DE4209065C2 - Ventil- und Dosiervorrichtung - Google Patents

Ventil- und Dosiervorrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ventil- und Dosiervorrichtung für Sprüheinrich­ tungen, insbesondere robotergetragene Sprüheinrichtungen, mit
  • - einem Gehäuse, das einen Dosierzylinder mit einem Dosierkolben und einen mit dem Dosierzylinder koaxial verbundenen Stellzylinder mit einem mit dem Dosierkolben verbundenen, hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stellkolben aufweist,
  • - einem Einlaß und einem Auslaß für ein Sprühfluid an dem Dosierzylinder,
  • - einer längs verschiebbaren Ventilnadel, die an dem dem Sprühfluid-Auslaß zugewandten Ende einen Ventilkörper trägt, der mit einem Ventilsitz im Auslaß zusammenwirkt, und
  • - einem am gegenüberliegenden Ende der Ventilnadel auf dieser befestigten Ventilkolben, der in einem mit dem Gehäuse verbundenen Ventilzylinder verschiebbar ist und in Öffnungsrichtung des Ventils durch Steuerfluid beaufschlagbar ist.
Beim Versprühen von Klebstoffen oder dergleichen ist neben einer Dosierung der pro Arbeitsvorgang abgegebenen Klebstoffmenge die Festlegung einer be­ grenzten Sprühzeit durch Öffnen und Schließen eines Ventils erforderlich. Geeignete Dosierpistolen und -ventile sind an sich bekannt. Üblicherweise befindet sich bei Robotern der Dosierer im rückwärtigen Bereich des oder der Roboterarme oder gegebenenfalls sogar in einer feststehenden Position, während ein Ventil in unmittelbarer Nähe der am vorderen Ende des Robo­ terarms liegenden Sprühdüse angeordnet ist und mit dem Dosierer über Schläuche verbunden ist. Das bedeutet nicht nur eine erhebliche Gewichtsbe­ lastung des vorderen Endes des Roboterarmes, durch die die Trägheit des Systems erhöht und die Arbeitsleistung reduziert wird, sondern hat auch wei­ tere Nachteile zur Folge. Konstruktiv und fertigungstechnisch ist die Anord­ nung aus Dosierer und Ventil verhältnismäßig aufwendig. Das Regelverhalten ist wegen der räumlichen Trennung der beiden Organe verhältnismäßig ungünstig.
Aus DE-A-39 12 920 ist eine gattungsbildende Vorrichtung zum Abgeben hochviskoser, pastöser Substanzen bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Dosierzylinder zur Aufnahme der hochviskosen, pastösen Substanz auf, in dem ein Dosierkolben verschiebbar angeordnet ist, der mit einem hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stellkolben in einem Stellzylinder verbunden ist. Außerdem weist die Vorrichtung eine Halterung auf, in der eine Düse als Auslaß für die von dem Dosierzylinder abgegebene Substanz aufgenommen ist. Eine Ventilnadel zum Verschließen der Düse verläuft koaxial zu dieser durch die Halterung und ist an ihrem von der Düse abgewandten Ende an einem Ventilkolben befestigt, der beidseitig mit einem Druckmittel beaufschlagbar in einem mit der Halterung verbundenen Ventilzylinder angeordnet ist. In der Halterung ist eine schräg von der Seite in die Düse mündende Leitung ausgebildet, die an ihrem anderen Ende mit der Austrittsöffnung des an der Halterung angebrachten Dosierzylinders verbunden ist. Die gemeinsame Längsachse des Dosier- und Stellzylinders und die gemeinsame Längsachse der Düse und der Ventilnadel verlaufen schräg zueinander, so daß die bekannte Vorrichtung verhältnismäßig ausgedehnt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obigen Art zu schaffen, die verhältnismäßig geringe Abmessungen aufweist, kompakt ist und ein geringes Gewicht besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß
  • - der Sprühfluid-Auslaß koaxial zu dem Dosierzylinder angeordnet ist,
  • - die Ventilnadel beide Zylinder und Kolben koaxial durchläuft,
  • - der Ventilzylinder auf der äußeren Stirnseite des Stellzylinders koaxial zu letzterem befestigt ist, und
  • - der Ventilkolben in Schließrichtung des Ventils durch Federkraft beaufschlagbar ist.
