EP2191904A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung Download PDF

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Publication number
EP2191904A2
EP2191904A2 EP09001831A EP09001831A EP2191904A2 EP 2191904 A2 EP2191904 A2 EP 2191904A2 EP 09001831 A EP09001831 A EP 09001831A EP 09001831 A EP09001831 A EP 09001831A EP 2191904 A2 EP2191904 A2 EP 2191904A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spray head
mixing device
component
mixing
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09001831A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simeon Christl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sturm Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Sturm Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sturm Maschinenbau GmbH filed Critical Sturm Maschinenbau GmbH
Priority to EP09001831A priority Critical patent/EP2191904A2/de
Publication of EP2191904A2 publication Critical patent/EP2191904A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/2489—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device
    • B05B7/2497—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device several liquids from different sources being supplied to the discharge device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet
    • B05B12/1418—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet for supplying several liquids or other fluent materials in selected proportions to a single spray outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to 3D-surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/26—Apparatus in which liquids or other fluent materials from different sources are brought together before entering the discharge device
    • B05B7/28—Apparatus in which liquids or other fluent materials from different sources are brought together before entering the discharge device in which one liquid or other fluent material is fed or drawn through an orifice into a stream of a carrying fluid
    • B05B7/32—Apparatus in which liquids or other fluent materials from different sources are brought together before entering the discharge device in which one liquid or other fluent material is fed or drawn through an orifice into a stream of a carrying fluid the fed liquid or other fluent material being under pressure

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a multi-component mixture, in particular a multi-component adhesive, to a workpiece.
  • the invention further relates to a method for applying a multi-component mixture, in particular a multi-component adhesive, to a workpiece.
  • Multi-component blends such as multi-component adhesives, paints, or sealants, are well known and include several separate components that react with one another when blended.
  • Multi-component adhesives usually have two components, wherein a first component is referred to as an adhesive and a second component as a curing agent. In principle, however, multicomponent mixtures may also have more than two, for example three or four components.
  • a problem with the handling of such multi-component mixtures, in particular multi-component adhesives, is that the mixture begins to react or harden as soon as the components come into contact with one another.
  • a common approach for applying a multi-component adhesive is to produce a predetermined amount of the adhesive by mixing the components in a reservoir and then applying the adhesive as quickly as possible to the workpiece.
  • the disadvantage here is that not or not processed fast enough adhesive components can cure in the reservoir.
  • a method and an apparatus for dispensing a two-component mixture is known from US 5,156,074 DE 693 19 230 T2 known.
  • the execution of a rinsing process with one of the components is provided.
  • a device for manually applying a multi-component adhesive to a workpiece is known from the German utility model 71 29 954 U1 known.
  • the device comprises a mouthpiece to which at least two containers each filled with an adhesive component can be connected. By pressing the container, the adhesive components pass into a mixing zone formed in the mouthpiece, in which they are mixed together. The adhesive mixture is applied to the workpiece to be bonded via an outlet opening. With this device, however, neither an accurate dosage nor a particularly good mixing of the adhesive components is possible.
  • the object of the invention is to specify a device and a method for the precise, efficient and resource-saving application of a multicomponent mixture to a workpiece.
  • the device has a first conveying device for conveying a first component, a second conveying device for conveying a second component, a control device for controlling the delivery quantities of the first and second conveying device and a mixing device which is connected to the first and second conveying device.
  • the mixing device the multicomponent mixture can be produced by mixing the at least two components.
  • the device further comprises a spray head separate from the mixer for spraying the multicomponent mixture onto a workpiece and a hose-like conduit connected for directing the multicomponent mixture to an exit side of the mixer and connecting it to the swivel head.
  • the method according to the invention comprises the following method steps: a first component is conveyed by means of a first conveyor; a second component is conveyed by means of a second conveyor; the first and second components are mixed in a mixer to produce the multicomponent mixture; the multicomponent mixture is passed via a hose-like line from the mixing device to a spray head; the multi-component mixture is sprayed onto a workpiece by means of the spray head.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are in particular intended for use in an automatic adhesive application system in which the metering of the components and the application of the mixture are carried out automatically, controlled by a controller.
  • a basic idea of the invention can be seen in applying the multicomponent mixture to a workpiece directly after mixing the components. This immediate further processing of the freshly mixed product prevents more product from being produced than is eventually consumed. So it is always mixed only the required amount. This also avoids that a considerable amount of the mixture formed by mixing the components cures in the device.
  • a hose-like line can be understood as any line for conveying a medium.
  • the hose-like conduit is preferably an at least partially flexible hose, for example made of a plastic material.
