EP0720871A1 - Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen von viskosem Material - Google Patents

Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen von viskosem Material Download PDF

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EP0720871A1
EP0720871A1 EP95118490A EP95118490A EP0720871A1 EP 0720871 A1 EP0720871 A1 EP 0720871A1 EP 95118490 A EP95118490 A EP 95118490A EP 95118490 A EP95118490 A EP 95118490A EP 0720871 A1 EP0720871 A1 EP 0720871A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work

Definitions

  • the invention relates to a device for the strip-like application of viscous material to a surface, with a central material nozzle that emits the material and a gas supply system with an annular space that surrounds at least the end region of the material nozzle and that narrows in the flow direction to a gas outlet opening that is concentric to the nozzle opening of the material nozzle .
  • Such a device is known from DE 41 20 881 C1.
  • Typical examples of the viscous materials applied with the known device are adhesives or sealing materials.
  • DE 41 20 881 C1 states that, due to the twisting movement, the strand is deposited in arcs of equal diameter. In the case of a continuous strip, this means that a stronger application is carried out at the edges of this strip than in the central region.
  • the strip application is to be improved, that is to say to obtain a largely uniform thickness across the strip. This should be done analogously in that the gas stream surrounding the material stream is guided axially parallel, that is, as far as possible, is kept free from tangential components.
  • the object according to DE 41 20 881 C1 is to be achieved in that the annular space surrounding the material nozzle is divided into individual axially parallel channels.
  • the object of the present invention is therefore to design the generic device such that a uniform application of the viscous material can be achieved with relatively simple means.
  • the two opening levels mentioned here are to be understood as those levels in which the respective streams leave the corresponding nozzle or guide body.
  • the gas flow at the gas outlet opening is considerably constricted, the flow is greatly accelerated here. Since the material flow is emitted essentially in the center of the gas outlet opening, the gas flow wraps around the material flow in a ring and transfers the material flow specifically to the application area. It is thus avoided that the material flow and the gas flow first meet in a funnel-shaped end region of the annular space under undefined flow conditions, as might be the case in the embodiment according to DE 41 20 881 C1, at least in the version shown in the drawing.
  • the gas outlet opening is not surrounded by a razor-sharp edge, but rather is formed by a cylindrical opening of limited length in an end wall closing the gas annular space. In this case, it is sufficient if the material exit plane coincides with the entry plane of this short cylindrical opening section, since here the gas flow has already been fully constricted.
  • the single figure shows a schematic longitudinal section through the nozzle area of a device according to the invention.
  • the device also includes a material feed system (not shown) for viscous material, a pressurized gas source and a controller for the feed of the two media.
  • a cylindrical housing 10 which, together with a concentric tubular inner part 12 lying inside the housing 10, delimits an annular space 14 which is connected in the upper, upstream region to gas connection openings 16, 18 of the housing 10.
  • the tubular inner part 12 has a channel 20 inside, through which the viscous material to be applied is guided.
  • the nozzle opening 22 is designed as a short cylindrical section which penetrates the wall of the tubular inner part 12 which is closed at the end.
  • the plane in which this short cylindrical section of the nozzle opening 22 ends in the direction of flow and which is identified in the drawing by the reference number 24 is to be referred to as the plane of the nozzle opening of the material nozzle.
  • the housing 10 has a closure cap 26 at the lower, outlet-side end, which is screwed, for example, onto the lower end of the cylindrical housing 10 with the aid of a thread pairing not shown in detail.
  • This cap 26 includes an end wall 28 which tapers the annular space 14 conically on the inside and leads into a gas outlet opening 30 which is concentric with the nozzle opening 22 for the viscous material.
  • the gas outlet opening 30 penetrates the end wall 28 in the form of a short cylindrical section which, based on the terminology introduced at the beginning, has an inlet plane 32 of the gas outlet opening 30 and a corresponding outlet plane 34. According to the drawing, the plane 24 of the nozzle opening 22 and the entry plane 32 of the gas outlet opening 30 essentially coincide.
  • the material flow of the viscous material therefore does not initially enter the funnel area at the end of the annular space, but directly in the initial part of the gas outlet opening, in which the gas flow has tapered sharply.
