EP0892682A1 - Sprühvorrichtung, insbesondere für einen montageautomaten - Google Patents

Sprühvorrichtung, insbesondere für einen montageautomaten

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Publication number
EP0892682A1
EP0892682A1 EP96945551A EP96945551A EP0892682A1 EP 0892682 A1 EP0892682 A1 EP 0892682A1 EP 96945551 A EP96945551 A EP 96945551A EP 96945551 A EP96945551 A EP 96945551A EP 0892682 A1 EP0892682 A1 EP 0892682A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spray
pressure
valve
spraying
supply line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96945551A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Ossinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0892682A1 publication Critical patent/EP0892682A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/004—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area comprising sensors for monitoring the delivery, e.g. by displaying the sensed value or generating an alarm
    • B05B12/006—Pressure or flow rate sensors

Definitions

  • the invention relates to a spray device, in particular for an automatic assembly machine according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is therefore to propose a spraying device which, particularly in the case of very small doses of spraying agent, enables the sprayed spraying agent to be measured in terms of quantity and thus allows the spraying process to be checked.
  • a spray device has a pressure sensor in the supply line between the reservoir for the spraying agent and the spray valve of the spray nozzle for receiving the pressure in the supply line.
  • the invention is based on the idea that the time course of the pressure in the supply line after opening the spray valve allows a statement to be made about the quantity of spray medium escaping through the spray valve. By measuring the pressure in the supply line with the help of the pressure transducer, there is thus the possibility of direct control of the spraying process.
  • means for evaluating the pressure curve after opening the spray valve are also provided. These means advantageously include an electronic evaluation unit and, depending on the time, assign the associated amount of sprayed spray to the pressure profile.
  • the detection of the sprayed quantity of spraying agent is not only used to check whether the workpiece has been properly processed, but also means for controlling the spraying valve are provided. This makes it possible to control the spraying process itself depending on the sprayed dose of spraying agent. In addition to the pure control of the spraying process, which can already serve to identify rejects without actively influencing the manufacturing process, a controlled execution of the spraying process is thus possible, so that the predetermined amount of spraying agent is reliably sprayed onto the workpiece.
  • a check valve is additionally provided between the pressure sensor and the storage container. In the case of very small spray quantities in particular, it is possible that there is no or no sufficiently detectable pressure drop in the pressure line when the spraying process is opened.
  • This pressure drop can be used in the manner already described above to record the sprayed amount of spraying agent and optionally to control the spray valve.
  • the pressure difference between the pressure in the supply line after the closing of the additional shut-off valve when the spray valve is closed and the pressure after the spray valve is opened is preferably used as the reference variable for specifying the sprayed amount of spraying agent.
  • This pressure difference can be assigned particularly well to the amount of spraying agent sprayed in each case.
  • a zero point adjustment is preferably carried out after the additional shut-off valve has closed and before the spray valve has been opened. Due to this zero point adjustment, the pressure picked up by the pressure sensor after opening the spray valve is to be used immediately instead of the pressure difference mentioned above.
  • the pressure picked up by the pressure sensor is reset to the absolute value of the pressure prevailing in the supply line after the end of the spraying process, in order to closed spray valve and opened additional shut-off valve to carry out a pressure check of the pressure in the reservoir.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a spray device according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the
  • the spray nozzle 2 comprises a spray nozzle 2 with a spray valve 3.
  • the spray nozzle 2 is connected to a reservoir 6 via a supply line 4 in which a pressure sensor 5 is arranged.
  • An additional check valve 7 is provided in the supply line 4 between the pressure sensor 5 and the reservoir 6.
  • the reservoir 6 is under pressure, for example under the pressure PQ of 1 bar (see also FIG. 2).
  • the operation of the spray device 1 now uses this pressure in the reservoir 6 by opening the additional shut-off valve 7 when the spray valve 3 is closed, so that the complete supply line 4 is at this pressure PQ.
  • This pressure pg can be measured via the pressure sensor 5 and, if necessary, evaluated in a regulating or control unit (not shown in more detail). Then, after a time t ⁇ , the additional shut-off valve 7 is closed, as a result of which the pressure experiences a slight increase in pressure 10 to the pressure p (see FIG. 2).
  • This increase in pressure is caused by the closing of the valve 7, in that the valve disk is pressed onto its valve seat and thereby exerts an additional compression on the pressure line 4 in the direction of the spray nozzle 2.
  • a zero point adjustment 11 is now carried out at a time t2 after the pressure p ⁇ has set in.
  • the spray valve 3 is then opened at the time t3, so that spray agent 8 emerges from the spray nozzle 2. This results in a pressure drop 12 in the supply line 4.
  • the pressure difference ⁇ p can be directly assigned to a sprayed amount of spray.
  • upper and lower limits 14, 15 and 16, 17 are also shown as tolerance intervals for the initial pressure prj and the final pressure P2. If the limits 14, 15 or 16, 17 are exceeded or undershot, an error in the production process is recognized, so that countermeasures can be taken accordingly.
  • the production can be stopped, particularly if the final pressure P2 deviates too much It is advisable that there is a defect in the spray nozzle 2, for example a blockage or a defect in the supply line 4, for. B. there may be a kink in the hose. Countermeasures, for example in the event of a deviation in the pressure p ⁇ by readjusting the pressure in the storage container 6, would also be conceivable.
  • the device according to the invention and the method according to the invention in the illustrated embodiments are particularly well suited for metering small amounts of spray, for. B. 10 to 20 mg.
  • the pressure curve in the feed line 4 of the spray nozzle 2 also for larger doses as a measure of the sprayed amount of spraying agent 8 and thus to achieve control over the spraying process.
  • the regulating or control unit which is not shown in more detail and which carries out the evaluation of the pressure curve recorded on the pressure transducer 5 and in particular also controls the valves 3, 7, can be implemented in the form of conventional electronic control units, for example in the form of a so-called PLC control.

