WO2017050436A1 - Vorrichtung und verfahren zum auftragen eines flüssigen oder pastösen mediums auf ein objekt - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum auftragen eines flüssigen oder pastösen mediums auf ein objekt Download PDF

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WO2017050436A1
WO2017050436A1 PCT/EP2016/001592 EP2016001592W WO2017050436A1 WO 2017050436 A1 WO2017050436 A1 WO 2017050436A1 EP 2016001592 W EP2016001592 W EP 2016001592W WO 2017050436 A1 WO2017050436 A1 WO 2017050436A1
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WO
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medium
valve
inlet opening
spinner head
opening
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Application number
PCT/EP2016/001592
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Suter
Daniel Geier
Original Assignee
Hilger Und Kern Gmbh
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Publication date
Application filed by Hilger Und Kern Gmbh filed Critical Hilger Und Kern Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
    • F16N7/36—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with feed by pumping action of the member to be lubricated or of a shaft of the machine; Centrifugal lubrication
    • F16N7/366—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with feed by pumping action of the member to be lubricated or of a shaft of the machine; Centrifugal lubrication with feed by pumping action of a vertical shaft of the machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0627—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0636—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies by means of rotatable spray heads or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1007—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B3/1014—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell
    • 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
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/02—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work the liquid or other fluent material being projected

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for applying a liquid or pasty medium to an object according to the preamble of claim 1 and 9.
  • inner bores with different dimensions - such as.
  • Cylinder liners - inside coated with lubricants such as oil or grease become.
  • a spinner head into the bush, which is arranged on a rotatable shaft which is rotated by an electric motor to several 1000 U / min in rotation.
  • a sleeve is arranged, which is acted upon from the outside via a supply line with grease, which is forced through between the shaft and the inside of the sleeve and enters the interior of the spinner head at the free end of the sleeve.
  • the spinner head has at its periphery a plurality of openings through which the lubricant, driven by the centrifugal force to the outside, exits and acts on the cylinder wall.
  • CONFIRMATION COPY the shut-off device leak and dirty other components in an undesirable manner.
  • Another object of the invention is to provide a method with which the amount of the medium to be applied to an object with the device according to the invention can be set with high accuracy.
  • an apparatus for applying a liquid or pasty medium to an object to be wetted on a spinner head which can be set by a drive motor and coupled to this drive shaft in rapid rotation.
  • the spinner head comprises an internal cavity which has an inlet opening and at least one radial outlet opening for the medium which communicates with the cavity.
  • the device comprises a valve, in particular a known metering valve or alternatively a known high-speed valve, via which the amount of the medium supplied into the cavity can be changed.
  • the cavity which preferably serves as a reservoir and / or also as a mixing chamber or homogenization chamber for the medium, is arranged concentrically around the center of rotation of the drive shaft, and the valve is aligned with the inlet opening.
  • the valve has a nozzle opening arranged at a distance from the inlet opening and a displacement or closure body for closing and opening the nozzle opening, which is preferably periodically movable back and forth controlled by a control device.
  • the drive of the displacement or closure body takes place hydraulically or pneumatically via a controlled by the control device hydraulic or pneumatic valve, such as a known 5/2 way valve or electromagnetically via a correspondingly shaped coil or an electric motor and an associated gear.
  • the transmission may be, for example, a crank mechanism, which converts the rotational movement of the electric motor into a linear movement, which is transmitted via a coupling rod to the displacement and / or closure body.
  • a crank mechanism which converts the rotational movement of the electric motor into a linear movement, which is transmitted via a coupling rod to the displacement and / or closure body.
  • the displacement or closure body can advantageously be periodically moved back and forth with a fixed or variable frequency, whereby the volume flow of the emerging from the nozzle opening medium at a fixed Change stroke of the displacement or closure body within certain limits.
  • the device according to the invention is suitable in principle for the application of any liquid or pasty media, such as fats, oils, resins, aqueous solutions or liquid coatings etc.
  • the device is particularly preferred for applying lubricants to the inner walls of cylinders, bores or the like Geometries used.
  • Other uses include the coating of the inner sides of canned or beverage cans.
  • the spinner head has the shape of a truncated cone open at the top, wherein the at least one outlet opening is arranged in the region of the bottom or foot of the truncated cone.
  • a plurality of outlet openings are provided in the form of bores in the wall of the hollow inside the housing of the spinner head, which are particularly preferably arranged in pairs opposite one another.
