DE102004018597B3

DE102004018597B3 - Applikationskopf zur Erzeugung einer Flüssigfolie

Info

Publication number: DE102004018597B3
Application number: DE102004018597A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kraft; Tilo Dipl.-Ing. Eisenhardt; Lothar Dr.-Ing. Rademacher
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: PL1586381T3; ES2353387T3; EP1586381A2; ATE484339T1; EP1586381A3; DE502005010368D1; EP1586381B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Applikationskopf (1) zur Abgabe eines Applikationsmediums, insbesondere zur Erzeugung einer Flüssigfolie, mit einem Materialanschluss (15) zur Zuführung des Applikationsmediums, einer Austrittsöffnung (24) zur Abgabe des Applikationsmediums und einer Kammer (17, 21), in die der Materialanschluss (15) einmündet und aus der die Austrittsöffnung (24) ausmündet. Es wird vorgeschlagen, dass zur flächigen Abgabe des Applikationsmediums mehrere Austrittsöffnung (24) vorgesehen sind, die aus der Kammer (17, 21) ausmünden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Applikationskopf zur Abgabe eines Applikationsmediums.
Insbesondere einen zur Erzeugung einer Flüssigfolie zum Transportschutz eines Kraftfahrzeugs.
Zum Schutz von Kraftfahrzeugen beim Transport vom Hersteller zum Händler werden unter anderem sogenannte Flüssigfolien verwendet, die mittels eines Applikationskopfs automatisiert auf die Kraftfahrzeugkarosserie aufgebracht werden. Diese Technologie ermöglicht einen guten Fahrzeugschutz und eine flexible Beschichtung einzelner Teilflächen verschiedener Fahrzeugmodelle, wobei lediglich Änderungen der Applikationsbahnen des jeweiligen Beschichtungsroboters erforderlich sind. Darüber hinaus können sowohl horizontale als auch vertikale Flächen mit einer derartigen Flüssigfolie beschichtet werden.

Aus DE 199 36 790 A1 ist ein Applikationskopf bekannt, der die Erzeugung einer Flüssigfolie zum Transportschutz von Kraftfahrzeugkarosserien ermöglicht. Hierzu weist der bekannte Applikationskopf zwei Sprühdüsen auf, über die das Beschichtungsmittel appliziert wird, das die Flüssigfolie bildet.

Dieser bekannte Applikationskopf weist jedoch mehrere Nachteile auf, die im Folgenden kurz erläutert werden.

Ein Nachteil des bekannten Applikationskopfes besteht darin, dass das Beschichtungsmittel über den Rand der Folie hinaus appliziert wird, was auch als "Overspray" bezeichnet wird und eine zeitaufwendige Reinigung des zu schützenden Kraftfahrzeugs erfordert.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Applikationskopfs besteht darin, dass die aufgebrachte Folie am Bahnanfang und -ende ausfranst, was die Schutzwirkung beeinträchtigt und die spätere Entfernung der Folie erschwert.

Darüber hinaus erzeugt der bekannte Applikationskopf eine Folie mit einer ungleichmäßigen Schichtdicke, was bei einer zu dünnen Folie zu einem unzureichenden Schutz führt und bei einer zu dicken Folie mit einem hohen Materialverbrauch verbunden ist.

Weiterhin tritt bei der Verwendung des bekannten Applikationskopfs eine Blasenbildung in der Folie auf, wodurch die Schutzwirkung ebenfalls beeinträchtigt wird.

Ferner ist die Bahnbreite beim Applizieren mit dem vorstehend beschriebenen bekannten Applikationskopf beschränkt, was zu langen Taktzeiten führt.

Schließlich erfordert der bekannte Applikationskopf aufwendige Materialversorgungssysteme.

Die WO 00/69571 A1 zeigt einen Applikationskopf mit einem Zulaufanschluss, einer Verteilerkammer und mehreren Austrittsöffnungen zum flächigen Auftragen eines Beschichtungsmittels.

Die DE 102 31 276 A1 offenbart einen Applikationskopf, der aus zwei Hälften hergestellt ist, die zwei Kammern und zwei Schlitze einschließen, wobei eine Kammer dem Druckausgleich innerhalb des Applikationskopfes dient.

Aus der EP 1 157 746 A2 ist ein modulares System für einen Applikationskopf bekannt, wobei vorgeschlagen wird, mehrere Module nebeneinander anzuordnen, um eine Applikationsvorrichtung an verschiedene Anwendungen anpassen zu können.

Die DE 44 00 769 C2 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung einer flächigen Darreichungsform mit einer Arzneimittelwirkstoffe enthaltenden Zubereitung, wobei vorgeschlagen wird, zwei Verteilerkammern durch eine Verteilerplatte zu trennen.

