radial nach außen verstellt. um dabei die Reibung zwischem dem Kopfteil und der Führungshülse so gering wie möglich zu halten, ist es zweckmäßig, wenn die Außen­ konusfläche an einem am Kopfteil frei drehbar gelagerten Laufring ausgebildet ist. Dieser kann sich beim Umlaufen des Düsenträgers somit an der Innenkonusfläche der Füh­ rungshülse abwälzen.

Eine axiale Verstellung der Führungshülse kann auf ein­ fache Weise dadurch erfolgen, daß die Führungshülse auf einem ersten axialen Abschnitt ein Außengewinde aufweist, mit dem sie in eine komplementäre Gewindeöffnung des Ge­ stelles eingreift, und daß die Führungshülse auf einem zweiten axialen Abschnitt eine achsparallele Verzahnung besitzt, in die das Antriebsritzel einer Stellvorrichtung eingreift. Diese Stellvorrichtung kann von einem Motor oder auch von einem von Hand drehbaren Ritzel gebildet sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Aus­ führungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines Werktisches mit einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung zum Auftrag von Klebstoff auf flächige Werkstücke,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die eigent­ liche Auftragvorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Teilschnitt durch eine geringfügig abgewandelte Ausfüh­ rungsform,

Fig. 4 einen schematischen Teilschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 5 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 erkennt man einen Werktisch 10 zur Auflage eines flächigen Werkstückes 12. Senkrecht zu den Längs­ seiten des Werktisches 10 erstreckt sich eine Brücke 14, die über Rollen 16 auf an den Längsrändern des Werktisches 10 angeordneten Schienen 18 in Richtung des Doppelpfeiles A hin und her verfahrbar ist. An zwei Führungsstangen 20 der Brücke 14 ist eine allgemein mit 22 bezeichnete Auf­ tragsvorrichtung in Richtung des Doppelpfeiles B hin und her verschiebbar gelagert, die zum Auftragen eines flüs­ sigen oder pastosen Mediums wie beispielsweise eines Klebstoffes auf das Werkstück 12 dient. Der Antrieb der Brücke 14 sowie der Auftragsvorrichtung 22 kann in einer beliebigen Weise erfolgen. Die Auftragsvorrichtung 22 soll nun im weiteren näher erläutert werden.

Die Auftragsvorrichtung 22 umfaßt einen allgemein mit 24 bezeichneten U-förmigen Rahmen, von dem in der Fig. 2 ein Schenkel 26 sowie der Quersteg oder Boden 28 zu er­ kennen sind. An einem sich zwischen den Seitenwänden oder Schenkeln 26 erstreckenden Steg 30 ist mittels eines La­ gers 32 ein allgemein mit 34 bezeichneter Düsenträger um eine senkrecht zum Boden 28 gerichtete Achse 36 dreh­ bar gelagert. Der Düsenträger 34 wird von einem Motor 37 über ein Ritzel 38 und ein Übersetzungszahnrad 40 angetrieben, das mit einem Zahnkranz 42 an einem aus dem Lager 32 nach oben hinausragenden Halsabschnitt 44 in Eingriff steht. Der Motor 37 ist in nicht dargestellter Weise an dem Rahmen 24 befestigt. Das Übersetzungszahn­ rad 40 ist an einem sich zwischen den Schenkeln 26 er­ streckenden Steg 46 drehbar gelagert.

Der Düsenträger 34 weist einen gegenüber dem Halsabschnitt 44 durchmessergrößeren topfförmigen weiteren axialen Ab­ schnitt 48 auf, der an seinem freien Ende durch eine achs­ normale Platte 50 verschlossen ist. An dieser sind mittels Böcken 52 sowohl innerhalb des Abschnittes 48 als auch außerhalb desselben Führungsstangen 54 gehalten, die paar­ weise parallel zueinander und zur Platte 50 gerichtet sind. An den äußeren Führungsstangen 54 ist ein Kopfteil 56 verschiebbar gelagert (siehe auch Fig. 4), in dem mittels eines Lagers 58 ein Düsenkörper 60 frei drehbar gelagert ist, durch den der Austrag des Mediums erfolgen soll und der mit einer Zuflußleitung 62 für das auszutra­ gende Medium verbunden ist. An einem axialen Fortsatz 64 des Kopfteiles 56 ist mittels eines Lagers 66 ein Lauf­ ring 68 frei drehbar gelagert, der an seiner Außenseite eine Konusfläche 70 aufweist, die sich zu seinem von dem Kopfteil 56 abgewandten Ende hin verjüngt.