  • the hose-like line represents a celevoluminges component for overcoming the distance between the mixing device and the spray head.
  • a particularly flexible applicability of the device according to the invention results from the fact that the spray head is arranged spatially separated from the conveyors and the mixing device.
  • the conveyors can be made relatively bulky.
  • the spray head which is connected via the hose-like line to the mixing device, however, can be made comparatively small, so that it can also be used in less accessible places.
  • the spray head can be operated manually and as a spray gun with a control element, such as an operating lever, be formed.
  • the spray head can also be operated by a controller.
  • the two components and the multicomponent mixture are continuously conveyed by the conveyors through the mixing device, the hose-like line and the spray head during the operation of the device.
  • no reservoir is provided for the multi-component mixture.
  • a handling device in particular an industrial robot, which has at least one pivotable relative to a base pivot arm and that the conveyors, the mixing device and / or the spray head is arranged on the pivot arm.
  • the handling device preferably has at least three axes of rotation in order to be able to reach arbitrary spatial points.
  • the handling device has at least two pivot arms, which are rotatably connected to each other.
  • the conveyors, the static mixing device and the spray head can basically be arranged on the same pivot arm.
  • the conveyors and the spray head are arranged on different pivot arms of the handling device. It is particularly preferred if the conveyors are arranged on a first pivot arm and the spray head on a second pivot arm, which is preferably articulated on the first arm, is arranged. Overall, so the mix can be very be produced continuously close to the point of consumption, which is material-saving and low-maintenance.
  • a further embodiment of the device according to the invention is given by the fact that the spray head has a compressed air connection for atomizing the multi-component mixture.
  • the sputtering allows contactless and particularly uniform and thin application of the multicomponent mixture to the workpiece.
  • control device is arranged to control a compressed air supply to the spray head. It is particularly preferred in this context that upon activation of the spray head, either by manual or automatic actuation, substantially simultaneously the conveyors for conveying the components are set in motion and tuned to the compressed air supply is turned on or activated.
  • the controller thus controls not only the conveyors, but also the compressed air supply to the spray head. In connection with the handling device, it is furthermore preferred that this also be controllable by means of the control device.
  • a preferred further development of the invention is characterized in that a first coupling element is arranged between the mixing device and the hose-like line, that a second coupling element is arranged between the hose-like line and the spray head and that the hose-like line is detachably fastened to the mixing device and the spray head ,
  • the coupling elements arranged between the mixing device and spray head can be replaced in a particularly simple manner.
  • This simple interchangeability of the hose is a particular advantage of the device.
  • the hose-like line can be a simple and inexpensive to produce element. If adhesive residues remain in the line and harden, then this is easily and without major financial losses interchangeable.
  • the tubular conduit preferably has a length of up to a few meters, in particular 0.5 to 2 meters and a diameter in the millimeter range, so that the volume of the hose is comparatively small.
  • the delivery devices are designed as screw pumps, in particular as progressing cavity pumps.
  • the screw pumps also called screw conveyors, allow a continuous conveying of both components to the mixing device. Eccentric screw pumps are particularly suitable for precise dosing, even the smallest dosing quantities.
  • progressing cavity pumps are suitable for viscous and highly viscous media and are particularly robust due to fewer moving parts.
  • the use of screw pumps for metering the components also allows automated operation of the device and allows material-friendly conveying.
  • the mixing device can have a driven stirrer.
  • the mixing device has a static mixer with at least one internal, fixed mixing element.
  • the internal mixing element causes the component streams to be mixed as they pass through the mixer.
  • a plurality of, in particular obliquely arranged, baffles are preferably provided in the mixing device.
  • the static mixer has no moving parts and is therefore very robust.
  • a particularly effective mixing of the components in a small space can be achieved by means of a large number of deflections in the mixer.
  • the mixing device can thus be manufactured as a simple and inexpensive part to be manufactured, which allows a one-way use and frequent replacement.
  • the mixing device may be made of metal or plastic and may be about a one-piece injection molded part.
  • a further development of the method according to the invention consists in that the multicomponent mixture is conveyed through the mixing device and the hose-like line by a pressure built up by the conveying devices.
  • the entire device ie in particular the conveying devices, the mixing device and the tube-like line, is completely filled with the components or the mixture.
  • no gas spaces are provided in the device.
  • the conveyors can convey the material through the entire device to the spray head in a precisely metered manner.
  • the components or the multicomponent mixture are conveyed by means of the conveyors alone through the mixing device and the tubular conduit and applied to the workpiece via the spray head. Additional conveyors for conveying the already mixed product are therefore not required.
  • a possible embodiment of the method is that the mixing device is rinsed with one of the components and / or with a rinsing liquid.
