用于向部件邊緣施涂粘性材料的組合噴嘴以及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于向部件的邊緣施涂粘性材料、特別是粘合劑的組合噴嘴以及
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]向部件的邊緣施涂粘性材料、如粘合劑對施涂機(jī)構(gòu)要求很高，這是因?yàn)橄鄬τ诓考龑?dǎo)部只有輕微的偏差才能夠被接納，并且還要建立部件的邊緣的完全浸潤。例如，銑削的碳纖維增加塑料(CFRP)部件上的部件邊緣需要被密封，從而提供抵抗腐蝕的保護(hù)。密封可利用合適的施涂器以自動化的方式或半自動化的方式手工進(jìn)行。
[0003]較高的時鐘速率需要自動化或半自動化的方案、例如利用機(jī)器人，這是因?yàn)槭止っ芊膺^于消耗時間并且由此缺乏經(jīng)濟(jì)性。通常而言，目前用于粘合劑自動化施涂的施涂器關(guān)聯(lián)有這樣的缺陷:在部件存在公差的情況下，噴嘴不能跟隨部件邊緣的偏差。這導(dǎo)致在預(yù)定的機(jī)器人路徑中出現(xiàn)噴嘴與部件不想要的接觸、或者噴嘴與部件過大的間隔。更進(jìn)一步而言，許多傳統(tǒng)的施涂器和噴嘴不能夠在部件的窄小的貫通部中操作。
[0004]另外的問題在于:現(xiàn)代復(fù)合材料如CFRP的邊緣由于它們可變的設(shè)計(jì)具有不同的邊緣寬度。編程設(shè)定機(jī)器人路徑以用于施涂器的中心對準(zhǔn)相應(yīng)地較為昂貴。盡管存在利用直接向機(jī)器人控制系統(tǒng)傳遞用于高度校正并且適用的話的用于橫向校正的校正信號的合適的傳感器系統(tǒng)的選擇，但是這需要具備足夠的空間用于傳感器系統(tǒng)。此外，傳感器控制系統(tǒng)昂貴、復(fù)雜并且會導(dǎo)致可觀的延遲時間。
[0005]此外，在粘合劑的施涂期間存在這樣的問題:在部件邊緣窄小的情況下，盡管使用了寬槽噴嘴，但是在目前使用的噴嘴中，被施涂的粘合劑粒通常具有半圓形狀，由此部件邊緣的表面往往沒有被浸潤。然而，提供表面的完全浸潤的邊緣密封將需要的是雙凸面的截面形狀或扁平的圓形段的形狀。
[0006]由于上述問題，到目前為止，具有有限的可靠近性的銑削的CFRP部件上的以及部件貫通部上的部件邊緣通常為手工密封。具有非常窄小的半徑以及貫通部的部件邊緣只能手工密封。在這個過程中，粘合劑利用漆刷或從膠筒被手工施涂。此后，利用滾子將半圓形粘合劑粒分布在部件的邊緣上，并且將跑到部件的側(cè)部、或跑到不需要浸潤的表面的多余的粘合劑手工清潔。
[0007]專利文獻(xiàn)US4778642展示了一種用于施涂粘性材料的噴嘴，該噴嘴具有用于借助空氣流影響材料的施涂的多個附加的噴嘴開孔。在這一設(shè)計(jì)中，用于材料的施涂的噴嘴開孔被四個空氣噴嘴環(huán)繞，在材料的施涂期間，所述四個空氣噴嘴將空氣傾斜地吹入從所述噴嘴噴出的材料束，并且借此，使所述材料束在施涂之前完成成型。這樣的技術(shù)還從所謂的旋轉(zhuǎn)噴嘴知曉。更進(jìn)一步而言，在作為這一出版公開文獻(xiàn)的主題的噴嘴中，另外的空氣噴嘴被設(shè)置在與用于材料的施涂的噴嘴開孔更大的間隔處，該另外的空氣噴嘴對已經(jīng)施涂的材料粒的成型進(jìn)行作用。粘性材料向部件的邊緣并且在局限的部件貫通部中的施涂、或者向具有窄小的半徑的部件邊緣的施涂所關(guān)聯(lián)的問題并沒有被這一出版公開文獻(xiàn)解決。所示的噴嘴也不適用于這樣的施涂，這是由于它的尺寸決定于多個噴嘴開口。