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Abstract

Es wird eine Sprühvorrichtung (1), insbesondere für einen Montageautomaten, beispielsweise zum Sprühen von Schmiermittel, mit einer Sprühdüse (2), einem Vorratsbehälter (6) für ein Sprühmittel (8), einer Zufuhrleitung (4) und einem Sprühventil (3) zum Ein- und Ausschalten der Sprühdüse (2) vorgeschlagen, die insbesondere auch bei sehr kleinen Dosierungen von Sprühmittel eine Mengenerfassung des versprühten Sprühmittels (8) ermöglicht und somit eine Kontrolle des Sprühvorgangs erlaubt. Dies wird mit Hilfe eines Druckaufnehmers (5) zur Aufnahme des Drucks in der Zufuhrleitung (4) erfindungsgemäß erreicht.

Description

"Sprühvorrichtung, insbesondere für einen Montageautomaten"
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung, insbesondere für einen Montageautomaten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik:
Bei der Fertigung verschiedenartigster technischer Vorrichtungen, beispielsweise von ABS-Pumpenelementen, ist es regelmäßig erforderlich, bestimmte Bauteile zu besprühen, um eine Schmierung, eine Beschichtung, oder dergleichen zu erzeugen. Häufig sind dabei insbesondere sehr kleine Dosierungen des Sprühmittels erforderlich, deren Regelung bislang ungelöste Schwierigkeiten aufwirft.
So ist die Mengenerfassung des versprühten Sprühmittels mittels einer Sensorik, beispielsweise durch Bilderkennung oder ähnlichen Mitteln, kaum möglich, da die Sensorik sich im Bereich des Sprühnebels befindet und daher leicht verschmutzt und somit keine zuverlässigen Meßergebnisse liefert. Auch eine Durchflußmessung des Sprühmittels in der Zufuhrleitung der Sprühdüse ist bei geringen Sprühmengen, die sich je nach Anwendungsfall im Bereich einiger Milligramm bewegen können, nicht möglich. In Ermangelung einer entsprechenden Kontrollmöglichkeit des Sprühergebnisses wird daher häufig eine an sich zu große Dosis versprüht, um eine ausreichende Besprühung, beispielsweise mit Schmierstoff zu bewerkstelligen. Eine derartige Schmierung wird beispielsweise zum Ineinanderfügen von Bauteilen, für Prüfläufe oder als Korrosionsschutz während der Lagerung benötigt.
Über die Verwendung nicht notwendiger Sprühmenger an Sprühmittel hinaus ergeben sich weitere Nachteile durch das unkontrollierte Sprühen.
So wird beispielsweise nicht erkannt, ob überhaupt gesprüht wird, eine Blockade des Sprühvorgangs aufgrund einer verstopften Düse, eines geknickten Zufuhrschlauchs, oder anderen Defekten ohne weiteres möglich ist. Vor allem bei der automatischen Montage kann es hierbei vorkommen, daß eine Vielzahl von Werkstücken, beispielsweise Pumpenzylindern, nicht ausreichend besprüht und somit, im Falle eines Schmiermittels als Sprühmittel, nicht geschmiert werden. In der Folge ergeben sich somit Mängel in der Produktion, z. B. defekte Teile aufgrund des Ineinanderfügens nicht geschmierter Bauelemente während der weiteren Verarbeitung.
Vorteile der Erfindung:
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Sprühvorrichtung vorzuschlagen, die insbesondere auch bei sehr kleinen Dosierungen von Sprühmittel eine Mengenerfassung des versprühten Sprühmittels ermöglicht und somit eine Kontrolle des Sprühvorgangs erlaubt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Sprühvorrichtung der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Dementsprechend weist eine erfindungsgemäße Sprühvorrichtung in der Zufuhrleitung zwischen dem Vorratsbehälter für das Sprühmittel und dem Sprühventil der Sprühdüse einen Druckaufnehmer zur Aufnahme des Drucks in der Zufuhrleitung auf. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß der zeitliche Verlauf des Drucks in der Zufuhrleitung nach dem Öffnen des Sprühventils eine Aussage über die durch das Sprühventil ausgetretene Menge an Sprühmittel erlaubt. Durch die Messung des Drucks in der Zufuhrleitung mit Hilfe des Druckaufnehmers besteht somit die Möglichkeit der unmittelbaren Kontrolle des Sprühvorgangs.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden weiterhin Mittel zur Auswertung des Druckverlaufs nach dem Öffnen des Sprühventils vorgesehen. Diese Mittel beinhalten vorteilhafterweise eine elektronische Auswerteeinheit und ordnen zeitabhängig dem Druckverlauf die zugehörige Menge an versprühtem Sprühmittel zu.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird die Erfassung der versprühten Menge an Sprühmittel nicht nur zur Kontrolle genutzt, ob das Werkstück ordnungsgemäß bearbeitet wurde, sondern es werden zusätzlich Mittel zur Steuerung des Sprühventils vorgesehen. Hierdurch wird es möglich, den Sprühvorgang selbst abhängig von der versprühten Dosis an Sprühmittel zu steuern. Über die reine Kontrolle des Sprühvorgangs hinaus, die ohne aktive Einflußnahme auf den Fertigungsvorgang bereits zur Erkennung von Ausschußware dienen kann, wird somit eine geregelte Durchführung des Sprühvorgangs möglich, so daß zuverlässig die vorbestimπite Menge an Sprühmittel auf das Werkstück versprüht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich ein Sperrventil zwischen dem Druckaufnehmer und dem Vorratsbehälter vorgesehen. Insbesondere bei sehr kleinen Sprühmengen ist es möglich, daß kein oder kein ausreichend nachweisbarer Druckabfall in der Druckleitung beim Öffnen des Sprühvorgangs eintritt. Vor allem in diesem Falle empfiehlt es sich, die unter Druck stehende Zufuhrleitung zwischen Vorratsbehälter und Sprühventil vom Vorratsbehälter mittels des zusätzlichen Sperrventils vom Vorratsbehälter abzukoppeln. Wird nun das Sprühventil bei gesperrtem Zusatzsperrventil geöffnet, so findet ein deutlicher Druckabfall in der Zufuhrleitung zwischen dem
Zusatzsperrventil und der Sprühdüse statt. Dieser Druckabfall kann in der bereits oben beschriebenen Weise zur Erfassung der versprühten Menge an Sprühmittel und gegebenenfalls zur Steuerung des Sprühventils verwendet werden.
Vorzugsweise wird als Bezugsgröße für die Angabe der versprühten Menge an Sprühmittel die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Zufuhrleitung nach dem Schließen des Zusatzsperrventils bei geschlossenem Sprühventil und dem Druck nach dem Öffnen des Sprühventils verwendet. Diese Druckdifferenz läßt sich besonders gut der jeweils versprühten Menge an Sprühmittel zuordnen.
Zur Messung der Druckdifferenz wird vorzugsweise eine Nullpunktjustage nach dem Schließen des Zusatzsperrventils und vor dem Öffnen des Sprühventils durchgeführt. Aufgrund dieser Nullpunktjustage ist der vom Druckaufnehmer nach dem Öffnen des Sprühventils aufgenommene Druck unmittelbar anstelle der obenangeführten Druckdifferenz zu verwenden.
In einer besonderen Ausführungsform wird der vom Druckaufnehmer aufgenommene Druck nach Beendigung des Sprühvorgangs wieder auf den Absolutwert des in der Zufuhrleitung herrschenden Drucks zurückgesetzt, um bei geschlossenem Sprühventil und geöffnetem Zusatzsperrventil eine Druckkontrolle des Drucks im Vorratsbehälter durchzuführen.
Ausfuhrungsbeispiel:
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Im einzelnen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des
Druckverlaufs während des Sprühvorgangs.
Die Sprühvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfaßt eine Sprühdüse 2 mit einem Sprühventil 3. Über eine Zufuhrleitung 4, in der ein Druckaufnehmer 5 angeordnet ist, ist die Sprühdüse 2 mit einem Vorratsbehälter 6 verbunden. Zwischen Druckaufnehmer 5 und Vorratsbehälter 6 ist in der Zufuhrleitung 4 ein Zusatzsperrventil 7 vorgesehen. Im Vorratsbehälter 6 befindet sich Sprühmittel 8 sowie ein Druckgas 9.
