EP3731973B1 - Auftragsdüse - Google Patents

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EP3731973B1
EP3731973B1 EP19703697.3A EP19703697A EP3731973B1 EP 3731973 B1 EP3731973 B1 EP 3731973B1 EP 19703697 A EP19703697 A EP 19703697A EP 3731973 B1 EP3731973 B1 EP 3731973B1
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EP
European Patent Office
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application
nozzle
outlet opening
channel
filler
Prior art date
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Active
Application number
EP19703697.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3731973A1 (de
Inventor
Erich Lehner
Bernhard Sauer
Tobias ROSENAUER
Christian Kammerer
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.)
Audi AG
Atlas Copco IAS GmbH
Original Assignee
Audi AG
Atlas Copco IAS 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.)
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Publication date
Application filed by Audi AG, Atlas Copco IAS GmbH filed Critical Audi AG
Publication of EP3731973A1 publication Critical patent/EP3731973A1/de
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Publication of EP3731973B1 publication Critical patent/EP3731973B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1036Means for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials, or several in selected proportions, to the applying apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00503Details of the outlet element
    • B05C17/00516Shape or geometry of the outlet orifice or the outlet element
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/043Closures with discharging devices other than pumps with pouring baffles, e.g. for controlling the flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D1/26Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface

Definitions

  • the invention relates to an application nozzle for applying a viscous material to workpieces according to the preamble of claim 1.
  • Known application nozzles of this type are widely used for applying viscous materials such as adhesives, sealants, insulating materials, or thermal pastes to workpieces. Such materials are applied to workpieces such as car body components, in particular in the automotive industry.
  • the application nozzle is moved relative to the workpiece by a robot, and a dosing system directs the viscous material under pressure into the application channel, through which it flows, exits the application nozzle at the material outlet opening, and is applied to the workpiece in question.
  • So-called round nozzles with a circular material outlet opening are usually used, so that a strand of material with an approximately circular cross-section leaves the application nozzle.
  • the strand of material applied to the workpiece in question then has a height approximately equal to its width.
  • An excessively high strand of applied material can be disadvantageous, particularly when adhesive is applied to workpieces in order to join two workpieces together. Less stable workpieces, in particular, cannot then be pressed against each other with sufficient force to flatten the adhesive
  • Application nozzles according to the preamble of claim 1 are known from US 3,334,792 A
  • a plunger is arranged which narrows the cross-section of the application channel and whose cross-section increases towards the material outlet opening.
  • Additional application nozzles are available from the US 6,062,492 A and from the DE 10 2016 008 643 A1 known.
  • the US 6,062,492 A The known application nozzle has a plastic insert inserted into the nozzle body, which lines the nozzle body all around and thus narrows the cross-section of the application channel.
  • the nozzle body is lined with an inner tube through which the application channel extends.
  • the object of the invention is to further develop an application nozzle of the type mentioned at the outset in such a way that it has a simpler structure.
  • the invention is based on the idea of creating an air pocket in the material strand by means of at least one filler arranged in the application channel and extending to the material outlet opening, so that the material strand applied to the workpiece is partially hollow.
  • the cavity can be enclosed by the material strand or be open to a surface of the material strand. This measure makes the material strand much easier to compress and, when two workpieces are pressed together, can be flattened more easily and with less force, in order to achieve a lower height of the material strand.
  • the at least one filler body has a cross-section that increases from the first end to the second end. It is preferred that the cross-section of the at least one filler body increases continuously from the first end to the second end, at least in sections.
  • the at least one filler body directly adjoins the nozzle body over its entire length and is formed integrally with the nozzle body.
  • the air inclusion or cavity in the material bead is open at the edge.
  • the material bead can then be applied to the workpiece in such a way that the open edge of the air inclusion faces the workpiece, thus limiting the air inclusion on one side by the viscous material and on the other side by the workpiece, or in such a way that the open edge faces away from the workpiece.
  • two filler bodies are arranged at a distance from one another in the application channel. In this way, two separate cavities are created in the material strand.
  • the cross-sections of the application channel and the filler body(s) at the material outlet opening add up to form a semicircular area.
