DE3624944A1 - Konstantdruckerzeuger fuer die dosierung viskoser klebstoffe - Google Patents
Konstantdruckerzeuger fuer die dosierung viskoser klebstoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Konstantdruckerzeuger für
die Dosierung viskoser Klebstoffe der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Konstantdruckerzeuger
dieser Art werden vor allem in Kleberobotern eingesetzt,
mit denen Klebstoff im Zuge der Fertigung von Industrie
erzeugnissen vollautomatisch auf Werkstückoberflächen
aufgetragen wird.
Es ist ein Konstantdruckerzeuger dieser Art bekannt,
der eine als Zylinder ausgebildete Klebstoffkammer auf
weist, die eine Einlaßöffnung für die Klebstoffzufuhr
und eine hiervon getrennte Auslaßöffnung für den Kleb
stoffausstoß aufweist und in die ein kolbenartiger Ver
drängungskörper durch eine abgedichtete Kammeröffnung
hindurch mit Hilfe eines Pneumatikzylinders axial ver
schiebbar eingreift. Der Verdrängungskörper weist gegen
über der Klebstoffkammer Untermaß auf, so daß zwischen
Verdrängungskörper und Kammerwand ein Ringraum verbleibt,
durch den Klebstoff beim Einfüllen unter hohem Druck
zur Stirnseite des Verdrängungskörpers gelangen kann,
so daß dieser bei entlastetem Pneumatikzylinder in seine
äußere Endlage verschoben wird. Während des Befüllens
übt der einströmende Klebstoff Scherkräfte auf den sich
nach oben bewegenden Verdrängungskörper aus. Dadurch
ergeben sich Verspannungen im System und ein einseitiger
Verschleiß im Bereich der Dichtungen. Hinzu kommt, daß
der am Verdrängungskörper nach unten strömende abrasive
Klebstoff die Mantelfläche des Verdrängungskörpers aus
wäscht. Da die Mantelfläche zusätzlich eine Dichtfunktion
aufweist, wird die Vorrichtung dadurch bereits nach kurzer
Zeit undicht.
In der Praxis kommt es immer wieder vor, daß das Aus
stoßvolumen des Konstantdruckerzeugers bei vorgegebenem
Hub geändert werden muß. Bei der bekannten Anordnung
muß hierzu der Verdrängungskörper samt Dichtungssitz
ersetzt werden. Da die Dichtungen und die zu verwendenden
geschliffenen und polierten Kolben als Verdrängungskörper
genormte Abmessungen aufweisen, kann das Ausstoßvolumen
nur stufenweise und nicht beliebig geändert werden. Hinzu
kommt, daß das System durch die vorhandene lange Kolben
stange und die drei Führungen überbestimmt ist, so daß
es zu Verspannungen und ruckartigen Bewegungsabläufen
kommt. Bei einem Kammervolumen von 100 ccm und einer
Druckübersetzung von 40:1 wiegt der bekannte Konstant
druckerzeuger etwa 60 kg. Diese Masse ist zu groß, um
an einem Roboter der für den Klebstoffauftrag in Betracht
kommenden Art unmittelbar untergebracht werden zu können.
Deshalb muß der Konstantdruckerzeuger im stationären
Bereich der Anlage angeordnet werden, so daß der Klebstoff
vom Konstantdruckerzeuger aus durch eine lange Hochdruck
leitung von 10 bis 15 m zur Klebstoffpistole gefördert
werden muß. In dieser Leitung, deren Innendurchmesser
beispielsweise 22 mm beträgt, befindet sich eine große
Menge komprimierbaren Klebstoffs. Außerdem expandieren
die Klebstoffschläuche bei einem Förderdruck von
100 bis 200 bar so stark, daß ein definierter Klebstoff
druck am Ende dieser langen Strecke nicht einstellbar
ist. Da auch die Temperatur und somit das Fließ- und
Sprühverhalten des Klebstoffs über die lange Strecke
variieren kann, läßt die Dosiergenauigkeit dieser An
ordnung zu wünschen übrig. Dies gilt umso mehr, als es
dort beim ersten Befüllen und beim Betrieb zu Luftein
schlüssen in der Klebstoffkammer kommen kann, für deren
Beseitigung keine Vorkehrungen getroffen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Konstant
druckerzeuger der eingangs angegebenen Art zu schaffen,
der einen verschleißarmen Langzeitbetrieb mit hoher Ein
stellgenauigkeit gewährleistet sowie eine kompakte und
leichte Bauweise ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 ange
gebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteil
hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung geht einmal von dem Gedanken
aus, daß der von dem Klebstoff beim Befüllvorgang ange
strömte Verdrängungskörper nicht zugleich Dichtfunktion
haben darf, um einen verschleißarmen Betrieb zu gewähr
leisten. Um eine kompakte und leichte Bauweise zu er
möglichen sollte dazuhin ein Aufbau mit dünnwandigen
Bauteilen gewählt werden. Ausgehend hiervon wird gemäß
der Erfindung vorgeschlagen, daß die Klebstoffkammer
aus zwei teleskopartig ineinandergreifenden, unter Ver
änderung des Kammervolumens gegeneinander verschiebbaren,
an ihren einander zugewandten Seiten offenen und an ihren
Mantelflächen gegeneinander abgedichteten Teilkammern
besteht. Die beiden Teilkammern befinden sich in einem
Gehäuse, in welchem zusätzlich ein Pneumatikzylinder
integriert ist. Die eine Teilkammer ist dabei mit dem
Kolben des Pneumatikzylinders verbunden, während die
andere Teilkammer gehäusefest ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
die gehäusefeste Teilkammer mit einer gemeinsamen, vor
zugsweise axial ausgerichteten Ein- und Auslaßöffnung
versehen, die über ein externes Umsteuerventil wechsel
weise mit einer Klebstoffzufuhrleitung und einer Ausstoß
leitung verbindbar ist. Vorteilhafterweise ist die Ein-
und Auslaßöffnung für den Klebstoff an der Unterseite
und der Anschluß für die Druckluftleitung an der Oberseite
des Gehäuses angeordnet und an der Oberseite der mit
dem Kolben verbundenen Teilkammer ein nach außen führender
verschließbarer Entlüftungskanal vorgesehen. Mit diesen
Vorkehrungen werden Lufteinschlüsse beim erstmaligen
Befüllen und während des Betriebs, die zu Ungenauigkeiten
in der Klebstoffdosierung führen können, vermieden.
Vorzugsweise sind die Teilkammern durch zylindrische
Teleskoprohre begrenzt, wobei das innere Teleskoprohr
mit dem Pneumatikzylindergehäuse verbunden ist und an
seiner im Kammerinneren befindlichen Stirnseite einen
gegen die Innenfläche des äußeren Teleskoprohrs anliegen
den Dichtungs- und Absteifring trägt.
Die Anpassung an unterschiedliche Ausstoßmengen kann
einfach dadurch bewerkstelligt werden, daß Klebstoffzylin
der unterschiedlichen Durchmessers gegeneinander ausge
tauscht werden.
Um eine Einstellung definierter Strömungsverhältnisse
zu gewährleisten, kann in einem im Kammerinneren befind
lichen Zapfen eine Heiz- und/oder Kühlquelle für die
Temperierung des Klebstoffs angeordnet werden. Der
Klebstoffdruck wird zweckmäßig über einen Drucksensor
erfaßt und über den einstellbaren Luftdruck im Pneumatik
zylinder auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeich
nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Anordnung zum Auftragen von Klebstoff
auf Werkstückoberflächen mit einem Industrie
roboter;
Fig. 2a, b einen senkrechten Schnitt durch einen Konstant
druckerzeuger im entleerten und gefüllten
Zustand;
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Konstant
druckerzeuger mit Entlüftungsvorrichtung.
Die Roboteranordnung nach Fig. 1 weist einen an einer
Tragschiene 10 hängend verfahrbaren Industrieroboter
12 auf, der über eine Energiezufuhrkette mit Elektro-,
Pneumatik- und Klebstoffleitungen 14 verbunden ist. Der
Klebstoff wird aus einem Vorratsbehälter mit Hilfe einer
Förderpumpe 18 durch die Klebstoffhochdruckleitung 14
unter einem Druck von ca. 250 bar zu den am Roboter 12
angeordneten Aggregaten 2, 4, 6 gefördert. Dort gelangt
der Klebstoff zunächst in einen Konstantdruckerzeuger
2 und von dort über ein Klebstofftemperiergerät 4 in
eine steuerbare Klebstoffpistole 6. Während die von der
stationären Förderpumpe 18 zum Roboter geführte Hoch
druckleitung 14 etwa 10 bis 15 m lang ist, beträgt die
Entfernung zwischen den auf dem Roboter angeordneten
Aggregaten allenfalls 1 m. Die Anordnung des Konstant
druckerzeugers 2 unmittelbar auf dem Roboter 12 ist nur
durch die im folgenden beschriebene leichte Bauweise
möglich.