Vorzugsweise ist der Dosierzylinder von einer Stirnseite her in die dort befindliche Stirnwand des Stellzylinders eingeschraubt, und der Ventil­ zylinder befindet sich auf einer Schraubkappe, die das andere Ende des Stell­ zylinders verschließt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung.
In einem Dosierzylinder 10 ist ein Dosierkolben 12 längsverschiebbar ange­ ordnet. Der Dosierkolben 12 ist an seinem links in der Zeichnung liegenden Ende fest mit einem Stellkolben 14 verbunden, der die Verschiebung des Do­ sierkolbens bei einem Dosiervorgang bewirkt. Der Stellkolben 14 ist längs­ verschiebbar in einem Stellzylinder 16 angeordnet. Der Dosierzylinder 10 ist auf der links in der Zeichnung liegenden Seite offen und hier in den mit 18 bezeichneten Boden des Stellzylinders 16 eingeschraubt.
Der Stellzylinder 16 mit dem Stellkolben 14 weist eine erheblich größere Querschnittsfläche als der Dosierkolben 12 mit dem Dosierzylinder 10 auf, so daß die von dem Stellkolben auf den Dosierkolben bei einem Dosiervorgang ausgeübte Kraft mit vorgegebenem Übersetzungsverhältnis verstärkt wird.
An dem links in der Zeichnung liegenden Ende ist der Stellzylinder offen. Hier ist daher eine Schraubkappe 20 auf den Stellzylinder 16 aufgeschraubt. Auf der Außenfläche der Schraubkappe 20 befindet sich eine koaxiale, nach außen vorspringende, ringförmige Wand 22, die einen Ventilzylinder be­ grenzt, wie im folgenden näher erläutert werden soll. Auf die umlaufende Wand 22 ist eine weitere Schraubkappe 24 aufgeschraubt, die eine koaxial nach außen vorspringende Federkammer 26 umfaßt, in der eine Schrauben­ druckfeder 54 liegt. Innerhalb des durch die aufragende Wand 22 gebildeten Raumes, der hier als Ventilzylinder 28 bezeichnet wird, befindet sich ein längsverschiebbarer Ventilkolben 30.
Alle zuvor erwähnten Teile liegen koaxial zu einer die gesamte Vorrichtung durchlaufenden, mit 32 bezeichneten Achse. Entlang dieser Achse verläuft von dem links in der Zeichnung liegenden Ventilkolben 30 bis zum rechts in der Zeichnung liegenden Ende des Dosierzylinders 10 eine Ventilnadel 34, die mit dem Ventilkolben 30 fest verbunden ist. Der Ventilkolben 30 ermöglicht eine Längsverschiebung der Ventilnadel 34 innerhalb der gesamten Vorrich­ tung, wie anschließend näher erläutert werden soll.
Am rechts in der Zeichnung liegenden Ende ist in den Dosierzylinder eine Sprühdüse 36 eingeschraubt, die eine nach rechts austretende Düsenöffnung 38 und einen an diese nach innen anschließenden Ventilsitz 40 umfaßt. Auf dem Ventilsitz ruht in der dargestellten, geschlossenen Stellung des Ventils ein Ventilkörper 42, der am rechts in der Zeichnung liegenden Ende der Ventilnadel 34 befestigt ist.
Zwischen dem rechts liegenden, kegelförmigen Boden des Dosierzylinders 10 und der Sprühdüse 36 befindet sich eine konzentrische Bohrung 44, die eine Verbindung zum Transport des Sprühfluids von dem Dosierzylinder 10 zu der Sprühdüse 36 herstellt. In diese Bohrung 44 tritt radial eine Einlaßbohrung 46 für das Sprühfluid ein.