  • this can lead to an M-shaped cross-section of the application channel at the material outlet opening.
  • two filler bodies are present in the application channel, they are expediently arranged mirror-symmetrically with respect to a central plane, so that the M-shaped cross-section of the application channel is also mirror-symmetrical at the material outlet opening.
  • the application channel is angled between the material inlet opening and the material outlet opening such that a longitudinal center axis of an initial section extending from the material inlet opening and a longitudinal center axis of an end section of the application channel extending to the material outlet opening enclose an acute or right angle, in particular an angle between 30° and 60°.
  • a nozzle geometry is used in particular when the application nozzle is moved in a pulling motion during material application, i.e., when it is moved in a direction of movement that is opposite to the application direction in which the viscous material exits the material outlet opening.
  • At least one heating element for heating the viscous material is arranged in the application channel.
  • This measure takes into account the fact that it is advantageous to heat the viscous material during application in order to reduce its viscosity and facilitate application. In known application nozzles, this is achieved by surrounding the nozzle body with a heating element. For space reasons, however, the heating element cannot extend as far as the nozzle tip, where the material outlet opening is located. If a heating element is arranged in the application channel, the viscous material can be heated up to the point where it exits the material outlet opening. In particular, if at least one filler body is present in the application channel, the heating element can be arranged in the filler body.
  • an additive to the viscous material when it is applied to the workpiece.
  • this can be a heat-conducting additive.
  • Viscous materials such as adhesives have poor heat conductivity and require a longer cooling phase after application to a workpiece.
  • the cooling time can be shortened by adding a heat-conducting additive.
  • such additives are often abrasive, so their addition leads to increased wear on the application nozzle and/or the supply lines and/or the dosing system for the viscous material.
  • at least one supply line for the application of an additive is arranged in the application channel, leading into the material outlet or into the application channel.
  • the supply line can be made of a more resistant material so that it does not wear as quickly.
  • the dosing system for the viscous material is not loaded with the additive if it is only added at or shortly before the material outlet opening.
  • the at least one supply line can advantageously run through the at least one packing element.
  • the supply line can run through one packing element, while in a second packing element a heating element is arranged.
  • the at least one heating element and/or the at least one supply line is detachably connected to the nozzle body.
  • the heating element or the supply line can then be accommodated in the application nozzle as wear parts and can be replaced.
  • the application nozzle 10 shown in the drawing has a nozzle body 12 in which an application channel 18 extends from a material inlet opening 14 to a material outlet opening 16.
  • the application nozzle 10 is used to apply viscous material to workpieces, wherein it is moved relative to the workpieces, and wherein the viscous material is introduced under pressure via the material inlet opening 14 into the application channel 18 and leaves it again at the material outlet opening 16.
  • the application channel 18 has an initial section 20 extending from the material inlet opening 14, which has a constant cross-section and extends parallel to a first longitudinal central axis 22. It also has a 16, which in turn has a linear extension parallel to a second longitudinal central axis 26, which runs at an acute angle to the first longitudinal central axis 22.
  • the cross-section of the application channel 18 decreases from the initial section 20 to the end section 24. Between the initial section 20 and the end section 24, the application channel 18 is curved.
  • Two filler bodies 28 are arranged in the application channel 18, which are formed integrally with the nozzle body 12 and narrow its cross-section in the end section 24.
  • Each of the filler bodies 28 extends from a first end 30, which is arranged at a distance from the material inlet opening 14 as well as at a distance from the material outlet opening 16, to a second end 32, which is arranged at the material outlet opening 16.
  • Both filler bodies 28 have identical dimensions and are arranged next to one another at a distance and parallel to one another. They are also arranged symmetrically with respect to a center plane 34, which is perpendicular to the plane of the drawing of the Fig. 1a, c and parallel to the plane of the Fig. 1b and which is a plane of symmetry of the application nozzle 10.
  • the cross section of the filler bodies 28 increases continuously from the first end 30 to the second end 32.
  • the cross sections of the application channel 18 and the filler bodies 28 add up to form a semicircular area.
  • the application nozzle 10 is particularly suitable for applying a strand of material to a workpiece, wherein the application nozzle 10 is moved in a pulling manner.
