EP3541531B1 - Vorrichtung zum auftragen eines viskosen materials - Google Patents

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EP3541531B1
EP3541531B1 EP17764392.1A EP17764392A EP3541531B1 EP 3541531 B1 EP3541531 B1 EP 3541531B1 EP 17764392 A EP17764392 A EP 17764392A EP 3541531 B1 EP3541531 B1 EP 3541531B1
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application nozzle
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Michael Sauer
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Atlas Copco IAS GmbH
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Atlas Copco IAS GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/65Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits
    • B05B15/658Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits the spraying apparatus or its outlet axis being perpendicular to the flow conduit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus 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
    • B05C5/0208Apparatus 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 for applying liquid or other fluent material to separate articles
    • B05C5/0212Apparatus 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 for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles
    • B05C5/0216Apparatus 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 for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles by relative movement of article and outlet according to a predetermined path

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a viscous material to a workpiece, in particular for applying an adhesive or sealant to a motor vehicle body component, according to the preamble of claim 1.
  • Applicator devices for viscous materials are already widely used in the application of adhesives and sealants to body parts in motor vehicle production.
  • an application nozzle having a material outlet opening is mounted on a nozzle carrier, which in turn is usually mounted on a robot arm.
  • An application channel extends through the nozzle carrier and the application nozzle to the material outlet opening, into which the material to be applied is introduced by means of one or more feed lines.
  • the connection between the application nozzle and the nozzle carrier is rigid.
  • the connection between the application nozzle and the nozzle carrier is acted upon by forces which can cause increased wear. The same is true when the application nozzle hits an obstacle. If the application nozzle is bent or otherwise damaged, a reliable material application is no longer possible.
  • a device of the type mentioned which has a supply line which is inserted into a nozzle head.
  • the nozzle head can be deflected laterally in a targeted manner with respect to the feed line against the restoring force of a spring.
  • an applicator for application known from adhesive on body parts, which has an elastic connection that enables an evasive movement.
  • the invention is based on the idea that a limited mobility of the application nozzle relative to the nozzle carrier reduces the wear of the components, since when the application nozzle is acted on by external forces, for example when frictional forces occur when moving the nozzle on the workpiece surface or when starting against a Obstacle that the application nozzle can evade the acting force by moving relative to the nozzle carrier. External forces acting on the application nozzle are thereby minimized, so that the wear on the application nozzle and the nozzle carrier is reduced.
  • the robot path can be considerably simplified, since such high precision is no longer required in the nozzle position.
  • the elastically movable application nozzle can also compensate for manufacturing tolerances of the workpieces, so that there is no need to measure them.
  • the connecting parts are releasably attached to one another by means of at least two connecting pins.
  • each connecting pin penetrates both connecting parts at least partially and is arranged to be immovable transversely to its longitudinal extension in one of the connecting parts and to be movable to a limited extent in the other connecting part.
  • the connecting pins are each immovable transversely to their longitudinal extension with respect to the second connection part and are movable to a limited extent with respect to the first connection part.
  • the connecting pins are arranged in pairs parallel to one another.
  • the first connecting part expediently has a cylindrical outer contour, while the second connecting part has a cylindrical inner contour.
  • the limited mobility of the application nozzle with respect to the nozzle carrier is achieved in that the outside diameter of the first connection part is smaller than the inside diameter of the second connection part.
  • An elastic sealing ring arranged between the connecting parts is expediently used as the restoring element. This also seals the connection parts against one another and prevents material from escaping in the area of the connection parts.
  • the connecting pins expediently each extend through a hole in the second connecting part and a recess in the first connecting part which is open at the edge of the outer surface of the first connecting part. It is preferred that the nozzle carrier has the first connection part, while the application nozzle has the second connection part.
  • the application device 10 shown in the drawing is used to apply viscous material such as adhesive or sealant to workpieces, for example to body components in motor vehicle production. It is mounted on a robot arm 12 shown schematically in the drawing, with the aid of which it can be moved relative to the workpiece.
  • the application device 10 has an application nozzle 14 which is detachably mounted on a nozzle carrier 16.