  • This embodiment of the spinner head advantageously results in the medium injected freely into the orifice after impact with the inner wall of the truncated cone being promoted by the centrifugal force to the bottom of the truncated cone where it emerges from the peripheral orifices. This results in an additional homogenization of the lubricant application, since the incident on the wall medium takes a certain amount of time to reach from the point of impact to the holes in the enlarged part of the housing at the bottom of the spinner head.
  • the spinner head is attached according to a first embodiment of the invention on the opposite side of the motor at the free end of the drive shaft.
  • the drive shaft may extend, for example, tapered into a fitting bore in the bottom of the spinner head and fastened on the underside, in particular with a screw, and / or be welded or shrunk.
  • the drive shaft is flying, i. stored only at one end.
  • the drive shaft may have a diameter in the range of a few mm to 20 mm, and the area between the housing and the spinner head, which is spanned by the drive shaft, may e.g. 10 mm to 500 mm, depending on the size of the device and application.
  • the spinner head may, in the region of its largest cross-section, e.g. have a diameter of up to 200 mm or more.
  • the spinner head is fixed with its inlet opening on the side facing away from the engine at the free end of the drive shaft.
  • this results in the application of lubricant through a narrow opening, such as on the inside of axle cuffs, to the advantage that the lubricant can be injected into the spinner head from the side opposite the motor.
  • the nozzle opening of the valve is preferably arranged at a distance of 10 mm to 300 mm from the inlet opening of the spinner head.
  • the medium is e.g. By applying compressed air with a certain pre-pressure applied to promote this into the valve.
  • At least one further valve with a further medium is received on the holder and directed towards the inlet opening of the cavity.
  • the two media are injected into the cavity and homogenized due to the rotation.
  • additional guide and / or mixing elements may be arranged inside the cavity.
  • This embodiment allows, for example, the two components of a two-component resin, e.g. Epoxy resin, to apply and gives the advantage that the device itself cleans almost residue-free due to the fast rotation and high centrifugal forces.
  • the invention provides that the drive motor is an electric motor or a pneumatic or hydraulic motor, in particular directly via e.g. a shaft coupling is coupled to the drive shaft and this at 10 to 20,000 revolutions per minute, preferably 100 to 10,000 rev / min, more preferably 1000 to 5000 revolutions / min.
  • the drive motor is an electric motor or a pneumatic or hydraulic motor, in particular directly via e.g. a shaft coupling is coupled to the drive shaft and this at 10 to 20,000 revolutions per minute, preferably 100 to 10,000 rev / min, more preferably 1000 to 5000 revolutions / min.
  • the valve may be mechanically coupled to the drive motor, such that the valve is moved along with the spinner head at a fixed distance to the spinner head with a movement of the drive motor with this.
  • This configuration opens up the possibility that the medium according to the rotational angle position and speed of the spinning head with high temporal and spatial accuracy can be injected at the same point of the spinner head. This results in particular in mass production, eg in the automotive industry, a very accurate and constant application of the medium to the surface to be acted upon.
  • a method for applying a liquid or pasty medium to an object to be wetted by using a device according to the invention described above provides that the spin head and / or the object to be wetted are moved relative to each other along a predetermined path, and that the frequency, with the displacement or closure body of the valve is moved back and forth, is variable and is selected in dependence on the travel.
  • the device for carrying out the method has for this purpose a control device with which the frequency and / or the pulse width with which the displacement or closure body of the valve is moved back and forth, can be changed.
  • the drive motor is operated with a different frequency from the frequency of the back and forth moving displacement or closure body.
  • a collecting and / or deflecting element is arranged for metering the medium to be applied to the object before a first application between the nozzle opening of the valve and the inlet opening, which captures the emerging from the nozzle opening medium.
  • the amount applied is determined by weighing and / or volumetric and the frequency with which the displacement or closing body of the valve is moved back and forth, varied until the dispensed amount of the default amount.
  • Fig. 1 is a schematic view of the device according to the invention with a
  • a device 1 comprises a spinner head 30 which is fixed to the free end of a drive shaft 28.
  • the drive shaft 28 is preferably rotatably received on a support frame 40 via two bearings 24 and 26, and is rotated via a shaft coupling 22 by a drive motor 20 in rapid rotation.
