EP0124840B1 - Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Konsistenz - Google Patents
Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Konsistenz Download PDFInfo
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
- B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
- B05C1/06—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length by rubbing contact, e.g. by brushes, by pads
Definitions
- the invention relates to a device for applying liquids with different consistency, in particular moisture-curing primers or solvent-based lacquers, in the form of a strip-like liquid layer on a surface, with an application head having a body made of porous material, to which the liquid to be applied can be fed and one of which flat end surface is the exit and application surface for the liquid.
- Such known devices are required, for example, in the automotive industry in order to apply a primer to a vehicle window, with the aid of which the window is bonded to the sealing agent. It is necessary to apply the primer with a very precise contour of the primer layer, otherwise an unclean course of sealant and primer can be seen on the finished vehicle.
- a device of the type mentioned at the outset is designed in accordance with the invention in such a way that the body consists of a felt or non-woven material made of synthetic fibers, the air permeability of which is 1.1 to 2.5 liters-cm- z- min-1, preferably 1 , 4 to 2.2 liters - cm - 2 - min - 1 , and that the surface or surfaces adjoining the exit and application surface is or are covered with a liquid-tight layer.
- the wool-like matting on the exit and application surface that occurs with natural felt is avoided, so that with the felt or non-woven material the specified air permeability and thus porosity a constant layer thickness having strips of liquid with different consistency can be applied to a surface.
- the liquid-tight covering of the surface or surfaces adjoining the exit and application surface results in a contour-sharp application because no liquid can escape from this adjoining surface or from these adjoining surfaces and reach the surface on which the liquid strip is generated ,
- the synthetic fibers of the felt or nonwoven material are polyester fibers and the body can consist of a needle felt.
- the materials used must be resistant to the solvent used.
- the liquid-tight layer for the surface or surfaces adjoining the exit and application surface can be produced by melting the synthetic fibers present in this area, for example by thermal treatments such as contact welding, laser beam cutting, etc.
- liquid-tight layer from a film tube that is shrunk onto the body.
- the application head In order to keep the exit and application surface of the body in a position that is always exactly parallel to the surface to which the liquid is to be applied, and thus to obtain a constant layer thickness, the application head can be gimbaled.
- a moisture-curing primer is to be applied with a device according to the invention, for example to the panes of motor vehicles to be produced, the difficulty arises that the primer begins to cure in the body and in particular on the exit and application surface as a result of the atmospheric moisture when the application is interrupted. Such curing can take place, for example, after about 5 minutes, so that the body has then become unusable for further application.
- a cap sealing the exit and application surface in the position of the body that is raised from the surface can be provided, in the interior of which a dry cap Shielding gas can be introduced and has an outlet opening for the shielding gas supplied.
- a particularly simple mechanical construction is obtained with such a cover when two complementary partial caps are present which are arranged on opposite sides of the body and can be moved between a retracted position and a sealing position.
- the separating joint surfaces of the partial caps can engage in the sealing position with a seal, and the partial caps can rest against an O-ring provided on the holder for the body in the sealing position. In this way, easy movement of the partial caps and a good seal against the ambient air is achieved.
- connection for the supply of protective gas is preferably in the area between the outlet and application surface and the holder for the body, while the outlet opening can be arranged below the outlet and application surface.
- the application head partially shown in FIG. 1 has a main part 5, onto which a holder 4 is screwed from the front.
- a body 1 is inserted into a felt-shaped, for example cylindrical recess in the front surface of the holder 4 and is sealed on its outer surface with respect to the holder 4.
- the recess can also have any other shape adapted to the shape of the felt, for example it can be rectangular, square, polygonal or elliptical.
- the body 1 consists of a needle felt made of polyester fibers with an air permeability of 1.4 to 2.2 liters - cm -2 .
- Min- 'and has, for example, a basis weight of 1,000 to 1,300 g / m 2 with a material thickness of about 6 mm.
- the exit and application surface 3 of the body 1 opposite the adhered surface is flat or curved.
- a liquid-tight layer 2 is produced on the peripheral surface of the cylindrical body 1, for example, by melting the polyester fibers, so that no liquid can escape from this peripheral surface.