  • An application channel 18 for the viscous material extends through the nozzle carrier 16 and the application nozzle 14 to a material outlet opening 20 at the free end of the application nozzle 14.
  • the viscous material is introduced into the application channel 18 and conveyed under pressure to the material outlet opening 20, where it emerges and is applied to the respective workpiece.
  • the nozzle carrier 16 has a first connecting part 22 which has a cylindrical outer contour.
  • the application nozzle 14, on the other hand, has a second connection part 24 at its end facing the nozzle carrier 16, which has a cylindrical inner contour and in which the first connection part 22 is received, the second connection part 24 surrounding the first connection part 22.
  • the outside diameter of the first connection part 22 is smaller than the inside diameter of the second connection part 24, so that there is enough play between the two connection parts 22, 24 to be able to tilt the application nozzle 14 relative to the nozzle carrier 16 to a limited extent.
  • Two holes 26a, 26b running parallel to one another extend through the second connection part 24 and each communicate with an open-edged recess 28a, 28b in the lateral surface 30 of the first connection part 22.
  • a connecting pin 32a, 32b is inserted into each of the holes, the circular cross section of which corresponds to the cross section of the associated hole 26a, 26b.
  • a first connecting pin 32a has a larger diameter than a second connecting pin 32b.
  • the two connecting pins 32a, 32b are connected to one another in one piece by means of a connecting element 34.
  • Each of the recesses 28a, 28b has a width transverse to the longitudinal extension of the connecting pins 32a, 32b which is greater than the diameter of the associated hole 26a, 26b.
  • the connecting pins 32a, 32b can be tilted to a limited extent relative to the nozzle carrier 16, which also results in a tilting of the application nozzle 14 connected immovably to the connecting pins 32a, 32b transversely to the longitudinal extension thereof.
  • An elastically deformable sealing ring 38 is arranged between the connecting parts 22, 24, resting on an end face 36 of the first connecting part 22, which prevents the application nozzle 14 from tilting relative to the nozzle carrier 16 from the position shown in FIG Fig. 2
  • the basic position shown opposes a restoring force and also seals the connecting parts 22, 24 from one another.
  • the connection between The application nozzle 14 and the nozzle carrier 16 can be easily detached to remove the application nozzle 14 by gripping the connecting pins 32a, 32b on the connecting element 34 and pulling them out.
  • the invention relates to a device 10 for applying a viscous material to a workpiece, in particular for applying an adhesive or sealant to a motor vehicle body component, with an application nozzle 14 having a material outlet opening 20 and with a nozzle carrier carrying the application nozzle 14 16, to which the application nozzle 14 is releasably attached, an application channel 18 extending through the nozzle carrier 16 and the application nozzle 14 to the material outlet opening 20, the nozzle carrier 16 and the application nozzle 14 each having a connection section 22, 24, with a first connection section 22 is inserted into a second connection part 24 and is encompassed by this all around, and the connection parts 22, 24 are movable to a limited extent relative to one another against the restoring force of an elastic restoring element 38 from a basic position.
  • the connecting parts 22, 24 are releasably fastened to one another by means of at least two connecting pins 32a, 32b, each connecting pin 32a, 32b at least partially penetrating both connecting parts 22, 24 and immovable transversely to its longitudinal extension in one of the connecting parts 22, 24 in the other connecting part 22, 24 is arranged to be movable to a limited extent.

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  • Coating Apparatus (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials auf ein Werkstück, insbesondere zum Auftragen eines Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Kraftfahrzeug-Karosseriebauteil, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Auftragsvorrichtungen für viskose Materialien finden bereits breite Anwendung beim Auftrag von Kleb- und Dichtstoffen auf Karosseriebauteile bei der Kraftfahrzeugfertigung. Dabei ist eine eine Materialaustrittsöffnung aufweisende Auftragsdüse auf einem Düsenträger montiert, der wiederum in der Regel an einem Roboterarm montiert ist. Durch den Düsenträger und die Auftragsdüse erstreckt sich ein Auftragskanal bis zur Materialaustrittsöffnung, in den das aufzutragende Material mittels einer oder mehrerer Zuleitungen eingebracht wird. Die Verbindung zwischen Auftragsdüse und Düsenträger ist dabei starr. Insbesondere dann, wenn die Auftragsdüse in Kontakt mit dem Werkstück an diesem entlang geführt wird, wird die Verbindung der Auftragsdüse mit dem Düsenträger durch Kräfte beaufschlagt, die einen erhöhten Verschleiß bewirken können. Dasselbe trifft zu, wenn die Auftragsdüse gegen ein Hindernis fährt. Wird die Auftragsdüse verbogen oder sonst wie beschädigt, so ist ein zuverlässiger Materialauftrag nicht mehr möglich.
