EP2829328A1 - Applikationsvorrichtung zur Anbringung mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen von festen Substraten bzw. Bauteilen sowie Vorrichtung zur Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats bzw. Bauteils - Google Patents

Applikationsvorrichtung zur Anbringung mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen von festen Substraten bzw. Bauteilen sowie Vorrichtung zur Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats bzw. Bauteils Download PDF

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EP2829328A1
EP2829328A1 EP20130177469 EP13177469A EP2829328A1 EP 2829328 A1 EP2829328 A1 EP 2829328A1 EP 20130177469 EP20130177469 EP 20130177469 EP 13177469 A EP13177469 A EP 13177469A EP 2829328 A1 EP2829328 A1 EP 2829328A1
Authority
EP
European Patent Office
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cyclododecane
material container
gas
application
condensable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20130177469
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Leonie Saltzmann-Tyll
Hans-Michael Hangleiter
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.)
Hans-Michael Hangleiter GmbH
Original Assignee
Hans-Michael Hangleiter GmbH
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Publication date
Application filed by Hans-Michael Hangleiter GmbH filed Critical Hans-Michael Hangleiter GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/60—Deposition of organic layers from vapour phase

Definitions

  • the present invention relates to an application device for applying at least one sublimable condensable compound, in particular condensable cyclododecane, on surfaces of solid substrates, in particular on component surfaces, and a device for determining the quality, in particular the surface, of a solid substrate or component.
  • Cyclododecane is a long-standing commercially available hydrocarbon compound which is solid at room temperature and virtually insoluble in water. Cyclododecane is one of those substances that sublimate at room temperature, that is, from the solid state go directly into the gaseous state. Cyclododecane is used, for example, for restorative purposes such as paper restoration. Also cyclododecane is used for temporary printing or marking of building structures. In this case one resorts to compositions which are present in a spray can.
  • cyclododecane comes according to JP 2006342247 in combination with Alkylenglykolalkylethern also used as a cleaning agent. From the JP 10025495 It is known to clean LCD surfaces using a mixture containing saturated aliphatic hydrocarbons such as cyclododecane and glycol ether.
  • cyclododecane seems to be far from exhausted. It would therefore be desirable to find new fields of application for cyclododecane, which help to increase its potential and which can make use of the fact that cyclododecane is safe for health. Furthermore, it would be desirable to be able to resort to devices with which cyclododecane can be easily and reproducibly condensed on surfaces, in particular in the form of a homogeneous coating.
  • an application device for applying at least one sublimable condensable compound, in particular condensable cyclododecane, on surfaces of solid substrates, especially on component surfaces, comprising at least one heatable material container designed and suitable for liquefying the at least one sublimable compound, in particular cyclododecane, with at least a filling opening for the at least one sublimable compound, in particular cyclododecane, at least one supply line of at least one gas in the material container with at least one outlet below the, in particular maximum, filling height, also called first Gaseinleitvoriques, and at least one application line with at least one gas receiving opening and with at least one application opening for applying the at least one sublimable compound, in particular cyclododecane, to the substrate surfaces by means of condensation.
  • the at least one outlet opening is preferably mounted on or adjacent to the bottom of the heatable material container, so that the gas emerging therefrom has to travel as far as possible through the liquefied sublimable compound.
  • the at least one sublimable compound includes, for example, menthol, naphthalene, camphor and in particular cyclododecane and sublimable derivatives of the compounds mentioned or any mixtures thereof.
  • a compound, as a single substance or mixture, is sublimable in the context of the invention, if, in particular at room temperature under normal pressure conditions, from the solid to the gaseous Condition passes without a liquid state is passed through.
  • the sublimable compound can be condensed out of the gas phase onto solid surfaces, ie converted directly into the solid state.
  • Such application devices which further comprise at least one, in particular heatable, lid for the at least one filling opening.
  • Particularly suitable application devices according to the invention are also distinguished by the fact that the first gas introduction device comprises at least one first section, which is present outside the heatable material container, and / or that the first gas inlet device comprises at least one second section, which is present within the heatable material container.
  • first section of the first Gaseinleitvoroplasty is at least partially heated and / or the second portion of the first Gaseinleitvoroplasty, in particular at its end portion, a plurality of gas outlet openings.
  • the risk of condensation of the at least one sublimable compound, in particular of cyclododecane, within the heatable material container can also be minimized or even prevented by the material container, in particular its walls, and possibly the lid being designed substantially heatable over the whole area.