[0008]本發(fā)明的目的在提出一種用于向部件的邊緣施涂粘性材料、特別是粘合劑的噴嘴和裝置，所述噴嘴和裝置允許部件的邊緣的最佳浸潤和噴嘴沿著部件的邊緣的精確引導(dǎo)并且還適用于窄小的半徑和部件貫通部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]上述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1至5的組合噴嘴和施涂裝置予以實(shí)現(xiàn)。噴嘴和裝置的有利實(shí)施例被從屬權(quán)利要求限定、或在下述說明書和在示范實(shí)施例中提供。
[0010]本發(fā)明的組合噴嘴具有用于所述粘性材料的第一噴嘴通道，所述第一噴嘴通道導(dǎo)通至第一噴嘴開孔，以及用于氣體介質(zhì)、特別是空氣的第二噴嘴通道，所述第二噴嘴通道導(dǎo)通至第二噴嘴開孔。所述兩個噴嘴通道在組合噴嘴中相對于彼此具有角度地延伸，所述角度為在0°和10°之間，優(yōu)選地為在0°和5°之間。所述兩個噴嘴開孔設(shè)計(jì)為寬槽噴嘴，由此它們的寬度比它們的長度大。所述兩個噴嘴開孔在縱向上以在3和5mm之間的中心距前后布置。
[0011]通過這種具有兩個彼此緊挨的寬槽噴嘴的組合噴嘴的噴嘴設(shè)計(jì)、特別是單一部件的設(shè)計(jì)，利用扁平材料粒的經(jīng)濟(jì)的、非接觸的自動邊緣密封以及由此部件邊緣的良好浸潤被實(shí)現(xiàn)，該邊緣密封不需要任何后續(xù)的手工修正或任何后續(xù)的清潔過程。粘性材料、如粘合劑通過第一寬槽噴嘴被施涂至部件的邊緣。緊接著，用于氣流或空氣流的第二寬槽噴嘴在以較小固定距離處隨后工作，該氣流或空氣流吹在已經(jīng)施涂的材料粒上，由此使得所述材料粒變寬變平。通過扁平化的材料粒，部件的邊緣的邊上的更好的浸潤得到加強(qiáng)。寬槽噴嘴開孔的選取使得能夠在多種寬度上施涂粘性材料，從而使得噴嘴適合于部件邊緣的具體尺寸。施涂的寬度可被工藝參數(shù)、如入料速度的設(shè)定和噴出的粘性材料的質(zhì)量流量的設(shè)定影響。兩個噴嘴開孔相對于彼此的緊密靠近以及優(yōu)選地相互平行或至少大致相互平行的噴嘴的通道的設(shè)置使得能夠?qū)崿F(xiàn)非常緊湊的噴嘴，該緊湊的噴嘴使材料甚至能夠施涂至窄小的半徑或部件貫通部。
[0012]噴嘴開孔的寬度優(yōu)選地為在3和6_之間；長度小于等于2_。優(yōu)選地，第二噴嘴開孔布置為在平行于第一噴嘴通道的縱軸或部件邊緣的表面法線的方向上相對于第一噴嘴開孔向后偏置約4±lmm的距離，從而實(shí)現(xiàn)氣流或空氣流對已施涂的材料粒的最佳影響。由此，空氣出口布置為相對于部件表面比粘合劑出口高約3-4_。
[0013]為了向部件的邊緣施涂粘性材料、如粘合劑，根據(jù)本發(fā)明的裝置被提出，該裝置在下文中還稱之為施涂器。在施涂過程中，該裝置沿著將施涂粘性材料的部件邊緣在入料方向上被移動。在本文中，術(shù)語“部件的邊緣”指的是部件或部件區(qū)段的窄側(cè)，例如板件或玻璃面板的窄側(cè)。所述裝置具有用于粘性材料的噴嘴，該噴嘴安裝在噴嘴安裝部中或上。引導(dǎo)滾子(Diabolo)以這樣的方式固定至噴嘴或噴嘴安裝部:為了施涂粘性材料，引導(dǎo)滾子可放置在邊緣上并且可沿著所述邊緣被移動。在這種設(shè)計(jì)中，引導(dǎo)滾子以這樣的方式布置:在施涂過程中，所述引導(dǎo)滾子確保噴嘴相對于邊緣、特別是噴嘴的中心相對于邊緣的限定的位置、以及恒定距離。噴嘴安裝部通過連接機(jī)構(gòu)連接至連接元件，所述裝置或施涂器通過所述連接元件可連接至搬運(yùn)裝置、搬運(yùn)器或筒件。