Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines flüssigen
bis pastösen Befettungsmittels auf eine Werkstückoberfläche gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und weit verbreitet. Beispielsweise
wird verwiesen auf die nachveröffentlichte deutsche Patentanmeldung
DE 10 2004 052 005.4 der Anmelderin,
deren Inhalt hiermit in den Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung mit eingeschlossen
wird.
Bekannte Düsen, so auch die in der zitierten Patentanmeldung
beschriebenen Düsen, weisen typischerweise einen Anschluss für ein Befettungsmittel
und wenigstens einen Anschluss für Druckluft auf. Mittels der Druckluft kann
eine Ventilnadel zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung
verlagert werden. Wird das Ventil geöffnet, kann Befettungsmittel abgegeben
werden und auf diese Weise dosiert auf die Werkstückoberfläche aufgebracht
werden. Die Düse weist hierzu typischerweise ein Steuerventil, insbesondere
ein unmittelbar an die Düse angebrachtes Steuerventil, ein so genanntes Pilotventil,
auf, welches über elektrische Zuleitungen mit einer Steuerungseinrichtung verbunden
ist. Die Steuerungseinrichtung kann elektrische Impulse oder Signale abgeben und
das Pilotventil öffnen oder schließen, so dass die Druckluft zur Verlagerung
der Ventilnadel durchgelassen oder gesperrt wird. Da die Druckluft die Verfahrbewegung
der Ventilnadel steuert, wird sie auch als Steuerluft bezeichnet.
Bei einer durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordenen, druckschriftlich
nicht belegbaren Vorrichtung der Anmelderin, ist die gemeinsame Befettungsmittelleitung
von einem Metallrohr und die gemeinsame Druckluftleitung von einem gesonderten Schlauchrohr,
nämlich von einem Druckluftschlauch, gebildet. Die beiden Rohre verlaufen parallel
zu einer balkenartigen Halterungsanordnung für die Düsen, auf der die
Düsen montiert sind. Von dem Befettungsmittelrohr und von dem Druckluftrohr
verlaufen eine Vielzahl von Querleitungen zu den einzelnen Düsen und versorgen
die Düsen mit Befettungsmittel und mit Druckluft.
Ausgehend von dieser vorbekannten Vorrichtung besteht die Aufgabe
der Erfindung darin, eine Vorrichtung des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart
weiter zu entwickeln, dass eine vereinfachte Bauweise möglich wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches
1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Düsen an einem Träger gehalten sind, in dem ein
erster Durchgangskanal zur Bereitstellung der Befettungsmittelleitung und ein zweiter
Durchgangskanal zur Bereitstellung der Druckluftleitung angeordnet ist.
Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, auf eine
gesonderte mechanische Halterung für die Düsen zu verzichten, und als
Halterungseinrichtung einen Träger vorzusehen, in dem Durchgangskanäle
angeordnet sind, die die Befettungsmittelleitung und die Druckluftleitung darstellen.
Der Träger kann beispielsweise von einem massiven Metallblock gebildet sein,
der Durchgangsbohrungen aufweist. Diese Durchgangsbohrungen stellen die Durchgangskanäle
bereit. Der Träger kann aus einer Vielzahl von blockartigen Segmenten gebildet
sein, die z.B. linear aneinander befestigbar sind. Es besteht daher die Möglichkeit,
den Träger in Form einer axial langgestreckten Balken- oder Reihenanordnung
auszubilden, wobei der Träger von insbesondere vollständig durchgehenden
Durchgangskanälen durchsetzt ist.
An dem Träger sind erfindungsgemäß die einzelnen Düsen
beliebig auswählbar positionierbar. An den Orten, an denen die Düsen positioniert
werden, sind Stichkanäle vorgesehen, das heißt z.B. Querbohrungen, die
sich quer zu der Längserstreckung der Durchgangskanäle erstrecken. Die
Stichkanäle verbinden die Durchgangskanäle mit entsprechenden Anschlüssen
an der Düse.
Die Reihenanordnung von Segmentblöcken zur Bereitstellung eines
Trägers kann beliebig axial verlängert werden. Damit ist einerseits eine
vereinfachte Konstruktion einer Vorrichtung möglich, da modulbauartig vorhandene
Segmentblöcke nur in der erforderlichen Zahl zusammengefasst werden müssen.
Andererseits kann der Leitungs- und Verkabelungsaufwand deutlich reduziert werden.
Während bei der Vorrichtung des Standes der Technik zahlreiche Schlauch- und
Rohranschlüsse zum Durchschleifen der gemeinsamen Befettungsmittelleitung und
der gemeinsamen Druckluftleitung einzeln montiert werden mussten, kann erfindungsgemäß
in einem einzigen Befestigungsschritt die Düse an dem Träger montiert
und zugleich eine druckluftdichte bzw. befettungsmitteldichte Verbindung zwischen
den Anschlüssen an der Düse und den Durchgangskanälen bewerkstelligt
werden.
Die erfindungsgemäße Vereinfachung des Konstruktionsaufwandes
und der Bauweise der Vorrichtung wird insbesondere dann deutlich, wenn man bedenkt,
dass typischerweise nicht nur eine gemeinsame Druckluftleitung, sondern mehrere
gemeinsame Druckluftleitungen zur Versorgung der Düsen vorgesehen sind. So
kann eine erste gemeinsame Druckluftleitung die Steuerluft bereitstellen, die zur
Verlagerung der Ventilnadel erforderlich ist. Zusätzlich kann aber auch eine
Sprühluft- oder Drallluftleitung vorgesehen sein, die erfindungsgemäß
von einem gesonderten Durchgangskanal bereitgestellt werden kann. Schließlich
kann auch noch eine Breitstrahlluft-Leitung vorgesehen sein, die von einem weiteren
gesonderten Durchgangskanal bereitgestellt werden kann. Damit sind in dem Träger
beispielsweise vier Durchgangskanäle anordenbar, von denen jeweils ein Stichkanal
zu der an dem entsprechenden Segmentblock montierten Düse führt. Durch
Montage der Düse an dem entsprechenden Segmentblock können somit zugleich
vier Stichkanäle und entsprechend eine Öl- und drei Luft-Leitungen an
die Düse angeschlossen werden.
