DE20180397U1

DE20180397U1 - Abgabedüse

Info

Publication number: DE20180397U1
Application number: DE20180397U
Authority: DE
Original assignee: Henkel Loctite Ireland Ltd
Current assignee: Henkel Loctite Ireland Ltd
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2011-07-17
Also published as: GB0300522D0; US20030222160A1; EP1301285A1; AU2001272722A1; US6986472B2; EP1174193A1; GB2384539A; WO2002005970A1

Description

ABITZ

European Patent Attorneys European Trademark Attorneys Patentanwälte Abitz & Partner

Patentanwälte

European Patent and

Trademark Attorneys

Registergericht

München PR 18

Postanschrift/Postal Address Postfach 86 01 09 D-81628 München

26. März 2003 34911-de/Abgabedüse

LOCTITE (R&D) LIMITED

Tallaght Business Park

Whitestown, Tallaght, Dublin 24

Irland

Abgabedüse

Beschreibung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Abgabedüsen und speziell eine Abgabedüse,
die angepasst ist, um in einem automatischen Abgabesystem
zur Abgabe von viskosen Fluiden, wie z.B. Haftmitteln, auf ein Substrat eingebaut zu sein.

Hintergrund der Erfindung

Abgabedüsen sind zur Abgabe von Fluiden, die direkt oder indirekt
von Aufbewahrungsbehältern auf ein Substrat zugeführt

werden, wohlbekannt. Sie werden in der Industrie für viele

Anwendungen weitverbreitet verwendet. Eine spezielle Anwendung ist die Verwendung von Düsen, um Haftmittel als Dichtmittel
bei der Bereitstellung von Dichtungselementen in der Kraftfahrzeugindustrie
abzugeben. Bei Roboteranwendungen ist die

Düse auf einem programmierten automatischen Arm eingebaut, der die Düse dann um ein Substrat in einem vorbestimmten Pfad
bewegt. (Siehe z.B. das US-Patent No. 5,215,034 Ronsheim).
Figur 2 der Zeichnungen, die die vorliegende Patentanmeldung

begleiten, stellt ein Beispiel für eine anaerobe Dichtungsanwendung dar, wobei eine solche bekannte Abgabedüse 100 verwendet wird, die eine kreisförmige Öffnung aufweist, die ein Haftmittel 110 auf ein Substrat 120 von einer Höhe von etwa 5 mm abgibt. Bei Abgabe in einer solchen Anordnung gibt es für das Haftmittel eine Neigung, sich hochzurollen und an der Außenseite des Endteils 130 der Düse 100 haften zu bleiben, wodurch der Fluss von Haftmittel vom Endteil der Düse zum Substrat unterbrochen wird und zu Unterbrechungen 14 0 im aufgetragenen Haftmittel auf dem Substrat führt. Es ist möglich, diesen Effekt abzuschwächen, indem die Höhe des Düsenendteils über dem Substrat verringert wird, von der man gefunden hat, dass sie für diese spezielle Anwendung eine optimale Höhe von etwa 2 mm über dem Substrat aufweist.

Bei der Bereitstellung von flüssigen Dichtungsmaterialien ist es üblich, anaerobe Haftmittel zu verwenden. Diese Haftmittel werden so genannt, weil sie in der Anwesenheit von Luft nicht aushärten. An sich werden die Haftmittel typischerweise in mechanisch abgedichteten durchlässigen Behältern bereitgestellt, in denen Luft enthalten ist. Die Beschaffenheit der Bestandteile des Haftmittels und die Tatsache, dass es die Anwesenheit von Luft ist, die ein Aushärten hemmt, bedeutet, dass es für das Haftmittel wesentlich ist, um mit Luft während einer Aufbewahrung und vor einer Auftragung in Berührung zu stehen. Sonst wird die Gebrauchsfähigkeitdauer des Haftmittels gefährdet.

Trotz einer Behandlung zur Beseitigung von größeren Luftblasen ist es für diese Produkte nicht unüblich, dass sie Blasen zusammen mit gelöster Luft darin enthalten aufweisen. Die Anwesenheit von Luftblasen im Haftmittel neigt dazu, Unterbrechungen im Fluss aus dem Behälter und im erzeugten Haftmittelwulst zu verursachen. Nach dem Durchtritt einer Blase aus der Abgabespitze heraus wird wieder normales Haftmittel abgegeben, was den Zusammenhang des Haftmittelwulstes wiederherstellt. Der Flächeninhalt der Austrittsöffnung der Abgabedüse und die Höhe der Düse vom Substrat beeinflussen die Qua-

lität des Wulstes, der niedergelegt wird. Wenn eine Unterbrechung auftritt und die Düse einen großen Abstand vom Substrat entfernt ist, dann ist die Länge der Unterbrechung, wie man sie auf dem Substrat findet, groß.
5

Man ist der Meinung, dass Luftblasen dazu neigen, an der Wandoberfläche der Düse zu entgasen, und wenn solche Blasen an der Austrittsöffnung erfolgreich entgast sind, tritt keine Unterbrechung im Wulst auf. Jedoch weist eine kreisförmige &iacgr;&ogr; Austrittsöffnung entsprechend dem Umfang des Kreises nur eine begrenzte Wandoberfläche auf, und man ist der Meinung, dass einige Blasen dazu neigen, in der Mitte des Produkts, das aus der Austrittsöffnung herausfließt, eingefangen zu werden und die Wandoberfläche zum Entgasen nicht erreichen.

Die minimale Wulstgröße, die auf ein Substrat aufgetragen werden sollte, ist in vielen Fällen Ansichtssache. Wenn ein übermäßig kleiner Wulst spezifiziert ist, können kleine Blasen im Haftmittel Unterbrechungen im aufgetragenen Wulst hervorrufen. Ein bedeutenderer Wulst würde eine kleine Blase umhüllen, so dass trotz der Anwesenheit der Blase eine Auftragung guter Qualität des Produkts auf das Substrat ohne Unterbrechung erzielt werden könnte. Es gibt deshalb einen Mittelweg zwischen einem Auftragen einer unangemessen großen Menge an Produkt, was kostspielig sein würde, und einem Auftragen eines Wulstes, der so klein ist, dass er ohne Blockierungen nicht zuverlässig abgegeben werden kann. Im Allgemeinen wünschen Benutzer von automatischen Abgabesystemen kleinere Wülste und deshalb kleinere Düsen als sie bisher 0 verwendet worden sind.

Viele Dichtungsprodukte sind harzbasiert, was ihnen spezielle Eigenschaften gibt, wenn sie abgegeben werden. Sie weisen im Allgemeinen eine hohe Viskosität und einen Fließpunkt auf und verhalten sich bei niedrigen Scherbeanspruchungen wie Festkörper. Wenn diese Produkte abgegeben werden und sich zwischen einer Düse und dem Substrat befinden, können sie sich wie eine Saite verhalten, statt wie ein Flüssigkeitsfluss. Wenn die

Geschwindigkeit des Produkts in Bezug zur Düse kleiner ist als die Robotergeschwindigkeit, steht das Produkt unter Zugspannung. Eine Blase im Haftmittel lässt den Wulst leicht unterbrechen, selbst wenn die ursprüngliche Blase selbst klein genug ist, um im Wulst eingebaut zu werden. Es ist wünschenswerter, das Produkt von der Düse auf das Substrat zu drücken, statt es von der Düse auf das Substrat zu ziehen. Die Wirkung von jeglichen Blasen wird minimiert, je schneller das Produkt aus der Düse fließt, was nahelegt, dass das Verhältnis von Produktgeschwindigkeit zur Robotergeschwindigkeit wichtig ist; gegenwärtige Kenntnisse empfehlen ein minimales Verhältnis von 1 und vorzugsweise von mindestens 2. Das Geschwindigkeitsverhältnis kann auch als ein Flächenverhältnis wie folgt ausgedrückt werden:

R_v = ^^

wobei:

R_v = Das Geschwindigkeitsverhältnis

Vp = Die Geschwindigkeit des Produkts in Bezug zur Düse V_R = Die Geschwindigkeit des Roboters A_n = Die Querschnittsfläche der Düse
A_B = Die Querschnittfläche des Wulstes.