  • the gas receiving opening of the application line is expediently above the, in particular maximum, filling level of the sublimable compound, in particular the cyclododecane, before. It has proven to be advantageous to maintain a distance between the maximum filling level of the liquefied or liquefiable sublimable compound, in particular the liquefied or liquefiable cyclododecane, and the gas receiving opening. In this way, the risk is banned that possibly liquid sublimable compound, in particular liquid cyclododecane, enters the application line.
  • sublimatable compound in particular of cyclododecane
  • the application of sublimatable compound, in particular of cyclododecane, from the gas phase to the substrate surface by means of condensation also succeeds particularly simple if the application opening of the application line is a nozzle represents, or comprises.
  • the mode of action of the application device according to the invention is also particularly satisfactory in such an embodiment, in which the application line, in particular the section of the same outside the material container, is designed to be heatable at least in sections.
  • the handling of the application device according to the invention presents the skilled person in particular no problems if care is taken that the first section of the first Gaseinleitvoriques is at least partially flexible and / or that the at least one application line at least partially present, especially the outside of the material container Section thereof, is flexible.
  • a further embodiment variant of the application device according to the invention further comprises at least one, in particular electronically controllable, shut-off valve as a component, in particular of the first section, the first Gaseinleitvorides and / or at least one compressor connected or connectable to the first Gascinleitvorides.
  • such embodiments have proved to be particularly useful in which the second portion of the first Gaseinleitvoriques is at least partially, preferably for the most part, below the, in particular maximum, filling level or can be arranged, so that the gas in the liquefied sublimable compound, in particular the liquefied cyclododecane, can be registered.
  • the second section of the first gas inlet device has an end section containing the plurality of outlet openings, and a feed section to this end section, which is present or can be arranged below the, in particular maximum, filling level.
  • At least one, in particular at least partially heatable, second Gaseinleitvoriques may be provided in the inventive application devices, which is set up and designed to a, in particular heated, gas above the maximum filling level in the heatable material container, in particular in the direction of at least one gas receiving opening, to lead.
  • the first portion of the first Gaseinleitvoroplasty is at least partially designed in such a way heated, that passed through this first section gas to temperatures in the range of 20 ° C to 100 ° C, in particular from 60 ° C to 80 ° C is tempered and / or that the second Gaseinleitvorutter is at least partially designed in such a way that a gas passed through this second Gaseinleitvortechnisch gas to temperatures in the range of 60 ° C to 100 ° C, in particular from 70 ° C to 95 ° C, is temperature-controlled and / or that the application line is at least partially designed in such a way that a temperature controlled by this application line gas to temperatures in the range of 20 ° C to 100 ° C, in particular from 60 ° C to 80 ° C, is temperature controlled.
  • the object on which the invention is based is furthermore achieved by a device for determining the quality, in particular the surface, of a solid substrate, in particular a component, comprising at least one 3D scanner, in particular a 3D strip light scanner, and at least one application device, containing at least one heatable material container for applying to at least one of the surfaces of the component at least one sublimable condensable compound, in particular of condensable cyclododecane.
  • the at least one sublimable compound, in particular cyclododecane may be present in the heatable material container. Accordingly, liquefiable and / or liquid sublimable compound, in particular liquefiable and / or liquid cyclododecane, can be introduced or present in the heatable material container of the device according to the invention.
  • the inventive device for determining the quality of component surfaces can be used, for example, in the tomographic measurement of mechanical workpieces, such as in the DE 10 2008 018 445 disclosed in the 3D geometry detection method according to DE 10 2008 048 963 in which the method of automatically predetermining the structure of final painted component surfaces according to DE 10 2008 060 115 and in the methods for trouble-free determination of material properties according to DE 10 2011 104 435 ,
  • the subject matter of the invention may also be used in modified or hereby related methods.
  • the above-mentioned processes constitute processes for the purposes of the present invention for controlling or determining the quality, in particular the surface, of a substrate or component.
  • the present invention was based on the surprising finding that sublimable condensable compounds, in particular cyclododecane, can be condensed homogeneously onto a component surface with the aid of the application device according to the invention. It is furthermore of particular advantage that the component surfaces thus provided with a condensed layer of sublimatable compound, in particular a cyclododecane layer, can be measured without problems by means of 3D recognition software, without measurement or evaluation errors, for example due to crystal or aggregate formation or due to flocculation of the sublimable compound, in particular cyclododecane. It has also proved to be particularly advantageous that the measured components do not constitute rejects, but can be returned to the production process without residue and completely undamaged. In this way, a very efficient, even random, control of especially fully or semi-automatic manufacturing process succeeds.
  • the device according to the invention it is possible to coat the surface of solid substrates, in particular components, substantially uniformly with a homogeneous layer of the sublimable compound, in particular cyclododecane, whereby the actual surface contour of the substrate or component is rendered extremely uniform and unchanged.
