DE4325836C2 - Vorrichtung zum Austragen einer fließfähigen Masse, vorzugsweise einer Primer-Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen einer fließfähigen Masse, vorzugsweise einer Primer-Flüssigkeit, mit einem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter, der austauschbar in einem Außengefäß angeordnet und über eine Leitung mit einer Austragsdüse verbunden ist.

Die Vorrichtung ist grundsätzlich zum Austragen der verschie­ densten fließfähigen Massen wie beisielsweise einer Paste oder einer Klebemasse geeignet, jedoch liegt ihr bevorzugtes Anwen­ dungsgebiet in der Ausbringung einer Primer-Flüssigkeit an einer Primer-Station einer vollautomatisierten Fertigungsstraße, wobei hier Scheiben von Kraftfahrzeugen mit der Primer-Flüssigkeit besprüht werden, um ihre Oberfläche vor dem Aufbringen eines Klebemittels zu aktivieren.

Die Vorrichtung ist jedoch beispielsweise auch zum Aufsprühen einer Reinigungsflüssigkeit geeignet und damit an einer anderen Station einer vollautomatisierten Fertigungsstraße einsetzbar.

Aus der EP 0 503 652 A2 ist bereits eine Austragsvorrichtung für fließfähige Massen bekannt, bei der innerhalb eines Druckgefäßes ein mit der fließfähigen Masse gefüllter Behälter auswechselbar angeordnet wird, indem dieser mit seinem Auslaßstutzen in eine innenliegende Fassung des Druckgefäßes eingeschraubt wird. Die Fassung ist zur Außenseite hin geschlossen, enthält jedoch mehrere Durchgangsbohrungen, die den Zwischenraum zwischen dem Druckgefäß und dem Behälter mit dem Behälterinnenraum verbinden. Wenn das Druckgefäß durch eine hierzu vorgesehene Leitung unter Druck gesetzt wird, wirkt dieser Druck auf den Flüssigkeits­ spiegel in dem Behälter ein, wodurch die in dem Behälter befind­ liche Flüssigkeit durch ein Steigrohr und eine daran anschlie­ ßende Leitung einer Austragsdüse zugeführt wird.

Wenn die vorbekannte Austragsvorrichtung an einer Primer-Station einer vollautomatischen Fertigungsstraße zum Vorbereiten und Einkleben von Scheiben von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, sollte gewährleistet sein, daß der Austragsvorgang nicht unver­ sehens unterbrochen wird, weil der Behälterinhalt leergefahren ist. Dies hätte nämlich zur Folge, daß der Betrieb auf der Fertigungsstraße solange zum Stillstand käme, bis der entleerte Behälter durch einen neuen, mit Primer-Flüssigkeit gefüllten Behälter ersetzt wäre und die gesamte Einheit einschließlich der Düsenöffnungen der zugehörigen Spritzpistole gereinigt sind, da das in der Primer-Flüssigkeit enthaltene Isocyanat beim Aus­ tausch der Behälter mit Luftfeuchtigkeit in Berührung kommt und die in das System eingetretene feuchte Luft eine Kristallisation hervorruft, die zu einem Zusetzen der Leitungen und insbesondere der Düsenöffnungen führen kann.

Außerdem würde ein unvermitteltes Aussetzen des Primer-Austrags­ vorgangs zur Folge haben, daß eine bereits teilweise behandelte Scheibe aus der automatischen Bearbeitungslinie entnommen und auf einer Nachbearbeitungslinie getrennt fertig behandelt werden müßte.

Bisher behilft man sich damit, daß jeweils zu Beginn einer Schicht ein Behälter eines solchen Fassungsvermögens in das Druckgefäß eingesetzt wird, daß der Behälterinhalt mit Sicher­ heit für die gesamte Schicht ausreicht. Nach Beendigung der Schicht wird dann der Behälter gegen einen neuen, vollständig gefüllten Behälter ausgetauscht.