Vergleicht man diese erfindungsgemäße Montage mit den bei
der Vorrichtung des Standes der Technik erforderlichen Montageschritten, stellt
man fest, dass bei der bekannten Vorrichtung eine Montage der Düse an einer
gesonderten Halterungseinrichtung erforderlich war, und nachfolgend vier einzelne
Montageschritte erforderlich waren, um die einzelnen Stichleitungen an die Düse
und an die gemeinsame Befettungsmittel- sowie an die gemeinsame Druckluftleitung
anzuschließen. Die Zahl der Montageschritte ist daher bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung drastisch reduziert.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht den Rückgriff
auf vorgefertigte Komponenten, nämlich auf vorgefertigte Segmentblöcke,
so dass auch der Lageraufwand und der Herstellungsaufwand deutlich reduziert werden
kann. Zwischen jeweils zwei mit Düsen bestückten Segmenten können
auch ein oder mehrere Freisegmente angeordnet werden. Die Freisegmente können
entweder Stichkanäle aufweisen, die mit Düsenplatten verschlossen sind,
oder frei von Stichkanälen sein, und ausschließlich Durchgangskanäle
aufweisen.
Gemäß dem Prinzip der Erfindung stellt ein gemeinsames Element,
nämlich der Träger, die Versorgungsleitungen bereit und übernimmt
die zugleich Montagefunktion für die Düsen. Dies ermöglicht neben
einer vereinfachten Montage auch eine sehr kompakte und damit platzsparende Bauweise
der Vorrichtung, da auf eine gesonderte Halterungsvorrichtung verzichtet werden
kann.
Schließlich kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch eine bessere Temperatursteuerung und -kontrolle des Befettungsmittels erfolgen.
Insbesondere, wenn der Träger aus Metall besteht oder zumindest metallene Bereiche
oder Teile aufweist, kann der Träger einfach, z.B. insgesamt, beheizt werden.
Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle der Konsistenz des Befettungsmittels,
beispielsweise wenn so genannte „hot melt"-Befettungsmittel verwendet werden,
also solche Befettungsmittel, die nur in einem Bereich einer bestimmten Temperatur
eine gewünschte Konsistenz aufweisen.
In dem Träger kann ein gesonderter Durchgangskanal vorgesehen
sein, der eine Heizleitung bereitstellt. Die Heizleitung kann beispielsweise von
einer erhitzten Flüssigkeit durchströmt werden oder mit einem hochohmigen
elektrischen Draht oder einem anderen geeigneten Heizmittel bestückt sein.
Die Heizleitung kann beispielsweise unmittelbar benachbart der Befettungsmittelleitung
angeordnet sein, um beispielsweise nur einen bestimmten Bereich des Trägers
zu erwärmen.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein weiterer Durchgangskanal
in dem Träger angeordnet sein, der einen Befettungsmittelrücklauf ermöglicht,
so dass ein geschlossener Befettungsmittelkreislauf durch den Träger hindurch
erzielbar ist. Dazu kann der Durchgangskanal, der die Befettungsmittelleitung darstellt,
z.B. an einem Ende des Trägers mit einem weiteren Durchgangskanal, der den
Befettungsmittelrücklauf darstellt, verbunden sein, so dass das Befettungsmittel
in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren kann.
Als gemeinsame Befettungsmittelleitung wird im Sinne der vorliegenden
Patentanmeldung derjenige Durchgangskanal verstanden, an den mehrere Düsen
angeschlossen sind bzw. der mehrere Düsen mit Befettungsmittel versorgen kann.
Gleichermaßen wird als gemeinsame Druckluftleitung im Sinne der vorliegenden
Patentanmeldung derjenige Durchgangskanal verstanden, der mehrere Düsen mit
Druckluft versorgen kann.
Als Träger im Sinne der Patentanmeldung wird jedes Element verstanden,
welches eine mechanische Halterungsfunktion für die Düsen mit übernimmt.
An dem Träger können die Düsen mittelbar oder unmittelbar montiert
werden. Hierzu weist der Träger vorzugsweise eine oder mehrere Montageflächen
auf.
Der Träger kann aus Segmentblöcken gebildet sein, die einstückig
ausgebildet sind und mehrere Durchgangskanäle umfassen. Alternativ ist auch
vorstellbar, dass der Träger aus einer Vielzahl von Segmentblöcken gebildet
ist, die jeweils aus mehreren Teilen bestehen, so dass beispielsweise ein Segmentblock
aus drei einzelnen kleineren Blöcken zusammengesetzt ist, die jeweils einen
Durchgangskanal aufweisen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
verlaufen von den Durchgangskanälen Stichkanäle, insbesondere Querbohrungen,
zu entsprechenden Anschlüssen an der jeweiligen Düse. Die Düse kann
hierzu beispielsweise mit einem Befettungsmittelanschluss und mit einem Druckluftleitungsanschluss
ausgestattet sein. Die Montage der Düse an dem Träger erfolgt derart,
dass die düsenseitigen Anschlüsse mit den freien Enden der
Stichkanäle in fluchtende Anordnung geraten. Gegebenenfalls können auch
Dichtungselemente, beispielsweise O-Ringe, im Bereich zwischen den Anlageflächen
der düsenseitigen Anschlüsse und der freien Enden der Stichkanäle
vorgesehen sein. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine besonders
einfache Montage der Vorrichtung in nur wenigen Montageschritten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist eine Anordnung der Durchgangskanäle in dem Querschnitt des Trägers
derart getroffen, dass von jedem, für die jeweilige Düse erforderlichen
Durchgangskanal ein geradliniger Stichkanal zu der Düse verläuft. Die
Anordnung der Durchgangskanäle in dem Querschnitt wird dabei vorzugsweise so
gewählt, dass von einer einzigen Seite des Trägers her jeder Durchgangskanal
erreichbar ist. Dies ermöglicht die Anbringung einer Düse an einer einzigen
Seite des Trägers, wobei von der Montageseite aus jeder Durchgangskanal angezapft
werden kann.