Der Konstantdruckerzeuger 2 besteht im wesentlichen aus
einer über eine gemeinsame Ein- und Auslaßöffnung 22
mit der Klebstoffzufuhrleitung 14 und der Klebstoffaus
stoßleitung 15 wahlweise verbindbaren Klebstoffkammer
24 und einem Pneumatikzylinder 26 zur Änderung des Kammer
volumens heim Befüll- und Ausstoßvorgang. Die Klebstoff
kammer 24 weist zwei ineinandergreifende, gegeneinander
verschiebbare Teleskoprohre 28, 30 auf, von denen das
eine, die Ein- und Auslaßöffnung aufweisende Teleskoprohr
30 starr mit dem Gehäuse 22 des Pneumatikzylinders 26
verbunden ist, während das andere Teleskoprohr 28 mit
dem axial verschiebbaren Kolben 34 des Pneumatikzylinders
verbunden ist. Das innere Teleskoprohr 30 trägt im Bereich
seines stirnseitigen Endes einen radial nach außen weisen
den Dichtungsring 36, der gegen die Innenfläche des äuße
ren Teleskoprohrs 28 anliegt. Zusätzlich befindet sich
im Inneren des äußeren Teleskoprohrs 28 ein axial ausge
richteter, vorzugsweise zylindrischer Zapfen 38, der
gleichfalls durch den Kolben 34 verschiebbar ist und
je nach Verschiebelage mehr oder weniger tief in die
durch das innere Teleskoprohr 30 begrenzte Teilkammer
eingreift.
Die Klebstoffkammer 24 besteht somit aus zwei Teilkammern
24′, 24′′, von denen die eine durch das feststehende innere
Teleskoprohr 30 und die andere durch den zwischen Dich
tungsring 38 und Kolben 34 befindlichen Teil des äußeren
Teleskoprohrs 28 begrenzt ist (Fig. 2b).
Beim Befüllen wird die Ein- und Auslaßöffnung 22 über
ein nicht dargestelltes Umsteuerventil mit der Klebstoff
zufuhrleitung 14 verbunden, so daß die Klebstoffkammer
24 unter Druck mit Klebstoff beaufschlagt wird. Gleich
zeitig wird die Druckkammer 40 des Pneumatikzylinders
26 über die Öffnung 42 und ein nicht dargestelltes Um
steuerventil entlüftet, so daß sich der Kolben 34 von
der in Fig. 2a gezeigten Ausgangsstellung unter der Ein
wirkung des durch die Förderpumpe 18 erzeugten Klebstoff
drucks in die in Fig. 2b gezeigte Endstellung bewegt.
Dabei wird die sich teleskopartig ausdehnende Klebstoff
kammer 24 mit Klebstoff gefüllt und der Zapfen 38 aus
der Teilkammer 24′ herausgezogen. Nach Beendigung des
Füllvorgangs wird die Verbindung zur Zufuhrleitung 14
unterbrochen und eine Verbindung zwischen der Öffnung
22 und der Ausstoßleitung 15 hergestellt. Das Ausstossen
erfolgt dann unter konstantem Druck mit Hilfe einer in
der Druckkammer 40 des Pneumatikzylinders 26 erzeugten
Druckkraft, die den Kolben 34 zusammen mit dem äußeren
Teleskopzylinder 28 und dem Verdrängungskörper 38 unter
Verkleinerung des Kammervolumens allmählich in seine
Ausgangslage (Fig. 2a) zurückschiebt. Der Klebstoffdruck
wird über einen nicht dargestellten Drucksensor erfaßt
und der Luftdruck im Pneumatikzylinder so nachgeregelt,
daß ein weitgehend konstanter Klebstoffdruck erreicht
wird.
Bei vorgegebenem Kolbenhub kann das Ausstoßvolumen durch
die Verwendung unterschiedlich großer Teilkammern 28
entsprechend den jeweiligen Anforderungen verändert wer
den. Zur Einstellung der für einen genauen Dosiervorgang
vorgeschriebenen Viskosität kann in dem Zapfen 38 und/oder
im gehäusefesten Teleskoprohr 30 eine Heiz- und/oder
Kühlquelle angeordnet werden.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eines
Konstantdruckerzeugers ist das den Klebstoffzylinder
bildende größere Teleskoprohr 28 gehäusefest angeordnet,
während das den Verdrängungskörper 30 bildende kleinere
Teleskoprohr 30 mit dem Kolben 34 des Pneumatikzylinders
40 verbunden ist. Dementsprechend ist der in der Teilkam
mer 24′ des Klebstoffzylinders 28 befindliche Zapfen
38 ebenfalls am Gehäuse befestigt. Die gemeinsame Ein-
und Auslaßöffnung befindet sich an der Unterseite des
Gehäuses 26, während der Druckluftanschluß 42 des Pneuma
tikzylinders an der Oberseite des Gehäuses angeordnet
ist. Die mit dem Kolben 34 verschiebbare Teilkammer 24′′
mündet an ihrer Oberseite in einen Entlüftungskanal 43,
der mit einem Ventil 44 von außen her verschließbar ist.
An der Stirnseite des Verdrängungskörpers 30 ist ein
Dichtungsring 36 angeordnet, der gegen die Innenfläche
des Klebstoffzylinders 28 anliegt.