Diese Vorgehensweise hat zwar den Vorteil, daß es nicht zu unvorhergesehenen Betriebsunterbrechungen mangels Primer-Flüs­ sigkeit kommen kann, wenn der Behälter groß genug dimensioniert ist, wobei hier darauf hingewiesen sei, daß der jeweilige Behäl­ terinhalt nicht visuell überprüfbar ist, da sich die Primer- Flüssigkeit innerhalb eines Behälters befindet, der seinerseits in einem undurchsichtigen Druckgefäß angeordnet ist. Die bisher übliche Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, daß sich in dem ausgewechselten Behälter in aller Regel noch eine beträchtliche Menge der Primer-Flüssigkeit befindet, die nicht mehr verwendet werden kann, sondern entsorgt werden muß, da sie bei der Entnah­ me des Behälters aus dem Druckgefäß mit Feuchtigkeit enthalten­ der Luft in Berührung geraten ist.

Es kommt hinzu, daß der Verbrauch an Primer-Flüssigkeit auf einer Fertigungsstraße, auf der unterschiedliche Scheiben zu behandeln sind, erheblichen Schwankungen unterliegen kann. Der von dem Spritzpistole eines Primer-Roboters ausgebrachte Sprüh­ strahl wird üblicherweise überwacht, um zu kontrollieren, ob dem Bearbeitungsschritt vorschriftsmäßig erfolgt. Wenn die optische Sprühstrahlerkennungseinrichtung anzeigt, daß der Sprühvorgang fehlerhaft, d. h. unzureichend erfolgt, ist für eine Bedienungs­ person nicht erkennbar, ob der Fehler in einer Verstopfung der Düse liegt oder ob der Behälter für die Primer-Flüssigkeit leer ist. Wenn das Druckgefäß geöffnet wird, um den Behälterinhalt zu überprüfen, gelangt Luftfeuchtigkeit in das System, so daß dieses auch dann vollständig gereinigt werden muß, wenn der Fehler in einem Verstopfen der Austragsdüse gelegen haben soll­ te.

Aus der DE 40 24 851 A1 ist eine Vorrichtung zum Überziehen von Trägergewebe mit einem Schaummaterial bekannt, bei der die Menge des Überzugsmaterials ständig durch eine Wägeeinrichtung über­ wacht wird. Diese Maßnahme ist dazu vorgesehen, die auf das Gewebe aufgebrachte Menge des Überzugsmaterials exakt einzustel­ len. Hierzu wird die Lineargeschwindigkeit des unter einem Beschichtungskopf hindurchgeführten Gewebes von einem Tachosig­ nalgeber überwacht, der sein Steuersignal einem Regler zuführt. Der Regler erhält ferner ein Steuersignal von der Wägeeinrich­ tung, wobei das Steuersignal zu jedem Zeitpunkt die Geschwindig­ keit angibt, mit der das Beschichtungsmaterial von seinem Tank abgepumpt wird. Aus den Werten der Steuersignale entwickelt der Regler ein weiteres Steuersignal, das die Drehzahl einer Pumpe so einstellt, daß auf das Gewebe eine bestimmte Menge an Über­ zugmaterial pro Flächeneinheit aufgetragen wird. Es sind keine Maßnahmen vorgesehen, die verhindern, daß der Tank vollständig entleert wird.