Die Querschnittfläche des Wulstes kann aus der Abgabe-Fließgeschwindigkeit und der Robotergeschwindigkeit wie folgt berechnet werden:

A₁₁ =

wobei:

w = das Gewicht einer Menge von abgegebenem Produkt t = die Abgabezeit

&rgr; = die Produktdichte.

In den begleitenden Zeichnungen ist Figur 2a eine grafische Darstellung eines Düsendurchmessers (mm) gegen Wulstquerschnitt (mm²) für zwei Geschwindigkeitsverhältnisse:

• &diams;

	A₈	•	1	t · · ·* · · * « * ff* 5
	A_n	2
R,	^K~A_N -
und

Gestrichelte Linien quer über die grafischen Darstellung entsprechen kreisförmigen Düsen mit Durchmessern von 0,84 mm (A_n = 0,55 mm²), 1,19 mm (A_n = 1,11 mm²), 1,3 6 mm (A_n = 1,45 mm²) und 1,54 mm (A_n = 1,86 mm²) . Die beste Fläche auf dem Kurvenblatt ist unter der unteren Kurve (R_v>2). Ein Kompromiss

&iacgr;&ogr; ist die Fläche zwischen den Kurven (1<R_V<2) . Eine Düse sollte vom Kurvenblatt so gewählt werden, dass sie die untere gekrümmte Linie an einem Wulstquerschnittswert schneidet, der kleiner ist als die gewünschte Wulstgröße. Es ist augenscheinlich, wenn man diese Basis verwendet, dass der Durchmesser des Düsenauslasses eine signifikante Wirkung auf die Qualität des abgegebenen Wulstes von Haftmittel aufweist, wobei kleinere Düsendurchmesser eine bessere Qualität von abgegebenem Produkt von kleinen Querschnittsflächen erzielen.

Obwohl es vorzuziehen ist, Düsen von kleineren Durchmessern zu verwenden, um eine verbesserte abgegebene Wulstqualität zu erzielen, gibt es Begrenzungen in erreichbarem abgegebenem Wulstquerschnitt in Bezug zum Dusenauslassdurchmesser. Es gibt Probleme bei Verwendung von kleineren Düsendurchmessern, insofern als die Düsendurchmesser auch durch die Partikelgröße des Füllmittels oder von teilweise gehärtetem Polymer im Produkt bestimmt werden. Wünschenswerterweise werden die Produkte filtriert, um Partikeln auszuschließen, die eine Größe von größer als 300 Mikrometer aufweisen, und es wird empfohlen, dass der Düsendurchmesser mindestens dreimal die Filtergröße sein sollte. Mit herkömmlichen Düsen von kreisförmiger Querschnittsfläche ist es bewiesen worden, dass es, um Wulstquerschnittsflächen guter Qualität von weniger als etwa 1,2 mm² zu erzielen, notwendig ist, den Düsenauslassdurchmesser auf oder unter etwa 0,84 mm zu verringern, was weniger als die empfohlene dreimal Filtergröße ist. Eine Verwendung von solchen kleinen Düsendurchmessern führt Probleme in das Abgabesystem ein, da die Düsen dazu neigen, zu

blockieren oder zu verstopfen, wenn irgendwelche großen Partikeln im Material, das abgegeben wird, vorhanden sind.

Es ist deshalb ein Bedarf vorhanden, eine Abgabedüse bereitzustellen, die eine kleine kreisförmige Querschnittsfläche simuliert, wodurch eine abgegebene Wulstausbildung guter Qualität bereitgestellt wird, die aber für die Effekte von Blockierungen nicht anfällig ist.

&iacgr;&ogr; Verschiedene Formen einer Düse sind zur Verwendung in anderen Gebieten als automatischen Abgabesystemen bekannt (z.B. manuellen Abgabevorrichtungen). Das US-Patent No. 3,884,396 Gordon at al. betrifft Düsen, die im Gebiet von Pressen für Dichtungsmassen und auch im Gebiet von Gebäck- oder Süßwaren-Dekorationsvorrichtungen bekannt sind, die eine Düse umfassen, die eine sternförmige Öffnung aufweist. Wie in dem '396-Patent dargelegt, sind solche Düsen aus hartem Material hergestellt, bei dem die Form der Öffnung über einen weiten Bereich eines Extrusionsdrucks unverändert bleibt, da der Zweck der Düse darin besteht, eine Extrusion zu bilden, die eine bestimmte Querschnittsform, d.h. entsprechend derjenigen der Öffnung, aufweist. Das '396-Patent selbst zielt auf einen Spender für Salatsoße oder Mayonaise. Die von Hand betätigte Vorrichtung weist eine Extrusionsdüse auf, die umfasst: einen aus flexiblern und elastischem Material hergestellten Kern mit einem kreisförmigen Öffnungsteil, der in einer zur Achse des Kerns querverlaufenden Ebene liegt und den Kern nahe seines Scheitelpunktes abschneidet, und eine Mehrzahl von Schlitzen, die im Kern gebildet sind und sich in einer konvergierenden Beziehung von Punkten nahe der Basis des Kerns in den kreisförmigen Öffnungsteil erstrecken, wobei das Material des Kerns, das zwischen den Schlitzen liegt, eine Mehrzahl von flexiblen elastischen Fingern umfasst. Diese biegsamen Blumenblatt-ähnlichen Klingen öffnen sich so schnell wie erforderlieh unter variierenden Ausmaßen eines Drucks, um eine vorübergehende Öffnung von größerer Fläche zu definieren, durch die Inhalte nur mit geringer Geschwindigkeit herauskommen können. Die kreisförmige Öffnung wird durch die Spitzen

der Finger definiert, die durch die Schlitze separiert sind, d.h. die Düse ist in der Ebene der Öffnung nicht zusammenhängend. Die Finger biegen sich unter normalen Abgabebedingungen,· um eine größere Öffnung zu ergeben, und dies ermöglicht einen Anstieg im Volumenfluss ohne einen signifikanten Anstieg in der Geschwindigkeit. Dies steht im Gegensatz dazu, was für einen Wulst guter Qualität erforderlich ist, und die Düse des '396-Patents würde für ein automatisches Abgeben nicht geeignet sein.

Das deutsche Gebrauchsmuster G 94 11 980.5 Ritter beschreibt einen Verschluss für das Mundstück einer Kassette, insbesondere zum Drucken von Pigmenten. Der Verschluss liegt in Form einer Membran, die sich in Querrichtung über den Mund erstreckt, mit radialen Spalten vor, die Zungen in der Membran definieren. Wie in Fig. 2B dargestellt, weist die Membran einen sehr kleinen Raum an den Spitzen der Finger auf und weist effektiv keine Abgabeöffnung im Ruhezustand auf. Wenn die Kassette mit Druck beaufschlagt wird, biegen sich bei normalen Abgabebedingungen die Zungen axial nach außen (siehe Fig. 3A). Dies würde auch zum Bilden eines Wulstes guter Qualität beim automatischen Abgeben ungeeignet sein.

Das US-Patent No. 4,981,629 Cook beschreibt ein Werkzeug zur Auftragung von Abdichtung von Hand. Die Abgabeöffnung weist eine im Allgemeinen trapezförmige Erscheinungsform auf. Es ist aus der Beschreibung der Verwendung des Werkzeugs deutlich, dass es aus hartem Material hergestellt ist. Das '629-Patent stellt keinerlei Lehren bereit, die für automatische Abgabe-Vorrichtungssysteme relevant sind.