Die DE 40 00 405 A1 offenbart einen Applikationskopf, der aus einem Hohlrohr mit darin eingesteckten kleineren Hohlrohren besteht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den vorstehend beschriebenen bekannten Applikationskopf entsprechend zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Applikationskopf gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Applikationskopf weist zur Zuführung des Applikationsmediums einen Materialanschluss auf, der in eine Kammer einmündet, wobei aus der Kammer mehrere Austrittsöffnungen ausmünden, um das Applikationsmedium flächig applizieren zu können.

Die Kammer zwischen dem Materialanschluss und den Austrittsöffnungen bewirkt einen weitgehend konstanten Druck des Applikationsmediums an den verschiedenen Austrittsöffnungen, was zu einer gleichmäßigen Applizierung des Applikationsmediums beiträgt.

Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen hierbei bezüglich der Bahnrichtung des Applikationskopfs nebeneinander angeordnet, was zu einer Vergrößerung der Bahnbreite und zu einer entsprechenden Verkürzung der Taktzeiten führt. Die Bahnrichtung des Applikationskopfs verläuft hierbei vorzugsweise rechtwinklig zur Längserstreckung des Applikationskopfs.

Bei einer derartigen Anordnung der Austrittsöffnungen quer zur Bahnrichtung des Applikationskopfs erstreckt sich die Kammer in dem Applikationskopf vorzugsweise in seitlicher Richtung bis zu der äußersten Austrittsöffnung, so dass der Druck des Applikationsmediums über die gesamte Bahnbreite weitgehend konstant gehalten wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mehrere Reihen von Austrittsöffnungen vorgesehen, wobei die einzelnen Reihen in Bahnrichtung des Applikationskopfes hintereinander angeordnet sind. Jeder Punkt der zu schützenden Karosserieoberfläche wird hierbei also nacheinander von mehreren Reihen von Austrittsöffnungen überstrichen, was vorteilhaft zu einer gleichmäßigen Beschichtung führt.

Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen in den einzelnen Reihen hierbei seitlich zueinander versetzt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Applikation des Applikationsmediums weiter verbessert wird.

Die einzelnen Reihen von Austrittsöffnungen sind vorzugsweise im Wesentlichen stumpfwinklig oder sogar rechtwinklig zur Bahnrichtung des Applikationskopfs ausgerichtet.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Applikationskopf mit mehreren Reihen von Austrittsöffnungen beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, dass der erfindungsgemäße Applikationskopf nur eine Reihe von Austrittsöffnungen aufweist, wobei diese Reihe vorzugsweise im Wesentlichen stumpfwinklig oder sogar rechtwinklig zur Bahnrichtung des Applikationskopfs ausgerichtet ist.

Darüber hinaus sind in dem Applikationskopf zwischen dem Materialanschluss und der Austrittsöffnung mehrere Kammern in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet, wobei die einzelnen Kammern in Strömungsverbindung miteinander stehen. Dies trägt vorteilhaft zu einem gleichmäßigen Applikationsdruck bei, wodurch die Beschichtungsqualität verbessert wird.

Der erfindungsgemäße Applikationskopf besteht aus mehreren Modulen, wobei die einzelnen Module vorzugsweise entsprechend den gewünschten Beschichtungseigenschaften ausgewählt werden können und miteinander beispielsweise durch eine Schraubverbindung verbunden sind.

Bei der vorstehend erwähnten Mehrkammeranordnung des erfindungsgemäßen Applikationskopfs sind die einzelnen Kammern hierbei jeweils durch eines der Module gebildet, so dass sich die Anzahl der Kammern durch eine Variation der Anzahl von Modulen einstellen lässt. Darüber hinaus kann auch die Größe der Kammern an das verwendete Applikationsmedium angepasst werden, indem ein geeignetes Modul ausgewählt und montiert wird.

Die einzelnen Module sind vorzugsweise plattenförmig und können übereinander liegend montiert werden, wobei die einzelnen Module vorzugsweise durch Schraubenverbindungen fixiert werden.

Die Austrittsöffnungen des erfindungsgemäßen Applikationskopfs können jeweils eine Rundstrahldüse aufweisen, die das Applikationsmedium rundum abstrahlt. Die Rundstrahldüse ist hierbei vorzugsweise in ein Schraubgewinde in der Austrittsöffnung eingeschraubt oder eingepresst, so dass die Rundstrahldüse auswechselbar ist. Dies bietet die Möglichkeit, in dem Applikationskopf über die Bahnbreite Rundstrahldüsen mit einem unterschiedlichen Durchgangsquerschnitt einzuschrauben, um trotz eines Druckgradienten in der Kammer ein homogenes Spritzbild zu erreichen.

Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass eine oder mehrere der Austrittsöffnungen des Applikationskopfs durch einen Blindstopfen verschlossen werden, um die Bahnbreite bei einem Applikationskopf mit einer vorgegebenen Breite zu verringern.

Ferner ist die Erfindung nicht auf den vorstehend beschriebenen Applikationskopf als einzelnes Bauteil beschränkt, sondern umfasst auch einen Applikationsroboter mit einem derartigen Applikationskopf.

Die beschriebenen Vorteile ergeben sich insbesondere in Verbindung mit einem Kolbendosierer zur gezielten Dosierung der Flüssigfolie.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch die neuartige Verwendung eines derartigen Applikationskopfs zur Erzeugung einer Flüssigfolie.

Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft eine einfache Entwicklung einer Baureihe von Applikationsköpfen, um unterschiedliche Applikationsbreiten zu erzielen.

Darüber hinaus können mit dem erfindungsgemäßen Applikationskopf Applikationsmedien unterschiedlicher Viskosität verarbeitet werden, indem die verwendeten Rundstrahldüsen ausgetauscht werden.

Ferner ist der erfindungsgemäße Applikationskopf mit druck- oder mengengeregelten Applikationssystemen einsetzbar.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Applikationskopf sind auch die geringen Schichtdickenschwankungen, der geringe "Overspray" bei der Applikation, die Randschärfe der applizierten Bahnen, die kompakte Bauform, die kostengünstige Technik im Bereich des Applikationskopfes sowie die einfache Reinigung des Applikationskopfes.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Applikationskopfs mit einem modularen Aufbau aus einem Oberteil, zwei Zwischenplatten und einem Unterteil,
2A eine Querschnittsansicht des Oberteils aus 1 entlang der Schnittlinie A-A in den 2B und 2C,
2B eine Draufsicht auf das Oberteil gemäß 2A,
2C eine Bodenansicht des Oberteils aus den 2A und 2B,
3A eine Querschnittsansicht der oberen Zwischenplatte des Applikationskopfs aus 1 entlang der Schnittlinie B-B in den 3B und 3C,
3B eine Draufsicht auf die obere Zwischenplatte gemäß 3A,
3C eine Bodenansicht der oberen Zwischenplatte gemäß den 3A und 3B,
4A eine Querschnittsansicht der unteren Zwischenplatte und des Unterteils des Applikationskopfs aus 1 entlang der Schnittlinie C-C in 4B sowie
4B eine Draufsicht auf die Zwischenplatte bzw. das Unterteil gemäß 4A.
Die Querschnittsansicht in 1 zeigt einen Applikationskopf 1, der zur automatisierten Applizierung von Flüssigfolie mittels eines Roboters eingesetzt werden kann, wobei der Applikationskopf 1 von dem Roboter geführt wird.
Der Applikationskopf 1 ist modular aufgebaut und besteht im Wesentlichen aus einem Oberteil 2, zwei Zwischenplatten 3, 4 und einem Unterteil 5, wobei das Oberteil 2, die Zwischenplatten 3, 4 und das Oberteil 5 in den folgenden Figuren detailliert dargestellt sind.
Das Oberteil 2, die Zwischenplatten 3, 4 und das Unterteil 5 weisen jeweils eine rechteckige Grundfläche mit einer Länge von 82 mm und einer Breite von 25 mm auf, wobei sich an den Enden jeweils eine Montagebohrung 6-11 befindet, durch die im montierten Zustand jeweils eine Befestigungsschraube 12, 13 hindurch geführt ist, wobei die Befestigungsschrauben 12, 13 in der Zeichnung vereinfachend durch eine punktgestrichelte Linie dargestellt sind.
An der Oberseite des Oberteils 2 ist ein umlaufender Kragen 14 angeformt, der an seiner Innenseite ein Innengewinde trägt und einen Materialanschluss 15 bildet, an den eine Zuleitung für das Applikationsmedium angeschlossen werden kann.
Am Boden des Materialanschlusses 15 befindet sich in dem Oberteil 2 eine Durchgangsbohrung 16 mit einem Durchmesser von 3 mm, wobei die Durchgangsbohrung 16 in eine Kammer 17 an der Unterseite des Oberteils 2 übergeht. Das Applikationsmedium gelangt also aus dem Materialanschluss 15 über die Durchgangsbohrung 16 in die Kammer 17, wobei die Kammer 17 die Aufgabe hat, den Applikationsdruck über die gesamte Breite des Applikationskopfs 1 möglichst konstant zu halten, um ein homogenes Spritzbild zu erreichen.
Die obere Zwischenplatte 3 weist mittig drei weitere Durchgangsbohrungen mit einem Durchmesser von drei Millimetern auf, wobei die Durchgangsbohrungen 18-20 die Kammer 17 in dem darüber liegenden Oberteil 2 mit einer Kammer 21 verbinden, die an der Unterseite der Zwischenplatte 3 ausgebildet ist.
Die untere Zwischenplatte 4 weist wiederum zwei Reihen von Durchgangsbohrungen 22, 23 mit einem Durchmesser von 3 mm auf, die aus der Kammer 21 ausmünden. Die Durchgangsbohrungen 22, 23 sind hierbei in zwei Reihen angeordnet, die rechtwink lig zur Bahnrichtung des Applikationskopfs 1 ausgerichtet sind. Darüber hinaus sind die Durchgangsbohrungen 22 der einen Reihe seitlich gegenüber den Durchgangsbohrungen 23 der anderen Reihe versetzt, was zu einem gleichmäßigen Sprühauftrag beiträgt.
Die Durchgangsbohrungen 22, 23 in der unteren Zwischenplatte 4 fluchten mit entsprechenden Durchgangsbohrungen 24 in dem Unterteil, wobei die Austrittsöffnungen der Durchgangsbohrungen 24 jeweils ein Innengewinde aufweisen, in die jeweils eine Rundstrahldüse eingeschraubt werden kann. Anstelle der Rundstrahldüse besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Austrittsöffnungen der Durchgangsbohrungen 24 durch einen Blindstopfen zu verschließen, um die Bahnbreite des Applikationskopfs zu verringern.
Die beiden Kammern 17, 21 erstrecken sich hierbei in seitlicher Richtung über sämtliche Austrittsöffnungen der Durchgangsbohrungen 24, wobei die Kammern 17, 21 den Applikationsdruck über die gesamte Bahnbreite im Wesentlichen konstant halten, was zu einem homogenen Sprühbild beiträgt.
Die Größe der Kammern 17, 21 lässt sich hierbei an die Eigenschaften des verwendeten Applikationsmediums anpassen, indem das Oberteil 2 bzw. die Zwischenplatte 3 entsprechend ausgewählt wird.
Das Gleiche gilt für den Querschnitt der Durchgangsbohrungen 18-20, 22-24, der ebenfalls durch eine geeignete Auswahl der Zwischenplatten 3, 4 und des Unterteils 5 entsprechend eingestellt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen.