  • the spinner head 30, which preferably has a substantially truncated-cone-like shape, is fastened with its bottom 32, for example by means of a screw connection, not shown in greater detail, at the free end of the drive shaft 28.
  • a first and second oppositely disposed outlet opening 36, 38 are arranged, through which a liquid or pasty medium 2 to be applied by means of the spinner head 30 can be found inner cavity 31 of the spinning head 30 is due to the centrifugal forces exiting outward, for example, to pressurize the inner wall of a cylinder 50 shown by way of example with lubricant.
  • the device 1 further comprises a valve 10, which is a known metering or high-speed valve, in which a displacement or closure body 4 schematically indicated in the illustration is mechanically displaced by means of a displacement body 4 coupled pneumatic or hydraulic cylinder 6 is periodically moved back and forth to release a nozzle opening 12 or close.
  • the drive of the displacement or Closure body 4 takes place in a known manner by means of a multi-way valve 7 and a control device 8 controlling this.
  • the liquid or pasty medium 2 supplied to the valve 10 from a reservoir not shown in more detail is conveyed out of the nozzle opening 12 at high speed in the form of a bundled jet.
  • the orientation of the valve 10 is in this case in such a way that the nozzle opening 12 is directed to the inlet opening 34 of the spinner head 30, so that the medium 2 out of the nozzle opening 12 over a distance A away through the air space between the nozzle opening 12 and the Inlet opening 34 is injected into the inlet opening 34 into it. From there, the medium 2 is distributed in the radial direction and exits through the outlet opening 36, 38 from the cavity 31, as previously described and indicated by the arrows.
  • the support frame 40 to which the valve 10 is preferably secured by means of a holding device 42, as a whole on - And moved from what can be done, for example, by a not shown in more detail robot arm or motor-driven support to which the support frame 40 by means of a screw 44, 46 is attached.

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (2) auf ein zu benetzendes Objekt (50), mit einem Schleuderkopf (30), der durch einen Antriebsmotor (20) und eine mit diesem gekoppelte Antriebswelle (28) in schnelle Rotation versetzbar ist, wobei der Schleuderkopf (30) einen innenliegenden Hohlraum (31) und wenigstens eine mit dem Hohlraum (31) kommunizierende radiale Austrittsöffnung (36, 38) für das Medium (2) aufweist, sowie mit einem Ventil (10), über welches die Menge des in den Hohlraum (31) zugeführten Mediums (2) veränderbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Hohlraum (31) eine um das Drehzentrum der Antriebswelle (28) herum angeordnete, mit dem umgebenden Luftraum kommunizierende Eintrittsöffnung (34) für das Medium (2) aufweist, und dass das Ventil (10) eine Düse mit einer auf die Eintrittsöffnung (34) gerichteten und in einem Abstand (A) von der Eintrittsöffnung (34) angeordneten Düsenöffnung (12) sowie einen periodisch vor- und zurück bewegten Verdrängungs- und/oder Verschlusskörper (4) besitzt, der das Medium (2) aus der Düsenöffnung (12) heraus durch den Luftraum hindurch in die Eintrittsöffnung (34) hinein bewegt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM AUFTRAGEN EINES FLÜSSIGEN ODER PASTÖSEN MEDIUMS AUF EIN OBJEKT.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf ein Objekt gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 9. Bei vielen Montageprozessen müssen Innenbohrungen mit unterschiedlichsten Abmaßen - wie bspw. Zylinderlaufbuchsen - innen mit Schmiermitteln wie Öl oder Fett flächig beschichtet werden.
Um hierbei das Schmiermittel gleichmäßig über die Höhe der Innenmantelfläche hinweg zu verteilen, ist es bekannt, einen Schleuderkopf in die Laufbuchse einzuführen, der an einer drehbaren Welle angeordnet ist, welche durch einen Elektromotor auf bis zu mehrere 1000 U/min in Rotation versetzt wird. Um die Welle herum ist eine Hülse angeordnet, die von außen her über eine Zufuhrleitung mit Fett beaufschlagt wird, welches zwischen der Welle und der Innenseite der Hülse hindurchgedrückt wird und am freien Ende der Hülse in den Innenraum des Schleuderkopfs eintritt. Der Schleuderkopf hat an seinem Umfang eine Vielzahl von Öffnungen, durch die das Schmiermittel, durch die Fliehkraft nach außen getrieben, austritt und die Zylinderwandung beaufschlagt.
