WO2021032521A1 - Dosieranlage - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a metering system for applying a bead of a multi-component composite material to a component.
  • the bead of the multi-component composite material runs along a trajectory which usually has sections with different curvatures. If the bead is applied in an essentially rectangular trajectory, for example, the trajectory has four straight sections, that is, sections with a curvature of zero, and four strongly curved sections, for example in the form of a circular arc.
  • the components of the multi-component composite are mixed in a mixing chamber of a mixing head and applied to the component via an outlet opening.
  • Dosing systems known from the prior art are designed to have a uniform dosing rate when applying a bead made of multi-component composite material to a component. If you want to obtain a predetermined thickness of the bead of the multi-component composite material at every point on the trajectory, i.e. a uniform cross-sectional area of the bead of the multi-component composite material, the metering rate of the metering system must be set in such a way that the predetermined thickness of the bead is guaranteed at those points which the exit opening travels through a section of the trajectory at a low speed due to the system.
  • Multi-component composite materials are in irreconcilable contrast to one another along the trajectory.
  • the object of the present invention is to provide a metering system which reduces the time it takes to apply a bead of multi-component composite material to a component.
  • this object is achieved by a metering system for applying a bead
  • Multi-component composite material solved on a component the dosing system having a mixing head, which for each component of the multi-component composite material has a feed line from a source of the respective component to a mixing chamber of the mixing head, which is set up to the individual components of the
  • a metering pump which is set up to promote a discharge of the multicomponent composite material through the outlet opening of the mixing head
  • a control unit which is set up for this purpose is to send a control signal comprising control information to the Output the metering pump in such a way that a metering rate of the multi-component composite material is set via the output opening of the mixing head on the basis of the control signal
  • the control unit being set up to contain and / or receive information relating to a trajectory and / or a trajectory speed depending on the trajectory, along / with which the exit opening for applying the multi-component composite material is moved, and wherein the control unit is also set up to send separate control information to the metering pump for each section of the trajectory to which a different trajectory speed is assigned compared to at least one directly adjacent segment of the trajectory to be output in such a way that a cross-sectional area of the be
  • the mixing of the components can be "dynamic”, i.e. using an active stirring element, "static”, i.e. by bringing the components together and without using an active stirring element, or "static-dynamic”, i.e. by rotating an additional mixing helix, through which at least one of the components enters the mixing chamber take place.
  • a dynamic mixing head may be preferred because it is reproducible uniform mixing of the components can be achieved with a minimal mixing volume.
  • Dosing rate should be understood to mean, in particular, a ratio of the discharge rate of the multi-component composite material to the discharge rate of the multi-component composite material from the outlet opening or, in other words, a discharge rate (e.g. in terms of volume and / or mass) per unit of time (e.g. per second).
  • a discharge rate e.g. in terms of volume and / or mass
  • the same metering rate can be achieved as with a high discharge rate and a low discharge speed.
  • a metering rate can be increased if at least one of the discharge quantity and discharge speed is kept constant and the other (or both) is increased.
  • cross-sectional area of the bead of the multi-component composite material is viewed in particular in a direction at right angles to the direction in which the bead of the multi-component composite material is applied to a component.
  • a uniform cross-sectional area does not necessarily have to require a uniform cross-sectional shape, but this can be advantageous.
  • the control unit can advantageously receive the information relating to a trajectory and / or a trajectory speed as a function of the trajectory from a CNC controller which is set up to control a drive which is set up to move the exit opening along the trajectory.
  • a predetermined time for example 5 ms
  • a delivery rate can be set and adapted accordingly on the basis of this compressibility of the basic component.
  • the metering system according to the invention makes it possible to achieve a highly dynamic adaptation of the metering as a function of the trajectory.
  • the exit opening can thus always be displaced at the maximum speed for a respective section of the trajectory or a respective curvature of the trajectory.
  • the metering system according to the invention makes it possible to increase the metering capacity proportionally in sections with a higher speed of the outlet opening and to reduce it proportionally in sections with a lower speed of the outlet opening, so that the cross-sectional area of the bead of the multi-component composite material along the entire trajectory to which the multi-component composite material is applied , remains essentially constant.
  • the close arrangement of the metering pump relative to the outlet opening of the mixing head enables a significantly more dynamic, and thus faster, adjustment of the metering output.
  • dynamic losses due to the elasticity of line walls or due to the compressibility of the multi-component composite material or its components can be reduced or even avoided.
  • this dynamic adjustment of the dosing rate can be achieved in connection with highly dynamic control technology, which is set up to carry out a precalculation of a path speed, a discharge quantity and / or a discharge speed in the range of 1 - 128 ms and to output corresponding control information to the dosing pump.
  • the supply pump of the respective component can, at least can be operated continuously during the application of the multi-component composite material or can only be switched between an ON state with a predetermined delivery rate and an OFF state.
  • the supply pumps can also be operated with speed control, so that it can be ensured that a pump input pressure at the metering pumps is constant regardless of the consumption. Therefore, the following description will mainly refer to a control of the metering pump, although the description can of course also be used to control the supply pump.
  • the outlet opening of the mixing head can be designed as a section of the mixing chamber or connected to the mixing chamber via a line.
  • the mixing head can thus have an opening through which the multi-component composite material can be applied directly to the component.
  • the outlet opening can be connected via the line to an opening of the mixing head via which the multi-component composite material leaves the mixing chamber.
  • the line between the outlet opening and the mixing chamber of the mixing head can be designed as a tube or as a hose line.
  • the line in the event that the line is designed as a hose line, it may be possible to move only the outlet opening of the hose line along the trajectory and not move the mixing head relative to the component or in particular along a simplified, for example circular or rectangular, trajectory to move.