Claims

Applikationskopf (1) zur Abgabe eines Applikationsmediums, insbesondere zur Erzeugung einer Flüssigfolie entlang einer Bahnrichtung, mit – einem Materialanschluss (15) zur Zuführung des Applikationsmediums, – mehreren Austrittsöffnungen (24) zur Abgabe des Applikationsmediums, – mehreren Kammern (17, 21), die zwischen dem Materialanschluss (15) und der Austrittsöffnung (24) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, und – einem modularen Aufbau aus mehreren Modulen (2-5), wobei die Module (2, 3) in Strömungsrichtung hintereinander liegen und jeweils eine der Kammern ausbilden und zur flächigen Abgabe des Applikationsmediums mehrere Austrittsöffnungen (24) vorgesehen sind, die aus einer der Kammern (21) ausmünden.
Applikationskopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Austrittsöffnungen (24) bezüglich der Bahnrichtung des Applikationskopfs (1) nebeneinander angeordnet sind.
Applikationskopf (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mit den Austrittsöffnungen (24) verbundene Kammer (21) in seitlicher Richtung bis zu der äußersten Austrittsöffnung (24) erstreckt.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Reihen von Austrittsöffnungen (24), wobei die Reihen in Bahnrichtung des Applikationskopfs (1) hintereinander angeordnet sind.
Applikationskopf (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen im Wesentlichen rechtwinklig zur Bahnrichtung des Applikationskopfs (1) ausgerichtet sind.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2-5) plattenförmig sind.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (24) jeweils eine Rundstrahldüse aufweisen.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (24) jeweils ein Schraubgewinde aufweisen, in die eine Düse einschraubbar oder eingeschraubt ist.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Austrittsöffnungen (24) jeweils eine Düse einpressbar oder eingepresst ist.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (24) einen unterschiedlichen Durchgangsquerschnitt aufweisen.
Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Austrittsöffnungen (24) durch einen Blindstopfen verschließbar oder verschlossen ist.
Applikationskopf (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der bezüglich der Bahnrichtung des Applikationskopfs (1) außen liegenden Austrittsöffnungen (24) durch einen Blindstopfen verschlossen ist.
Applikationseinrichtung, insbesondere Applikationsroboter, mit einem Applikationskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Applikationseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dosierung der aufzutragenden Flüssigfolie ein Kolbendosierer vorgesehen ist.
Verwendung eines Applikationskopfs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Erzeugung einer Flüssigfolie.