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Vorrichtung zum Aufbringen von
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definierten Flüssigkeitsmengen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Aufbringen von definierten Flüssigkeitsmengen, insbesondere von Haftvermittlern
auf vorgegebene Bereiche eines Werkstückes. Das Aufbringen von Haftvermittlern auf
Werkstücke, insbesondere, wenn diese Haftvermittler der Haftvermittlung von aufzuvulkanisierenden
Gummiformteilen dienen, ist außerordentlich diffizil und führt im allgemeinen zu
einer hohen Ausschußquote, was besonders bei Massenteilen nicht tragbar ist. Die
Erfindung wird deshalb nachstehend am Beispiel des Auftrags von Haftvermittlern
auf Oxidkeramikscheiben beschrieben, bei denen, bedingt durch den nachfolgenden
Prozeß der Vulkanisation, eine erhöhte Bruchgefahr auftritt, weshalb eine absolute
Gewähr für ein exaktes Aufbringen einer definierten Menge von Flüssigkeit bzw. Haftvermittler
erforderlich ist, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt werden soll.
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Oxidkeramikringe, wie sie für Gleitringdichtungen eingesetzt werden,
müssen über eine elastische, dichtende Lagerung mit dem Rotor oder dem Stator des
abzudichtenden Elementes verbunden werden. Die üblicherweise bei Kreiselpumpen im
Laufrad angeordneten Dichtscheiben sind deshalb mit einer napfförmigen Gummimanschette
versehen, die als separates Teil einen zusätzlichen Einbauaufwand erfordert und
bei der zusätzlich nicht die Gewähr dafür gegeben ist, daß ein einwandfreier Sitz
der Dichtscheibe gewährleistet wird. m diesen Einbauaufwand zu vermeiden, sieht
ein neuerer Vorschlag vor, die Keramikscheibe fest mit einer Gummibeschichtung zu
versehen und dadurch die Montage zu vereinfachen und die Zahl der Teile zu reduzieren.
Bei Massenteilen, wie es Gleitringe sind, muß dieser Auftrag maschinell und möglichst
vollautomatisch erfolgen. Man hat deshalb versucht, das Problem mit einer rotierenden
Spritzdüse oder einer stationären Spritzdüse und rotierendem Werkstückträger zu
lösen. Dieser Versuch führte Jedoch zu keinem Erfolg, da es mit diesen Düsen nicht
möglich war, ausschließlich die zu beschichten Fläche zu beschichten. Es traten
stets Sprühpunkte auf nicht zu beschichtenden Flächen auf.
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Diese Punkte oder Tropfen - die auch bei der Handbeschichtung mit
Pinsel oder ähnlichem auftraten -wirken sich in den Vulkanisierformen katastrophal
aus. Der einzelne Tropfen weist nur die Stärke von Bruchteilen von mm auf, löst
sich aber während der Vulkanisation von seinem Träger, also dem Werkstück und verbleibt
in der Form. Dadurch baut sich in der Form schichtweise ein Rückstand auf, der dazu
führt,
daß die Form nicht mehr schließt, wodurch sich der zur Vulkanisation
erforderliche Druck nicht mehr aufbauen kann, d. h., daß der eingelegte Gleitring
ungleichmäßig mit Gummi versehen wird. Außerdem werden in unterschiedlichen Bereichen
des Gleitringes unterschiedliche Drücke aufgebracht. Besteht der Gleitring aus Oxidkeramik,
so führt das unweigerlich zum Bruch der Keramik, da diese äußerst empfindlich auf
Biegespannungen reagiert.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsvorrichtung
zu schaffen, mit der eine gleichmäßige Beschichtung zu beschichtender Bereiche eines
Werkstückes möglich ist, ohne daß auch nur Spuren der aufzubringenden Flüssigkeit
auf andere Flächen des Werkstückes als die zu beschichtenden Flächen gelangen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Aufbringen von
definierten Flüssigkeitsmengen, insbesondere von Haftvermittlern auf vorgegebene
Bereiche eines Werkstückes und ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet:
die Vorrichtung weist eine Aufnahme für das Werkstück auf, die Aufnahme ist in einer
Führung gelagert, die eine Bewegung der Aufnahme in einem bestimmten Bereich gestattet,
der Aufnahme ist ein intermittierend arbeitender Antrieb zugeordnet, die Vorrichtung
weist ein Auftragsaggregat auf, das Auftragsaggregat besteht aus einer die aufzutragende
Flüssigkeit zuführenden Pumpe, die mit einem Auftragskopf
verbunden
ist, der Auftragskopf ist schwenkbar gelagert, der Auftragskopf ist in einer Ebene
beweglich, der Auftragskopf enthält ein mit einem saugfähigen Material gefülltes
Flüssigkeitsreservoir, das Flüssigkeitsreservoir ist mit einer Auftragsspitze verbunden,
die Auftragsspitze ist mit einem zweiten saugfähigen Material versehen, das aus
ihr herausragt und der Form der zu beschichtenden Fläche des Werkstückes angepaßt
ist.