Der Vorratsbehälter 6 befindet sich unter Druck, beispielsweise unter dem Druck PQ von 1 bar (s. a. Fig. 2). Die Arbeitsweise der Sprühvorrichtung 1 nutzt nun diesen Druck im Vorratsbehälter 6, indem bei geschlossenem Sprühventil 3 das Zusatzsperrventil 7 geöffnet wird, so daß die komplette Zufuhrleitung 4 unter diesem Druck PQ steht. Dieser Druck pg kann über den Druckaufnehmer 5 gemessen und gegebenenfalls in einer nicht näher dargestellten Regel- oder Steuereinheit ausgewertet werden. Sodann wird nach einer Zeit t^ das Zusatzsperrventil 7 geschlossen, wodurch der Druck einen leichten Druckanstieg 10 auf den Druck p erfährt (s. Fig. 2). Dieser Druckanstieg wird durch das Schließen des Ventils 7 verursacht, indem der Ventilteller auf seinen Ventilsitz gedrückt wird und dabei eine zusätzliche Kompression auf die Druckleitung 4 in Richtung zur Sprühdüse 2 ausübt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun zu einer Zeit t2, nachdem sich der Druck p^ eingestellt hat, eine Nullpunktjustage 11 durchgeführt. Anschließend wird zum Zeitpunkt t3 das Sprühventil 3 geöffnet, so daß Sprühmittel 8 aus der Sprühdüse 2 austritt. Hierdurch ergibt sich ein Druckabfall 12 in der Zufuhrleitung 4.
Nach einer Zeit Δt = t_j - t3 hat sich eine Druckdifferenz Δp = pi - P2 eingestellt. Die Druckdifferenz Δp läßt sich unmittelbar einer versprühten Menge von Sprühmittel zuordnen.
Sobald durch die Messung von Δp die gewünschte Dosierung erreicht ist, d. h. zum Zeitpunkt t% r wird das Sprühventil 3 geschlossen. Im weiteren Verlauf (Zeitpunkt ts) wird sodann die oben erwähnte Rücksetzung 13 des Meßdrucks auf den Absolutdruck durchgeführt, so daß bei dem in Fig. 2 nicht mehr dargestellten Öffnen des Zusatzsperrventils 7 eine Kontrolle darüber möglich ist, ob sich der Ausgangsdruck pg wieder einstellt.
In Fig. 2 sind weiterhin obere und untere Schranken 14, 15 bzw. 16, 17 als Toleranzintervall für den Ausgangsdruck prj bzw. den Enddruck P2 eingezeichnet. Bei Über- oder Unterschreitung der Schranken 14, 15 bzw. 16, 17 wird ein Fehler im Fertigungsablauf erkannt, so daß entsprechend entgegengewirkt werden kann.
So kann beispielsweise die Fertigung gestoppt werden, was insbesondere bei einer zu großen Abweichung des Enddrucks P2 ratsam ist, da hier ein Defekt an der Sprühdüse 2, beispielsweise eine Verstopfung oder aber ein Defekt an der Zufuhrleitung 4, z. B. ein Knick im Leitungsschlauch vorliegen kann. Auch eine Gegensteuerung, beispielsweise bei einer Abweichung des Drucks pυ durch eine Nachregelung des Drucks im Vorratsbehälter 6 wäre denkbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren in den dargestellten Ausführungsformen eignet sich besonders gut zur Dosierung kleiner Sprühmengen, z. B. 10 bis 20 mg. Es ist jedoch ohne weiteres denkbar, den Druckverlauf in der Zufuhrleitung 4 der Sprühdüse 2 auch für größere Dosierungen als Maß für die versprühte Menge an Sprühmittel 8 zu verwenden und so eine Kontrolle über den Sprühvorgang zu erreichen. Die nicht näher dargestellte Regel- oder Steuereinheit, die die Auswertung des an dem Druckaufnehmer 5 aufgenommenen Druckverlaufs und insbesondere auch die Steuerung der Ventile 3, 7 durchführt, kann in Form üblicher elektronischer Steuergeräte, beispielsweise in Form einer sogenannten SPS-Steuerung, ausgeführt sein.
1 Sprühvorrichtung
2 Sprühdüse
3 Sprühventil
4 Zufuhrleitung
5 Druckaufnehmer
6 Vorratsbehälter
7 Zusatzsperrventil
8 Sprühmittel
9 Druckgas
10 Druckanstieg
11 Nullpunktjustage
12 Druckabfall
13 Rücksetzung der Druckmessung
14 obere Schranke
15 untere Schranke
16 obere Schranke
17 untere Schranke