Die DE 38 26 101 A1 offenbart eine Einrichtung zum mechanischen Erregen eines in einem Behälter befindlichen fließfähigen Stof­ fes mittels Ultraschall. Die Einrichtung hat einen Ultra­ schallschwinger, der beim Unterschreiten eines minimalen Füll­ standes in dem Behälter und insbesondere im Fall eines voll­ ständig leeren Behälters innerhalb kürzester Zeit wenigstens partiell so erhitzt würde, daß seine Leistungsfähigkeit zumin­ dest stark eingeschränkt würde. Um den Füllstand für den im Behälter befindlichen Stoff zu überwachen, ist eine Sender- Empfänger-Anordnung vorgesehen, die als Signalträger Ultraschall benutzt, wobei als Sender der Ultraschallschwinger dient, dem ein in vorbestimmter Höhe über dem Boden des Behälters an der Behälterwandung gelagerter Empfänger für die Ultraschallsignale zugeordnet ist, der mittels einer elektrischen Auswerteschaltung die Energiezufuhr zum Ultraschallschwinger unterbrechen kann, wenn der minimale Füllstand unterschritten ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austragsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu ent­ wickeln, daß unvorhergesehene Betriebsunterbrechungen infolge Erschöpfung des Primer-Flüssigkeitsvorrats vermieden sind und dennoch gewährleistet ist, daß nahezu der gesamte Behälterinhalt ausgetragen werden kann. Außerdem soll sichergestellt sein, daß alle von der Austragsvorrichtung zu bearbeitenden Gegenstände tatsächlich mit der fließfähigen Masse, vorzugsweise der Primer- Flüssigkeit, versehen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Außengefäß, in dem der die Primer-Flüssigkeit enthaltende Behälter angeordnet ist, von einer Wägezelle gehalten, die die jeweilige Füllmenge der Flüs­ sigkeit oder einen der Füllmenge entsprechenden Wert erfaßt und vorzugsweise ständig anzeigt. Dabei kann die jeweilige Füllmenge beispielsweise als Volumen oder als Gewichtsgröße erfaßt und angezeigt werden, oder aber eine mit der Wägezelle verbundene Rechnereinheit kann den Meßwert auch in eine noch verfügbare Austragszeit umrechnen, oder aber auch angegeben, wieviel Werk­ stücke (Scheiben) noch behandelt werden können, wenn die zu­ gehörige Austragsmenge für die Behandlung dieser Scheiben be­ kannt ist.

Die Wägezelle überwacht dabei stets den Füllstand des Behälters, so daß dieser nahezu leergefahren werden kann, ohne daß ein unvorhergesehener Stillstand der Austragsvorrichtung auftritt.

Dabei kann es vorteilhaft sein, den Behälter während einer ohnehin stattfindenden Betriebsunterbrechung wie beispielsweise einer festgelegten Pause zu wechseln, wenn die Wägezelle an­ zeigt, daß sich der Behälterinhalt dem Ende zuneigt. Auf diese Weise wird eine verhältnismäßig kleine Menge der Primer-Flüssig­ keit verworfen bzw. entsorgt, und die erforderliche Reinigung des zugehörigen Leitungssystems und der Austragsdüse kann wäh­ rend der Pause erfolgen.

Gemäß der Erfindung wird der Wechselzyklus der Behälter demnach nicht durch das Schichtende bestimmt, wozu der Behälterinhalt aus Sicherheitsgründen für die volle Schicht erheblich über­ dimensioniert werden müßte, sondern der Wechselzyklus wird durch den ständig überwachten Flüssigkeitsstand in dem Behälter be­ stimmt.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Anzeigeeinrich­ tung bei Erreichen eines vorbestimmten Minimalfüllstandes in dem Behälter ein Warnsignal abgibt. Außerdem ist eine Steuerein­ richtung vorgesehen, die nach Verstreichen einer vorbestimmten Pufferzeit die Austragsvorrichtung abschaltet, wenn der Behälter nicht ausgetauscht worden ist.

Durch diese Ausgestaltung der Austragsvorrichtung kann stets der jeweilige Füllstand der Flüssigkeit überwacht werden. Wenn dabei unbeachtet bleibt, daß sich die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit einem Minimalfüllstand nähert, gibt die Anzeigeein­ richtung bei Erreichen dieses Minimums ein Warnsignal ab, wel­ ches auf die eingetretene kritische Situation aufmerksam macht. Nach Abgabe des Warnsignals arbeitet die Austragsvorrichtung eine vorbestimmte Pufferzeit lang weiter, um es zu ermöglichen, einen bereits begonnenen Arbeitsvorgang fertig durchzuführen und dann den Behälter (gegebenenfalls zusammen mit dem Außengefäß) auszutauschen, womit die Austragsvorrichtung weiter arbeiten kann. Wenn jedoch die vorbestimmte Pufferzeit verstreicht, ohne daß der Austausch stattfindet, schaltet eine Steuereinrichtung die Austragsvorrichtung ab, damit sichergestellt ist, daß kein fehlerhafter Bearbeitungsvorgang - ohne Austragung von Primer- Flüssigkeit - erfolgt.

Mit großem Vorteil wird vorgeschlagen, daß der vorzugsweise als Druckgefäß ausgebildete Außenbehälter an der Wägezelle aufge­ hängt ist. Es liegt allerdings im Rahmen der Erfindung, daß der Außenbehälter auch auf der Wägezelle aufruhen kann, die dann beispielsweise als Druckmeßdose ausgebildet sein kann.