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Die Form der Aufnahme ist auf das Werkstück abgestimmt und so ausgestaltet,
daß der Werkstückwechsel schnell und ggf. durch eine weitere Vorrichtung automatisch
erfolgen kann. Da keine großen Kräfte übertragen werden müssen, reicht es, wenn
das Werkstück seitlich durch die Aufnahme geführt wird. Bei runden Werkstücken ist
dabei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Aufnahme napfförmig
ausgebildet und zweckmäßig mit einem Reibbelag versehen. Als Reibbelag kann dabei
ein Moosgummi eingesetzt werden, dem die Aufgabe zukommt, das runde Werkstück gegen
Verdrehung beim Beschichtungsvorgang zu sichern.
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Die Aufnahme ist in einer Führung gelagert, die als Schlitten ausgeführt
sein kann und dadurch eine hin-und hergehende oder auch bogenförmige Bewegung gestattet.
Bogenförmige Bewegungen sind beispielsweise beim Beschichten von Kettenffthrungen
erforderlich, deren tragende Unterkonstruktion aus einem gekrümmten Stahlblech besteht,
wobei dieses Stahlblech ebenfalls vor der Aufvulkanisation des Gummis mit
dem
Haftvermittler versehen werden muß.
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Bei der Beschichtung von runden Werkstücken ist die Führung als drehbarer
Dorn ausgebildet, der gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung direkt
mit dem als Antrieb dienenden Getriebemotor gekuppelt ist. Die napfförmige Aufnahme
ist dabei zentrisch auf dem Dorn montiert, wobei der Napfinnendurchmesser den Außendurchmesser
des zu beschichtenden runden Werkstückes aufweist.
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Der Antrieb, also der Getriebemotor, arbeitet intermittierend, d.
h., daß die Aufnahme einen oder, falls eine stärkere Beschichtung erforderlich ist,
zwei bis drei komplette Arbeitszyklen hintereinander abfährt. Bei der Beschichtung
des oben erwähnten bogenförmigen Kettenspannelementes wäre also mindestens eine
Längsbewegung der Führung, also in diesem Fall eines Schlittens, der an einem Kurvenstück
geführt wird, erforderlich und die dazugehörige Rückbewegung. In dem in den Zeichnungen
dargestellten Beispiel der Innenbeschichtung von Keramikringen ist ein Arbeitszyklus
eine Rotation der Aufnahme, wobei nach Jedem dieser Arbeitszyklen - ausgenommen
der Fall, daß eine Mehrfachbeschichtung gewünscht wird - der Antrieb über eine Steuerung
abgeschaltet wird.