- Liquid to be applied with the application head is conveyed via a connection 7 and flow paths 6 to the upper surface of the body 1 in FIG. 1, penetrates the porous body 1 and then emerges at the exit and application surface 3, so that by moving the application head over a surface a liquid strip of constant layer thickness and constant width can be generated on this.
- FIGS. 2 and 3 show the lower part of an application head with a main part 15, a shoulder 14 and a body 11 made of synthetic felt or nonwoven material.
- the application head is in a raised position, i.e. not in contact with a surface to which liquid is to be applied.
- the front part of the application head i.e. in particular the body 11 is enclosed by two partial caps 20, 21, whereby the joint surfaces of the two partial caps are in engagement with an elastic seal 29, ie a gas-tight seal is produced in this area.
- the partial caps 20 and 21 rest on an O-ring 28 fastened in the lower region of the main part 15, so that no gas can enter from the outside or escape to the outside in this region either.
- a dry protective gas for example dry air or nitrogen
- the connection 27 which is approximately at the level of the insert 14, that is to say above the outlet and application surface of the body 11 20 and 21 enclosed space will be introduced.
- this protective gas a slight overpressure arises in this room, so that ambient air containing moisture and then dry protective gas can escape from the outlet opening 26 provided under the body 11 in the partial cap 21, and later dry protective gas, i.e. the access of atmospheric moisture to the outlet and application surface of the body 11 is reliably prevented.
- the partial caps 20 and 21 are each attached to a U-shaped bracket 33 and 34 via bearing pins 35, 36 and 37, 38, respectively, springs 39, 40 and 41, 42 aligning the partial caps 20 and 21 with respect to the Enable order header.
- the holder 33 is connected to the piston rods 22 of a hydraulic or pneumatic working cylinder, the cylinder 24 of which is fastened to a stationary support 31. Accordingly, the holder 34 sits on the piston rods 23 of a hydraulic or pneumatic working cylinder, the cylinder 25 is connected to a stationary support 32.
- the supports 31 and 32 are fastened on a base plate 30.
- the partial caps 20 and 21 can be retracted from the position shown in FIGS. 2 and 3 in the direction of the supports 31 and 32 by actuating the working cylinders, so that the application head is released and the exit and application surface of the Body 11 can be applied to a surface and moved over it, on which a liquid strip is to be generated.
- the application head is moved back into the position shown between the partial caps 20 and 21 and the partial caps are moved into the position shown in FIGS. 2 and 3 by supplying working fluid to the working cylinders, whereby by means of the storage means the springs 39, 40 and 41, 42 an adjustment of the positions of the cover caps 20 and 21 to positional deviations of the application head is possible.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Konsistenz, insbesondere feuchtigkeitshärtende Primer oder lösungsmittelhaltige Lacke, in Form einer streifenförmigen Flüssigkeitsschicht auf eine Fläche, mit einem einen Körper aus porösem Material aufweisenden Auftragkopf, dem die aufzutragende Flüssigkeit zuführbar ist und dessen eine ebene Endfläche die Austritts-und Auftragsfläche für die Flüssigkeit ist.
- Derartige bekannten Vorrichtungen werden beispielsweise in der Automobil-Industrie benötigt, um auf eine Fahrzeugscheibe einen Primer aufzutragen, mit dessen Hilfe ein Verkleben der Scheibe mit dem Abdichtmittel bewirkt wird. Dabei ist es erforderlich, den Primer mit sehr genau verlaufender Kontur der Primerschicht aufzutragen, da sonst am fertigen Fahrzeug ein unsauberer Verlauf von Dichtungsmittel und Primer zu erkennen ist.
- Bei den bisher eingesetzten Vorrichtungen wurde als poröses Material des beispielsweise zylindrischen Körpers Naturfilz verwendet. Der Einsatz eines solchen Körpers führte jedoch zu einem ungleichmäßigen Konturenverlauf und insbesondere ergab sich an der Austritts- und Auftragsfläche sehr schnell eine wollartige Verfilzung, die eine ungleichmäßige Dicke der aufgetragenen Primerschicht zur Folge hatte.