  • Aus der DE 20 2007 016 237 U1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die eine Zuleitung aufweist, die in einen Düsenkopf eingesteckt ist. Der Düsenkopf ist gegen die Rückstellkraft einer Feder bezüglich der Zuleitung gezielt seitlich auslenkbar. Aus der US 2010/0075058 A1 ist ein Applikator zum Aufbringen von Klebstoff auf Karosseriebauteile bekannt, der eine eine Ausweichbewegung ermöglichende elastische Verbindung aufweist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine höhere Prozesssicherheit erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass eine begrenzte Beweglichkeit der Auftragsdüse gegenüber dem Düsenträger den Verschleiß der Bauteile mindert, da bei einer Beaufschlagung der Auftragsdüse durch äußere Kräfte, beispielsweise beim Auftreten von Reibungskräften bei der Bewegung der Düse auf der Werkstückoberfläche oder beim Anfahren gegen ein Hindernis, die Auftragsdüse der beaufschlagenden Kraft ausweichen kann, indem sie sich relativ zum Düsenträger bewegt. Auf die Auftragsdüse wirkende äußere Kräfte werden dadurch minimiert, so dass der Verschleiß der Auftragsdüse sowie des Düsenträgers verringert wird. Zudem kann die Roboterbahn erheblich vereinfacht werden, da keine so hohe Präzision bei der Düsenposition mehr erforderlich ist. Schließlich kann die elastisch bewegliche Auftragsdüse auch Fertigungstoleranzen der Werkstücke ausgleichen, so dass deren Vermessung entfallen kann. Erfindungsgemäß sind die Verbindungspartien mittels mindestens zweier Verbindungsstifte lösbar aneinander befestigt. Dabei durchdringt jeder Verbindungsstift beide Verbindungspartien zumindest teilweise und ist quer zu seiner Längserstreckung in einer der Verbindungspartien unbeweglich und in der anderen Verbindungspartie begrenzt beweglich angeordnet. Dabei wird bevorzugt, dass die Verbindungsstifte jeweils quer zu ihrer Längserstreckung bezüglich der zweiten Verbindungspartie unbeweglich und bezüglich der ersten Verbindungspartie begrenzt beweglich sind. Desweiteren wird bevorzugt, dass die Verbindungsstifte paarweise parallel zueinander angeordnet sind.
  • Zweckmäßig weist die erste Verbindungspartie eine zylindrische Außenkontur auf, während die zweite Verbindungspartie eine zylindrische Innenkontur aufweist. Die begrenzte Beweglichkeit der Auftragsdüse gegenüber dem Düsenträger wird dabei dadurch erzielt, dass der Außendurchmesser der ersten Verbindungspartie kleiner ist als der Innendurchmesser der zweiten Verbindungspartie. Als Rückstellelement wird zweckmäßig ein zwischen den Verbindungspartien angeordneter elastischer Dichtring verwendet. Dieser dichtet die Verbindungspartien zudem gegeneinander ab und verhindert den Austritt von Material im Bereich der Verbindungspartien.