  • the rinsing process allows residues of the multicomponent mixture, which remain in the mixing device, to be discharged.
  • a solvent as a rinsing liquid already cured mixtures can be removed.
  • the mixing device can be rinsed with a rinsing liquid and the spray head with compressed air.
  • the mixing device designed as a disposable part can also be exchanged with the line. This virtually eliminates the use of solvents.
  • Fig. 1 shows a device 10 for applying a multi-component mixture to a workpiece.
  • the device 10 has a first conveyor 12 for conveying a first component and a second conveyor 14 for conveying a second component.
  • further conveying devices for conveying further components can be provided.
  • the conveyors 12, 14 are designed as progressing cavity pumps.
  • the first conveyor 12 is connected via a first supply line 23 to a reservoir 22.
  • a first component such as a hardener
  • the second conveyor 14 is connected via a second feed line 25 to a second reservoir 24, which contains a second component, for example an adhesive.
  • a mixing device 20 Downstream of the two conveyors 12, 14, a mixing device 20 is arranged with two input-side terminals, to which the conveyors are connected.
  • the mixing device 20 is designed as a static mixing device. It comprises a mixing head, in which the two components are brought together, and a static mixer, which also referred to as static mixing tube can be. In the static mixer, a repeated deflection of the mixture, whereby a good mixing of the components is achieved.
  • the mixture is passed through an approximately 2 m long hose-like line 30 to a spray head 40.
  • the spray head 40 By means of the spray head 40, the mixture is finely atomized and applied to a workpiece.
  • the spray head 40 is connected via a compressed air hose 60 to a compressed air system.
  • the multicomponent mixture produced by mixing the components is thus applied directly to the workpiece without intermediate storage.
  • the spray head 40 is designed as a remote-controlled element in the manner of a spray gun.
  • the hose-like line 30, which is a plastic hose in the illustrated embodiment, is connected to the mixing device 20 via a first coupling element 32.
  • a second coupling element 34 By means of a second coupling element 34, the tubular conduit 30 is releasably attached to the spray head 40. In the case of hardening of material in the hose, this can thus be easily released and replaced by the mixing device 20 and the spray head 40.
  • the device 10 has a handling device 50, for example an industrial robot.
  • the handling device 50 comprises a base 52 which may be fixedly mounted on a ground surface.
  • a first pivot arm 54 is rotatably mounted, preferably about a vertical and a horizontal axis.
  • a second pivot arm 56 is pivotally coupled to the first pivot arm 54.
  • the conveyors 12, 14 are fixedly connected to the pivot arm 56 so that they can be moved together with the pivot arm 56.
  • the conveyors 12, 14 mounted on a plate-shaped member 58 which is fixed to the second pivot arm 56.
  • the spray head 40 is rotatably mounted on the second pivot arm 56.
  • the spray head 40 is arranged detached from the handling device 50 or at a further pivot arm of the handling device 50.
  • the components are mixed in a defined volume ratio.
  • a control device 28 set the respective metered quantities by controlling the separate drives of the first and second conveyor 12, 14.
  • the control device 28 is further configured to control the compressed air supply to the spray head 40.
  • both the conveyors 12, 14 and the compressed air supply are switched on or activated in a coordinated manner.
  • the handling device 50 may additionally be provided to control the handling device 50 by means of the control device 28.
  • a multicomponent mixture in particular a multi-component adhesive
  • the device according to the invention is particularly suitable for use in automatic adhesive application systems.

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  • Nozzles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück mit einer ersten und einer zweiten Fördereinrichtung zum Fördern einer ersten beziehungsweise zweiten Komponente, einer Steuereinrichtung zum Steuern der Fördermengen der Fördereinrichtungen, einer Mischeinrichtung, welche an die Fördereinrichtungen angeschlossen ist, wobei in der Mischeinrichtung durch Mischen der mindestens zwei Komponenten die Mehrkomponentenmischung herstellbar ist, einem Spritzkopf zum Aufsprühen der Mehrkomponentenmischung auf das Werkstück und einer schlauchartigen Leitung, welche zum Leiten der Mehrkomponentenmischung an einer Ausgangsseite der Mischeinrichtung angeschlossen ist und diese mit dem Spritzkopf verbindet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung, insbesondere eines Mehrkomponentenklebers, auf ein Werkstück.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung, insbesondere eines Mehrkomponentenklebers, auf ein Werkstück.