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Wesentlicher Teil des Auftragsaggregates ist die Pumpe, die gemäß
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Kolbenpumpe mit einstellbarem
Hub ausgeführt ist. Die Pumpe wird zweckmäßig über eine
einstellbare
Zeituhr gesteuert. Es ist dadurch möglich, die Menge der zugeführten Flüssigkeit,
also des Haftvermittlers, zu bestimmen und eine gewisse Dosierung vorzunehmen. Gleichzeitig
ist es möglich, mit demselben Aggregat die unterschiedlichsten Haftvermittler mit
den unterschiedlichsten Viskositäten aufzubringen und die dabei geforderten unterschiedlichen
Beschichtungsdicken einzuhalten.
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Die Dosierung des Haftvermittlers erfolgt in das Flüssigkeitsreservoir
des Auftragskopfes, das ein saugfähiges Material enthält. Diesem saugfähigen Material,
das gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Filz mit einem spez.
Gewicht von 3 weniger als 0,20 g/cm ist, kommt eine erhebliche Bedeutung zu. Da
eine gleichmäßige Beschichtung einer zu beschichtenden Fläche des Werkstückes eine
gleichmäßige Flüssigkeitszufuhr voraussetzt, versagen alle Systeme, bei denen Druckschwankungen
oder analog Höhenschwankungen im Vorratsbehälter des Streichaggregates auftreten.
Sowohl Druckunterschiede als auch Höhenunterschiede des Flüssigkeitsstandes im Beschichtungsbehälter
führen zu unterschiedlichen Auftragsstärken und in vielen Fällen zur Bildung von
Tropfen auf dem beschichteten Werkstück, wodurch Ausschuß verursacht wird. Dadurch,
daß das saugfähige Material eine definierte Saugleistung besitzt, verteilt sich
die in das Reservoir eingebrachte Flüssigkeitsmenge vollständig darin und es kommt
nicht zu Druck- und Höhenunterschieden, obwohl die Flüssigkeit intermittierend stoßweise
zugeführt wird.
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Um diese gute Flüssigkeitsverteilung zu erreichen, ist Jedoch ein
sehr weiches Material, also ein sehr weicher Filz, erforderlich, der als solcher
in keiner Weise geeignet ist, einem Abrieb zu widerstehen oder sich zu verformen,
d. h. dieses Material ist nicht für den direkten Angriff auf das Werkstück geeignet.
Die Erfindung sieht deshalb vor, daß das Flüssigkeitsreservoir, das mit der Auftragsspitze
verbunden ist, in dieser ein zweites saugfähiges Material aufweist, das gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Filz mit einem spez.
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3 Gewicht von 0,40 bis o,80 g/cm ist. Die Saugfähigkeit dieses Materiales
ist wesentlich geringer als die des saugfähigen Materiales im Flüssigkeitsreservoir.
Sie reicht aber völlig aus, um die erforderliche Beschichtungsmenge auf das Werkstück
aufzubringen. Gleichzeitig ist die Härte dieses Materials so groß, daß nur ein unwesentlicher
Verschleiß auftritt, so daß eine relativ lange Standzeit gewährleistet ist.
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Figur 1 zeigt die Vorderansicht der Auftragsvorrichtung, Figur 2 als
Prinzipskizze den Auftragskopf mit seiner Lagerung im Schnitt.
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Die Pumpe 5 ist in einem Gehäuse 12 angeordnet, das gleichzeitig eine
Zeitschaltuhr 13 aufweist, die einstellbar über den Steuerknopf 14 der Pumpe 5 intermittierend
Stromimpulse zuführt, wodurch diese kurzzeitig Flüssigkeit fördert. Die pro Hub
geförderte
Flüssigkeitsmenge ist mittels des Hubverstellknopfes
15 regulierbar, die Anzahl der Hübe pro Dosierung wird mit der Zeitschaltuhr 13
gewählt.
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Über einen Verbindungsschlauch 16 wird die Flüssigkeit einer InJektionsnadel
17 zugeführt, durch die die Flüssigkeit in das saugfähige Material 9, das sich im
Flüssigkeitsreservoir 7 des Auftragskopfes 6 befindet, eingebracht wird. Als saugfähiges
Material 9 dient ein sehr weicher, die Flüssigkeit gut verteilender Filz, der das
Flüssigkeitsreservoir 7 fast vollständig ausfüllt.