  • the metering system can be set up to open the outlet opening for applying the multi-component composite material with a Moving speed from 1 m / min to 100 m / min, in particular from 3 m / min to 60 m / min. In this way, both sections with narrow radii of curvature and sections with a straight path curve can be traversed at maximum speeds in each case.
  • the control unit can be set up to output separate control information in separate control signals to the dosing pump for each trajectory section with a uniform trajectory speed and / or to output a plurality of separate control information for each trajectory segment with a uniform trajectory speed in at least one control signal together to the dosing pump.
  • respective control information which includes, for example, instructions to the dosing pump as to the power with which the dosing pump is to work, can be output in a separate control signal each time the content of the control information, i.e. the instructions to the dosing pump, change or a single control signal can comprise a plurality of control information items.
  • the control information also includes a period of time over which the metering pump is to be operated with a predetermined output.
  • the trajectory which includes different trajectory speeds, can be designed as a closed ring.
  • the bead of the multi-component composite material can be applied along an edge of a component, such as a windshield, for example, in order to glue it to a frame.
  • a component such as a windshield
  • the trajectory is designed as a closed ring, penetration of liquid or foreign bodies from outside the closed ring can be prevented.
  • such a ring does not have to be circular, but can, for example, be approximately rectangular as a sequence of straight sections and circular arc sections.
  • the multi-component composite material can be an adhesive or sealant comprising two or more components, in particular an adhesive foam or sealing foam, which preferably comprises polyurethane or silicone.
  • an adhesive foam or sealing foam which preferably comprises polyurethane or silicone.
  • a typical example of this can be a so-called FIPFG seal.
  • two pump groups can be arranged accordingly.
  • the present invention can enable the supply pumps to provide a "basic supply" of components to the mixing head and the metering pumps to introduce components into the mixing head with high precision and speed, even foams with a path-dependent control , for example based on a CNC control, and to apply a constant cross-section.
  • the metering system in particular the metering pump, can be set up to discharge the multi-component composite material in a power range of 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s. This makes it possible to apply sufficient multi-component composite material to the component even in sections of the trajectory in which the exit opening is moved at high speed along the component in order to be able to ensure the uniform bead thickness of the multi-component composite material.
  • control unit can also be set up to assign a uniform path speed and / or uniform control information for the metering pump for setting the discharge of the multi-component composite material to coherent sections of the trajectory that have a constant curvature.
  • a uniform path speed for moving the outlet opening and thus a uniform metering rate of the metering pump can be assigned, which can be output to the metering pump as a control signal comprising control information.
  • an acceleration or a deceleration of the exit opening at the beginning or at the end of a respective contiguous section can of course be taken into account.
  • the present object is achieved by a method for evenly applying a bead of a multi-component composite material to a component, the method providing a mixing head which, for each component of the multi-component composite material, has a feed line from a source of the respective component to a mixing chamber of the Has mixing head, which is set up to mix the individual components of the multi-component composite material in the mixing chamber, and which has an outlet opening through which the mixed multi-component composite material leaves the mixing head, providing a metering pump which is set up to discharge the multi-component composite material through the outlet opening of the mixing head, and providing a control unit, which outputs a control signal comprising control information to the metering pump in such a way that a metering track processing of the multi-component composite material is set via the output opening of the mixing head on the basis of the control signal, wherein the Control unit contains and / or receives information relating to a trajectory and / or a trajectory speed as a function of the trajectory
  • the method according to the invention can include that the metering system can move the exit opening for applying the multi-component composite material at a speed of 1 m / min to 100 m / min, in particular 3 m / min to 60 m / min. This can be a rapid traversal of the exit opening of sections with little curvature and an adapted traversal of sections with allow strong curvature.
  • control unit can output separate control information in separate control signals to the metering pump for each trajectory section with a uniform trajectory speed and / or output a plurality of separate control information for each trajectory segment with a uniform trajectory speed in at least one control signal together to the dosing pump.
  • control information relating to different dosing rates can be combined in control signals along individual sections.
  • the metering system in particular the metering pump, can discharge the multi-component composite material in a performance range from 0.1 cm3 / s to 20 cm3 / s.
  • the dosing output of the dosing pump can be adapted to the speed of movement of the exit opening along the trajectory.
  • control unit can assign a uniform path speed and / or uniform control information to contiguous sections of the trajectory which have a constant curvature, so that the metering pump leaves the discharge of the multi-component composite material unchanged over a respective contiguous section.
  • This can also contribute to reducing the processing outlay for controlling the metering system.
  • the control unit cannot output any control information to the metering pump as long as the outlet opening is moved through a trajectory section with a constant curvature.
  • the metering system can further comprise an air conditioning device which is set up to control the temperature of at least one of the components of the multi-component composite material, that is to say to cool or heat it.
  • Figure 1 is a side view of an embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a plan view of the device from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a plan view of the metering system according to the invention
  • FIG. 5 shows a side cross-sectional view of a dynamic mixing head of the dosing system according to the invention.
  • FIG. 6 shows a perspective view of a container frame of the device according to the invention.
  • a metering system according to the invention is generally designated by the reference number 10.
  • the metering system 10 comprises a mixing head 12 in which components of a multi-component composite material are mixed with one another in a mixing chamber 14.
  • the multi-component composite material is applied to a component from the mixing head 12 via an outlet opening 16.
  • the outlet opening 16 is connected to the mixing chamber 14 via a tubular outlet nozzle 18.
  • the components of the multi-component composite material are conveyed via four metering pumps 20, 22, 24, 26 from component sources (not shown) to the mixing chamber and from there to the outlet opening 16.
  • a control unit 28 in data communication with the metering pumps 20, 22, 24, 26 supplies the metering pumps 20, 22, 24, 26 with control information, on the basis of which the respective metering outputs of the metering pumps 20, 22, 24, 26 are set.
