EP4561756A1 - Düsenvorrichtung zur abgabe eines spritzstrahls eines auftragsmaterials - Google Patents

Düsenvorrichtung zur abgabe eines spritzstrahls eines auftragsmaterials

Info

Publication number
EP4561756A1
EP4561756A1 EP23748251.8A EP23748251A EP4561756A1 EP 4561756 A1 EP4561756 A1 EP 4561756A1 EP 23748251 A EP23748251 A EP 23748251A EP 4561756 A1 EP4561756 A1 EP 4561756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle element
distribution
nozzle
edge
application
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23748251.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Kraft
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.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4561756A1 publication Critical patent/EP4561756A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/046—Outlets formed, e.g. cut, in the circumference of tubular or spherical elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0283—Flat jet coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material is projected from the outlet as a cohesive flat jet in direction of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet

Definitions

  • Nozzle device for delivering a spray jet of an application material
  • the invention relates to a nozzle device for delivering a (preferably asymmetrical or substantially symmetrical) spray jet of a (e.g. viscous or highly viscous) application material, the nozzle device having an outlet opening for the application material and at least one nozzle element (e.g. a nozzle plate). .
  • the invention also relates to an associated application method.
  • DE 10 2006 012 373 B3 discloses a nozzle for applying highly viscous material, which is deposited in strips on a substrate, with a nozzle body which is attached to a discharge device, the nozzle having two offset and parallel slot-shaped openings of different slot lengths having.
  • the substrate is coated symmetrically. However, the substrate is specifically coated with two different layer thicknesses.
  • the nozzle produces two symmetrical spray jets with different jet widths.
  • the two slot-shaped openings are arranged one behind the other. During application, the longer opening is ahead of the short opening (preferably a few millimeters). This creates an application that has two different layer thicknesses, namely a high layer thickness in the middle and a low layer thickness on the outside.
  • a disadvantage of the nozzle is, for example: B. that a very large amount of material is applied because the substrate is coated with two spray jets. This in turn means very high application speeds. Coatings under e.g. B. 600 pm cannot be achieved or can only be achieved with difficulty. In addition, you can only use the nozzle in the field of vision apply in one direction, as the longer opening always precedes the shorter opening. Furthermore, the nozzle does not allow for a continuously changing layer thickness on the substrate in cross-section. Rather, a “step” forms when the layer thickness transitions from high to low.
  • a spray jet that produces a uniform layer thickness on a substrate can be used on curved substrates such as e.g. B.
  • a sill for a motor vehicle can be disadvantageous, which is explained by way of example with reference to Figures 10A to 10B.
  • the lower region of the sill has a high layer thickness S2 and the upper region has a lower layer thickness S1, in particular the layer thickness preferably decreases continuously from bottom to top.
  • the applicator is usually set as sketched in Figure 10D. With this angle of attack of the applicator, a clean upper edge can be achieved, but here you achieve a very high layer thickness in the upper visible area and a low layer thickness in the lower visible area. This means that the customer's requirements are also not met.
  • An object of the invention is to provide an alternative and/or improved nozzle device, preferably a nozzle device, with which an application with changing layer thickness can be produced, e.g. B. a layer thickness that changes continuously, e.g.
  • the invention relates to a nozzle device for dispensing a, e.g. B. asymmetrical or essentially symmetrical, spray jet of an application material, preferably for producing an application on a motor vehicle component (e.g. a body and / or an attachment therefor, e.g. a sill).
  • a motor vehicle component e.g. a body and / or an attachment therefor, e.g. a sill.
  • the nozzle device comprises a (preferably frontal and/or slot-shaped, in particular elongated) outlet opening for the application material and at least one nozzle element.
  • the outlet opening can z. B. be designed to be straight or convexly curved.
  • the nozzle element and/or the nozzle device has an asymmetrical distribution recess (e.g. an asymmetrical outlet contour) for the application material, e.g. B. to distribute a quantity of material asymmetrically along the outlet opening and/or to dispense a quantity of material that changes (preferably continuously) along the outlet opening, preferably in such a way that the amount of material changes continuously at least in sections along the outlet opening or along the substantially entire outlet opening, e.g. B. continuously increases.
  • an asymmetrical distribution recess e.g. an asymmetrical outlet contour
  • the distribution recess can z. B. have an indentation for the order material, e.g. B. for accumulating the application material.
  • the indentation is preferably a concave indentation, in particular an expediently concavely curved indentation.
  • the indentation can have other suitable geometries, such as. B. a polygonal and/or rectilinear indentation.
  • the distribution recess in particular the indentation, to have a distribution edge for the application material that is preferably curved and/or inclined towards the outlet opening.
  • the application material can preferably be fed via the distribution edge of the outlet opening.
  • the nozzle device, the distribution recess, the distribution edge, the distribution slot mentioned below and/or the indentation can generate, in particular, different gap resistances, path resistances and/or flow resistances for the application material, according to which the application material can be advantageously distributed along the outlet opening.
  • the gap resistances, path resistances and/or flow resistances can e.g. B. increase (preferably continuously) along the distribution recess and/or the distribution slot mentioned below.
  • the indentation and/or the distribution edge can expediently be at least partially z.
  • B. be rectilinear (e.g. polygonal), at least in sections have an arcuate shape with a substantially constant curvature and / or at least in sections have an arcuate shape with, preferably continuously, changing curvature.
  • the nozzle element can z. B. have a feed channel for feeding the application material.
  • the feed channel can expediently open into the distribution recess in order to be able to expediently feed the application material to the distribution recess.
  • the nozzle element can expediently have a front-side, in particular straight or convexly curved spraying edge for the application material.
  • the indentation and the spray edge create an asymmetrical nozzle element contour.
  • the concave indentation and the convexly curved spray edge can produce an asymmetrical concavo-convex nozzle element contour and/or an asymmetrical nozzle element contour.
  • a distance e.g. a passage gap
  • the amount of material along the outlet opening can be e.g. B. by at least a factor of 1.2; 1.5; 2.0; 2.5; or increase 3.0.
  • the distance can e.g. B. on one side of the middle plane (see below) by at least a factor of 1.2; 1.5; 2.0; 2.5; or 3.0 larger than on the other side of the midplane.
  • the distribution recess, the indentation and/or the feed channel can preferably completely penetrate the nozzle element.
  • the nozzle device prefferably has a (e.g. elongated, asymmetrical and/or crescent-shaped) distribution slot for the application material.
  • the distribution slot may expediently form at least part of the distribution recess, to extend in an arcuate manner and/or to narrow along its longitudinal extent (e.g. continuously), in particular starting from its inlet.
  • the distribution slot prefferably be delimited by at least one convex, preferably arcuate, edge segment and/or a concave, preferably arcuate, edge segment.
  • the concave edge segment preferably extends opposite the convex edge segment in order to expediently form the distribution slot there between.
  • the convex edge segment can e.g. B. have a longitudinal extent and the concave edge segment can z. B. have a longitudinal extent, wherein the longitudinal extent of the convex edge segment can expediently be smaller than the longitudinal extent of the concave edge segment.
  • the convex edge segment and the concave edge segment can z. B. have different radii of curvature, preferably in order to narrow the distribution recess and / or the distribution slot along their longitudinal extent (in particular continuously).
  • the distribution recess, the distribution slot, the indentation, the distribution edge, the concave edge segment and/or the convex edge segment prefferably curved towards the outlet opening.
  • the further nozzle element can z. B. have a straight or a convexly curved spray edge.
  • the nozzle element and/or the further nozzle element prefferably have a feed channel for supplying the application material, wherein the feed channel can open, preferably centrally or decentrally, into the distribution recess of the nozzle element and/or the distribution recess of the further nozzle element.
  • the feed channel of the nozzle element and / or the further nozzle element can z. B. have an inlet opening for the application material on an end face of the nozzle element and / or the further nozzle element.
  • the entrance opening and the exit opening are preferably aligned in opposite directions.
  • the feed channel of the nozzle element and/or the further nozzle element can expediently narrow, widen and/or have a substantially constant passage cross section towards the distribution recess of the nozzle element and/or the further nozzle element.
  • the distribution recess and/or the distribution slot, in particular of the nozzle element and/or the further nozzle element, can expediently have a longitudinal side and an end side, whereby the order material e.g. B. can be inserted via the long side and / or via the end face into the distribution recess and / or the distribution slot in particular of the nozzle element and / or the further nozzle element.
  • the long side of the distribution recess and/or the distribution slot for the application material can expediently be open, so that application material can be introduced via the long side, or closed, so that preferably no application material can be introduced via the long side.
  • the convex edge segment of the further nozzle element also expediently limits the distribution slot and/or extends substantially along its longitudinal extent extends parallel and/or substantially flush with the convex edge segment of the nozzle element.
  • the convex edge segment can e.g. B. be part of the nozzle element.
  • the concave edge segment can e.g. B. be part of the further nozzle element.
  • the concave edge segment prefferably be formed by a distribution edge of the nozzle element and/or by a, preferably arcuate, distribution edge of the further nozzle element.
  • the nozzle element and/or the further nozzle element in particular the distribution recess of the further nozzle element and/or the distribution recess of the nozzle element, can z. B. have at least one of the following: a central recess, projections projecting on both sides, and / or a (preferably substantially straight) edge region on both sides between the projections and the central recess, which is z. B. can extend at right angles to the central plane (e.g. a first edge region and a second edge region).
  • the feed channel of the nozzle element is preferably arranged essentially centrally relative to the outlet opening and/or relative to the central recess of the further nozzle element.
  • the central recess can z. B. have a central (in particular bottom-side) arch section and two outer (in particular lateral) side sections (e.g. arch sections or linear sections) adjacent to the central arch section, e.g. B. a first outer side section (e.g. arcuate section or linear section) and a second outer side section (e.g. arcuate section or linear section).
  • the distribution edge (particularly on the spraying side) to have a first end connected to a transition region between the first outer side section (e.g. curved or linear section) and the first edge region, e.g. B. adjoins the first outer side section (e.g. arcuate or linear section) or the first edge region or essentially connects directly between them.
  • the distribution edge (particularly on the feed side) can have a second end, e.g. B. to a transition area between the central arch section and the second outer side section (e.g. arch or linear section), e.g. B. connect to the central arch section or to the second outer side section (e.g. arch or linear section) or essentially directly in between.
  • the distribution recess of the nozzle element in particular with its inlet side
  • the central arch section in particular with an outlet side of the central arch section
  • the distribution recess of the nozzle element and/or the distribution slot can, for. B. be opened or closed on the spray side.
  • the distribution recess of the further nozzle element can z. B be open or closed on the spray side.
  • the feed channel, the distribution slot and/or the distribution recess, in particular of the nozzle element can preferably extend completely orthogonally through the nozzle element and thus in particular completely penetrate the nozzle element, preferably orthogonally to its element plane.
  • the feed channel, the distribution slot and / or the distribution recess of the further nozzle element can preferably extend completely orthogonally through the further nozzle element and thus in particular the further nozzle element z. B. penetrate completely orthogonally to its element level.
  • the distribution edge, the concave edge segment and / or the convex edge segment useful for the nozzle element and / or the further nozzle element can z. B. between the two projections and / or between the two edge regions expediently of the nozzle element and / or the further nozzle element can be arranged.
  • the concave edge segment can, for example, expediently connect the two edge regions with one another, alternatively or
  • the convex edge segment can preferably be spatially spaced from the first edge region, e.g. B. to create a passage for the application material.
  • the convex edge segment can z. B can be expediently connected to the second edge region, for. B. not to create a passage for the application material.
  • the (e.g. symmetrical) distribution recess of the further nozzle element can, for. B. be limited by two side edges, which widen towards the concave edge segment of the further nozzle element and connect on both sides to the concave edge segment of the further nozzle element.
  • the concave edge segment of the further nozzle element can form the distribution recess of the further nozzle element, for example. B. limit the spray side.
  • the concave edge segment of the further nozzle element can z. B. correspond to a distribution edge for the application material, wherein the application material can preferably be fed to the outlet opening via the distribution edge.
  • the nozzle device can, for. B. include an additional nozzle element, which z. B. can include a front (particularly straight or convexly curved) spray edge.
  • the additional nozzle element can preferably be designed to be essentially identical to the nozzle element and/or the further nozzle element, so that the disclosure regarding the nozzle element and/or the further nozzle element expediently also applies to the additional nozzle element.
  • the additional nozzle element can thus preferably have the features of the nozzle element and/or the features of the further nozzle element as disclosed herein.
  • the additional nozzle element can therefore z. B. have a distribution recess, an indentation, a distribution edge, a feed channel, a distribution slot, a concave edge segment, a convex edge segment and / or a spray edge, in particular as disclosed herein for the nozzle element and / or the further nozzle element.
  • the nozzle device can thus comprise the nozzle element, the further nozzle element and/or the additional nozzle element.
  • the further nozzle element can preferably be arranged between the nozzle element and the additional nozzle element, e.g. B. directly in between.
  • the nozzle element can z. B. be arranged between the further nozzle element and the additional nozzle element, e.g. B. directly in between.
  • the distribution recess, the indentation, the distribution edge, the distribution slot, the concave edge segment, the convex edge segment, the feed channel and/or the spray edge of the nozzle element and a distribution recess an indentation, a distribution edge, a distribution slot, a concave edge segment , a convex edge segment, a feed channel and / or a spray edge of the further nozzle element and / or the additional nozzle element are aligned essentially flush with one another (in particular arranged essentially congruently) and / or extend essentially parallel to one another.
  • the distribution recess, the indentation, the distribution edge, the distribution slot, the concave edge segment, the convex edge segment, the feed channel and / or the spray edge of the nozzle element and the further nozzle element and / or the additional nozzle element can preferably be designed to be essentially identical in construction.
  • the outlet opening can be z. B. extend along between the spray edge of the nozzle element and the spray edge of the further nozzle element and / or the additional nozzle element.
  • the outlet opening can be z. B. extend along between the spray edge of the further nozzle element and the spray edge of the additional nozzle element.
  • the nozzle device can, for. B. have a central plane, wherein the central plane can be defined by a central axis of the outlet opening and z. B. can be aligned essentially orthogonally to the (appropriately slot-shaped and / or elongated) outlet opening, in particular z. B. substantially orthogonal to the element plane (preferably plate plane) of the nozzle element, the further nozzle element and / or the additional nozzle element.
  • the middle level can e.g. B. divide a length of the outlet opening and / or a length of the spray edge of the nozzle element and / or the additional nozzle element into two halves of essentially the same length.
  • the distribution recess, the distribution slot, the feed channel, in particular its inlet opening, the indentation, the convex edge segment and / or the distribution edge of the nozzle element can be in particular relative to the central plane z. B. be designed asymmetrically or substantially symmetrically.
  • the distribution recess, the feed channel, in particular its inlet opening, the convex edge segment and / or concave edge segment of the further nozzle element can be relative to the central plane z.
  • the concave edge segment of the nozzle element and/or the further nozzle element can be z. B. be essentially symmetrical.
  • the distribution recess, the distribution slot and/or the indentation of the nozzle element can be positioned relative to the central plane, for example. B. be arranged more than 50%, 60%, 70% or 80% off-center, so that in particular the distribution recess, the distribution slot and / or the indentation are preferably more than 50%, 60%, 70% or 80% on the one side of the central plane and the rest of which can expediently be arranged on the other side of the central plane.
  • the projections prefferably be arranged essentially flush with the spraying edge of the nozzle element, with the spraying edge of the further nozzle element and/or with the spraying edge of the additional nozzle element, in particular so that the projections delimit the outlet opening on both sides and/or between the projections and there is no passage gap for the application material on both sides of the spray edge of the nozzle element, the spray edge of the further nozzle element and/or the spray edge of the additional nozzle element.