Wird somit der Dosierkolben 12 nach links in der Zeichnung verschoben, so wird Sprühfluid durch die Einlaßbohrung 46 angesaugt. Bei Verschiebung des Dosierkolbens 12 nach rechts in der Zeichnung wird zugleich der Ventilkör­ per 42 vom Ventilsitz 40 abgehoben, so daß das Sprühfluid austreten kann. Ein Rückstrom des Sprühfluids durch die Einlaßbohrung 46 wird verhindert durch ein nicht gezeigtes Rückschlagventil, einen Kugelhahn oder derglei­ chen.
Die Steuerung des Stellkolbens 14 erfolgt mit Hilfe von Steuerfluideinlässen 48, 50, die zunächst radial und sodann achsparallel durch den Boden 18 des Stellzylinders 16 bzw. durch die Schraubkappe 20 in die beiderseits des Stellkolbens 14 liegenden Zylinderkammern eintreten.
Demgegenüber ist der Ventilkolben 30 ein einfach wirkender Kolben, der nur auf der rechts in der Zeichnung liegenden Seite von Steuerfluid durch ei­ nen Steuerfluideinlaß 52 beaufschlagbar ist, der zunächst radial und dann achsparallel durch die Schraubkappe 20 in den durch die ringförmige Wand 22 gebildeten Ventilzylinder 28 eintritt. Von der anderen Seite her, also nach rechts in der Zeichnung wird der Ventilkolben 30 durch die bereits kurz er­ wähnte Schraubendruckfeder 54 beaufschlagt. Wird somit das Steuerfluid am Steuerfluideinlaß 52 abgeschaltet, so wird das Ventil 40, 42 durch Verschie­ bung der Ventilnadel 34 nach rechts in der Zeichnung geschlossen.
Auf dem Stellkolben 14 und dem Ventilkolben 30 befinden sich in üblicher Weise umlaufende, nicht näher bezeichnete Dichtungen zur Abdichtung ge­ genüber der entsprechenden Zylinderwand. Der Dosierkolben 12 weist um den Umfang herum einen zwischen zwei Dichtungen 56, 58 liegenden Ab­ streifring 60 auf, der bei den Verschiebebewegungen des Dosierkolbens das Sprühmaterial von den Zylinderwänden abstreift.
Als Steuerfluid wird insbesondere Druckluft verwendet.

Claims (2)

1. Ventil- und Dosiervorrichtung für Sprüheinrichtungen, insbesondere ro­ botergetragene Sprüheinrichtungen, mit
  • - einem Gehäuse (10, 16, 22, 26), das einen Dosierzylinder (10) mit einem Dosierkolben (12) und einen mit dem Dosierzylinder (10) koaxial verbundenen Stellzylinder (16) mit einem mit dem Dosierkolben (12) verbundenen, hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stellkolben (14) aufweist,
  • - einem Einlaß (46) und einem Auslaß (36, 38, 40) für ein Sprühfluid an dem Dosierzylinder (10),
  • - einer längs verschiebbaren Ventilnadel (34), die an dem dem Sprühfluid-Auslaß (36, 38, 40) zugewandten Ende einen Ventilkörper (42) trägt, der mit einem Ventilsitz (40) im Auslaß zusammenwirkt, und
  • - einem am gegenüberliegenden Ende der Ventilnadel (34) auf diese befestigten Ventilkolben (30), der in einem mit dem Gehäuse (10, 16, 22, 26) verbundenen Ventilzylinder (28) verschiebbar ist und in Öffnungsrichtung des Ventils durch Steuerfluid beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Sprühfluid-Auslaß (36, 38, 40) koaxial zu dem Dosierzylinder (10) angeordnet ist,
  • - die Ventilnadel (34) beide Zylinder (10, 16) und Kolben (12, 14) koaxial durchläuft,
  • - der Ventilzylinder (28) auf der äußeren Stirnseite des Stellzylinders (16) koaxial zu letzterem befestigt ist, und
  • - der Ventilkolben (30) in Schließrichtung des Ventils durch Federkraft beaufschlagbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierzylinder (10) an einem den Stellzylinder (16) an einem Ende verschließenden Boden (18) befestigt ist, daß das andere Ende des Stellzylinders (16) durch eine Schraubkappe (20) verschlossen ist, und daß der Ventilzylinder (28) auf der Außenseite der Schraubkappe (20) angeordnet ist.
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