  • how much volume and / or mass is conveyed per second by a respective metering pump 20, 22, 24, 26 can be regarded as the metering rate.
  • the dosing system 10 is viewed vertically from above and it can be seen that the outlet opening 16 (shown covered in FIG. 2 by components above it) is moved along a trajectory 30 on which the multi-component composite material is to be applied to a component 32 .
  • the trajectory 30 comprises a first section 30_1, which runs essentially in a straight line, a second section 30_2, which has a 90 ° curve, and a third section 30_3, which in turn runs essentially in a straight line.
  • a drive 34 is set up to move the outlet opening 16 along the trajectory 30. Since, like every drive, the drive 34 also needs a certain time or a certain distance to accelerate the exit opening 16, it is obvious that in the first section 30_1 and the third section 30_3 of the trajectory 30 higher displacement speeds of the exit opening 16 can be achieved than in the second section 30_2, in which the outlet opening 16 must pass through the 90 ° curve.
  • control unit 28 for example from a CNC control unit (not shown), receives information on the trajectory 30 and the trajectory speeds of the exit opening 16 that can be realized there by the drive 34, the control unit 28 can send control information to the metering pumps in relation to a corresponding section of the trajectory 30 20, 22, 24, 26 output in such a way that, despite varying web speeds of the exit opening 16, the same amount of multi-component composite material is always applied per unit of travel (for example, viewed on a web section with a length of 5 cm).
  • FIGS. 3a to 3d show longitudinal sections of beads 36, 38, 40, 42 of a multi-component composite material, the longitudinal sections having been taken, for example, along a plane which is essentially parallel to a plane of the sheet in FIG.
  • the arrows in FIGS. 3a to 3d indicate the direction along which the respective bead 36, 38, 40, 42 of the multi-component composite material has been applied.
  • FIG. 3a shows a caterpillar 36 which has been created with a conventional metering system of the prior art. That is, the bead 36 was applied with a constant movement speed of an outlet opening and a constant metering rate of a metering pump.
  • the sections 36_1, 36_2 and 36_3 have an essentially uniform bead thickness.
  • FIG. 3b clearly illustrates the problem that occurs when a known metering system is modified only to the effect that the outlet opening 16 is displaced in straight sections of the trajectory 30 at a higher speed than in curved sections of the trajectory 30.
  • the dosing output of the Dosing system remains constant. It can be seen in FIG. 3b that the thickness of the bead 38 in an area 38_1, in which the exit opening 16 is delayed in order to subsequently pass through the curved area 38_2, first increases and then reaches the thickness which corresponds to the speed of the exit opening 16 corresponds with which the section 38_2 is run through. In a section 38_3, which is located downstream of the curved section 38_2, the exit opening 16 is accelerated again, so that the thickness of the bead 38 decreases accordingly.
  • FIG. 3c now shows a further undesired result of applying a bead 40 made of multi-component composite material to a component.
  • the speed at which the exit opening 16 is displaced is adjusted based on the curvatures of the sections 40_1, 40_2 and 40_3, but the
  • the metering rate of a metering pump or metering pumps 20, 22, 24, 26 is not controlled proportionally to the speed of the displacement of the outlet opening 16. As a consequence of this, the metering pump decelerates or accelerates too much, so that a thickness of the bead 40 decreases in the section 40_1 towards the section 40_2, increases again in the section 40_2 towards the beginning of the section 40_3 and then again in the course of the section 40_3 decreases.
  • FIG. 3d now shows the result of applying a bead 42 of a multi-component composite material based on the present invention.
  • a bead 42 When applying the bead 42, both a movement speed of the outlet opening 16 is varied and a metering rate of the metering pumps 20, 22, 24, 26 is controlled proportionally to the movement speed of the outlet opening 16.
  • a bead 42 can be generated which has a constant thickness over the sections 42_1, 42_2 and 42_3, that is to say one in planes at right angles to the plane of the sheet in FIG. 3d and at right angles to a
  • the direction of application of the bead 42 has a constant cross-sectional area.
  • FIG. 4 shows the metering system 10 in a top view.
  • the mixing head 12 can be seen from above in a manner analogous to FIG.
  • First and second metering pumps 22, 24 are arranged on both sides of the mixing head 12, whereby here, as an example, the first metering pump 22 is to be assigned to the first component A and the second metering pump 24 to be assigned to the second component B.
  • a first component container 44 of the first component A and a second component container 46 of the second component B can be seen, which are designed here as barrels and are interchangeably connected to the metering system 10.
  • the component containers 44 and 46 are each fluidically coupled to a supply pump 48, 50, with the supply pump 48 taking the first component A from the first component container 44 and the supply pump 50 the second component B from the second component container 46 via lines, not shown, to the mixing head 12 promotes.
  • the supply pumps 48, 50 are operated continuously or with speed control, so that the components are supplied to the mixing head and a predetermined excess pressure is maintained in the supply lines.
  • the metering system 10 here also comprises an air conditioning device 52 which is set up to control the temperature of at least one of the components A and B, that is to say to cool or heat them.
  • a flushing device 54 for emptying and / or cleaning the mixing head 12 and a scale 56 are also shown in FIG.
  • the mixing head 12 is enlarged Side cross-sectional view shown. It can be seen here that the mixing head 12 is designed as a dynamic mixing head in this embodiment. That is, in the mixing chamber 14 there is a stirring element 58 which rotates about the vertical axis within the mixing chamber 14 (an axis from top to bottom in FIG. 5).
  • the stirring element 58 has depressions 60 on its outer circumference in order to be able to improve a stirring effect of the stirring element 58.
  • components introduced into the mixing chamber 14, for example components A and B, can be mixed very homogeneously.