  • the projections can be arranged offset (expediently set back) to the spraying edge of the nozzle element, the spraying edge of the further nozzle element and/or the spraying edge of the additional nozzle element in order to (expediently on one or both sides) have a passage gap (e.g. with a height of preferably between 0.1 mm and 2.0 mm) for the application material. This can advantageously reduce edge accumulation in an application created on the motor vehicle component.
  • At least one of the following is essentially aligned centrally and/or is designed symmetrically: the outlet opening, the feed channel, in particular its inlet opening, the nozzle element and/or the further nozzle element, the spray edge of the nozzle element and/or the further nozzle element, the concave edge segment of the nozzle element and/or the further nozzle element, the distribution recess of the further nozzle element and/or the spray edge of the additional nozzle element.
  • the two edge regions and / or the two projections expediently of the nozzle element and / or the further nozzle element (in particular relative to the center plane) be aligned essentially centrally and / or designed essentially symmetrically.
  • the indentation, the distribution edge, the distribution recess, the distribution slot, the concave edge segment and / or the convex edge segment useful for the nozzle element and / or the further nozzle element can z. B. have a tendon, wherein the tendon can comprise a chord angle of preferably less than 90°, 85° or 80° and/or greater than 55°, 60° or 65° relative to the central plane.
  • the concave edge segment useful for the nozzle element and/or the further nozzle element can, for. B. have a chord which has a chord angle of z. B. can have essentially 90 °.
  • the nozzle element is a nozzle plate
  • the further nozzle element is a nozzle plate
  • the additional nozzle element is a nozzle plate
  • the asymmetry (e.g. of the distribution recess, the indentation and/or the distribution edge of the nozzle element, but also preferably of the other asymmetrical parts as disclosed herein) can be linear or non-linear (e.g. from left to right).
  • the asymmetry can be designed to be variable.
  • the nozzle element and/or the additional nozzle element preferably serves to laterally limit the outlet opening and/or the distribution recess of the further nozzle element.
  • the further nozzle element and/or the additional nozzle element preferably serves to laterally limit the outlet opening and/or the distribution recess of the nozzle element.
  • the nozzle device preferably serves to generate a spray jet that is essentially free of overspray.
  • the order material can e.g. B. be a viscous or highly viscous application material.
  • the order material can e.g. B. be a varnish.
  • the nozzle element, the further nozzle element and/or the additional nozzle element can preferably be an outer plate.
  • the nozzle element and/or the further nozzle element can, for. B. be an inner plate. It should be mentioned that the nozzle element and/or the further nozzle element, in particular the distribution recess of the further nozzle element and/or the distribution recess of the nozzle element, e.g. B. can have a central recess, projections projecting on both sides and/or two edge regions.
  • the motor vehicle component can z. B. be a sill.
  • the nozzle device comprises a (preferably frontal, slot-shaped and/or convexly curved) outlet opening for the application material and a nozzle element, wherein the nozzle device and/or the nozzle element has an asymmetrical distribution recess for the application material, so that a quantity of material is distributed asymmetrically along the outlet opening and/or or a quantity of material that varies (e.g. essentially continuously) along the outlet opening is dispensed.
  • an application path with a substantially continuously changing (preferably increasing) layer thickness of the application material to be produced on the motor vehicle component, preferably with a layer thickness of the application material that essentially continuously increases or decreases from top to bottom.
  • the spray jet can e.g. B. be designed asymmetrically or substantially symmetrically, e.g. B. depending on an application medium volume flow.
  • a beam width can therefore be e.g. B. on one side of the central axis of the outlet opening increase or decrease more than on the other side of the central axis, whereby z. B. a spray jet can be generated whose jet width relative to the central axis of the outlet opening is larger on one side than on the other side. Consequently, a beam width on one side of the Central axis of the outlet opening z. B. be larger than a beam width on the other side of the central axis of the outlet opening.
  • the jet width of the spray jet can also be changed. However, this does not happen symmetrically. Rather, the spray jet can be conveniently offset relative to the central axis of the outlet opening. The more application material flows, the more centered the spray jet comes out of the outlet opening.
  • the beam width can change asymmetrically, in particular relative to the central axis of the outlet opening, in particular relative to the central plane.
  • the jet width does not change asymmetrically, but equally on both sides.
  • the outlet opening with its central axis has an angle of attack of z. B. between 85° and 95° (in particular essentially 90°) relative to the application surface of the motor vehicle component.
  • the motor vehicle component is preferably curved and/or a sill.
  • the spray jet can e.g. B. be applied to a convexly curved surface of the motor vehicle component.
  • an application created on the motor vehicle component it is possible for an application created on the motor vehicle component to be installed in a lower region of the motor vehicle component, for example.
  • B. has a larger or smaller layer thickness than in an upper region of the motor vehicle component.
  • a layer thickness of an application created on the motor vehicle component it is possible for a layer thickness of an application created on the motor vehicle component to be from a lower one Area of the motor vehicle component to an upper area of the motor vehicle component, in particular continuously, decreases or increases.
  • the application is preferably a coating, e.g. B. in particular a coating generated by the application material on the motor vehicle component.
  • the application can e.g. B. be a visual application, i.e. in particular an application in the external visible area of the motor vehicle component, which is why it usually has to be manufactured to a high quality.
  • Figure 1 is a perspective view of a nozzle device according to an exemplary embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a nozzle element according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a further nozzle element according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows the nozzle element and the further nozzle element in the functional position, in particular with a schematically represented amount of material that is asymmetrically distributed along an outlet opening and/or changes along the outlet opening, according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a highly schematic view of an end face of three nozzle elements according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a nozzle element and a further nozzle element according to another exemplary embodiment of the invention
  • 8A and 8B show very schematically shown asymmetrical spray jets, in particular with an asymmetrically changed jet width according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 9 shows an application diagram, in particular a schematically illustrated top view of an application (e.g. an application track) according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 11 shows schematically the state of the art, in which a quantity of material is distributed symmetrically along an outlet opening and/or a constant quantity of material is dispensed along the outlet opening,
  • Figures 12 to 14 show a nozzle device, in particular a nozzle element and a further nozzle element according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 15 shows a schematic representation of the mode of operation of the exemplary embodiment of FIGS. 12 to 14, in particular according to the principle of “path resistances”.
  • Figures 16 to 18 show a nozzle device, in particular a nozzle element and a further nozzle element according to another exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 19 is a schematic representation of the mode of operation of the exemplary embodiment of Figures 16 to 18, in particular according to the “gap resistance” principle.
  • a nozzle device 100 according to an exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIGS. 1 to 6.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the nozzle device 100, which has an end-face, slot-shaped, convexly curved outlet opening 10 for emitting a, preferably asymmetrical or essentially symmetrical, spray jet S of an application material.
  • the outlet opening 10 can alternatively also be z. B. be designed in a straight line.
  • the spray jet S can z. B. can be applied to a suitably curved motor vehicle component 200, in particular to a sill such as. B. shown in Figures 10A to 10D.
  • the nozzle device 100 preferably comprises a plurality of nozzle elements, namely a nozzle element 1, a further nozzle element 20 and an additional nozzle element 30, which can expediently delimit the outlet opening 10 and can in particular be designed as nozzle plates.
  • the further nozzle element 20 is preferably arranged between the nozzle element 1 and the additional nozzle element 30.
  • the nozzle element 1, the further nozzle element 20 and the additional nozzle element 30 can preferably be clamped between two clamping parts.
  • the nozzle element 1 and/or the nozzle device 100 comprises an asymmetrical distribution recess 2 for the application material.
  • the asymmetrical distribution recess 2 makes it possible, in particular, to distribute a quantity of material asymmetrically along the outlet opening 10 and/or to dispense a variable quantity of material along the outlet opening 10, wherein the amount of material can preferably increase continuously, in particular along the outlet opening 10.
  • a spray jet S can thus advantageously be generated, the amount of material of which also changes asymmetrically over the jet width sb of the spray jet S.
  • Figure 11 shows schematically the state of the art, in which a quantity of material is distributed symmetrically along an outlet opening and/or a constant quantity of material is dispensed along the outlet opening.
  • the distribution recess 2 comprises a concavely curved indentation 3.1 and a front-side, curved distribution edge 3.2 for the application material, wherein the indentation 3.1 and/or the distribution edge 3.2 can also be designed to be rectilinear and/or polygonal at least in sections.
  • the indentation 3.1 preferably serves to accumulate the application material, whereby the application material can expediently be fed to the outlet opening 10 via the distribution edge 3.2.
  • the indentation 3.1 and/or the distribution edge 3.2 can be designed to be rectilinear (e.g. polygonal) at least in sections, have an arcuate shape with a constant curvature (e.g. constant radius of curvature r3) at least in sections and/or have an arcuate shape at least in sections, preferably have continuously, changing curvature (e.g. changing radius of curvature r3).
  • a constant curvature e.g. constant radius of curvature r3
  • the arch shape can e.g. B. essentially correspond to a circular arc shape, although other (e.g. curved and / or at least partially straight) shapes are also expediently possible.
  • the nozzle element 1 also has a feed channel 4 for feeding the application material, the feed channel 4 opening into the distribution recess 2.
  • the nozzle element 1 also includes an end-side, in particular convexly curved spray edge 10.1.
  • the nozzle element 1 can also have a straight spray edge 10.1.
  • the nozzle element 1 can therefore have a z. B. concave indentation 3.1 and a z. B. include convex spray edge 10.1 and thus have an asymmetrical concave-convex nozzle element contour.
  • a distance dl, d2 (expediently passage gap) can be defined between the distribution edge 3.2 and the spray edge 10.1, with the distance dl, d2 along the distribution edge 3.2 z. B. by at least a factor of 1.2; 1.5; Can magnify 2.0 or 2.5.
  • the distance dl, d2 increases, for example, from left to right, preferably continuously.
  • the distance dl can e.g. B. be 3mm and the distance d2 can e.g. B. be 6mm.
  • the amount of material can e.g. B. increase at least in sections along the outlet opening 10, decrease at least in sections and / or remain essentially constant at least in sections.
  • the amount of material can e.g. B. increase essentially continuously, in particular by at least a factor of 1.2; 1.5; 2.0 or 2.5.
  • the further nozzle element 20 in particular has a substantially symmetrical distribution recess 21 for the application material, the distribution recess 21 preferably completely penetrating the further nozzle element 20, such as. B. shown in Figure 3.
  • the distribution recess 21 of the further nozzle element 20 comprises a central recess 22, projections 23 projecting outwards on both sides, and one, preferably essentially straight, edge region 24.1, 24.2 on both sides between the projections 23 and the central recess 22.
  • the central recess 22 comprises a central arch section 22.1 and two outer arch sections 22.2, 22.3 adjacent to the central arch section 22.1
  • the distribution edge 3.2 can expediently connect at the top with a first end to a transition region between the first outer arch section 22.2 and the first edge region 24.1.
  • the distribution edge 3.2 can expediently connect at the bottom with a second end to a transition area between the central arch section 22.1 and the second outer arch section 22.3.
  • the distribution recess 2 of the nozzle element 1 is closed on the spray side (e.g. Figure 2), with the distribution recess 21 of the further nozzle element 20 being open on the spray side (e.g. Figure 3).
  • the distribution recess 2 of the nozzle element 1 can open orthogonally to the nozzle element 1, in particular orthogonally to the plate plane of the nozzle element 1, into the distribution recess 21 of the further nozzle element 20, in particular at least in sections inside and at least in sections outside the central recess 22 (e.g. Figure 5) .
  • the additional nozzle element 30, like the nozzle element 1, includes a frontal, in particular convexly curved, spray edge 30.1, but can alternatively also have a straight spray edge 30.1.
  • the additional nozzle element 30 can preferably be designed to be essentially identical to the nozzle element 1, so that the additional nozzle element 30 can have the features of the nozzle element 1 as disclosed herein.
  • the disclosure regarding the nozzle element 1 therefore also applies to the additional nozzle element 30.
  • the distribution recess 2, the indentation 3.1, the distribution edge 3.2, the feed channel 4 and/or the spray edge 10.1 of the nozzle element 1 and the distribution recess, the indentation, the distribution edge, the feed channel and/or the spray edge 30.1 of the additional nozzle element 30.1 are essentially flush aligned with one another (in particular arranged essentially congruently) and/or extend essentially parallel to one another.
  • the outlet opening 10 extends between the spraying edge 10.1 of the nozzle element 1 and the spraying edge 30.1 of the additional nozzle element 30, and preferably at least in sections between the projections 23 of the further nozzle element 20, such as. B. shown in Figures 1 and 6.
  • the nozzle device 100 can z. B. have a central plane M, which is defined by a central axis A of the outlet opening 10 and which is aligned orthogonally to the slot-shaped outlet opening 10 and / or orthogonally to the plate plane or generally the element plane of the nozzle element 1, the further nozzle element 20 and / or the additional nozzle element 30 can be.
  • the distribution recess 2, the indentation 3.1 and/or the distribution edge 3.2 of the nozzle element 1 can be designed asymmetrically, in particular relative to the central plane M.
  • the outlet opening 10, the spraying edge 10.1 of the first nozzle element 1, the distribution recess 21 of the further nozzle element 20, and/or the spraying edge 30.1 of the additional nozzle element 30 can be designed essentially symmetrically, in particular relative to the central plane M.
  • Figure 2 shows z. B. that the indentation 3.1 and/or the distribution edge 3.2 can have a chord C, wherein the chord C, in particular relative to the central plane M, has a chord angle a of less than 90°, 85° or 80° and/or greater than 55° , 60° or 65°.
  • the chord angle a is, for example, approximately 70°.
  • the particularly viscous or highly viscous application material has the property of seeking the path of least resistance through the nozzle device 100.
  • the distance dl (expediently the passage gap) of the nozzle element 1 is shorter on one side of the outlet opening 10 (e.g. 3mm) than on the other side (e.g. 6mm), the distances dl, d2 z. B. can be varied depending on the boundary conditions (e.g. viscosity of the application material, desired layer thickness distribution, etc.).
  • the pressure in the nozzle device 100 increases and the application material also forces itself outwards at the distance d2 with the higher resistance.
  • the layer thickness of the application, in particular an application web, produced on the motor vehicle component 200 is asymmetrical in cross section.
  • Figure 7 illustrates an exemplary embodiment in which the projections 23 are arranged offset, in particular set back, to the spray edge 10.1 of the nozzle element 1 and the spray edge 30.1 of the additional nozzle element 30 in order to create a passage gap g on both sides (e.g. with a height x of preferably between 0.1 mm and 2.0 mm) for the application medium.
  • An asymmetrical spray jet S can z. B. can be used to advantageously specifically avoid sections Z (e.g. holes or bolts) on a motor vehicle component 200 by means of the spray jet S, optionally in combination with an evasive movement of the nozzle device 100 (from e.g. only about 2mm to 4mm), such as B. shown in Figure 9.
  • the arrow indicates the direction of movement of the nozzle device 100, where TCP stands for Tool Center Point.
  • the nozzle device 100 and/or the nozzle element 1 comprises an asymmetrical distribution recess 2 for the application material, preferably in order to distribute an amount of material asymmetrically along the outlet opening 10 and/or in order to dispense an amount of material that varies, preferably continuously, along the outlet opening 10.
  • the nozzle element 1 comprises a feed channel 4.
  • the feed channel 4 has an inlet opening E for the application material on an end face of the nozzle element 1, the inlet opening E and the outlet opening 10 preferably being aligned in opposite directions.
  • the feed channel 4 expediently opens into the distribution recess 2.
  • the distribution slot G is formed by a convex, preferably arcuate, edge segment 3.3 and a concave, preferably arcuate, edge segment 3.4, which is z. B. extends relative to the convex edge segment 3.3, limited.
  • the concave edge segment 3.4 can expediently correspond to a distribution edge for the application material.