Nachteilig hierbei ist es, dass die Welle gegenüber der Hülse am freien Ende durch ein Lager abgestützt wird, durch welches das Schmiermittel zwangsweise hindurchtreten muss. Ein weiteres Problem stellt es in diesem Zusammenhang beim Auftrag von flüssigen oder pastösen Medien allgemein dar, dass das Medium durch die große Drehzahldifferenz zwischen der feststehenden Hülse und der Welle mit schnell rotierenden Teilen des Lagers in Kontakt gelangt und hierdurch innerhalb des Mediums Übergangsbereiche mit großen Geschwindigkeitsdifferenzen entstehen, die z.B. im Falle von Fett dazu führen können, dass sich dessen Viskosität lokal verändert, wodurch dessen schmierende Eigenschaften nachteilig beeinträchtigt werden können.
Schließlich stellt es bei den bekannten Lösungen ein weiteres Problem dar, dass sich nach dem Abschalten der Ventile zur Zufuhr des Schmiermittels Tropfen bilden, die dann aus
BESTÄTIGUNGSKOPIE der abgeschalteten Vorrichtung austreten und andere Bauteile in unerwünschter Weise verschmutzen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf ein zu benetzendes Objekt mittels eines rotierenden Schleuderkopfes zu schaffen, bei welcher die Eigenschaften des Mediums bei seiner Zufuhr zum Schleuderkopf nicht nachteilig beeinträchtigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem sich die Menge des mit der erfmdungsgemäßen Vorrichtung auf ein Objekt aufzubringenden Mediums mit hoher Genauigkeit einstellen lässt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Gemäß der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf ein zu benetzendes Objekt einen Schleuderkopf auf, der durch einen Antriebsmotor und eine mit diesem gekoppelte Antriebswelle in schnelle Rotation versetzbar ist. Der Schleuderkopf umfasst einen innenliegenden Hohlraum, der eine Eintrittsöffnung und wenigstens eine mit dem Hohlraum kommunizierende radiale Austrittsöffnung für das Medium aufweist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Ventil, insbesondere ein bekanntes Dosierventil oder alternativ ein bekanntes Highspeed- Ventil, über welches die Menge des in den Hohlraum zugeführten Mediums verändert werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Hohlraum, welcher vorzugsweise als Reservoir und/oder auch als Mischkammer bzw. Homogenisierungskammer für das Medium dient, konzentrisch um das Drehzentrum der Antriebswelle herum angeordnet, und das Ventil ist auf die Eintrittsöffnung ausgerichtet. Das Ventil weist eine im Abstand zu der Eintrittsöffnung angeordnete Düsenöffnung sowie einen Verdrängungs- oder Verschlusskörper zum Verschließen und Öffnen der Düsenöffnung auf, der vorzugsweise durch eine Steuerungseinrichtung gesteuert periodisch vor- und zurück bewegbar ist. Der Antrieb des Verdrängungs- oder Verschlusskörpers erfolgt dabei hydraulisch oder pneumatisch über ein durch die Steuerungsvorrichtung angesteuertes hydraulisches oder pneumatisches Ventil, z.B. ein bekanntes 5/2 Wege Ventil oder auch elektromagnetisch über eine entsprechend ausgebildete Spule oder einen Elektromotor und ein zugehöriges Getriebe. Das Getriebe kann z.B. ein Kurbelgetriebe sein, welches die Drehbewegung des Elektromotors in eine Linearbewegung umwandelt, die über eine Koppelstange auf den Verdrängungs- und/oder Verschlusskörper übertragen wird. Wie die Anmelderin in diesem Zusammenhang gefunden hat, bewirkt die periodische Vor- und Zurückbewegung des Verdrängungs- und/oder Verschlusskörpers, dass das Medium mit hoher Geschwindigkeit aus der Düsenöffnung herausgefördert wird und als minimale Tropfenmenge in hoher Frequenz durch den zwischen der Düsenöffnung und der Eintrittsöffnung befindlichen Luftraum hindurch in die Eintrittsöffnung des Hohlraums eingespritzt wird, die in einem Abstand von bis zu 30 cm von der Düsenöffnung entfernt angeordnet sein kann.