  • the mixed components leave the mixing chamber 14 via the tubular outlet nozzle 18 and are then applied to a workpiece via the outlet opening 16.
  • a container frame 62 which serves to accommodate, among other things, the first (not shown) and second component containers 46 and the respective supply pumps 48, 50 and the air conditioning device 52.
  • the component containers are arranged above the supply pumps 48, 50, so that the components A and B can be provided to the supply pumps 48, 50 with the aid of gravity.
  • the elevated arrangement of the component containers facilitates their replacement, for example using a forklift.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosieranlage (10) zum Auftragen einer Raupe eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs, umfassend einen Mischkopf (12), welcher eine Ausgangsöffnung (16) aufweist, eine Dosierpumpe (20, 22, 24, 26), und eine Steuereinheit (28), welche dazu eingerichtet ist, ein Steuerinformationen umfassendes Steuersignal an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) auszugeben, wobei die Steuereinheit (28) dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich einer Bahnkurve und/oder einer Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit der Bahnkurve zu enthalten und/oder zu empfangen, und für jeden Abschnitt der Bahnkurve gesonderte Steuerinformationen an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) derart auszugeben, dass eine Querschnittsfläche der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die gesamte Bahnkurve hinweg im Wesentlichen konstant bleibt, wobei die Dosieranlage (10) jeweils eine Pumpengruppe pro Komponente mit der der Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) benachbarten Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) und einer einem jeweiligen Komponentenbehälter benachbarten Versorgungspumpe umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Description

Dosieranlage
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Dosieranlage zum Aufträgen einer Raupe eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil.
Beim Aufträgen einer Raupe eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil, beispielsweise zum Verkleben zweier Bauteile miteinander, verläuft die Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs entlang einer Bahnkurve, welche üblicherweise Abschnitte mit verschiedenen Krümmungen aufweist. Wird die Raupe beispielsweise in einer im Wesentlichen rechteckigen Bahnkurve aufgebracht, so weist die Bahnkurve vier gerade Abschnitte, das heißt Abschnitte mit einer Krümmung von null, und vier stark gekrümmte Abschnitte, beispielsweise in der Form eines Kreisbogens, auf. Die Komponenten des Mehrkomponentenverbund werkstoffs werden in einer Mischkammer eines Mischkopfs vermischt und über eine Ausgangsöffnung auf das Bauteil aufgebracht.
Aus dem Stand der Technik bekannte Dosieranlagen sind dazu ausgelegt, beim Aufträgen einer Raupe aus Mehrkomponentenverbundwerkstoff auf ein Bauteil eine einheitliche Dosierleistung aufzuweisen. Möchte man an jeder Stelle der Bahnkurve eine vorbestimmte Dicke der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs, das heißt eine einheitliche Querschnittsfläche der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs, erhalten, so muss die Dosierleistung der Dosieranlage derart eingestellt werden, dass die vorbestimmte Dicke der Raupe an denjenigen Stellen gewährleistet ist, an welchen die Ausgangsöffnung systembedingt mit einer geringen Geschwindigkeit einen Abschnitt der Bahnkurve durchfährt. Dies ist üblicherweise in Abschnitten mit starken Krümmungen, das heißt kleinen Krümmungsradien, der Fall, da hier ein entsprechender Antrieb die Ausgangsöffnung nicht stark beschleunigen kann. Im Umkehrschluss ist man aber auch aufgrund der einheitlichen Dosierleistung und der geforderten Raupendicke in den geraden Abschnitten der Bahnkurve in Bezug auf die Bewegungsgeschwindigkeit der Ausgangsöffnung beschränkt, so dass die Ausgangsöffnung entlang der Bahnkurve mit im Wesentlichen einer einheitlichen Geschwindigkeit bewegt werden muss.
Es ist daher ersichtlich, dass bei den bekannten Dosieranlagen eine Anforderung an ein schnelles Aufträgen von Mehrkomponentenverbund werkstoff entlang der vorbestimmten Bahnkurve und eine Anforderung an einen einheitlichen Querschnitt der Raupe des
Mehrkomponentenverbundwerkstoffs entlang der Bahnkurve in unvereinbarem Gegensatz zueinander stehen.
Im Hinblick auf diese Nachteile, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosieranlage bereitzustellen, welche die Dauer zum Aufträgen einer Raupe aus Mehrkomponentenverbundwerkstoff auf ein Bauteil reduziert.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Dosieranlage zum Aufträgen einer Raupe eines
Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil gelöst, wobei die Dosieranlage einen Mischkopf, welcher je Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs eine Zuführleitung von einer Quelle der jeweiligen Komponente zu einer Mischkammer des Mischkopfs aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die einzelnen Komponenten des
Mehrkomponentenverbundwerkstoffs in der Mischkammer zu vermischen, und welcher eine Ausgangsöffnung aufweist, über welche der vermischte Mehrkomponentenverbundwerkstoff den Mischkopf verlässt, eine Dosierpumpe, welche dazu eingerichtet ist, einen Austrag des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung des Mischkopfs zu fördern, und eine Steuereinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, ein Steuerinformationen umfassendes Steuersignal an die Dosierpumpe derart auszugeben, dass eine Dosierleistung des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung des Mischkopfs auf Grundlage des Steuersignals eingestellt wird, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich einer Bahnkurve und/oder einer Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit der Bahnkurve zu enthalten und/oder zu empfangen, entlang/mit welcher die Ausgangsöffnung zum Aufträgen des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs bewegt werden wird, und wobei die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet ist, für jeden Abschnitt der Bahnkurve, welchem im Vergleich zu wenigstens einem direkt benachbarten Abschnitt der Bahnkurve eine abweichende Bahngeschwindigkeit zugeordnet ist, gesonderte Steuerinformationen an die Dosierpumpe derart auszugeben, dass eine Querschnittsfläche der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die gesamte Bahnkurve hinweg, welche unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten umfasst, im Wesentlichen konstant bleibt, wobei die Dosieranlage jeweils eine Pumpengruppe pro Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs umfasst, wobei die Pumpengruppe die Dosierpumpe und eine Versorgungspumpe umfasst, wobei die Dosierpumpe zu der Ausgangsöffnung des Mischkopfs benachbart, insbesondere in einem Abstand von höchstens 2 m, gemessen entlang eines Fluidwegs von der Dosierpumpe zu der Ausgangsöffnung, angeordnet ist, und wobei die Versorgungspumpe einem jeweiligen Komponentenbehälter, welcher eine jeweilige Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs enthält, benachbart angeordnet ist.