An den innerhalb des Abschnittes 48 des Düsenkörpers 34 angeordneten Führungsstangen 54 ist ein Ausgleichsgewicht 72 verschiebbar geführt, dessen Masse der gesamten Masse der an den äußeren Führungsstangen 54 geführten Teile entspricht. Das Ausgleichsgewicht 72 und das Kopfteil 56 tragen an den einander zugekehrten Flächen jeweils eine Zahnstange 74 bzw. 76, die jeweils mit einem Zahnrad 78 kämmen, das an dem eine Mittelöffnung 80 in der Platte 50 begrenzenden Rand 82 frei drehbar gelagert ist. Diese Anordnung hat zur Folge, daß bei einer Bewegung des Kopfteiles 56 auf den Führungsstangen 54 in der einen radialen Richtung das Ausgleichsgewicht 72 in der entgegengesetzten radia­ len Richtung um den gleichen Betrag verstellt wird und vice versa. Auf diese Weise wird erreicht, daß durch eine radiale Verschiebung des Kopfteiles 56 zusammen mit dem Düsenkörper 60 keine die Drehbewegung des Düsenträgers 34 beeinträchtigende Unwucht entsteht.

Koaxial zur Achse 36 des Düsenträgers 34 ist eine zylin­ drische Führungshülse 84 vorgesehen, welche das Kopfteil 56 umgibt und mit einem an ihrem Außenumfang ausgebilde­ ten Außengewinde 86 in eine mit einem Innengewinde ver­ sehene kreisförmige Aussparung 88 in dem Boden 28 des Rahmens 24 eingeschraubt ist. Die Führungshülse 84 weist innerhalb des mit dem Außengewinde 86 versehenen axialen Abschnittes einen achsnormal gerichteten Boden auf, in dem eine trichterförmige Öffnung 90 ausgebildet ist, deren Trichter oder Konusfläche 92 parallel zur Konus­ fläche 70 an dem Laufring 68 gerichtet ist.

An den mit dem Außengewinde 86 versehenen axialen Abschnitt der Führungshülse 84 schließt sich zum Düsenträger 34 hin ein axialer Abschnitt an, der mit einem Zahnkranz 94 ver­ sehen ist, der seinerseits mit einem von einem Motor 96 her angetriebenen Ritzel 98 in Eingriff steht. Der Motor 96 kann in beiden Drehrichtungen betrieben werden. Wird die Führungshülse 84 durch den Motor 96 gedreht, so führt sie gleichzeitig eine axiale Bewegung aus, wobei durch nicht dargestellte geeignete Anschläge sichergestellt sein muß, daß die Führungshülse 84 nicht aus der Gewinde­ öffnung 88 herausgedreht werden kann.

Wird der Düsenträger 34 gedreht, wobei der Düsenkörper 60 aufgrund seiner Halterung in dem Lager 58 in Ruhe bleibt, so legt sich der Laufring 68 aufgrund der Zentri­ fugalkraft mit seiner Konusfläche 70 an die Konusfläche 92 der Öffnung 90 in der Führungshülse 84 an. Durch eine axiale Verstellung der Führungshülse 84 in der vorstehend beschriebenen Weise kann dabei die Exzentrizität des Dü­ senkörpers 60 und damit der Radius des Kreises eingestellt werden, den ein aus der Düse 60 austretender Strahl des aufzutragenden Mediums auf dem Werkstück bildet. Wird während des Austretens des Mediums aus dem Düsenkörper 60 und während des Umlaufes des Düsenträgers 34 die ge­ samte Auftragsvorrichtung 22 mit der Brücke 14 in Richtung des Doppelpfeiles A bewegt, so wird das Medium in einem aus mehr oder weniger eng liegenden Windungen nach Art einer Zykloide gebildeten Streifen 100 auf dem Werkstück aufgetragen. Durch Einstellung der Exzentrizität des Düsenkörpers 60 relativ zur Drehachse 36 des Düsenträgers 34 läßt sich die Breite dieses Streifens 100 einstellen. Durch eine Verschiebung der Auftragsvorrichtung 22 in Richtung des Doppelpfeiles A und/oder des Doppelpfeiles B läßt sich das Medium in beliebigen Bahnen auf dem Werkstück 12 auf­ tragen, so daß beispielsweise beim Aufbringen von Kleb­ stoff dieser entlang beliebig geformter Ränder des Werk­ stückes exakt und sauber aufgetragen werden kann, ohne daß Klebstoff über die Ränder hinausfließt. Bei einer entsprechend hohen Drehzahl des Düsenträgers 34 läßt sich auch ein flächiger Auftrag des Mediums, der durch eine sehr enge Aufeinanderfolge der Spiralwindungen entsteht, genügend rasch erzeugen.