  • a material bead 40 emerges from the material outlet opening 16, which is essentially M-shaped in cross section, wherein the tips of the M are rounded and has two cavities 42 that approximately correspond in cross section to the filler bodies 28.
  • the material bead can, as in Fig. 2a shown, so on a workpiece 44 so that the cavities 42 are enclosed between the viscous material and the workpiece 44.
  • the application nozzle 10 can be realized with only one filling body extending up to the material outlet opening 16 in the application channel 18 instead of with two parallel filling bodies 28.
  • Fig. 2b a corresponding material bead 40' in cross-section, which encloses only a cavity 42 with the workpiece 44.
  • Such a material bead 40' can be applied in particular when there is a risk of it slipping off the workpiece 44 in one direction. It has a thicker main region 40'a and a support region 40'b that prevents slipping.
  • Fig. 3a to d show schematically application examples in which the material bead 140a to 140d is applied in reverse to the respective workpiece 44, i.e. with the cavities 42 facing away from the workpiece 44.
  • Fig. 3a to c show three different embodiments, in each of which a filling body 28 is used to form a cavity 42, while Fig. 3d shows an embodiment in which according to the application nozzle 10 according to Fig. 1a to c two filler bodies 28 are used to form two cavities 42.
  • the geometry of the material bead 140a to 104d can be influenced and adapted to the respective conditions and requirements.
  • Fig. 3a to d the material bead 140a to 140d each fills a fold 46.
  • the filler bodies 28 can assume additional functions.
  • an electrically heatable heating cartridge to be inserted into at least one of the filler bodies for heating the viscous material in the end section 24, which heating cartridge is accommodated there permanently or removably.
  • a supply line for an abrasive additive in particular, to extend through at least one of the filler bodies 28, which leads either into the end section 24 or into the material outlet opening 16.
  • the supply line can also be permanently integrated into the respective filler body 28. or be removably arranged in it so that they can be replaced when worn.
  • the invention relates to an application nozzle for applying a viscous material to workpieces (44), comprising a nozzle body (12) and an application channel (18) for the viscous material, said application channel extending in the nozzle body (12) from a material inlet opening (14) to a material outlet opening (16), wherein at least one filler body (28) is arranged in the application channel (18), narrowing the cross section of the application channel (18) and extending from a first end (30) arranged at a distance from the material inlet opening (14) to a second end (32) arranged at the material outlet opening (16), wherein the at least one filler body (28) has a cross section which increases from the first end (30) to the second end (32), and wherein the at least one filler body (28) directly adjoins the nozzle body (12) over its entire length.
  • the at least one filling body (28) is formed integrally with the nozzle body (12).

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Auftragsdüse zum Auftragen eines viskosen Materials auf Werkstücke gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bekannte Auftragsdüsen dieser Art finden eine breite Anwendung beim Auftrag viskoser Materialien wie Klebstoffen, Dichtstoffen, Dämmstoffen oder Wärmeleitpasten auf Werkstücke. Insbesondere in der Automobilindustrie werden solche Materialien auf Werkstücke wie beispielsweise Karosseriebauteile aufgetragen. Zu diesem Zweck wird die Auftragsdüse mittels eines Roboters bezüglich des Werkstücks bewegt und ein Dosiersystem leitet das viskose Material unter Druck in den Auftragskanal, den es durchströmt und an der Materialaustrittsöffnung aus der Auftragsdüse austritt und auf das betreffende Werkstück aufgebracht wird. Dabei kommen meist sogenannte Runddüsen mit kreisrunder Materialaustrittsöffnung zur Anwendung, so dass ein im Querschnitt etwa kreisrunder Materialstrang die Auftragsdüse verlässt. Der auf das betreffende Werkstück aufgetragene Materialstrang weist dann eine Höhe auf, die etwa seiner Breite entspricht. Insbesondere dann, wenn Klebstoff auf Werkstücke aufgebracht wird, um zwei Werkstücke zusammenzufügen, kann eine zu große Höhe des aufgetragenen Materialstrangs nachteilig sein. Insbesondere weniger stabile Werkstücke können dann nicht mit ausreichender Kraft gegeneinander gedrückt werden, um den Klebstoffstrang plattzudrücken.