  • Mehrkomponentenmischungen, wie beispielsweise Mehrkomponentenkleber, -farben, oder -dichtungsmaterialien, sind allgemein bekannt und enthalten mehrere separate Komponenten, die beim Vermischen miteinander reagieren. Mehrkomponentenkleber weisen üblicherweise zwei Komponenten auf, wobei eine erste Komponente als Klebstoff und eine zweite Komponente als Härter bezeichnet wird. Grundsätzlich können Mehrkomponentenmischungen aber auch mehr als zwei, beispielsweise drei oder vier Komponenten aufweisen.
  • Ein Problem bei der Handhabung solcher Mehrkomponentenmischungen, insbesondere Mehrkomponentenkleber, besteht darin, dass die Mischung, sobald die Komponenten miteinander in Kontakt treten, zu reagieren beziehungsweise auszuhärten beginnt.
  • Eine übliche Vorgehensweise zum Aufbringen eines Mehrkomponentenklebers ist die Herstellung einer vorbestimmten Menge des Klebers durch Mischen der Komponenten in einem Vorratsbehälter und das anschließende, möglichst schnelle Aufbringen des Klebers auf das Werkstück. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass nicht oder nicht schnell genug verarbeitete Kleberanteile in dem Vorratsbehälter aushärten können.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausgeben einer Zweikomponentenmischung ist aus der DE 693 19 230 T2 bekannt. Um ein Aushärten der Mischung in der Vorrichtung zu verhindern, ist die Ausführung eines Spülvorgangs mit einer der Komponenten vorgesehen.
  • Zur Verhinderung des unerwünschten Aushärtens des Klebers ist es aus der DE 691 14 163 T2 bekannt, die Komponenten des Klebers erst unmittelbar auf der Werkstückoberfläche zu vermischen. Hierzu wird eine Vorrichtung mit einem rotierenden Auftragkopf vorgeschlagen. Mit diesem werden die Komponenten gemischt und der Kleber auf die Werkstückoberfläche aufgerieben.
  • Eine Vorrichtung zum manuellen Aufbringen eines Mehrkomponentenklebers auf ein Werkstück ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 71 29 954 U1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Mundstück, an das mindestens zwei jeweils mit einer Klebstoffkomponente gefüllte Behälter angeschlossen werden können. Durch Drücken der Behälter gelangen die Klebstoffkomponenten in eine in dem Mundstück ausgebildete Mischzone, in welcher sie miteinander vermischt werden. Die Klebstoffmischung wird über eine Auslassöffnung auf das zu verklebende Werkstück aufgebracht. Mit dieser Vorrichtung ist jedoch weder eine genaue Dosierung noch eine besonders gute Durchmischung der Klebstoffkomponenten möglich.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum präzisen, effizienten und ressourcenschonenden Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück anzugeben.
  • Die Aufgabe wird zum einen durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine erste Fördereinrichtung zum Fördern einer ersten Komponente, eine zweite Fördereinrichtung zum Fördern einer zweiten Komponente, eine Steuereinrichtung zum Steuern der Fördermengen der ersten und zweiten Fördereinrichtung und eine Mischeinrichtung, welche an die erste und zweite Fördereinrichtung angeschlossen ist, auf. In der Mischeinrichtung ist durch Mischen der mindestens zwei Komponenten die Mehrkomponentenmischung herstellbar. Die Vorrichtung umfasst ferner einen von der Mischeinrichtung getrennten Spritzkopf zum Aufsprühen der Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück und eine schlauchartige Leitung, welche zum Leiten der Mehrkomponentenmischung an einer Ausgangsseite der Mischeinrichtung angeschlossen ist und diese mit dem Spitzkopf verbindet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf: Eine erste Komponente wird mittels einer ersten Fördereinrichtung gefördert; eine zweite Komponente wird mittels einer zweiten Fördereinrichtung gefördert; die erste und die zweite Komponente werden in einer Mischeinrichtung gemischt, wobei die Mehrkomponentenmischung hergestellt wird; die Mehrkomponentenmischung wird über eine schlauchartige Leitung von der Mischeinrichtung zu einem Spritzkopf geleitet; die Mehrkomponentenmischung wird mittels des Spritzkopfes auf ein Werkstück aufgesprüht.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere zum Einsatz in einer automatischen Kleberauftragsanlage vorgesehen, in welcher die Dosierung der Komponenten und das Auftragen der Mischung automatisch, durch eine Steuerung gesteuert, erfolgen.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Mehrkomponentenmischung direkt nach dem Mischen der Komponenten auf ein Werkstück aufzubringen. Diese sofortige Weiterverarbeitung des frisch gemischten Produktes verhindert, dass mehr Produkt hergestellt wird, als schließlich verbraucht wird. Es wird also immer nur die benötigte Menge gemischt. So wird auch vermieden, dass eine beträchtliche Menge der durch Mischen der Komponenten entstandenen Mischung in der Vorrichtung aushärtet.
  • Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das für die fertige Mischung in der Vorrichtung bereitstehende Volumen möglichst klein zu halten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung stehen für die fertige Mischung im Wesentlichen lediglich die vergleichsweise geringen Volumina der Mischeinrichtung, der schlauchartigen Leitung und des Spritzkopfes zur Verfügung. Grundsätzlich kann unter einer schlauchartigen Leitung jegliche Leitung zur Förderung eines Mediums verstanden werden. Bevorzugt ist die schlauchartige Leitung jedoch ein zumindest abschnittsweise flexibler Schlauch, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial. Die schlauchartige Leitung stellt ein kleinvoluminges Bauteil zur Überwindung der Distanz zwischen der Mischeinrichtung und dem Spritzkopf dar.
  • Eine besonders flexible Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dadurch, dass der Spritzkopf räumlich getrennt von den Fördereinrichtungen und der Mischeinrichtung angeordnet ist. Denn insbesondere die Fördereinrichtungen können vergleichsweise voluminös ausgeführt sein. Der Spritzkopf, welcher über die schlauchartige Leitung an die Mischeinrichtung angeschlossen ist, kann hingegen vergleichsweise klein gestaltet sein, so dass er auch an weniger gut zugänglichen Stellen eingesetzt werden kann. Der Spritzkopf kann manuell betreibbar und als Spritzpistole mit einem Bedienelement, beispielsweise einem Bedienhebel, ausgebildet sein. Zum Einsatz in einer automatischen Kleberauftragsanlage kann der Spritzkopf aber auch durch eine Steuerung betreibbar sein.
  • Schließlich ist es ein Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass die beiden Komponenten und die Mehrkomponentenmischung während des Betriebs der Vorrichtung kontinuierlich von den Fördereinrichtungen durch die Mischeinrichtung, die schlauchartige Leitung und den Spritzkopf gefördert werden. Dabei ist insbesondere kein Vorratsbehälter für die Mehrkomponentenmischung vorgesehen.
  • Eine Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass eine Handhabungseinrichtung, insbesondere ein Industrieroboter, vorgesehen ist, welcher mindestens einen gegenüber einer Basis drehbaren Schwenkarm aufweist und dass die Fördereinrichtungen, die Mischeinrichtung und/oder der Spritzkopf an dem Schwenkarm angeordnet ist. Durch die Handhabungseinrichtung kann ein halb- oder vollautomatisches Aufbringen der Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück erfolgen. Die Handhabungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens drei Drehachsen auf, um beliebige Raumpunkte erreichen zu können. Ferner weist die Handhabungseinrichtung mindestens zwei Schwenkarme auf, welche drehbar miteinander verbunden sind. Die Fördereinrichtungen, die statische Mischeinrichtung und der Spritzkopf können grundsätzlich an demselben Schwenkarm angeordnet sein. Alternativ kann es auch zweckmäßig sein, wenn zumindest die Fördereinrichtungen und der Spritzkopf an unterschiedlichen Schwenkarmen der Handhabungseinrichtung angeordnet sind. Insbesondere bevorzugt ist es, wenn die Fördereinrichtungen an einem ersten Schwenkarm angeordnet sind und der Spritzkopf an einem zweiten Schwenkarm, welcher vorzugsweise an dem ersten Arm angelenkt ist, angeordnet ist. Insgesamt kann so die Mischung sehr nahe an der Verbrauchsstelle kontinuierlich hergestellt werden, was Material sparend und wartungsarm ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, dass der Spritzkopf einen Druckluftanschluss zum Zerstäuben der Mehrkomponentenmischung aufweist. Das Zerstäuben ermöglicht ein kontaktloses und besonders gleichmäßiges und dünnes Auftragen der Mehrkomponentenmischung auf das Werkstück.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zum Steuern einer Druckluftzufuhr zum Spritzkopf eingerichtet ist. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass bei Aktivierung des Spritzkopfes, sei es durch manuelle oder automatische Betätigung, im Wesentlichen gleichzeitig die Fördereinrichtungen zum Fördern der Komponenten in Gang gesetzt werden und abgestimmt dazu die Druckluftzufuhr eingeschaltet oder aktiviert wird. Die Steuereinrichtung steuert also nicht nur die Fördereinrichtungen, sondern darüber hinaus auch die Druckluftzufuhr zum Spritzkopf. In Verbindung mit der Handhabungseinrichtung ist es weiterhin bevorzugt, dass auch diese mittels der Steuereinrichtung steuerbar ist.