  • the component geometry to be measured is also not disturbed by, for example, inhomogeneities in the thickness or structure of the condensed layer of the at least one sublimable compound, in particular the cyclododecane layer. Because with the device according to the invention, it does not regularly come to crystallization, flocculation or aggregate formation of the sublimable compound, in particular of cyclododecane, during the condensation.
  • the sublimatable compound in particular cyclododecane
  • the sublimable condensable compound in particular cyclododecane
  • the sublimable condensable compound sublimates residue-free, ie from the solid state, as present on the substrate surface, in the gaseous state. Accordingly, there is no need for any external mechanical influence in order to remove the layer of sublimable compound, in particular the cyclododecane layer, from the substrate surface without residue.
  • the substrate or component subjected to the measurement is completely identical to the substrate or component prior to the condensation of the described layer of sublimable compound, in particular the cyclododecane layer.
  • codenamed cyclododecane layers can be removed residue-free by sublimation at room temperature over a period of 1 minute to 6 hours. For example, at temperatures in the range 15 ° C to 25 ° C, in particular from 20 ° C to 22 ° C, the condensed cyclododean completely removed after about five to six hours.
  • the applicator device for a sublimable compound exemplarily represents a cyclododecane application device.
  • the cyclododecane application device 2 comprises a heatable material container 4 and also a cover 6 which can be heated and closes a filling opening 8 for cyclododecane.
  • the cyclododecane application device 2 further has a first gas introduction device 10 with a first portion 12 outside of the material container 4 and a second portion 14, which is present within the material container.
  • the present outside of the material container 4 section 12 is jacketed in the illustrated preferred embodiment with a heater 28, so that the transferred via the first Gaseinleitvoriques 10 in the material container gas, eg air, is already introduced in the warmed up state.
  • the material container gas eg air
  • the application opening 20 is part of an application line 22, which is connected via the gas outlet opening 24 with the heatable container 4.
  • the outlet opening 24 must always be above the height of the cyclododecane.
  • the second section 14 of the first gas inlet device 10 has proven to be particularly advantageous to configure the second section 14 of the first gas inlet device 10 in such a way that it is predominantly present in the cyclododecane to be liquefied or liquefied so that a heat transfer to the introduced gas is achieved via the liquefied cyclododecane, In any case, this does not noticeably cool down until it escapes via the outlet openings 26 of the first gas inlet device 10 at the bottom of the material container 4.
  • the fact that the warmed-up gas flows through the liquefied cyclododecane via a multiplicity of outlet openings 26 further increases the material transport to cyclododecane converted into the gas phase. In this way, a very efficient material application of cyclododecane on the application device 20 from the gas phase to condense on component surfaces.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung zur Aufbringung mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen von festen Substraten, insbesondere auf Bauteiloberflächen, enthaltend mindestens einen beheizbaren Materialbehälter ausgelegt und geeignet zum Verflüssigen der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, mit mindestens einer Einfüllöffnung für die mindestens eine sublimierbare Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, mindestens eine Zuführleitung von mindestens einem Gas in den Materialbehälter mit mindestens einer Austrittsöffnung unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe, auch erste Gaseinleitvorrichtung genannt, und mindestens eine Applikationsleitung mit mindestens einer Gasaufnahmeöffnung und mit mindestens einer Applikationsöffnung zum Aufbringen der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, auf Substratoberflächen mittels Auskondensierens Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats, insbesondere Bauteils, umfassend mindestens einen 3D-Scanner, insbesondere einen 3D-Streifenlichtscanner, und mindestens eine Applikationsvorrichtung, enthaltend mindestens einen beheizbaren Materialbehälter, zur Aufbringung von auf mindestens eine der Oberflächen des Bauteils mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, insbesondere eine erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung zur Aufbringung mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen von festen Substraten, insbesondere auf Bauteiloberflächen, sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats bzw. Bauteils.