Bei alternativen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann eine Düse auch an zwei oder mehr Seiten des gleichen Segmentblockes des
Trägers befestigt werden. In diesem Falle können die Stichkanäle
von unterschiedlichen Montageflächen des Segmentes her zu den Durchgangskanälen
verlaufen.
Vorteilhaft ist insbesondere, wenn alle Stichkanäle parallel
zueinander verlaufen. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung und
Montage.
Der Träger kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung aus mehreren Segmenten bestehen. Dies ermöglicht eine modulare
Bauweise.
Die Segmente können aneinander mittels Befestigungsmitteln befestigbar
sein. Dadurch wird eine besonders einfache Bauweise möglich.
Die Befestigungsmittel können Spannmittel umfassen, die eine
Verspannung zweier benachbarter Segmente gegeneinander ermöglichen. Vorteilhaft
ist bei dieser Ausgestaltung eine besonders einfache Montage. Die Befestigung zweier
benachbarter Segmente aneinander zur Ausbildung eines Trägers ermöglicht
in einem gleichen Befestigungsschritt auch das Spannen der beiden Segmente gegeneinander.
Auf diese Weise können Dichtflächen wirksam gesetzt werden.
Vorteilhafterweise sind zwischen zwei Segmenten Dichtmittel angeordnet.
Dies ermöglicht eine besonders einfache Bauweise.
Vorteilhaft sind die Segmente zu einer Reihenanordnung zusammengefasst.
Dies ermöglicht wählbare axiale Längen des Trägers und eine
beliebige Anpassung eines Trägers an die erforderliche Bearbeitungsbreite.
Berücksichtigt man, dass die Werkstückoberfläche typischerweise relativ
zu der feststehenden Vorrichtung an dieser vorbeibewegt wird, so ist die Bearbeitungsbreite
ein wesentliches Kriterium der Vorrichtung. Die Bearbeitungsbreite kann mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung auch ohne Weiteres später noch vergrößert
oder verkleinert werden, beispielsweise indem zusätzliche Segmente an einem
vorhandenen Träger montiert bzw. demontiert werden.
Die Unterteilung des Trägers in einzelne Segmentblöcke lässt
eine Bauweise zu, bei der die Segmente z.B. Standardbreiten von z.B. 50 mm oder
100 mm axialer Länge aufweisen, was eine besonders übersichtliche Konstruktion
ermöglicht. Andererseits können die Segmente, die zu einem Träger
zusammengesetzt werden, aber auch beliebige und gegebenenfalls unterschiedliche
axiale Längen aufweisen.
Bei Ausbildung eines Trägers aus einer Vielzahl von Segmenten
und unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Möglichkeit, Freisegmente
vorzusehen, und beispielsweise Stichkanäle mit Blindplatten zu verschließen,
wird durch die modulbauartige Bauweise des Trägers auch eine Änderung
der Positionierung von Düsen an einem vorhandenen Träger möglich.
Für den Fall, dass eine Umrüstung an einer bestehenden Vorrichtung vorgenommen
werden soll, indem Düsen umgesetzt werden, ist dies erfindungsgemäß
auf denkbar einfache Weise möglich. So können Düsen beispielsweise
von vorhandenen Segmentblöcken demontiert werden. Entsprechende Blindplatten
können die freigesetzten Stichkanäle verschließen. An anderen Stellen
des Trägers können vorhandene Blindplatten durch zu montierende Düsen
ersetzt werden. Auch ist ein modulartig aus Segmenten aufgebauter Träger ohne
Weiteres zerlegbar und erlaubt z.B. die Einführung von Zwischenstücken,
gegebenenfalls auch unterschiedlicher axialer Längen.
Vorteilhaft sind an wenigstens einem Ende des Trägers Anschlussmittel,
insbesondere zur Verbindung mit einem Befettungsmittelvorrat oder/und zur Verbindung
mit einem Kompressor vorgesehen. Der Träger kann vorzugsweise an einem Ende,
gegebenenfalls aber auch an zwei Enden, mit einer Pumpe für das Befettungsmittel
und einem Befettungsmittelvorrat verbunden sein, so dass eine zentrale Versorgung
der Befettungsmittelleitung und damit eine einfache Bauweise möglich wird.
Gleichermaßen kann der Träger an wenigstens einem Ende mit einer Druckluftquelle,
also mit einem Kompressor, der die Druckluft generiert, verbunden sein.
Alternativ zu einer endseitigen Anordnung von Anschlussmitteln an
dem Träger kann auch ein beispielsweise mittig oder an einer beliebigen Stelle
an dem axial langgestreckten Träger ein Anschlussmittel, z.B. zur Verbindung
mit einem Befettungsmittelvorrat oder zur Verbindung mit einem Kompressor vorgesehen
sein.
Andererseits ist es auch möglich, an einem Ende des Trägers
ein Anschlussmittel zur Verbindung mit einem Befettungsmittelvorrat und an dem anderen,
gegenüberliegenden Ende ein Anschlussmittel zur Verbindung mit einem Kompressor
vorzusehen. Dies kann sich beispielsweise bei bestimmten Raumsituationen als vorteilhaft
erweisen, wenn z.B. die Platzverhältnisse beengt sind.