- Der Einsatz von Schaumstoff als Material für den Körper ergab noch schlechtere Ergebnisse, weil sich ein solcher Körper infolge Quellung verformte.
- Diese Nachteile der bekannten Vorrichtung führten dazu, daß der Primer von Hand mit einem Pinsel unter Inkaufnahme von unsauberen Konturen mit einem Nadelfilz aufgetragen wurde. Um jedoch dann einen konturenscharfen Verlauf zu erhalten, wurde zuvor auf die noch ebene Scheibe durch Siebdruck ein Keramik-Streifen aufgebracht, worauf die Scheibe erwärmt und in ihre gekrümmte Form gebracht wurde. Der Keramik-Streifen ergab dann einen optischen Abschluß für das Dichtungsmittel, so daß also Ungleichmäßigkeiten im Auftrag nicht mehr zu erkennen waren. Ein wesentlicher Nachteil dabei ist jedoch, daß das Aufbringen der Keramik-Streifen sehr teuer ist.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Konsistenz in Form einer konturenscharfen streifenförmigen Flüssigkeitsschicht zu schaffen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß der Körper aus einem Filz- oder Vliesmaterial aus synthetischen Fasern besteht, dessen Luftdurchlässigkeit 1,1 bis 2,5 Liter - cm-z - Min-1, vorzugsweise 1,4 bis 2,2 Liter - cm-2 - Min-1 beträgt, und daß die an die Austritts- und Auftragsfläche anschließende Fläche bzw. anschließenden Flächen mit einer flüssigkeitsdichten Schicht abgedeckt ist bzw. sind.
- Durch die Verwendung eines Filz- oder Vliesmaterials aus synthetischen Fasern für den Körper des Auftragkopfes wird die wollartige Verfilzung an der Austritts- und Auftragsfläche vermieden, die bei Naturfilz auftritt, so daß mit dem Filz- oder Vliesmaterial der angegebenen Luftdurchlässigkeit und damit Porosität ein konstante Schichtdicke aufweisender Streifen aus Flüssigkeit mit unterschiedlicher Konsistenz auf eine Fläche aufgetragen werden kann. Dabei ergibt sich durch die flüssigkeitsdichte Abdeckung der an die Austritts- und Auftragsfläche anschließenden Fläche bzw. Flächen ein konturenscharfer Auftrag, weil keine Flüssigkeit aus dieser anschließenden Fläche bzw. aus diesen anschließenden Flächen austreten und auf die Fläche gelangen kann, auf der der Flüssigkeitsstreifen erzeugt wird,
- Vorzugsweise sind die synthetischen Fasern des Filz- oder Vliesmaterials Polyesterfasern, und der Körper kann aus einem Nadelfilz bestehen.
- Die eingesetzten Materialien müssen jedenfalls dem verwendeten Lösungsmittel gegenüber resistent sein.
- Die flüssigkeitsdichte Schicht für die an die Austritts- und Auftragsfläche anschließende Fläche bzw. anschließenden Flächen läßt sich durch Schmelzen der in diesem Bereich vorhandenen synthetischen Fasern erzeugen, etwa durch thermische Behandlungen wie Kontaktschweißen, Laserstrahlschneiden usw.
- Es ist jedoch auch möglich, die flüssigkeitsdichte Schicht aus einem Folienschlauch herzustellen, der auf den Körper aufgeschrumpft wird.
- Um die Austritts- und Auftragsfläche des Körpers in immer genau paraleller Lage zu der Fläche zu halten, auf die die Flüssigkeit aufgetragen werden sqll, und so eine konstante Schichtdicke zu erhalten, kann der Auftragkopf kardanisch gelagert sein.
- Soll mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein feuchtigkeitshärtender Primer aufgetragen werden, etwa auf die Scheiben von herzustellenden Kraftfahrzeugen, so ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Primer bei Unterbrechung des Auftragens beginnt im Körper und insbesondere an der Austritts- und Auftragsfläche infolge der Luftfeuchtigkeit auszuhärten. Eine derartige Aushärtung kann beispielsweise nach etwa 5 Minuten erfolgt sein, so daß dann der Körper für das weitere Auftragen unbrauchbar geworden ist.