  • the plane 24 of the nozzle opening 22 can be in any position between the entry plane 32 and the exit plane 34 of the gas entry opening 30, including, as shown, the entry plane 32. All that matters is that the material flow is introduced into the tapered and accelerated part of the gas flow from the start.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen von viskosem Material auf eine Fläche umfaßt eine das Material abgebende, zentrale Materialdüse und ein Gaszufuhrsystem mit einem wenigstens den Endbereich der Materialdüse (12,22) umgebenden Ringraum (14), der sich in Strömungsrichtung zu einer konzentrisch zur Düsenöffnung (22) der Materialdüse liegenden Gasaustrittsöffnung (30) verengt. Die Ebene (24) der Düsenöffnung (22) der Materialdüse fällt im wesentlichen mit der Ebene (32,34) der Gasaustrittsöffnung (30) zusammen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen von viskosem Material auf eine Fläche, mit einer das Material abgebenden, zentralen Materialdüse und einem Gaszufuhrsystem mit einem wenigstens den Endbereich der Materialdüse umgebenden Ringraum, der sich in Strömungsrichtung zu einer konzentrisch zur Düsenöffnung der Materialdüse liegenden Gasaustrittsöffnung verengt.
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 41 20 881 C1 bekannt. Typische Beispiele für die mit der bekannten Vorrichtung aufgetragenen viskosen Materialien sind Klebstoffe oder Dichtungsmaterialien. Während es im vorangegangenen Stand der Technik gemäß US-PS 4 995 333 angestrebt worden war, das viskose Material mit einem Drall abzugeben, wird in der DE 41 20 881 C1 ausgeführt, infolge der Drallbewegung werde der Strang in Kreisbögen jeweils gleichen Durchmessers abgelegt. Das bedeute bei einem durchgehenden Streifen, daß an den Rändern dieses Streifens ein stärkerer Auftrag erfolge als im Mittelbereich. Der in der Druckschrift angegebenen Aufgabe zufolge soll der Streifenauftrag verbessert werden, also quer zum Streifen eine weitgehend gleichmäßige Stärke erlangen. Dies soll sinngemäß dadurch geschehen, daß der den Materialstrom umgebende Gasstrom achsparallel geführt, also so weit wie möglich von tangentialen Komponenten freigehalten wird.
  • Nach den angegebenen Lösungsmerkmalen soll die Aufgabe nach der DE 41 20 881 C1 dadurch gelöst werden, daß der die Materialdüse umgebende Ringraum in einzelne achsparallele Kanäle unterteilt ist.
  • Ob und inwieweit der gewünschte Erfolg auf diese Weise erreicht wird, mag zumindest bei einer Ausführungsform gemäß der Zeichnung der Druckschrift als zweifelhaft erscheinen, da das Gas nach der genauen achsparallelen Führung in den Kanälen zusammen mit dem viskosen Material in einen relativ großen Trichter mündet, in dem eine achsparallele Führung nicht stattfindet und tangentiale Bewegungen angesichts der starken Einschnürung durchaus denkbar sind. In jedem Falle aber stellt es einen relativ großen Aufwand dar, auf der Außenfläche des Materialdüsenkörpers über dessen gesamte Länge parallele Führungsnuten herzustellen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße Vorrichtung derart auszubilden, daß ein gleichmäßiger Auftrag des viskosen Materials mit relativ einfachen Mitteln erreicht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der obigen Art dadurch gelöst, daß die Ebene der Düsenöffnung der Materialdüse im wesentlichen mit der Ebene der Gasaustrittsöffnung zusammenfällt.
  • Die beiden hier genannten Öffnungsebenen sollen als diejenigen Ebenen verstanden werden, in der die jeweiligen Ströme die entsprechenden Düsen- oder Führungskörper verlassen.
  • Da der Gasstrom an der Gasaustrittsöffnung eine erhebliche Einschnürung erfährt, wird der Strom hier stark beschleunigt. Da der Materialstrom im wesentlichen im Zentrum der Gasaustrittsöffnung abgegeben wird, legt sich der Gasstrom ringförmig um den Materialstrom und überführt den Materialstrom gezielt auf die Auftragsfläche. Es wird also vermieden, daß der Materialstrom und der Gasstrom zunächst in einem trichterförmige Endbereich des Ringraumes unter undefinierten Strömungsverhältnissen aufeinandertreffen, wie es bei der Ausführungsform gemäß DE 41 20 881 C1 zumindest bei der in der Zeichnung gezeigten Version der Fall sein könnte.
  • In der Regel wird die Gasaustrittsöffnung nicht durch eine messerscharfe Kante umgeben, sondern durch eine zylindrische Öffnung begrenzter Länge in einer den Gas-Ringraum abschließenden Stirnwand gebildet sein. In diesem Falle reicht es aus, wenn die Materialaustrittsebene mit der Eintrittsebene dieses kurzen zylindrischen Öffnungsabschnitts zusammenfällt, da hier der Gasstrom bereits die volle Einschnürung erlangt hat.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt einen schematischen Längsschnitt durch den Düsenbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Zu der Vorrichtung gehören im übrigen ein nicht gezeigtes Materialzufuhrsystem für viskoses Material, eine Druckgasquelle und eine Steuerung für die Zufuhr der beiden Medien.