Schließlich ist es auch möglich, dass an einem Träger
an mehreren unterschiedlichen axialen Positionen Anschlussmittel vorgesehen sind.
Beispielsweise kann der Träger bei einer großen axialen Längserstreckung
mehrere Anschlussmittel zur Verbindung mit einem Befettungsmittelvorrat oder mit
mehreren Befettungsmittelvorräten und/oder zur Verbindung mit einem Kompressor
aufweisen. Auf diese Weise können auch bei sehr großen, axial langgestreckten
Durchgangskanälen sehr genaue, über die gesamte Längserstreckung
des Trägers konstante Druckverhältnisse und/oder Temperaturverhältnisse
erzielt werden.
Der Träger kann an wenigstens einem Ende auch mit Abschlussmitteln
versehen sein. Hierzu kommt beispielsweise eine Blindplatte in Betracht, die den
Durchgangskanal endseitig vollständig verschließt. Alternativ können
auch zwei Durchgangskanäle miteinander durch eine Leitung verbunden sein, beispielsweise
um einen geschlossenen Befettungsmittelkreislauf durch den Träger hindurch
zu bewerkstelligen.
Vorteilhaft sind die Düsen unmittelbar an dem Träger befestigbar.
Dies erlaubt eine besonders einfache Konstruktion.
Weiter vorteilhaft ist an den Düsen jeweils ein Pilotventil angeordnet.
Dies ermöglicht einen Rückgriff auf Düsen mit im Wesentlichen herkömmlicher
Bauart.
Weiter vorteilhaft sind die Düsen jeweils mit einer elektrischen
Steuerleitung verbunden. Dies ermöglicht den Rückgriff auf herkömmliche
Komponenten, beispielsweise auf eine herkömmliche elektronische Steuerung.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten
Unteransprüchen, sowie anhand der nun folgenden Beschreibung mehrerer in den
Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
1 in einer schematischen, teilgeschnittenen Ansicht
ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit drei teilweise dargestellten Segmentblöcken und Düsen,
2 die Vorrichtung gemäß 1
in einer Seitenansicht gemäß Ansichtspfeil II in 1,
3 die Vorrichtung gemäß 1
in einer schematischen teilgeschnittenen Ansicht gemäß Schnittlinie III-III
in 1,
3a einen Segmentblock der Vorrichtung gemäß
3 in vergrößerter Darstellung,
3b eine Düse des Standes der Technik, wie sie
bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß in den vorbeschriebenen
Figuren verwendet werden kann,
4 die Vorrichtung gemäß 1
gemäß Ansichtspfeil IV in Draufsicht,
5 die Vorrichtung gemäß 1
in perspektivischer Ansicht etwa gemäß Ansichtspfeil V in 1,
wobei der dritte Segmentblock und die dritte Düse vollständig dargestellt
sind,
6 die Vorrichtung gemäß 1
in einer vereinfachten schematischen teilgeschnittenen Rückansicht, wobei lediglich
zwei der drei Düsen und Segmentblöcke dargestellt sind,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 6,
wobei zwei Freisegmente vorgesehen sind,
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 7,
bei der an zwei unterschiedlichen Seiten des Trägers Düsen angeordnet
sind, und
9 in einer schematischen Schnittdarstellung der Verbindungsbereich
zwischen zwei benachbarten Segmentblöcken mit den Befestigungsmitteln und den
zugehörigen Spannmitteln, etwa in einer Darstellung gemäß Schnittlinie
IX-IX in 1, aber im Unterschied zu der zeichnerischen
Angabe der 1 etwa in einer Blickrichtung quer zur Papierebene
der 1.
Die in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete
Vorrichtung soll zunächst hinsichtlich ihrer grundsätzlichen Prinzipien
anhand der 3b beschrieben werden. Angemerkt sei bereits
an dieser Stelle, dass in der folgenden Figurenbeschreibung, auch so weit unterschiedliche
Ausführungsbeispiele betroffen sind, der Übersichtlichkeit
halber gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen,
teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben oder unter Hinzufügung
eines Apostrophs, versehen sind.
3b zeigt eine in ihrer Gesamtheit mit 13 bezeichnete
Düse, durch die hindurch ein Befettungsmittel auf die Oberfläche
11 eines Werkstückes 12 aufbringbar ist. Die Düse
13 ist ortsfest, das heißt in einem Raum fest angeordnet, und das
Werkstück 12 bewegt sich typischerweise entlang der Bewegungsrichtung
des Pfeiles x mit einer bekannten Geschwindigkeit und unter einem bestimmten Abstand
an der Düse 13 vorbei.
Die Düse weist eine Ventilnadel 14 auf, die in
3b in ihrer geschlossenen Stellung dargestellt ist
und die mit ihrer bezüglich 3b rechten Spitze
in einem Ventilsitz 15 angeordnet ist. Die Düse 13 ist in
ihrer Position gemäß 3b geschlossen.
Die Düse 13 verfügt über einen Druckluftanschluss
16 für Steuerluft, durch den hindurch bei einer entsprechenden Steuerung
durch ein später noch zu erläuterndes Steuerventil, insbesondere ein Pilotventil,
Druckluft in die Kammer 23 eingeführt werden kann, woraufhin aufgrund
des vorhandenen Drucks, der auch an der bezüglich 3b
rechten Wand des Flansches 17 anliegt, die gesamte Ventilnadel
14 entgegen der Kraft der Druckfeder 18, das heißt bezüglich
3b nach links, verfährt, und auf diese Weise ihre
nicht dargestellte Öffnungsstellung erreicht. In der Öffnungsstellung
ist die Ventilspitze von dem Ventilsitz 15 abgehoben und lässt dazwischen
einen Durchtritt von Befettungsmittel zu. Hierzu verfügt die Düse
13 über einen Ölanschluss 20, der in eine Ölkammer
21 mündet. Die Ölkammer steht ständig unter Druck, so dass,
sobald sich die Ventilnadel 14von ihrem Ventilsitz 15 abhebt,
Öl in Austrittsrichtung A austreten und auf die Werkstoffoberfläche
11 aufgebracht werden kann. Angemerkt sei, dass im Folgenden, soweit der
Begriff „Öl" als Synonym verwendet wird, grundsätzlich jegliche
Art von Befettungsmitteln gemeint ist.