  • the convex edge segment XI is preferably part of the further nozzle element 20.
  • the distribution slot G can thus be expediently limited by the concave edge segment 3.4 and the convex edge segment 3.3 of the nozzle element 1 as well as by the convex edge segment XI of the further nozzle element 20.
  • the concave edge segment 3.4 delimits the distribution slot G on the spray side, so that the distribution slot G is closed on the spray side.
  • the distribution recess 21, on the other hand, is open on the spray side.
  • the convex edge segment 3.3 and the convex edge segment XI preferably extend essentially parallel to one another and can z. B. be aligned essentially flush with one another.
  • the convex edge segment 3.3 comprises a chord C, which has a chord angle a of less than 90° and greater than 55° relative to the central plane M.
  • the chord angle a is, for example, approximately 80°.
  • the convex edge segment XI also includes a chord which has a chord angle of z. B. can be smaller than 90° and larger than 55°. In Figure 13, for example, the chord angle is approximately 85°. In Figure 13, the chord and the chord angle of the convex edge segment XI are not provided with reference numbers.
  • the further nozzle element 20, in particular its distribution recess 21, comprises z. B. a central recess 22, projections 23 projecting on both sides and two edge regions 24.1,
  • the central recess 22 comprises a central arch section 22.1 and two outer side sections 22.2, 22.3 adjacent to the central arch section 22.1, namely a first outer side section 22.2 and a second outer side section 22.3.
  • 22.2, 22.3 are e.g. B. designed as a linear section.
  • the convex edge segment 3.3 and the convex edge segment XI are arranged between the first edge region 24.1 and the second edge region 24.2, the convex edge segment 3.3 and the convex edge segment but can preferably be connected to the second edge region 24.2 in order not to create a passage for the application material.
  • the feed channel 4, the distribution slot G and the distribution recess 2 extend completely orthogonally through the nozzle element 1, so that the nozzle element 1 is completely penetrated orthogonally to its element plane.
  • the distribution recess 21 extends completely orthogonally through the further nozzle element 21, so that the further nozzle element 21 is completely penetrated orthogonally to its element plane.
  • Figures 12 to 15 show an exemplary embodiment in which the nozzle device 100, preferably the distribution recess 2 comprising the distribution slot G, generates different path resistances for the application material, according to which the application material is distributed along the outlet opening 10.
  • the application material flows through the distribution recess 2 and/or the distribution slot G in the longitudinal direction of the distribution recess 2 and/or the distribution slot G and emerges transversely to the longitudinal direction from the distribution recess 2 and/or the distribution slot G, the distribution recess 2 and/or or the distribution slot G in particular generates different path resistances for the application material.
  • the application material along arrow A has a short and/or resistance-free path and can flow out without resistance.
  • the application material along arrows B, C has a longer path and therefore a higher resistance when flowing out.
  • the application material along arrows B, C, D, E has an even longer path and therefore an even higher resistance.
  • the application material along arrows B, C, D, E, F has the longest path and therefore the greatest resistance.
  • the reduced amount of application material depends on the narrowing (tapering) of the distribution slot G and thus on the narrowing of the distribution recess 2.
  • the application material is preferably introduced into the distribution recess 2 and/or the distribution slot G via an open end face SF of the distribution recess 2 and/or the distribution slot G.
  • the long side LS of the distribution recess 2 and/or the distribution slot G can preferably be closed, so that preferably no application material can be introduced via the long side LS.
  • a nozzle device 100 according to another exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to FIGS. 16 to 19.
  • the nozzle element 1 (expediently inner plate) is preferably arranged between the further nozzle element 20 (expediently outer plate) and an additional nozzle element 30 (expediently outer plate) (cf. e.g. Figure 1), the additional nozzle element 30 being essentially identical in construction to the further nozzle element 20 is trained.
  • the nozzle element 1, the further nozzle element 20 and the additional nozzle element 30 can preferably be clamped between two clamping parts.
  • the nozzle device 100 and/or the nozzle element 1 comprises an asymmetrical distribution recess 2 for the application material, preferably in order to distribute an amount of material asymmetrically along the outlet opening 10 and/or in order to dispense an amount of material that varies, preferably continuously, along the outlet opening 10.
  • the nozzle device 100 comprises a particularly elongated, sickle-shaped distribution slot G for the application material, the distribution slot G forming at least part of the distribution recess 2, extending in an arcuate shape and, in particular, expediently narrowing along its longitudinal extent.
  • the distribution slot G is formed by a convex, preferably arcuate, edge segment XI and a concave, preferably arcuate, edge segment X2, which is z. B. extends relative to the convex edge segment XI, limited.
  • the convex edge segment XI is preferably part of the nozzle element 1, although embodiments are possible in which the convex edge segment Xl is part of the further nozzle element 20.
  • the concave edge segment X2 is preferably part of the further nozzle element 20.
  • the distribution slot G is thus limited by the concave edge segment X2 of the further nozzle element 20 and by the convex edge segment XI of the nozzle element 1.
  • the convex edge segment XI and the concave edge segment X2 expediently have different radii of curvature.
  • the concave edge segment X2 limits the distribution recess 21 and/or the distribution slot G on the spray side, so that the distribution recess 21 and/or the distribution slot G is closed on the spray side.
  • the distribution recess 2 on the other hand, is open on the spray side.
  • the convex edge segment XI comprises a chord C, which has a chord angle a of less than 90° and greater than 55° relative to the central plane M.
  • the chord angle a is, for example, approximately 70°.
  • the further nozzle element 20 has a feed channel 4 for feeding the application material, the feed channel 4 expediently opening into the distribution recess 21.
  • the feed channel 4 can preferably include an inlet opening E for the application material on an end face of the further nozzle element 20.
  • the further nozzle element 20 comprises a particularly symmetrical distribution recess 21.
  • the distribution recess 21 is delimited by two side edges 25.1, 25.2 and the concave edge segment X2.
  • the two side edges 25.1, 25.2 widen towards the concave edge segment X2 and adjoin the concave edge segment X2 on both sides.
  • Figures 16 to 19 show an exemplary embodiment in which the nozzle device 100, preferably the distribution recess 2 comprising the distribution slot G, generates different gap resistances for the application material, according to which the application material is distributed along the outlet opening 10.
  • the application material flows transversely to the longitudinal direction of the distribution recess 2 and/or the distribution slot G into the distribution recess 2 and/or the distribution slot G and, expediently after a change of direction, transversely to the longitudinal direction out of the distribution recess 2 and/or the distribution slot G emerges, the distribution recess 2 and/or the distribution slot G in particular generating different gap resistances for the application material.
  • the particularly viscous or highly viscous application material has the property of seeking the path of least resistance through the nozzle device 100.
  • the application material along arrow A has a short and/or resistance-free path and can flow out without resistance.
  • the application material along arrows B, C and D must squeeze through the distribution slot G between the nozzle element 1 (in particular the middle plate) and the further nozzle element 20 (in particular the outer plate) before it can emerge from the outlet opening 10.
  • the distribution slot G between the nozzle element 1 (in particular the middle plate) and the further nozzle element 20 (in particular the outer plate) decreases from dimension M1 to dimension M2 by x mm.
  • the amount of application material is thus expediently reduced due to the increased (gap) resistance in the material flow B, C, D.
  • the application material is preferably introduced into the distribution recess 2 and/or the distribution slot G via an open longitudinal side LS (and optionally an open end face FS) of the distribution recess 2 and/or the distribution slot G in order to expediently move a quantity of material asymmetrically along to distribute the outlet opening 10 and/or to dispense a quantity of material that varies along the outlet opening 10, preferably continuously.
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, the invention also includes variations and modifications that also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope of protection.
  • the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to in each case and in particular also without the features of the main claim. The invention therefore encompasses various aspects of the invention, which enjoy protection independently of one another.
  • exit opening preferably slot-shaped exit opening
  • S spray jet sb jet width of the spray jet preferably total jet width sbl first jet width sb2 second jet width
  • G distribution slot XI convex edge segment in particular of the nozzle element and/or the further nozzle element

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung (100) zur Abgabe eines Spritzstrahls (S) eines Auftragsmaterials, mit einer, vorzugsweise schlitzförmigen, Austrittsöffnung (10) für das Auftragsmaterial und einem Düsenelement (1), wobei die Düsenvorrichtung (100) und/oder das Düsenelement (1) eine asymmetrische Verteilausnehmung (2) für das Auftragsmaterial aufweist, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung (10) zu verteilen und/ oder um eine entlang der Austrittsöffnung (10) sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Applikationsverfahren.

Description

BESCHREIBUNG
Düsenvorrichtung zur Abgabe eines Spritzstrahls eines Auftragsmaterials
Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zur Abgabe eines (vorzugsweise asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen) Spritzstrahls eines (z. B. viskosen oder hochviskosen) Auftragsmaterials, wobei die Düsenvorrichtung eine Austrittsöffnung für das Auftragsmaterial und zumindest ein Düsenelement (z. B. eine Düsenplatte) aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Applikationsverfahren.
Bei der Applikation von insbesondere hochviskosem Auftragsmaterial (z. B. PVC-Materialien) mit z. B. Airless-Düsen, Flatstream-Düsen, Extrusions-Düsen, Düsen mit 2- oder 3-Plattentechnik und Feinnaht-Düsen wird üblicherweise ein symmetrischer Spritzstrahl erzeugt. Das heißt, dass der Spritzstrahl bezogen auf den Mittelpunkt der Austrittsöffnung beidseitig immer symmetrisch aus der Austrittsöffnung und somit der Düse austritt. Das heißt, dass vom Mittelpunkt der Austrittsöffnung der Spritzstrahl beidseitig exakt gleich breit ist und insbesondere auch beidseitig die gleiche Materialmenge aufweist.
DE 10 2006 012 373 B3 offenbart eine Düse zum Aufträgen von hochviskosem Material, das in Streifen auf einem Substrat abgelegt wird, mit einem Düsenkörper, der an einer Austragseinrich- tung befestigt ist, wobei die Düse zwei versetzt und parallel zueinander verlaufende schlitzförmige Öffnungen unterschiedlicher Schlitzlänge aufweist. Das Substrat wird dabei symmetrisch beschichtet. Das Substrat wird aber gezielt mit zwei unterschiedlichen Schichtstärken beschichtet. Die Düse erzeugt zwei symmetrische Spritzstrahlen mit unterschiedlicher Strahlbreite. Die zwei schlitzförmigen Öffnungen sind hintereinander angeordnet. Die längere Öffnung eilt bei der Applikation (zweckmäßig ein paar Millimeter) der kürzen Öffnung voraus. So entsteht eine Applikation, die zwei unterschiedliche Schichtstärken aufweist, nämlich in der Mitte eine hohe Schichtstärke und außen eine niedrige Schichtstärke. Nachteilig an der Düse ist z. B., dass damit eine sehr hohe Materialmenge aufgetragen wird, da das Substrat mit zwei Spritzstrahlen beschichtet wird. Das wiederum bedeutet sehr hohe Applikationsgeschwindigkeiten. Beschichtungen unter z. B. 600 pm sind damit nicht oder nur schwer erzielbar. Außerdem kann man mit der Düse im Sichtbereich nur in eine Richtung applizieren, da die längere Öffnung immer der kürzeren Öffnung vorauseilt. Ferner ist mit der Düse keine sich im Querschnitt kontinuierlich verändernde Schichtstärke auf dem Substrat möglich. Vielmehr bildet sich eine „Stufe" beim Übergang von hoher zu niedriger Schichtstärke.
Des Weiteren kann ein Spritzstrahl, der auf einem Substrat eine gleichmäßige Schichtstärke erzeugt, an insbesondere gekrümmten Substraten wie z. B. einem Schweller für ein Kraftfahrzeug nachteilhaft sein, was anhand der Figuren 10A bis 10B beispielhaft erläutert wird.
Es ist oftmals wie in Figur 10A illustriert wünschenswert, dass der untere Bereich des Schwellers eine hohe Schichtstärke S2 aufweist und der obere Bereich eine niedrigere Schichtstärke S1 aufweist, insbesondere die Schichtstärke von unten nach oben vorzugsweise kontinuierlich abnimmt.
Wenn man mit z. B. hochviskosem Auftragsmaterial mit dem in Figur 10B dargestellten Anstellwinkel (z. B. 90° zur Oberfläche des Schwellers) des Applikators (z. B. Zerstäubers) den Schweller mit einem Spritzstrahl beschichtet, der eine gleichmäßige, symmetrische Schichtstärke erzeugt, so entsteht eine nahezu homogene Schichtstärke auf der Oberfläche.
Um mit einem derartigen Spritzstrahl im unteren Bereich mehr Schichtstärke zu erzeugen und nach oben eine abflachende Schichtstärke zu erzielen, wird der Anstellwinkel üblicherweise wie in Figur IOC gezeigt verändert. Dadurch aber wird die obere Kante (siehe Pfeil in Figur IOC) der Applikation unscharf. Das Applikationsbild wird kundenseitig nicht akzeptiert.
Wenn man hingegen eine scharfe Kante erzielen möchte, wird der Applikator üblicherweise wie in Figur 10D skizziert angestellt. Mit diesem Anstellwinkel des Applikators kann eine saubere obere Abschlusskante erzielt werden, aber hier erzielt man im oberen Sichtbereich eine sehr hohe Schichtstärke und im unteren Sichtbereich eine niedere Schichtstärke. Somit werden die Anforderungen des Kunden ebenfalls nicht erfüllt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative und/oder verbesserte Düsenvorrichtung zu schaffen, vorzugsweise eine Düsenvorrichtung, mit der eine Applikation mit sich verändernder Schichtstärke erzeugt werden kann, z. B. einer Schichtstärke, die sich kontinuierlich verändert, z.
B. kontinuierlich zunimmt. Die Aufgabe kann durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zur Abgabe eines, z. B. asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen, Spritzstrahls eines Auftragsmaterials, vorzugsweise zur Erzeugung einer Applikation auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil (z. B. eine Karosserie und/oder ein Anbauteil hierfür, z. B. ein Schweller).
Die Düsenvorrichtung umfasst eine (vorzugsweise stirnseitige und/oder schlitzförmige, insbesondere längliche) Austrittsöffnung für das Auftragsmaterial und zumindest ein Düsenelement.
Die Austrittsöffnung kann z. B. geradlinig oder konvex gekrümmt ausgebildet sein.
Das Düsenelement und/oder die Düsenvorrichtung weist eine asymmetrische Verteilausnehmung (z. B. eine asymmetrische Austrittskontur) für das Auftragsmaterial auf, z. B. um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung sich (vorzugsweise kontinuierlich) veränderliche Materialmenge auszugeben, vorzugsweise so, dass die Materialmenge zumindest abschnittsweise entlang der Austrittsöffnung oder entlang der im Wesentlichen gesamten Austrittsöffnung sich kontinuierlich verändert, z. B. kontinuierlich zunimmt.
Dadurch kann vorteilhaft ein Spritzstrahl erzeugt werden, dessen Materialmenge sich über die Strahlbreite des Spritzstrahls (z. B. kontinuierlich) verändert.
Damit kann vorteilhaft eine Applikation mit sich verändernder Schichtstärke z. B. auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugt werden, z. B. einer Schichtstärke, die sich kontinuierlich verändert, z. B. kontinuierlich zunimmt.
Die Verteilausnehmung kann z. B. eine Einbuchtung für das Auftragsmaterial aufweisen, z. B. zum Aufstauen des Auftragsmaterials.
Die Einbuchtung ist vorzugsweise eine konkave Einbuchtung, insbesondere eine zweckmäßig konkav gekrümmte Einbuchtung. Es ist aber möglich, dass die Einbuchtung andere geeignete Geometrien aufweisen kann, wie z. B. eine polygonal und/oder geradlinig ausgeformte Einbuchtung.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung, insbesondere die Einbuchtung, eine vorzugsweise zur Austrittsöffnung hin gekrümmte und/oder geneigte Verteilkante für das Auftragsmaterial aufweist. Das Auftragsmaterial kann vorzugsweise über die Verteilkante der Austrittsöffnung zugeführt werden.