Die deutsche Offenlegungschrift DE 37 23 100 Al stellt eine Vorrichtung zum Abgeben eines Füllmittels um eine Befestigung dar. Das Sprührohr weist einen trichterförmig verbreiterten Rand mit Kerben oder Vertiefungen auf. Trotz der Stand-der-Technik-Technologie würde es wünschenswert sein, eine Abgabedüse zum Abgeben von Fluiden in Wulstform in einem automatischen Abgabesystem bereitzustellen.

• · • ·

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß wird in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abgabedüse zur Abgabe von Fluiden in Wulstform in einem automatischen Abgabesystem bereitgestellt,' wobei die Düse einen Hohlkörper mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung aufweist, wobei der Körper eine Wand mit einer inneren Wandoberfläche aufweist, die eine langgestreckte Röhre definiert, die um eine Längsachse der Düse angeordnet ist, und die Eintrittsöffnung mit der Austrittsöffnung verbindet, wobei an &iacgr;&ogr; der Austrittsöffnung die innere Wandoberfläche zwischen achsnahen Positionen und achsfernen Positionen im Abstand von der Achse alterniert, wodurch eine Abgabeöffnung in der Austrittsöffnung von nichtkreisförmiger Querschnittsfläche gebildet wird.

Die nichtkreisförmige Form der Abgabeöffnung weist einen größeren zum Entgasen von Luftblasen verfügbaren Wandoberflächenumfang auf als eine kreisförmige Austrittsöffnung von ähnlicher Querschnittsfläche. Die nichtkreisförmige Form erleichtert auch einen Fluss eines abgegeben Fluids trotz der Anwesenheit von Partikeln, die eine Blockierung einer kreisförmigen Austrittsöffnung hervorrufen könnten.

Jegliche Form, die im Wesentlichen von einem Kreis variiert, kann nützlich sein, z.B. eine Balgform.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Wand des Düsenkörpers in den Bereichen der achsnahen Positionen radial nach außen flexibel. Dies ermöglicht, dass eine oder mehrere Partikeln, die einen Hindurchtritt durch die langgestreckte Röhre blockieren können, freigesetzt werden, so dass sie durch die Austrittsöffnung hindurchtreten können.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Wand des Düsenkörpers von einer im Allgemeinen gleichförmigen Wanddicke um die Austrittsöffnung, so dass die äußere Wandoberfläche im Allgemeinen parallel zur inneren Wandoberfläche verläuft und die Wand zwischen achsnahen Positionen und achsfernen Positio-

nen im Abstand von der Achse alterniert. Dies erleichtert an den achsnahen Positionen ein Biegen der Wand radial nach außen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst die Austrittsöffnung einen Abgabebereich von im Wesentlichen nichtkreisförmigem Querschnitt, der durch die Körperwand gebildet wird, mit Rippen auf der äußeren Oberfläche des Körpers, die von der Bildung der achsfernen Positionen der Wand resultieren, und Tälern zwischen den Rippen, entsprechend den achsnahen Positionen. Der Abgabebereich befindet sich in dem Spitzenteil (oder Endteil) der Düse, und die Röhre, die sich durch den Spitzenteil erstreckt, ist von im Wesentlichen nichtkreisförmigem Querschnitt. Die Rippen und Täler erstrecken sich von der Abgabeöffnung axial nach innen. Geeigneterweise verjüngt sich der gerippte Teil der Körperwand in Richtung auf die Abgabeöffnung. Normalerweise umfasst jede Rippe einen Kamm und zwei Schultern. Wünschenswerterweise steigt der Abstand von der Längsachse von sowohl den Kämmen als auch den Tälern von einem Minimum an der Abgabeöffnung auf ein Maximum am nach innen gerichteten Ende des gerippten Teils der Wand an. Wünschenswerterweise verringert sich auch der radiale Abstand zwischen jedem Tal und einem benachbarten Kamm von einem maximalen Abstand an der Abgabeöffnung zu einem Minimum am nach innen gerichteten Ende des gerippten Teils. Die verschiedenen Elemente dieser Struktur tragen einzeln oder in Kombination dazu bei, eine Röhre von nichtkreisförmigem Querschnitt zu bilden, die sich im Innern des gerippten Teils der Wand erstreckt und in Richtung auf die Abgabeöffnung enger wird aber imstande ist, sich im Abgabebereich radial nach außen aufzuweiten, um eine blockierende Partikel freizusetzen. Aufgrund der Konfiguration der Rippen und Täler kann sich die Wand in den Talbereichen radial nach außen biegen.

Das Material der Wand sollte so gewählt werden, dass ermöglicht wird, dass sich die Talbereiche biegen, wenn eine Partikel die Röhre im Abgabebereich blockiert, aber während einer normalen Abgabe im Wesentlichen ungebogen bleiben. Die

• · ·»· «ft

Dicke der Körperwand wird vom Fachmann abhängig von verschiedenen Faktoren ausgewählt, wie z.B. dem abzugebenden Fluid, dem Druck, der auf das in die Düse eintretende Fluid auszuüben ist, den Abmessungen der Abgabeöffnung und des zu bildenden Wulstes, dem Material, das verwendet wird, um die Wand zu bilden, und der Technologie, die zur Herstellung der Düse verfügbar ist. Geeigneterweise kann die Wanddicke (radial gemessen) im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm liegen, insbesondere für eine Düse, die beim Abgeben von anaeroben Haftmitteln &iacgr;&ogr; verwendet wird, um einen Wulst von Dichtungsmaterial zu bilden.

In der Ebene der Abgabeöffnung sollte die Wand, die die Abgabeöffnung definiert, zusammenhängend sein, d.h. es sollte keine Spalte in der Wand parallel zur Achse geben. Dies verringert das Risiko einer Aufweitung der Abgabeöffnung unter normalen Abgabebedingungen. Es gibt keine axiale Komponente beim radialen Biegen der Talbereiche der Wand.

Geeigneterweise bildet das Alternieren im Abstand der Wand von der Achse eine Abgabeöffnung mit einer Mehrzahl von Keulen, die sich von der Achse radial erstrecken, wobei die Keulen um die Achse in Umfangsrichtung beabstandet sind.

Wünschenswerterweise sind die Keulen um die Achse gleich beabstandet. Geeigneterweise gibt es mindestens drei Keulen, speziell drei oder vier Keulen, und wünschenswerterweise nicht mehr als 8 Keulen.

Jedoch kann eine Abgabeöffnung mit einer großen Anzahl von kleinen Keulen verwendet werden. Jede Keule kann sich in einer radialen Richtung erstrecken oder kann auf die Weise eines Turbinenblattes einer Bogenform der Achse folgen. Jede Keule kann sich einen gleichen Abstand weit von der Achse erstrecken, oder die Keulen können zwei oder mehr unterschiedliche Längen aufweisen.

Der gleiche Abstand von mindestens drei Keulen um die Achse ermöglicht, dass die Düse beim Gebrauch ohne Rücksicht auf die Auftragerichtung dieselbe Qualität eines Abgebens von Produkt auf das Substrat bewerkstelligt, wodurch ein Allrichtungs-Abgabesystem gebildet wird.

Die Mehrzahl von achsfernen Positionen der inneren Wandoberfläche definieren Scheitelpunkte von respektiven Keulen.

&iacgr;&ogr; Die achsnahen Positionen der inneren Wandoberfläche definieren dazwischen eine Mehrzahl von Mündern von Keulen, wobei jeder Mund durch den Bereich zwischen zwei benachbarten achsnahen Positionen definiert ist.

Eine Keule wird durch den Wandoberflächenbereich definiert, der zwischen zwei benachbarten achsnahen Positionen über eine achsferne Position verläuft, die zwischen den beiden benachbarten achsnahen Positionen angeordnet ist.

Bei jeder von den Keulen, die durch eine Verformung der inneren Röhre gebildet sind, ist in geeigneter Weise eine Rippe in der Körperwand gebildet und sind Talbereiche zwischen den Keulen gebildet. Wünschenswerterweise sind die Talbereiche der Wand radial nach außen flexibel. Vorzugsweise sind die Talbereiche der Wand mit einer stetigen Kurve gebildet. Dies erleichtert ein Biegen der Talbereiche der Wand radial nach außen.

