KR102328821B1

KR102328821B1 - 점성 재료를 도포하기 위한 장치

Info

Publication number: KR102328821B1
Application number: KR1020187036480A
Authority: KR
Inventors: 베른하르트 자우어
Original assignee: 아틀라스 콥코 아이에이에스 게엠베하
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2021-11-18
Also published as: EP3475000B1; EP3475000A1; US20190270099A1; KR20190021239A; DE102016007638A1; US10695777B2; WO2017220251A1; CN109414719A; CN109414719B

Abstract

본 발명은 점성 재료를 도포하기 위한 장치에 관한 것이고, 상기 장치는 재료 유입구 개구부(20)로부터 재료 유출구 개구부(28)까지 종 방향(16)으로 형성되는 도포 덕트(30)와 경계를 이루는 도포 튜브(14)를 포함하고 상기 도포 튜브(14)를 적어도 부분적으로 수용하고 점성 재료를 위한 재료 공급 포트(32)를 가지는 하우징(12)을 포함하며, 상기 도포 튜브(14)는 상기 하우징에 고정된 상태로 배열되고 재료 유입구 개구부(20)를 가진 제1 튜브 부분(18) 및 상기 제1 튜브 부분(18)과 인접하고 자유단부(26)에서 재료 유출구 개구부(28)를 가진 제2 튜브 부분(24)을 가진다. 본 발명에 의하면 상기 제1 튜브 부분(18) 및 제2 튜브 부분(24)을 연결하는 가요성 조인트(22)가 제공되고, 상기 종 방향(16)에 대해 횡 방향으로 가로지르는 횡 방향(34)을 따라 제2 튜브 부분(24)의 자유 단부(26)를 휘어지게 하는 구동 장치(36)가 제공된다.

Description

점성 재료를 도포하기 위한 장치

본 발명은 청구항 제1항의 전제부를 따르고 점성 재료를 도포(application)하기 위한 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 문헌 제 EP 0 852 160 B1 호에 공개된 상기 장치들이 공작물위에 점성 물질을 도포하기 위해 예를 들어, 접착제를 차체 부분에 도포하기 위해 광범위하게 이용된다. 이를 위해, 도포 튜브는 도포 튜브의 단부와 근접한 위치에서 캠(cam)내에 장착되고 상기 도포 튜브의 재료 유출 개구부로부터 점성 재료가 공작물로 도포되며, 상기 캠은 도포과정 동안 도포 튜브의 종 방향 중심 축 주위에서 회전 구동되고 재료 유출 개구부를 가진 도포 튜브의 팁(tip)에서 편심 상태의 도포 튜브를 원 운동하게 한다. 분당 수천 회전으로 발생하는 상기 원운동에 의해 원심력이 점성재료에 작용하고 재료 젯(material jet)의 나선운동을 발생시킨다. 따라서 원형 재료 도포작용이 발생되고 실질적으로 상기 재료 유출 개구부의 직경보다 실질적으로 더 큰 도포 재료 스트랜드(strand)의 폭이 형성된다. 이를 위해 한편으로, 도포 튜브는 적어도 도포 튜브의 길이 중 상당한 부분에 대해 탄성 가요성을 가져야 하고, 다른 한편으로 도포 튜브는 도포 튜브의 팁이 충분히 구부러질 수 있는 충분한 길이를 가져야 한다. 도포 튜브가 길수록 재료 도포 과정이 완료된 후에 도포 튜브내에 잔류하는 재료의 양이 많아지고 도포 장치는 커지게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 도포 튜브가 상대적으로 짧게 구성될 수 있고 서두에 설명한 형태를 가지는 장치를 추가로 개발하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명을 따르는 청구항 제1항의 특징부들을 가진 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 유리한 특징부들은 종속항들의 주제이다.