- Um bei einem solchen Anwendungsfall das Aushärten des Primers im Körper und an dessen Austritts- und Auftragsfläche zu verhindern, kann eine die Austritts- und Auftragsfläche in der von der Fläche abgehobenen Lage des Körpers gegenüber der Umgebungsluft abdichtende Kappe vorgesehen sein, in deren Innenraum trockenes Schutzgas einleitbar ist und die eine Austrittsöffnung für das zugeführte Schutzgas hat.
- Auf diese Weise wird also die gefährdete Austritts- und Auftragsfläche des Körpers und damit auch dessen innerer Teil bei Unterbrechung des Auftragens von einem Raum mit trockenem Schutzgas umschlossen, das die zunächst noch in der Kappe und damit in Berührung mit der Austritts- und Auftragsfläche des Körpers befindliche Feuchtigkeit der Umgebungsluft durch die Austrittsöffnung aus der Kappe abtransportiert. Infolge des vorhandenen trockenen Schutzgases besteht daher nicht die Gefahr eines Aushärtens des feuchtigkeitshärtenden Primers.
- Ein besonders einfacher mechanischer Aufbau ergibt sich bei einer derartigen Abdeckung dann, wenn zwei einander ergänzende Teilkappen vorhanden sind, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Körpers angeordnet werden und zwischen einer zurückgezogenen Lage und einer Abdichtlage bewegbar sind. Die Trennfugenflächen der Teilkappen können in der Abdichtlage in Eingriff mit einer Dichtung stehen, und die Teilkappen können in der Abdichtlage an einem an der Halterung für den Körper vorgesehenen 0-Ring anliegen. Auf diese Weise wird eine einfache Bewegbarkeit der Teilkappen und eine gute Abdichtung gegen die Umgebungsluft erreicht.
- Der Anschluß für die Zufuhr von Schutzgas liegt vorzugsweise im Bereich zwischen der Austritts- und Auftragsfläche und der Halterung für den Körper, während die Austrittsöffnung unterhalb der Austritts- und Auftragsfläche angeordnet sein kann. Dadurch wird die zunächst in dem Kappeninnenraum noch vorhandene Luftfeuchtigkeit vom Körper und von der Austritts- und Auftragsfläche weg durch die Austrittsöffnung abtransportiert.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
- Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilschnitt durch einen Auftragkopf.
- Figur 2 zeigt teilweise als Schnitt und teilweise als Ansicht einen Teil eines Auftragkopfes mit Teilkappen in der Abdichtlage.
- Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung aus Figur 2.
- Der in Figur 1 teilweise dargestellte Auftragkopf hat ein Hauptteil 5, auf das von vorn eine Halterung 4 aufgeschraubt ist. In eine dem Filz angepaßte, beispielsweise zylindrische Aussparung in der vorderen Fläche der Halterung 4 ist ein Körper 1 eingesetzt und an seiner Mantelfläche gegenüber der Halterung 4 abgedichtet.
- Die Aussparung kann aber auch jede andere, der Form des Filzes angepaßte Form haben, beispielsweise kann sie rechteckig, quadratisch, polygonal oder elliptisch sein.
- Der Körper 1 besteht aus einem Nadelfilz aus Polyesterfasern mit einer Luftdurchlässigkeit von 1,4 bis 2,2 Litern - cm-2 . Min-' und hat beispielsweise ein Flächengewicht von 1 000 bis 1 300 g/m2 bei einer Materialdicke von etwa 6 mm. Die der festgeklebten Fläche gegenüberliegende Austritts- und Auftragsfläche 3 des Körpers 1 ist eben oder gewölbt. An der Umfangsfläche des beispielsweise zylindrischen Körpers 1 ist durch Schmelzen der Polyesterfasern eine flüssigkeitsdichte Schicht 2 erzeugt, so daß aus dieser Umfangsfläche keine Flüssigkeit austreten kann.
- Mit dem Auftragkopf aufzutragende Flüssigkeit wird über einen Anschluß 7 und Strömungswege 6 zur in Figur 1 oberen Fläche des Körpers 1 befördert, durchdringt den porösen Körper 1 und tritt dann an der Austritts- und Auftragsfläche 3 aus, so daß durch Bewegen des Auftragkopfes über eine Fläche auf dieser ein Flüssigkeitsstreifen konstanter Schichtdicke und konstanter Breite erzeugt werden kann.