Claims (10)
1. Konstantdruckerzeuger für die Dosierung viskoser
Klebstoffe oder Klebstoffkomponenten mit einem eine
Klebstoffkammer enthaltenden Klebstoffzylinder und
einem in den Klebstoffzylinder eingreifenden, unter
Veränderung des Kammervolumens zwischen zwei Endstel
lungen mit pneumatischen Mitteln verschiebbaren Ver
drängungskörper, wobei der Klebstoff über wechsel
weise verschließbare Ein- und Auslässe unter Verschie
ben des Verdrängungskörpers in die Klebstoffkammer
einfüllbar und aus dieser ausstoßbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (30) einen
zur Klebstoffkammer (24) hin offenen, einen Teil
der Klebstoffkammer (24) bildenden Hohlraum (24′′
bzw. 24′) aufweist, daß der Klebstoffzylinder (28)
und der Verdrängungskörper (30) in einem gemeinsamen
Gehäuse (26) angeordnet sind, von denen das eine
Teil (28 bzw. 30) starr mit dem Gehäuse (26) verbun
den ist und die Ein- und Auslässe (22) für den Kleb
stoff aufweist und das andere Teil (30 bzw. 28) mit
einem Kolben (34) eines in dem Gehäuse (26) integrier
ten, auf der dem Ein- und Auslaß (22) für den Kleb
stoff gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (26)
an eine Druckluftleitung (42) anschließbaren Pneuma
tikzylinders (40) verbunden ist.
2. Konstantdruckerzeuger nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine gemeinsame Ein- und Auslaß
öffnung (22) für den Klebstoff vorgesehen ist, die
über ein Umsteuerventil wechselweise mit einer Kleb
stoffzufuhrleitung (14) und einer Ausstoßleitung
(15) verbindbar ist.
3. Konstantdruckerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßöffnung (22)
für den Klebstoff an der Unterseite und der Anschluß
(42) für die Druckluftleitung an der Oberseite des
Gehäuses (26) angeordnet ist, und daß an der Ober
seite des mit dem Kolben (24) verschiebbaren Teils
(24′′) der Klebstoffkammer ein nach außen führender
verschließbarer Entlüftungskanal (43) angeordnet
ist.
4. Konstantdruckerzeuger nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungs
körper (30) mit dem Kolben verbunden und der Kleb
stoffzylinder (28) gehäusefest angeordnet ist.
5. Konstantdruckerzeuger nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des
Klebstoffzylinders (28) ein axial ausgerichteter,
in den Hohlraum des Verdrängungskörpers (30) ein
führbarer Zapfen (38) angeordnet ist.
6. Konstantdruckerzeuger nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zapfen (38) eine Heiz- und/oder
Kühlquelle für die Klebstofftemperierung aufweist.
7. Konstantdruckerzeuger nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff
zylinder (28) in dem Gehäuse (26) lösbar und gegen
einen anderen Klebstoffzylinder austauschbar ange
ordnet ist.
8. Konstantdruckerzeuger nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungs
körper an seiner nach dem Kammerinneren weisenden
Stirnseite einen gegen die Innenfläche des Klebstoff
zylinders (28) anliegenden Dichtungs- und Abstreif
ring (36) trägt.
9. Konstantdruckerzeuger nach einem der Ansprüche 1
bis 8, gekennzeichnet durch einen den Klebstoffdruck
in der Klebstoffkammer (24) oder in der Ausstoßlei
tung (15) messenden Drucksensor sowie einen mit dem
Druckmeßwert des Drucksensors beaufschlagbaren Regler
zur Nachführung der Vorschubkraft des Pneumatikzy
linders (40) nach Maßgabe eines vorgegebenen Druck
sollwerts.
10. Konstantdruckerzeuger für die Dosierung viskoser
Klebstoffe oder Klebstoffkomponenten mit einem eine
Klebstoffkammer enthaltenden Klebstoffzylinder und
einem in den Klebstoffzylinder eingreifenden, unter
Veränderung des Kammervolumens zwischen zwei Endstel
lungen mit pneumatischen Mitteln verschiebbaren Ver
drängungskörper, wobei der Klebstoff über wechselweise
verschließbare Ein- und Auslässe unter Verschieben
des Verdrängungskörpers in die Klebstoffkammer ein
füllbar und aus dieser ausstoßbar ist, insbesondere
nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Ein- und Auslässe (22) für den Klebstoff
an der Unterseite und die pneumatischen Mittel
(34, 40) für die Verschiebung des Verdrängungskörpers
an der Oberseite des Klebstoffzylinders (28) angeord
net sind, und daß an der Oberseite der Klebstoffkam
mer (24) ein nach außen führender verschließbarer
Entlüftungskanal (43) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863624944 DE3624944C2 (de) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | Konstantdruckerzeuger für die Dosierung viskoser Klebstoffe |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family
ID=6305828
Family Applications (1)
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Country | Link |
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