Durch den Einsatz einer mechanischen und/oder elektronischen Steuerungseinrichtung kann der Verdrängungs- oder Verschlusskörper dabei in vorteilhafter Weise periodisch mit einer festen oder auch mit einer variablen Frequenz vor- und zurück bewegt werden, wodurch sich der Volumenstrom des aus der Düsenöffnung austretenden Mediums bei einem festem Hub des Verdrängungs- oder Verschlusskörpers in gewissen Grenzen verändern lässt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich prinzipiell zum Auftrag von beliebigen flüssigen oder pastösen Medien, wie z.B. Fetten, Ölen, Harzen, wässrigen Lösungen oder flüssigen Lacken etc.. Besonders bevorzugt wird die Vorrichtung jedoch zum Auftragen von Schmiermitteln auf die Innenwandungen von Zylindern, Bohrungen oder ähnliche Geometrien verwendet. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind z.B. die Beschichtung der Innenseiten von Konserven- oder Getränkedosen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Schleuderkopf die Form eines an der Oberseite offenen Kegelstumpfs besitzt, wobei die wenigstens eine Austrittsöffnung im Bereich des Bodens oder Fußes des Kegelstumpfs angeordnet ist. Vorzugsweise sind jedoch mehrere Austrittsöffnungen in Form von Bohrungen in der Wand des im Inneren hohlen Gehäuses des Schleuderkopfes vorgesehen, die besonders bevorzugt paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Ausführungsform des Schleuderkopfs führt in vorteilhafter Weise dazu, dass das frei in die Öffnung eingespritzte Medium nach dem Auftreffen auf die Innenwand des Kegelstumpfes durch die Zentrifugalkraft zum Boden des Kegelstumpfs gefördert wird, wo es aus den Umfangsöffnungen austritt. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Homogenisierung des Schmiermittelauftrags, da das auf die Wandung auftreffende Medium ein gewisse Zeitdauer benötigt, um von der Auftreffstelle aus zu den Bohrungen im erweiterten Teil des Gehäuses am Boden des Schleuderkopfes zu gelangen. Während dieses Zeitdauer kann sich das Medium gleichmäßig im Innenraum verteilen, bevor es aus den Austrittsöffnungen austritt. Der Schleuderkopf ist gemäß einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung an der dem Motor gegenüberliegenden Seite am freien Ende der Antriebswelle befestigt. Hierzu kann sich die Antriebswelle beispielsweise verjüngend in eine Passbohrung im Boden des Schleuderkopfs hinein erstrecken und auf der Unterseite insbesondere mit einer Schraube befestigt und/oder verschweißt, bzw. aufgeschrumpft sein.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken ist die Antriebswelle fliegend, d.h. lediglich an einem Ende gelagert. Durch diese Art der Lagerung kann die Vorrichtung sehr schmal und lang ausgeführt werden, was eine Vielzahl von neuen Anwendungsmöglichkeiten bei Objekten mit beengten Platzverhältnissen eröffnet. So kann die Antriebswelle einen Durchmesser im Bereich von wenigen mm bis 20 mm besitzen, und der Bereich zwischen dem Gehäuse und dem Schleuderkopf, der von der Antriebswelle überspannt wird, kann z.B. 10 mm bis 500 mm betragen, je nach Größe der Vorrichtung und Anwendungsfall. Der Schleuderkopf kann im Bereich seines größten Querschnitts z.B. einen Durchmesser von bis zu 200 mm oder auch mehr aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht alternativ vor, dass der Schleuderkopf mit seiner Eintrittsöffnung auf der vom Motor abgewandten Seite am freien Ende der Antriebswelle befestigt ist. Dies führt beispielsweise beim Aufbringen von Schmiermittel durch eine enge Öffnung hindurch, wie beispielsweise auf die Innenseite von Achsmanschetten, zu dem Vorteil, dass das Schmiermittel von der dem Motor gegenüberliegenden Seite aus in den Schleuderkopf eingespritzt werden kann. Die Düsenöffnung des Ventils ist bevorzugter Weise in einem Abstand von 10 mm bis 300 mm von der Eintrittsöffnung des Schleuderkopfs entfernt angeordnet. Wie die Anmelderin gefunden hat, ergibt sich in Verbindung mit einem bekannten sogenannten Highspeed- Ventil, welches z.B. mit einer Frequenz von 50 Hz hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetrieben wird, beim Auftragen von Fett, eine hinreichend gute Konvergenz des durch den Luftraum hindurch frei in die Eintrittsöffnung injizierten Schmiermittels. Hierdurch wird sicher gestellt, dass die gesamte Menge an Schmiermittel in die Öffnung eintritt und kein Schmiermittel auf die Außenseite des Schleuderkopfes gelangt.