- In den Figuren 2 und 3 ist der untere Teil eines Auftragkopfes mit einem Hauptteil 15, einem Ansatz 14 und einem Körper 11 aus synthetischem Filz- oder Vliesmaterial dargestellt. Der Auftragkopf befindet sich in einer angehobenen Lage, also nicht in Berührung mit einer Fläche, auf die Flüssigkeit aufgetragen werden soll.
- Um beim Verarbeiten von flüssigkeitshärtendem Primer in dieser Ruhestellung des Auftragkopfes ein Aushärten des Primers infolge der Luftfeuchtigkeit oder ein Verdampfen des Lösungsmittels in der Umgebungsluft zu verhindern, ist der vordere Teil des Auftragkopfes, also insbesondere der Körper 11 von zwei Teilkappen 20, 21 umschlossen, wobei die Fugenflächen der beiden Teilkappen in Eingriff mit einer elastischen Dichtung 29 stehen, also in diesem Bereich eine gasdichte Abdichtung erzeugt ist. Ferner liegen die Teilkappen 20 und 21 an einem im unteren Bereich des Hauptteils 15 befestigten O-Ring 28 an, so daß auch in diesem Bereich kein Gas von außen eintreten oder nach außen austreten kann.
- In dieser Lage von Auftragkopf und Teilkappen 20, 21 kann über den Anschluß 27, der etwa auf Höhe des Einsatzes 14, also oberhalb der Austritts- und Auftragfläche des Körpers 11 liegt, ein trockenes Schutzgas, beispielsweise trockene Luft oder Stickstoff in den von den Teilkappen 20 und 21 umschlossenen Raum eingeführt werden. Infolge Zufuhr dieses Schutzgases entsteht in diesem Raum ein geringfügiger Überdruck, so daß aus der unterhalb des Körpers 11 in der Teilkappe 21 vorgesehenen Austrittsöffnung 26 zunächst noch Luftfeuchtigkeit enthaltende Umgebungsluft und dann später trockenes Schutzgas austreten kann, also der Zutritt von Luftfeuchtigkeit zur Austritts- und Auftragsfläche des Körpers 11 zuverlässig verhindert wird.
- Wie dargestellt, sind die Teilkappen 20 und 21 über Lagerstifte 35. 36 bzw. 37. 38 jeweils an einer U-förmigen Halterung 33 bzw. 34 befestigt, wobei Federn 39, 40 und 41, 42 eine Ausrichtung der Teilkappen 20 und 21 bezüglich des Auftragkopfes ermöglichen. Die Halterung 33 ist mit den Kolbenstangen 22 eines hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinders verbunden, dessen Zylinder 24 an einer stationären Stütze 31 befestigt ist. Entsprechend sitzt die Halterung 34 an den Kolbenstangen 23 eines hydraulichen oder pneumatischen Arbeitszylinders, dessen Zylinder 25 mit einer stationären Stütze 32 verbunden ist. Die Stützen 31 und 32 sind auf einer Grundplatte 30 befestigt.
- Wie ohne weiteres zu erkennen ist, können die Teilkappen 20 und 21 durch Betätigung der Arbeitszylinder aus der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Lage in Richtung auf die Stützen 31 und 32 zurückgezogen werden, so daß der Auftragkopf freikommt und die Austritts- und Auftragsfläche des Körpers 11 auf eine Fläche aufgebracht und über sie bewegt werden kann, auf der ein Flüssigkeitsstreifen erzeugt werden soll.
- Wird das Auftragen der Flüssigkeit unterbrochen, so wird der Auftragkopf wieder in die gezeigte Stellung zwischen den Teilkappen 20 und 21 bewegt und die Teilkappen durch Zufuhr von Arbeitsfluid zu den Arbeitszylindern in die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Stellung gefahren, wobei durch die Lagerung mittels der Federn 39, 40 und 41, 42 eine Anpassung der Positionen der Abdeckkappen 20 und 21 an Lageabweichungen des Auftragkopfes möglich ist.
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