  • Auftragsdüsen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sind aus der US 3,334,792 A bekannt. Im Auftragskanal der Auftragsdüse gemäß US 3,334,792 A ist ein den Querschnitt des Auftragskanals einengender Tauchkolben angeordnet, dessen Querschnitt sich zur Materialaustrittsöffnung hin vergrößert. Weitere Auftragsdüsen sind aus der US 6,062,492 A und aus der DE 10 2016 008 643 A1 bekannt. Die aus der US 6,062,492 A bekannte Auftragsdüse weist einen in den Düsenkörper eingesetzten Einsatz aus Kunststoff auf, der den Düsenkörper rings um auskleidet und so den Querschnitt des Auftragskanals verengt. Bei der Auftragsdüse gemäß DE 10 2016 008 643 A1 wird der Düsenkörper durch ein Innenrohr ausgekleidet, durch das sich der Auftragskanal erstreckt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Auftragsdüse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie einfacher aufgebaut ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Auftragsdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mittels mindestens eines im Auftragskanal angeordneten und sich bis zur Materialaustrittsöffnung erstreckenden Füllkörpers einen Lufteinschluss im Materialstrang herzustellen, so dass der Materialstrang, der auf das Werkstück aufgetragen wird, teilweise hohl ist. Der Hohlraum kann vom Materialstrang ring umschlossen werden oder zu einer Oberfläche des Materialstrangs offen sein. Durch diese Maßnahme ist der Materialstrang wesentlich leichter komprimierbar und kann beim Aufeinanderpressen zweier Werkstücke auf einfachere Weise und unter Aufwendung einer geringeren Kraft plattgedrückt werden, um eine geringere Höhe des Materialstrangs zu erzielen.
  • Erfindungsgemäß weist der mindestens eine Füllkörper einen Querschnitt auf, der sich vom ersten Ende zum zweiten Ende hin vergrößert. Dabei wird bevorzugt, dass sich der Querschnitt des mindestens einen Füllkörpers vom ersten Ende zum zweiten Ende zumindest abschnittsweise kontinuierlich vergrößert. Diese Maßnahmen sind strömungstechnisch vorteilhaft, da abrupte Querschnittsänderungen innerhalb des Auftragskanals das Fließverhalten des viskosen Materials im Auftragskanal nachteilig beeinflussen.
  • Erfindungsgemäß grenzt der mindestens eine Füllkörper über seine gesamte Länge direkt an den Düsenkörper an, und er ist einstückig mit dem Düsenkörper ausgebildet. Auf diese Weise ist der Lufteinschluss bzw. Hohlraum in der Materialraupe randoffen. Die Materialraupe kann dann einerseits so auf das Werkstück aufgetragen werden, dass der offene Rand des Lufteinschlusses dem Werkstück zugewandt ist und der Lufteinschluss somit auf der einen Seite durch das viskose Material und auf der anderen Seite durch das Werkstück begrenzt wird, oder andererseits so, dass der offene Rand dem Werkstück abgewandt ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind im Auftragskanal zwei vorzugsweise in ihren Abmessungen identische Füllkörper im Abstand zueinander angeordnet. Auf diese Weise werden zwei voneinander getrennte Hohlräume im Materialstrang hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform addieren sich die Querschnitte des Auftragskanals und des oder der Füllkörper an der Materialaustrittsöffnung zu einer Halbkreisfläche. Insbesondere kann dies, wenn im Auftragskanal zwei Füllkörper vorhanden sind, zu einem an der Materialaustrittsöffnung M-förmigen Querschnitt des Auftragskanals führen. Wenn im Auftragskanal zwei Füllkörper vorhanden sind, sind diese zweckmäßig spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene angeordnet, so dass auch der M-förmige Querschnitt des Auftragskanals an der Materialaustrittsöffnung spiegelsymmetrisch ist.