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Der untere Bereich des Auftragskopfes 6 wird von der Auftragsspitze
8 gebildet, in die ein zweites saugfähiges Material 9 eingesetzt ist, das ebenfalls
aus Filz besteht, Jedoch eine wesentliche höhere Härte und damit einen erheblich
größeren Widerstand gegen Abrieb aufweist als das saugfähige Material 9 im Flüssigkeitsreservoir
7. Das saugfähige Material 9 ist, wie der Figur 2 zu entnehmen, in seiner Form der
Form der zu beschichtenden Fläche des Werkstückes 11 angepaßt, so daß nach einmaligem
Justieren der an dem Kolben 18 des Hubzylinders 19 angeordneten Gestänge 20 durch
Betätigung des Hubzylinders 19 die Auftragsspitze 8 auf- oder abbewegt werden kann,
so daß das saugfähige Material 9' die zu beschichtende Fläche 10 berührt. Um eine
gute Flüssigkeitszufuhr zu diesem zweiten saugfähigen Material zu erhalten, ist
dieses zweckmäßig vom ersten saugfähigen Material in Teilbereichen umschlossen.
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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß zumindest das
zweite saugfähige Material austauschbar
in der Auftragsspitze
angeordnet ist.
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Der Auftragskopf, der u. a. das Flüssigkeitsreservoir enthält, ist
schwenkbar gelagert und vorteilhaft über ein Gestänge mit einem Hubzylinder verbunden.
Die schwenkbare Lagerung ermöglicht den Einsatz des Auftragskopfes in horizontaler
und vertikaler Stellung sowie allen dazwischen liegenden Winkeln. Der Hubzylinder
dient dazu, die Auftragsspitze bis zur Berührung des zweiten saugfähigen Materials
mit dem Werkstück an die Aufnahme heranzufahren. Der Hubzylinder wird ebenso wie
der Getriebemotor über Impulse gesteuert, wodurch der Arbeitstakt des Getriebemotors
exakt in dem Moment beginnt, wenn die Auftrags spitze an das Werkstück herangefahren
ist.
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Das Werkstück 11 ruht in der Aufnahme 1, die über eine Führung 2 mit
dem Antrieb 3 verbunden ist. Im vorliegenden Fall ist der Antrieb 3 ein intermittierend
arbeitender Getriebemotor, der seine Steuerimpulse von einer nicht dargestellten
Schaltstelle erhält. Die Führung 2 ist als rotierender Dorn ausgebildet, der direkt
die tellerförmige Ausnahme 1 dreht. Die Aufnahme 1 ist mit einem Reibbelag 21 versehen,
der im vorliegenden Fall durch eine Moosgummischeibe gebildet wird, die als Mitnehmer
für das ringförmige Werkstück 11 dient.
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Nachdem die Pumpe 5 das im Flüssigkeitsreservoir 7 befindliche saugfähige
Material 9 mit Haftvermittler getränkt hat, wird dieser Haftvermittler durch das
saugfähige
Material 9 angesaugt und gelangt bis zur Auftragsfläche des in die Auftragsspitze
8 eingesetzten saugfähigen Materials 9s. Die Betätigung des Hubzylinders 19 löst
gleichzeitig die Rotationsbewegung der Führung 2 aus, wodurch das Werkstück 11 gedreht,
der Auftragskopf 6 abgesenkt und damit die Auftragsfläche 22 in Eingriff mit der
zu beschichtenden Fläche 10 des Werkstückes 11 kommt. Der Kolben 18 bleibt so lange
abgesenkt, bis eine volle Umdrehung und damit eine volle Beschichtung der zu beschichtenden
Fläche 10 erfolgt ist. Danach fährt er nach oben, wodurch automatisch die Umdrehung
der Führung 2 gestoppt wird.