Wenn die Düse Teil einer Spritzpistole ist, die an einer Robo­ tereinrichtung befestigt ist, wie dies üblicherweise bei einer Primer-Station einer vollautomatisierten Fertigungsstraße der Fall ist, sollte die Wägezelle an dem Roboter befestigt sein, so daß sie mit dem Roboter verfahrbar ist. Die Wägezelle kann dabei an einem Roboterflansch oder aber an einem Schlitten befestigt sein, der auf einer Schiene beweglich geführt ist, so daß die Wägezelle zusammen mit der Roboterhand verfahren wird. Erfin­ dungsgemäß kann aber auch vorgesehen sein, daß die Düse mit der Wägezelle stationär gehalten ist.

Das von der Anzeigeeinrichtung abgegebene Warnsignal kann ein optisches Signal sein oder auch akustisch anzeigen, daß nur noch eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge in dem Behälter verfügbar ist. Es können auch mehrere Warnsignale bei unterschiedlichen Flüssigkeitsständen abgegeben werden. Die Pufferzeit vor dem Abschalten sollte so bemessen sein, daß gewährleistet ist, daß ein laufender Bearbeitungsgang noch fertiggestellt werden kann. Auf diese Weise wird mit absoluter Sicherheit die Nachbearbei­ tung einer bereits teilweise behandelten Scheibe vermieden, was anderenfalls mit einem erheblichen Aufwand verbunden wäre.

Die erfindungsgemäße Austragsvorrichtung arbeitet mit geringen ungenutzten Restmengen an Primer-Flüssigkeit, wobei Betriebs­ unterbrechungen infolge vollständiger Entleerung des Flüssig­ keitsbehälters vermieden sind. Der Flüssigkeitsbehälter kann rechtzeitig vor dem Versiegen der Flüssigkeitsquelle ausge­ tauscht werden, wobei hierzu z. B. festliegende Betriebsunter­ brechungen wie Pausen herangezogen werden können. Wenn die Sprühstrahlüberwachungseinrichtung einen unzureichenden Sprüh­ strahl anzeigt, muß bei der Suche nach der Ursache nicht die Möglichkeit einer Entleerung des Primer-Flüssigkeitsbehälters in Betracht gezogen werden. Außerdem können der Druckbehälter und der Primer-Flüssigkeitsbehälter kleiner dimensioniert werden, da die Flüssigkeit nicht für den Verbrauch einer ganzen Schicht dimensioniert werden muß, wobei hier beim Stand der Technik noch eine beträchtliche Sicherheitsmenge hinzuzunehmen ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Austragsvorrichtung. Dabei zeigt die einzige Figur eine teilwei­ se geschnittene Seitenansicht eines Primer-Prozeßkopfes.

Die Figur zeigt wesentliche Merkmale des Primer-Prozeßkopfes einer Primer-Station, an der Scheiben zum Einbau in Kraftfahr­ zeuge vollautomatisch vorbehandelt werden.

An einer beweglich angeordneten Roboterhand 1 ist eine Spritz­ pistole 2 befestigt, der über einen nicht dargestellten flexi­ blen Druckschlauch Primer-Flüssigkeit zugeführt wird, die sich in einem Behälter bzw. Anliefergebinde 3 befindet. Der Behälter 3 ist mit einem an der Außenseite des Behälterhalses ausgebilde­ ten Gewinde 4 in ein entsprechendes Innengewinde einer Kappe 5 eines Druckgefäßes eingeschraubt, welches mit einem in die Kappe 5 eingeschraubten Unterteil 6 den Primer-Behälter 3 unter Bil­ dung eines Druck-Zwischenraums 7 einschließt.

Die Kappe 5 ist mit einem Trockenluft-Eingangskanal 8 versehen, der sich in der Kappe 5 verzweigt und einerseits in einen Kap­ penhohlraum 9 oberhalb des Behälterhalses und andererseits in den Druck-Zwischenraum 7 zwischen der Wand des Druckgefäßes 6 und der Außenwand des Behälters 3 einmündet.