Dabei kann das Vermischen der Komponenten „dynamisch“, das heißt unter Verwendung eines aktiven Rührelements, „statisch“, das heißt durch Zusammenführen der Komponenten und ohne Verwendung eines aktiven Rührelements, oder „statisch-dynamisch“, das heißt durch Rotieren einer zusätzlichen Mischwendel, durch welche wenigstens eine der Komponenten in die Mischkammer eintritt, stattfinden. In vielen Anwendungen kann ein dynamischer Mischkopf bevorzugt sein, da so eine reproduzierbar einheitliche Durchmischung der Komponenten bei minimalem Mischvolumen erreicht werden kann.
Als „Dosierleistung“ soll insbesondere ein Verhältnis von Austragsmenge des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs zu Austragsgeschwindigkeit des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs aus der Ausgangsöffnung bzw., in anderen Worten, eine Austragsmenge (z.B. bezüglich Volumen und/oder Masse) pro Zeiteinheit (z.B. pro Sekunde) verstanden werden. So kann bei geringer Austragsmenge und hoher Austragsgeschwindigkeit eine gleiche Dosierleistung erreicht werden wie bei einer hohen Austragsmenge und einer geringen Austraggeschwindigkeit. Eine Dosierleistung kann jedoch gesteigert werden, wenn wenigstens eines aus Austragsmenge und Austraggeschwindigkeit konstant gehalten und das jeweils andere (oder beides) gesteigert wird.
Ferner sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die „Querschnittsfläche“ der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs insbesondere in einer zu der Auftragungsrichtung der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil rechtwinkligen Richtung betrachtet wird. Dabei muss eine einheitliche Querschnittsfläche nicht zwangsläufig eine einheitliche Querschnittsform fordern, jedoch kann dies vorteilhaft sein.
Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit die Informationen bezüglich einer Bahnkurve und/oder einer Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit der Bahnkurve von einer CNC-Steuerung empfangen, welche dazu eingerichtet ist, einen Antrieb zu steuern, welcher dazu eingerichtet ist, die Ausgangsöffnung entlang der Bahnkurve zu bewegen.
Bei der Verwendung von 2K-Schaumstoffen kann es vorteilhaft sein, dass die Dosierpumpe, welche der Grundkomponente zugeordnet ist, eine vorbestimmte Zeit, zum Beispiel 5 ms vor der Dosierpumpe, welche dem Härter zugeordnet ist, angesteuert, das heißt betrieben, wird. Auf diese Weise kann, für den Fall, dass die Grundkomponente Gas enthält, eine Förderleistung auf Grundlage dieser Kompressibilität der Grundkomponente entsprechend eingestellt und angepasst werden.
Durch die erfindungsgemäße Dosieranlage ist es möglich, eine hochdynamische Anpassung der Dosierung in Abhängigkeit der Bahnkurve zu erreichen. So kann die Ausgangsöffnung stets mit der für einen jeweiligen Abschnitt der Bahnkurve bzw. eine jeweilige Krümmung der Bahnkurve maximalen Geschwindigkeit verlagert werden. Dabei ermöglicht es die erfindungsgemäße Dosieranlage, die Dosierleistung in Abschnitten mit höherer Geschwindigkeit der Ausgangsöffnung proportional zu steigern und in Abschnitten mit niedrigerer Geschwindigkeit der Ausgangsöffnung proportional zu senken, so dass die Querschnittsfläche der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs entlang der gesamten Bahnkurve, an welcher der Mehrkomponentenverbundwerkstoff aufgebracht wird, im Wesentlichen konstant bleibt.
Durch die nahe Anordnung der Dosierpumpe relativ zu der Ausgangsöffnung des Mischkopfs kann eine deutlich dynamischere, und somit schnellere, Anpassung der Dosierleistung ermöglicht werden. Beispielsweise können hierdurch Dynamikverluste durch eine Elastizität von Leitungswänden oder durch eine Kompressibilität des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs bzw. von dessen Komponenten reduziert oder sogar vermieden werden. Insbesondere kann diese dynamische Anpassung der Dosierleistung in Verbindung mit einer hochdynamischen Steuerungstechnik erreicht werden, welche dazu eingerichtet ist, eine Vorausberechnung einer Bahngeschwindigkeit, einer Austragsmenge und/oder einer Austragsgeschwindigkeit im Bereich von 1 - 128 ms durchzuführen und entsprechende Steuerinformationen an die Dosierpumpe auszugeben.
Die Versorgungspumpe der jeweiligen Komponente kann, zumindest während des Auftrags des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs kontinuierlich betrieben werden oder kann lediglich zwischen einem EIN- Zustand mit einer vorbestimmten Förderleistung und einem AUS-Zustand schaltbar sein. Alternativ oder zusätzlich können die Versorgungspumpen auch drehzahlgeregelt betrieben werden, so dass es gewährleistet werden kann, dass ein Pumpeneingangsdruck an den Dosierpumpen unabhängig von den Verbräuchen konstant ist. Daher wird sich in der nachfolgenden Beschreibung maßgeblich auf eine Steuerung der Dosierpumpe bezogen werden, obwohl die Beschreibung natürlich auch für eine Ansteuerung der Versorgungspumpe anwendbar sein kann.