본 발명은, 도포 튜브를 구부릴 필요없이 제2 튜브 부분의 자유 단부에서 가요성 조인트(flexible joint)에 의해 재료 유출구 개구부의 휨(deflection)이 형성되는 사상을 기초로 한다. 상기 제2 튜브 부분은 상기 목적을 위하여 도포 튜브의 종 방향 중심축에 대해 자유 단부가 충분히 크게 휘어지는 것을 희생해야 할 필요없이 제2 튜브 부분은 상당히 짧게 형성될 수 있다. 제1 튜브 부분은 상대적으로 짧게 형성될 수도 있고 이 경우, 단지 충분한 길이가 제공되어 재료는 신뢰성있게 공급될 수 있다. 도포 튜브가 전체적으로 짧게 구성될수록 한편으로 전체 장치는 더욱 작게 형성될 수 있고 다른 한편으로, 재료가 도포된 후에 잔류하는 재료의 양은 상대적으로 긴 도포 튜브보다 상대적으로 짧은 도포 튜브에서 더 적다. 종래 기술과 비교할 때, 본 발명을 따르는 장치가 가지는 또 다른 장점에 의하면, 구동 장치가 적절하게 설계되고 작동함에 따라 재료 유출구 개구부의 편심도(eccentricity)는 무한대로 신속하게 변화할 수 있다. 또한, 도포 작용은 반드시 원형으로 발생할 필요가 없고 구동 장치의 적절한 작동에 의해 다른 형태로 발생할 수 있다. 마지막으로, 상기 구동장치가 꺼져서(switch off) 재료 도포는 짧은 직선을 따라 발생하고 제2 튜브 부분은 제1 튜브 부분에 대해 횡 방향 으로 배열되고 이 위치에 단단히 고정되어 제1 튜브 부분의 종 방향 중심 축에 대해 횡 방향으로 재료가 도포된다.

특히 볼 조인트는 가요성 조인트로서 간주될 수 있다. 또한, 상기 가요성 조인트는 상기 제1 튜브 부분을 제2 튜브 부분과 연결하는 카르단(cardan) 조인트 또는 유니버설 조인트 또는 탄성 연결 요소를 가진 가요성 조인트로서 설계할 수 있다. 후자의 실시예를 위해 튜브 부분들이 각각 서로를 향해 구부러진 단부들에서 부시(bush)를 가지는 사일런트 블록(silent block)이 고려될 수 있고, 상기 부시들은 서로 속으로 삽입되고 부시들사이에 탄성 중간층이 배열된다.

상기 구동 장치는 상기 제2 튜브 부분과 단단히 연결되고 반경 방향으로 돌출하는 적어도 한 개의 붐을 포함하고 상기 적어도 한 개의 붐을 다양한 가압 위치에서 가압하기 위해 각각 한 개의 위치설정 요소에 의해 이동하는 적어도 두 개의 작동 요소를 포함하는 것이 유리하다. 상기 붐은 상기 제2 튜브 부분을 원형으로 둘러싸고 제2 튜브 부분으로부터 돌출하는 판일 수 있다. 그러나, 상기 구동 장치는 작동 요소의 갯수에 해당하고 붐 암 형태를 가지며 서로에 대해 각을 이루며 이격되어 반경 방향으로 돌출하는 다수의 붐들을 가져서 상대적으로 적은 재료가 필요하고 상대적으로 적은 덩어리가 이동하는 것이 선호된다.

구동장치가 단지 두 개의 작동 요소들을 가질 때 재료 도포 개구부는 단지 전방 및 후방 운동을 할 수 있다. 그러므로, 상기 구동 장치는 적어도 세 개, 이상적으로 더 큰 짝수 개의 작동 요소들을 포함하여 재료 유출구 개구부가 가능한 정밀하고 또한 대략적으로 원형 경로를 따라 이동할 수 있는 것이 선호된다. 이와 관련하여, 상기 작동 요소들 및 가압 위치들은 각각 도포 튜브의 종 방향 중심 축 및 서로에 대해 일정한 각도로 이격되어 배열되어 높은 대칭도(degree of symmetry)가 형성되는 것이 선호된다.