采用這種方式，施涂器可例如連接至機(jī)器人臂并且可被機(jī)器人臂引導(dǎo)用于粘性材料的自動施涂。在本發(fā)明的裝置中，連接機(jī)構(gòu)以這樣的方式設(shè)計(jì):至少在部件邊緣的方向上、即在平行于部件邊緣上的表面法線的方向上，連接機(jī)構(gòu)允許噴嘴安裝部或噴嘴相對于連接元件的相對運(yùn)動，并且連接機(jī)構(gòu)具有彈簧機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)滾子在施涂過程中通過該彈簧機(jī)構(gòu)被對著邊緣按壓。噴嘴安裝部或噴嘴在邊緣的方向上的運(yùn)動以這樣的方式選取:使得由于這一運(yùn)動，沿著邊緣部件的公差可得到補(bǔ)償。這允許部件邊緣的全自動或半自動密封。由于引導(dǎo)滾子，噴嘴沿著部件邊緣的精確引導(dǎo)得到確保。由于噴嘴安裝部相對于連接元件或搬運(yùn)裝置的運(yùn)動以及固定施涂器的搬運(yùn)器或筒件的運(yùn)動，即使存在部件公差，噴嘴與部件的邊緣的恒定距離可被實(shí)現(xiàn)而無需為此使用昂貴的傳感器系統(tǒng)。
[0014]在本發(fā)明的裝置中，引導(dǎo)滾子可在入料方向上布置在噴嘴的前方或后方。當(dāng)通過來自附加的噴嘴開孔的空氣流或氣流對材料粒實(shí)施影響或成型時，位于噴嘴前方的結(jié)構(gòu)被優(yōu)選地選取。在位于噴嘴的后方的結(jié)構(gòu)中，引導(dǎo)滾子優(yōu)選地以這樣的方式設(shè)計(jì)、特別是形成:使利用噴嘴施涂的材料粒的影響或成型通過引導(dǎo)滾子實(shí)現(xiàn)。由此，在這種情況下，引導(dǎo)滾子具有雙重功能:一方面是確保噴嘴在施涂過程中相對于邊緣的限定的位置，并且另一方面是對施涂的材料粒成型。在本文中，術(shù)語“成型”還指的是使材料粒變直或變光滑。
[0015]由此，噴嘴安裝部可被制作為相應(yīng)地窄小，從而使得采用這種方式也可在窄小的部件貫通部上執(zhí)行材料的施涂。
[0016]連接機(jī)構(gòu)可以多種方式實(shí)施。在有利的實(shí)施例中，連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為角度桿，其中，噴嘴安裝部代表這一角度桿的臂部或被附接至這一角度桿。在這種結(jié)構(gòu)中，噴嘴可例如為寬槽噴嘴，各種粘性材料可通過所述寬槽噴嘴施涂至部件的邊緣。角度桿使得具有噴嘴的噴嘴安裝部能夠在表面法線的方向上相對于部件的邊緣移動。這種施涂器例如連接至自動化裝置(如機(jī)器人)和粘性材料的計(jì)量系統(tǒng)。引導(dǎo)滾子與部件邊緣接觸并且在噴嘴前方或后方于施涂器的運(yùn)動方向或入料方向上移動。法線方向上的部件公差被角度桿上的彈簧機(jī)構(gòu)補(bǔ)償。由此，通過引導(dǎo)滾子，施涂器保持與部件的邊緣的連續(xù)接觸。
[0017]在本實(shí)施例的改進(jìn)例中，用于獲取角度桿的運(yùn)動的傳感器固定至施涂器，其中，所述傳感器的測量數(shù)據(jù)可用來控制所述自動化裝置。例如，角度桿的運(yùn)動可通過作為傳感器的距離激光被獲取，從而將相對于所述自動化裝置的編程預(yù)設(shè)的軌跡的偏差傳遞至軌跡控制系統(tǒng)，所述軌跡控制系統(tǒng)繼而相應(yīng)地校正所述軌跡。
[0018]通過這種施涂器，存在公差以及具有窄小的半徑和限制的靠近性的部件的自動邊緣密封成為可能。這一設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)有非常多的優(yōu)點(diǎn):施涂器末端能