Insbesondere kann die Ausgangsöffnung des Mischkopfs als ein Abschnitt der Mischkammer ausgebildet sein oder über eine Leitung mit der Mischkammer verbunden sein. So kann der Mischkopf eine Öffnung aufweisen, über welche der Mehrkomponentenverbundwerkstoff direkt auf das Bauteil aufgetragen werden kann. Ist es jedoch, zum Beispiel aufgrund einer reduzierten Zugänglichkeit zu dem Bauteil, gewünscht, den Mischkopf vom Bauteil weiter entfernt anzuordnen, kann die Ausgangsöffnung mit einer Öffnung des Mischkopfs, über welche der Mehrkomponenten- Verbundwerkstoff die Mischkammer verlässt, über die Leitung verbunden werden.
Dabei kann die Leitung zwischen Ausgangsöffnung und Mischkammer des Mischkopfs als Röhre oder als Schlauchleitung ausgebildet ist. Insbesondere in dem Fall, dass die Leitung als eine Schlauchleitung ausgebildet ist, kann es möglich sein, lediglich die Ausgangsöffnung der Schlauchleitung entlang der Bahnkurve zu bewegen und den Mischkopf relativ zu dem Bauteil nicht oder insbesondere entlang einer vereinfachten, zum Beispiel kreisförmigen oder rechteckigen, Bahnkurve zu bewegen.
Ferner kann die Dosieranlage dazu eingerichtet sein, die Ausgangsöffnung zum Aufträgen des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bis 100 m/min, insbesondere von 3 m/min bis 60 m/min, zu bewegen. Es lassen sich auf diese Weise sowohl Abschnitte mit engen Krümmungsradien als auch Abschnitte mit einem geraden Bahnkurvenverlauf mit jeweils maximalen Geschwindigkeiten durchlaufen.
Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, je Bahnkurvenabschnitt mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderte Steuerinformationen in gesonderten Steuersignalen an die Dosierpumpe auszugeben und/oder eine Mehrzahl von je Bahnkurvenabschnitt mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderten Steuerinformationen in wenigstens einem Steuersignal gemeinsam an die Dosierpumpe auszugeben. In anderen Worten können jeweilige Steuerinformationen, welche beispielsweise Anweisungen an die Dosierpumpe umfassen, mit welcher Leistung die Dosierpumpe arbeiten soll, jedes Mal in einem gesonderten Steuersignal ausgegeben werden, wenn sich der Inhalt der Steuerinformationen, das heißt die Anweisungen an die Dosierpumpe, ändern oder ein einzelnes Steuersignal kann eine Mehrzahl von Steuerinformationen umfassen. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass die Steuerinformationen ferner einen Zeitraum umfassen, über welchen die Dosierpumpe mit einer vorbestimmten Leistung betrieben werden soll.
Insbesondere kann die Bahnkurve, welche unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten umfasst, als geschlossener Ring ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs entlang eines Rands eines Bauteils, wie beispielsweise einer Windschutzscheibe, aufgebracht werden, um dieses an einem Rahmen zu verkleben. Dadurch, dass die Bahnkurve, das heißt die Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs, als geschlossener Ring ausgebildet ist, kann ein Eindringen von Flüssigkeit oder Fremdkörpern von außerhalb des geschlossenen Rings verhindert werden. Natürlich muss ein solcher Ring nicht kreisförmig ausgebildet sein, sondern kann zum Beispiel näherungsweise rechteckig als Abfolge von geraden Abschnitten und Kreisbogenabschnitten ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Mehrkomponentenverbund werkstoff ein zwei oder mehr Komponenten umfassender Klebstoff oder Dichtstoff, insbesondere ein Kleberschaum bzw. Dichtungsschaum, sein, welcher vorzugsweise Polyurethan oder Silikon umfasst. Ein typisches Beispiel hierfür kann eine sogenannte FIPFG-Dichtung sein. Bei dem Beispiel eines Zweikomponentenstoffs können entsprechend zwei Pumpengruppen anzuordnen sein. Somit kann es die vorliegende Erfindung, im Vergleich zum Stand der Technik, dadurch, dass die Versorgungspumpen eine „Grundversorgung“ von Komponenten zum Mischkopf und die Dosierpumpen ein hochgenaues und schnelles Einleiten von Komponenten in den Mischkopf realisieren, ermöglichen, auch Schäume mit einer bahnkurvenabhängigen Steuerung, zum Beispiel auf Grundlage einer CNC- Steuerung, und einem gleichbleibenden Querschnitt aufzutragen.