  • Cyclododecan ist eine seit Langem kommerziell erhältliche Kohlenwasserstoffverbindung, die bei Raumtemperatur fest und in Wasser praktisch unlöslich ist. Cyclododecan gehört zu denjenigen Substanzen, die bei Raumtemperatur sublimieren, das heißt aus dem festen Zustand unmittelbar in den gasförmigen Zustand übergehen. Cyclododecan wird zum Beispiel zu Restaurationszwecken wie der Papierrestaurierung eingesetzt. Auch wird Cyclododecan zum temporären Bedrucken bzw. Markieren von Baukörpern verwendet. Hierbei greift man auf Zusammensetzungen zurück, die in einer Spraydose vorliegen. Aus der WO 98/42794 ist eine Zusammensetzung in Form einer Spraydosenfüllung bekannt, enthaltend 1 bis 60 Gewichtsprozent Cyclododecan sowie 99 bis 40 Gewichtsprozent eines Treibgases als Trägermedium, umfassend n-Butan, Propan oder Ethan. Des Weiteren kommt Cyclododecan gemäß JP 2006342247 in Kombination mit Alkylenglykolalkylethern auch als Reinigungsmittel zum Einsatz. Aus der JP 10025495 ist bekannt, LCD-Oberflächen mit Hilfe einer Mischung enthaltend gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclododecan und Glykolether zu reinigen. Gemäß der JP 53081633 sollen sich Duftstoffe mit Langzeitwirkung in einem Raum verteilen lassen, wenn die Duftmischung zusätzlich Adamantan und Cyclododecan enthält. Schließlich wird gemäß JP 54147144 eine sublimierbare Kohlenwasserstoffmischung enthaltend Adamantan, Endotrimethylennorbornen und Cyclododecan als Rostinhibitor eingesetzt.
  • Das Einsatzpotenzial von Cyclododecan scheint bei weitem noch nicht ausgeschöpft zu sein. Es wäre daher wünschenswert, neue Einsatzfelder für Cyclododecan zu finden, die dessen Potenzial ausbauen helfen und die den Umstand nutzen können, dass Cyclododecan unbedenklich für die Gesundheit ist. Ferner wäre es wünschenswert, auf Vorrichtungen zurückgreifen zu können, mit denen sich Cyclododecan einfach und reproduzierbar auf Oberflächen auskondensieren lässt, insbesondere in Form einer homogenen Beschichtung.
  • Demgemäß wurde eine Applikationsvorrichtung gefunden zur Aufbringung mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen von festen Substraten, insbesondere auf Bauteiloberflächen, enthaltend mindestens einen beheizbaren Materialbehälter ausgelegt und geeignet zum Verflüssigen der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, mit mindestens einer Einfüllöffnung für die mindestens eine sublimierbare Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, mindestens eine Zuführleitung von mindestens einem Gas in den Materialbehälter mit mindestens einer Austrittsöffnung unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe, auch erste Gaseinleitvorrichtung genannt, und mindestens eine Applikationsleitung mit mindestens einer Gasaufnahmeöffnung und mit mindestens einer Applikationsöffnung zum Aufbringen der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, auf Substratoberflächen mittels Auskondensierens. Die mindestens eine Austrittsöffnung ist vorzugsweise am bzw. benachbart zum Boden des beheizbaren Materialbehälters angebracht, so dass das daraus austretende Gas eine möglichst lange Strecke durch die verflüssigte sublimierbare Verbindung zurückzulegen hat.
  • Die mindestens eine sublimierbare Verbindung umfasst z.B. Menthol, Naphthalin, Campher und insbesondere Cyclododecan sowie sublimierbare Derivate der genannten Verbindungen oder deren beliebige Mischungen. Eine Verbindung, als einzelne Substanz oder Mischung, ist sublimierbar im Sinne der Erfindung, wenn sie, insbesondere bei Raumtemperatur unter Normaldruckbedingungen, aus dem festen in den gasförmigen Zustand übergeht, ohne dass ein flüssiger Zustand durchlaufen wird. Die sublimierbare Verbindung lässt sich zudem aus der Gasphase auf feste Oberflächen auskondensieren, d.h. unmittelbar in den festen Zustand überführen.
  • Besonders zweckmäßig ist es, solche Applikationsvorrichtungen vorzusehen, die ferner mindestens einen, insbesondere beheizbaren, Deckel für die mindestens eine Einfüllöffnung umfassen.
  • Besonders geeignete erfindungsgemäße Applikationsvorrichtungen zeichnen sich auch dadurch aus, dass die erste Gaseinleitvorrichtung mindestens einen ersten Abschnitt umfasst, der außerhalb des beheizbaren Materialbehälters vorliegt, und/oder dass die erste Gaseinleitvorrichtung mindestens einen zweiten Abschnitt umfasst, der innerhalb des beheizbaren Materialbehälters vorliegt.
  • Hierbei ist von Vorteil, wenn der erste Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise beheizbar ausgestaltet ist und/oder das der zweite Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung, insbesondere an seinem Endabschnitt, eine Vielzahl an Gasaustrittsöffnungen aufweist.
  • Das Risiko des Auskondensierens der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, innerhalb des beheizbaren Materialbehälters kann insbesondere auch dadurch minimiert oder gar unterbunden werden, dass der Materialbehälter, insbesondere dessen Wandungen, sowie gegebenenfalls der Deckel im Wesentlichen vollflächig beheizbar ausgestaltet sind.