Die Düsenvorrichtung, die Verteilausnehmung, die Verteilkante, der weiter unten erwähnte Verteilschlitz und/oder die Einbuchtung kann für das Auftragsmaterial insbesondere unterschiedliche Spaltwiderstände, Wegwiderstände und/oder Strömungswiderstände erzeugen, gemäß derer das Auftragsmaterial sich entlang der Austrittsöffnung vorteilhaft verteilen kann.
Die Spaltwiderstände, Wegwiderstände und/oder Strömungswiderstände können sich z. B. entlang der Verteilausnehmung und/oder des weiter unten erwähnten Verteilschlitzes (vorzugsweise kontinuierlich) erhöhen.
Die Einbuchtung und/oder die Verteilkante kann zweckmäßig zumindest abschnittsweise z. B. geradlinig ausgebildet sein (z. B. polygonal), zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit im Wesentlichen gleichbleibender Krümmung aufweisen und/oder zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit sich, vorzugsweise kontinuierlich, verändernder Krümmung aufweisen.
Die Bogenform kann z. B. im Wesentlichen einer Kreisbogenform entsprechen, oder aber von einer Kreisbogenform zweckmäßig abweichen.
Das Düsenelement kann z. B. einen Zuführkanal zum Zuführen des Auftragsmaterials aufweisen. Der Zuführkanal kann zweckmäßig in die Verteilausnehmung münden, um das Auftragsmaterial zweckmäßig der Verteilausnehmung zuführen zu können.
Das Düsenelement kann eine zweckmäßig stirnseitige, insbesondere gerade oder konvex gekrümmte Abspritzkante für das Auftragsmaterial aufweisen.
Es ist möglich, dass die Einbuchtung und die Abspritzkante eine asymmetrische Düsenelementkontur erzeugen. Vorzugsweise kann die konkave Einbuchtung und die konvex gekrümmte Abspritzkante eine asymmetrische konkav-konvexe Düsenelementkontur und/oder eine asymmetrische Düsenelementkontur erzeugen.
Es ist möglich, dass zwischen der Verteilkante und der Abspritzkante ein Abstand (z. B. ein Durchlassspalt) definiert wird und sich der Abstand entlang der Verteilkante um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 vergrößert. Alternativ oder ergänzend kann die Materialmenge entlang der Austrittsöffnung z. B. um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 zunehmen.
Der Abstand kann z. B. auf der einen Seite der Mittelebene (siehe unten) um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 größer sein als auf der anderen Seite der Mittelebene.
Die Verteilausnehmung, die Einbuchtung und/oder der Zuführkanal kann das Düsenelement vorzugsweise vollständig durchdringen.
Es ist möglich, dass die Düsenvorrichtung einen (z. B. länglichen, asymmetrischen und/oder sichelförmigen) Verteilschlitz für das Auftragsmaterial aufweist.
Es ist möglich, dass der Verteilschlitz zweckmäßig zumindest einen Teil der Verteilausnehmung bildet, sich bogenförmig erstreckt und/oder sich entlang seiner Längserstreckung (z. B. kontinuierlich) verschmälert, insbesondere ausgehend von seinem Einlass.
Es ist möglich, dass der Verteilschlitz durch zumindest ein konvexes, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment und/oder ein konkaves, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment begrenzt wird.
Das konkave Kantensegment erstreckt sich vorzugsweise gegenüber dem konvexen Kantensegment, um zweckmäßig dort dazwischen den Verteilschlitz auszubilden.
Das konvexe Kantensegment kann z. B. eine Längserstreckung aufweisen und das konkave Kantensegment kann z. B. eine Längserstreckung aufweisen, wobei die Längserstreckung des konvexen Kantensegments zweckmäßig kleiner sein kann als die Längserstreckung des konkaven Kantensegments. Alternativ oder ergänzend können das konvexe Kantensegment und das konkave Kantensegment z. B. unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen, vorzugsweise um die Verteilausnehmung und/oder den Verteilschlitz entlang deren Längserstreckung (insbesondere kontinuierlich) zu verschmälern.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung, der Verteilschlitz, die Einbuchtung, die Verteilkante, das konkave Kantensegment und/oder das konvexe Kantensegment zur Austrittsöffnung hin gekrümmt ist.
Die Düsenvorrichtung kann z. B. ein weiteres Düsenelement und/oder ein zusätzliches Düsenelement aufweisen.
Das weitere Düsenelement kann z. B. eine (vorzugsweise im Wesentlichen symmetrische oder asymmetrische) Verteilausnehmung für das Auftragsmaterial aufweisen.
Das weitere Düsenelement kann z. B. eine gerade oder eine konvex gekrümmte Abspritzkante aufweisen.
Es ist möglich, dass das Düsenelement und/oder das weitere Düsenelement einen Zuführkanal zum Zuführen des Auftragsmaterials aufweist, wobei der Zuführkanal, vorzugsweise zentral oder dezentral, in die Verteilausnehmung des Düsenelements und/oder die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements münden kann.
Der Zuführkanal des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann z. B. eine Eingangsöffnung für das Auftragsmaterial an einer Stirnseite des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements aufweisen. Die Eingangsöffnung und die Austrittsöffnung sind vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet.
Der Zuführkanal des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann sich zu der Verteilausnehmung des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements hin zweckmäßig verschmälern, verbreitern und/oder einen im Wesentlichen gleichbleibenden Durchlassquerschnitt aufweisen.
Die Verteilausnehmung und/oder der Verteilschlitz insbesondere des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann zweckmäßig eine Längsseite und eine Stirnseite aufweisen, wobei das Auftragsmaterial z. B. über die Längsseite und/oder über die Stirnseite in die Verteilausnehmung und/oder den Verteilschlitz insbesondere des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements einführbar sein kann.
Zweckmäßig kann die Längsseite der Verteilausnehmung und/oder des Verteilschlitzes für das Auftragsmaterial offen sein, sodass über die Längsseite Auftragsmaterial einführbar ist, oder geschlossen sein, sodass über die Längsseite vorzugsweise kein Auftragsmaterial einführbar ist.
Es ist möglich, dass das Auftragsmaterial in Längsrichtung der Verteilausnehmung und/oder des Verteilschlitzes zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements die Verteilausnehmung und/oder den Verteilschlitz durchströmt und quer zur Längsrichtung aus der Verteilausnehmung und/oder dem Verteilschlitz austritt, wobei die Verteilausnehmung und/oder der Verteilschlitz insbesondere unterschiedliche Wegwiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt.
Möglich ist auch, dass das Auftragsmaterial quer zur Längsrichtung der Verteilausnehmung und/oder des Verteilschlitzes zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements in die Verteilausnehmung und/oder den Verteilschlitz einströmt und (insbesondere nach einem Richtungswechsel) quer zur Längsrichtung aus der Verteilausnehmung und/oder dem Verteilschlitz austritt, wobei die Verteilausnehmung und/oder der Verteilschlitz insbesondere unterschiedliche Spaltwiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung des Düsenelements und die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements einander zweckmäßig zumindest abschnittsweise überlappen und/oder eine gemeinsame Verteilkammer für das Auftragsmaterial bilden.
Das konkave Kantensegment und das konvexe Kantensegment können zweckmäßig Teil des Düsenelements sein.
Alternativ oder ergänzend kann das weitere Düsenelement ein weiteres konvexes, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment aufweisen. Das weitere konvexe Kantensegment erstreckt sich vorzugsweise gegenüber dem konkaven Kantensegment, um zweckmäßig dort dazwischen den Verteilschlitz auszubilden.
Es ist möglich, dass das konvexe Kantensegment des weiteren Düsenelements den Verteilschlitz zweckmäßig ebenfalls begrenzt und/oder sich entlang seiner Längserstreckung im Wesentlichen parallel und/oder im Wesentlichen bündig zum konvexen Kantensegment des Düsenelements erstreckt.
Das konvexe Kantensegment kann z. B. Teil des Düsenelements sein.
Das konkave Kantensegment kann z. B. Teil des weiteren Düsenelements sein.
Es ist möglich, dass das konkave Kantensegment durch eine Verteilkante des Düsenelements und/oder durch eine, vorzugsweise bogenförmige, Verteilkante des weiteren Düsenelements gebildet wird.
Das Düsenelement und/oder das weitere Düsenelement, insbesondere die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements und/oder die Verteilausnehmung des Düsenelements, kann z. B. zumindest eines von folgendem aufweisen: eine mittige Ausnehmung, beidseitig außen abstehende Vorsprünge, und/oder beidseitig zwischen den Vorsprüngen und der mittigen Ausnehmung jeweils einen (vorzugsweise im Wesentlichen geradlinigen) Kantenbereich, der sich z. B. rechtwinklig zur Mit- telebene erstrecken kann (z. B. einen ersten Kantenbereich und einen zweiten Kantenbereich).
Der Zuführkanal des Düsenelements ist vorzugsweise relativ zur Austrittsöffnung und/oder relativ zur mittigen Ausnehmung des weiteren Düsenelements im Wesentlichen mittig angeordnet.
Die mittige Ausnehmung kann z. B. einen mittigen (insbesondere bodenseitigen) Bogenabschnitt und zwei an den mittigen Bogenabschnitt angrenzende äußere (insbesondere laterale) Seitenabschnitte (z. B. Bogenabschnitte oder Linearabschnitte) aufweisen, z. B. einen ersten äußeren Seitenabschnitt (z. B. Bogenabschnitt oder Linearabschnitt) und einen zweiten äußeren Seitenabschnitt (z. B. Bogenabschnitt oder Linearabschnitt).
Es ist möglich, dass die Verteilkante (insbesondere auf der Abspritzseite) mit einem ersten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem ersten äußeren Seitenabschnitt (z. B. Bogen- oder Linearabschnitt) und dem ersten Kantenbereich anschließt, z. B. an den ersten äußeren Seitenabschnitt (z. B. Bogen- oder Linearabschnitt) oder an den ersten Kantenbereich anschließt oder im Wesentlichen direkt dazwischen anschließt. Alternativ oder ergänzend kann die Verteilkante (insbesondere auf der Zuführseite) mit einem zweiten Ende z. B. an einen Übergangsbereich zwischen dem mittigen Bogenabschnitt und dem zweiten äußeren Seitenabschnitt (z. B. Bogen- oder Linear- abschnitt) anschließen, z. B. an den mittigen Bogenabschnitt oder an den zweiten äußeren Seitenabschnitt (z. B. Bogen- oder Linearabschnitt) oder im Wesentlichen direkt dazwischen anschließen.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung des Düsenelements (insbesondere mit ihrer Einlassseite) im Wesentlichen bündig an den mittigen Bogenabschnitt anschließt (insbesondere an eine Auslassseite des mittigen Bogenabschnitts).
Die Verteilausnehmung des Düsenelements und/oder der Verteilschlitz kann z. B. abspritzseitig geöffnet oder geschlossen sein.
Die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements kann z. B abspritzseitig geöffnet oder geschlossen sein.
Der Zuführkanal, der Verteilschlitz und/oder die Verteilausnehmung insbesondere des Düsenelements kann sich vorzugsweise durch das Düsenelement vollständig orthogonal hindurch erstrecken und somit insbesondere das Düsenelement vorzugsweise orthogonal zu seiner Elementebene vollständig durchdringen.
Der Zuführkanal, der Verteilschlitz und/oder die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements kann sich vorzugsweise durch das weitere Düsenelement vollständig orthogonal hindurch erstrecken und somit insbesondere das weitere Düsenelement z. B. orthogonal zu seiner Elementebene vollständig durchdringen.
Die Verteilausnehmung des Düsenelements kann z. B. im Wesentlichen orthogonal zum Düsenelement in die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements münden, vorzugsweise zumindest abschnittsweise innerhalb und/oder zumindest abschnittsweise außerhalb der mittigen Ausnehmung des weiteren Düsenelements.
Die Verteilkante, das konkave Kantensegment und/oder das konvexe Kantensegment zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann z. B. zwischen den zwei Vorsprüngen und/oder zwischen den zwei Kantenbereichen zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements angeordnet sein. Dabei kann das konkave Kantensegment beispielsweise die zwei Kantenbereiche zweckmäßig miteinander verbinden, wobei alternativ oder ergänzend das konvexe Kantensegment vorzugsweise vom ersten Kantenbereich räumlich beab- standet sein kann, z. B. um einen Durchlass für das Auftragsmaterial zu erzeugen. Bevorzugt kann das konvexe Kantensegment z. B mit dem zweiten Kantenbereich zweckmäßig verbunden sein, um z. B. keinen Durchlass für das Auftragsmaterial zu erzeugen.
Die (z. B. symmetrische) Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements kann z. B. durch zwei Seitenkanten begrenzt werden, die sich zum konkaven Kantensegment des weiteren Düsenelements hin aufweiten und beidseitig an das konkave Kantensegment des weiteren Düsenelements anschließen. Dabei kann das konkave Kantensegment des weiteren Düsenelements die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements z. B. abspritzseitig begrenzen.
Das konkave Kantensegment des weiteren Düsenelements kann hierbei z. B. einer Verteilkante für das Auftragsmaterial entsprechen, wobei das Auftragsmaterial vorzugsweise über die Verteilkante der Austrittsöffnung zugeführt werden kann.
Die Düsenvorrichtung kann z. B. ein zusätzliches Düsenelement umfassen, das z. B. eine stirnseitige (insbesondere gerade oder konvex gekrümmte) Abspritzkante umfassen kann.
Das zusätzliche Düsenelement kann im Kontext der Erfindung vorzugsweise im Wesentlichen baugleich zum Düsenelement und/oder zum weiteren Düsenelement ausgeführt sein, sodass die Offenbarung zum Düsenelement und/oder zum weiteren Düsenelement zweckmäßig ebenfalls für das zusätzliche Düsenelement gilt.
Das zusätzliche Düsenelement kann somit vorzugsweise die Merkmale des Düsenelements und/oder die Merkmale des weiteren Düsenelements wie hierin offenbart aufweisen.
Das zusätzliche Düsenelement kann somit z. B. eine Verteilausnehmung, eine Einbuchtung, eine Verteilkante, einen Zuführkanal, einen Verteilschlitz, ein konkaves Kantensegment, ein konvexes Kantensegment und/oder eine Abspritzkante aufweisen, insbesondere so, wie für das Düsenelement und/oder das weitere Düsenelement hierin offenbart.
Die Düsenvorrichtung kann somit das Düsenelement, das weitere Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement umfassen. Das weitere Düsenelement kann vorzugsweise zwischen dem Düsenelement und dem zusätzlichen Düsenelement angeordnet sein, z. B. direkt dazwischen.
Das Düsenelement kann z. B. zwischen dem weiteren Düsenelement und dem zusätzlichen Düsenelement angeordnet sein, z. B. direkt dazwischen.
Es ist möglich, dass die Verteilausnehmung, die Einbuchtung, die Verteilkante, der Verteilschlitz, das konkave Kantensegment, das konvexe Kantensegment, der Zuführkanal und/oder die Abspritzkante des Düsenelements und eine Verteilausnehmung, eine Einbuchtung, eine Verteilkante, ein Verteilschlitz, ein konkaves Kantensegment, ein konvexes Kantensegment, ein Zuführkanal und/oder eine Abspritzkante des weiteren Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements im Wesentlichen bündig zueinander ausgerichtet sind (insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet) und/oder sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Die Verteilausnehmung, die Einbuchtung, die Verteilkante, der Verteilschlitz, das konkave Kantensegment, das konvexe Kantensegment, der Zuführkanal und/oder die Abspritzkante des Düsenelements und des weiteren Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements können vorzugsweise im Wesentlichen baugleich ausgebildet sein.
