DE3506135C2 - Application device for applying a viscous liquid - Google Patents
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Abstract
Auftragevorrichhtung zum Auftragen einer zähen Flüssigkeit, zum Beispiel eines Klebers, einer Dichtungsmasse oder einer Kunststoffmasse, bei der die zähe Flüssigkeit über den Durchtrittsquerschnitt einer Düsenanordnung (65) auspreßbar ist, welcher Durchtrittsquerschnitt von einem Verstellorgan (61) und einem mit diesem zusammenwirkenden und relativ zum Verstellorgan stationären Gegenstück (66) gebildet wird und durch Verstellung des Verstellorgans veränderbar ist. Gemäß der Erfindung sind das Verstellorgan und das Gegenstück derart ausgebildet, daß der Durchtrittsquerschnitt auch bei geringfügiger Öffnung der Auftragevorrichtung ein großes Querschnitts-Randverhältnis hat. Das Verstellorgan kann als Kolben (61) ausgebildet sein, der axial verschiebbar oder drehbar in einem Zylinder (62) eines Zylinderblocks (66) angeordnet ist, in welchem die Eintrittsleitung (64) für die zähe Flüssigkeit angeordnet ist. Die Austrittsleitung (63) ist im Kolben angeordnet, wobei die Eintrittsleitung und die Austrittsleitung über eine Düsennut (65) mit veränderlichem Querschnitt miteinander kommunizieren.Application device for applying a viscous liquid, for example an adhesive, a sealing compound or a plastic compound, in which the viscous liquid can be squeezed out via the passage cross-section of a nozzle arrangement (65), which passage cross-section is formed by an adjusting member (61) and a counterpart (66) which interacts with the latter and is stationary relative to the adjusting member and can be changed by adjusting the adjusting member. According to the invention, the adjusting member and the counterpart are designed in such a way that the passage cross-section has a large cross-sectional edge ratio even when the application device is opened slightly. The adjusting member can be designed as a piston (61) which is arranged so as to be axially displaceable or rotatable in a cylinder (62) of a cylinder block (66) in which the inlet line (64) for the viscous liquid is arranged. The outlet line (63) is arranged in the piston, wherein the inlet line and the outlet line communicate with each other via a nozzle groove (65) with a variable cross-section.
Description
Die Erfindung betrifft eine Auftragevorrichtung zum Auftragen einer zähen Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Auftragevorrichtung ist im wesentlichen bekannt aus der Druckschrift von Perry, "Chemical Engineers&min; Handbook" 1950, Seite 1327.The invention relates to an application device for applying a viscous liquid according to the preamble of claim 1. Such an application device is essentially known from the publication by Perry, "Chemical Engineers' Handbook" 1950, page 1327.
Figur 1 zeigt die Ausbildung der Düsenanordnung bei einer anderen beispielsweise aus der DE-OS 32 36 647 bekannten Auftragevorrichtung. Eine in Längsrichtung der Achse a verschiebbare, an ihrer Spitze kegelförmige Düsennadel 1 arbeitet mit einem kreisförmigen Austrittskanal 3 zusammen, so daß der den Flüssigkeitsstrom bestimmende Durchtrittsquerschnitt 5 die Form eines Kreisringes hat.Figure 1 shows the design of the nozzle arrangement in another application device known, for example, from DE-OS 32 36 647. A nozzle needle 1 which is displaceable in the longitudinal direction of the axis a and is conical at its tip works together with a circular outlet channel 3 , so that the passage cross-section 5 determining the liquid flow has the shape of a circular ring.
Die zähe Flüssigkeit wird einer Kammer 7 eines Körpers 6 der Auftragevorrichtung über einen Kanal 8 zugeführt und verläßt die Kammer 7 über den Austrittskanal 3.The viscous liquid is fed to a chamber 7 of a body 6 of the application device via a channel 8 and leaves the chamber 7 via the outlet channel 3 .
