用于向部件边缘施涂粘性材料的组合喷嘴以及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于向部件的边缘施涂粘性材料、特别是粘合剂的组合喷嘴以及
目.0
【背景技术】
[0002]向部件的边缘施涂粘性材料、如粘合剂对施涂机构要求很高，这是因为相对于部件引导部只有轻微的偏差才能够被接纳，并且还要建立部件的边缘的完全浸润。例如，铣削的碳纤维增加塑料(CFRP)部件上的部件边缘需要被密封，从而提供抵抗腐蚀的保护。密封可利用合适的施涂器以自动化的方式或半自动化的方式手工进行。
[0003]较高的时钟速率需要自动化或半自动化的方案、例如利用机器人，这是因为手工密封过于消耗时间并且由此缺乏经济性。通常而言，目前用于粘合剂自动化施涂的施涂器关联有这样的缺陷:在部件存在公差的情况下，喷嘴不能跟随部件边缘的偏差。这导致在预定的机器人路径中出现喷嘴与部件不想要的接触、或者喷嘴与部件过大的间隔。更进一步而言，许多传统的施涂器和喷嘴不能够在部件的窄小的贯通部中操作。
[0004]另外的问题在于:现代复合材料如CFRP的边缘由于它们可变的设计具有不同的边缘宽度。编程设定机器人路径以用于施涂器的中心对准相应地较为昂贵。尽管存在利用直接向机器人控制系统传递用于高度校正并且适用的话的用于横向校正的校正信号的合适的传感器系统的选择，但是这需要具备足够的空间用于传感器系统。此外，传感器控制系统昂贵、复杂并且会导致可观的延迟时间。
[0005]此外，在粘合剂的施涂期间存在这样的问题:在部件边缘窄小的情况下，尽管使用了宽槽喷嘴，但是在目前使用的喷嘴中，被施涂的粘合剂粒通常具有半圆形状，由此部件边缘的表面往往没有被浸润。然而，提供表面的完全浸润的边缘密封将需要的是双凸面的截面形状或扁平的圆形段的形状。
[0006]由于上述问题，到目前为止，具有有限的可靠近性的铣削的CFRP部件上的以及部件贯通部上的部件边缘通常为手工密封。具有非常窄小的半径以及贯通部的部件边缘只能手工密封。在这个过程中，粘合剂利用漆刷或从胶筒被手工施涂。此后，利用滚子将半圆形粘合剂粒分布在部件的边缘上，并且将跑到部件的侧部、或跑到不需要浸润的表面的多余的粘合剂手工清洁。
[0007]专利文献US4778642展示了一种用于施涂粘性材料的喷嘴，该喷嘴具有用于借助空气流影响材料的施涂的多个附加的喷嘴开孔。在这一设计中，用于材料的施涂的喷嘴开孔被四个空气喷嘴环绕，在材料的施涂期间，所述四个空气喷嘴将空气倾斜地吹入从所述喷嘴喷出的材料束，并且借此，使所述材料束在施涂之前完成成型。这样的技术还从所谓的旋转喷嘴知晓。更进一步而言，在作为这一出版公开文献的主题的喷嘴中，另外的空气喷嘴被设置在与用于材料的施涂的喷嘴开孔更大的间隔处，该另外的空气喷嘴对已经施涂的材料粒的成型进行作用。粘性材料向部件的边缘并且在局限的部件贯通部中的施涂、或者向具有窄小的半径的部件边缘的施涂所关联的问题并没有被这一出版公开文献解决。所示的喷嘴也不适用于这样的施涂，这是由于它的尺寸决定于多个喷嘴开口。
[0008]本发明的目的在提出一种用于向部件的边缘施涂粘性材料、特别是粘合剂的喷嘴和装置，所述喷嘴和装置允许部件的边缘的最佳浸润和喷嘴沿着部件的边缘的精确引导并且还适用于窄小的半径和部件贯通部。
【发明内容】
[0009]上述目的通过根据权利要求1至5的组合喷嘴和施涂装置予以实现。喷嘴和装置的有利实施例被从属权利要求限定、或在下述说明书和在示范实施例中提供。
[0010]本发明的组合喷嘴具有用于所述粘性材料的第一喷嘴通道，所述第一喷嘴通道导通至第一喷嘴开孔，以及用于气体介质、特别是空气的第二喷嘴通道，所述第二喷嘴通道导通至第二喷嘴开孔。所述两个喷嘴通道在组合喷嘴中相对于彼此具有角度地延伸，所述角度为在0°和10°之间，优选地为在0°和5°之间。所述两个喷嘴开孔设计为宽槽喷嘴，由此它们的宽度比它们的长度大。所述两个喷嘴开孔在纵向上以在3和5mm之间的中心距前后布置。