Nach Betätigung der Ventilnadel kann das Pilotventil dafür
sorgen, dass die Druckluft gesperrt wird und insoweit an dem Druckluftanschluss
16 keine Steuer-Druckluft mehr anliegt. Anschließend kann der Druck
über den Gasauslass 19 sowie gegebenenfalls über weitere, nicht
dargestellte Gasauslässe entweichen.
Angemerkt sei, dass beispielhaft in 3b
noch ein Sprüh- oder Drall-Luftanschluss 24 dargestellt ist, mit dem
z.B. die Form des Öl-Strahls beeinflusst werden kann. Eine Düse
13 kann über eine Vielzahl weiterer, in 3b
nicht dargestellter Luftanschlüsse, beispielsweise auch für einen Breitluft-Strahl,
verfügen.
Schließlich sei noch angemerkt, dass die Düse
13 gemäß 3b schematisch einen elektrischen
Anschluss darstellt, der insgesamt Bestandteil einer Verstelleinrichtung
22 sein kann. Die Verstelleinrichtung 22 kann beispielsweise dazu
dienen, den Ventilhub einzustellen oder eine Ventilnadelposition zu detektieren.
Die Verstelleinrichtung kann auch manuell, beispielsweise in Form einer herkömmlichen
gerändelten Schraube ausgebildet, betätigbar sein, um eine mechanische
Einstellung eines Anschlages für die Ventilnadel vorzunehmen.
Weiter sei angemerkt, dass die Vorrichtung typischerweise derart angeordnet
wird, dass das Werkstück 12 im Wesentlichen horizontal, d.h. parallel
zu dem Boden des nicht dargestellten Raumes verfährt. Mithin ist die Abgaberichtung
A normalerweise, aber nicht zwingend, am Aufstellort der Vorrichtung in Richtung
der wirkenden Gravitationskraft orientiert. Die 3b
und die übrigen Zeichnungen berücksichtigen diese Montagesituation nicht.
Der Betrachter der Zeichnungen muss sich die Vorrichtung teilweise entsprechend
gedreht vorstellen.
Der Übersichtlichkeit halber ist in jeder Figur ein Koordinatenkreuz
mit entsprechenden Koordinaten bezeichnet. Mit x ist die Bewegungsrichtung des Werkstücks
relativ zu der feststehenden Vorrichtung und mit y und z sind entsprechende Querrichtungen
bezeichnet. Y bezeichnet die Richtung der kürzesten Verbindungslinie zwischen
der Düse 13 und dem Werkstück 12 und z die Längserstreckung
einer Reihenanordnung mehrerer Düsen 13.
Anhand der 1 bis 3b
wird nun die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 wie folgt erläutert:
1 zeigt eine Reihenanordnung von drei Düsen
13a, 13b, 13c in Erstreckungsrichtung z. Die Düse
13c ist nur teilweise dargestellt. Jede der Düsen 13a,
13b, 13c kann sich der Betrachter beispielsweise als eine Düse
13 gemäß 3b vorstellen. Demgemäß
befindet sich an dem bezüglich 3 rechten Endabschnitt
der Düse 13b ein Ventilkopf 28 mit geänderter geometrischer
Form, in dessen Mittelbereich das spitze Ende der Ventilnadel 14 angeordnet
ist. Im Bereich des Ventilkopfes 28 ist also auch die Austrittsöffnung
für das Befettungsmittel angeordnet. Die Versteileinrichtung 22 ist
in 3 ebenfalls geringfügig anders dargestellt
gegenüber der 3b.
Bezüglich der 1 bis 3
ist ein Pilotventil 26a, 26b, 26c jeweils oberhalb der
zugehörigen Düse 13a, 13b, 13c angeordnet.
Das Pilotventil ist auf nicht dargestellte Weise mit elektrischen Zuleitungen ausgestattet,
die auf ebenfalls nicht dargestellte Weise mit einer zentralen Steuerung der Vorrichtung 10
verbunden sind. Das Pilotventil erhält von der Steuerung Impulse oder Signale,
die die Druckluftleitung auf zuvor beschriebene Weise freischalten oder sperren
können. Die Pilotventile können einstückig oder einteilig mit den
entsprechenden Düsen 13a, 13b, 13c ausgebildet sein.
Jede Düse 13a, 13b, 13c ist auf einem
zugehörigen Segmentblock 27a, 27b, 27c befestigt.
2 zeigt schematisch angedeutet zwei Schrauben
29a, 29b, die geeignete Montagemittel darstellen, um die entsprechende
Düse 13a auf dem entsprechenden Segmentblock 27a festzulegen.
Die Schrauben 29a, 29b können beispielsweise entsprechende
Durchgangsbohrungen in dem Düsenkörper durchgreifen und in nicht näher
dargestellte, mit Innengewinde versehene Sackbohrungen in dem entsprechenden Segmentblock
27a eingreifen. Die Düse 13a kann so auf dem entsprechenden
Segmentblock 27a festgelegt werden.