Bei der Verwendung eines bekannten Highspeed- Ventils zur Einspritzung des Mediums in den Schleuderkopf wird das Medium z.B. durch den Einsatz von Druckluft mit einem gewissen Vordruck beaufschlagt, um dieses in das Ventil hinein zu fördern.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken ist mindestens ein weiteres Ventil mit einem weiteren Medium an dem Halter aufgenommen und auf die Eintrittsöffnung des Hohlraums gerichtet. Die beiden Medien werden in den Hohlraum injiziert und aufgrund der Rotation homogenisiert. Bevorzugter Weise können dazu im Innern des Hohlraums zusätzliche Leit- und/oder Mischelemente angeordnet sein. Diese Ausfuhrungsform ermöglicht es beispielsweise, die beiden Komponenten eines Zweikomponenten Harzes, z.B. Epoxidharzes, zu applizieren und ergibt den Vorteil, dass sich die Vorrichtung aufgrund der schnellen Rotation und hohen Fliehkräfte nahezu rückstandsfrei selbst reinigt.
Bevorzugter Weise sieht die Erfindung vor, dass der Antriebsmotor ein Elektromotor oder ein pneumatischer oder hydraulischer Motor ist, der insbesondere direkt über z.B. eine Wellenkupplung mit der Antriebswelle gekoppelt ist und diese mit 10 bis 20000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise 100 bis 10000 U/min, besonders bevorzugt 1000 bis 5000 U/min dreht.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken kann das Ventil mechanisch mit dem Antriebsmotor gekoppelt sein, derart, dass das Ventil bei einer Bewegung des Antriebsmotors zusammen mit dem Schleuderkopf in einem festen Abstand zum Schleuderkopf mit diesem mitbewegt wird. Durch diese Ausgestaltung eröffnet sich die Möglichkeit, dass das Medium entsprechend der Drehwinkelstellung und Drehzahl des Schleuderkopfes mit hoher zeitlicher und örtlicher Genauigkeit an derselben Stelle des Schleuderkopfes eingespritzt werden kann. Hierdurch ergibt sich insbesondere beim Großserieneinsatz, z.B. in der Automobilindustrie, eine sehr genaue und konstante Ausbringung des Mediums auf die zu beaufschlagende Fläche.
Weiterhin sieht ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf ein zu benetzendes Objekt unter Einsatz einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass der Schleuderkopf und/oder das zu benetzende Objekt relativ zueinander entlang eines vorgegebenen Verfahrweges verfahren werden, und dass die Frequenz, mit der der Verdrängungs- oder Verschlusskörper des Ventils vor- und zurück bewegt wird, veränderbar ist und in Abhängigkeit vom Verfahrweg gewählt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist hierzu eine Steuerungseinrichtung auf, mit der die Frequenz und/oder die Pulsweite, mit der der Verdrängungs- oder Verschlusskörper des Ventils vor- und zurück bewegt wird, verändert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Antriebsmotor mit einer von der Frequenz des vor- und zurück bewegten Verdrängungsoder Verschlusskörpers unterschiedlichen Frequenz betrieben. Hierdurch ergibt sich ein besonders homogener Auftrag, da es im Auftragsbild für das Medium nicht zu einer Wellenbildung aufgrund von sich überlagernden periodischen Bewegungen kommt, deren Frequenzen gleich sind oder lediglich geringe Frequenzunterschiede aufweisen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Eindosierung des auf das Objekt aufzubringenden Mediums vor einem erstmaligen Auftrag zwischen der Düsenöffnung des Ventils und der Eintrittsöffnung ein Auffang- und/oder Ablenkelement angeordnet, welches das aus der Düsenöffnung austretende Medium auffängt. Die ausgebrachte Menge wird insbesondere durch Wiegen und/oder volumetrisch bestimmt und die Frequenz, mit der der Verdrängungs- oder Verschlusskörper des Ventils vor- und zurück bewegt wird, solange variiert, bis die ausgebrachte Menge der Vorgabemenge entspricht. Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung anhand einer beispielhaften Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem
Schleuderkopf. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen Schleuderkopf 30, der am freien Ende einer Antriebswelle 28 befestigt ist. Die Antriebswelle 28 ist vorzugsweise über zwei Lager 24 und 26 an einem Tragrahmen 40 drehbar aufgenommen, und wird über eine Wellenkupplung 22 durch einen Antriebsmotor 20 in schnelle Rotation versetzt. Der Schleuderkopf 30, der vorzugsweise eine im Wesentlichen kegelstumpfartige Form aufweist, ist mit seinem Boden 32 beispielsweise mittels einer nicht näher gezeigten Schraubverbindung am freien Ende der Antriebswelle 28 befestigt.