  • Es wird bevorzugt, dass der Auftragskanal zwischen der Materialeintrittsöffnung und der Materialaustrittsöffnung derart abgewinkelt ist, dass eine Längsmittelachse eines von der Materialeintrittsöffnung ausgehenden Anfangsabschnitts und eine Längsmittelachse eines sich zur Materialaustrittsöffnung erstreckenden Endabschnitts des Auftragskanals einen spitzen oder rechten Winkel, insbesondere einen Winkel zwischen 30° und 60°, einschließen. Eine solche Düsengeometrie kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn die Auftragsdüse beim Materialauftrag ziehend gefahren wird, also in einer Bewegungsrichtung bewegt wird, die zu der Auftragsrichtung entgegengesetzt ist, in der das viskose Material aus der Materialaustrittsöffnung austritt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist im Auftragskanal mindestens ein Heizelement zum Beheizen des viskosen Materials angeordnet. Mit dieser Maßnahme wird der Tatsache Rechnung getragen, dass es vorteilhaft ist, das viskose Material beim Auftrag zu beheizen, um so seine Viskosität zu reduzieren und den Auftrag zu erleichtern. Dies erfolgt bei bekannten Auftragsdüsen dadurch, dass deren Düsenkörper von einem Heizelement umgeben ist. Aus Platzgründen kann sich das Heizelement dann aber nicht bis zur Düsenspitze, an der die Materialaustrittsöffnung angeordnet ist, erstrecken. Ist im Auftragskanal ein Heizelement angeordnet, so kann das viskose Material bis zum Austritt aus der Materialaustrittsöffnung beheizt werden. Insbesondere kann bei Vorhandensein mindestens eines Füllkörpers im Auftragskanal das Heizelement im Füllkörper angeordnet sein.
  • Es kann zudem vorteilhaft sein, dem viskosen Material beim Auftrag auf das Werkstück ein Additiv beizumischen. Insbesondere kann dies ein wärmeleitendes Additiv sein. Viskose Materialien wie Klebstoffe sind schlecht wärmeleitend und benötigen nach dem Auftrag auf ein Werkstück eine längere Abkühlphase. Bei Zugabe eines wärmeleitenden Additivs kann die Abkühldauer verkürzt werden. Allerdings sind solche Additive oft abrasiv, so dass deren Beigabe zu einem erhöhten Verschleiß der Auftragsdüse und/oder der Zuleitungen und/oder des Dosiersystems für das viskose Material führt. Zur Minderung des Verschleißes kann daher vorgesehen sein, dass im Auftragskanal mindestens eine in die Materialaustrittsöffnung oder in den Auftragskanal mündende Zuleitung für den Auftrag eines Additivs angeordnet ist. Die Zuleitung kann aus einem widerstandsfähigeren Material gefertigt sein, so dass sie nicht so schnell verschleißt. Insbesondere wird das Dosiersystem für das viskose Material dann nicht mit dem Additiv beaufschlagt, wenn dieses erst an oder kurz vor der Materialaustrittsöffnung beigemischt wird. Ebenso wie das Heizelement kann die mindestens eine Zuleitung vorteilhaft durch den mindestens einen Füllkörper verlaufen. Beispielsweise kann die Zuleitung durch einen Füllkörper verlaufen, während in einem zweiten Füllkörper ein Heizelement angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, die Zuleitung für das Additiv in den Auftragskanal aufzunehmen, wenn in diesem kein Füllkörper vorhanden ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Heizelement und/oder die mindestens eine Zuleitung lösbar mit dem Düsenkörper verbunden ist. Das Heizelement bzw. die Zuleitung können dann als Verschleißteile austauschbar in der Auftragsdüse aufgenommen sein.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1 a, 1b
    eine Auftragsdüse in Frontansicht und in Seitenansicht;