  • Die Gasaufnahmeöffnung der Applikationsleitung liegt zweckmäßiger Weise oberhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe der sublimierbaren Verbindung, insbesondere des Cyclododecans, vor. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Abstand zwischen der maximalen Füllhöhe der verflüssigten bzw. verflüssigbaren sublimierbaren Verbindung, insbesondere des verflüssigten bzw. verflüssigbaren Cyclododecans, und der Gasaufnahmeöffnung einzuhalten. Auf diese Weise wird die Gefahr gebannt, dass gegebenenfalls flüssige sublimierbare Verbindung, insbesondere flüssiges Cyclododecan, in die Applikationsleitung gelangt.
  • Die Aufbringung von sublimierbarer Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, aus der Gasphase auf die Substratoberfläche mittels Auskondensierens gelingt auch dann besonders einfach, wenn die Applikationsöffnung der Applikationsleitung eine Düse darstellt, bzw. umfasst.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung ist auch bei einer solchen Ausführungsform besonders zufriedenstellend, bei der die Applikationsleitung, insbesondere der außerhalb des Materialbehälters vorliegende Abschnitt desselben, mindestens abschnittsweise beheizbar ausgestaltet ist.
  • Die Handhabung der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung stellt den Fachmann insbesondere auch dann vor keine Probleme, wenn dafür Sorge getragen wird, dass der erste Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise flexibel ausgestaltet ist und/oder dass die mindestens eine Applikationsleitung mindestens abschnittsweise, insbesondere der außerhalb des Materialbehälters vorliegende Abschnitt desselben, flexibel ausgestaltet ist.
  • Eine weitere Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung umfasst ferner mindestens ein, insbesondere elektronisch steuerbares, Absperrventil als Bestandteil, insbesondere des ersten Abschnitts, der ersten Gaseinleitvorrichtung und/oder mindestens einen Kompressor verbunden oder verbindbar mit der ersten Gascinleitvorrichtung.
  • Auch haben sich solche Ausführungsformen als besonders zweckmäßig erwiesen, bei denen der zweite Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise, vorzugsweise zum größten Teil, unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe vorliegt oder anordbar ist, so dass das Gas in die verflüssigte sublimierbare Verbindung, insbesondere das verflüssigte Cyclododecan, eingetragen werden kann.
  • Des Weiteren ist von Vorteil, wenn der zweite Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung einen Endabschnitt aufweist, enthaltend die Vielzahl an Austrittsöffnungen, und einen Zuführabschnitt zu diesem Endabschnitt, der unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe vorliegt oder anordbar ist.
  • Optional kann bei den erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtungen auch mindestens eine, insbesondere mindestens abschnittsweise beheizbare, zweite Gaseinleitvorrichtung vorgesehen sein, die eingerichtet und ausgelegt ist, um ein, insbesondere erwärmtes, Gas oberhalb der maximalen Füllhöhe in den beheizbaren Materialbehälter, insbesondere in Richtung der mindestens einen Gasaufnahmeöffnung, zu leiten.
  • Hierbei kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise in der Weise beheizbar ausgestaltet ist, dass ein durch diesen ersten Abschnitt geleitetes Gas auf Temperaturen im Bereich von 20°C bis 100°C, insbesondere von 60°C bis 80°C temperierbar ist und/oder dass die zweite Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise in der Weise beheizbar ausgestaltet ist, dass ein durch diese zweite Gaseinleitvorrichtung geleitetes Gas auf Temperaturen im Bereich von 60°C bis 100°C, insbesondere von 70°C bis 95°C, temperierbar ist und/oder dass die Applikationsleitung mindestens abschnittsweise in der Weise beheizbar ausgestaltet ist, dass ein durch diese Applikationsleitung geleitetes Gas auf Temperaturen im Bereich von 20°C bis 100°C, insbesondere von 60°C bis 80°C, temperierbar ist.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats, insbesondere Bauteils, umfassend mindestens einen 3D-Scanner, insbesondere einen 3D-Streifenlichtscanner, und mindestens eine Applikationsvorrichtung, enthaltend mindestens einen beheizbaren Materialbehälter, zur Aufbringung von auf mindestens eine der Oberflächen des Bauteils mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan.