Jeder Segmentblock 27a, 27b, 27c weist,
was zunächst anhand 3a erläutert werden soll,
eine Vielzahl von Durchgangskanälen 30a, 30b, 30c,
30d auf. Von jedem der Durchgangskanäle 30a, 30b,
30c, 30d geht jeweils ein eigener Stichkanal 31a,
31b, 31c, 31d quer ab. Der Begriff „Durchgangskanal"
veranschaulicht bereits, dass sich der Durchgangskanal 30a, 30b,
30c, 30d über die gesamte axiale Länge des jeweiligen
Segmentblockes 27a, 27b, 27c in Längsrichtung z
erstreckt. Der Stichkanal ist jedoch in Axialrichtung z relativ kurz gehalten und
befindet sich an der Axialposition des zugehörigen Segmentblockes
27a, 27b, 27c, an der auch entsprechende Anschlüsse
an der Düse vorgesehen sind.
Der jeweilige Stichkanal 31a, 31b, 31c,
31d kann beispielsweise von einer Querbohrung gebildet sein, die sich ausgehend
von der Montagefläche M des jeweiligen Segmentes 27 bis hin zu dem
entsprechenden Durchgangskanal 30a, 30b, 30c,
30d erstreckt. 3a lässt erkennen, dass
die vier Stichkanäle parallel zueinander verlaufen.
Aus 3a ist des Weiteren ersichtlich,
dass sämtliche Stichkanäle in einer gemeinsamen Querschnittsebene des
Trägers 25 bzw. des entsprechenden Segmentblockes 27 positioniert
sein können. Im Gegensatz dazu lässt die später noch zu erläuternde
7 aber erkennen, dass unterschiedliche Stichkanäle
31a, 31b in einem gemeinsamen Segmentblock 27d auch in
unterschiedlichen Axialpositionen, in Längsrichtung z des Trägers
25 betrachtet, angeordnet sein können. Letzteres setzt natürlich
eine entsprechende axial voneinander beabstandete Anordnung der Anschlüsse
an der Düse voraus.
Ausweislich 1 besteht ein Träger
25 im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung aus mehreren Segmentblöcken
27a, 27b, 27c. Die Segmentblöcke 27 können
zu einer Reihenanordnung zusammengefasst werden. Die Düsen 13a,
13b, 13c sind jeweils auf einer Montagefläche M des entsprechenden
Segmentblockes (z.B. Segmentblock 27b gemäß 3a)
montiert. Die Pilotventile 26a, 26b, 26c können
an der zugehörigen Düse 13a, 13b, 13c über
nicht dargestellte Befestigungsmittel montiert sein. Alternativ ist es auch möglich,
dass die Düse 13a gemeinsam mit dem Pilotventil 26a einstückig
oder vormontiert ausgebildet ist. Bei Montage der entsprechenden Düse (z.B.
der Düse 13a) an dem entsprechenden Segmentblock (z.B. an dem Segmentblock
27a) wird somit zugleich auch das Pilotventil 26a mit montiert.
Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird nun auf die 6 verwiesen. 6
zeigt in einer sehr schematischen Darstellung der Übersichtlichkeit halber
lediglich zwei Durchgangskanäle 30a und 30b. In den
6 bis 8 sind diese Durchgangskanäle
30a und 30b gestrichelt bzw. gestrichpunktet dargestellt. Der
Einfachheit halber sei angenommen, dass der Durchgangskanal 30a die Steuer-Druckluftleitung
und der Durchgangskanal 30b die Befettungsmittelleitung darstellt.
Die beiden Segmentblöcke 27a und 27b sind völlig
identisch ausgebildet und werden derart relativ zueinander angeordnet, dass die
entsprechenden Durchgangskanäle 30a und 30b zueinander fluchten.
Die Querbohrungen 31a und 31b zur Bereitstellung der Stichkanäle
verlaufen unmittelbar zu den jeweiligen Anschlussstellen 16,
20 und 24 an der Düse 13 (vgl. 3b).
Genaugenommen ist die Situation diejenige, dass der Stichkanal 31b, der
von der gemeinsamen Befettungsmittelleitung 30b ausgeht, zu der Anschlussstelle
20 an der Düse 13 gemäß 3b
geführt ist. Der Stichkanal 31a für die Steuerluft-Druckluftleitung
verbindet allerdings die gemeinsame Steuerluft-Druckluftleitung 30a nicht
unmittelbar mit dem Druckluftanschluss 16 der Düse 13 gemäß
3b, sondern mit einem Anschluss an dem nicht dargestellten
Pilotventil, welches die Druckluft schaltet. Zwischen dem Anschluss 16
der Düse 13 gemäß 3b und dem
in 6 angedeuteten oberen Ende des zugehörigen
Stichkanals 31a ist daher das elektrisch schaltbare Pilotventil, was in
den Figuren nicht dargestellt ist, angeordnet.
Eine Montage der entsprechenden Düse 13 gemäß
3b an dem zugehörigen Segmentblock 27
erfolgt z.B. mittels der Befestigungsschrauben 29a, 29b (vgl.
2), derart, dass automatisch eine korrekte Ausrichtung
der düsenseitigen Anschlüsse 16, 20, 24 zu
den freien Enden der Stichkanäle 31a, 31b, 31c,
31d erfolgt. Die Zahl der Anschlussstellen an der Düse 13
entspricht vorzugsweise der Zahl der Stichkanäle. Wird eine Düse
13 gemäß 3b verwendet, werden vorzugsweise
drei Stichkanäle erforderlich sein. Gleichermaßen wären bei Verwendung einer
solchen Düse unter Umständen auch nur drei Durchgangskanäle in dem
Träger erforderlich.
Die Zahl der Durchgangskanäle in dem Träger 25
ist abhängig von der gewünschten Funktionalität der Düse. Werden
beispielsweise neben einer Steuer-Druckluftleitung auch noch eine Sprühstrahl-Luftleitung
und eine Breitstrahl-Luftleitung erforderlich, so weist der Träger vorzugsweise
drei Durchgangskanäle zur Bereitstellung der Luftleitungen auf.