Der Nachteil einer Auftragevorrichtung nach Figur 1 besteht in dem starken Verschleiß am Eintrittsende des Austrittskanals. Da der kreisringförmige Durchtrittsquerschnitt eine relativ lange Begrenzungslinie im Verhältnis zum Querschnitt 5 hat, ist das Querschnitt-Randverhältnis der Durchtrittsquerschnitte sehr klein. Das bedeutet, daß die Flüssigkeit auch in der Randzone des Durchtrittsquerschnittes eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit hat, was hohen Abrieb und Verschleiß an der Kante 4 des Austrittskanals zur Folge hat, und zwar auch dann, wenn das Austrittsrohr an dieser Stelle mit einem Ring 9 aus hartem Spezialmaterial ausgekleidet ist. Durch diesen Verschleiß ändert sich bei gegebener Stellung der Düsennadel 1 der Durchschnittsquerschnitt und damit die pro Zeiteinheit von der Auftragevorrichtung aufgetragene Menge, also der Fluß, der zähen Flüssigkeit.The disadvantage of an application device according to Figure 1 is the high level of wear at the inlet end of the outlet channel. Since the circular ring-shaped passage cross-section has a relatively long boundary line in relation to the cross-section 5 , the cross-section-edge ratio of the passage cross-sections is very small. This means that the liquid also has a relatively high flow velocity in the edge zone of the passage cross-section, which results in high abrasion and wear at the edge 4 of the outlet channel, even if the outlet pipe is lined at this point with a ring 9 made of hard special material. Due to this wear, the average cross-section and thus the amount of viscous liquid applied per unit of time by the application device, i.e. the flow, changes for a given position of the nozzle needle 1 .
Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es aus der Druckschrift von Perry, "Chemical Engineers&min; Handbook" 1950, Seite 1327, Figur 237, bekannt, die Düsennadel 1 so auszubilden, daß sie als Kolben in dem Austrittskanal 3 läuft, wobei die Düsennadel 1 mit in Achsrichtung verlaufenden V-förmigen Düsennuten versehen ist, deren Querschnitt sich nach unten erweitert. Auf diese Weise kann durch axiale Verschiebung der Düsennadel in relativ feiner Dosierung eine Düsenöffnung eingestellt werden, bei der das Querschnitts-Randverhältnis der Düsenöffnung auch bei kleiner Öffnung relativ groß ist.To eliminate this disadvantage, it is known from the publication by Perry, "Chemical Engineers'Handbook" 1950, page 1327, figure 237, to design the nozzle needle 1 in such a way that it runs as a piston in the outlet channel 3 , whereby the nozzle needle 1 is provided with V-shaped nozzle grooves running in the axial direction, the cross-section of which widens downwards. In this way, by axially displacing the nozzle needle in a relatively fine dosage, a nozzle opening can be set in which the cross-sectional edge ratio of the nozzle opening is relatively large even with a small opening.
Ein weiterer Nachteil der in Figur 1 dargestellten Auftragevorrichtung, der auch der aus der vorgenannten Druckschrift bekannten Auftragevorrichtung anhaftet, besteht darin, daß es in den Ecken bzw. an Innenkanten der Kammer 7 (siehe beispielsweise b in Fig. 1) zu Ablagerungen der zähen Flüssigkeit kommt, die zu einer mehr oder weniger starken Blockierung des Strömungsweges führen können. Diese Ablagerungen lassen sich auch nur unvollkommen durch Spülen der Kammer nach Benutzung der Auftragevorrichtung beseitigen. Insbesondere bei Verwendung eines Zweikomponentenklebers kommt es daher bald zu einer Verstopfung des Durchflußweges durch die Kammer 7.A further disadvantage of the application device shown in Figure 1, which also applies to the application device known from the aforementioned publication, is that in the corners or on inner edges the chamber 7 (see for example b in Fig. 1) leads to deposits of the viscous liquid, which can lead to a more or less severe blockage of the flow path. These deposits can only be partially removed by rinsing the chamber after using the application device. In particular when using a two-component adhesive, the flow path through the chamber 7 soon becomes blocked.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auftragevorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei welcher die Gefahr einer Verstopfung des Durchflußweges durch Ablagerungen beseitigt ist.The invention is based on the object of developing an application device of the type mentioned at the beginning, in which the risk of blockage of the flow path by deposits is eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Auftragevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.To solve this problem, an application device according to the preamble of claim 1 is proposed, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt.Advantageous embodiments of the invention are mentioned in the further claims.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Auftragevorrichtung werden die bei den bekannten Auftragevorrichtungen vorhandenen toten Ecken vermieden, so daß es während des Betriebes praktisch nicht zu Ablagerungen kommt. Außerdem läßt sich durch Spülen des Durchflußweges nach erfolgter Benutzung eine gründliche Reinigung erreichen, da das Spülmittel alle Teile des Durchflußweges mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durchströmt.The design of the application device according to the invention avoids the dead corners that exist in known application devices, so that practically no deposits occur during operation. Furthermore, thorough cleaning can be achieved by flushing the flow path after use, since the flushing agent flows through all parts of the flow path at a high flow rate.