Die Austrittsöffnung kann sich z. B. zwischen der Abspritzkante des Düsenelements und der Abspritzkante des weiteren Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements entlang erstrecken.
Die Austrittsöffnung kann sich z. B. zwischen der Abspritzkante des weiteren Düsenelements und der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements entlang erstrecken.
Die Düsenvorrichtung kann z. B. eine Mittelebene aufweisen, wobei die Mittelebene durch eine Mittelachse der Austrittsöffnung definiert werden kann und z. B. im Wesentlichen orthogonal zur (zweckmäßig schlitzförmigen und/oder länglichen) Austrittsöffnung ausgerichtet sein kann, insbesondere z. B. im Wesentlichen orthogonal zur Elementebene (vorzugsweise Plattenebene) des Düsenelements, des weiteren Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements.
Die Mittelebene kann z. B. eine Länge der Austrittsöffnung und/oder eine Länge der Abspritzkante des Düsenelements und/oder des zusätzlichen Düsenelements in zwei im Wesentlichen gleich lange Hälften teilen. Die Verteilausnehmung, der Verteilschlitz, der Zuführkanal, insbesondere dessen Eingangsöffnung, die Einbuchtung, das konvexe Kantensegment und/oder die Verteilkante des Düsenelements kann insbesondere relativ zur Mittelebene z. B. asymmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Verteilausnehmung, der Zuführkanal, insbesondere dessen Eingangsöffnung, das konvexe Kantensegment und/oder konkave Kantensegment des weiteren Düsenelements relativ zur Mittelebene z. B. asymmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein.
Das konkave Kantensegment des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann relativ zur Mittelebene z. B. im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein.
Beispielsweise kann die Verteilausnehmung, der Verteilschlitz und/oder die Einbuchtung des Düsenelements relativ zur Mittelebene z. B. zu mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% außermittig angeordnet sein, sodass insbesondere die Verteilausnehmung, der Verteilschlitz und/oder die Einbuchtung vorzugsweise zu mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% zweckmäßig auf der einen Seite der Mittelebene und deren Rest zweckmäßig auf der anderen Seite der Mittelebene angeordnet sein kann.
Es ist möglich, dass die Vorsprünge im Wesentlichen bündig mit der Abspritzkante des Düsenelements, mit der Abspritzkante des weiteren Düsenelements und/oder mit der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements angeordnet sind, insbesondere sodass die Vorsprünge die Austrittsöffnung beidseitig außen begrenzen und/oder zwischen den Vorsprüngen und der Abspritzkante des Düsenelements, der Abspritzkante des weiteren Düsenelements und/oder der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements beidseitig kein Durchlassspalt für das Auftragsmaterial vorhanden ist.
Alternativ ist es möglich, dass die Vorsprünge versetzt (zweckmäßig rückversetzt) zu der Abspritzkante des Düsenelements, der Abspritzkante des weiteren Düsenelements und/oder der Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements angeordnet sind, um (zweckmäßig einseitig oder beidseitig) einen Durchlassspalt (z. B. mit einer Höhe von vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2,0 mm) für das Auftragsmaterial zu erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft eine Randanhäufung bei einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugten Applikation reduziert werden. Es ist möglich, dass (insbesondere relativ zur Mittelebene) zumindest eines von folgendem im Wesentlichen mittig ausgerichtet ist und/oder symmetrisch ausgebildet ist: die Austrittsöffnung, der Zuführkanal, insbesondere dessen Eingangsöffnung, des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements, die Abspritzkante des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements , das konkave Kantensegment des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements, die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements und/oder die Abspritzkante deszusätzlichen Düsenelements.
Alternativ oder ergänzend können z. B. die zwei Kantenbereiche und/oder die zwei Vorsprünge zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements (insbesondere relativ zur Mittelebene) im Wesentlichen mittig ausgerichtet sein und/oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein.
Die Einbuchtung, die Verteilkante, die Verteilausnehmung, der Verteilschlitz, das konkave Kantensegment und/oder das konvexe Kantensegment zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann z. B. eine Sehne aufweisen, wobei die Sehne relativ zur Mittelebene einen Sehnenwinkel von vorzugsweise kleiner 90°, 85° oder 80° und/oder von größer 55°, 60° oder 65° umfassen kann.
Das konkave Kantensegment zweckmäßig des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements kann z. B. eine Sehne aufweisen, die relativ zur Mittelebene einen Sehnenwinkel von z. B. im Wesentlichen 90° aufweisen kann.
Es ist möglich, dass das Düsenelement eine Düsenplatte ist, das weitere Düsenelement eine Düsenplatte ist und/oder das zusätzliche Düsenelement eine Düsenplatte ist.
Die Asymmetrie (z. B. der Verteilausnehmung, der Einbuchtung und/oder der Verteilkante des Düsenelements, aber auch vorzugsweise der anderen asymmetrischen Teile wie hierin offenbart) kann (z. B. von links nach rechts) linear oder nicht linear sein. Die Asymmetrie kann zweckmäßig variabel gestaltet werden.
Die Asymmetrie kann auch aus der Mittelebene zu nur einer Seite asymmetrisch ausgebildet sein, wobei insbesondere das Verhältnis zwischen Mittelebene und Außenbereich der Verteilausnehmung z. B. mindestens 1,5; 2,0; oder 2,5 betragen kann. An der Austrittsöffnung kann die Materialmenge vorzugsweise von der einen Seite der Austrittsöffnung (z. B. links) zu der anderen Seite der Austrittsöffnung (z. B. rechts) insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich zunehmen.
Zu erwähnen ist, dass vorzugsweise das Düsenelement und das weitere Düsenelement und optional das zusätzliche Düsenelement den Spritzstrahl formen, insbesondere in Bezug auf die Materi- almengen-Verteilung entlang der Austrittsöffnung.
Das Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement dient vorzugsweise dazu, die Austrittsöffnung und/oder die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements seitlich zu begrenzen.
Möglich ist auch, dass das weitere Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement vorzugsweise dazu dient, die Austrittsöffnung und/oder die Verteilausnehmung des Düsenelements seitlich zu begrenzen.
Die Düsenvorrichtung dient vorzugsweise zum Erzeugen eines im Wesentlichen oversprayfreien Spritzstrahls.
Das Auftragsmaterial kann z. B. ein viskoses oder hochviskoses Auftragsmaterial sein.
Das Auftragsmaterial kann z. B. ein Plastisol sein, insbesondere ein PVC-Plastisol (PVC: Polyvinylchlorid).
Das Auftragsmaterial kann z. B. ein Lack sein.
Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise schlitzförmig, insbesondere mit einer zweckmäßigen Längserstreckung.
Das Düsenelement, das weitere Düsenelement und/oder das zusätzliche Düsenelement kann vorzugsweise eine Außenplatte sein.
Das Düsenelement und/oder das weitere Düsenelement kann z. B. eine Innenplatte sein. Zu erwähnen ist, dass das Düsenelement und/oder das weitere Düsenelement, insbesondere die Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements und/oder die Verteilausnehmung des Düsenelements, z. B. eine mittige Ausnehmung, beidseitig außen abstehende Vorsprünge und/oder zwei Kantenbereiche aufweisen kann.
Im Kontext der Erfindung sind Ausführungsbeispiele möglich, bei denen das Düsenelement und/oder das weitere Düsenelement eine insbesondere asymmetrische Verteilausnehmung für das Auftragsmaterial aufweisen kann, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben.
Die Erfindung umfasst auch einen Applikationsroboter mit einer Düsenvorrichtung wie hierin offenbart. Der Applikationsroboter dient zweckmäßig zum Führen der Düsenvorrichtung entlang eines Kraftfahrzeug-Bauteils, insbesondere eines gekrümmten Kraftfahrzeug-Bauteils.
Das Kraftfahrzeug-Bauteil kann z. B. eine Karosserie und/oder Anbauteil hierfür sein.
Das Kraftfahrzeug-Bauteil kann z. B. ein Schweller sein.
Der Applikationsroboter kann z. B. mehrere Roboterarme und insbesondere eine mehrachsige Roboterhand aufweisen.
Die Erfindung betrifft auch ein Applikationsverfahren mit einer Düsenvorrichtung zur Abgabe eines (z. B. asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen) Spritzstrahls eines Auftragsmaterials auf ein (vorzugsweise gekrümmtes) Kraftfahrzeug-Bauteil.
Die Düsenvorrichtung umfasst eine (vorzugsweise stirnseitige, schlitzförmige und/oder konvex gekrümmte) Austrittsöffnung für das Auftragsmaterial und ein Düsenelement, wobei die Düsenvorrichtung und/oder das Düsenelement eine asymmetrische Verteilausnehmung für das Auftragsmaterial aufweist, sodass eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung verteilt wird und/oder eine entlang der Austrittsöffnung sich (z. B. im Wesentlichen kontinuierlich) veränderliche Materialmenge ausgegeben wird.
Das Applikationsverfahren kann insbesondere mit einer Düsenvorrichtung und/oder einem Applikationsroboter wie hierin offenbart ausgeführt werden. Die Offenbarung zur Düsenvorrichtung und/oder zum Applikationsroboter gilt somit entsprechend für das Applikationsverfahren und umgekehrt.
Es ist möglich, dass auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil eine Applikationsbahn mit sich im Wesentlichen kontinuierlich verändernder (vorzugsweise zunehmender) Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt wird, vorzugsweise mit einer von oben nach unten im Wesentlichen kontinuierlich zunehmenden oder abnehmenden Schichtstärke des Auftragsmaterials.
Die Applikationsbahn kann z. B. im Querschnitt asymmetrisch und/oder gekrümmt ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Applikationsbahn vorteilhaft mit einer insbesondere scharfen Applikationskante abschließen. Mit einer scharfen Applikationskante ist im Kontext der Erfindung vorzugsweise eine im Wesentlichen geradlinige Kante gemeint, die insbesondere bei Betrachtung mit dem menschlichen Auge keine erkennbaren Wellen aufweist und/oder deren Schichtstärkenverteilung so homogen ist, dass für das menschliche Auge eine glatte Oberflächenbeschaffenheit erkennbar ist. Bevorzugt ist, dass die Wellen ein Vorstehmaß von z. B. weniger als 2,0 mm; 1,5 mm; 1 mm, 0,5 mm; 0,2 mm oder 0,1mm aufweisen.
Auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil können z. B. mehrere (vorzugsweise im Wesentlichen parallel verlaufende) Applikationsbahnen mit sich verändernder Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt werden, wobei benachbarte Applikationsbahnen einander überlappen können, vorzugsweise um eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke der Applikation zu erzeugen.
Der Spritzstrahl kann z. B. asymmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet werden, z. B. in Abhängigkeit eines Auftragsmittel-Volumenstroms.
Es ist möglich, dass in Abhängigkeit eines (z. B. nur temporär verändertem) Auftragsmaterial-Volumenstroms der Spritzstrahl und/oder eine Strahlbreite des Spritzstrahls asymmetrisch verändert wird, z. B. relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung, insbesondere relativ zur Mittelebene.
Somit kann eine Strahlbreite z. B. auf der einen Seite der Mittelachse der Austrittsöffnung stärker zunehmen oder abnehmen als auf der anderen Seite der Mittelachse, wodurch z. B. ein Spritzstrahl erzeugt werden kann, dessen Strahlbreite relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung auf der einen Seite größer ist als auf der anderen Seite. Folglich kann eine Strahlbreite auf der einen Seite der Mittelachse der Austrittsöffnung z. B. größer sein als eine Strahlbreite auf der anderen Seite der Mittelachse der Austrittsöffnung.
Eine Mittelachse des Spritzstrahls kann vorzugsweise von einer Mittelachse der Austrittsöffnung abweichen.
Ein asymmetrischer Spritzstrahl kann z. B. genutzt werden, um vorteilhaft gezielt Teilabschnitte (z. B. Löcher oder Bolzen) auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil mittels des Spritzstrahls zu umgehen, optional in Kombination mit einer (zweckmäßig mittels eines Applikationsroboters erzeugten) Ausweichbewegung der Düsenvorrichtung (von z. B. nur ca. 2mm bis 4mm).
Durch eine Änderung eines Auftragsmaterial-Volumenstroms kann somit auch die Strahlbreite des Sprühstrahls verändert werden. Dies geschieht aber insbesondere nicht symmetrisch. Vielmehr kann der Spritzstrahl relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung zweckmäßig versetzt werden. Je mehr Auftragsmaterial fließt, desto zentrierter kommt der Spritzstrahl aus der Austrittsöffnung.
Im Kontext der Erfindung ist es somit z. B. möglich, dass sich die Strahlbreite insbesondere relativ zur Mittelachse der Austrittsöffnung, insbesondere relativ zur Mittelebene asymmetrisch verändern kann. Im Gegensatz dazu verändert sich bei einer Änderung eines Auftragsmaterial-Volumenstroms einer üblichen symmetrischen Düsenkonfiguration die Strahlbreite nicht asymmetrisch, sondern beidseitig gleichermaßen.
Es ist möglich, dass die Austrittsöffnung mit ihrer Mittelachse während der Abgabe des Auftragsmaterials einen Anstellwinkel von z. B. zwischen 85° und 95° (insbesondere im Wesentlichen 90°) relativ zur Applikationsoberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils aufweist.
Das Kraftfahrzeug-Bauteil ist vorzugsweise gekrümmt und/oder ein Schweller.
Der Spritzstrahl kann z. B. auf eine konvex gekrümmte Oberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils aufgebracht werden.
Es ist möglich, dass eine auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugte Applikation in einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils z. B. eine größere oder kleinere Schichtstärke aufweist als in einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass eine Schichtstärke einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugten Applikation von einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils zu einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils, insbesondere kontinuierlich, abnimmt oder zunimmt.
Die Applikation ist vorzugsweise eine Beschichtung, z. B. insbesondere eine durch das Auftragsmaterial auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil erzeugte Beschichtung.
Die Applikation kann z. B. eine Sicht-Applikation sein, also insbesondere eine Applikation im äußeren Sichtbereich des Kraftfahrzeug-Bauteils, weshalb sie üblicherweise qualitativ hochwertig herzustellen ist.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Düsenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 ein Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3 ein weiteres Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 4 ein zusätzliches Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 das Düsenelement und das weitere Düsenelement in Funktionsstellung, insbesondere mit schematisch dargestellter Materialmenge, die asymmetrisch entlang einer Austrittsöffnung verteilt ist und/oder sich entlang der Austrittsöffnung verändert, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 6 eine stark schematische Ansicht auf eine Stirnseite dreier Düsenelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 7 ein Düsenelement und ein weiteres Düsenelement gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figuren 8A und 8B stark schematisch dargestellte asymmetrische Spritzstrahlen, insbesondere mit asymmetrisch veränderter Strahlbreite gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 9 ein Applikationsschema, insbesondere eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Applikation (z. B. eine Applikationsbahn) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figuren 10A bis 10D Applikationskonstellationen zum Beschichten eines gekrümmten Kraftfahrzeug-Bauteils,
Figur 11 schematisch Stand der Technik, bei dem eine Materialmenge symmetrisch entlang einer Austrittsöffnung verteilt ist und/oder eine gleichbleibende Materialmenge entlang der Austrittsöffnung ausgeben wird,
Figuren 12 bis 14 eine Düsenvorrichtung, insbesondere ein Düsenelement und ein weiteres Düsenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 15 eine schematische Darstellung der Wirkweise des Ausführungsbeispiels der Figuren 12 bis 14, insbesondere nach dem Prinzip „Wegwiderstände",
Figuren 16 bis 18 eine Düsenvorrichtung, insbesondere ein Düsenelement und ein weiteres Düsenelement gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 19 eine schematische Darstellung der Wirkweise des Ausführungsbeispiels der Figuren 16 bis 18, insbesondere nach dem Prinzip „Spaltwiderstände".
Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann, um Wiederholungen zu vermeiden. Zu Darstellungszwecken sind nicht alle Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen. Im Folgenden wird eine Düsenvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 beschrieben.
Figur 1 zeigt hierbei eine perspektivische Ansicht der Düsenvorrichtung 100, die eine stirnseitige, schlitzförmige, konvex gekrümmte Austrittsöffnung 10 zur Abgabe eines, vorzugsweise asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen, Spritzstrahls S eines Auftragsmaterials aufweist. Die Austrittsöffnung 10 kann alternativ aber auch z. B. geradlinig ausgeführt sein.
Der Spritzstrahl S kann z. B. auf ein zweckmäßig gekrümmtes Kraftfahrzeug-Bauteil 200 appliziert werden, insbesondere auf einen Schweller wie z. B. in den Figuren 10A bis 10D gezeigt.
Die Düsenvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise mehrere Düsenelemente, nämlich ein Düsenelement 1, ein weiteres Düsenelement 20 und ein zusätzliches Düsenelement 30, die die Austrittsöffnung 10 zweckmäßig begrenzen können und insbesondere als Düsenplatten ausgebildet sein können. Das weitere Düsenelement 20 ist vorzugsweise zwischen dem Düsenelement 1 und dem zusätzlichen Düsenelement 30 angeordnet. Das Düsenelement 1, das weitere Düsenelement 20 und das zusätzliches Düsenelement 30 können vorzugsweise zwischen zwei Klemmteilen eingeklemmt sein.
Das Düsenelement 1 und/oder die Düsenvorrichtung 100 umfasst eine asymmetrische Verteilausnehmung 2 für das Auftragsmaterial. Die asymmetrische Verteilausnehmung 2 ermöglicht insbesondere, eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung 10 zu verteilen und/oder eine sich entlang der Austrittsöffnung 10 veränderliche Materialmenge auszugeben, wobei die Materialmenge insbesondere entlang der Austrittsöffnung 10 vorzugsweise kontinuierlich zunehmen kann. Somit kann vorteilhaft ein Spritzstrahl S erzeugt werden, dessen Materialmenge sich über die Strahlbreite sb des Spritzstrahls S ebenso asymmetrisch verändert.
Demgegenüber zeigt Figur 11 schematisch Stand der Technik, bei dem eine Materialmenge symmetrisch entlang einer Austrittsöffnung verteilt wird und/oder eine gleichbleibende Materialmenge entlang der Austrittsöffnung ausgeben wird.
Wie z. B. schematisch in Figur 5 gezeigt, kann die Materialmenge entlang der Austrittsöffnung 10 (z. B. von rechts nach links) im Wesentlichen kontinuierlich zunehmen. Die Verteilausnehmung 2 umfasst eine konkav gekrümmte Einbuchtung 3.1 und eine stirnseitige, gekrümmte Verteilkante 3.2 für das Auftragsmaterial, wobei die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 auch zumindest abschnittsweise geradlinig und/oder polygonal ausgebildet sein können.
Die Einbuchtung 3.1 dient vorzugsweise zum Aufstauen des Auftragsmaterials, wobei das Auftragsmaterial zweckmäßig über die Verteilkante 3.2 der Austrittsöffnung 10 zugeführt werden kann.
Die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 kann zumindest abschnittsweise geradlinig (z. B. polygonal) ausgebildet sein, zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit gleichbleibender Krümmung (z. B. gleichbleibendem Krümmungsradius r3) aufweisen und/oder zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit sich, vorzugsweise kontinuierlich, verändernder Krümmung (z. B. sich verändernden Krümmungsradius r3) aufweisen.
Die Bogenform kann z. B. im Wesentlichen einer Kreisbogenform entsprechen, wobei zweckmäßig auch andere (z. B. gekrümmte und/oder zumindest abschnittsweise geradlinige) Formen möglich sind.
Das Düsenelement 1 weist auch einen Zuführkanal 4 zum Zuführen des Auftragsmaterials auf, wobei der Zuführkanal 4 in die Verteilausnehmung 2 mündet.
Auch umfasst das Düsenelement 1 eine stirnseitige, insbesondere konvex gekrümmte Abspritzkante 10.1. Alternativ kann das Düsenelement 1 auch eine gerade Abspritzkante 10.1 aufweisen.
Das Düsenelement 1 kann somit eine z. B. konkave Einbuchtung 3.1 und eine z. B. konvexe Abspritzkante 10.1 umfassen und somit eine asymmetrisch konkav-konvexe Düsenelementkontur aufweisen.
Wie in Figur 5 gezeigt, kann zwischen der Verteilkante 3.2 und der Abspritzkante 10.1 ein Abstand dl, d2 (zweckmäßig Durchlasspalt) definiert sein, wobei sich der Abstand dl, d2 entlang der Verteilkante 3.2 z. B. um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0 oder 2,5 vergrößern kann. In Figur 5 nimmt der Abstand dl, d2 beispielhaft von links nach rechts zu, vorzugsweise kontinuierlich zu. Der Abstand dl kann z. B. 3mm betragen und der Abstand d2 kann z. B. 6mm betragen. Die Materialmenge kann z. B. entlang der Austrittsöffnung 10 zumindest abschnittsweise zunehmen, zumindest abschnittsweise abnehmen und/oder zumindest abschnittsweise im Wesentlichen konstant bleiben.
Es ist aber z. B. auch möglich, dass die Materialmenge entlang der im Wesentlichen gesamten Austrittsöffnung 10 zunimmt.
Die Materialmenge kann z. B. im Wesentlichen kontinuierlich zunehmen, insbesondere um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0 oder 2,5.
Das weitere Düsenelement 20 weist insbesondere eine im Wesentlichen symmetrische Verteilausnehmung 21 für das Auftragsmaterial auf, wobei die Verteilausnehmung 21 das weitere Düsenelement 20 vorzugsweise vollständig durchdringt, wie z. B. in Figur 3 gezeigt.
Die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 umfasst eine mittige Ausnehmung 22, beidseitig außen abstehende Vorsprünge 23, und beidseitig zwischen den Vorsprüngen 23 und der mittigen Ausnehmung 22 jeweils einen, vorzugsweise im Wesentlichen geradlinigen, Kantenbereich 24.1, 24.2.
Die mittige Ausnehmung 22 umfasst einen mittigen Bogenabschnitt 22.1 und zwei an den mittigen Bogenabschnitt 22.1 angrenzende äußere Bogenabschnitte 22.2, 22.3
Wie in Figur 5 zu sehen, kann die Verteilkante 3.2 zweckmäßig oben mit einem ersten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem ersten äußeren Bogenabschnitt 22.2 und dem ersten Kantenbereich 24.1 anschließen. Die Verteilkante 3.2 kann zweckmäßig unten mit einem zweiten Ende an einen Übergangsbereich zwischen dem mittigen Bogenabschnitt 22.1 und dem zweiten äußeren Bogenabschnitt 22.3 anschließen.
Die Verteilausnehmung 2 des Düsenelements 1 und die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 überlappen einander und/oder bilden eine gemeinsame Verteilkammer für das Auftragsmittel, was ebenfalls z. B. in Figur 5 zu sehen ist.
Die Verteilausnehmung 2 des Düsenelements 1 ist abspritzseitig geschlossen (z. B. Figur 2), wobei die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 abspritzseitig geöffnet ist (z. B. Figur 3). Die Verteilausnehmung 2 des Düsenelements 1 kann orthogonal zum Düsenelement 1, insbesondere orthogonal zur Plattenebene des Düsenelements 1, in die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20 münden, insbesondere zumindest abschnittsweise innerhalb und zumindest abschnittsweise außerhalb der mittigen Ausnehmung 22 (z. B. Figur 5).
Das zusätzliche Düsenelement 30 umfasst wie das Düsenelement 1 eine stirnseitige, insbesondere konvex gekrümmte, Abspritzkante 30.1, kann alternativ aber auch eine gerade Abspritzkante 30.1 aufweisen.
Wie sich z. B. aus Figur 4 ergibt, kann das zusätzliche Düsenelement 30 vorzugsweise im Wesentlichen baugleich zum Düsenelement 1 ausgebildet sein, sodass das zusätzliche Düsenelement 30 die Merkmale des Düsenelements 1 wie hierin offenbart aufweisen kann. Die Offenbarung zum Düsenelement 1 gilt somit zweckmäßig ebenfalls für das zusätzliche Düsenelement 30.
Die Verteilausnehmung 2, die Einbuchtung 3.1, die Verteilkante 3.2, der Zuführkanal 4 und/oder die Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und die Verteilausnehmung, die Einbuchtung, die Verteilkante, der Zuführkanal und/oder die Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30.1 sind im Wesentlichen bündig zueinander ausgerichtet (insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet) und/oder erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander.
Die Austrittsöffnung 10 erstreckt sich zwischen der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30, und vorzugsweise zumindest abschnittsweise zwischen den Vorsprüngen 23 des weiteren Düsenelements 20, wie z. B. in den Figuren 1 und 6 gezeigt.
Die Düsenvorrichtung 100 kann z. B. eine Mittelebene M aufweisen, die durch eine Mittelachse A der Austrittsöffnung 10 definiert wird und die orthogonal zur schlitzförmigen Austrittsöffnung 10 und/oder orthogonal zur Plattenebene oder allgemein der Elementebene des Düsenelements 1, des weiteren Düsenelements 20 und/oder des zusätzlichen Düsenelements 30 ausgerichtet sein kann.
Die Verteilausnehmung 2, die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 des Düsenelements 1 kann, insbesondere relativ zur Mittelebene M, asymmetrisch ausgebildet sein. Die Austrittsöffnung 10, die Abspritzkante 10.1 des ersten Düsenelements 1, die Verteilausnehmung 21 des weiteren Düsenelements 20, und/oder die Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 kann, insbesondere relativ zur Mittelebene M, im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein.
Figur 2 zeigt z. B., dass die Einbuchtung 3.1 und/oder die Verteilkante 3.2 eine Sehne C aufweisen kann, wobei die Sehne C, insbesondere relativ zur Mittelebene M, einen Sehnenwinkel a von kleiner 90°, 85° oder 80° und/oder von größer 55°, 60° oder 65° aufweisen kann. In Figur 2 beträgt der Sehnenwinkel a beispielhaft ungefähr 70°.
Die Düsenvorrichtung 100 funktioniert insbesondere im Wesentlichen wie folgt.
Das insbesondere viskose oder hochviskose Auftragsmaterial hat die Eigenschaft, sich den Weg des geringsten Widerstands durch die Düsenvorrichtung 100 zu suchen.
Der Abstand dl (zweckmäßig Durchgangsspalt) des Düsenelements 1 ist auf der einen Seite der Austrittsöffnung 10 kürzer (z. B. 3mm) als auf der anderen Seite (z. B. 6mm), wobei die Abstände dl, d2 z. B. in Abhängigkeit von den Randbedingungen (z. B. Viskosität des Auftragsmaterials, gewünschte Schichtstärkenverteilung, etc.) variiert werden können.
Die Düsenvorrichtung 100 erzeugt auf der einen Seite (z. B. in Figur 5 rechts) einen höheren Strömungswiderstand für das Auftragsmaterial als auf der anderen Seite (z. B. in Figur 5 links).
Unter Bezugnahme auf Figur 5 sucht sich somit das von unten einströmende Auftragsmaterial zuerst den Weg (links) am Abstand dl, weil es durch den geringeren Strömungswiderstand dort schneller nach außen strömen kann.
Mit zunehmendem Materialfluss wandert der Spritzstrahl S immer weiter in Richtung Abstand d2 und drängt sich auch am Abstand d2 hindurch. Das geschieht, weil sich durch den höheren Materialfluss in der Düsenvorrichtung 100 ein Rückstau bildet und das Auftragsmaterial nicht schnell genug am Abstand dl mit dem geringeren Strömungswiderstand abfließen kann.
Der Druck in der Düsenvorrichtung 100 erhöht sich und das Auftragsmaterial zwängt sich auch am Abstand d2 mit dem höheren Widerstand nach außen. Die auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 erzeugte Schichtstärke der Applikation, insbesondere einer Applikationsbahn, ist dabei im Querschnitt asymmetrisch.
Die Erfindung ermöglicht z. B. vorteilhaft, mit einem Spritzstrahl S eine Applikation mit im Querschnitt variierender (z. B. abflachender oder ansteigender) Schichtstärke auf einem Kraftfahrzeug- Bauteil 200 zu erzeugen, z. B. bei einem optimalen Anstellwinkel der Düsenvorrichtung 100 zur Oberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils 200 von z. B. ungefähr 90°.
Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft, bei einem zweckmäßig idealen Anstellwinkel (z. B. ungefähr 90°) eines die Düsenvorrichtung 100 tragenden Applikators relativ zum Kraftfahrzeug-Bauteil 200 zweckmäßig oben eine scharfe Applikationskante und eine zweckmäßig von oben nach unten im Wesentlichen kontinuierlich zunehmende Schichtstärke der Applikation zu erzeugen.
Am seitlichen Rand der Applikation gibt es auf beiden Seiten üblicherweise den Effekt einer Randanhäufung des Auftragsmaterials, wobei beim in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel das rechte Ende der Austrittsöffnung 10 eine kleinere Randanhäufung erzeugen würde als das linke Ende.
Die Figuren 1 bis 6 betreffen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorsprünge 23 im Wesentlichen bündig mit der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 10 und mit der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 angeordnet sind, sodass die Vorsprünge 23 die Austrittsöffnung 10 beidseitig außen begrenzen und/oder zwischen den Vorsprüngen 23 und der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 beidseitig kein Durchlassspalt für das Auftragsmittel vorhanden ist.
Figur 7 illustriert ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorsprünge 23 versetzt, insbesondere rückversetzt, zu der Abspritzkante 10.1 des Düsenelements 1 und der Abspritzkante 30.1 des zusätzlichen Düsenelements 30 angeordnet sind, um beidseitig einen Durchlassspalt g (z. B. mit einer Höhe x von vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2,0 mm) für das Auftragsmittel zu erzeugen.
Dadurch kann vorteilhaft eine Randanhäufung einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 erzeugten Applikation reduziert werden. Folglich kann z. B. Auftragsmaterial an Stellen vorteilhaft eingespart werden, die bisher üblicherweise als Überbeschichtung akzeptiert wurden.
Die Erfindung kann auch genutzt werden (z. B. Figuren 8A, 8B und 9), um einen asymmetrischen Spritzstrahl S zu erzeugen und/oder um eine Strahlbreite sb, sbl, sb2 des Spritzstrahls S asymmetrisch zu verändern, vorzugsweise so, dass relativ zur Mittelachse A der Austrittsöffnung 10 eine erste Strahlbreite bl auf der einen Seite der Mittlachse A größer ist als eine zweite Strahlbreite b2 auf der anderen Seite der Mittelachse A, und/der eine Mittelachse des Spritzstrahls S von einer Mittelachse A der Austrittsöffnung 10 abweicht.
Ein asymmetrischer Spritzstrahl S kann z. B. genutzt werden, um vorteilhaft gezielt Teilabschnitte Z (z. B. Löcher oder Bolzen) auf einem Kraftfahrzeug-Bauteil 200 mittels des Spritzstrahls S zu umgehen, optional in Kombination mit einer (zweckmäßig mittels eines Applikationsroboters erzeugten) Ausweichbewegung der Düsenvorrichtung 100 (von z. B. nur ca. 2mm bis 4mm), wie z. B. in Figur 9 gezeigt. In Figur 9 kennzeichnet der Pfeil die Bewegungsrichtung der Düseneinrichtung 100, wobei TCP für Tool Center Point steht.