  • In dem beheizbaren Materialbehälter kann die mindestens eine sublimierbare Verbindung, insbesondere Cyclododecan, vorliegen. Demgemäß kann in dem beheizbaren Materialbehälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung verflüssigbare und/oder flüssige sublimierbare Verbindung, insbesondere verflüssigbares und/oder flüssiges Cyclododecan, eingefüllt werden oder vorliegen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Güte von Bauteiloberflächen kann zum Beispiel eingesetzt werden bei der tomographischen Vermessung von mechanischen Werkstücken, wie z.B. in der DE 10 2008 018 445 offenbart, bei den 3D-Geometrie-Erfassungsverfahren gemäß DE 10 2008 048 963 , bei dem Verfahren zum automatischen Vorausbestimmen der Struktur endlackierter Bauteiloberflächen gemäß DE 10 2008 060 115 sowie bei den Verfahren zur störungsfreien Bestimmung von Werkstoffeigenschaften gemäß DE 10 2011 104 435 . Selbstverständlich kann der Gegenstand der Erfindung auch bei hiervon abgewandelten oder hiermit verwandten Verfahren zum Einsatz kommen. Die vorangehend genannten Verfahren stellen im Sinne der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Kontrolle bzw. der Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines Substrats bzw. Bauteils dar.
  • Der vorliegenden Erfindung lag die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass sich sublimierbare kondensierbare Verbindungen, insbesondere Cyclododecan, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung homogen auf eine Bauteiloberfläche aufkondensieren lässt. Von besonderem Vorteil ist hierbei ferner, dass sich die derart mit einer aufkondensierten Schicht aus sublimierbarer Verbindung, insbesondere einer Cyclododecanschicht versehenen Bauteiloberflächen mit Hilfe von 3D-Erkennungssoftware unproblematisch vermessen lassen, ohne dass Mess- bzw. Auswertungsfehler, beispielsweise aufgrund von Kristall- oder Aggregatsbildung oder aufgrund von Ausflockungen der sublimierbaren Verbindung, insbesondere des Cyclododecans zu befürchten sind. Als besonders vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, dass die vermessenen Bauteile keine Ausschussware darstellen, sondern rückstandsfrei und völlig unbeschadet in den Produktionsprozess zurückgeführt werden können. Auf diese Weise gelingt eine sehr effiziente, auch stichprobenartige, Kontrolle von insbesondere voll- oder halbautomatischen Herstellverfahren.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt es die Oberfläche von festen Substraten, insbesondere Bauteilen, im Wesentlichen völlig gleichmäßig mit einer homogenen Schicht aus der sublimierbaren Verbindung, insbesondere Cyclododecan zu überziehen, wodurch die eigentliche Oberflächenkontur des Substrats oder Bauteils äußerst gleichmäßiger und unverändert wiedergegeben wird. Die zu vermessende Bauteilgeometrie wird hierbei auch nicht durch z.B. Inhomogenitäten in der Dicke oder Struktur der aufkondensierten Schicht aus der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere der Cyclododecanschicht gestört. Denn mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt es während des Kondensierens regelmäßig nicht zur Auskristallisierung, Ausflockung oder Aggregatbildung der sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan. Außerdem ist von Vorteil, dass sich die sublimierbare Verbindung, insbesondere Cyclododecan, derart dünn auf einer Oberfläche eines Substrates bzw. Bauteils auftragen lässt, dass die Oberflächenstruktur bzw. Geometrie des Bauteils zum einen exakt wiedergegeben wird und zum anderen eine Dimensionsänderung beim Vermessen nahezu vernachlässigt werden kann. Von besonderem Vorteil ist auch, dass die sublimierbare kondensierbare Verbindung, insbesondere Cyclododecan rückstandsfrei sublimiert, d.h. aus dem festen Zustand, wie auf der Substratfläche vorliegend, in den gasförmigen Zustand übergeht. Demgemäß bedarf es keiner äußeren mechanischen Einflussnahme, um die Schicht aus sublimierbarer Verbindung, insbesondere die Cyclododecanschicht rückstandsfrei von der Substratoberfläche zu entfernen. Das der Messung unterworfene Substrat bzw. Bauteil ist nach Beendigung des Sublimationsvorgangs vollständig identisch mit dem Substrat bzw. Bauteil vor dem Aufkondensieren der beschriebenen Schicht aus sublimierbarer Verbindung, insbesondere der Cyclododecanschicht. Beispielsweise lassen sich aufkodensierte Cyclododecanschichten bei Raumtemperatur innerhalb eines Zeitraum von 1 Minute bis zu sechs Stunden rückstandsfrei mittels Sublimation entfernen. Zum Beispiel ist bei Temperaturen im Bereich 15°C bis 25°C, insbesondere von 20°C bis 22°C die auskondensierte Cyclododeanschicht nach etwa fünf bis sechs Stunden vollständig entfernt. Insofern die eigentliche Vermessung der Oberfläche des Substrats bzw. Bauteils mittels dem Fachmann bekannter Scannervorrichtungen nach Aufbringung z.B. der Cyclododecanschicht innerhalb kürzester Zeit gelingt, und zudem die üblicherweise solchen Messvorgängen unterworfenen Substrate bzw. Bauteile bei den Messtemperaturen, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 15°C bis 25°C, insbesondere von 18°C bis 22°C völlig indifferent gegenüber z.B. Verformung sind, kann ein aus einem Produktionsprozess herausgenommenes Substrat bzw. Bauteil bereits nach etwa 6 Stunden wieder in den Produktionsprozess rücküberführt werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachgehenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand einer schematischen Zeichnung erläutert sind. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Querschnittsansicht einer Applikatorvorrichtung für eine sublimierbare Verbindung.