Beim Auftrag des Klebstoffes in Form einer Zykloidenspur mit relativ eng liegenden Windungen wird an den Längs­ rändern des Streifens 100 praktisch die doppelte Kleb­ stoffmenge aufgetragen. Dies gewährleistet insbesondere beim Aufkleben von Dichtungsstreifen eine besonders dichte und zuverlässige Verklebung.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 nur dadurch, daß an­ stelle des Motors 96 eine Handkurbel 102 vorgesehen ist, welche das Ritzel 98 antreibt und damit eine axiale Ver­ stellung der Führungshülse 84 bewirkt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5, welche den Düsen­ körper gegenüber der Darstellung in Fig. 2 um 90° gedreht zeigt, fehlt die Möglichkeit zur automatischen Verstel­ lung der Exzentrizität des Düsenkörpers 60. Kopfteil 56 und Ausgleichsgewicht 72 werden hier von Hand gegenläufig verstellt, worauf das Kopfteil 56 auf den Führungsstangen 54 in seiner gewählten Stellung arretiert wird. Dies er­ folgt mit Hilfe von Klemmuffen 104, die an dem Kopfteil 56 befestigt sind und eine der Führungsstangen 54 umge­ ben und durch eine aufschraubbare Mutter 106 zusammenge­ preßt werden können. Diese gegenüber der zuerst beschrie­ benen Ausführungsform vereinfachte Ausführung ist für solche Fälle sinnvoller, in denen das Medium in einem Streifen mit gleichbleibender Stärke auf ein Werkstück aufgetragen werden soll und nur bei Änderung des Werk­ stückes auch eine Änderung der Streifenbreite erforder­ lich ist. Im übrigen arbeitet die Vorrichtung gemäß Fig. 5 in der gleichen Weise wie die Vorrichtung gemäß den Fig. 2 und 3.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Auftrag eines flüssigen oder pastosen Mediums, insbesondere Klebstoffes mittels einer Düse, wobei ein mit einer Zuflußleitung verbundener Düsen­ körper in einem Düsenträger gehalten ist, der entlang mindestens zweier Raumachsen relativ zu einer Werkstückauflagefläche verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenträger (34) in einem Gestell (24) drehbar gelagert ist und daß der Düsenkörper (60) gegenüber der Umlaufachse (36) des Düsenträgers (34) radial verstellbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Düsenkörper (60) relativ zum Düsenträger (34) drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Düsenkörper (60) in einem Kopfteil (56) drehbar gelagert ist, das an dem Düsen­ träger (34) radial verstellbar geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Düsenträger (34) ein Ausgleichsgewicht (72) radial verstellbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (72) und das Kopfteil (56) für eine radial gegenläufige Ver­ stellung gekoppelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kopfteil (56) und das Aus­ gleichsgewicht (72) an ihren einander zugekehrten Flächen jeweils eine Zahnstange (74) aufweisen, die beide mit einem zwischen Kopfteil (56) und Ausgleichs­ gewicht (72) frei drehbar gelagerten Ritzel (78) kämmen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kopfteil (56) und Ausgleichsgewicht (72) axial hintereinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (56) und/oder das Ausgleichsgewicht (72) in einer gewählten radialen Position feststellbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Umlauf­ bahn des Düsenträgers (34) an dem Gestell (24) eine Führungshülse (84) angeordnet ist, die eine konische Innenfläche (92) aufweist, daß an dem Kopfteil (56) eine koaxial zur Düsenachse angeordnete, zur koni­ schen Innenfläche (92) der Führungshülse (84) komple­ mentäre Außenkonusfläche (70) ausgebildet ist und daß Führungshülse (84) und Kopfteil (56) axial relativ zueinander verstellbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenkonusfläche (70) an einem am Kopfteil (56) frei drehbar gelagerten Lauf­ ring (68) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungshülse (84) auf einem ersten axialen Abschnitt ein Außengewinde (86) aufweist, mit dem sie in eine komplementäre Ge­ windeöffnung (88) des Gestelles (24) eingreift, und daß die Führungshülse (84) auf einem zweiten axialen Abschnitt eine Verzahnung (94) aufweist, in die das Antriebsritzel (98) einer Stellvorrichtung (96; 102) eingreift.