유리하게, 상기 작동 요소들은 전방 및 후방으로 이동할 수 있고 가압 위치에서 적어도 한 개의 붐에서 느슨하게 배열된 태핏이다. 따라서, 적어도 한 개의 붐위에 작동 요소들이 복잡하게 고정될 필요 없다. 다른 태핏을 이용하여 상이한 가압 위치들을 가압하여 적어도 한 개의 붐의 귀환 행정이 발생된다. 그러나, 태핏을 향해 작용하고 다음에 귀환 행정을 수행하거나 보조하는 복원력을 가지고 적어도 한 개의 붐을 가압하기 위해 각각의 태핏이 복원 스프링과 연결될 수 있다.

다수의 이용가능한 부품들이 위치설정 요소로서 고려될 수 있다. 특히, 상기 위치 설정 요소를 공압 실린더 또는 압전 요소로서 구성할 수 있다. 그러나,

상기 위치설정 요소는 특히 빠른 작동을 허용하는 가동 코일(보이스 코일(voice coil))인 것이 선호된다.

유리하게, 본 발명을 따르는 장치는 도포 튜브를 밀폐하기 위한 니들 밸브를 포함하고, 상기 니들 밸브의 밸브 시트는 제1 튜브 부분내에 배열된다. 특히, 밸브 시트는 가요성 조인트와 근접하게 배열되어 도포 과정 및 니들밸브의 밀폐가 완료된 후에 재료 유출구 개구부로부터 새어나올 수 있는(dripping out) 단지 매우 적은 양의 잔류 재료가 유출구 개구부를 향해 구부러진 니들 밸브의 측부에 남아있게 된다. 또다른 유리한 실시예에 의하면, 상기 니들 밸브의 니들은 제2 튜브 부분속으로 연장되고 변위부재로서 작동하며 또한 도포과정 후에 제2 튜브 부분에 남아있는 잔류 재료량을 감소시키는 연장부를 가진다.

본 발명이 도면에 개략적으로 도시된 실시예를 기초하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1 내지 도 3은 점성 재료를 도포하기 위한 장치를 세 개의 서로 다른 횡단면으로 도시하고, 도 2 및 도 3의 단면들은 서로 수직이며 도 1의 단면과 45°의 각도를 형성한다.

도면에 도시된 재료 도포 장치(10)가 엔진 차량의 차체 부품과 같은 공작물위에 접착제 또는 밀봉 컴파운드(sealing compound)와 같은 점성 재료를 도포하기 위해 이용된다. 상기 재료 도포 장치는, 종 방향(16)으로 연장되는 도포 튜브(14)가 수용된 하우징(12)을 포함한다. 상기 하우징에 고정된 상태로 배열된 도포 튜브(14)는 제1 튜브 부분(18) 및 제2 튜브 부분(24)을 포함하고, 상기 제1 튜브 부분은 볼 조인트(22)에 의해 상기 제1 튜브 부분(18)과 고정된 상태로 연결된 재료 유입구 개구부(20)를 가지며, 상기 제2 튜브 부분은 상기 제1 튜브 부분(18)으로부터 떨어져 위치한 자유 단부(26)에서 재료 유출구 개구부(28)를 가진다. 상기 재료 유입구 개구부(20) 및 재료 유출구 개구부(28)사이에 점성 재료를 위한 도포 덕트(30)가 연장되고, 상기 도포 덕트는 도포 튜브(14)와 경계를 이루며 하우징(12)내부에서 재료 공급 포트(32)를 거쳐 상기 재료 유입구 개구부(20)를 통해 상기 점성 재료가 상기 도포 덕트속으로 유입된다.