Ein weiterer Vorteil der Auftragevorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Verstellung des Durchtrittsquerschnitts durch eine Drehbewegung des Verstellkolbens erfolgt. Diese ist antriebsmäßig und hinsichtlich der Genauigkeit der Einstellung besser zu beherrschen, was für Regelungszwecke sehr vorteilhaft ist. Zugleich ist die Auftragevorrichtung so beschaffen, daß ein großes Querschnitts- Randverhältnis an allen Stellen des Durchflußwegs vorhanden ist und daß insbesondere bei kleinem Hub der Düsennadel eine lineare Beziehung zwischen dem Hub- und Austrittsvolumen erreicht wird.A further advantage of the application device according to the invention is that the adjustment of the passage cross-section is carried out by a rotary movement of the adjustment piston. This is easier to control in terms of drive and in terms of the accuracy of the adjustment, which is very advantageous for control purposes. At the same time, the application device is designed in such a way that a large cross-section-edge ratio is present at all points of the flow path and that a linear relationship between the stroke and outlet volume is achieved, particularly with a small stroke of the nozzle needle.
Die Düsennut ist vorzugsweise so ausgebildet, daß ihre Breite für alle Querschnitte senkrecht zur Längsrichtung der Düsennut nicht kleiner ist, als an jeder anderen Stelle des betreffenden Querschnittes. Der Querschnitt der Düsennut in radialer Richtung kann beispielsweise V-förmig, halbkreisförmig oder in einer anderen geeigneten Weise ausgebildet sein. Eine besonders günstige Form für den Durchtrittsquerschnitt erhält man, wenn die Wände der Düsennut mit der Mantelfläche eines (gekrümmten) Kegels zusammenfallen.The nozzle groove is preferably designed such that its width for all cross sections perpendicular to the longitudinal direction of the nozzle groove is not smaller than at any other point of the relevant cross section. The cross section of the nozzle groove in the radial direction can, for example, be V-shaped, semicircular or designed in another suitable manner. A particularly favorable shape for the passage cross section is obtained when the walls of the nozzle groove coincide with the surface of a (curved) cone.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the embodiments shown in the figures. It shows
Fig. 1 die Düsenanordnung einer bekannten Auftragevorrichtung, Fig. 1 the nozzle arrangement of a known application device,
Fig. 2a ein erstes Ausführungsbeispiel der Düsenanordnung einer Auftragevorrichtung gemäß der Erfindung im Axialschnitt, Fig. 2a shows a first embodiment of the nozzle arrangement of an application device according to the invention in axial section,
Fig. 2b einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2a, Fig. 2b is a section along the line II in Fig. 2a,
Fig. 3a ein zweites Ausführungsbeispiel einer Auftragevorrichtung gemäß der Erfindung teilweise im Axialschnitt, Fig. 3a shows a second embodiment of an application device according to the invention, partly in axial section,
Fig. 3b einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 3a, Fig. 3b is a section along the line II in Fig. 3a,
Die Düsenanordnung gemäß Fig. 2a und 2b umfaßt einen Zylinder 62, der in einem als Zylinderblock 66 ausgebildeten Gegenstück angeordnet ist. In diesem Zylinder ist ein um die Achse a drehbaren Verstellkolben 61 angeordnet. Die zähe Flüssigkeit wird an der Stelle A zugeführt und gelangt über eine den Zylinderblock 66 durchdringende Eintrittsleitung 64 in eine ringförmige Düsennut 65, die in Umfangsrichtung in die Mantelwand des Verstellkolbens 61 eingearbeitet ist. Die Austrittsleitung 63 mündet in Höhe der Düsenöffnung im Zylinder 62. Sie ist in Umfangsrichtung gegenüber der Eintrittsleitung 64 etwa um den Winkel δ versetzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Versetzung etwa 90 Grad. Sie kann kleiner aber auch größer als dargestellt gewählt werden. In dem Winkelbereich δ hat die Düsenöffnung praktisch einen konstanten Querschnitt, der jedoch nicht zwingend notwendig ist. In dem sich daran anschließenden Winkelabschnitt E ist die Düsenöffnung mit sich veränderndem Querschnitt ausgebildet, wobei diese Veränderung durch ein Konvergieren der Seitenwände 65 a und 65 b und/oder durch veränderliche Tiefe der Düsennut erzielt werden kann.The nozzle arrangement according to Fig. 2a and 2b comprises a cylinder 62 which is arranged in a counterpart designed as a cylinder block 66. In this cylinder an adjusting piston 61 which can rotate about the axis a is arranged. The viscous liquid is supplied at point A and passes via an inlet line 64 which penetrates the cylinder block 66 into an annular nozzle groove 65 which is machined in the circumferential direction into the jacket wall of the adjusting piston 61. The outlet line 63 opens at the level of the nozzle opening in the cylinder 62. It is offset in the circumferential direction relative to the inlet line 64 by approximately the angle δ . In the exemplary embodiment shown, the offset is approximately 90 degrees. It can be selected to be smaller or larger than shown. In the angle range δ the nozzle opening has a practically constant cross-section, although this is not absolutely necessary. In the adjoining angle section E, the nozzle opening is formed with a changing cross-section, wherein this change can be achieved by a convergence of the side walls 65 a and 65 b and/or by a variable depth of the nozzle groove.