  • Eine bevorzugte Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mischeinrichtung und der schlauchartigen Leitung ein erstes Kupplungselement angeordnet ist, dass zwischen der schlauchartigen Leitung und dem Spritzkopf ein zweites Kupplungselement angeordnet ist und dass die schlauchartige Leitung lösbar an der Mischeinrichtung und dem Spritzkopf befestigt ist. Durch die Kupplungselemente kann die zwischen Mischeinrichtung und Spritzkopf angeordnete schlauchartige Leitung auf besonders einfache Weise ausgewechselt werden. Diese einfache Auswechselbarkeit des Schlauches stellt einen besonderen Vorteil der Vorrichtung dar. Die schlauchartige Leitung kann ein einfach und kostengünstig herzustellendes Element sein. Sollten in der Leitung Kleberreste verbleiben und aushärten, so ist diese problemlos und ohne große finanzielle Einbußen austauschbar. Die schlauchartige Leitung hat vorzugsweise eine Länge von bis zu einigen Metern, insbesondere 0,5 bis 2 Metern und einen Durchmesser im Millimeterbereich, so dass das Volumen des Schlauches vergleichsweise gering ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fördereinrichtungen als Schneckenpumpen, insbesondere als Exzenterschneckenpumpen, ausgebildet sind. Die Schneckenpumpen, auch Schneckenförderer genannt, ermöglichen ein kontinuierliches Fördern beider Komponenten zur Mischeinrichtung. Exzenterschneckenpumpen eignen sich in besonderer Weise zur präzisen Dosierung, auch kleinster Dosiermengen. Zudem sind Exzenterschneckenpumpen für viskose und hoch viskose Medien geeignet und aufgrund nur weniger bewegter Teile besonders robust. Der Einsatz von Schneckenpumpen zur Dosierung der Komponenten erlaubt zudem einen automatisierten Betrieb der Vorrichtung und erlaubt ein materialschonendes Fördern.
  • Grundsätzlich kann die Mischeinrichtung ein angetriebenes Rührorgan aufweisen. Bevorzugt ist nach der Erfindung, dass die Mischeinrichtung einen statischen Mischer mit mindestens einem internen, feststehenden Mischelement aufweist. Das interne Mischelement bewirkt, dass die Komponentenströme im Verlauf des Durchgangs durch den Mischer vermengt werden. Hierzu sind in der Mischeinrichtung vorzugsweise mehrere, insbesondere schräg angeordnete, Umlenkbleche vorgesehen. Der statische Mischer weist keine beweglichen Teile auf und ist daher sehr robust. Durch eine Vielzahl von Umlenkungen in dem Mischer kann zudem eine besonders effektive Mischung der Komponenten auf kleinem Raum erzielt werden. Die Mischeinrichtung kann so als einfach und günstig herzustellendes Teil gefertigt sein, welches eine Einweg-Nutzung und häufigen Austausch erlaubt. Die Mischeinrichtung kann aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein und kann etwa ein einstückiges Spritzgussteil sein.
  • Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Mehrkomponentenmischung durch einen von den Fördereinrichtungen aufgebauten Druck durch die Mischeinrichtung und die schlauchartige Leitung gefördert wird. Im Betrieb der Vorrichtung ist die gesamte Vorrichtung, also insbesondere die Fördereinrichtungen, die Mischeinrichtung und die schlauchartige Leitung, vollständig mit den Komponenten beziehungsweise der Mischung gefüllt. Mit anderen Worten sind keine Gasräume in der Vorrichtung vorgesehen. Hierdurch können die Fördereinrichtungen das Material dosiergenau durch die gesamte Vorrichtung bis zum Spritzkopf fördern. Die Komponenten beziehungsweise die Mehrkomponentenmischung werden allein mittels der Fördereinrichtungen durch die Mischeinrichtung und die schlauchartige Leitung gefördert und über den Spritzkopf auf das Werkstück aufgebracht. Zusätzliche Fördereinrichtungen zum Fördern des bereits gemischten Produktes sind demnach nicht erforderlich.
  • Eine mögliche Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass die Mischeinrichtung mit einer der Komponenten und/oder mit einer Spülflüssigkeit gespült wird. Durch den Spülvorgang können Reste der Mehrkomponentenmischung, welche in der Mischeinrichtung verbleiben, ausgetragen werden. Bei Verwendung eines Lösungsmittels als Spülflüssigkeit können auch bereits ausgehärtete Mischungen entfernt werden.