Wünschenswerterweise sind die achsnahen Positionen der inneren Wandoberfläche auf einem fiktiven Kreis angeordnet, der einen Hauptabgabebereich der Abgabeöffnung definiert. Der Durchmesser dieses fiktiven Kreises kann signifikant kleiner sein als der Durchmesser einer kreisförmigen Austrittsöffnung auf Düsen, die bisher verfügbar sind, z.B. ein fiktiver Kreisdurchmesser im Bereich von 0,2-0,6 mm, verglichen mit einem Durchmesser von 0,84 mm für eine im Handel erhältliche kreisförmige Düse.

In einem speziellen Typ einer Ausführungsform kann die innere Wandoberfläche an den achsnahen Positionen geeigneterweise in einem Abstand von 0,1 mm bis 0,5 mm, speziell 0,125 mm bis 0,175 mm, von der Achse vorliegen, so dass ein fiktiver Kreis durch die besagten Positionen einen Durchmesser von 0,2 mm bis 1 mm, speziell 0,25 mm bis 0,35 mm, aufweist. Für eine Ausführungsform mit drei Keulen kann die innere Wandoberfläche an den achsfernen Positionen geeigneterweise in einem Abstand von 0,5 mm bis 1,5 mm, speziell 0,8 mm bis 1,2 mm, spezieller 0,95 bis 1,05 mm, von der Achse vorliegen. Jede Keule kann c geeigneterweise eine Länge von dem zentralen Abgabebereich zur Keulenspitze von 0,4 mm bis 1 mm, speziell 0,8 mm bis 0,9 mm, aufweisen.

Das Fluid ist vorzugsweise ein viskoses Fluid, z.B. mit einer DIN-Viskosität im Bereich von etwa 5 bis etwa 120000 Pa.s, wie bei 25°C gemessen. Bevorzugter ist es ein viskoses Fluid, das Luftblasen enthält, und bevorzugter ein Haftmittel/Dichtmittel, insbesondere ein anaerobes Haftmittel, das wahrscheinlich darin mitgeschleppte Luft aufweist. Geeigneterweise ist das Fluid ein reaktives Material, wie z.B. ein Dichtungsmaterial, und geeigneter ein anaerobes Material.

Wünschenswerterweise ist die Abgabedüse angepasst, um in einem Roboterabgabesystem zur Abgabe von Fluid aus einem Aufbewahrungsbehälter auf ein Substrat eingebaut zu sein, wobei die Eintrittsöffnung fakultativ einen integralen Teil des Aufbewahrungsbehälters bildet oder alternativ mit dem System verbindbar ist, und angepasst, um in Fluidverbindung mit dem 0 Aufbewahrungsbehälter zu stehen.

Geeigneterweise ist das Abgabesystem angepasst, um Fluide in der Kraftfahrzeugindustrie abzugeben, wobei die abgegebenen Fluide ein Dichtungselement auf einer Kraftfahrzeugkomponente bilden.

Wünschenswerterweise ist die Düse aus einem Kunststoffmaterial gebildet, wobei das Material ein Ausmaß an Nachgiebigkeit oder

Flexibilität des Düsenendteils in den Bereichen der achsnahen Positionen ermöglicht.

Geeigneterweise bildet ein kleinerer Teil der Länge der Düse einen Düsenendteil, der zur Austrittsöffnung benachbart ist. Wünschenswerterweise ist der Düsenendteil im Allgemeinen konisch, so dass ein wesentlicher Teil des Körpers eine breite Röhre definiert und sich die Röhre nur im Düsenendteil bis auf die Abmessungen der Austrittsöffnung verengt. Dies verringert &iacgr;&ogr; das Risiko einer Blockierung, verglichen mit einer Düse mit einer Röhre mit derselben Querschnittsfläche wie die Austrittsöffnung für die volle Länge oder einen größeren Teil der Länge der Düse.

Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Abgabedüse bereit, die angepasst ist, um in einem automatischen Abgabesystem zur Abgabe von viskosen Fluiden aus einem Aufbewahrungsbehälter auf ein Substrat eingebaut zu sein, wobei die Düse eine innere Röhre aufweist, die zu einer Austrittsöffnung führt, und die anpassbar ist, um in Fluidverbindung mit dem Aufbewahrungsbehälter zu stehen, wobei die Austrittsöffnung einen zentralen Abgabebereich und mindestens zwei Abgabekeulen aufweist, die sich von dem zentralen Abgabebereich erstrecken.

Die viskosen Fluide sind vorzugsweise Haftmittel oder Dichtmittel und bevorzugter anaerobe Haftmittel oder Dichtmittel.

Wünschenswerterweise sind die mindestens zwei Abgabekeulen bevorzugt durch eine Verformung der inneren Röhre gebildet, wobei die Keulen geeigneterweise so dimensioniert sind, dass sie eine große Querschnittsfläche benachbart zum zentralen Abgabebereich aufweisen und sich vom Hauptabgabebereich bis zu einer kleinen Querschnittsfläche verjüngen. Jedoch könnten sich in einer alternativen Ausführungsform die Keulen (oder einige von ihnen) von dem Hauptabgabebereich radial nach außen aufweiten.

• · »«to · &diams; ·

Wünschenswerterweise sind die mindestens zwei Keulen um den Hauptabgabebereich gleich beabstandet. Geeigneterweise gibt es mindestens drei Keulen.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein automatisches Abgabesystem bereit, das eine Düse enthält, wie vorstehend definiert.

Die erfindungsgemäße Abgabedüse eignet sich insbesondere für das automatische Abgeben eines Fluids auf ein Substrat. Geeigneterweise ist das Fluid ein Dichtungsmaterial, spezieller ein anaerobes Haftmittel oder Dichtmittel.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand eines nichtbeschränkenden Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Perspektivansicht einer Abgabedüse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 ist eine Bildansicht einer Abgabedüse gemäß dem Stand der Technik, die ein Produkt auf ein Substrat abgibt.

Figur 2a ist eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen Düsendurchmessern von Düsen eines bekannten Typs mit einer kreisförmigen Abgabeöffnung und einer Querschnittsfläche von aufgetragenem Wulst darstellt.

Figur 3 ist eine Seitenansicht der Düse von Figur 1.

Figur 4 ist eine Ansicht von unten der Düse von Figur 1.

Figur 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Figur 4 .

Figur 6 ist ein Schnitt entlang der Linie X-X von Figur 4.

Figur 7 ist eine Perspektivansicht der Düse von Figur 1, montiert auf einem Ventil oder Aufbewahrungsbehälter.

Figur 8 ist ein Schnitt auf der Linie Y-Y in Figur 7, wobei die Düse im Gebrauch zum Abgeben darstellt ist.

Figur 9 ist ein ähnlicher Schnitt auf der Linie Y-Y in Figur 7, wobei aber die Düsenspitze in einem aufgeweiteten Zustand dargestellt ist.

* m

Figur 10 ist eine Bildansicht einer Düse der Erfindung, die ein Haftmittel auf ein Substrat aufträgt.

Figur 11 ist eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform einer Düse gemäß der vorliegenden Erfindung. Figur 12 ist ein Querschnitt durch ein geeignetes Abgabeventil mit einer Düse gemäß der Erfindung, die darauf montiert ist.

Figur 13 ist eine schematische Darstellung·, die ein Beispiel für ein Abgabesystem zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

Figur 14 ist eine Bildansicht eines automatischen Abgabesystems zum Gebrauch mit der Erfindung.

Figur 15 ist eine Bildansicht eines Roboterkopfs mit einer Volumenpumpe, die direkt mit einer Düse der Erfindung verbunden ist.

