DE102005033292B4 - Vorrichtung zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Pumpeinrichtung (10) zur Entnahme der Kleb- oder Dichtstoffe aus einem Behälter, einer von der Pumpeinrichtung zu einem Auftragskopf führenden Leitung (12) und einer Einrichtung (16, 18, 20) zur Dosierung der dem Auftragskopf zugeführten Kleb- oder Dichtstoffmenge, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dosiereinrichtung ein Regelventil (16) umfaßt, das einen durch einen Servoumrichter betätigten Ventilkörper aufweist,
dass stromaufwärts und stromabwärts des Regelventils (16) Drucksensoren (18, 20) vorgesehen sind, die über Steuerleitungen zur Abgabe von Drucksignalen mit dem Servoumrichter verbunden sind und
dass das Regelventil (16) mit Hilfe dieser Signale derart steuerbar ist, dass der Ausgangsdruck des Regelventils (16) unabhängig vom Eingangsdruck auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Pumpeinrichtung zur Entnahme der Kleb- oder Dichtstoffe aus einem Behälter, einer von der Pumpeinrichtung zu einem Auftragskopf führenden Leitung und einer Einrichtung zur Dosierung der dem Auftragskopf zugeführten Kleb- oder Dichtstoffmenge.
• Vorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie werden beispielsweise dazu eingesetzt, mit Hilfe eines Roboters Kleb- oder Dichtstoffnähte auf industrielle Bauteile aufzutragen. Als Beispiel kann eine Kraftfahrzeugtür dienen, die im allgemeinen wenigstens aus einem Außenteil und einem Innenteil besteht, die durch eine Kleb- und Dichtnaht miteinander verbunden werden. Beim Auftragen der Stoffe wird der Auftragskopf zumeist mit Hilfe eines Roboterarmes entlang der Bahn der herzustellenden Naht geführt.
• Die pro Zeiteinheit abgegebene Klebstoffmenge hängt unter anderem ab von der Form der herzustellenden Naht und darüber hinaus auch von dem Bahnverlauf der Naht. Üblicherweise laufen Roboter in den herzustellenden Kurven der Bahn erheblich langsamer als auf geraden Strecken. Bei langsamer Bewegung wäre die pro Streckeneinheit abgegebene Klebstoffmenge höher als bei schneller Bewegung, so dass eine genauere Steuerung der abgegebenen Mengen notwendig ist.
• In diesem Sinne werden üblicherweise Dosiereinrichtungen verwendet, die im Kern aus Kolbenzylindereinheiten bestehen, aus denen der Kleb- oder Dichtstoff abgegeben wird. Über die Kolbengeschwindigkeit bzw. die aufgebrachte Auspresskraft ist eine Mengensteuerung möglich. Da übliche Kolbenzylindereinheiten den Nachteil haben, dass nach dem Hub des Kolbens dieser zunächst zurücklaufen und dabei mit neuem Material gefüllt werden muß, bestehen Dosiereinrichtungen dieser Art vielfach aus zwei parallel geschalteten Kolbenzylindereinheiten, die abwechselnd ansaugen bzw. ausstoßen.
• Dosierer dieser Art sind verhältnismäßig aufwendig und teuer. Sie arbeiten nicht vollständig stetig. Beim Materialwechsel fällt ein hoher Reinigungsaufwand an.
• Bekannt sind im übrigen pneumatisch arbeitende Regler, die zwischen der Fasspumpe und der Auftragseinrichtung angeordnet werden. Auch diese Regler sind verhältnismäßig kompliziert und teuer. Sie arbeiten verhältnismäßig ungenau und sind in ihrem Ansprechverhalten träge.
• Die DE 100 50 066 A1 erwähnt Linearantriebe zum Antreiben des Kolbens eines Dosierzylinders. Die Dosierung erfolgt dadurch, dass der Kolbenhub als Mal für die abgegebene Klebstoffmenge verwendet wird. Dies entspricht dem eingangs erwähnten Stand der Technik.
• Die WO 2002/025067 A1 und die weitgehend entsprechende EP 1 191 190 A1 beziehen sich auf Regelvorrichtungen für Dampfturbinen. Die Regelung erfolgt mit Hilfe von drei Ventilen, von denen ein Ventil als Regelventil und wenigstens zwei Ventile als Steuerventile ausgebildet sind. Die Ventile werden über einen elektromotorischen Antrieb verstellt. Den Antrieben sind Frequenzumrichter zugeordnet.
• Die EP 0 756 559 B1 befaßt sich mit einer Füllstrahljustierung für Abfüllvorrichtungen, und die DE 198 05 321 C1 mit der Prüfung von Klebstoffaufträgen auf Sackböden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine relativ genaue und feinfühlige Regelung der abzugebenden Kleb- oder Dichtstoffmenge weitgehend unabhängig vom Zufuhrdruck des gelieferten Kleb- oder Dichtstoffmaterials ermöglicht.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung ein Regelventil umfaßt, das einen durch einen Servoumrichter betätigten Ventilkörper aufweist, dass stromaufwärts und stromabwärts des Regelventils Drucksensoren vorgesehen sind, die über Steuerleitungen zur Abgabe von Drucksignalen mit dem Servoumrichter verbunden sind und dass das Regelventil mit Hilfe dieser Signale derart steuerbar ist, dass der Ausgangsdruck des Regelventils unabhängig vom Eingangsdruck auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist.