  • Grundsätzlich ist es möglich, den gesamten Bereich der Vorrichtung ab der Mischeinrichtung zu spülen. Die Anordnung der schlauchartigen Leitung zwischen Mischeinrichtung und Spritzkopf ermöglicht es aber auch, lediglich die Mischeinrichtung und den Spritzkopf zu säubern und die schlauchartige Leitung auszutauschen. Hierzu kann beispielsweise die Mischeinrichtung mit einer Spülflüssigkeit und der Spritzkopf mit Druckluft gespült werden. Vorzugsweise kann mit der Leitung auch die als Einwegteil ausgebildete Mischeinrichtung ausgetauscht werden. Hierdurch kann der Einsatz von Lösungsmitteln praktisch entfallen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer beispielhaften Ausführungsform weiter erläutert, welche in der beigefügten Figur 1 schematisch dargestellt ist.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück. Die Vorrichtung 10 weist eine erste Fördereinrichtung 12 zum Fördern einer ersten Komponente und eine zweite Fördereinrichtung 14 zum Fördern einer zweiten Komponente auf. Grundsätzlich können weitere Fördereinrichtungen zum Fördern weiterer Komponenten vorgesehen sein. Die Fördereinrichtungen 12, 14 sind als Exzenterschneckenpumpen ausgeführt.
  • Die erste Fördereinrichtung 12 ist über eine erste Zuleitung 23 mit einem Vorratsbehälter 22 verbunden. In dem Vorratsbehälter 22 ist eine erste Komponente, beispielsweise ein Härter, aufgenommen. Die zweite Fördereinrichtung 14 ist über eine zweite Zuleitung 25 mit einem zweiten Vorratsbehälter 24 verbunden, welcher eine zweite Komponente, beispielsweise einen Klebstoff, beinhaltet.
  • Stromabwärts der beiden Fördereinrichtungen 12, 14 ist eine Mischeinrichtung 20 mit zwei eingangsseitigen Anschlüssen angeordnet, an welche die Fördereinrichtungen angeschlossen sind. Die Mischeinrichtung 20 ist als statische Mischeinrichtung ausgebildet. Sie umfasst einen Mischkopf, in welchem die beiden Komponenten zusammengeführt werden, und einen statischen Mischer, welcher auch als Statik-Mischrohr bezeichnet werden kann. In dem statischen Mischer erfolgt eine wiederholte Umlenkung der Mischung, wodurch ein gutes Durchmischen der Komponenten erzielt wird.
  • Direkt nach der Mischeinrichtung beziehungsweise dem statischen Mischer wird die Mischung über eine etwa 2 m lange schlauchartige Leitung 30 zu einem Spritzkopf 40 geführt. Mittels des Spritzkopfes 40 wird die Mischung fein zerstäubt und auf ein Werkstück aufgebracht. Hierzu ist der Spritzkopf 40 über einen Druckluftschlauch 60 an ein Druckluftsystem angeschlossen. Die durch Mischen der Komponenten hergestellte Mehrkomponentenmischung wird also direkt ohne Zwischenspeicherung auf das Werkstück aufgetragen. Der Spritzkopf 40 ist als ferngesteuertes Element in Art einer Spritzpistole ausgebildet.
  • Die schlauchartige Leitung 30, welche in der dargestellten Ausführungsform ein Kunststoffschlauch ist, ist über ein erstes Kupplungselement 32 mit der Mischeinrichtung 20 verbunden. Mittels eines zweiten Kupplungselements 34 ist die schlauchartige Leitung 30 lösbar an dem Spritzkopf 40 befestigt. Im Fall eines Aushärtens von Material in dem Schlauch kann dieser somit auf einfache Weise von der Mischeinrichtung 20 und dem Spritzkopf 40 gelöst und ausgetauscht werden.
  • Die Vorrichtung 10 weist eine Handhabungseinrichtung 50, beispielsweise einen Industrieroboter, auf. Die Handhabungseinrichtung 50 umfasst eine Basis 52, welche fest auf einer Bodenoberfläche montiert sein kann. An der Basis 52 ist ein erster Schwenkarm 54 drehbar, vorzugsweise um eine vertikale und eine horizontale Achse, gelagert. Ein zweiter Schwenkarm 56 ist drehbar an den ersten Schwenkarm 54 angelenkt.
  • Die Fördereinrichtungen 12, 14 sind mit dem Schwenkarm 56 derart fest verbunden, dass sie zusammen mit dem Schwenkarm 56 bewegt werden können. Hierzu sind die Fördereinrichtungen 12, 14 auf einem plattenförmigen Element 58, welches an dem zweiten Schwenkarm 56 befestigt ist, montiert. Der Spritzkopf 40 ist an dem zweiten Schwenkarm 56 drehbar gelagert. Es kann in einer alternativen Ausführungsform allerdings auch vorgesehen sein, dass der Spritzkopf 40 losgelöst von der Handhabungseinrichtung 50 oder an einem weiteren Schwenkarm der Handhabungseinrichtung 50 angeordnet ist.