Figur 16 ist eine zu Figur 13 ähnliche schematische Darstellung, die ein anderes Beispiel für ein Abgabesystem darstellt.

Figur 17 ist eine Bildansicht der Düse der vorliegenden Erfindung, die ein Produkt auf ein Substrat abgibt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 2 und 2a sind im Abschnitt über Hintergrund zur Erfindung vorstehend mit Bezug auf das Abgeben von Haftmittelprodukt auf ein Substrat bzw. auch mit Bezug auf die Beziehung zwischen bekannten Düsendurchmessern und angewandten Wulstquerschnittsflächen erörtert worden.

Die Figuren 1 und 3 bis 9 stellen eine Abgabedüse 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in der Perspektivansicht von Figur 1 dargestellt, weist die Düse 1 einen Körper 2 mit einer Eintrittsöffnung 3 und einer Austrittsöffnung 4 auf. Zwei Verbindungseinrichtungen sind an der Eintrittsöffnung 3 vorgesehen, wobei die Verbindungseinrichtungen so angepasst sind, dass sie die Düse 1 in Kontakt mit einem Abgabesystem (siehe nachstehend) verbinden und halten. Die Verbindungseinrichtungen sind typischerweise von der Sorte, die im Stand der Technik als Luer-Arretierung

' &igr; ' &igr; &Igr; 1*11,':

bekannt ist, und sind so angepasst, dass sie die leichte Verbindung der Düse mit einem Abgabesystem erleichtern. Wie in der Seitenansicht der Düse von Figur 3 dargestellt, weist die Düse 1 eine Längsachse 6 auf, die sich von der Eingangsöffnung 3 zur Ausgangsöffnung 4 erstreckt.

Figur 4 ist eine Ansicht von unten der Düse 1, und Figur 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Spitzenteils der Düse. Die Austrittsöffnung 4 umfasst einen Abgabebereich 7 von einer im Wesentlichen nichtkreisförmigen Querschnittsfläche, die aus der Körperwand 8 an der Austrittsöffnung 4 gebildet ist, wobei sie zwischen achsnahen Positionen 9 und achsfernen Positionen 10 im Abstand von der Achse 6 der Düse 1 alterniert. Das Definieren des Abgabebereichs von nichtkreisförmigem Querschnitt 7, der aus der Bildung der achsnahen Positionen 9 und achsfernen Positionen 10 resultiert, erzeugt eine Bildung von Rippen 11 auf der äußeren Oberfläche des Körpers 2 der Düse 1. Jede der Rippe 11 umfasst einen Kamm 12 und zwei Schultern 13. Der Bereich zwischen den Kämmen 12 von benachbarten Rippen definiert ein Tal 14. Der Abstand von der Längsachse sowohl der Kämme als auch der Täler nimmt von der Austrittsöffnung 4 zu einer Übergangslinie 15 zu. Ähnlich verringert sich die Schulterhöhe oder der Abstand zwischen dem Tal 14 und dem benachbarten Kamm 12 von einem maximalen Abstand an der Austrittsöffnung bis zur Übergangslinie 15, so dass die Rippe an der Austrittsöffnung 4 stärker vorspringt als an der Übergangslinie 15.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist die Wand 8 von einer allgemein gleichförmigen Wanddicke um die Austrittsöffnung 4. Die äußere Wandoberfläche erstreckt sich im Allgemeinen parallel zur inneren Wandoberfläche. Die Wand 8 ist in der Ebene der Abgabeöffnung zusammenhängend, d.h. sie wird nicht durch irgendwelche Schlitze oder Spalte unterbrochen. Die Wand 8 ist in den Talbereichen stetig gekrümmt.

Figur 6 ist ein Schnitt durch die in Figur 3 dargestellte Düse. Die Wand 8 des Körpers 2 definiert eine langgestreckte

• ·

Röhre 16, die um die Längsachse 6 der Düse angeordnet ist, wodurch die Eintrittsöffnung 3 mit der Austrittsöffnung 4 verbunden wird und ein Durchlass für Fluid bereitgestellt wird, um sich zwischen der Eintrittsöffnung 3 und der Austrittsöffnung 4 fortzubewegen. In dieser Ausführungsform (aus Herstellungsgründen) verjüngt sich der Körper 2 der Düse 1 geringfügig von der Eintrittsöffnung 3 zur Übergangslinie Im Bereich des Körpers über der Übergangslinie 15 ist die äußere Oberfläche des Körpers 2 konisch. In einer Ausführungsform ist die Wanddicke etwa 0,5 mm im Bereich über der Übergangslinie. Unter der Übergangslinie 15 verjüngt sich der Körper 2 scharf zur Austrittsöffnung 4 und seine Wand ist gerippt, wie bereits beschrieben. Dies ist ein Düsenendteil. In einer Ausführungsform verringert sich die Wanddicke im Endteil von 0,5 mm an der Übergangslinie auf 0,2 mm an der Abgabeöffnung.

In der ersten Ausführungsform, wie besonders in Figur 5 dargestellt, ist der Abgabebereich 7 aus drei Keulen 17 gebildet, die sich von einem zentralen Abgabebereich 23, der die Längsachse 6 umgibt, radial nach außen erstrecken und in Umfangsrichtung um ihn angeordnet sind. Die Mehrzahl von achsfernen Positionen 10 definiert Scheitelpunkte 18 von respektiven Keulen, wobei die achsnahen Positionen 9 eine Mehrzahl von Mündern 19 von Keulen definieren, wobei jeder Mund 19 durch den Bereich zwischen zwei benachbarten achsnahen Positionen 9 definiert ist. Die Keulen sind dadurch durch den Wandbereich definiert, der zwischen zwei benachbarten achsnahen Positionen 9 über eine achsferne Position 10 verläuft, die zwischen den beiden benachbarten achsnahen Positionen 9 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist vor allem zum leichten Formen der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Keule am Mund 19 der Keule maximal und verringert sich in Richtung auf den Scheitelpunkt 18. Jedoch kann jede Keule parallele Wände aufweisen, wenn gewünscht.

In dieser Ausführungsform ist eine Düse mit einem zentralen Abgabebereich, der durch einen fiktiven Kreis mit einem

Durchmesser von etwa 0,3 mm definiert ist, so konstruiert, dass sie eine Abgabeöffnung mit einer Fläche von etwa 0,3 63 mm² aufweist, was einer kreisförmigen Öffnung mit einem Durchmesser von 0,68 mm gleich sein würde, sowie einen Umfang von 5,853 mm, was einem Kreis mit einem Durchmesser von 1,843 mm gleich sein würde.

Die gleich beabstandete Umfangsanordnung der drei Keulen 17 um die Achse 6 bildet vorzugsweise eine Düse, die gleich gut in jeglicher Auftragerichtung verwendet werden kann, wodurch eine Allrichtungs-Abgabedüse gebildet wird. Wie in Figur 10 dargestellt, kann die Düse 1 verwendet werden, um ein Haftmittelprodukt 20 auf ein Substrat 21 aufzutragen, das typischerweise eine Motorkomponente zur Verwendung in der Kraftfahrzeugindustrie ist. Das aufgetragene Produkt 20 bildet einen Wulst von Haftmittel 22, der, wenn zwei Gegenkomponenten zusammengebracht werden, ein Dichtungselement zwischen den Komponenten bildet.

Obwohl die Erfindung nicht durch irgendeine Theorie beschränkt ist, ist man der Meinung, dass der größte Teil des aufgetragenen Produkts 20 durch den zentralen Abgabebereich 23 abgegeben wird, der ein im Wesentlichen kreisförmiger Querschnittsbereich ist, der um die Längsachse 6 angeordnet ist und durch einen fiktiven Kreis definiert ist, der die Wand 8 an ihren achsnahen Positionen 9 berührt. Man ist der Meinung, dass viskose Widerstandswirkungen, die durch die Nähe der inneren Oberfläche der Wand 8 in den Keulen hervorgerufen werden, den Fluss von Produkt durch die Keulen verlangsamt.