    Fig. 1c
    den Ausschnitt A aus Fig. 1a;
    Fig. 2a, 2b
    eine auf ein Werkstück aufgetragene Materialraupe im Querschnitt bei Verwendung eines Füllkörpers bzw. bei Verwendung zweier Füllkörper und
    Fig. 3a bis 3d
    vier verschiedene Formen einer Materialraupe in einem Falz im Querschnitt.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Auftragsdüse 10 weist einen Düsenkörper 12 auf, in dem sich von einer Materialeintrittsöffnung 14 bis zu einer Materialaustrittsöffnung 16 ein Auftragskanal 18 erstreckt. Die Auftragsdüse 10 dient dem Auftrag von viskosem Material auf Werkstücke, wobei sie bezüglich der Werkstücke bewegt wird, und wobei das viskose Material druckbeaufschlagt über die Materialeintrittsöffnung 14 in den Auftragskanal 18 eingeleitet wird und diesen an der Materialaustrittsöffnung 16 wieder verlässt. Der Auftragskanal 18 weist dabei einen sich von der Materialeintrittsöffnung 14 aus erstreckenden Anfangsabschnitt 20 auf, der einen konstanten Querschnitt aufweist und sich parallel zu einer ersten Längsmittelachse 22 erstreckt. Er weist zudem einen sich in die Materialaustrittsöffnung 16 mündenden Endabschnitt 24 auf, der wiederum eine lineare Erstreckung parallel zu einer zweiten Längsmittelachse 26 aufweist, welche in einem spitzen Winkel zur ersten Längsmittelachse 22 verläuft. Der Querschnitt des Auftragskanals 18 verringert sich vom Anfangsabschnitt 20 zum Endabschnitt 24. Zwischen dem Anfangsabschnitt 20 und dem Endabschnitt 24 ist der Auftragskanal 18 gekrümmt.
  • Im Auftragskanal 18 sind zwei Füllkörper 28 angeordnet, die einstückig mit dem Düsenkörper 12 ausgebildet sind und dessen Querschnitt im Endabschnitt 24 verengen. Jeder der Füllkörper 28 erstreckt sich von einem ersten Ende 30, das im Abstand zur Materialeintrittsöffnung 14 ebenso wie im Abstand zur Materialaustrittsöffnung 16 angeordnet ist, bis zu einem zweiten Ende 32, das an der Materialaustrittsöffnung 16 angeordnet ist. Beide Füllkörper 28 weisen identische Abmessungen auf und sind nebeneinander im Abstand und parallel zueinander verlaufend angeordnet. Sie sind zudem symmetrisch bezüglich einer Mittelebene 34 angeordnet, die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1a, c steht und parallel zur Zeichenebene der Fig. 1b verläuft, und die eine Symmetrieebene der Auftragsdüse 10 ist. Der Querschnitt der Füllkörper 28 vergrößert sich kontinuierlich vom ersten Ende 30 bis zum zweiten Ende 32. An der Materialaustrittsöffnung 16 addieren sich die Querschnitte des Auftragskanals 18 und der Füllkörper 28 zu einer Halbkreisfläche.
  • Die Auftragsdüse 10 ist insbesondere zum Auftrag eines Materialstrangs auf ein Werkstück geeignet, wobei die Auftragsdüse 10 ziehend bewegt wird. Das bedeutet, dass das Material aus der Materialaustrittsöffnung 16 in einer Auftragsrichtung 36 austritt, während die Auftragsdüse 10 gleichzeitig in einer Bewegungsrichtung 38 bewegt wird, die der Auftragsrichtung 36 entgegengesetzt ist oder zumindest eine Richtungskomponente aufweist, die entgegen der Auftragsrichtung 36 verläuft. Aus der Materialaustrittsöffnung 16 tritt eine im Querschnitt im Wesentlichen M-förmige Materialraupe 40 aus, wobei die Spitzen des M abgerundet sind, die zwei im Querschnitt ungefähr den Füllkörpern 28 entsprechende Hohlräume 42 aufweist. Die Materialraupe kann, wie in Fig. 2a gezeigt, so auf ein Werkstück 44 aufgetragen werden, dass die Hohlräume 42 zwischen dem viskosen Material und dem Werkstück 44 eingeschlossen sind.