  • Gezeigt ist in der Zeichnung ein zylindrisches Gehäuse 10, das zusammen mit einem konzentrischen, im Inneren des Gehäuses 10 liegenden rohrförmigen Innenteil 12 einen Ringraum 14 begrenzt, der im oberen, stromaufwärtigen Bereich mit Gasanschlußöffnungen 16,18 des Gehäuses 10 verbunden ist. Das rohrförmige Innenteil 12 weist im Inneren einen Kanal 20 auf, durch den das aufzutragende, viskose Material geführt wird. Am unteren Ende in Fig. 1, das dem Austrittsende des Materials entspricht, laufen die Wände des rohrförmigen Innenteils mit stumpfem Konus bis hin zu einer Düsenöffnung 22 zusammen. Im einzelnen ist gemäß der Zeichnung die Düsenöffnung 22 als kurzer zylindrischer Abschnitt ausgebildet, der die Wand des rohrförmigen, am Ende verschlossenen Innenteils 12 durchdringt. Aus Gründen, die später genauer erläutert werden sollen, soll die Ebene, in der dieser kurze zylindrische Abschnitt der Düsenöffnung 22 in Strömungsrichtung endet und die in der Zeichnung durch die Bezugsziffer 24 gekennzeichnet ist, als Ebene der Düsenöffnung der Materialdüse bezeichnet werden.
  • Das Gehäuse 10 weist im dargestellten Beispiel eine Verschlußkappe 26 am unteren, austrittsseitigen Ende auf, die beispielsweise auf das untere Ende des zylindrischen Gehäuses 10 mit Hilfe einer nicht im einzelnen dargestellten Gewindepaarung augeschraubt ist. Diese Verschlußkappe 26 umfaßt eine Stirnwand 28, die auf der Innenseite den Ringraum 14 konisch verjüngt und in eine Gasaustrittsöffnung 30 überleitet, die konzentrisch zur Düsenöffnung 22 für das viskose Material liegt. Die Gasaustrittsöffnung 30 durchdringt die Stirnwand 28 in der Form eines kurzen zylindrischen Abschnitts, der - bezogen auf die eingangs eingeführte Terminologie - eine Eintrittsebene 32 der Gasaustrittsöffnung 30 und eine entsprechende Austrittsebene 34 aufweist. Gemäß der Zeichnung fallen die Ebene 24 der Düsenöffnung 22 und die Eintrittsebene 32 der Gasaustrittsöffnung 30 im wesentlichen zusammen.
  • Der Materialstrom des viskosen Materials tritt also nicht zunächst in den Trichterbereich am Ende des Ringraumes, sondern unmittelbar in den Anfangsteil der Gasaustrittsöffnung ein, in der sich der Gasstrom stark verjüngt hat. Die Ebene 24 der Düsenöffnung 22 kann in einer beliebigen Position zwischen der Eintrittsebene 32 und der Austrittsebene 34 der Gaseintrittsöffnung 30, einschließlich, wie dargestellt, der Eintrittsebene 32 liegen. Es kommt lediglich darauf an, daß der Materialstrom von Anfang an in den verjüngten und beschleunigten Teil des Gasstroms eingeführt wird.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen von viskosem Material auf eine Fläche, mit einer das Material abgebenden, zentralen Materialdüse und einem Gaszufuhrsystem mit einem wenigstens den Endbereich der Materialdüse (12,22) umgebenden Ringraum (14), der sich in Strömungsrichtung zu einer konzentrisch zur Düsenöffnung (22) der Materialdüse liegenden Gasaustrittsöffnung (30) verengt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (24) der Düsenöffnung (22) der Materialdüse im wesentlichen mit der Ebene (32,34) der Gasaustrittsöffnung (30) zusammenfällt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Gasaustrittsöffnung (30) am stromabwärtigen Ende des Ringraumes (14) als zylindrische Öffnung in einer den Ringraum abschließenden Stirnwand (28) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (24) der Düsenöffnung im wesentlichen mit der Eintrittsebene (32) der Gasaustrittsöffnung (30) zusammentrifft.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdüse am Ende eines rohrförmigen Innenteils (12) ausgebildet ist und daß der Ringraum (14) zwischen dem Innenteil und einem im wesentlichen zylindrischen äußeren Gehäuse (10) gebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stromabwärtige Stirnwand (28) des Ringraumes (14) durch eine Verschlußkappe (26) am Ende des Gehäuses (10) gebildet ist.
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