Der fiktive Kreis am zentralen Abgabenbereich kann einen Durchmesser von etwa 0,3 mm aufweisen. Eine Luftblase im Haftmittelprodukt, das durch die Düse abgegeben wird, befindet sich sehr nahe an der Wand 8 im zentralen Abgabebereich 2 3 oder in einer von den Keulen 17. Die Austrittsöffnung weist einen viel längeren Umfang auf als eine kreisförmige Austrittsöffnung von vergleichbarer Querschnittsfläche. Aus diesen beiden Gründen (verringerter mittlerer Abstand zur

•	···· •	·* • t	•	•	*	t
•	•	* 1 *	···· ·	•	•
• t«	•	··	•

Wandoberfläche und längerer Umfang) ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Luftblase die Wandoberfläche erreicht und an der Austrittsöffnung entgast wird, stark erhöht.

Eine kreisförmige Austrittsöffnung mit einem Durchmesser, der so klein ist wie derjenige des zentralen Abgabebereichs 23 würde ein Risiko einer Blockierung durch Partikeln im Haftmittelprodukt eingehen. Die Austrittsöffnung mit Keulen gemäß der Erfindung überwindet dieses Problem. Die Figuren 8 und 9 sind Schnitte durch einen Düsenendteil, die zwei Modi eines Hindurchtritts einer Blockierung durch die Düse darstellen. Im Allgemeinen sind Partikeln (sei es von Füllmittel oder teilgehärtetem Polymer) halbfest aber flexibel. Wie in Figur 8 dargestellt, kann die Partikel 25 eine Blockierung im zentralen Abgabebereich 23 und möglicherweise in den Mündern der Keulen 17 bilden (siehe Figur 5), aber das Haftmittelprodukt setzt seinen Fluss um die Blockierung in den radial äußeren Teilen von jeder der Keulen fort. Dieser fortgesetzte Fluss kann an sich ausreichend sein, um zu bewirken, dass die Blockierung abgebaut wird. Wenn nicht, presst die Partikel wahrscheinlich gegen die Wand 8 in der Austrittsöffnung, und es baut sich ein Druck im Fluid in der Röhre auf, der bewirkt, dass sich die Talbereiche 14 der Wand 8 (siehe Figur 5) radial nach außen biegen, wie durch die Pfeile in Figur 9 angezeigt.

Nach einer ausreichenden Aufweitung des zentralen Abgabebereichs wird die Blockierungspartikel befreit, so dass sie durch die Austrittsöffnung heraustritt, wonach sich die Talbereiche in die normale Position von Figur 8 radial nach innen zurückbiegen.

Figur 7 stellt die Verbindung der Düse von Figur 1 und Figur 3 bis 6 mit einem Aufbewahrungsbehälter 24 dar. Der Aufbewahrungsbehälter 24 ist so angepasst, dass er einen Vorrat des Produkts speichert.

Obwohl sie direkt an der Düse 1 angebracht dargestellt ist, ist es durch Fachleute einzusehen, dass die Düse nicht direkt angebracht zu sein braucht, da eine Mehrzahl von Fluidverbin-

dungsleitungen zwischen der Düse und dem Aufbewahrungsbehälter angeordnet sein kann.

Figur 11 stellt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, bei der der Abgabebereich nicht durch drei sondern vielmehr vier Keulen gebildet ist, die um eine zentrale Achse angeordnet sind. Dieselben Bezugszeichen werden für dieselben Merkmale verwendet. Diese Ausführungsform unterscheidet sich auch insofern von der mit Bezug auf die Figuren 1 und 3 bis 6 beschriebenen, als die Übergangslinie 15 benachbart zur Eintrittsöffnung 3 angeordnet ist, so dass sich die allgemein konische Konfiguration mit den Rippen 11 im Wesentlichen die Länge des Körpers 2 der Düse erstreckt.

Figur 12 stellt einen Querschnitt durch ein Abgabeventil 30 mit einer darauf montierten Düse 1 dar. Das Abgabeventil umfasst einen Betätigerabschnitt 50 und einen Ventilabschnitt 51. Druckluft wird dem Betätigerabschnitt 50 durch einen pneumatischen Einlass 52 zugeführt. Haftmittel wird einer Hochdruckkammer 53 durch einen Haftmitteleinlass 54 zugeführt. Bei Betätigung wird das Ventil vom Ventilsitz 55 verlagert, und Haftmittel tritt durch eine Niederdruckkammer 56 zur Düse 1 hindurch.

Figur 13 stellt eine schematische Darstellung eines Abgabesystems für Druck/Zeit-Abgabe bereit. Die Düse 1 ist auf einem Ventil 30 montiert, dessen Haftmitteleinlass 54 durch ein Produktrohr 31 mit einem Aufbewahrungsbehälter 32 verbunden ist. Der Behälter 32 wird in einem Drucktank 33 mit einer weiteren pneumatischen Versorgungsleitung 34 gehalten, die mit pneumatischem Druck beaufschlagt ist und der durch Robotersteuerung eingestellt ist, um das Haftmittelprodukt mit einer geeigneten Fließgeschwindigkeit der Düse zuzuführen, wobei der Druck eingestellt werden kann, um Änderungen in der Robotergeschwindigkeit um das Substrat in Betracht zu ziehen.

Figur 14 stellt ein Beispiel für ein Roboterabgabesystem dar, das verwendet wird, um Dichtungsmaterial auf eine Motorkompo-

nente 40 aufzutragen. Der Robotergelenkarm 41 trägt die Düse und das Ventil 30, das durch ein Zuleitungsrohr 42 mit einer Pumpe 35 verbunden ist. Diese ist durch das Produktrohr 31 wiederum mit dem Aufbewahrungsbehälter 32 im Drucktank 33 verbunden.

Der Typ der verwendeten Pumpe wird vom Fachmann abhängig von verschiedenen Faktoren gewählt, einschließlich des Typs von Fluid, das abgegeben werden soll, der Länge des Zuleitungsrohrs 42 zur Düse und des Materials, das bei der Herstellung der Düse verwendet wird. In einigen vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird eine Volumenpumpe verwendet.

Figur 15 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, bei der die Düse 1 über einen Adapter 50 direkt an eine Volumenpumpe 35a angebracht ist. In dieser Ausführungsform ist die Volumenpumpe eine Exzenter-Motorpumpe, aber andere Typen von Volumenpumpen können verwendet werden, wie Fachleuten bekannt ist. Der Pumpenkörper 51 beherbergt einen Gummistator mit einem Doppelwendelhohlraum und einem exzentrisch drehbaren Einfachwendelmotor mit einer Schlaglänge, die sich von derjenigen des Stators um einen Faktor zwei unterscheidet. Wenn sich der Motor dreht, wird eine Reihe von abgedichteten Hohlräumen gebildet, und das Produkt wird als konstanter Volumenfluss durch die Einheit gepumpt. Über der Pumpe 51 befindet sich ein Getriebegehäuse 52, das mit der Pumpe durch eine Welle im Innern eines Gehäuses 53 verbunden ist. Der Pumpenmotor 54 ist über dem Getriebegehäuse montiert, wobei der Motor unter Robotersteuerung steht. Das abzugebende Produkt wird der Pumpe 3 5a durch ein demjenigen in Figur 14 ähnliches Produktrohr 31 zugeführt, das mit einem Aufbewahrungsbehälter verbunden ist. Die Pumpeneinheit und Düse werden auf einem Roboterarm getragen, der demjenigen in Figur 14 ähnelt, außer dass in dieser Ausführungsform die Pumpe direkt an der Düse angebracht ist und sich mit ihr bewegt, wenn sie sich um das Substrat unter Robotersteuerung bewegt. Die Pumpgeschwindigkeit kann auch durch den Roboter eingestellt werden, wenn sich die Düse bewegt. Änderungen in der Roboter-

geschwindigkeit und Pumpgeschwindigkeit sind synchronisiert. Jedoch wird bei jeder gewählten Pumpgeschwindigkeit das Produkt mit konstantem Fluss gepumpt. In dem Fall, dass es eine Blockierung an der Austrittsöffnung der Düse gibt, setzt das Produkt den Fluss durch den verschlossenen Hohlraum der Pumpe fort, nahezu unabhängig vom Widerstand. Es baut sich deshalb schnell ein Druck in der Düse auf. Bei einer herkömmlichen Düse, die z.B. eine kreisförmige Austrittsöffnung aufweist, könnte ein solcher Druckaufbau eine Störung in der Pumpe oder im Pumpenmotor oder eine Trennung der Düse von der Pumpe verursachen. Bei einer Düse gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkt, wenn eine solche Blockierung beginnt, die rapide Druckzunahme, dass sich die Talteile der Düse radial nach außen aufweiten, wie in Figur 9 dargestellt, so dass die Blockierung sehr schnell aus der Austrittsöffnung beseitigt wird. In einigen Tests mit dieser Ausführungsform trat die Beseitigung der Blockierung in etwa 100 Millisekunden auf.