상기 볼 조인트(22)상에서 상기 제1 튜브 부분(18)에 대해 상기 제2 튜브 부분(24)를 회전시키기 위하여, 상기 종 방향(16)에 대해 가로질러 향하는 횡 방향(34)을 따라 상기 도포 튜브(14)의 종 방향 중심축에 대해 자유 단부(26)가 휘어지며, 서로 동일한 각 이격거리(equal angular spacings)를 가지며 십자 형상으로 배열된 붐 암(boom arm)(38) 형상을 가지는 네 개의 붐들을 포함한 구동 장치(36)가 제공되며, 상기 붐들은 상기 제2 튜브 부분(24)과 연결되고 반경 방향으로 돌출한다. 상기 제2 튜브 부분(24)으로부터 이격되어 배열된 가압 위치(40)에서 붐 암에 느슨하게 배열된 태핏(42)이 각각의 붐 암(38) 표면을 가압한다. 모든 가압 위치(40)들은 제2 튜브 부분(24)으로부터 용이란 거리에 배열된다. 태핏(42)의 이동을 위하여, 도면에서 도시된 구동장치(36)는 하우징(12) 내에 배열된 네 개의 가동 코일(보이스 코일)(voice coil)(44)들을 가지고 각각의 코일은 태핏(42)들 중 한 개를 가압하여 전후방으로 이동하게 한다. 가동 코일(44)들이 적절하게 작동하여 상기 가압 위치(40)들에서 붐암(38)을 가압하기 위해 태핏(42)들이 아래로 연속적으로 순서대로 이동할 때 자유 단부(26) 및 재료 유출구 개구부(28)가 적절하게 원운동할 수 있다. 하부로부터 상기 붐암(38)에 대해 작용하는 복원 스프링들은 하우징(12)내에서 태핏(42)과 마주보게 배열될 수 있다.

도포 덕트(30)를 밀폐하기 위해 니들 밸브(needle valve)(46)가 제공되고, 상기 니들 밸브의 니들(48)은 제1 튜브 부분(18)에서 밸브 시트(50)의 밀폐 위치에 배열된다. 상기 밸브 시트(50)는 볼조인트(22) 바로 위에 배열된다. 상기 볼 조인트(22)로부터 밸브 시트(50)를 이격시키는 전형적인 이격거리 값은 1 내지 2cm이고, 제2 튜브 부분(24)의 전형적인 길이는 3 내지 5cm이다. 또한, 상기 니들(48)은 상대적으로 작은 직경을 가지고 볼 조인트를 통해 제2 튜브 부분(24)속으로 연장되는 연장부(52)를 가지고, 심지어 상기 제1 튜브 부분(18)에 대해 볼 조인트(22) 주위에서 회전운동하여 제2 튜브 부분(24)이 휘어지는(deflection) 동안에도 상기 연장부는 제2 튜브 부분(24)으로부터 충분한 이격 거리를 가지며 배열된다. 상기 연장부(52)는 변위 부재로서 작동하여 니들 밸브(46)가 밀폐된 후에 밸브 시트(50) 및 재료 유출구 개구부(28)사이에 배열된 도포 튜브(14) 영역에 잔류하는 재료 양을 최소화한다.

상기 제1 튜브 부분(18) 및 제2 튜브 부분(24)은 각각 일체로 설계되거나 실시예에 도시된 것처럼 여러 개의 부품들을 포함할 수 있다. 특히, 상기 제1 튜브 부분(18)은 도면에 도시된 것처럼 볼 조인트(22)로부터 이격거리를 가지며 배열된 부시(bush)를 가질 수 있고 상기 재료 유입구 개구부(20)가 상기 부시내에 배열된다.

요약하면 다음과 같다. 본 발명은 점성 재료를 도포하기 위한 장치에 관한 것이고, 상기 장치는 재료 유입구 개구부(20)로부터 재료 유출구 개구부(28)까지 종 방향(16)으로 형성되는 도포 덕트(30)와 경계를 이루는 도포 튜브(14)를 포함하고 상기 도포 튜브(14)를 적어도 부분적으로 수용하고 점성 재료를 위한 재료 공급 포트(32)를 가지는 하우징(12)을 포함하며, 상기 도포 튜브(14)는 상기 하우징에 고정된 상태로 배열되고 재료 유입구 개구부(20)를 가진 제1 튜브 부분(18) 및 상기 제1 튜브 부분(18)과 인접하고 자유단부(26)에서 재료 유출구 개구부(28)를 가진 제2 튜브 부분(24)을 가진다. 본 발명에 의하면 상기 제1 튜브 부분(18) 및 제2 튜브 부분(24)을 연결하는 가요성 조인트(22)가 제공되고, 상기 종 방향(16)에 대해 횡 방향으로 가로지르는 횡 방향(34)을 따라 제2 튜브 부분(24)의 자유 단부(26)를 휘어지게 하는 구동 장치(36)가 제공된다.