  • Prinzipiell kann die Auftragsdüse 10 statt mit zwei parallel zueinander verlaufenden Füllkörpern 28 auch mit lediglich einem sich bis zur Materialaustrittsöffnung 16 erstreckenden Füllkörper im Auftragskanal 18 realisiert werden. Beispielhaft zeigt Fig. 2b eine entsprechende Materialraupe 40' im Querschnitt, die mit dem Werkstück 44 lediglich einen Hohlraum 42 einschließt. Eine solche Materialraupe 40' kann insbesondere dann aufgetragen werden, wenn die Gefahr besteht, dass sie am Werkstück 44 in eine Richtung abrutscht. Sie weist einen dickeren Hauptbereich 40'a und einen das Abrutschen verhindernden Stützbereich 40'b auf.
  • Fig. 3a bis d zeigen schematisch Anwendungsbeispiele, bei denen die Materialraupe 140a bis 140d umgekehrt auf das jeweilige Werkstück 44 aufgetragen wird, also mit dem Werkstück 44 abgewandten Hohlräumen 42. Dabei zeigen Fig. 3a bis c drei verschiedene Ausführungsbeispiele, bei denen jeweils ein Füllkörper 28 zur Ausbildung eines Hohlraums 42 zur Anwendung kommt, während Fig. 3d ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem entsprechend der Auftragsdüse 10 gemäß Fig. 1a bis c zwei Füllkörper 28 zur Ausbildung zweier Hohlräume 42 zur Anwendung kommen. Durch geeignete Wahl des Querschnitts der Füllkörper 28 lässt sich die Geometrie der Materialraupe 140a bis 104d beeinflussen und an die jeweiligen Gegebenheiten und Erfordernisse anpassen. In Fig. 3a bis d füllt die Materialraupe 140a bis 140d jeweils einen Falz 46 aus.
  • Gemäß in der Zeichnung nicht dargestellter Weiterbildungen können die Füllkörper 28 weitere Funktionen übernehmen. So ist es möglich, dass in mindestens einen der Füllkörper eine elektrisch beheizbare Heizpatrone zur Beheizung des viskosen Materials im Endabschnitt 24 eingesetzt ist, die dort fest oder herausnehmbar aufgenommen ist. Ebenso ist es möglich, dass sich durch mindestens einen der Füllkörper 28 eine Zuleitung für ein insbesondere abrasives Additiv erstreckt, die entweder in den Endabschnitt 24 oder in die Materialaustrittsöffnung 16 mündet. Auch die Zuleitung kann fest in den jeweiligen Füllkörper 28 integriert sein oder herausnehmbar in ihm angeordnet sein, um sie bei Verschleiß austauschen zu können.
  • Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Auftragsdüse zum Auftragen eines viskosen Materials auf Werkstücke (44) mit einem Düsenkörper (12) und mit einem sich im Düsenkörper (12) von einer Materialeintrittsöffnung (14) bis zu einer Materialaustrittsöffnung (16) erstreckenden Auftragskanal (18) für das viskose Material, wobei im Auftragskanal (18) mindestens ein den Querschnitt des Auftragskanals (18) verengender, sich von einem im Abstand zur Materialeintrittsöffnung (14) angeordneten ersten Ende (30) bis zu einem an der Materialaustrittsöffnung (16) angeordneten zweiten Ende (32) erstreckender Füllkörper (28) angeordnet ist, wobei der mindestens eine Füllkörper (28) einen Querschnitt aufweist, der sich vom ersten Ende (30) zum zweiten Ende (32) hin vergrößert und wobei der mindestens eine Füllkörper (28) über seine gesamte Länge direkt an den Düsenkörper (12) angrenzt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der mindestens eine Füllkörper (28) einstückig mit dem Düsenkörper (12) ausgebildet ist.

Claims (16)

  1. Auftragsdüse zum Auftragen eines viskosen Materials auf Werkstücke (44) mit einem Düsenkörper (12) und mit einem sich im Düsenkörper (12) von einer Materialeintrittsöffnung (14) bis zu einer Materialaustrittsöffnung (16) erstreckenden Auftragskanal (18) für das viskose Material, wobei im Auftragskanal (18) mindestens ein den Querschnitt des Auftragskanals (18) verengender, sich von einem im Abstand zur Materialeintrittsöffnung (14) angeordneten ersten Ende (30) bis zu einem an der Materialaustrittsöffnung (16) angeordneten zweiten Ende (32) erstreckender Füllkörper (28) angeordnet ist, wobei der mindestens eine Füllkörper (28) einen Querschnitt aufweist, der sich vom ersten Ende (30) zum zweiten Ende (32) hin vergrößert und wobei der mindestens eine Füllkörper (28) über seine gesamte Länge direkt an den Düsenkörper (12) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Füllkörper (28) einstückig mit dem Düsenkörper (12) ausgebildet ist.