Bei dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, ein Ventil zu verwenden. Der Roboter schaltet die Pumpe ein und aus, um den Fluss von Produkt direkt von der Pumpe zur Düse zu steuern.

Die Volumenpumpe kann einen größeren Aufbau eines Drucks an der Düse als ein Druck/Zeit-System bereitstellen, das auf den Druck beschränkt ist, der an der Versorgungsleitung 34 aufgebracht wird. Ein Volumen-Konstantflusssystem wird deshalb bei Implementierung der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Unter normalen Flussbedingungen, ohne jegliche Blockierung, kann der Ausgangsdruck der Pumpe geeigneterweise im Bereich von etwa 0,5 Bar bis etwa 5 Bar liegen. Im Fall einer Blockierung, die nicht schnell beseitigt wird, kann sich der Druck bis zur Größenordnung von 3 0-35 Bar aufbauen, was mindestens bewirken kann, dass sich die Düse von der Pumpe trennt, wenn die Düse nicht gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. In einem veranschaulichenden Beispiel eines Abgebens eines Produkts mit einem DIN-Viskositätswert im Bereich von 60000 bis 120000 Pa.s bei 25°C bei einer Fließgeschwindigkeit von 0,1

g/s bei einem normalen Abgabedruck von 4 Bar erfordert die Anwesenheit einer Testversperrung einer Gummipartikel mit einem Querschnittdurchmesser von 1,6 und Länge von 2,5 mm im System der vorliegenden Erfindung, wobei eine Düse mit einem fiktiven zentralen Abgabebereichsdurchmesser von etwa 0,3 mm verwendet wurde, eine Druckzunahme bis auf 12-15 Bar mit dem System, um die Verrsperrung herauszudrücken.

Figur 16 stellt eine schematische Darstellung ähnlich zu Figur 13 dar, aber mit einer Volumenpumpe 3 5^a in der Produktversorgungsleitung zwischen dem Aufbewahrungsbehälter 32 und dem Ventil 30, wie in Figur 14. Weil die Pumpe nicht mit der Düse getragen wird, kann eine einfachere Form eines Roboters verwendet werden. Jedoch ist die Verwendung eines Ventils wünschenswert, mindestens im Fall eines Zuleitungsrohrs 42 von signifikanter Länge. Aufgrund der Flexibilität von Zuleitungsrohren mag ein Fluss an der Düse nicht unmittelbar anhalten und starten, wenn die Pumpe ein- und ausgeschaltet wird. Es ist wünschenswert, dass die Pumpe und das Ventil nahezu gleichzeitig arbeiten sollten. In dieser Ausführungsform ist, wenn es eine Blockierung an der Austrittsöffnung gibt, der Druckaufbau, der sich aus dem Konstantfluss ergibt, nicht so schnell wie in der Ausführungsform von Figur 15, ist aber nichtsdestoweniger effektiv in Kombination mit der Düse gemäß der Erfindung, um das Problem von Blockierungen in der Düse zu überwinden, was das Bersten von Zuleitungsrohren sowie Beschädigung an der Pumpe und dem Motor einschließen könnte, wenn eine Blockierung nicht abgebaut wird. Die Volumenpumpe liefert verglichen mit der Ausführungsform von Figur 13 auch insofern einen weiteren Vorteil, als sie ausreichend Druck aufweist, um Produkte von sehr großer Viskosität durch die Abgabeleitungen fördern.

Figur 17 ist eine Bildansicht der Abgabedüse der vorliegenden Erfindung, wobei ein Haftmittel auf ein Substrat in einer ähnlichen Anordnung zu derjenigen abgegeben wird, die zuvor mit Bezug auf den Stand der Technik in Figur 2 dargestellt ist. Der Düsenendteil ist in einer Höhe von etwa 5 mm über dem

·· 2

Substrat positioniert, was etwas höher ist als diejenige, die zuvor mit Bezug auf Figur 10 beschrieben wurde, und wird um das Substrat bewegt, wobei ein Produkt auf das Substrat in einem vordefinierten Muster abgegeben wird. Anderes als diejenige, die mit Bezug auf Figur 2 beschrieben ist, weist die Düse der vorliegenden Erfindung eine verringerte Neigung auf, Haftmittel um den Endteil der Düse anzusammeln, wodurch das Problem von Unterbrechungen im abgegebenen Produkt auf der Oberfläche überflüssig gemacht wird. Die Anordnung der Keulen auf dem Endteil erleichtert das direkte Abgeben aus der Düse auf die Zielstelle auf dem Substrat, wodurch eine genauere und effizientere Abgabeprozedur ermöglicht wird.

Die Abgabedüse der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, wie z.B. Poly(propylen) (PP), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) und Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), die ermöglichen, dass die Düse einen Grad an Nachgiebigkeit oder Flexibilität in den Bereichen der achsnahen Positionen aufweist. Alternativ kann ein thermoplastisches Elastomer verwendet werden. Indem man ein flexibles Material verwendet, wird eine radiale Auswärtsaufweitung der Talbereiche der Düse bei Hindurchtritt einer Partikel dorthindurch bewerkstelligt. Dies ermöglicht den Hindurchtritt von Partikeln durch den Düsenendteil, dessen Abmessungen sonst zu einer Behinderung oder Blockierung von bekannten Systemen führen würde.

Wörter wie z.B. "oben", "unten" , "oberer", "unterer" und dergleichen beziehen sich auf die Position des Ganzen oder der Komponente, die in der respektiven Zeichnung dargestellt ist, und nicht notwendigerweise auf die Position des Ganzen oder der Komponente beim Gebrauch.

Die Wörter "umfasst/umfassend" und die Wörter "aufweisend/ einschließend", wenn sie hierin mit Bezug auf die vorliegende Erfindung verwendet werden, werden verwendet, um die Anwesenheit von angegebenen Merkmalen, Ganzen, Schritten oder Komponenten zu spezifizieren, schließt aber die Anwesenheit

oder Hinzufügung von einer oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Komponenten oder Gruppen davon nicht aus.

Obwohl einige Ausführungsformen der Erfindung vorstehend beschrieben worden sind, sind viele Modifikationen und Äquivalente davon normalen Fachleuten ersichtlich und sollen hierdurch abgedeckt werden, wobei der wahre Geist und Bereich der Erfindung durch die Ansprüche definiert ist.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit eine Abgabedüse zur Abgabe von Fluiden, speziell anaeroben Haftmitten/Dichtmitteln, in einem automatischen Abgabesystem, wobei die Düse 2 einen Hohlkörper mit einer Eintrittsöffnung 3 und einer Austrittsöffnung 4 aufweist, wobei der Körper eine Wand mit einer inneren Wandoberfläche aufweist, die eine langgestreckte Röhre definiert, die um eine Längsachse der Düse angeordnet ist, und die Eintrittsöffnung mit der Austrittsöffnung verbindet, wobei an der Austrittsöffnung die innere Wandoberfläche zwischen achsnahen Positionen 9 und achsfernen Positionen 10 im Abstand von der Achse 6 der Düse alterniert, wodurch eine Abgabeöffnung 7 in der Austrittsöffnung von nichtkreisförmiger Querschnittsfläche gebildet wird. Die Wand ist in den Bereichen der achsnahen Positionen radial nach außen flexibel. In den dargestellten Ausführungsformen bildet das Alternieren im Abstand der Wand von der Düsenachse 6 eine Abgabeöffnung 7 mit drei oder vier Keulen 17, die sich radial von der Achse erstrecken, wobei die Keulen in Umfangsrichtung um die Achse beabstandet sind, und Rippen in der Wand, die den Keulen entsprechen.

Claims

1. Abgabedüse zur Abgabe von Fluiden in Wulstform in einem automatischen Abgabesystem, wobei die Düse einen Hohlkörper mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung aufweist, wobei der Körper eine Wand mit einer inneren Wandoberfläche aufweist, die eine langgestreckte Röhre definiert, die um eine Längsachse der Düse angeordnet ist, und die Eintrittsöffnung mit der Austrittsöffnung verbindet, wobei an der Austrittsöffnung die innere Wandoberfläche zwischen achsnahen Positionen und achsfernen Positionen im Abstand von der Achse alterniert, wodurch eine Abgabeöffnung in der Austrittsöffnung von nichtkreisförmiger Querschnittsfläche gebildet wird.

2. Düse nach Anspruch 1, bei der die Wand des Körpers in den Bereichen der achsnahen Positionen radial nach außen flexibel ist.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Wand des Körpers von im Allgemeinen gleichförmiger Wanddicke um die Austrittsöffnung ist, so dass die äußere Wandoberfläche im Allgemeinen parallel zur inneren Wandoberfläche verläuft und die Wand zwischen achsnahen Positionen und achsfernen Positionen im Abstand von der Achse alterniert.

4. Düse nach einem der Ansprüche 1-3, bei der die Austrittsöffnung umfasst: einen Abgabebereich von im Wesentlichen nichtkreisförmigem Querschnitt, der durch die Körperwand gebildet ist, wobei Rippen auf der äußeren Oberfläche des Körpers von der Bildung der achsfernen Positionen der Wand resultieren, und Täler zwischen den Rippen den achsnahen Positionen der Wand entsprechen, wobei sich die Rippen und Täler von der Abgabeöffnung axial nach innen erstrecken, um einen gerippten Teil der Wand zu bilden.

5. Düse nach Anspruch 4, bei der sich der gerippte Teil der Körperwand in Richtung auf die Abgabeöffnung verjüngt.

6. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Körperwand, die die Abgabeöffnung definiert, zusammenhängend ist.

7. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Alternieren im Abstand der Wand von der Achse eine Abgabeöffnung bildet, die eine Mehrzahl von Keulen aufweist, die sich radial von der Achse erstrecken, wobei die Keulen in Umfangsrichtung um die Achse beabstandet sind.

8. Düse nach Anspruch 7 mit mindestens drei Keulen, die um die Achse gleich beabstandet sind.

9. Düse nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Mehrzahl von achsfernen Positionen der inneren Wandoberfläche Scheitelpunkte von respektiven Keulen definieren.

10. Düse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die achsnahen Positionen der inneren Wandoberfläche dazwischen eine Mehrzahl von Mündern von Keulen definieren, wobei jeder Mund durch den Bereich zwischen zwei benachbarten achsnahen Positionen definiert ist.

11. Düse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der Rippen in der Körperwand an den achsfernen Positionen gebildet sind und Talbereiche in der Wand zwischen den Keulen gebildet sind.

12. Düse nach Anspruch 11, bei der die Talbereiche der Wand radial nach außen flexibel sind.

13. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die achsnahen Positionen der inneren Wandoberfläche auf einem fiktiven Kreis angeordnet sind, der einen zentralen Abgabebereich der Abgabeöffnung definiert.

14. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Abgabe eines viskosen Fluids, das Luftblasen enthält.

15. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, die angepasst ist, um in einem Roboterabgabesystem zur Abgabe von Fluid aus einem Aufbewahrungsbehälter zu einem Substrat eingebaut zu sein, wobei die Eintrittsöffnung fakultativ einen integralen Teil des Aufbewahrungsbehälters bildet oder alternativ mit dem System fakultativ über eine Pumpe verbindbar ist, und angepasst ist, um in Fluidverbindung mit dem Aufbewahrungsbehälter zu stehen.

16. Düse nach Anspruch 8, die in einem Abgabesystem eingebaut ist, das angepasst ist, um Fluide in der Kraftfahrzeugindustrie abzugeben, wobei das abgegebene Fluid ein Dichtungselement auf einer Kraftfahrzeugkomponente bildet.

17. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, die aus einem Kunststoffmaterial oder einem Elastomermaterial gebildet ist, wobei das Material einen Grad an Nachgiebigkeit oder Flexibilität eines Düsenendteils in den Bereichen der achsnahen Positionen benachbart zur Austrittsöffnung ermöglicht.

18. Abgabedüse, die angepasst ist, um in einem automatischen Abgabesystem zur Abgabe von viskosen Fluiden aus einem Aufbewahrungsbehälter auf ein Substrat eingebaut zu sein, wobei die Düse eine innere Röhre aufweist, die zu einer Austrittsöffnung führt, und anpassbar ist, um in Fluidverbindung mit dem Aufbewahrungsbehälter zu stehen, wobei die Austrittsöffnung einen zentralen Abgabebereich aufweist und mindestens zwei Abgabekeulen, vorzugsweise mindestens drei Keulen, die sich vom zentralen Abgabebereich erstrecken.

19. Düse nach Anspruch 1 oder 18 zur Abgabe von Haftmitteln oder Dichtmitteln und bevorzugter anaerobem Haftmitteln oder Dichtmitteln.

20. Düse nach Anspruch 18 oder 19, bei der die mindestens zwei Abgabekeulen durch eine Verformung der inneren Röhre gebildet sind.

21. Düse nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei der die mindestens zwei Keulen um den zentralen Abgabebereich gleich beabstandet sind.

22. Automatisches Abgabesystem, das eine Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche enthält.

23. Automatisches Abgabesystem nach Anspruch 22, bei dem die Düse auf einem Roboterarm getragen wird, und das System weiter einen Aufbewahrungsbehälter für das abzugebende Fluid und eine Pumpe zur Fördern des Fluids zur Düse umfasst.

24. Automatisches Abgabesystem nach Anspruch 23, bei dem die Pumpe eine Volumenpumpe ist.

25. Automatisches Abgabesystem nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, bei dem die Pumpe auf dem Roboterarm getragen wird und direkt mit der Düse verbunden ist.

26. Düse nach einem der Ansprüche 1-21 in einem automatischen Abgabesystem zur Abgabe eines Haftmittels in Wulstform als Dichtmittel bei der Bereitstellung von Dichtungselementen in der Kraftfahrzeugindustrie.

27. Abgabevorrichtung mit einer Einrichtung zum Bilden eines Wulstes von Haftmittel auf einem Substrat, wobei die Einrichtung zum Bilden umfasst: eine Einrichtung zum Empfangen des Haftmittels von einem Haftmittelvorrat und eine Einrichtung zum Herausdrücken des von dem Vorrat empfangenen Haftmittels auf das Substrat, und wobei die Einrichtung zum Herausdrücken des Haftmittels eine flexible Austrittsöffnungseinrichtung umfasst, die angepasst ist, um sich beim Stoßen auf eine potenzielle Blockierung, die im Haftmittel vorhanden ist, das herausgedrückt wird, zu biegen und aufzuweiten.