Claims

Patentansprüche:
1. Sprühvorrichtung, insbesondere für einen Montageautomaten, beispielsweise zum Sprühen von Schmiermittel, mit einer Sprühdüse (2), einem Vorratsbehälter (6) für ein Sprühmittel (8), einer Zufuhrleitung (4) und einem Sprühventil (3) zum Ein- und Ausschalten der Sprühdüse (2), dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckaufnehmer (5) zur Aufnahme des Drucks in der Zufuhrleitung (4) vorgesehen ist und daß Mittel zur Auswertung des Druckverlaufs nach dem Öffnen des Sprühventils (3) vorhanden sind, die eine Angabe der Menge des versprühten Sprühmittels beinhalten.
2. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steuerung des Sprühventils (3) vorgesehen sind.
3. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzsperrventil (7) zwischen dem Druckaufnehmer (5) und dem Vorratsbehälter (6) vorhanden ist.
4. Sprühvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 2 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Auswertung des Druckverlaufs so ausgebildet sind, daß die Druckdifferenz Δp zwischen dem Druck pi in der Zufuhrleitung (4) nach dem Schließen des Zusatzsperrventils (7) bei geschlossenem Sprühventil (3) und dem Druck P2 nach Öffnen des Sprühventils (3) der versprühten Menge an Sprühmittel (8) zuzuordnen ist.
5. Sprühvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Auswertung des Druckverlaufs eine Nullpunktjustage (11) bei geschlossenem Sprühventil (3) beinhalten.
6. Sprühvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Auswertung des Druckverlaufs eine Rücksetzung (13) des Druckmeßwertes auf den Absolutwert des Drucks in der Zufuhrleitung (4) für eine Druckkontrolle des Drucks pn im Vorratsbehälter (6) beinhalten.
7. Verfahren zur Erfassung einer versprühten Menge an Sprühmittel einer Sprühvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß eine Sprühvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird.
8. Montageautomat dadurch gekennzeichnet, daß er eine Sprühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt.
EP96945551A 1996-04-19 1996-11-22 Sprühvorrichtung, insbesondere für einen montageautomaten Withdrawn EP0892682A1 (de)

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DE19615573A DE19615573A1 (de) 1996-04-19 1996-04-19 Sprühvorrichtung, insbesondere für einen Montageautomaten
DE19615573 1996-04-19
PCT/DE1996/002244 WO1997039832A1 (de) 1996-04-19 1996-11-22 Sprühvorrichtung, insbesondere für einen montageautomaten

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