  2. Auftragsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des mindestens einen Füllkörpers (28) vom ersten Ende (30) zum zweiten Ende (32) zumindest abschnittsweise kontinuierlich vergrößert.
  3. Auftragsdüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Auftragskanal (18) zwei vorzugsweise in ihren Abmessungen identische Füllkörper (28) im Abstand zueinander angeordnet sind.
  4. Auftragsdüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnitte des Auftragskanals (18) und des oder der Füllkörper (28) an der Materialaustrittsöffnung (16) zu einer Halbkreisfläche addieren.
  5. Auftragsdüse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Auftragskanals (18) an der Materialaustrittsöffnung (16) M-förmig ist.
  6. Auftragsdüse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Füllkörper (28) spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene (34) angeordnet sind.
  7. Auftragsdüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskanal (18) zwischen der Materialeintrittsöffnung (14) und der Materialaustrittsöffnung (16) derart abgewinkelt ist, dass eine Längsmittelachse (22) eines von der Materialeintrittsöffnung (14) ausgehenden Anfangsabschnitts (20) und eine Längsmittelachse (26) eines sich zur Materialaustrittsöffnung (16) erstreckenden Endabschnitts (24) des Auftragskanals (18) einen spitzen oder rechten Winkel, insbesondere einen Winkel zwischen 30° und 60°, einschließen.
  8. Auftragsdüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Auftragskanal (18) mindestens ein Heizelement zum Beheizen des viskosen Materials angeordnet ist.
  9. Auftragsdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement im mindestens einen Füllkörper (28) angeordnet ist.
  10. Auftragsdüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Auftragskanal (18) mindestens eine in die Materialaustrittsöffnung (16) oder in den Auftragskanal (18) mündende Zuleitung für den Auftrag eines Additivs angeordnet ist.
  11. Auftragsdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zuleitung durch den mindestens einen Füllkörper (28) verläuft.
  12. Auftragsdüse nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement und/oder die mindestens eine Zuleitung lösbar mit dem Düsenkörper (12) verbunden ist.
  13. Verfahren zum Auftragen eines viskosen Materials auf Werkstücke (44) mit einer Auftragsdüse (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das viskose Material in einer Auftragsrichtung (36) aus der Materialaustrittsöffnung (16) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsdüse (10) während des Materialauftrags in einer Bewegungsrichtung (38) bewegt wird, die zur Auftragsrichtung (36) entgegengesetzt ist oder zumindest eine zur Auftragsrichtung (36) entgegengesetzte Komponente aufweist.
  14. Verfahren zum Auftragen eines viskosen Materials auf Werkstücke (44) mit einer Auftragsdüse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere Verfahren nach Anspruch 13, wobei das viskose Material in einer Auftragsrichtung (36) aus der Materialaustrittsöffnung (16) austritt und eine sich in der Auftragsrichtung (36) erstreckende Materialraupe (40, 40', 140a, 140b, 140c, 140d) bildet und wobei die Materialraupe (40, 40', 140a, 140b, 140c, 140d) eine der Anzahl der Füllkörper (28) entsprechende Anzahl von sich in der Auftragsrichtung (36) erstreckenden randoffenen Hohlräumen (42) aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialraupe (40, 40', 140a, 140b, 140c, 140d) mit dem jeweiligen Werkstück (44) zugewandtem Hohlraum (42) bzw. mit dem jeweiligen Werkstück (44) zugewandten Hohlräumen (42) aufgetragen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialraupe (40, 40', 140a, 140b, 140c, 140d) insbesondere in einem Falz (46) des jeweiligen Werkstücks (44) mit dem Werkstück (44) abgewandtem Hohlraum (42) bzw. mit dem Werkstück (44) abgewandten Hohlräumen (42) aufgetragen wird.
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