Wie der Darstellung von Fig. 1 weiterhin entnommen werden kann, sind in der umlaufenden Wandfläche des kegelstumpfartigen Schleuderkopfs 30 eine erste und zweite einander gegenüberliegende Austrittsöffnung 36, 38 angeordnet, durch die ein mittels des Schleuderkopfs 30 aufzubringendes flüssiges oder pastöses Medium 2, welches sich im inneren Hohlraum 31 des Schleuderkopfes 30 befindet, aufgrund der wirkenden Fliehkräfte nach außen hin austritt, um beispielsweise die Innenwandung eines exemplarisch gezeigten Zylinders 50 mit Schmiermittel zu beaufschlagen.
Um das flüssige oder pastöse Medium 2 in den Hohlraum 31 des Schleuderkopfes 30 einzubringen, weist dieser auf seiner dem Antriebsmotor 20 zugewandten Seite eine Eintrittsöffnung 34 auf, durch die hindurch sich ebenfalls auch die Antriebswelle 28 in den Hohlraum 31 hinein bis zum Boden 32 des Schleuderkopfs 30 erstreckt.
Wie der Darstellung der Figur 1 weiterhin entnommen werden kann, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ferner ein Ventil 10, welches ein bekanntes Dosier- oder Highspeed-Ventil ist, in dem ein in der Darstellung schematisch angedeuteter Verdrängungs- oder Verschlusskörper 4 mittels eines mit diesem mechanisch gekoppelten Pneumatik- oder Hydraulikzylinders 6 periodisch vor- und zurück bewegt wird, um eine Düsenöffnung 12 freizugeben oder zu verschließen. Der Antrieb des Verdrängungs- oder Verschlusskörpers 4 erfolgt dabei in bekannter Weise mit Hilfe eines Mehrwegeventils 7 und einer dieses steuernden Steuerungseinrichtung 8.
Durch die fortlaufende periodische Vor- und Zurückbewegung des Verdrängungsund/oder Verschlusskörpers 4 wird das dem Ventil 10 aus einem nicht näher gezeigten Vorratsbehälter über eine Zufuhrleitung 14 zugeführte flüssige oder pastöse Medium 2 mit hoher Geschwindigkeit in Form eines gebündelten Strahls aus der Düsenöffnung 12 herausgefördert. Die Ausrichtung des Ventils 10 ist hierbei in der Weise, dass die Düsenöffnung 12 auf die Eintrittsöffnung 34 des Schleuderkopfes 30 gerichtet ist, so dass das Medium 2 aus der Düsenöffnung 12 heraus über eine Strecke A hinweg frei durch den Luftraum zwischen der Düsenöffnung 12 und der Eintrittsöffnung 34 in die Eintrittsöffnung 34 hinein eingespritzt wird. Von dort aus verteilt sich das Medium 2 in radialer Richtung und tritt durch die Austrittsöffhung 36, 38 aus dem Hohlraum 31 aus, wie dies zuvor beschrieben wurde und durch die Pfeile angedeutet ist.
Um einen gleichmäßen Auftrag des Mediums 2 über die gesamte Höhe der Innenwand des Zylinders 50, oder allgemein eines zu beschichtenden Objekts 50, zu erhalten, wird der Tragrahmen 40, an dem das Ventil 10 vorzugsweise mittels einer Halteeinrichtung 42 befestigt ist, insgesamt als Einheit auf- und ab bewegt, was beispielsweise durch einen nicht näher gezeigten Roboterarm oder motorisch bewegten Träger erfolgen kann, an dem der Tragrahmen 40 mittels einer Schraubenverbindung 44, 46 befestigt wird.