20......재료 유입구 개구부,
28......재료 유출구 개구부
16......종 방향,
30......도포 덕트,
14......도포 튜브,
32......재료 공급 포트,
26......자유단부,
24......제2 튜브 부분,
34......횡 방향,
36......구동 장치.

Claims

점성 재료를 도포하기 위한 장치로서, 상기 장치는 재료 유입구 개구부(20)로부터 재료 유출구 개구부(28)까지 종 방향(16)으로 형성되는 도포 덕트(30)와 경계를 이루는 도포 튜브(14)를 포함하고 상기 도포 튜브(14)를 적어도 부분적으로 수용하고 점성 재료를 위한 재료 공급 포트(32)를 가지는 하우징(12)을 포함하며, 상기 도포 튜브(14)는 상기 하우징에 고정된 상태로 배열되고 재료 유입구 개구부(20)를 가진 제1 튜브 부분(18) 및 상기 제1 튜브 부분(18)과 인접하고 자유단부(26)에서 재료 유출구 개구부(28)를 가진 제2 튜브 부분(24)을 가지는 점성재료를 도포하기 위한 장치에 있어서,
상기 제1 튜브 부분(18) 및 제2 튜브 부분(24)을 연결하는 가요성 조인트(22) 및 상기 종 방향(16)에 대해 횡 방향으로 가로지르는 횡 방향(34)을 따라 제2 튜브 부분(24)의 자유 단부(26)를 휘어지게 하는 구동 장치(36)가 제공되고,
상기 구동 장치(36)는 상기 제2 튜브 부분(24)과 단단히 연결되고 반경 방향으로 돌출하는 적어도 한 개의 붐(38)을 포함하고 상기 적어도 한 개의 붐(38)을 다양한 가압 위치(40)에서 가압하기 위해 각각 한 개의 위치설정 요소(44)에 의해 이동하는 적어도 두 개의 작동 요소(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 가요성 조인트(22)는 상기 제1 튜브 부분(18) 및 제2 튜브 부분(24)을 연결하는 볼 조인트, 카르단 조인트 또는 탄성 연결 요소를 가진 가요성 조인트인 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 구동 장치(36)는 적어도 세 개의 작동 요소(42)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작동 요소(42)들 및 가압 위치(40)들은 각각 도포 튜브(14)의 종 방향 중심 축 및 서로에 대해 일정한 각도로 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작동 요소(42)들은 전방 및 후방으로 이동할 수 있고 가압 위치(40)에서 적어도 한 개의 붐(38)에서 느슨하게 배열된 태핏인 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제6항에 있어서, 태핏을 향해 작용하는 복원력을 가지고 적어도 한 개의 붐(38)을 가압하기 위해 각각의 태핏(42)이 복원 스프링과 연결되는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 위치설정 요소(44)는 가동 코일인 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 장치(36)는 작동 요소(42)의 갯수에 해당하고 붐 암 형태를 가지며 서로에 대해 각을 이루며 이격되어 반경 방향으로 돌출하는 다수의 붐(38)들을 가지는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 도포 튜브(14)를 밀폐하기 위한 니들 밸브(46)를 포함하고, 상기 니들 밸브의 밸브 시트(50)는 제1 튜브 부분(18)내에 배열되는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.
제10항에 있어서, 상기 니들 밸브(46)의 니들(48)은 제2 튜브 부분(24)속으로 연장되는 연장부를 가지는 것을 특징으로 하는 점성재료를 도포하기 위한 장치.