Im Folgenden wird eine Düsenvorrichtung 100 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 12 bis 15 beschrieben.
Die Figuren 12 bis 15 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem beide gezeigten Düsenelemente eine asymmetrische Verteilausnehmung 2 / 21 aufweisen. Somit kann das in Figur 12 gezeigte Düsenelement als „Düsenelement 1" bezeichnet werden und das in Figur 13 gezeigte Düsenelement kann als „weiteres Düsenelement 20" bezeichnet werden, wobei es aber ebenso möglich ist, das in Figur 12 gezeigte Düsenelement als „weiteres Düsenelement 20" zu bezeichnen und das in Figur 13 gezeigte Düsenelement als „Düsenelement 1" zu bezeichnen. Beispielhaft wird nachfolgend das in Figur 12 gezeigte Düsenelement als Düsenelement 1 bezeichnet und das in Figur 13 gezeigte Düsenelement als weiteres Düsenelement 20 bezeichnet.
Das weitere Düsenelement 20 (zweckmäßig Innenplatte) wird vorzugsweise zwischen dem Düsenelement 1 (zweckmäßig Außenplatte) und einem zusätzlichen Düsenelement 30 (zweckmäßig Außenplatte) angeordnet (vgl. z. B. Figur 1), wobei das zusätzliche Düsenelement 30 im Wesentlichen baugleich zum Düsenelement 1 ausgebildet ist. Das Düsenelement 1, das weitere Düsenelement 20 und das zusätzliches Düsenelement 30 können vorzugsweise zwischen zwei Klemmteilen eingeklemmt sein.
Die Düsenvorrichtung 100 und/oder das Düsenelement 1 umfasst eine asymmetrische Verteilausnehmung 2 für das Auftragsmaterial, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung 10 zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung 10 sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben. Das Düsenelement 1 umfasst einen Zuführkanal 4. Der Zuführkanal 4 weist eine Eingangsöffnung E für das Auftragsmaterial an einer Stirnseite des Düsenelements 1 auf, wobei die Eingangsöffnung E und die Austrittsöffnung 10 vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Der Zuführkanal 4 mündet zweckmäßig in die Verteilausnehmung 2.
Die Düsenvorrichtung 100, insbesondere das Düsenelement 1, umfasst einen insbesondere länglichen, sichelförmigen Verteilschlitz G für das Auftragsmaterial, wobei der Verteilschlitz G zumindest einen Teil der Verteilausnehmung 2 bildet, sich bogenförmig erstreckt und sich insbesondere entlang seiner Längserstreckung zweckmäßig verschmälert.
Der Verteilschlitz G wird durch ein konvexes, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment 3.3 und ein konkaves, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment 3.4, das sich z. B. gegenüber des konvexen Kantensegments 3.3 erstreckt, begrenzt.
Das konvexe Kantensegment 3.3 und das konkave Kantensegment 3.4 sind vorzugsweise Teil des Düsenelements 1, wobei aber Ausführungsbeispiele möglich sind, bei denen das konvexe Kantensegment 3.3 und/oder das konkave Kantensegment 3.4 Teil des weiteren Düsenelements 20 ist.
Das konkave Kantensegment 3.4 kann zweckmäßig einer Verteilkante für das Auftragsmaterial entsprechen.
Der Verteilschlitz G kann außerdem durch ein konvexes, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment XI begrenzt werden, das sich z. B. gegenüber des konkaven Kantensegments 3.4 erstreckt.
Das konvexe Kantensegment XI ist vorzugsweise Teil des weiteren Düsenelements 20.
Der Verteilschlitz G kann somit zweckmäßig begrenzt werden durch das konkave Kantensegment 3.4 und das konvexe Kantensegment 3.3 des Düsenelements 1 sowie durch das konvexe Kantensegment XI des weiteren Düsenelements 20.
Das konkave Kantensegment 3.4 begrenzt abspritzseitig den Verteilschlitz G, sodass der Verteilschlitz G abspritzseitig geschlossen ist. Die Verteilausnehmung 21 hingegen ist abspritzseitig geöffnet. Das konvexe Kantensegment 3.3 und das konvexe Kantensegment XI erstrecken sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander und können entlang ihrer Längserstreckung z. B. im Wesentlichen bündig zueinander ausgerichtet sein.
Die konvexen Kantensegmente 3.3, XI und das konkave Kantensegment 3.4 weisen vorzugsweise unterschiedliche Krümmungsradien auf.
Das konvexe Kantensegment 3.3 umfasst eine Sehne C, die relativ zur Mittelebene M einen Sehnenwinkel a von kleiner 90° und von größer 55° aufweist. In Figur 12 beträgt der Sehnenwinkel a beispielsweise ungefähr 80°.
Das konvexe Kantensegment XI umfasst ebenfalls eine Sehne, die relativ zur Mittelebene M einen Sehnenwinkel von z. B. kleiner 90° und von größer 55° aufweisen kann. In Figur 13 beträgt der Sehnenwinkel beispielsweise ungefähr 85°. In Figur 13 sind die Sehne und der Sehnenwinkel des konvexen Kantensegments XI nicht mit Bezugszeichen versehen.
Das weitere Düsenelement 20, insbesondere dessen Verteilausnehmung 21, umfasst z. B. eine mittige Ausnehmung 22, beidseitig außen abstehende Vorsprünge 23 und zwei Kantenbereiche 24.1,
24.2, vorzugsweise einen ersten Kantenbereich 24.1 und einen zweiten Kantenbereich 24.2, wovon jeweils einer zwischen den Vorsprüngen 23 und vorzugsweise der mittigen Ausnehmung 22 angeordnet ist.
Die mittige Ausnehmung 22 umfasst einen mittigen Bogenabschnitt 22.1 und zwei an den mittigen Bogenabschnitt 22.1 angrenzende äußere Seitenabschnitte 22.2, 22.3, nämlich einen ersten äußeren Seitenabschnitt 22.2 und einen zweiten äußeren Seitenabschnitt 22.3. Die Seitenabschnitte
22.2, 22.3 sind z. B. als Linearabschnitt ausgebildet.
Das konvexe Kantensegment 3.3 und das konvexe Kantensegment XI sind zwischen dem ersten Kantenbereich 24.1 und dem zweiten Kantenbereich 24.2 angeordnet, wobei das konvexe Kantensegment 3.3 und das konvexe Kantensegment XI vom ersten Kantenbereich 24.1 zweckmäßig räumlich beabstandet sind, um einen Durchlass für das Auftragsmaterial zu erzeugen, aber vorzugsweise mit dem zweiten Kantenbereich 24.2 verbunden sein können, um keinen Durchlass für das Auftragsmaterial zu erzeugen. Der Zuführkanal 4, der Verteilschlitz G und die Verteilausnehmung 2 erstrecken sich durch das Düsenelement 1 vollständig orthogonal hindurch, sodass das Düsenelement 1 orthogonal zu seiner Elementebene vollständig durchdrungen wird.
Die Verteilausnehmung 21 erstreckt sich durch das weitere Düsenelement 21 vollständig orthogonal hindurch, sodass das weitere Düsenelement 21 orthogonal zu seiner Elementebene vollständig durchdrungen wird.
Die Figuren 12 bis 15 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Düsenvorrichtung 100, vorzugsweise die den Verteilschlitz G umfassende Verteilausnehmung 2 unterschiedliche Wegwiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt, gemäß deren das Auftragsmaterial entlang der Austrittsöffnung 10 verteilt wird.
Bevorzugt ist dabei, dass das Auftragsmaterial in Längsrichtung der Verteilausnehmung 2 und/oder des Verteilschlitzes G die Verteilausnehmung 2 und/oder den Verteilschlitz G durchströmt und quer zur Längsrichtung aus der Verteilausnehmung 2 und/oder dem Verteilschlitz G austritt, wobei die Verteilausnehmung 2 und/oder der Verteilschlitz G insbesondere unterschiedliche Wegwiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt.
Das Prinzip der unterschiedlichen Wegwiderstände funktioniert unter Bezugnahme auf Figur 15 insbesondere im Wesentlichen wie folgt:
Das insbesondere viskose oder hochviskose Auftragsmaterial hat die Eigenschaft, sich den Weg des geringsten Widerstands durch die Düsenvorrichtung 100 zu suchen.
Das Auftragsmaterial entlang Pfeil A hat einen kurzen und/oder widerstandsfreien Weg und kann ohne Widerstand ausströmen.
Das Auftragsmaterial entlang Pfeil B, C hat einen längeren Weg und somit auch einen höheren Widerstand beim Ausströmen.
Das Auftragsmaterial entlang Pfeil B, C, D, E hat einen noch längeren Weg und somit einen noch höheren Widerstand. Das Auftragsmaterial entlang Pfeil B, C, D, E, F hat den längsten Weg, somit auch den größten Widerstand.
Somit wird das Auftragsmaterial entlang der Pfeile C, D, E, F entlang der Austrittsöffnung 10 zweckmäßig reduziert.
Die reduzierte Menge des Auftragsmaterials ist abhängig von der Verschmälerung (Verjüngung) des Verteilschlitzes G und damit von der Verschmälerung der Verteilausnehmung 2.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 15 wird das Auftragsmaterial vorzugsweise über eine offene Stirnseite SF der Verteilausnehmung 2 und/oder des Verteilschlitzes G in die Verteilausnehmung 2 und/oder den Verteilschlitz G eingeführt. Die Längsseite LS der Verteilausnehmung 2 und/oder des Verteilschlitzes G kann hierbei vorzugsweise geschlossen sein, sodass über die Längsseite LS vorzugsweise kein Auftragsmaterial einführbar ist.
Im Folgenden wird eine Düsenvorrichtung 100 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 16 bis 19 beschrieben.
Das in Figur 16 gezeigte Düsenelement 1 umfasst eine asymmetrische Verteilausnehmung 2, aber auch Merkmale, die in den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen dem weiteren Düsenelement zugeordnet sind. Somit kann das in Figur 16 gezeigte Düsenelement als „Düsenelement 1" bezeichnet werden, wobei es aber ebenso möglich ist, das in Figur 16 gezeigte Düsenelement als „weiteres Düsenelement 20" zu bezeichnen. Beispielhaft wird nachfolgend das in Figur 16 gezeigte Düsenelement als „Düsenelement 1" bezeichnet und das in Figur 17 gezeigte Düsenelement als „weiteres Düsenelement 20" bezeichnet.
Das Düsenelement 1 (zweckmäßig Innenplatte) wird vorzugsweise zwischen dem weiteren Düsenelement 20 (zweckmäßig Außenplatte) und einem zusätzlichen Düsenelement 30 (zweckmäßig Außenplatte) angeordnet (vgl. z. B. Figur 1), wobei das zusätzliche Düsenelement 30 im Wesentlichen baugleich zum weiteren Düsenelement 20 ausgebildet ist. Das Düsenelement 1, das weitere Düsenelement 20 und das zusätzliches Düsenelement 30 können vorzugsweise zwischen zwei Klemmteilen eingeklemmt sein. Die Düsenvorrichtung 100 und/oder das Düsenelement 1 umfasst eine asymmetrische Verteilausnehmung 2 für das Auftragsmaterial, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung 10 zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung 10 sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben.
Die Düsenvorrichtung 100 umfasst einen insbesondere länglichen, sichelförmigen Verteilschlitz G für das Auftragsmaterial, wobei der Verteilschlitz G zumindest einen Teil der Verteilausnehmung 2 bildet, sich bogenförmig erstreckt und sich insbesondere entlang seiner Längserstreckung zweckmäßig verschmälert.
Der Verteilschlitz G wird durch ein konvexes, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment XI und ein konkaves, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment X2, das sich z. B. gegenüber des konvexen Kantensegments XI erstreckt, begrenzt.
Das konvexe Kantensegment XI ist vorzugsweise Teil des Düsenelements 1, wobei aber Ausführungsbeispiele möglich sind, bei denen das konvexe KantensegmentXl Teil des weiteren Düsenelements 20 ist.
Das konkave Kantensegment X2 ist vorzugsweise Teil des weiteren Düsenelements 20.
Der Verteilschlitz G wird somit begrenzt durch das konkave Kantensegment X2 des weiteren Düsenelements 20 sowie durch das konvexe Kantensegment XI des Düsenelements 1.
Das konvexe Kantensegment XI und das konkave Kantensegment X2 weisen zweckmäßig unterschiedliche Krümmungsradien auf.
Das konkave Kantensegment X2 begrenzt abspritzseitig die Verteilausnehmung 21 und/oder den Verteilschlitz G, sodass die Verteilausnehmung 21 und/oder der Verteilschlitz G abspritzseitig geschlossen ist. Die Verteilausnehmung 2 hingegen ist abspritzseitig geöffnet.
Das konvexe Kantensegment XI umfasst eine Sehne C, die relativ zur Mittelebene M einen Sehnenwinkel a von kleiner 90° und von größer 55° aufweist. In Figur 16 beträgt der Sehnenwinkel a beispielsweise ungefähr 70°. Das weitere Düsenelement 20 weist einen Zuführkanal 4 zum Zuführen des Auftragsmaterials auf, wobei der Zuführkanal 4 zweckmäßig in die Verteilausnehmung 21 mündet. Der Zuführkanal 4 kann vorzugsweise eine Eingangsöffnung E für das Auftragsmaterial an einer Stirnseite des weiteren Düsenelements 20 umfassen.
Das weitere Düsenelement 20 umfasst eine insbesondere symmetrische Verteilausnehmung 21. Die Verteilausnehmung 21 wird durch zwei Seitenkanten 25.1, 25.2 und das konkave Kantensegment X2 begrenzt. Die zwei Seitenkanten 25.1, 25.2 weiten sich zum konkaven Kantensegment X2 hin auf und schließen beidseitig an das konkave Kantensegment X2 an.
Die Figuren 16 bis 19 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Düsenvorrichtung 100, vorzugsweise die den Verteilschlitz G umfassende Verteilausnehmung 2 unterschiedliche Spaltwiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt, gemäß deren das Auftragsmaterial entlang der Austrittsöffnung 10 verteilt wird.
Bevorzugt ist dabei, dass das Auftragsmaterial quer zur Längsrichtung der Verteilausnehmung 2 und/oder des Verteilschlitzes G in die Verteilausnehmung 2 und/oder den Verteilschlitz G einströmt und, zweckmäßig nach einem Richtungswechsel, quer zur Längsrichtung aus der Verteilausnehmung 2 und/oder dem Verteilschlitz G austritt, wobei die Verteilausnehmung 2 und/oder der Verteilschlitz G insbesondere unterschiedliche Spaltwiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt.
Das Prinzip der unterschiedlichen Spaltwiderstände funktioniert unter Bezugnahme auf Figur 19 im Wesentlichen wie folgt:
Das insbesondere viskose oder hochviskose Auftragsmaterial hat die Eigenschaft, sich den Weg des geringsten Widerstands durch die Düsenvorrichtung 100 zu suchen.
Das Auftragsmaterial entlang Pfeil A hat einen kurzen und/oder widerstandsfreien Weg und kann ohne Widerstand ausströmen.
Das Auftragsmaterial entlang Pfeil B, C und D muss sich durch den Verteilschlitz G zwischen dem Düsenelement 1 (insbesondere Mittel platte) und dem weiteren Düsenelement 20 (insbesondere Außenplatte) durchzwängen, bevor es aus der Austrittsöffnung 10 austreten kann. Der Verteilschlitz G zwischen dem Düsenelement 1 (insbesondere Mittel platte) und dem weiteren Düsenelement 20 (insbesondere Außenplatte) verringert sich von Maß Ml zu Maß M2 um x mm.