  • Die Applikatorvorrichtung für eine sublimierbare Verbindung stellt in der nachfolgend beschriebenen Variante exemplarisch eine Cyclododecan-Applikationsvorrichtung dar. Die Cyclododecan-Applikationsvorrichtung 2 umfasst in der dargestellten Ausführungsvariante einen beheizbaren Materialbehälter 4 sowie einen ebenfalls beheizbaren Deckel 6, der eine Einfüllöffnung 8 für Cyclododecan verschließt. Dadurch, dass im Grunde das gesamte Behältnis 4 beheizbar ausgestaltet worden ist, beispielsweise durch beheizbare Außenwände, kann ein Auskondensieren von Cyclododecan innerhalb dieses Behältnisses vermieden werden. Die Cyclododecan-Applikationsvorrichtung 2 verfügt ferner über eine erste Gaseinleitvorrichtung 10 mit einem ersten Abschnitt 12 außerhalb des Materialbehälters 4 und einem zweiten Abschnitt 14, der innerhalb des Materialbehälters vorliegt. Der außerhalb des Materialbehälters 4 vorliegende Abschnitt 12 ist in der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung mit einer Heizvorrichtung 28 ummantelt, so dass das über die erste Gaseinleitvorrichtung 10 in dem Materialbehälter transferierte Gas, z.B. Luft, bereits im aufgewärmten Zustand eingeführt wird. Als besonders praktikabel hat sich hierbei erwiesen, dass Gas bzw. die Luft über einen Kompressor 16 in die erste Gaseinleitvorrichtung 10 einzuspeisen und diese ebenfalls mit einem elektrischen Absperrführventil 18 auszustatten. Die Applikationsöffnung 20 ist Bestandteil einer Applikationsleitung 22, welche über die Gasaustrittsöffnung 24 mit dem beheizbaren Behälter 4 verbunden ist. Die Austrittsöffnung 24 hat stets oberhalb der Höhe des Cyclododecans zu liegen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den zweiten Abschnitt 14 der ersten Gaseinleitvorrichtung 10 in der Weise auszugestalten, dass dieser zum überwiegenden Teil in dem zu verflüssigenden bzw. verflüssigten Cyclododecan vorliegt, so dass über das verflüssigte Cyclododecan ein Wärmeübertrag auf das eingeleitete Gas gelingt, dieses jedenfalls bis zum Entweichen über die Austrittsöffnungen 26 der ersten Gaseinleitvorrichtung 10 am Boden des Materialbehälters 4 nicht merklich abkühlt. Dadurch, dass das aufgewärmte Gas über eine Vielzahl an Austrittsöffnungen 26 das verflüssigte Cyclododecan durchströmt, wird der Materialtransport an in die Gasphase überführtem Cyclododecan nochmals erhöht. Auf diese Weise gelingt ein sehr effizienter Materialauftrag von Cyclododecan über die Applikationsvorrichtung 20 aus der Gasphase zum Auskondensieren auf Bauteiloberflächen.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (15)

  1. Applikationsvorrichtung zur Aufbringung mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen von festen Substraten, insbesondere auf Bauteiloberflächen, enthaltend mindestens einen beheizbaren Materialbehälter ausgelegt und geeignet zum Verflüssigen der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, mit mindestens einer Einfüllöffnung für die mindestens eine sublimierbare Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, mindestens eine Zuführleitung von mindestens einem Gas in den Materialbehälter mit mindestens einer Austrittsöffnung unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe, auch erste Gaseinleitvorrichtung genannt, und mindestens eine Applikationsleitung mit mindestens einer Gasaufnahmeöffnung und mit mindestens einer Applikationsöffnung zum Aufbringen der mindestens einen sublimierbaren Verbindung, insbesondere von Cyclododecan, auf Substratoberflächen mittels Auskondensierens.