  • Zur Herstellung der Mehrkomponentenmischung werden die Komponenten in einem definierten Volumenverhältnis gemischt. Hierzu werden mittels einer Steuereinrichtung 28 die jeweiligen Dosiermengen durch Steuerung der separaten Antriebe der ersten und zweiten Fördereinrichtung 12, 14 eingestellt. Die Steuereinrichtung 28 ist ferner dazu eingerichtet, die Druckluftzufuhr zum Spritzkopf 40 zu steuern. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei Aktivierung des Spritzkopfes 40 sowohl die Fördereinrichtungen 12, 14 als auch die Druckluftzufuhr aufeinander abgestimmt eingeschaltet oder aktiviert werden. Zum Einsatz der Vorrichtung 10 in einer automatischen Kleberauftragsanlage kann zusätzlich vorgesehen sein, die Handhabungseinrichtung 50 mittels der Steuereinrichtung 28 zu steuern.
  • Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren auf effiziente Weise eine Mehrkomponentenmischung, insbesondere ein Mehrkomponentenkleber, auf ein Werkstück aufgebracht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Einsatz in automatischen Kleberauftragsanlagen.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung, insbesondere eines Mehrkomponentenklebers, auf ein Werkstück mit
    - einer ersten Fördereinrichtung (12) zum Fördern einer ersten Komponente,
    - einer zweiten Fördereinrichtung (14) zum Fördern einer zweiten Komponente,
    - einer Steuereinrichtung (28) zum Steuern der Fördermengen der ersten und zweiten Fördereinrichtung (12, 14),
    - einer Mischeinrichtung (20), welche an die erste und zweite Fördereinrichtung (12, 14) angeschlossen ist, wobei in der Mischeinrichtung (20) durch Mischen der mindestens zwei Komponenten die Mehrkomponentenmischung herstellbar ist,
    - einem von der Mischeinrichtung getrennten Spritzkopf (40) zum Aufsprühen der Mehrkomponentenmischung auf das Werkstück und
    - einer schlauchartigen Leitung (30), welche zum Leiten der Mehrkomponentenmischung an einer Ausgangsseite der Mischeinrichtung (20) angeschlossen ist und diese mit dem Spritzkopf 40 verbindet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Handhabungseinrichtung (50), insbesondere ein Industrieroboter, vorgesehen ist, welche mindestens einen gegenüber einer Basis (50) drehbaren Schwenkarm (54, 56) aufweist, und
    dass die Fördereinrichtungen (12, 14), die Mischeinrichtung (20) und/oder der Spritzkopf (40) an dem Schwenkarm (54, 56) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Spritzkopf (40) einen Druckluftanschluss zum Zerstäuben der Mehrkomponentenmischung aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (28) zum Steuern einer Druckluftzufuhr zum Spritzkopf (40) eingerichtet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen der Mischeinrichtung (20) und der schlauchartigen Leitung (30) ein erstes Kupplungselement (32) angeordnet ist,
    dass zwischen der schlauchartigen Leitung (30) und dem Spritzkopf (40) ein zweites Kupplungselement (34) angeordnet ist und
    dass die schlauchartige Leitung (30) lösbar an der Mischeinrichtung (20) und dem Spritzkopf (40) befestigt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fördereinrichtungen (12, 14) als Schneckenpumpen, insbesondere als Exzenterschneckenpumpen, ausgebildet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mischeinrichtung (20) einen statischen Mischer mit mindestens einem internen, feststehenden Mischelement aufweist.
  8. Verfahren zum Aufbringen einer Mehrkomponentenmischung auf ein Werkstück, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
    - eine erste Komponente mittels einer ersten Fördereinrichtung (12) gefördert wird,
    - eine zweite Komponente mittels einer zweiten Fördereinrichtung (14) gefördert wird,
    - die erste und die zweite Komponente in einer Mischeinrichtung (20) gemischt werden, wobei die Mehrkomponentenmischung hergestellt wird,
    - die Mehrkomponentenmischung über eine schlauchartige Leitung (30) von der Mischeinrichtung (20) zu einem Spritzkopf (40) geleitet wird und
    - die Mehrkomponentenmischung mittels des Spritzkopfes (40) auf das Werkstück aufgesprüht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mehrkomponentenmischung durch einen von den Fördereinrichtungen (12, 14) aufgebauten Druck durch die Mischeinrichtung (20) und die schlauchartige Leitung (30) gefördert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mischeinrichtung (20) mit einer der Komponenten und/oder mit einer Spülflüssigkeit gespült wird.
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