Der Querschnitt der Düsennut 65 in radialer Richtung, also senkrecht zur Längsrichtung der Düsennut, kann beispielsweise V-förmig, halbkreisförmig oder in einer anderen geeigneten Weise ausgebildet sein. Der genannte Querschnitt ist so bemessen, daß das Querschnitts-Randverhältnis möglichst groß ist. Durch Drehung des Verstellkolbens 61 wird ein mehr oder weniger großer Durchtrittsquerschnitt freigegeben. In der Fig. 2 ist eine mittlere Stellung des Verstellkolbens 61 dargestellt.The cross section of the nozzle groove 65 in the radial direction, i.e. perpendicular to the longitudinal direction of the nozzle groove, can be V-shaped, semi-circular or designed in another suitable manner. The cross section mentioned is dimensioned so that the cross-sectional edge ratio is as large as possible. By rotating the adjusting piston 61 , a more or less large passage cross section is released. A middle position of the adjusting piston 61 is shown in Fig. 2.
Die Hub-Volumen-Charakteristik kann durch Wahl des Winkels Alpha, die radiale Tiefe und die achsiale Breite der Düsennut in gewünschter Weise beeinflußt werden. Dank der Ausbildung des das Durchtrittsvolumen der zähe Flüssigkeit bestimmenden Durchtrittsquerschnittes kann in weiten Bereichen eine annähernd lineare Hub-Volumen-Charakteristik erreicht werden.The stroke-volume characteristic can be influenced as desired by selecting the angle alpha, the radial depth and the axial width of the nozzle groove. Thanks to the design of the passage cross-section that determines the passage volume of the viscous liquid, an almost linear stroke-volume characteristic can be achieved in wide areas.
Die Fig. 2a und 2b zeigen die Düsenanordnung in der Stellung mit der größtmöglichen Öffnung. Zur Verkleinerung der Öffnung wird der Verstellkolben 61 in Fig. 4b im Uhrzeigersinn gedreht. Fig. 2a and 2b show the nozzle arrangement in the position with the largest possible opening. To reduce the opening, the adjusting piston 61 in Fig. 4b is turned clockwise.
Es können bei der Ausführungsform nach Fig. 2 grundsätzlich auch in Umfangsrichtung des Verstellkolbens hintereinander und/oder in Achsrichtung des Verstellkolbens übereinander zwei oder mehrere parallel arbeitende Düsennuten 65 mit entsprechenden Eintritts- und Austrittsleitungen zusammenarbeiten, soweit der periphere Raum unter Berücksichtigung des für die Verstellung erforderlichen Drehwinkels beziehungsweise der achsiale Raum dies kollisionsfrei gestattet.In the embodiment according to Fig. 2, two or more nozzle grooves 65 operating in parallel with corresponding inlet and outlet lines can also work together in the circumferential direction of the adjusting piston one behind the other and/or one above the other in the axial direction of the adjusting piston, provided that the peripheral space, taking into account the angle of rotation required for the adjustment or the axial space, allows this without collision.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 kann derart abgewandelt werden, daß die Düsennut nicht in der Wand des Verstellkolbens 61, sondern in der Wand des Zylinders 62 angeordnet ist. Die Austrittsleitung oder die Eintrittsleitung muß dann jedoch durch den Verstellkolben 61 verlaufen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Austrittsleitung oder die Eintrittsleitung an eine Ringnut im Verstellkolben angeschlossen ist, die ihrerseits über einen Kanal oder eine axial verlaufende Längsnut mit der Düsennut in Verbindung steht, wobei durch Drehung des Verstellkolbens die Verbindungsöffnung zwischen der Längsnut oder dem Längskanal und der Düsennut in ihrer Größe verstellt wird.The embodiment according to Fig. 2 can be modified in such a way that the nozzle groove is not arranged in the wall of the adjusting piston 61 , but in the wall of the cylinder 62. The outlet line or the inlet line must then, however, run through the adjusting piston 61. This can be done by connecting the outlet line or the inlet line to an annular groove in the adjusting piston, which in turn is connected to the nozzle groove via a channel or an axially extending longitudinal groove, the size of the connecting opening between the longitudinal groove or the longitudinal channel and the nozzle groove being adjusted by rotating the adjusting piston.
Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 2, die sich durch besondere konstruktive Einfachheit auszeichnet. Soweit in den Fig. 3a und 3b gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet werden, handelt es sich um die entsprechenden Teile. Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Austrittsleitung 63 zentral in dem Verstellkolben 61 angeordnet ist. Dadurch reduzieren sich die Abmessungen des Zylinderblocks 66 erheblich. Die Austrittsleitung 63 weist praktisch keine Ecken auf, in denen sich eventuell noch Ablagerungen im geringen Umfange bilden könnten. Die zähe Flüssigkeit tritt über den Eintrittskanal 64 in den Zylinderblock 66 ein und wird über die Düsennut 65 mit der horizontalen Bohrung 63 a verbunden, die in die zentrale Austrittsleitung 63 mündet. Fig. 3a and 3b show a modification of the embodiment according to Fig. 2, which is characterized by a particularly simple design. Where the same reference numerals as in Fig. 4 are used in Fig. 3a and 3b, these refer to the corresponding parts. The special feature of this embodiment is that the outlet line 63 is arranged centrally in the adjusting piston 61. This significantly reduces the dimensions of the cylinder block 66. The outlet line 63 has practically no corners in which small amounts of deposits could possibly form. The viscous liquid enters the cylinder block 66 via the inlet channel 64 and is connected via the nozzle groove 65 to the horizontal bore 63 a , which opens into the central outlet line 63 .
Zur Druckentlastung kann in der Düsenanordnung nach Fig. 3 gegenüber der Eintrittsleitung 64 eine weitere Bohrung 80 vorgesehen werden, die mit der Eintrittsleitung 64 hydraulisch verbunden ist. Das Material in dieser Bohrung fließt nicht, sondern übt lediglich einen Druck auf den Verstellkolben 61 aus, wodurch ein Verkanten des Verstellkolbens vermieden und das zur Drehung des Verstellkolbens erforderliche Drehmoment verkleinert wird.To relieve pressure, a further bore 80 can be provided in the nozzle arrangement according to Fig. 3 opposite the inlet line 64 , which is hydraulically connected to the inlet line 64. The material in this bore does not flow, but merely exerts pressure on the adjusting piston 61 , thereby preventing the adjusting piston from jamming and reducing the torque required to rotate the adjusting piston.
In Fig. 3a ist zugleich angedeutet, wie die übrigen Teile der Auftragevorrichtung ausgebildet sein können. Auf dem Verstellkolben 66 ist ein Zahnrad 71 angeordnet, daß von zwei Motoren 72 über je ein Ritzel 73 angetrieben wird. An einem an der Rotation nicht teilnehmenden tragenden Teil 74 sind die Motoren 72 befestigt, und der Verstellkolben 61 ist drehbar in diesem Teil 74 gelagert. Mit 75 ist eine Lagemeßanordnung für die Stellung des Verstellkolbens 61 angedeutet. Mit ihr kann der Istwert der Düsenöffnung und damit, bei im übrigen gegebenen Verhältnissen, der Istwert des Flüssigkeitsflusses gemessen werden. Fig. 3a also shows how the other parts of the application device can be designed. A gear 71 is arranged on the adjusting piston 66 , which is driven by two motors 72 via a pinion 73 each. The motors 72 are attached to a supporting part 74 that does not participate in the rotation, and the adjusting piston 61 is rotatably mounted in this part 74. 75 indicates a position measuring arrangement for the position of the adjusting piston 61. This can be used to measure the actual value of the nozzle opening and thus, under otherwise given conditions, the actual value of the liquid flow.
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1986
- 1986-02-18 EP EP86102103A patent/EP0193085A3/en not_active Withdrawn
- 1986-02-21 JP JP3716286A patent/JPS61227867A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61227867A (en) | 1986-10-09 |
EP0193085A2 (en) | 1986-09-03 |
EP0193085A3 (en) | 1987-12-09 |
DE3506135A1 (en) | 1986-08-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHUCKER, JOSEF, 7530 PFORZHEIM, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |