DE102018127277A1

DE102018127277A1 - NOZZLE ARRANGEMENT AND SYSTEM FOR APPLYING FLUIDS TO A SUBSTRATE AND AN APPROPRIATE METHOD

Info

Publication number: DE102018127277A1
Application number: DE102018127277.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pahl
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-04-30
Also published as: WO2020092490A2; WO2020092490A3

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Düsenanordnung (1) zum Auftragen von Fluiden (20), insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat (21), wobei die Düsenanordnung (1) einen mit einem Montagebereich eines Verteilers (30) vorzugsweise austauschbar verbindbaren Grundkörper (2) mit einer stirnseitigen Seitenfläche (3) aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass an der stirnseitigen Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) ein Auslegerbereich (4) ausgebildet ist, in welchem mindestens eine Austrittsdüse (5) ausgebildet ist, wobei der Auslegerbereich (4) und die Austrittsdüse (5) derart ausgebildet sind, dass die Austrittsöffnung der Austrittsdüse (5) beabstandet von der stirnseitigen Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) ist, und dass eine von der Austrittsöffnung vorgegebene Hauptströmachse, entlang welcher sich das von der Austrittsdüse (5) abgegebene Fluid bewegt, mit der stirnseitigen Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) einen spitzen Winkel einschließt.The invention relates in particular to a nozzle arrangement (1) for applying fluids (20), in particular thermoplastic adhesives, to a substrate (21), the nozzle arrangement (1) comprising a base body (2) which can preferably be interchangeably connected to an assembly area of a distributor (30). having an end face (3). According to the invention, a boom area (4) is formed on the front side face (3) of the base body (2), in which at least one outlet nozzle (5) is formed, the boom area (4) and the outlet nozzle (5) being such are formed such that the outlet opening of the outlet nozzle (5) is spaced apart from the front side surface (3) of the base body (2), and that a main flow axis, predetermined by the outlet opening, along which the fluid discharged from the outlet nozzle (5) moves, also the front side surface (3) of the base body (2) encloses an acute angle.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Auftragen von Fluiden, einschließlich thermoplastischen oder faserigen Klebstoffen auf ein Substrat durch mindestens eine Düsenanordnung, die auf einer Montagefläche eines Verteilers oder eines Verteilerkopfes vorzugsweise lösbar befestigt ist, wobei dieser Verteiler oder Verteilerkopf in der Regel dazu dient, der mindestens einen Düsenanordnung das aufzutragende Fluid zuzuführen. Der Zweck eines solchen Systems ist das Auftragen von Fluiden auf zum Beispiel sich relativ zu der mindestens einen Düsenanordnung bewegende Substrate, und insbesondere das Auftragen von Klebstoffen in Teilsprühmustern zum teilweise Bedecken eines Substrats.The invention relates generally to the application of fluids, including thermoplastic or fibrous adhesives, to a substrate by at least one nozzle arrangement, which is preferably releasably attached to a mounting surface of a distributor or a distributor head, this distributor or distributor head generally serving the at least one Nozzle arrangement to supply the fluid to be applied. The purpose of such a system is to apply fluids to, for example, substrates moving relative to the at least one nozzle arrangement, and in particular to apply adhesives in partial spray patterns for partially covering a substrate.

Die Druckschrift EP 0 872 580 A offenbart beispielsweise eine Mehrzahl von Schmelzblas-Düsenanordnungen oder Düsen, die Seite an Seite an einem oder beiden Enden eines herkömmlichen Verteilers oder Verteilerkopfes befestigbar sind, welcher für eine dosierte Zufuhr von Klebstoff zu jeder Düsenanordnung sorgt. Die Düsenanordnungen umfassen jeweils eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen Plattenelementen, die eine Reihe von klebstoffspendenden Öffnungen an eine Austrittsfläche bilden. Die Reihe von Fluid-Austrittsöffnungen jeder Düsenanordnung bildet einen Abschnitt einer längeren Reihe, die durch die Mehrzahl von benachbarten Düsenanordnungen gebildet wird, welche entlang einem gemeinsamen Ende des Verteilerkopfes angeordnet sind. Eine oder beide Seiten des Verteilers können neben der Seite eines ähnlich aufgebauten Verteilerkopfes befestigt sein, um noch längere Reihen von Fluid-Austrittsöffnungen zu bilden, wodurch ein modulares Schmelzblas-Klebstoff-Spendesystem bereitgestellt wird, welches Substrat mit jeder dimensionalen Breite aufnimmt.The publication EP 0 872 580 A discloses, for example, a plurality of meltblowing nozzle assemblies or nozzles that are attachable side by side to one or both ends of a conventional manifold or manifold head which provides a metered supply of adhesive to each nozzle assembly. The nozzle assemblies each include a plurality of substantially parallel plate members that form a series of adhesive dispensing openings on an exit surface. The row of fluid outlet openings of each nozzle assembly forms a portion of a longer row formed by the plurality of adjacent nozzle assemblies arranged along a common end of the manifold head. One or both sides of the manifold can be attached adjacent to the side of a similarly constructed manifold head to form even longer rows of fluid outlets, thereby providing a modular meltblown adhesive dispensing system that receives substrates of any dimensional width.

In einigen klebstoffspendenden Anwendungen wird der Klebstoff so aufgetragen, dass er die volle Breite des Substrats bedeckt, und in anderen Anwendungen ist es wünschenswert den Klebstoff nur auf ausgewählten Abschnitten oder Bereichen des Substrats aufzutragen und andere Abschnitte oder Bereiche des Substrats frei von Klebstoff zu halten. Dies gilt beispielsweise für Anwendungen, bei denen ein Umbugbereich eines Substrats mit Klebstoff versehen werden muss.In some adhesive dispensing applications, the adhesive is applied to cover the full width of the substrate, and in other applications it is desirable to apply the adhesive only to selected portions or areas of the substrate and to keep other portions or areas of the substrate free of adhesive. This applies, for example, to applications in which a fold area of a substrate has to be provided with adhesive.

Als Umbugen wird das Umlegen eines Materials um eine Teilkante um 90° bzw. 180° bezeichnet. Der so gebildete Umbugbereich wird häufig dann durch ein geeignetes Fügeverfahren, insbesondere Kleben, auf einem Trägerteil befestigt.Bending is the folding of a material around a partial edge by 90 ° or 180 °. The folding area thus formed is then often attached to a carrier part by a suitable joining method, in particular gluing.

Derartige Umbugverfahren werden insbesondere in der Automobilindustrie für Verkleidungsteile eingesetzt. Die zunehmend komplizierten dreidimensionalen Geometrien der Verkleidungsteile stellt dabei eine hohe Herausforderung an die anzuwendenden Fügeverfahren dar. Insbesondere besteht ein Problem darin, in Umbugbereichen mit Hilfe einer von einem Roboterarm geführten Düsenanordnung gleichmäßig und kontinuierlich ein entsprechendes Klebemuster aufzubringen.Such folding processes are used in particular in the automotive industry for trim parts. The increasingly complicated three-dimensional geometries of the cladding parts represent a great challenge for the joining methods to be used. In particular, one problem is to apply a corresponding adhesive pattern uniformly and continuously in the bending areas with the aid of a nozzle arrangement guided by a robot arm.

1 zeigt in einer schematischen und isometrischen Ansicht ein herkömmliches System 150 zum Auftragen von thermoplastischen Klebstoffen 20 auf ein Substrat 21, welches entsprechende Umbugbereiche aufweist. 1 shows a schematic and isometric view of a conventional system 150 for applying thermoplastic adhesives 20th on a substrate 21 , which has corresponding folding areas.

Das System 150 gemäß 1 besteht im Wesentlichen aus einem Verteilerkopf 30, welcher vorzugsweise mit einem (in 1 nicht gezeigten) Roboterarm verbunden oder verbindbar ist, und welcher entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Substrat 21 bewegbar ist. In einem Montagebereich des Verteilerkopfes 30 ist eine Düsenanordnung 101 vorzugsweise austauschbar mit dem Verteilerkopf 30 verbunden. Hierbei dient der Verteilerkopf 30 dazu, der Düsenanordnung 101 den zu versprühenden thermoplastischen Klebstoff 20 und gegebenenfalls Formungsluft etc. in geeigneter Weise zuzuführen.The system 150 according to 1 consists essentially of a distributor head 30th , which preferably with a (in 1 robot arm (not shown) is connected or connectable, and which along a direction of movement relative to the substrate 21 is movable. In an assembly area of the distributor head 30th is a nozzle arrangement 101 preferably interchangeable with the distributor head 30th connected. The distributor head is used here 30th to this, the nozzle arrangement 101 the thermoplastic adhesive to be sprayed 20th and if necessary, supply shaping air etc. in a suitable manner.

Die bei dem herkömmlichen System 150 zum Auftragen von thermoplastischen Klebstoffen 20 auf ein Substrat 21 zum Einsatz kommende Düsenanordnung 101 weist einen Grundkörper 102 auf, welcher - in Draufsicht gesehen - zumindest im Wesentlichen rechtwinklig ausgeführt ist, und welcher mit dem Montagebereich des Verteilerkopfes 30 verbunden ist.The one with the conventional system 150 for applying thermoplastic adhesives 20th on a substrate 21 nozzle arrangement used 101 has a basic body 102 on, which - seen in plan view - is at least substantially rectangular and which with the mounting area of the distributor head 30th connected is.

Der Grundkörper der Düsenanordnung 101 weist eine stirnseitige Seitenfläche auf, welche mit der Austrittsfläche der auf das Substrat 21 aufzutragende thermoplastische Klebstoff 20 abgegeben wird.The basic body of the nozzle arrangement 101 has an end face that is aligned with the exit surface of the substrate 21 thermoplastic adhesive to be applied 20th is delivered.

Hierzu ist - wie in 1 angedeutet - an der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers 102 der Düsenanordnung 101 eine Austrittsdüse 105 ausgebildet, wobei die Austrittsöffnung der Austrittsdüse 105 derart ausgeführt ist, dass eine von der Austrittsöffnung vorgegebene Hauptströmachse, entlang welcher sich der von der Austrittsdüse abgegebene Klebstoffstrahl 20 bewegt, mit der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers 102 einen rechten Winkel (90°) einschließt.For this - as in 1 indicated - on the end face of the base body 102 the nozzle arrangement 101 an outlet nozzle 105 formed, wherein the outlet opening of the outlet nozzle 105 is designed in such a way that a main flow axis predetermined by the outlet opening, along which the adhesive jet emitted by the outlet nozzle is located 20th moved, with the end face of the base body 102 encloses a right angle (90 °).

Bei einer Bewegung des Verteilerkopfes 30 relativ zu dem Substrat 21 in Richtung der in 1 mit dem Pfeil angedeuteten Bewegungsrichtung besteht das Problem, dass auf Grund der komplexen dreidimensionalen Geometrie des Substrats 21 der Verteilerkopf 30 entweder in Kontakt mit dem Substrat 21 kommt oder bestimmte Bereiche des Substrats 21, insbesondere Bereiche in einem Umbugbereich des Substrats 21, nicht mehr von der Düsenanordnung 101 erreicht werden können.When the distributor head moves 30th relative to the substrate 21 towards the in 1 with the direction of movement indicated by the arrow there is the problem that due to the complex three-dimensional geometry of the substrate 21 the distributor head 30th either in contact with the substrate 21 comes or certain areas of the substrate 21 , in particular areas in a folding area of the Substrate 21 , no longer from the nozzle arrangement 101 can be achieved.

Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt somit der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Düsenanordnung zum Auftragen von Fluiden insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat anzugeben, wobei diese Düsenanordnung es gestattet, auch bei komplizierten geometrischen Geometrien des Substrats zielgereicht den thermoplastischen Klebstoff bzw. das Fluid aufzubringen.Based on this problem, the invention is based on the object of specifying a nozzle arrangement for applying fluids, in particular thermoplastic adhesives, to a substrate, this nozzle arrangement making it possible to apply the thermoplastic adhesive or the fluid in a targeted manner even in the case of complicated geometric geometries of the substrate.

Ferner soll ein entsprechend optimiertes System zum Auftragen von Fluiden, insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf Substrate mit einer entsprechend komplexen Geometrie sowie ein entsprechendes Auftragverfahren angegeben werden.Furthermore, a correspondingly optimized system for applying fluids, in particular thermoplastic adhesives, to substrates with a correspondingly complex geometry and a corresponding application method are to be specified.

Im Hinblick auf die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Düsenanordnung in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 angegeben sind.With regard to the object on which the invention is based, solved by the subject matter of independent patent claim 1, advantageous developments of the nozzle arrangement according to the invention being specified in dependent claims 2 to 9.

Im Hinblick auf das System wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 11 und im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 13 gelöst, wobei ebenfalls vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben sind.With regard to the system, the object on which the invention is based is achieved by the subject matter of independent claim 11 and with regard to the method by the subject of independent claim 13, advantageous developments of the system according to the invention and the method according to the invention likewise being specified in the corresponding subclaims are.

Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere eine Düsenanordnung zum Auftragen von Fluiden, insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat, wobei die Düsenanordnung einen mit einem Montagebereich eines Verteilers oder Verteilerkopfes vorzugsweise austauschbar verbindbaren Grundkörper mit einer stirnseitigen Seitenfläche aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei insbesondere vorgesehen, dass an der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers ein Auslegerbereich ausgebildet ist, in welchem mindestens eine Austrittsdüse ausgebildet ist. Der Auslegerbereich und die mindestens eine Austrittsdüse sind dabei derart ausgebildet, dass die Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse von der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers der Düsenanordnung beabstandet ist, wobei insbesondere eine von der Austrittsöffnung vorgegebene Hauptströmachse, entlang welcher sich das von der Austrittsdüse abgegebene Fluid bewegt, mit der stirnseitigen Seitenfläche des Grundkörpers einen spitzen Winkel einschließt.Accordingly, the invention relates in particular to a nozzle arrangement for applying fluids, in particular thermoplastic adhesives, to a substrate, the nozzle arrangement having a base body with an end face which is preferably interchangeable with an assembly area of a distributor or distributor head. According to the invention, it is provided in particular that an extension area is formed on the end face of the base body, in which at least one outlet nozzle is formed. The delivery area and the at least one outlet nozzle are designed in such a way that the outlet opening of the at least one outlet nozzle is spaced apart from the end face of the base body of the nozzle arrangement, in particular a main flow axis predetermined by the outlet opening, along which the fluid discharged from the outlet nozzle moves, encloses an acute angle with the end face of the base body.

Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: Dadurch, dass die Düsenanordnung mit einem entsprechenden Auslegerbereich versehen ist, in welchem die Austrittsdüse ausgebildet ist, lässt sich die Düsenanordnung, insbesondere wenn diese an einem Roboterarm geführten Verteilerkopf angeordnet ist, wesentlich flexibler auch in Bereichen komplexer Geometrie einsetzen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Düsenanordnung oder der Verteilerkopf in Kontakt mit Bereichen des zu beschichtenden Substrats gelangt. Dabei ist ferner sichergestellt, dass die Düsenaustrittsöffnung der Austrittsdüse stets den vorgesehenen Abstand zu der Oberfläche des zu beschichtenden Bereichs des Substrats einhält. Insbesondere gestattet die spezielle Geometrie der Düsenanordnung mit dem Auslegerbereich, dass die Düsenanordnung auch relativ zu dem zu beschichtenden Substrat bzw. dem zu beschichtenden Bereich des Substrats verschwenkt und gedreht werden kann, was erforderlich ist, um den Bereich gleichmäßig mit dem Fluid, insbesondere thermoplastischen Klebstoff, zu benetzen.The advantages that can be achieved with the solution according to the invention are obvious: Because the nozzle arrangement is provided with a corresponding extension area in which the outlet nozzle is formed, the nozzle arrangement can also be considerably more flexible, in particular if it is arranged on a distributor arm guided on a robot arm use in areas of complex geometry without the risk that the nozzle arrangement or the distributor head comes into contact with areas of the substrate to be coated. This also ensures that the nozzle outlet opening of the outlet nozzle always maintains the intended distance from the surface of the region of the substrate to be coated. In particular, the special geometry of the nozzle arrangement with the cantilever region allows the nozzle arrangement to also be pivoted and rotated relative to the substrate to be coated or the region of the substrate to be coated, which is necessary to make the region uniform with the fluid, in particular thermoplastic adhesive to wet.

Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Düsenanordnung ist insbesondere vorgesehen, dass - in Draufsicht gesehen - der Grundkörper der Düsenanordnung zumindest im Wesentlichen gelenkig ausgeführt ist. Ferner ist vorgesehen, dass - ebenfalls in Draufsicht gesehen - der Auslegerbereich der Düsenanordnung zumindest im Wesentlichen trapez- oder dreiecksförmig, insbesondere trapezförmig, ausgeführt ist und über seine längere Grundseite mit der Stirnseite des Grundkörpers verbunden ist.According to preferred implementations of the nozzle arrangement according to the invention, it is provided in particular that - seen in plan view - the base body of the nozzle arrangement is at least essentially articulated. It is further provided that - also seen in plan view - the extension area of the nozzle arrangement is at least essentially trapezoidal or triangular, in particular trapezoidal, and is connected to the end face of the base body via its longer base side.

Dadurch, dass bei dieser Ausführungsform der Grundkörper - wie bei dem Stand der Technik - nach wie vor eine in Draufsicht gesehen zumindest im Wesentlichen rechtwinklig ausgeführt ist, kann die Düsenanordnung nach wie vor mit dem Montagebereich des Verteilerkopfes verbunden werden, ohne dass hierzu konstruktive Änderungen an den Montagebereich, bzw. Verteilerkopf vorzunehmen wäre. Das Gleiche gilt auch für das Fluidverteilungssystem, welches von dem Verteilerkopf bereitgestellt wird und über einen entsprechenden Schnittstellenbereich mit dem Grundkörper der Düsenanordnung zur Verfügung gestellt wird.Due to the fact that, in this embodiment, the base body - as in the prior art - is still at least essentially rectangular when viewed in plan view, the nozzle arrangement can still be connected to the mounting area of the distributor head without any design changes the assembly area or distributor head would have to be made. The same also applies to the fluid distribution system, which is provided by the distributor head and is made available via a corresponding interface area with the base body of the nozzle arrangement.

Bei Weiterbildungen der zuletzt genannten Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass ein Schenkel des in Draufsicht gesehen insbesondere trapezförmig ausgeführten Auslegerbereichs mit einer Seitenfläche des Grundkörpers fluchtet. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Austrittsöffnung in einem Schenkel des in Draufsicht gesehen insbesondere trapezförmig ausgeführten Auslegerbereichs ausgebildet ist, welcher dem Schenkel gegenüberliegt, der mit der Seitenfläche des Grundkörpers der Düsenanordnung fluchtet.In further developments of the last-mentioned embodiment, it is provided in particular that one leg of the cantilever area, seen in plan view, is aligned with a side surface of the base body. As an alternative or in addition to this, it can be provided that the at least one outlet opening is formed in a leg of the cantilever area, which is particularly trapezoidal when viewed in plan view, which is opposite the leg that is flush with the side surface of the base body of the nozzle arrangement.

Bei diesen Weiterbildungen handelt es sich um insbesondere leicht zu realisierende aber dennoch effektive Lösungen, wie die erfindungsgemäße Düsenanordnung ausgestaltet werden kann, damit auch insbesondere komplexe geometrische Bereiche des Substrats wirkungsvoll in den Bereich der Austrittsdüse der Düsenanordnung gelangen, ohne dass ein Kontakt zwischen der Düsenanordnung bzw. dem Verteiler oder Verteilerkopf mit dem Substrat auftritt. These developments are, in particular, easy-to-implement but nevertheless effective solutions as to how the nozzle arrangement according to the invention can be designed so that even complex geometric areas of the substrate can effectively reach the area of the outlet nozzle of the nozzle arrangement without contact between the nozzle arrangement or the distributor or distributor head with the substrate occurs.

Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass der Auslegerbereich integral mit dem Grundkörper der Düsenanordnung verbunden ist. „Integral“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Auslegerbereich unlösbar mit dem Grundkörper der Düsenanordnung verbunden ist, und insbesondere einstückig mit dem Material des Grundkörpers ausgebildet ist.According to the invention, it is provided in particular that the boom area is integrally connected to the base body of the nozzle arrangement. “Integral” in this context means that the boom area is inseparably connected to the base body of the nozzle arrangement, and in particular is formed in one piece with the material of the base body.

Die integrale Ausgestaltung des Auslegerbereichs bringt den Vorteil mit sich, dass die Düsenanordnung und insbesondere auch die Ausrichtung der Austrittsdüse bzw. der Austrittsöffnung der Austrittsdüse mit hoher Präzision und nur geringen Toleranzen gefertigt werden kann.The integral configuration of the boom area has the advantage that the nozzle arrangement and in particular also the alignment of the outlet nozzle or the outlet opening of the outlet nozzle can be manufactured with high precision and only small tolerances.

Vorzugsweise ist die Düsenanordnung als laminierte Düsenbaueinheit ausgebildet, die aus einer Vielzahl miteinander flächig verbundenen Flächenelementen besteht, wobei in dem Grundkörper und in dem Auslegerbereich mindestens ein Fluidkanal ausgebildet ist, welcher mit der mindestens einen Austrittsdüse der Düsenanordnung strömungsmäßig verbunden ist. Das Ausbilden der Düsenanordnung als laminierte Düsenbaueinheit hat den Vorteil, dass besonders präzise aber dennoch in einer relativ einfachen Weise auch komplexe Fluidkanalsysteme im Inneren des Grundkörpers bzw. des Auslegerbereichs ausgestaltet werden können. Mit anderen Worten, auch komplexe Fluidkanäle bzw. Fluidkanalsysteme sind mühelos in der Düsenanordnung integrierbar. Diese Fluidkanäle sind über einen entsprechenden Schnittstellenbereich mit entsprechend zugeordneten Fluidkanälen im Montagebereich des Verteilerkopfes in Fluidverbindung bringbar.The nozzle arrangement is preferably designed as a laminated nozzle assembly, which consists of a plurality of surface elements connected to one another in a flat manner, wherein at least one fluid channel is formed in the base body and in the extension area, which is connected in terms of flow to the at least one outlet nozzle of the nozzle arrangement. The design of the nozzle arrangement as a laminated nozzle assembly has the advantage that even complex fluid duct systems can be designed in a particularly simple but relatively simple manner inside the base body or the boom area. In other words, even complex fluid channels or fluid channel systems can be easily integrated into the nozzle arrangement. These fluid channels can be brought into fluid connection via a corresponding interface area with correspondingly assigned fluid channels in the assembly area of the distributor head.

Alles in allem ermöglicht somit die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Düsenanordnung als laminierte Düsenbaueinheit eine kompakte Düsenanordnung, in welcher alle notwendigen Funktionalitäten integriert sind.All in all, the configuration of the nozzle arrangement according to the invention as a laminated nozzle assembly thus enables a compact nozzle arrangement in which all the necessary functionalities are integrated.

Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, die erfindungsgemäße Düsenanordnung mittels 3D-Druck herzustellen. Hier kann insbesondere das Laser-Sinter-Verfahren oder Micro Laser-Sintern, auch selektives Laserschmelzen SLM (Selektives Laserschmelzen Metall) genannt, verwendet werden. Durch diese Fertigungsmethode können die Fluidkanäle in mehreren Ebenen gekrümmt ausgeführt werden, um perfekte Strömungen zu erreichen. Eine Montage der Düse entfällt und somit auch jeder mögliche Montagefehler und Toleranzabweichungen durch die Montage.Alternatively, it is also conceivable to produce the nozzle arrangement according to the invention by means of 3D printing. In particular, the laser sintering process or micro laser sintering, also called selective laser melting SLM (selective laser melting metal), can be used here. With this manufacturing method, the fluid channels can be curved in several planes in order to achieve perfect flows. There is no need to assemble the nozzle and thus any possible assembly errors and tolerance deviations due to the assembly.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass mit der Düsenanordnung das Fluid, und insbesondere der thermoplastische Klebstoff gemäß einem vorab festgelegten Ereignisablauf abgegeben werden kann. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Düsenanordnung dazu, das Fluid (den thermoplastischen Klebstoff) mit einem Muster, insbesondere oszillierenden Muster abzugeben.According to a further aspect of the present invention, it is provided that the fluid, and in particular the thermoplastic adhesive, can be dispensed with the nozzle arrangement in accordance with a predefined event sequence. In particular, the nozzle arrangement according to the invention is suitable for dispensing the fluid (the thermoplastic adhesive) with a pattern, in particular an oscillating pattern.

Hierzu ist gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Düsenanordnung vorgesehen, dass der Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse der Düsenanordnung vorzugsweise eine Vielzahl von Fluidöffnungen zugeordnet ist, wobei diese Fluidöffnungen Formungs- oder Ablenkluft abgeben, um das von der Austrittsöffnung der Austrittsdüse abgegebene Fluid, insbesondere thermoplastischen Klebstoff, von der Hauptströmachse gezielt abzulenken. Die Vielzahl der (zusätzlichen) Fluidöffnungen, die dazu dienen, entsprechende Formungs- oder Ablenkluft abzugeben, ist insbesondere um die Austrittsöffnung der Austrittsdüse herum positioniert, wobei die Hauptströmachse der zusätzlichen Fluidöffnungen, entlang welcher sich ein von den Fluidöffnungen ausgegebenes Fluid (insbesondere Druckluft) bewegt, in Richtung der Hauptströmachse der Austrittsöffnung der Austrittsdüse geneigt ist.For this purpose, according to embodiments of the nozzle arrangement according to the invention, it is provided that the outlet opening of the at least one outlet nozzle of the nozzle arrangement is preferably assigned a multiplicity of fluid openings, these fluid openings emitting shaping or deflection air in order to remove the fluid, in particular thermoplastic adhesive, emitted by the outlet opening of the outlet nozzle to specifically deflect the main flow axis. The plurality of (additional) fluid openings, which serve to discharge corresponding shaping or deflection air, is in particular positioned around the outlet opening of the outlet nozzle, the main flow axis of the additional fluid openings along which a fluid (in particular compressed air) discharged from the fluid openings moves , is inclined in the direction of the main flow axis of the outlet opening of the outlet nozzle.

Im Hinblick auf eine optimierte Ablenkung des von der Austrittsdüse abgegebenen Fluides (thermoplastische Klebstoff) ist es ferner von Vorteil, wenn die mindestens eine Fluidöffnung, über welche die Druckluft als Formungs- oder Ablenkluft abgegeben wird, im Hinblick auf die Austrittsöffnung in Richtung der Seitenfläche des Auslegerbereichs, an oder in welcher die Austrittsöffnung der Austrittsdüse ausgebildet ist, versetzt angeordnet ist.With regard to an optimized deflection of the fluid discharged from the outlet nozzle (thermoplastic adhesive), it is also advantageous if the at least one fluid opening, via which the compressed air is released as shaping or deflecting air, with respect to the outlet opening in the direction of the side surface of the Boom area, on or in which the outlet opening of the outlet nozzle is formed, is arranged offset.

Die Erfindung betrifft nicht nur eine Düsenanordnung der zuvor genannten Art, sondern auch die Verwendung einer solchen Düsenanordnung zum Auftragen eines Fluides, insbesondere eines thermoplastischen Klebstoffs, auf einen Umbugbereich eines Substrats.The invention relates not only to a nozzle arrangement of the aforementioned type, but also to the use of such a nozzle arrangement for applying a fluid, in particular a thermoplastic adhesive, to a bending area of a substrate.

Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes System zum Auftragen von Fluiden, insbesondere thermoplastischen Klebstoffen auf ein Substrat. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung weist dieses System einen Verteilerkopf auf, welcher vorzugsweise mit einem Roboterarm verbunden oder verbindbar ist, und welcher entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Substrat insbesondere linear bewegbar ist. Das erfindungsgemäße System weist ferner mindestens eine Düsenanordnung der zuvor beschriebenen Art auf, welche in einem Montagebereich des Verteilerkopfes vorzugsweise austauschbar mit dem Verteilerkopf verbunden ist.The invention further relates to a corresponding system for applying fluids, in particular thermoplastic adhesives, to a substrate. According to embodiments of the invention, this system has a distributor head, which is preferably connected or can be connected to a robot arm, and which, in particular, can be moved linearly along a direction of movement relative to the substrate. The system according to the invention has furthermore at least one nozzle arrangement of the type described above, which is preferably connected to the distributor head in a replaceable manner in an assembly area of the distributor head.

Bei dem erfindungsgemäßen System ist insbesondere vorgesehen, dass die mindestens eine Düsenanordnung derart in dem Montagebereich des Verteilerkopfes angeordnet ist, dass die stirnseitige Seitenfläche des Grundkörpers in Bewegungsrichtung des Verteilerkopfes ausgerichtet ist. Hierbei entspricht die Bewegungsrichtung der Richtung, entlang welcher der Verteilerkopf beim Auftragen des Fluides über die mindestens eine Düsenanordnung bewegt wird.In the system according to the invention it is provided in particular that the at least one nozzle arrangement is arranged in the mounting area of the distributor head in such a way that the end face of the base body is aligned in the direction of movement of the distributor head. Here, the direction of movement corresponds to the direction along which the distributor head is moved when the fluid is applied via the at least one nozzle arrangement.

Gemäß vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass der Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse der Düsenanordnung mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von Fluidöffnungen zugeordnet ist, deren Hauptströmachse, entlang welcher sich ein von der Fluidöffnung ausgegebenes Fluid bewegt, in Richtung der Hauptströmachse der Austrittsöffnung der Austrittsdüse geneigt ist. Ferner ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass der Verteilerkopf derart ausgeführt ist, dass der mindestens einen Austrittsdüse bedarfsweise das aufzutragende Fluid zugeführt wird, und ferner dass der mindestens einen Fluidöffnung bedarfsweise Druckluft zugeführt wird zum Ablenken eines von der mindestens einen Austrittsdüse abgegebenen Fluidstrahls.According to advantageous developments of the system according to the invention, it is provided that the outlet opening of the at least one outlet nozzle of the nozzle arrangement is assigned at least one and preferably a plurality of fluid openings, whose main flow axis, along which a fluid discharged from the fluid opening moves, in the direction of the main flow axis of the outlet opening Outlet nozzle is inclined. Furthermore, it is provided in this connection that the distributor head is designed such that the fluid to be applied is fed to the at least one outlet nozzle as required, and that compressed air is fed to the at least one fluid opening as needed to deflect a fluid jet emitted by the at least one outlet nozzle.

Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Auftragen von Fluiden, insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat ist vorgesehen, dass eine Düsenanordnung relativ zu dem Substrat in einer Bewegungsrichtung bewegt wird, wobei es sich bei dieser Düsenanordnung insbesondere um eine Düsenanordnung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art handelt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ferner vorgesehen, dass durch eine Austrittsdüse der Düsenanordnung während der Bewegung der Düsenanordnung relativ zu dem Substrat ein Fluidstrahl, insbesondere ein thermoplastischer Klebstoffstrahl, abgegeben wird. Dieser Fluidstrahl wird im Einzelnen von der Austrittsöffnung der Austrittsdüse entlang einer Hauptströmachse abgegeben, welche mit der Ebene, in welcher die Bewegungsrichtung liegt, einen spitzen Winkel einschließt. With regard to the method according to the invention for applying fluids, in particular thermoplastic adhesives, to a substrate, provision is made for a nozzle arrangement to be moved in one direction of movement relative to the substrate, this nozzle arrangement being in particular a nozzle arrangement of the type according to the invention described above . In the method according to the invention, it is also provided that a fluid jet, in particular a thermoplastic adhesive jet, is emitted through an outlet nozzle of the nozzle arrangement during the movement of the nozzle arrangement relative to the substrate. This fluid jet is emitted in detail from the outlet opening of the outlet nozzle along a main flow axis, which encloses an acute angle with the plane in which the direction of movement lies.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass der durch die Austrittsdüse abgegebene Fluidstrahl beispielsweise mit Hilfe von Formungsluft insbesondere periodisch von der Hauptströmachse abgelenkt wird, um so insbesondere ein Omega förmiges Muster des auf dem Substrat aufgetragenen Fluidstrahls zu erzeugen.It is also preferably provided that the fluid jet emitted by the outlet nozzle is deflected, for example periodically, from the main flow axis, for example with the aid of shaping air, in order to thus in particular produce an omega-shaped pattern of the fluid jet applied to the substrate.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei ferner insbesondere vorgesehen, dass das Bauteil ein Bauteil mit einem Umbugbereich ist, wobei während Gebens des Fluidstrahls durch die Austrittsdüse der Düsenanordnung die Düsenanordnung zumindest bereichsweise in dem Umbugbereich bewegt wird.In the method according to the invention, it is furthermore provided in particular that the component is a component with a folding area, the nozzle arrangement being moved at least in regions in the folding area during the delivery of the fluid jet through the outlet nozzle of the nozzle arrangement.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung näher beschrieben.An exemplary embodiment of the nozzle arrangement according to the invention is described in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht ein herkömmliches System zum Auftragen von thermoplastischen Klebstoffen auf ein Substrat;
2 schematisch und in einer Draufsicht eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung;
3 schematisch und in einer Seitenansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung;
4 schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3;
5 schematisch die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung in einer Explosionsdarstellung.

Show it:

1 schematically and in an isometric view, a conventional system for applying thermoplastic adhesives to a substrate;
2nd schematically and in a plan view an exemplary embodiment of the nozzle arrangement according to the invention;
3rd schematically and in a side view the exemplary embodiment of the nozzle arrangement according to the invention;
4th schematically shows a sectional view along the line AA in 3rd ;
5 schematically the exemplary embodiment of the nozzle arrangement according to the invention in an exploded view.

Dass thermoplastische Klebstoffe gute Bindemittel bilden, hat man schon lange erkannt. Sie erhärten nämlich schnell, was einen besonderen Vorteil bedeutet, wenn der Klebstoff schrittweise aufgetragen wird und die Verbindung der zu verklebenden Teile dann sofort erfolgt, und die erhaltene Klebeverbindung ist sehr stark. Ferner ist die Auswahl der Bestandteile, aus denen sich thermoplastische Klebstoffe zusammensetzen lassen, so groß, dass für einen gegebenen Zweck leicht eine entsprechende Klebstoffkomposition hergestellt werden kann. It has long been recognized that thermoplastic adhesives form good binders. This is because they harden quickly, which is a particular advantage if the adhesive is applied gradually and the parts to be bonded are then joined immediately, and the adhesive bond obtained is very strong. Furthermore, the selection of the constituents from which thermoplastic adhesives can be composed is so large that an appropriate adhesive composition can easily be produced for a given purpose.

Dennoch haben sich dem verbreiteten Gebrauch dieser Klebstoffe insofern gewisse Schwierigkeiten in den Weg gestellt, als der thermoplastische Klebstoff teilweise nicht oder nur mit größeren Schwierigkeiten in einer automatisierten Weise auf bestimmte, ausgewählte Bereiche eines Substrats mit einer komplexen Geometrie auftragen lässt. Dies gilt insbesondere für Umbugbereiche von als Formkörper ausgebildeten Substraten.Nevertheless, there are certain difficulties in the way of the widespread use of these adhesives in that the thermoplastic adhesive cannot be applied to certain, selected areas of a substrate with a complex geometry in an automated manner, or only with great difficulty. This applies in particular to bending areas of substrates designed as shaped bodies.

In 1 ist schematisch und in einer isometrischen Ansicht ein herkömmliches System gezeigt, mit welchem in einer automatisierten Weise auf bestimmte Bereiche eines als Formteil ausgebildeten Substrats ein thermoplastischer Klebstoff 20 aufgetragen wird. Das herkömmliche System 150 zum Auftragen von thermoplastischen Klebstoffen 20 auf ein als Formkörper ausgebildeten Substrat 21 weist einen Verteilerkopf 30 auf, welcher vorzugsweise mit einem in 1 nicht gezeigten Roboterarm verbunden oder verbindbar ist, und welcher mit Hilfe des Roboterarms entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Substrat 21 bewegbar ist.In 1 is shown schematically and in an isometric view of a conventional system with which a thermoplastic adhesive in an automated manner on certain areas of a substrate formed as a molded part 20th is applied. The conventional system 150 to the Application of thermoplastic adhesives 20th on a substrate designed as a shaped body 21 has a distribution head 30th on, which preferably with an in 1 Robotic arm, not shown, is connected or connectable, and which with the help of the robotic arm along a direction of movement relative to the substrate 21 is movable.

Wie in 1 dargestellt, weißt das herkömmliche System 150 zum Auftragen von thermoplastischen Klebstoffen ferner eine Düsenanordnung 101 auf, welche in einem Montagebereich des Verteilerkopfes 30 vorzugsweise austauschbar mit dem Verteilerkopf 30 verbunden ist. Die Düsenanordnung 101 wird im Wesentlichen durch einen in etwa rechteckigen Grundkörper 102 gebildet, über den die Düsenanordnung 101 mit dem Montagebereich des Verteilerkopfes 30 verbunden ist. Dieser - in Draufsicht gesehen - in wesentlichen rechteckige Grundkörper 102 der Düsenanordnung 101 weist eine stirnseitige Seitenfläche 103 auf, in welcher eine Austrittsdüse 105 ausgebildet ist. Die von der Austrittsdüse 105 bzw. der Austrittsöffnung der Austrittsdüse 105 vorgegebene Hauptströmachse, welcher sich das von der Austrittsdüse 105 abgegebene thermoplastische Klebstoffmaterial 20 bewegt, schließt mit der stirnseitigen Seitenfläche 103 des Grundkörpers 102 der Düsenanordnung 101 einen rechten Winkel ein. Ferner ist die stirnseitige Seitenfläche 103 des Grundkörpers 102 in Bewegungsrichtung des Verteilers.As in 1 shown, the conventional system knows 150 a nozzle arrangement for applying thermoplastic adhesives 101 on which in an assembly area of the distribution head 30th preferably interchangeable with the distributor head 30th connected is. The nozzle arrangement 101 is essentially a roughly rectangular body 102 formed over which the nozzle assembly 101 with the assembly area of the distributor head 30th connected is. This - seen in plan view - essentially rectangular body 102 the nozzle arrangement 101 has an end face 103 on, in which an outlet nozzle 105 is trained. The one from the outlet nozzle 105 or the outlet opening of the outlet nozzle 105 predetermined main flow axis, which is that of the outlet nozzle 105 dispensed thermoplastic adhesive material 20th moves, closes with the end face 103 of the basic body 102 the nozzle arrangement 101 a right angle. Furthermore, the end face is 103 of the basic body 102 in the direction of movement of the distributor.

In Anwendungen des herkömmlichen Systems 150 bei Formteilen mit komplexen geometrischen Strukturen und insbesondere Umbugbereichen lässt es sich in der Regel nicht vermeiden, dass entweder Teile des Systems, insbesondere der Verteilerkopf oder die Düsenanordnung, mit Bereichen des Formteils in Kontakt kommen bzw. dass mit der Düsenanordnung nicht alle notwendigen Bereiche des Formteils erreicht werden können.In conventional system applications 150 in the case of molded parts with complex geometric structures and in particular bending areas, it cannot generally be avoided that either parts of the system, in particular the distributor head or the nozzle arrangement, come into contact with regions of the molded part or that not all of the necessary regions of the molded part come into contact with the nozzle arrangement can be achieved.

Um dieses Problem zu lösen wird erfindungsgemäß eine optimierte Düsenanordnung 1 vorgeschlagen, wobei eine exemplarische Ausführungsform dieser Düsenanordnung nachfolgend unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den 2 bis 5 näher beschrieben wird.In order to solve this problem, according to the invention, an optimized nozzle arrangement is used 1 is proposed, an exemplary embodiment of this nozzle arrangement being described below with reference to the illustrations in FIGS 2nd to 5 is described in more detail.

Wie es insbesondere der Draufsicht in 2 entnommen werden kann, weist die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung 1 einen mit einem Montagebereich eines Verteilkopfes vorzugsweise austauschbar verbindbaren Grundkörper auf, der beispielsweise eine rechteckige Konfiguration aufweisen kann. Dieser Grundkörper 2 ist mit einer stirnseitigen Seitenfläche 3 versehen.As it is particularly the top view in 2nd can be seen, the exemplary embodiment of the nozzle arrangement according to the invention 1 a base body, which is preferably interchangeably connectable to an assembly area of a distribution head and which can have a rectangular configuration, for example. This basic body 2nd is with an end face 3rd Mistake.

Im Unterschied zu der zuvor unter Bezugnahme auf die Darstellung in 1 beschriebenen herkömmlichen Düsenanordnung 101 ist jedoch bei der erfindungsgemäßen Düsenanordnung 1 vorgesehen, dass nicht an der stirnseitigen Seitenfläche 3 eine entsprechende Austrittsdüse 5 vorgesehen ist, sondern dass an dieser stirnseitigen Seitenfläche 3 ein Auslegerbereich 4 ausgebildet ist, in welchem die mindestens eine Austrittsdüse 5 ausgebildet ist. Der Auslegerbereich 4 und die Austrittsdüse 5 sind dabei derart ausgebildet, dass die Austrittsöffnung der Austrittsdüse 5 beabstandet von der stirnseitigen Seitenfläche 3 des Grundkörpers 2 der Düsenanordnung 1 ist. Ferner ist vorgesehen, dass eine von der Austrittsöffnung vorgegebene Hauptströmachse, entlang welcher sich das von der Austrittsdüse 5 abgegebene thermoplastische Klebstoffmaterial 20 bewegt, mit der stirnseitigen Seitenfläche 3 des Grundkörpers 2 einen spitzen Winkel einschließt.In contrast to the previously with reference to the illustration in 1 described conventional nozzle arrangement 101 is however in the nozzle arrangement according to the invention 1 provided that not on the end face 3rd a corresponding outlet nozzle 5 is provided, but that on this end face 3rd a boom area 4th is formed in which the at least one outlet nozzle 5 is trained. The boom area 4th and the outlet nozzle 5 are designed such that the outlet opening of the outlet nozzle 5 spaced from the end face 3rd of the basic body 2nd the nozzle arrangement 1 is. Furthermore, it is provided that a main flow axis predetermined by the outlet opening, along which the main flow axis extends 5 dispensed thermoplastic adhesive material 20th moved, with the end face 3rd of the basic body 2nd encloses an acute angle.

Bei der in den 2 bis 5 gezeigten exemplarischen Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass - in Draufsicht gesehen - der Grundkörper 2 der Düsenanordnung 1 zumindest im Wesentlichen rechtwinklig ausgeführt ist, und dass - ebenfalls in Draufsicht gesehen - der Auslegerbereich 4 zumindest im Wesentlichen trapezförmig ausgeführt ist und über seine längere Grundseite mit der Stirnseite 3 des Grundkörpers 2 verbunden ist. Im Einzelnen fluchtet dabei ein Schenkel des in Draufsicht gesehen trapezförmig ausgeführten Auslegerbereiches 4 mit einer Seitenfläche des Grundkörpers 2.In the in the 2nd to 5 The exemplary embodiment shown is in particular provided that - seen in plan view - the base body 2nd the nozzle arrangement 1 is at least substantially rectangular, and that - also seen in plan view - the boom area 4th is at least essentially trapezoidal and has a longer base with the end face 3rd of the basic body 2nd connected is. In detail, one leg of the cantilevered boom area seen in plan view is aligned 4th with a side surface of the base body 2nd .

Ferner ist vorgesehen, dass die mindestens eine Austrittsöffnung in einem Schenkel des in Draufsicht gesehen trapezförmig ausgeführten Auslegerbereiches 4 ausgebildet ist, welcher dem Schenkel gegenüberliegt, der mit der Seitenfläche des Grundkörpers 2 fluchtet.It is further provided that the at least one outlet opening in one leg of the boom area, which is trapezoidal in plan view 4th is formed, which is opposite the leg, which with the side surface of the base body 2nd flees.

Bei der erfindungsgemäßen Düsenanordnung 1 ist insbesondere vorgesehen, dass der Auslegerbereich 4 integral mit dem Grundkörper 2 ausgebildet ist. Wie es in diesem Zusammenhang insbesondere der schematischen Explosionsdarstellung in 5 entnommen werden kann, kommt insbesondere ein laminierter Aufbau zum Einsatz, bei welchem eine Vielzahl von Flächenelementen 6 miteinander flächig verbunden sind. In dem Grundkörper 2 und in dem Auslegerbereich 4 können so auf besonders einfache Weise entsprechende Fluidkanäle ausgebildet werden, welche mit den Austrittsdüsen der Düsenanordnung strömungsmäßig verbunden sind.In the nozzle arrangement according to the invention 1 it is particularly provided that the boom area 4th integral with the body 2nd is trained. As it is in this context in particular the schematic exploded view in 5 can be removed, in particular a laminated structure is used, in which a large number of surface elements 6 are connected to each other. In the main body 2nd and in the boom area 4th corresponding fluid channels can be formed in a particularly simple manner, which are connected in terms of flow to the outlet nozzles of the nozzle arrangement.

Der Schnittansicht gemäß 4 ist ferner zu entnehmen, dass der Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse 5 mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von weiteren Fluidöffnungen 7 zugeordnet ist, deren Hauptströmachse, entlang welcher sich ein von den Fluidöffnungen 7 ausgegebenes Fluid (insbesondere Druckluft) bewegt, in Richtung der Hauptströmachse der Austrittsöffnung der Austrittsdüse 5 geneigt ist. Ferner ist dabei vorgesehen, dass die Fluidöffnungen 7 im Hinblick auf die Austrittsöffnung der Austrittsdüse 5 in Richtung der Seitenfläche des Auslegerbereichs, an oder in welcher die Austrittsöffnung ausgebildet ist, versetzt angeordnet ist.According to the sectional view 4th it can also be seen that the outlet opening of the at least one outlet nozzle 5 at least one and preferably a plurality of further fluid openings 7 is assigned, whose main flow axis, along which one of the fluid openings 7 output fluid (especially compressed air) moves in Direction of the main flow axis of the outlet opening of the outlet nozzle 5 is inclined. It is also provided that the fluid openings 7 with regard to the outlet opening of the outlet nozzle 5 is arranged offset in the direction of the side surface of the boom area, on or in which the outlet opening is formed.

Mit Hilfe dieser Fluidöffnungen ist es möglich, Druckluft in Richtung des von der Austrittsdüse abgegebenen thermoplastischen Klebstoffstrahls zu lenken, um somit den Klebstoffstrahl geeignet abzulenken. Insbesondere kann damit der durch die Austrittsdüse abgegebene Klebstoffstrahl periodisch von der Hauptströmachse abgelenkt werden um beispielsweise ein Omega förmiges Muster des auf dem Substrat aufgetragenen Klebstoffstrahl auszubilden.With the aid of these fluid openings, it is possible to direct compressed air in the direction of the thermoplastic adhesive jet emitted by the outlet nozzle, in order thus to deflect the adhesive jet in a suitable manner. In particular, the adhesive jet emitted by the outlet nozzle can thus be periodically deflected from the main flow axis in order, for example, to form an omega-shaped pattern of the adhesive jet applied to the substrate.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigte exemplarische Ausführungsform beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown in the drawings, but results from an overview of all the features disclosed herein.

BezugszeichenlisteReference list

11: DüsenanordnungNozzle arrangement
22nd: GrundkörperBasic body
33rd: stirnseitige Seitenfläche des Grundkörpersend face of the base body
44th: AuslegerbereichBoom area
55: AustrittsdüseOutlet nozzle
66: FlächenelementSurface element
77: FluidöffnungFluid opening
88th: FluidkanalFluid channel
2020th: thermoplastischer Klebstoffthermoplastic adhesive
2121: SubstratSubstrate
3030th: VerteilerkopfDistributor head
5050: System zum Auftragen von thermoplastischem KlebstoffSystem for applying thermoplastic adhesive
101101: Düsenanordnung (Stand der Technik)Nozzle arrangement (prior art)
102102: Grundkörper (Stand der Technik)Basic body (state of the art)
103103: stirnseitige Seitenfläche (Stand der Technik)end face (state of the art)
105105: Austrittsdüse (Stand der Technik)Outlet nozzle (state of the art)
150150: System zum Auftragen von thermoplastischem Klebstoff (Stand der Technik)System for applying thermoplastic adhesive (prior art)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 0872580 A [0002]EP 0872580 A [0002]

Claims

Düsenanordnung (1) zum Auftragen von Fluiden (20), insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat (21), wobei die Düsenanordnung (1) einen mit einem Montagebereich eines Verteilers (30) vorzugsweise austauschbar verbindbaren Grundkörper (2) mit einer stirnseitigen Seitenfläche (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der stirnseitigen Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) ein Auslegerbereich (4) ausgebildet ist, in welchem mindestens eine Austrittsdüse (5) ausgebildet ist, wobei der Auslegerbereich (4) und die Austrittsdüse (5) derart ausgebildet sind, dass die Austrittsöffnung der Austrittsdüse (5) beabstandet von der stirnseitigen Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) ist, und dass eine von der Austrittsöffnung vorgegebene Hauptströmachse, entlang welcher sich das von der Austrittsdüse (5) abgegebene Fluid bewegt, mit der stirnseitigen Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) einen spitzen Winkel einschließt.Nozzle arrangement (1) for applying fluids (20), in particular thermoplastic adhesives, to a substrate (21), the nozzle arrangement (1) having a base body (2) with an end face (preferably exchangeable with a mounting area of a distributor (30) 3), characterized in that on the front side surface (3) of the base body (2) a boom area (4) is formed, in which at least one outlet nozzle (5) is formed, the boom area (4) and the outlet nozzle (5 ) are designed in such a way that the outlet opening of the outlet nozzle (5) is spaced from the end face (3) of the base body (2), and that a main flow axis predetermined by the outlet opening, along which the fluid discharged from the outlet nozzle (5) moves , encloses an acute angle with the end face (3) of the base body (2).

Düsenanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei in Draufsicht gesehen der Grundkörper (2) zumindest im Wesentlichen rechtwinklig ausgeführt ist, und wobei ebenfalls in Draufsicht gesehen der Auslegerbereich (4) zumindest im Wesentlichen trapez- oder dreiecksförmig ausgeführt ist und über seine längere Grundseite mit der Stirnseite des Grundkörpers (2) verbunden ist.Nozzle arrangement (1) after Claim 1 , wherein the base body (2) is at least substantially rectangular when viewed in plan view, and wherein the boom area (4) is also at least substantially trapezoidal or triangular in shape when viewed in plan view and with its longer base side with the front side of the base body (2) connected is.

Düsenanordnung (1) nach Anspruch 2, wobei ein Schenkel des in Draufsicht gesehen trapez- oder dreiecksförmig ausgeführten Auslegerbereichs mit einer Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) fluchtet.Nozzle arrangement (1) after Claim 2 , one leg of the cantilever or triangular jib area seen in plan view being aligned with a side surface (3) of the base body (2).

Düsenanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die mindestens eine Austrittsöffnung in einem Schenkel des in Draufsicht gesehen trapez- oder dreiecksförmig ausgeführten Auslegerbereichs (4) ausgebildet ist, welcher dem Schenkel gegenüberliegt, der mit der Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) fluchtet.Nozzle arrangement (1) after Claim 2 or 3rd , The at least one outlet opening being formed in a leg of the cantilever or triangular jib area (4) seen in plan view, which is opposite the leg that is flush with the side surface (3) of the base body (2).

Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Auslegerbereich (4) integral mit dem Grundkörper (2) ausgebildet ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the boom area (4) is integrally formed with the base body (2).

Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Düsenanordnung (1) als laminierte Düsenbaueinheit ausgebildet ist, die aus einer Vielzahl miteinander flächig verbundenen Flächenelementen (6) besteht, und wobei in dem Grundkörper (2) und in dem Auslegerbereich (4) mindestens ein Fluidkanal (8) ausgebildet ist, welcher mit der mindestens einen Austrittsdüse (5) strömungsmäßig verbunden ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 5 , wherein the nozzle arrangement (1) is designed as a laminated nozzle assembly, which consists of a large number of surface elements (6) connected to one another in a flat manner, and wherein at least one fluid channel (8) is formed in the base body (2) and in the extension area (4) which is connected in terms of flow to the at least one outlet nozzle (5).

Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse (5) von einer Seitenfläche des Auslegerbereichs (4) hervorsteht.Nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 6 , wherein the outlet opening of the at least one outlet nozzle (5) protrudes from a side surface of the boom area (4).

Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse (5) mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von Fluidöffnungen (7) zugeordnet ist, deren Hauptströmachse, entlang welcher sich ein von der Fluidöffnung (7) ausgegebenes Fluid bewegt, in Richtung der Hauptströmachse der Austrittsöffnung geneigt ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 7 The outlet opening of the at least one outlet nozzle (5) is assigned at least one and preferably a plurality of fluid openings (7) whose main flow axis, along which a fluid discharged from the fluid opening (7) moves, is inclined in the direction of the main flow axis of the outlet opening .

Düsenanordnung (1) nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Fluidöffnung im Hinblick auf die Austrittsöffnung in Richtung der Seitenfläche (3) des Auslegerbereichs (4), an oder in welcher die Austrittsöffnung ausgebildet ist, versetzt angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) after Claim 8 , wherein the at least one fluid opening is arranged offset with respect to the outlet opening in the direction of the side surface (3) of the boom area (4), on or in which the outlet opening is formed.

Verwendung der Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Auftragen eines Fluides, insbesondere eines thermoplastischen Klebstoffes (20), auf einen Umbugbereich eines Bauteils.Use of the nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 9 for applying a fluid, in particular a thermoplastic adhesive (20), to a bending area of a component.

System zum Auftragen von Fluiden (20), insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat (21), wobei das System Folgendes aufweist: - einen Verteilerkopf (30), der hier vorzugsweise mit einem Roboterarm verbunden oder verbindbar ist, und welcher entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Substrat (21) bewegbar ist; und - mindestens eine Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche in einem Montagebereich des Verteilerkopfs (30) vorzugsweise austauschbar mit dem Verteilerkopf (30) verbunden ist, wobei die mindestens eine Düsenanordnung (1) derart in dem Montagebereich des Verteilerkopfs (30) angeordnet ist, dass die stirnseitige Seitenfläche (3) des Grundkörpers (2) der Düsenanordnung (1) in Bewegungsrichtung des Verteilerkopfes (30) ausgerichtet ist, wobei die Bewegungsrichtung der Richtung entspricht, entlang welcher der Verteilerkopf (30) beim Auftragen von Fluiden (20) über die mindestens eine Düsenanordnung (1) bewegt wird.System for applying fluids (20), in particular thermoplastic adhesives, to a substrate (21), the system comprising: - a distributor head (30), which is preferably connected or connectable here to a robot arm, and which is relative along a direction of movement is movable towards the substrate (21); and - at least one nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 9 , which is preferably interchangeably connected to the distributor head (30) in an assembly area of the distributor head (30), the at least one nozzle arrangement (1) being arranged in the assembly area of the distributor head (30) such that the end face (3) of the base body (2) of the nozzle arrangement (1) is aligned in the direction of movement of the distributor head (30), the direction of movement corresponding to the direction in which the distributor head (30) is moved when applying fluids (20) via the at least one nozzle arrangement (1).

System nach Anspruch 11, wobei der Austrittsöffnung der mindestens einen Austrittsdüse (5) der Düsenanordnung (1) mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von Fluidöffnungen (7) zugeordnet ist, deren Hauptströmachse, entlang welcher sich ein von der Fluidöffnung ausgebendes Fluid bewegt, in Richtung der Hauptströmachse der Austrittsöffnung der Austrittsdüse (5) geneigt ist, und wobei der Verteilerkopf (30) derart ausgeführt ist, dass der mindestens einen Austrittsdüse (5) bedarfsweise das aufzutragende Fluid zugeführt wird, und dass der mindestens einen Fluidöffnung bedarfsweise Druckluft zugeführt wird zum Ablenken eines von der mindestens einen Austrittsdüse (5) abgegebenen Fluidstrahls.System according to Claim 11 The outlet opening of the at least one outlet nozzle (5) of the nozzle arrangement (1) is assigned at least one and preferably a plurality of fluid openings (7), the main flow axis of which, along which a fluid issuing from the fluid opening moves, in the direction of the main flow axis of the outlet opening the outlet nozzle (5) is inclined, and wherein the distributor head (30) is designed such that the at least one outlet nozzle (5) is supplied with the fluid to be applied as required, and that the at least one fluid opening is supplied with compressed air as needed to deflect one of the at least one outlet nozzle (5) of the fluid jet emitted.

Verfahren zum Auftragen von Fluiden (20), insbesondere thermoplastischen Klebstoffen, auf ein Substrat (21), wobei die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen sind: - Bewegen einer Düsenanordnung (1) relativ zu dem Substrat (21) in einer Bewegungsrichtung, wobei die Düsenanordnung (1) insbesondere eine Düsenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist; und - Abgeben eines Fluidstrahls durch eine Austrittsdüse (5) der Düsenanordnung (1) während der Bewegung der Düsenanordnung (1) relativ zu dem Substrat (21), wobei der Fluidstrahl von der Austrittsöffnung entlang einer Hauptströmachse abgegeben wird, die mit der Ebene, in welcher die Bewegungsrichtung liegt, einen spitzen Winkel einschließt.Method for applying fluids (20), in particular thermoplastic adhesives, to a substrate (21), the following method steps being provided: - Moving a nozzle arrangement (1) relative to the substrate (21) in one direction of movement, the nozzle arrangement (1 ) in particular a nozzle arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 9 is; and - dispensing a fluid jet through an outlet nozzle (5) of the nozzle arrangement (1) during the movement of the nozzle arrangement (1) relative to the substrate (21), the fluid jet being emitted from the outlet opening along a main flow axis which is in line with the plane in which is the direction of movement includes an acute angle.

Verfahren nach Anspruch 13, wobei der durch die Austrittsdüse (5) abgegebene Fluidstrahl vorzugsweise mit Hilfe von Formungsluft, insbesondere periodisch von der Hauptströmachse abgelenkt wird, insbesondere zum Erzeugen eines Omega förmigen Musters auf dem Substrat (21) aufgetragenen Fluidstrahls.Procedure according to Claim 13 , wherein the fluid jet emitted through the outlet nozzle (5) is deflected preferably with the aid of shaping air, in particular periodically from the main flow axis, in particular to produce an omega-shaped pattern of the fluid jet applied to the substrate (21).

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Substrat (21) ein Bauteil mit einem Umbugbereich ist, und wobei während des Abgebens des Fluidstrahls durch die Austrittsdüse (5) der Düsenanordnung (1) die Düsenanordnung (1) zumindest bereichsweise in den Umbugbereich bewegt wird.Procedure according to Claim 13 or 14 , wherein the substrate (21) is a component with a bending area, and wherein during the delivery of the fluid jet through the outlet nozzle (5) of the nozzle arrangement (1) the nozzle arrangement (1) is moved at least in regions into the bending area.