Liste der Bezugszeichen
1 Erfindungsgemäße Vorrichtung
2 Medium
4 Verdrängungs- oder Verschlusskörper
6 Pneumatik- oder Hydraulikzylinder
7 Mehrwegeventil
8 Steuerungseinrichtung
10 Ventil
12 Düsenöffnung
14 Zufuhrleitung
20 Antriebsmotor
22 Wellenkupplung
24 Erstes Lager
26 Zweites Lager
28 Antriebswelle
30 Schleuderkopf
31 Hohlraum
32 Boden
34 Eintrittsöffnung
36 Erste Austrittsöffnung
38 Zweite Austrittsöffnung
40 Tragrahmen
42 Halteeinrichtung
44 Schraubenverbindung
46 Schraubenverbindung
50 Zylinder
A Strecke zwischen Düsenöffnung und Eintrittsöffnung

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (2) auf ein zu benetzendes Objekt (50), mit einem Schleuderkopf (30), der durch einen Antriebsmotor (20) und eine mit diesem gekoppelte Antriebswelle (28) in schnelle Rotation versetzbar ist, wobei der Schleuderkopf (30) einen innenliegenden Hohlraum (31) und wenigstens eine mit dem Hohlraum (31) kommunizierende radiale Austrittsöffnung (36, 38) für das Medium (2) aufweist, sowie mit einem Ventil (10), über welches die Menge des in den Hohlraum (31) zugeführten Mediums (2) veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hohlraum (31) eine um das Drehzentrum der Antriebswelle (28) herum angeordnete, mit dem umgebenden Luftraum kommunizierende Eintrittsöffnung (34) für das Medium (2) aufweist, und dass das Ventil (10) eine Düse mit einer auf die Eintrittsöffnung (34) gerichteten und in einem Abstand (A) von der
Eintrittsöffnung (34) angeordneten Düsenöffnung (12) sowie einem periodisch vor- und zurück bewegten Verdrängungs- und/oder Verschlusskörper (4) besitzt, der das Medium (2) aus der Düsenöffnung (12) heraus durch den Luftraum hindurch in die Eintrittsöffnung (34) hinein bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schleuderkopf (30) die Form eines an der Oberseite offenen Kegelstumpfs besitzt, wobei wenigstens eine Austrittsöffnung (36, 38) im Bereich des Bodens (32) des Schleuderkopfs angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Antriebswelle (28) durch die Eintrittsöffnung (34) hindurch bis zum Boden (32) des Schleuderkopfs (30) hin erstreckt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Eintrittsöffnung (34) auf der dem Antriebsmotor (20) und der
Antriebswelle (28) gegenüberliegenden Seite des Schleuderkopfes (30) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebswelle (28) fliegend gelagert ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antriebsmotor (20) ein Elektromotor oder ein Luftmotor ist, der insbesondere direkt mit der Antriebswelle (28) gekoppelt ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventil (10) mechanisch mit dem Antriebsmotor (20) gekoppelt ist, derart, dass das Ventil (10) bei einer Bewegung des Antriebsmotors (20) zusammen mit dem Schleuderkopf (30) in einem festen Abstand zum Schleuderkopf (30) mit diesem mitbewegt wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsenöffhung (12) des Ventils (10) in einem Abstand (A) von 10 mm - 300mm entfernt von der Eintrittsöffnung (34) angeordnet ist.
9. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (2) auf ein zu benetzendes Objekt (50), mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schleuderkopf (30) und/oder das zu benetzende Objekt (50) relativ zueinander entlang eines vorgegebenen Verfahrweges verfahren werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Frequenz, mit der der Verdrängungs- oder Verschlusskörper (4) des Ventils (10) vor- und zurück bewegbar ist, veränderbar ist, und dass die Frequenz in Abhängigkeit vom Verfahrweg gewählt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Eintrittsöffnung (34) für das Medium (2) und der Düsenöffnung (12) des Ventils (10) ein Auffang- und/oder Ablenkelement für das Medium angeordnet ist, welches das aus der Düsenöffnung (12) austretende Medium (2) auffängt, und dass zur Eindosierung der auf das Objekt (50) aufzubringenden Menge des Mediums (2) vor einem erstmaligen Auftrag die Menge des auf das Auffang- und/oder Ablenkelement auftreffendem Mediums (2) insbesondere durch Wiegen des Auffangelements und/oder volumetrisch bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antriebsmotor (20) mit einer von der Frequenz des vor- und zurück bewegten Verdrängungs- oder Verschlusskörpers (4) unterschiedlichen Frequenz betrieben wird.
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