Ein in der Figur nicht dargestelltes Sicherheitsventil und ein Entlüfter sind so angeordnet, daß sie zu dem Trockenluft-Eingang 8 jeweils um 90° versetzt sind.

Beim Betrieb der dargestellten Austragsvorrichtung bewirkt die Druckerhöhung innerhalb des Behälters 3, daß Primer-Flüssigkeit in einem Steigrohr 10 aufsteigt und durch einen daran anschlie­ ßenden Austrittskanal 11 in der Kappe 5 sowie einen in der Figur nicht dargestellten flexiblen Schlauch, der an die Primer-Aus­ trittsöffnung 12 angeschlossen ist, der Spritzpistole 2 zuge­ führt wird.

Die Primer-Flüssigkeit wird dann mittels Steuerluft und Spritz­ luft aus der Düse 13 ausgetragen.

Der aus der Düse 13 austretende Sprühstrahl wird von einer Sprühstrahlerkennungsoptik 14 mit Lichtleiter und Luftpolster zur Vermeidung von Verschmutzung der Linse überwacht, wobei die Sprühstrahlüberwachungseinrichtung im linken Bereich der Figur in einer Seitenansicht der Spritzpistole 2 dargestellt ist.

Das Druckgefäß 5, 6 ist an einer Wägezelle 15 aufgehängt, die ihrerseits an einem Roboterflansch 16 befestigt ist. Die Wäge­ zelle 15 ist mit einem Meßverstärker versehen und zeigt auf einer in der Figur nicht dargestellten Anzeigeeinrichtung stän­ dig einen den Füllstand des Behälters 3 angebenden Wert an, vorzugsweise das jeweils in dem Behälter 3 befindliche Volumen der Primer-Flüssigkeit. Hierzu werden in einer Auswerteeinrich­ tung die übrigen, vorbekannten Gewichtskomponenten (Gewicht des Druckgefäßes 5, 6, Gewicht des Behälters 3 ohne Inhalt etc.) von dem gemessenen Gesamtgewicht subtrahiert, so daß nur eine die jeweils vorhandene Flüssigkeit widerspiegelnde Angabe angezeigt wird. Diese kann auch in der noch verfügbaren Austragszeit bestehen.

Wenn der Füllstand in dem Behälter 3 einen vorgegebenen unteren Grenzwert erreicht, ertönt eine Warnanzeige, die auf die Notwen­ digkeit eines bald vorzunehmenden Austauschs des Behälters 3 aufmerksam macht. Eine Steuereinrichtung schaltet automatisch die Austragsvorrichtung ab, wenn nach einem letzten Warnsignal, welches bei einem vorgegebenen Minimalfüllstand des Behälters 3 erscheint oder ertönt, eine vorbestimmte Pufferzeit verstrichen ist, in der ein laufender Behandlungsvorgang einer Scheibe noch zu Ende geführt werden kann.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Austragen einer fließfähigen Masse, vorzugs­ weise einer Primer-Flüssigkeit, mit einem die Flüssigkeit ent­ haltenden Behälter, der austauschbar in einem Außengefäß an­ geordnet und über eine Leitung mit einer Austragsdüse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengefäß von einer Wägezelle (15) gehalten ist, die den jeweiligen Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter (3) oder einen dem Füllstand entsprechenden Wert erfaßt, daß eine mit der Wägezelle (15) verbundene Anzeigeeinrichtung die noch in dem Behälter (3) vorhandene Flüssigkeitsmenge oder eine ent­ sprechende Größe anzeigt, daß die Anzeigeeinrichtung bei Errei­ chen eines vorbestimmten Minimalfüllstandes in dem Behälter (3) ein Warnsignal abgibt, und daß nach Verstreichen einer vorbe­ stimmten Pufferzeit ohne Austausch des Behälters eine Steuerein­ richtung die Austragsvorrichtung abschaltet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengefäß (5, 6) an der Wäge­ zelle (15) aufgehängt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengefäß auf der Wägezelle aufruht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägezelle (15) an einer Roboter­ einrichtung (1, 16) befestigt ist, so daß sie mit dieser ver­ fahrbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstandes in dem Behälter (3) ein Vor- Warnsignal abgibt.