Für den Fall, dass zusätzlich ein geschlossener Befettungsmittelkreislauf
durch den Träger 25 hindurch gewünscht ist, wären dann noch
zwei weitere Durchgangskanäle zur Bereitstellung der beiden Befettungsmittelleitungen
erforderlich.
Die serielle oder Reihenanordnung der Blocksegmente 27a,
27b, 27c zu einem Träger 25 ermöglicht, wie
dies insbesondere 6 veranschaulicht, Durchgangskanäle,
die sich entlang der gesamten axialen Erstreckung der Segmente 27a,
27b, 27c bzw. des Trägers 25 erstrecken. Die Stichkanäle
zweigen nur an den Stellen von den Durchgangskanälen 30a,
30b, 30c, 30d ab, an denen sich die düsenseitigen
Anschlussstellen befinden.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei
dem zwischen einem ersten Segment 27a, an dem eine Düse
13a montiert ist, und einem zweiten Trägersegment 27c, an
dem eine Düse 13c montiert ist, ein Freisegment 27b angeordnet
ist. Dieses Freisegment 27c weist ebenfalls entsprechende Durchgangskanäle
30b, 30a auf, so dass sich eine insgesamt vollständig durchgehende
Kanalleitung für das Befettungsmittel bzw. für die Druckluft durch den
Träger 25 hindurch ergibt. Das Segment 27b weist keinerlei
Stichkanäle auf. Hier ist also keine Montage einer Düse vorgesehen.
Das Segment 27d der 7 ist ebenfalls
ein Freisegment und weist entsprechende Stichkanäle 31a,
31b auf. Die Stichkanäle sind allerdings von einer Blindplatte oder
Abschlussplatte 33 verschlossen. Dadurch besteht grundsätzlich auch
die Möglichkeit, nachträglich, beispielsweise für einen Umbau der
Vorrichtung, die Abschlussplatte 33 zu entfernen und eine Düse anzubringen.
8 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel,
bei dem ein Träger 25 aus fünf Segmenten 27a,
27b, 27c, 27d und 27e zusammengesetzt ist. Eine
Besonderheit besteht hier darin, dass an zwei unterschiedlichen Montageseiten M1
und M2 des gleichen Segmentblockes 27b des Trägers
25 zwei Düsen 13a, 13b befestigt sind. Gleichermaßen
könnte selbstverständlich auch eine versetzte Anordnung in Betracht kommen,
beispielsweise derart, dass die Düse 13b nicht an der Montagefläche
M2, sondern an einer Montagefläche M3 des benachbarten
Segmentblockes 27a befestigt ist. Letzteres würde natürlich die
Anordnung von in 8 nicht dargestellten Stichkanälen
voraussetzen.
9 soll die erfindungsgemäß besonders einfach
ausgestaltete Montage zweier Segmentblöcke 27a, 27b aneinander
verdeutlichen: In dem Segmentblock 27a des Trägers 25 befindet
sich ein Abschnitt 30a' eines Durchgangskanals 30a und in dem
Segmentblock 27b des benachbarten Segmentblockes befindet sich, fluchtend
angeordnet, ein entsprechender Abschnitt 30a'' des Durchgangskanals
30a. Im Bereich der Anlageflächen F1 und F2
der beiden Segmentblöcke 27a und 27b erweitern sich die Abschnitte
30a', 30a'' des Durchgangskanals zu einer Aufnahmekammer
34. In der Aufnahmekammer 34 ist ein Dichtungsring 35,
beispielsweise ein O-Ring angeordnet, und sorgt für eine vollständige
Abdichtung des Durchgangskanals.
9 lässt des Weiteren in den beiden Segmentblöcken
27a und 27b Sackbohrungen 36a und 36b erkennen,
die jeweils eine Querbohrung 37a bzw. 37b aufweisen.
In dem durch die beiden Sackbohrungen 36a und 36b
gebildeten Hohlraum wird ein Spannelement 38 angeordnet, welches an seinen
beiden freien Enden Spannflächen 39a und 39b aufweist. Durch
die Querbohrungen 37a und 37b wird jeweils eine Spannschraube
40a, 40b durchgesteckt, die beispielsweise von einer Madenschraube
gebildet sein kann. Durch Betätigung der Spannschraube 40a,
40b, die z.B. ein Außengewinde aufweist und mit einem nicht dargestellten
Innengewinde an dem entsprechenden Segmentblock 27a, 27b zusammenwirkt,
können die Spannflächen 39a und 39b von den Spannschrauben
40a, 40b kontaktiert werden. Auf diese Weise können die beiden
Anlageflächen F1 und F2 aufeinander zu gespannt werden.
Damit werden die beiden benachbarten Segmentblöcke 27a und
27b aneinander befestigt und zugleich gegeneinander verspannt. Die Dichtung
35 sorgt dann durch die entsprechende Wahl der Dimensionen des Ringes
35 bzw. der Quererstreckung der Aufnahmekammer 34 für eine
dichte Verbindung zwischen den beiden Abschnitten 30a' und 30a''
des Durchgangskanals 30a.
Entsprechende Erweiterungen, Dichtungsmittel 35 und Aufnahmekammern
34 können selbstverständlich auch bei den anderen Durchgangskanälen
30b, 30c und 30d jeweils im Bereich der Anlageflächen
F1 und F2 zweier benachbarter Segmentblöcke vorgesehen
sein.
Auch die freien, bezüglich 3a oberen
Enden der Stichkanäle 31a, 31b, 31c, 31d
können mit entsprechenden kammerartigen Erweiterungen vorgesehen sein und vergleichbare
Dichtungsmittel zum Zusammenwirken mit den düsenseitigen Anschlüssen
aufweisen. Es kommen neben O-Ringen auch jegliche andere geeignete Dichtungsmittel
in Betracht. Bei bestimmten geometrischen Konfigurationen oder Oberflächen
oder Materialien des Trägers 25 bzw. der den Träger
25 bildenden Segmentblöcke 27a, 27b, 27c,
27d kann auf gesonderte Dichtungsmittel unter Umständen aber auch
verzichtet werden.