[0011]通过这种具有两个彼此紧挨的宽槽喷嘴的组合喷嘴的喷嘴设计、特别是单一部件的设计，利用扁平材料粒的经济的、非接触的自动边缘密封以及由此部件边缘的良好浸润被实现，该边缘密封不需要任何后续的手工修正或任何后续的清洁过程。粘性材料、如粘合剂通过第一宽槽喷嘴被施涂至部件的边缘。紧接着，用于气流或空气流的第二宽槽喷嘴在以较小固定距离处随后工作，该气流或空气流吹在已经施涂的材料粒上，由此使得所述材料粒变宽变平。通过扁平化的材料粒，部件的边缘的边上的更好的浸润得到加强。宽槽喷嘴开孔的选取使得能够在多种宽度上施涂粘性材料，从而使得喷嘴适合于部件边缘的具体尺寸。施涂的宽度可被工艺参数、如入料速度的设定和喷出的粘性材料的质量流量的设定影响。两个喷嘴开孔相对于彼此的紧密靠近以及优选地相互平行或至少大致相互平行的喷嘴的通道的设置使得能够实现非常紧凑的喷嘴，该紧凑的喷嘴使材料甚至能够施涂至窄小的半径或部件贯通部。
[0012]喷嘴开孔的宽度优选地为在3和6_之间；长度小于等于2_。优选地，第二喷嘴开孔布置为在平行于第一喷嘴通道的纵轴或部件边缘的表面法线的方向上相对于第一喷嘴开孔向后偏置约4±lmm的距离，从而实现气流或空气流对已施涂的材料粒的最佳影响。由此，空气出口布置为相对于部件表面比粘合剂出口高约3-4_。
[0013]为了向部件的边缘施涂粘性材料、如粘合剂，根据本发明的装置被提出，该装置在下文中还称之为施涂器。在施涂过程中，该装置沿着将施涂粘性材料的部件边缘在入料方向上被移动。在本文中，术语“部件的边缘”指的是部件或部件区段的窄侧，例如板件或玻璃面板的窄侧。所述装置具有用于粘性材料的喷嘴，该喷嘴安装在喷嘴安装部中或上。引导滚子(Diabolo)以这样的方式固定至喷嘴或喷嘴安装部:为了施涂粘性材料，引导滚子可放置在边缘上并且可沿着所述边缘被移动。在这种设计中，引导滚子以这样的方式布置:在施涂过程中，所述引导滚子确保喷嘴相对于边缘、特别是喷嘴的中心相对于边缘的限定的位置、以及恒定距离。喷嘴安装部通过连接机构连接至连接元件，所述装置或施涂器通过所述连接元件可连接至搬运装置、搬运器或筒件。采用这种方式，施涂器可例如连接至机器人臂并且可被机器人臂引导用于粘性材料的自动施涂。在本发明的装置中，连接机构以这样的方式设计:至少在部件边缘的方向上、即在平行于部件边缘上的表面法线的方向上，连接机构允许喷嘴安装部或喷嘴相对于连接元件的相对运动，并且连接机构具有弹簧机构，引导滚子在施涂过程中通过该弹簧机构被对着边缘按压。喷嘴安装部或喷嘴在边缘的方向上的运动以这样的方式选取:使得由于这一运动，沿着边缘部件的公差可得到补偿。这允许部件边缘的全自动或半自动密封。由于引导滚子，喷嘴沿着部件边缘的精确引导得到确保。由于喷嘴安装部相对于连接元件或搬运装置的运动以及固定施涂器的搬运器或筒件的运动，即使存在部件公差，喷嘴与部件的边缘的恒定距离可被实现而无需为此使用昂贵的传感器系统。
[0014]在本发明的装置中，引导滚子可在入料方向上布置在喷嘴的前方或后方。当通过来自附加的喷嘴开孔的空气流或气流对材料粒实施影响或成型时，位于喷嘴前方的结构被优选地选取。在位于喷嘴的后方的结构中，引导滚子优选地以这样的方式设计、特别是形成:使利用喷嘴施涂的材料粒的影响或成型通过引导滚子实现。由此，在这种情况下，引导滚子具有双重功能:一方面是确保喷嘴在施涂过程中相对于边缘的限定的位置，并且另一方面是对施涂的材料粒成型。在本文中，术语“成型”还指的是使材料粒变直或变光滑。
[0015]由此，喷嘴安装部可被制作为相应地窄小，从而使得采用这种方式也可在窄小的部件贯通部上执行材料的施涂。
[0016]连接机构可以多种方式实施。在有利的实施例中，连接机构设计为角度杆，其中，喷嘴安装部代表这一角度杆的臂部或被附接至这一角度杆。在这种结构中，喷嘴可例如为宽槽喷嘴，各种粘性材料可通过所述宽槽喷嘴施涂至部件的边缘。角度杆使得具有喷嘴的喷嘴安装部能够在表面法线的方向上相对于部件的边缘移动。这种施涂器例如连接至自动化装置(如机器人)和粘性材料的计量系统。引导滚子与部件边缘接触并且在喷嘴前方或后方于施涂器的运动方向或入料方向上移动。法线方向上的部件公差被角度杆上的弹簧机构补偿。由此，通过引导滚子，施涂器保持与部件的边缘的连续接触。
[0017]在本实施例的改进例中，用于获取角度杆的运动的传感器固定至施涂器，其中，所述传感器的测量数据可用来控制所述自动化装置。例如，角度杆的运动可通过作为传感器的距离激光被获取，从而将相对于所述自动化装置的编程预设的轨迹的偏差传递至轨迹控制系统，所述轨迹控制系统继而相应地校正所述轨迹。
[0018]通过这种施涂器，存在公差以及具有窄小的半径和限制的靠近性的部件的自动边缘密封成为可能。这一设计关联有非常多的优点:施涂器末端能