• Das Regelventil weist vorzugsweise einen drehbaren Ventilkörper auf, dessen Durchlaß durch Überschneidung von Steuerschlitzen am Ventilkörper und Ventilgehäuse einstellbar ist und der durch einen mit dem Servoumrichter verbundenen Servomotor in eine gewünschte Winkelstellung einstellbar ist.
• Der Auftragskopf kann mehrere Düsen aufweisen, die über getrennte Leitungen mit Kleb- oder Dichtstoffen beaufschlagt werden.
• Das erfindungsgemäße System ermöglicht sowohl die Anwendung des sogenannten "flatstream"-Auftragverfahrens als auch das sogenannte "airless"-Verfahren, bei dem das Material mit höherem Druck versprüht wird.
• Weitere Applikationsverfahren, wie z.B. das Wirbelsprühverfahren, der Raupenauftrag etc. können ebenfalls mit diesem System realisiert werden.
• Die Einzelheiten dieser Verfahren sind in der Fachwelt bekannt und sollen daher hier nicht im einzelnen erläutert werden. Die Erfindung bezieht sich vor allem auf das servo-betätigte Regelventil, das herkömmliche Dosier- und Regeleinrichtungen ersetzen soll.
• Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
• Die einzige Figur zeigt in der Form eines schematischen Schaubildes eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Auf der linken Seite ist eine Pumpeinrichtung der üblichen Art gezeigt, die insgesamt die Bezugsziffer 10 trägt. Es kann sich um eine sogenannte Fasspumpe handeln, wie sie zum Auspressen von Kleb- und Dichtstoffen aus einem Behälter oder Fass verwendet wird.
• Von der Pumpeinrichtung geht eine Leitung 12 aus, in der sich zunächst ein Durchflußmesser 14 befindet, der Kontrollzwecken und Regelungszwecken dient.
• Im weiteren Verlauf ist ein Regelventil 16 vorgesehen, das durch einen nicht gezeigten Servoumrichter betrieben wird. Einzelheiten zu dem Aufbau dieser Anordnung sind nicht gezeigt. Stromaufwärts und stromabwärts des Regelventils 16 befinden sich Drucksensoren 18, 20, deren Ausgangssignale dem Servoumrichter des Regelventils 16 zugeführt werden. Das Regelventil arbeitet beispielsweise mit einer Schlitzsteuerung, das heißt, ein Schlitz in einem drehbaren Ventilkörper wird mehr oder weniger mit einem feststehenden Schlitz im Gehäuse in Deckung gebracht. Die Ausführung des Schlitzes oder der Bohrung sind abhängig von dem Klebstoffmaterial. Das Regelventil 16 ermöglicht es, den Druck des zu einer Auftragseinrichtung 22 geleiteten Kleb- oder Dichtstoffes unabhängig von dem zugeführten Druck, der durch den Drucksensor gemessen wird, auf vorgegebene Werte einzustellen. Der Druck des von dem Regelventil 16 abgegebenen Materials wird durch den Drucksensor 20 erfaßt. Wenn der Druck zu gering ist, werden Korrektursignale an das Regelventil abgegeben, die zu einer Korrektur der Einstellung des Ventils führen.
• Die Auftragseinrichtung 22 ist beispielsweise an einem nicht dargestellten Roboterarm befestigt und wird durch diesen entlang einer bestimmten Bahn an einem Arbeitsplatz geführt. Es kann sich um eine Auftragseinrichtung handeln, die mehrere über getrennte Bahnen zu versorgende Düsen aufweist. Die Auftragseinrichtung kann auch wahlweise auf das "flatstream"-Verfahren oder das "airless"-Verfahren ausgerichtet sein.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht sehr rasche Reaktionszeiten wegen der Verwendung des Servoumrichters. Der Wartungsaufwand ist verhältnismäßig gering.
• Mit Hilfe einer nachgeschalteten Kamera kann die Menge bzw. Lage des Klebstoffs überprüft werden. Auf diese Weise kann nach einer Applikation des Klebstoffs eine Sollwertänderung aufgrund des Kameraergebnisses durchgeführt werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Auftragen von Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Pumpeinrichtung (10) zur Entnahme der Kleb- oder Dichtstoffe aus einem Behälter, einer von der Pumpeinrichtung zu einem Auftragskopf führenden Leitung (12) und einer Einrichtung (16, 18, 20) zur Dosierung der dem Auftragskopf zugeführten Kleb- oder Dichtstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung ein Regelventil (16) umfaßt, das einen durch einen Servoumrichter betätigten Ventilkörper aufweist, dass stromaufwärts und stromabwärts des Regelventils (16) Drucksensoren (18, 20) vorgesehen sind, die über Steuerleitungen zur Abgabe von Drucksignalen mit dem Servoumrichter verbunden sind und dass das Regelventil (16) mit Hilfe dieser Signale derart steuerbar ist, dass der Ausgangsdruck des Regelventils (16) unabhängig vom Eingangsdruck auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (16) einen drehbaren Ventilkörper mit einem Ventilschlitz umfaßt, der durch Drehung mehr oder weniger in Deckung mit einem gehäusefesten Ventilschlitz zu bringen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (22) mehrere Düsen aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (22) drei verschiedene, über getrennte Bahnen zu versorgende, Düsen aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera in Zuordnung zu dem Auftragskopf (22) vorgesehen ist, die die Menge und Lage des Klebstoffs festhält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Düse für eine "airless"-Applikation und eine Düse für eine "flatstream"-Applikation vorgesehen ist.