  2. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens einen, insbesondere beheizbaren, Deckel für die mindestens eine Einfüllöffnung.
  3. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gaseinleitvorrichtung mindestens einen ersten Abschnitt umfasst, der außerhalb des beheizbaren Materialbehälters vorliegt, und/oder dass die erste Gaseinleitvorrichtung mindestens einen zweiten Abschnitt umfasst, der innerhalb des beheizbaren Materialbehälters vorliegt.
  4. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise beheizbar ausgestaltet ist und/oder das der zweite Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung, insbesondere an seinem Endabschnitt, eine Vielzahl an Gasaustrittsöffnungen aufweist.
  5. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbehälter sowie gegebenenfalls der Deckel im Wesentlichen vollflächig beheizbar ist bzw. sind und/oder dass die Gasaufnahmeöffnung oberhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe angebracht ist und/oder dass die Applikationsöffnung eine Düse darstellt oder umfasst.
  6. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsleitung, insbesondere der außerhalb des Materialbehälters vorliegende Abschnitt desselben, mindestens abschnittsweise beheizbar ausgestaltet ist.
  7. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise flexibel ausgestaltet ist und/oder dass die mindestens eine Applikationsleitung mindestens abschnittsweise, insbesondere der außerhalb des Materialbehälters vorliegende Abschnitt desselben, flexibel ausgestaltet ist.
  8. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens ein, insbesondere elektronisch steuerbares, Absperrventil als Bestandteil, insbesondere des ersten Abschnitts, der ersten Gaseinleitvorrichtung und/oder mindestens einen Kompressor verbunden oder verbindbar mit der ersten Gaseinleitvorrichtung.
  9. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise, vorzugsweise zum größten Teil, unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe vorliegt oder anordbar ist und/oder dass der zweite Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung einen Endabschnitt aufweist, enthaltend die Vielzahl an Austrittsöffnungen, und einen Zuführabschnitt zu diesem Endabschnitt, der unterhalb der, insbesondere maximalen, Füllhöhe vorliegt oder anordbar ist.
  10. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner enthaltend mindestens eine, insbesondere mindestens abschnittsweise beheizbare, zweite Gaseinleitvorrichtung, die eingerichtet und ausgelegt ist, um ein, insbesondere erwärmtes, Gas oberhalb der maximalen Füllhöhe in den beheizbaren Materialbehälter, insbesondere in Richtung der mindestens einen Gasaufnahmeöffnung, zu leiten.
  11. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt der ersten Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise in der Weise beheizbar ausgestaltet ist, dass ein durch diesen ersten Abschnitt geleitetes Gas auf Temperaturen im Bereich von 20°C bis 100°C, insbesondere von 60°C bis 80°C temperierbar ist und/oder dass die zweite Gaseinleitvorrichtung mindestens abschnittsweise in der Weise beheizbar ausgestaltet ist, dass ein durch diese zweite Gaseinleitvorrichtung geleitetes Gas auf Temperaturen im Bereich von 60°C bis 100°C, insbesondere von 70°C bis 95°C, temperierbar ist und/oder dass die Applikationsleitung mindestens abschnittsweise in der Weise beheizbar ausgestaltet ist, dass ein durch diese Applikationsleitung geleitetes Gas auf Temperaturen im Bereich von 20°C bis 100°C, insbesondere von 60°C bis 80°C, temperierbar ist.
  12. Applikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem beheizbaren Materialbehälter die mindestens eine sublimierbare Verbindung, insbesondere Menthol, Naphthalin und/oder Cyclododecan, vorzugsweise Cyclododecan, vorliegt.
  13. Vorrichtung zur Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats, insbesondere Bauteils, umfassend mindestens einen 3D-Scanner, insbesondere einen 3D-Streifenlichtscanner, und mindestens eine Applikationsvorrichtung, enthaltend mindestens einen beheizbaren Materialbehälter, zur Aufbringung von auf mindestens eine der Oberflächen des Bauteils mindestens einer sublimierbaren kondensierbaren Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Menthol, Naphthalin und/oder Cyclododecan, vorzugsweise Cyclododecan, insbesondere eine Applikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizbare Materialbehälter verflüssigbare oder flüssige sublimierbare Verbindung, insbesondere verflüssigbares oder flüssiges Cyclododecan, enthält.
  15. Verwendung der Applikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Aufbringung mindestens einer sublimierbarer kondensierbarer Verbindung, insbesondere von kondensierbarem Cyclododecan, auf Oberflächen fester Substrate, insbesondere Bauteiloberflächen, und/oder bei der Bestimmung der Güte, insbesondere der Oberfläche, eines festen Substrats, insbesondere eines Bauteils.
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