Angemerkt sei, dass, wie z.B. 3a erkennen
lässt, ein Trägersegment 27 mit zwei entsprechenden Sackbohrungen
36a' und 36a'' versehen sein kann, wobei die beiden Sackbohrungen
36a', 36a'' vorzugsweise an gegenüberliegenden Eckbereichen
angeordnet sind. Dies ermöglicht eine besonders dichte Befestigung.
Angemerkt ist, dass eine Reihenanordnung von Segmenten 27a,
27b, 27c, 27d, 27e, wie sie beispielsweise die
6 oder 7 zeigt, über
große Bearbeitungsbreiten, das heißt bis zu mehreren Metern Bearbeitungsbreite
möglich ist. Die axiale Länge eines Segmentblockes 27 in Axialerstreckung
der Richtung z kann beispielsweise 50 mm oder 100 mm betragen. Eine Reihenanordnung
von mehreren Metern Länge ist möglich, wenn entsprechend stabile, formsteife
oder biegesteife Materialien, beispielsweise metallische Materialien, für die
Segmentblöcke verwendet werden.
Neben einer unmittelbaren Befestigung jeweils zweier benachbarter
Segmentblöcke 27a, 27b aneinander kann alternativ in dem
Träger 25 beispielsweise auch eine Durchgangsbohrung vorgesehen sein,
die ein Verspannen mehrerer Segmentblöcke 27a, 27b,
27c, 27d miteinander mit einem einzigen Spann- und Befestigungselement
ermöglicht.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist über
nicht dargestellte Anschlussmittel vorzugsweise mit einer Ölpumpe oder/und
mit einem Ölvorrat verbunden. Das entsprechende Anschlussmittel kann an einem
oder auch an beiden Enden eines Trägers 25 angeordnet sein. Alternativ
kann entlang der axialen Erstreckung eines Trägers 25 auch eine Mehrzahl
von Anschlussmitteln, z.B. alle 1000 mm, vorgesehen sein.
Weitere Anschlussmittel sind für die Verbindung der Druckluftleitung
oder der Druckluftleitungen mit einem Kompressor vorgesehen, aber in den Figuren
nicht dargestellt.
Schließlich kann, falls die Zahl der Durchgangskanäle in
einem Träger 25 entsprechend gewählt wird, auch eine Kreislauf-Anordnung
für das Befettungsmittel vorgesehen werden. Dies kann beispielsweise gewünscht
sein, um eine bestimmte konstante Temperatur des Befettungsmittels über lange
Zeiträume oder mit nur geringen Abweichungen zu ermöglichen. Hierzu kann
an einem axialen Ende des Trägers 25 eine Leitung vorgesehen sein,
die ein Ende eines ersten Durchgangskanals mit dem Ende eines benachbarten Durchgangskanals
verbindet, so dass das Befettungsmittel beispielsweise in Richtung z durch den ersten
Durchgangskanal strömt und entgegen der Richtung z durch den benachbarten Durchgangskanal
zurückströmt.
Alternativ können Durchgangskanäle auch als Heizleitungen
verwendet werden. Hierzu kann ein auf eine gewünschte Temperatur erwärmtes
Fluid ständig den Träger 25 durchströmen und so die gesamte
Trägeranordnung wärmen. Insbesondere bei Verwendung von metallischen Trägern
kann aufgrund der hohen Wärmekapazität die Vorrichtung insgesamt gleichmäßig
auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden.
Alternativ ist es auch möglich, lediglich Teile eines Segmentblockes
des Trägers aus Metall herzustellen und dann auch nur diese Teile zu beheizen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jeder
Segmentblock einstückig aus einem Metallblock. Dort können entsprechende
Bohrungen zur Bereitstellung der Durchgangskanäle und der Stichkanäle
auf besonders einfache Weise vorgesehen werden. Alternativ können auch in einen
z.B. aus Kunststoff bestehenden Segmentblock Metallhülsen eingebracht werden,
die dann entsprechende Abschnitte eines Durchgangskanals bereitstellen.
Von entscheidender Bedeutung für das Grundprinzip der Erfindung
ist, dass der Träger 25 einerseits eine Montagefläche M für
eine mittelbare oder unmittelbare mechanische Befestigung der Düse
13 aufweist, sowie andererseits mit Durchgangskanälen 30a,
30b, 30c, 30d versehen ist, die eine gemeinsame Versorgung
mehrerer Düsen von einer zentralen Leitung aus ermöglichen. Die Durchlasskanäle
können mit Querbohrungen oder mit Stichkanälen versehen sein, die zu den
entsprechenden Düsen führen. Damit wird gegenüber dem Stand der Technik
eine vereinfachte mechanische Befestigung der Düsen unmittelbar an der Versorgungsleitung
möglich. Zugleich entfällt eine Vielzahl von Montageschritten, da keine
einzelnen Schlauchleitungen an die zentralen Versorgungsleitungen angeschlossen
werden müssen, sondern auf vorhandene Stichkanäle zurückgegriffen
werden kann.
Für das Prinzip der Erfindung ist unwesentlich, ob die Durchgangskanäle
Versorgungsleitungen bereitstellen, die zentral gesteuert werden, wie beispielsweise
die Sprüh- oder Drallluft bzw. die Breitstrahlluft, oder ob es sich um Versorgungsleitungen
handelt, deren Medium, beispielsweise im Falle von Steuerdruckluft, an der Düse,
beispielsweise durch ein Pilotventil, geschaltet wird.