  • Zweckmäßig erstrecken sich die Verbindungsstifte jeweils durch ein Loch in der zweiten Verbindungspartie und eine zur Mantelfläche der ersten Verbindungspartie randoffene Ausnehmung in der ersten Verbindungspartie. Dabei wird bevorzugt, dass der Düsenträger die erste Verbindungspartie aufweist, während die Auftragsdüse die zweite Verbindungspartie aufweist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1
    eine Auftragsvorrichtung in Explosionsdarstellung und
    Fig. 2
    die Auftragsvorrichtung gemäß Fig. 1 im Zusammenbau im Schnitt.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Auftragsvorrichtung 10 dient dem Auftrag von viskosem Material wie Klebstoff oder Dichtstoff auf Werkstücke, beispielsweise auf Karosseriebauteile bei der Kraftfahrzeugfertigung. Sie ist an einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Roboterarm 12 montiert, mit dessen Hilfe sie relativ zum Werkstück bewegt werden kann. Die Auftragsvorrichtung 10 weist eine Auftragsdüse 14 auf, die lösbar auf einem Düsenträger 16 montiert ist. Durch den Düsenträger 16 und die Auftragsdüse 14 erstreckt sich ein Auftragskanal 18 für das viskose Material bis zu einer Materialaustrittsöffnung 20 am freien Ende der Auftragsdüse 14. In den Auftragskanal 18 wird das viskose Material eingeleitet und druckbeaufschlagt zur Materialaustrittsöffnung 20 gefördert, wo es austritt und auf das jeweilige Werkstück aufgebracht wird.
  • Zur Befestigung der Auftragsdüse 14 am Düsenträger 16 weist der Düsenträger 16 eine erste Verbindungspartie 22 auf, die eine zylindrische Außenkontur aufweist. Die Auftragsdüse 14 weist dagegen an ihrem dem Düsenträger 16 zugewandten Ende eine zweite Verbindungspartie 24 auf, welche eine zylindrische Innenkontur aufweist, und in welcher die erste Verbindungspartie 22 aufgenommen ist, wobei die zweite Verbindungspartie 24 die erste Verbindungspartie 22 rings umschließt. Dabei ist der Außendurchmesser der ersten Verbindungspartie 22 kleiner als der Innendurchmesser der zweiten Verbindungspartie 24, so dass zwischen den beiden Verbindungspartien 22, 24 genügend Spiel vorhanden ist, um die Auftragsdüse 14 gegenüber dem Düsenträger 16 begrenzt verkippen zu können. Durch die zweite Verbindungspartie 24 erstrecken sich zwei parallel zueinander verlaufende Löcher 26a, 26b, welche jeweils mit einer randoffenen Ausnehmung 28a, 28b in der Mantelfläche 30 der ersten Verbindungspartie 22 kommunizieren. In jedes der Löcher ist ein Verbindungsstift 32a, 32b eingesteckt, dessen kreisrunder Querschnitt dem Querschnitt des zugehörigen Lochs 26a, 26b entspricht. Dabei weist ein erster Verbindungsstift 32a einen größeren Durchmesser auf als ein zweiter Verbindungsstift 32b. Die beiden Verbindungsstifte 32a, 32b sind mittels eines Verbindungselements 34 einstückig miteinander verbunden. Jede der Ausnehmungen 28a, 28b weist quer zur Längserstreckung der Verbindungsstifte 32a, 32b eine Breite auf, die größer ist als der Durchmesser des zugehörigen Lochs 26a, 26b. Auf diese Weise lassen sich die Verbindungsstifte 32a, 32b relativ zum Düsenträger 16 begrenzt verkippen, woraus auch ein Verkippen der quer zur Längserstreckung der Verbindungsstifte 32a, 32b unbeweglich mit diesen verbundenen Auftragsdüse 14 resultiert. Zwischen den Verbindungspartien 22, 24 ist, auf einer Stirnfläche 36 der ersten Verbindungspartie 22 aufliegend, ein elastisch verformbarer Dichtring 38 angeordnet, der einem Verkippen der Auftragsdüse 14 gegenüber dem Düsenträger 16 aus der in Fig. 2 gezeigten Grundstellung heraus eine Rückstellkraft entgegensetzt und zudem die Verbindungspartien 22, 24 gegeneinander abdichtet. Die Verbindung zwischen der Auftragsdüse 14 und dem Düsenträger 16 ist zur Abnahme der Auftragsdüse 14 einfach zu lösen, indem die Verbindungsstifte 32a, 32b am Verbindungselement 34 ergriffen und herausgezogen werden.
  • Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zum Auftragen eines viskosen Materials auf ein Werkstück, insbesondere zum Auftragen eines Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Kraftfahrzeug-Karosseriebauteil, mit einer eine Materialaustrittsöffnung 20 aufweisenden Auftragsdüse 14 und mit einem die Auftragsdüse 14 tragenden Düsenträger 16, an dem die Auftragsdüse 14 lösbar befestigt ist, wobei sich ein Auftragskanal 18 durch den Düsenträger 16 und die Auftragsdüse 14 bis zur Materialaustrittsöffnung 20 erstreckt, wobei der Düsenträger 16 und die Auftragsdüse 14 jeweils eine Verbindungspartie 22, 24 aufweisen, wobei eine erste Verbindungspartie 22 in eine zweite Verbindungspartie 24 eingesteckt ist und von dieser rings umgriffen wird und wobei die Verbindungspartien 22, 24 relativ zueinander gegen die Rückstellkraft eines elastischen Rückstellelements 38 aus einer Grundstellung heraus begrenzt beweglich sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verbindungspartien 22, 24 mittels mindestens zweier Verbindungsstifte 32a, 32b lösbar aneinander befestigt sind, wobei jeder Verbindungsstift 32a, 32b beide Verbindungspartien 22, 24 zumindest teilweise durchdringt und quer zu seiner Längserstreckung in einer der Verbindungspartien 22, 24 unbeweglich und in der anderen Verbindungspartie 22, 24 begrenzt beweglich angeordnet ist.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Materials auf ein Werkstück, insbesondere zum Auftragen eines Kleb- oder Dichtstoffs auf ein Kraftfahrzeug-Karosseriebauteil, mit einer eine Materialaustrittsöffnung (20) aufweisenden Auftragsdüse (14) und mit einem die Auftragsdüse (14) tragenden Düsenträger (16), an dem die Auftragsdüse (14) lösbar befestigt ist, wobei sich ein Auftragskanal (18) durch den Düsenträger (16) und die Auftragsdüse (14) bis zur Materialaustrittsöffnung (20) erstreckt, wobei der Düsenträger (16) und die Auftragsdüse (14) jeweils eine Verbindungspartie (22, 24) aufweisen, wobei eine erste Verbindungspartie (22) in eine zweite Verbindungspartie (24) eingesteckt ist und von dieser rings umgriffen wird und wobei die Verbindungspartien (22, 24) relativ zueinander gegen die Rückstellkraft eines elastischen Rückstellelements (38) aus einer Grundstellung heraus begrenzt beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungspartien (22, 24) mittels mindestens zweier Verbindungsstifte (32a, 32b) lösbar aneinander befestigt sind, wobei jeder Verbindungsstift (32a, 32b) beide Verbindungspartien (22, 24) zumindest teilweise durchdringt und quer zu seiner Längserstreckung in einer der Verbindungspartien (22, 24) unbeweglich und in der anderen Verbindungspartie (22, 24) begrenzt beweglich angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungspartie (22) eine zylindrische Außenkontur aufweist, dass die zweite Verbindungspartie (24) eine zylindrische Innenkontur aufweist und dass der Außendurchmesser der ersten Verbindungspartie (22) kleiner ist als der Innendurchmesser der zweiten Verbindungspartie (24).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (38) ein zwischen den Verbindungspartien (22, 24) angeordneter elastischer Dichtring ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstifte (32a, 32b) jeweils quer zu ihrer Längserstreckung bezüglich der zweiten Verbindungspartie (24) unbeweglich und bezüglich der ersten Verbindungspartie (22) begrenzt beweglich sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstifte (32a, 32b) paarweise parallel zueinander angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsstifte (32a, 32b) jeweils durch ein Loch (26a, 26b) in der zweiten Verbindungspartie (24) und eine zur Mantelfläche (30) der ersten Verbindungspartie (22) randoffene Ausnehmung (28a, 28b) in der ersten Verbindungspartie (22) erstrecken.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenträger (16) die erste Verbindungspartie (22) aufweist und dass die Auftragsdüse (14) die zweite Verbindungspartie (24) aufweist.
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