Somit wird die Menge des Auftragsmaterials durch den erhöhten (Spalt-) Widerstand im Materialfluss B, C, D zweckmäßig reduziert.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 19 wird das Auftragsmaterial vorzugsweise über eine offene Längsseite LS (und optional eine offene Stirnseite FS) der Verteilausnehmung 2 und/oder des Verteilschlitzes G in die Verteilausnehmung 2 und/oder den Verteilschlitz G eingeführt, um zweckmäßig eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung 10 zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung 10 sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch Abwandlungen und Modifikationen, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Bezugszeichenliste
1 Düsenelement
2 Verteilausnehmung des Düsenelements
3.1 Einbuchtung des Düsenelements
3.2 Verteilkante des Düsenelements
10.1 Abspritzkante, insbesondere des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements
10 Austrittsöffnung, vorzugsweise schlitzförmige Austrittsöffnung
A Mittelachse der Austrittsöffnung
M Mittelebene
20 weiteres Düsenelement
21 Verteilausnehmung des weiteren Düsenelements
22 mittige Ausnehmung
22.1 mittiger Bogenabschnitt
22.2 erster äußerer Seitenabschnitt, insbesondere Bogenabschnitt oder Linearabschnitt
22.3 zweiter äußerer Seitenabschnitt, insbesondere Bogenabschnitt oder Linearabschnitt
23 Vorsprünge
24.1 erster Kantenbereich
24.2 zweiter Kantenbereich
25.1 Seitenkante
25.2 Seitenkante
30 zusätzliches Düsenelement
30.1 Abspritzkante des zusätzlichen Düsenelements
100 Düsenvorrichtung g Durchlassspalt
S Spritzstrahl sb Strahlbreite des Spritzstrahls, vorzugsweise Strahlgesamtbreite sbl erste Strahlbreite sb2 zweite Strahlbreite
C Sehne a Sehnenwinkel
200 Kraftfahrzeug-Bauteil
Z nicht zu beschichtender Teilabschnitt des Kraftfahrzeug-Bauteils
G Verteilschlitz XI konvexes Kantensegment, insbesondere des Düsenelements und/oder des weiteren Düsenelements
X2 konkaves Kantensegment, insbesondere des weiteren Düsenelements
3.3 konvexes Kantensegment, insbesondere des Düsenelements 3.4 konkaves Kantensegment, insbesondere des Düsenelements
E Eingangsöffnung
FS Stirnseite
LS Längsseite

Claims

ANSPRÜCHE
1. Düsenvorrichtung (100) zur Abgabe eines Spritzstrahls (S) eines Auftragsmaterials, mit einer, vorzugsweise schlitzförmigen und/oder konvex gekrümmten, Austrittsöffnung (10) für das Auftragsmaterial und einem Düsenelement (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) und/oder das Düsenelement (1) eine asymmetrische Verteilausnehmung (2) für das Auftragsmaterial aufweist, vorzugsweise um eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung (10) zu verteilen und/oder um eine entlang der Austrittsöffnung (10) sich, vorzugsweise kontinuierlich, veränderliche Materialmenge auszugeben.
2. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) eine Einbuchtung (3.1) für das Auftragsmaterial aufweist, vorzugsweise eine konkave Einbuchtung (3.1).
3. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) eine Verteilkante (3.2) für das Auftragsmaterial aufweist, über die das Auftragsmaterial der Austrittsöffnung (10) zuführbar ist.
4. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (3.1) und/oder die Verteilkante (3.2) sich zumindest abschnittsweise geradlinig erstreckt, zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit gleichbleibender Krümmung aufweist und/oder zumindest abschnittsweise eine Bogenform mit sich, vorzugsweise kontinuierlich, verändernder Krümmung aufweist.
5. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) eine gerade oder eine konvex gekrümmte Abspritzkante (10.1) aufweist.
6. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialmenge entlang der Austrittsöffnung (10) zunimmt, vorzugsweise im Wesentlichen kontinuierlich zunimmt, insbesondere um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0, und/oder zwischen der Verteilkante (3.2) und der Abspritzkante (10.1) ein Abstand (dl, d2) definiert wird und sich der Abstand (dl, d2) entlang der Verteilkante (3.2) um zumindest den Faktor 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; oder 3,0 vergrößert.
7. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) einen, vorzugsweise sichelförmigen, Verteilschlitz (G) für das Auftragsmaterial aufweist, wobei der Verteilschlitz (G) einen Teil der Verteilausnehmung (2) bildet, sich bogenförmig erstreckt und/oder sich entlang seiner Längserstreckung verschmälert.
8. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilschlitz (G) durch ein konvexes, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment (3.3, XI) und ein konkaves, vorzugsweise bogenförmiges, Kantensegment (3.4, X2) begrenzt wird.
9. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das konvexe Kantensegment (3.3, XI) eine Längserstreckung aufweist und das konkave Kantensegment (3.4, X2) eine Längserstreckung aufweist, wobei die Längserstreckung des konvexen Kantensegments (3.3, XI) kleiner ist als die Längserstreckung des konkaven Kantensegments (3.4, X2), und/oder das konvexe Kantensegment (3.3, XI) und das konkave Kantensegment (3.4, X2) unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen.
10. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2), der Verteilschlitz (G), die Einbuchtung (3.1), die Verteilkante (3.2), das konkave Kantensegment (3.4, X2) und/oder das konvexe Kantensegment (3.3, XI) zur Austrittsöffnung (10) hin gekrümmt ist.
11. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100), vorzugsweise die Verteilausnehmung (2), der Verteilschlitz (G), die Einbuchtung (3.1) und/oder die Verteilkante (3.2), unterschiedliche Spaltwiderstände, Wegwiderstände und/oder Strömungswiderstände für das Auftragsmaterial erzeugt, vorzugsweise gemäß deren das Auftragsmaterial entlang der Austrittsöffnung (10) verteilt wird.
12. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmaterial in Längsrichtung der Verteilausnehmung (2) und/oder des Verteilschlitzes (G) die Verteilausnehmung (2) und/oder den Verteilschlitz (G) durchströmt und quer zur Längsrichtung aus der Verteilausnehmung (2) und/oder dem Verteilschlitz (2) austritt, oder
Auftragsmaterial quer zur Längsrichtung der Verteilausnehmung (2) und/oder des Verteilschlitzes (G) in die Verteilausnehmung (2) und/oder den Verteilschlitz (G) einströmt und quer zur Längsrichtung aus der Verteilausnehmung (2) und/oder dem Verteilschlitz (G) austritt.
13. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) ein weiteres Düsenelement (20) aufweist und das weitere Düsenelement (20) eine, vorzugsweise im Wesentlichen symmetrische oder asymmetrische, Verteilausnehmung (21) für das Auftragsmaterial umfasst, und/oder eine gerade oder eine konvex gekrümmte Abspritzkante (10.1) umfasst.
14. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) und/oder das weitere Düsenelement (20) einen Zuführkanal (4) zum Zuführen des Auftragsmaterials aufweist, wobei der Zuführkanal (4) in die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) und/oder die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) mündet.
15. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) und die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) einander überlappen und/oder eine gemeinsame Verteilkammer für das Auftragsmaterial bilden.
16. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) und/oder das weitere Düsenelement (20) aufweist: eine mittige Ausnehmung (22), beidseitig außen abstehende Vorsprünge (23), und/oder zwei Kantenbereiche (24.1, 24.2), vorzugsweise einen ersten Kantenbereich (24.1) und einen zweiten Kantenbereich (24.2), wovon jeweils einer vorzugsweise zwischen den Vorsprüngen (23) und der mittigen Ausnehmung (22) angeordnet ist.
17. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Ausnehmung (22) einen mittigen Bogenabschnitt (22.1) und zwei an den mittigen Bogenabschnitt (22.1) angrenzende äußere Seitenabschnitte (22.2, 22.3) aufweist, nämlich einen ersten äußeren Seitenabschnitt (22.2) und einen zweiten äußeren Seitenabschnitt (22.3), wobei vorzugsweise die Seitenabschnitte (22.2, 22.3) Bogenabschnitte oder Linearabschnitte sind.
18. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) und/oder der Verteilschlitz (G) abspritzseitig geöffnet oder geschlossen ist und vorzugsweise orthogonal zum Düsenelement (1) in die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) mündet, und/oder die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) abspritzseitig geöffnet o- der geschlossen ist.
19. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (4), der Verteilschlitz (G) und/oder die Verteilausnehmung (2) sich durch das Düsenelement (1) vollständig orthogonal hindurch erstreckt, und/oder der Zuführkanal (4), der Verteilschlitz (G) und/oder die Verteilausnehmung (21) sich durch das weitere Düsenelement (20) vollständig orthogonal hindurch erstreckt.
20. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) ein zusätzliches Düsenelement (30) umfasst, das eine gerade oder eine konvex gekrümmte Abspritzkante (30.1) aufweist.
21. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Düsenelement (30) baugleich zum Düsenelement (1) oder baugleich zum weiteren Düsenelement (20) ausgeführt ist.
22. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Düsenelement (20) zwischen dem Düsenelement (1) und dem zusätzlichen Düsenelement (30) angeordnet ist, oder das Düsenelement (1) zwischen dem weiteren Düsenelement (20) und dem zusätzlichen Düsenelement (30) angeordnet ist.
23. Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2) des Düsenelements (1) und/oder die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20) und eine baugleiche Ausnehmung des zusätzlichen Düsenelements (30) bündig zueinander ausgerichtet sind und/oder sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, die Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) und/oder oder die Abspritzkante (10.1) des weiteren Düsenelements (20) und die Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30.1) bündig zueinander ausgerichtet sind und/oder sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, und/oder die Austrittsöffnung (10) sich zwischen der Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) oder der Abspritzkante (10.1) des weiteren Düsenelements (20) und der Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30) erstreckt.
24. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) eine Mittelebene (M) aufweist, die durch eine Mittelachse (A) der Austrittsöffnung (10) definiert wird und die orthogonal zur Austrittsöffnung (10) und/oder zur Elementebene des Düsenelements (1) ausgerichtet ist.
25. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2), die Einbuchtung (3.1), das konvexe Kantensegment (3.3, XI), der Verteilschlitz (G) und/oder die Verteilkante (3.2) des Düsenelements (1) relativ zur Mittelebene (M) asymmetrisch ausgebildet ist, und/oder die Verteilausnehmung (21), das konvexe Kantensegment (3.3, XI) und/oder das konkave Kantensegment (3.4, X2) des weiteren Düsenelements (20) relativ zur Mittelebene (M) asymmetrisch oder symmetrisch ausgebildet ist.
26. Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (23) im Wesentlichen bündig mit der Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1), mit der Abspritzkante (10.1) des weiteren Düsenelements (20) und/oder mit der Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30.1) angeordnet sind, oder die Vorsprünge (23) versetzt zu der Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1), der Abspritzkante (10.1) des weiteren Düsenelements (20) und/oder der Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30.1) angeordnet sind, um einen Durchlassspalt (g) für das Auftragsmaterial zu erzeugen.
27. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von folgendem, insbesondere relativ zur Mittelebene (M), mittig ausgerichtet ist und/oder symmetrisch ausgebildet ist: die Austrittsöffnung (10), die Abspritzkante (10.1) des Düsenelements (1) und/oder des weiteren Düsenelements (20), die Verteilausnehmung (21) des weiteren Düsenelements (20), das konkave Kantensegment (3.4, X2) des Düsenelements (1) und/oder des weiteren Düsenelements (20), die zwei Kantenbereiche (24.1, 24.2) des Düsenelements (1) und/oder des weiteren Düsenelements (20), die zwei Vorsprünge (23) des Düsenelements (1) und/oder des weiteren Düsenelements (20), der Zuführkanal (4) des Düsenelements (1) und/oder des weiteren Düsenelements (20), und/oder die Abspritzkante (30.1) des zusätzlichen Düsenelements (30).
28. Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilausnehmung (2), die Einbuchtung (3.1), die Verteilkante (3.2), der Verteilschlitz (G) und/oder das konvexe Kantensegment (3.3, XI) eine Sehne (C) aufweist und die Sehne (C) relativ zur Mittelebene (M) einen Sehnenwinkel (a) von kleiner 90°, 85° oder 80° und/oder von größer 55°, 60° oder 65° aufweist.
29. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (1) eine Düsenplatte ist, das weitere Düsenelement (20) eine Düsenplatte ist und/oder das zusätzliche Düsenelement (30) eine Düsenplatte ist.
30. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmaterial ein viskoses oder hochviskoses Auftragsmaterial ist.
31. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) zur Ausgabe eines asymmetrischen oder im Wesentlichen symmetrischen Spritzstrahls (S) eingerichtet ist.
32. Applikationsroboter mit einer Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
33. Applikationsverfahren mit einer Düsenvorrichtung (100) zur Abgabe eines Spritzstrahls (S) eines Auftragsmaterials auf ein Kraftfahrzeug-Bauteil (200), vorzugsweise ausgeführt mit einer Düsenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 31 oder einem Applikationsroboter nach Anspruch 32, wobei: die Düsenvorrichtung (100) eine Austrittsöffnung (10) für das Auftragsmaterial und ein Düsenelement (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (100) und/oder das Düsenelement (1) eine asymmetrische Verteilausnehmung (2) für das Auftragsmaterial aufweist, sodass eine Materialmenge asymmetrisch entlang der Austrittsöffnung (10) verteilt wird und/oder eine entlang der Austrittsöffnung (10) sich veränderliche Materialmenge ausgegeben wird.
34. Applikationsverfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) eine Applikationsbahn mit sich, insbesondere kontinuierlich, verändernder Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt wird, vorzugsweise mit einer von oben nach unten kontinuierlich zunehmenden oder abnehmenden Schichtstärke des Auftragsmaterials.
35. Applikationsverfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsbahn im Querschnitt asymmetrisch ausgebildet ist, im Querschnitt gekrümmt ausgebildet ist, und/oder mit einer scharfen Applikationskante abschließt.
36. Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) mehrere Applikationsbahnen mit sich, insbesondere kontinuierlich, verändernder Schichtstärke des Auftragsmaterials erzeugt werden, wobei benachbarte Applikationsbahnen einander überlappen, insbesondere um eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke der Applikation zu erzeugen.
37. Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzstrahl (S) asymmetrisch ausgebildet ist.
38. Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise in Abhängigkeit eines Auftragsmaterial-Volumenstroms, der Spritzstrahl (S) asymmetrisch verändert wird und/oder eine Strahlbreite (sb, sbl, sb2) des Spritzstrahls (S) asymmetrisch verändert wird, vorzugsweise so, dass relativ zur Mittelachse (A) der Austrittsöffnung (10) eine erste Strahlbreite (bl) auf der einen Seite der Mittlachse (A) größer ist als eine zweite Strahlbreite (b2) auf der anderen Seite der Mittelachse (A), und/der eine Mittelachse des Spritzstrahls (S) von einer Mittelachse (A) der Austrittsöffnung (10) abweicht.
39. Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (10) mit ihrer Mittelachse (A) während der Abgabe des Auftragsmaterials einen Anstellwinkel von zwischen 85° und 95°, vorzugsweise im Wesentlichen 90°, relativ zur Applikationsoberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) aufweist.
40. Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug-Bauteil (200) gekrümmt ist und/oder ein Schweller ist und/oder der Spritzstrahl (S) auf eine konvex gekrümmte Oberfläche des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) aufgebracht wird.
41. Applikationsverfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) erzeugte Applikation in einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) eine größere oder kleinere Schichtstärke aufweist als in einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200), und/oder eine Schichtstärke einer auf dem Kraftfahrzeug-Bauteil (200) erzeugten Applikation von einem unteren Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200) zu einem oberen Bereich des Kraftfahrzeug-Bauteils (200), insbesondere kontinuierlich, abnimmt oder zunimmt.
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