Ferner kann die Dosieranlage, insbesondere die Dosierpumpe, dazu eingerichtet sein, den Mehrkomponentenverbundwerkstoff in einem Leistungsbereich von 0,1 cm3/s bis 20 cm3/s auszutragen. Dadurch kann es ermöglicht werden, auch in Abschnitten der Bahnkurve, in welchen die Ausgangsöffnung mit einer hohen Geschwindigkeit entlang des Bauteils bewegt wird, ausreichend Mehrkomponentenverbundwerkstoff auf das Bauteil aufbringen zu können, um die einheitliche Raupendicke des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs gewährleisten zu können.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet sein, zusammenhängenden Abschnitten der Bahnkurve, welche eine gleichbleibende Krümmung aufweisen, eine einheitliche Bahngeschwindigkeit und/oder eine einheitliche Steuerinformation für die Dosierpumpe zur Einstellung des Austrags des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs zuzuordnen. Hierdurch kann ein Verarbeitungsaufwand durch die Steuereinheit reduziert werden. So kann beispielsweise einem Abschnitt, welcher als Kreisbogen ausgebildet ist und daher einen gleichbleibenden Krümmungsradius aufweist, eine einheitliche Bahngeschwindigkeit zur Bewegung der Ausgangsöffnung und somit eine einheitliche Dosierleistung der Dosierpumpe zugeordnet werden, welche als ein Steuerinformationen umfassendes Steuersignal an die Dosierpumpe ausgegeben werden können. Bei derartigen zusammenhängenden Abschnitten der Bahnkurve kann natürlich eine Beschleunigung bzw. eine Verzögerung der Ausgangsöffnung am Beginn bzw. am Ende eines jeweiligen zusammenhängenden Abschnitts berücksichtigt werden. Hierfür kann es sowohl denkbar sein, die Strecke der Beschleunigung bzw. der Verzögerung der Ausgangsöffnung als nicht zu dem zusammenhängenden Abschnitt gehörend zu betrachten, als auch, entsprechende Beschleunigungen und Verzögerungen der Ausgangsöffnung in den Steuerinformationen bzw. Anweisungen für die Dosierpumpe analog abzubilden.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Aufgabe durch ein Verfahren zum gleichmäßigen Aufträgen einer Raupe eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil gelöst, wobei das Verfahren Bereitstellen eines Mischkopfs, welcher je Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs eine Zuführleitung von einer Quelle der jeweiligen Komponente zu einer Mischkammer des Mischkopfs aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die einzelnen Komponenten des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs in der Mischkammer zu vermischen, und welcher eine Ausgangsöffnung aufweist, über welche der vermischte Mehrkomponentenverbundwerkstoff den Mischkopf verlässt, Bereitstellen einer Dosierpumpe, welche dazu eingerichtet ist, einen Austrag des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung des Mischkopfs zu fördern, und Bereitstellen einer Steuereinheit umfasst, welche ein Steuerinformationen umfassendes Steuersignal an die Dosierpumpe derart ausgibt, dass eine Dosierleistung des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung des Mischkopfs auf Grundlage des Steuersignals eingestellt wird, wobei die Steuereinheit Informationen bezüglich einer Bahnkurve und/oder einer Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit der Bahnkurve zu enthält und/oder empfängt, entlang/mit welcher die Ausgangsöffnung zum Aufträgen des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs bewegt werden wird, und wobei die Steuereinheit ferner für jeden Abschnitt der Bahnkurve, welchem im Vergleich zu wenigstens einem direkt benachbarten Abschnitt der Bahnkurve eine abweichende Bahngeschwindigkeit zugeordnet ist, gesonderte Steuerinformationen an die Dosierpumpe derart ausgibt, dass eine Querschnittsfläche der Raupe des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die gesamte Bahnkurve hinweg, welche unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten umfasst, im Wesentlichen konstant bleibt, wobei die Dosieranlage jeweils eine Pumpengruppe pro Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs umfasst, wobei die Pumpengruppe die Dosierpumpe und eine Versorgungspumpe umfasst, wobei die Dosierpumpe zu der Ausgangsöffnung des Mischkopfs benachbart, insbesondere in einem Abstand von höchstens 2 m, gemessen entlang eines Fluidwegs von der Dosierpumpe zu der Ausgangsöffnung, angeordnet ist, und wobei die Versorgungspumpe einem jeweiligen Komponentenbehälter, welcher eine jeweilige Komponente des Mehrkomponentenverbund werkstoffs enthält, benachbart angeordnet ist.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass sämtliche in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschriebene Merkmale, Effekte und Vorteile auch auf das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar sind, und umgekehrt.
In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Verfahren umfassen, dass die Dosieranlage die Ausgangsöffnung zum Aufträgen des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bis 100 m/min, insbesondere von 3 m/min bis 60 m/min, bewegen kann. Dies kann ein schnelles Durchlaufen der Ausgangsöffnung von Abschnitten mit geringer Krümmung und ein angepasstes Durchlaufen von Abschnitten mit starker Krümmung ermöglichen.
Ferner kann die Steuereinheit je Bahnkurvenabschnitt mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderte Steuerinformationen in gesonderten Steuersignalen an die Dosierpumpe ausgeben und/oder eine Mehrzahl von je Bahnkurvenabschnitt mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderten Steuerinformationen in wenigstens einem Steuersignal gemeinsam an die Dosierpumpe ausgeben. Um einen Verarbeitungsaufwand der Dosieranlage bzw. der Steuereinheit zu reduzieren, kann es vorgesehen sein, dass lediglich Steuerinformationen ausgegeben werden, wenn eine Leistung der Dosierpumpe zu ändern ist. Ferner können Steuerinformationen in Bezug auf unterschiedliche Dosierleistungen entlang einzelner Abschnitte in Steuersignalen zusammengefasst werden.
Die Dosieranlage, insbesondere die Dosierpumpe, kann den Mehrkomponentenverbundwerkstoff in einem Leistungsbereich von 0,1 cm3/s bis 20 cm3/s austragen. So kann die Dosierleistung der Dosierpumpe an die Bewegungsgeschwindigkeit der Ausgangsöffnung entlang der Bahnkurve angepasst werden.
Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit zusammenhängenden Abschnitten der Bahnkurve, welche eine gleichbleibende Krümmung aufweisen, eine einheitliche Bahngeschwindigkeit und/oder einheitliche Steuerinformationen zuordnen, so dass die Dosierpumpe den Austrag des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über einen jeweiligen zusammenhängenden Abschnitt hinweg unverändert belässt. Dies kann ferner dazu beitragen, einen Verarbeitungsaufwand zur Steuerung der Dosieranlage zu reduzieren. Insbesondere kann die Steuereinheit an die Dosierpumpe keine Steuerinformationen ausgeben, solange die Ausgangsöffnung durch einen Bahnkurvenabschnitt mit gleichbleibender Krümmung bewegt wird. Die Dosieranlage kann ferner eine Klimatisierungseinrichtung umfassen, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens eine der Komponenten des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs zu temperieren, das heißt zu kühlen oder zu erwärmen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in größerem Detail beschrieben werden. Es stellt dar:
Figur 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung aus Figur 1 ;
Figuren 3a bis 3d Längsschnitte von Raupen eines
Mehrkomponentenverbundwerkstoffs;
Figur 4 eine Aufsicht der erfindungsgemäßen Dosieranlage; Figur 5 eine Seitenquerschnittsansicht eines dynamischen Mischkopfs der erfindungsgemäßen Dosieranlage; und
Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Behältergestells der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Dosieranlage allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Dosieranlage 10 umfasst einen Mischkopf 12, in welchem in einer Mischkammer 14 Komponenten eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs miteinander vermischt werden. Der Mehrkomponentenverbundwerkstoff wird aus dem Mischkopf 12 über eine Ausgangsöffnung 16 auf ein Bauteil aufgetragen. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsöffnung 16 mit der Mischkammer 14 über eine röhrenförmige Auslaufdüse 18 verbunden. Die Komponenten des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs werden in der hier dargestellten Ausführungsform über vier Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 von nicht dargestellten Komponentenquellen zu der Mischkammer und von dort zu der Ausgangsöffnung 16 gefördert. Wie eingangs beschrieben, kann es aber ebenso denkbar sein, eine erfindungsgemäße Dosieranlage 10 mit zwei oder drei Dosierpumpen auszubilden.
Eine mit den Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 in Datenkommunikation stehende Steuereinheit 28 liefert an die Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 Steuer informationen, auf deren Basis jeweilige Dosierleistungen der Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 eingestellt werden. Als Dosierleistung kann hier insbesondere angesehen werden, wie viel Volumen und/oder Masse pro Sekunde von einer jeweiligen Dosierpumpe 20, 22, 24, 26 gefördert wird.
In Figur 2 ist die Dosieranlage 10 von vertikal oben betrachtet und es kann erkannt werden, dass die Ausgangsöffnung 16 (in Figur 2 durch darüber liegende Komponenten verdeckt dargestellt) entlang einer Bahnkurve 30 bewegt wird, auf welcher der Mehrkomponentenverbundwerkstoff auf einem Bauteil 32 aufgebracht werden soll.
Dabei umfasst die Bahnkurve 30 einen ersten Abschnitt 30_1 , welcher im Wesentlichen geradlinig verläuft, einen zweiten Abschnitt 30_2, welcher eine 90°-Krümmung aufweist, und einen dritten Abschnitt 30_3, welcher wiederum im Wesentlichen geradlinig verläuft.
Ein Antrieb 34 ist dazu eingerichtet, die Ausgangsöffnung 16 entlang der Bahnkurve 30 zu bewegen. Da, wie jeder Antrieb, auch der Antrieb 34 eine gewisse Zeit bzw. eine gewisse Strecke benötigt, um die Ausgangsöffnung 16 zu beschleunigen, ist es offensichtlich, dass in dem ersten Abschnitt 30_1 und dem dritten Abschnitt 30_3 der Bahnkurve 30 höhere Verlagerungs geschwindigkeiten der Ausgangsöffnung 16 erreicht werden können, als in dem zweiten Abschnitt 30_2, in welchem die Ausgangsöffnung 16 die 90°- Krümmung durchlaufen muss.
Da die Steuereinheit 28, beispielsweise von einer nicht dargestellten CNC- Steuereinheit, Informationen bezüglich der Bahnkurve 30 und den dort durch den Antrieb 34 realisierbaren Bahngeschwindigkeiten der Ausgangsöffnung 16 erhält, kann die Steuereinheit 28 in Relation zu einem entsprechenden Abschnitt der Bahnkurve 30 Steuerinformationen an die Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 derart ausgeben, dass trotz variierender Bahngeschwindigkeiten der Ausgangsöffnung 16 stets eine gleiche Menge an Mehrkomponenten verbundwerkstoff pro Wegeeinheit (zum Beispiel jeweils auf einen Bahnabschnitt mit einer Länge von 5 cm betrachtet) aufgetragen wird.
Figuren 3a bis 3d zeigen Längsschnitte von Raupen 36, 38, 40, 42 eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs, wobei die Längsschnitte zum Beispiel entlang einer Ebene genommen worden sind, welche zu einer Blattebene in Figur 2 im Wesentlichen parallel ist. Die Pfeile der Figuren 3a bis 3d deuten dabei an, entlang welcher Richtung die jeweilige Raupe 36, 38, 40, 42 des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs aufgetragen worden ist.
Dabei zeigt Figur 3a eine Raupe 36, welche mit einer herkömmlichen Dosieranlage des Stands der Technik erstellt worden ist. Das heißt, die Raupe 36 wurde mit einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit einer Ausgangsöffnung und einer konstanten Dosierleistung einer Dosierpumpe aufgetragen. Die Abschnitte 36_1 , 36_2 und 36_3 weisen dabei eine im Wesentlichen einheitliche Raupendicke auf.
Figur 3b illustriert eingängig das Problem, welches auftritt, wenn eine bekannte Dosieranlage lediglich dahingehend modifiziert wird, dass die Ausgangsöffnung 16 in geradlinig verlaufenden Abschnitten der Bahnkurve 30 mit einer höheren Geschwindigkeit verlagert wird als in gekrümmt verlaufenden Abschnitten der Bahnkurve 30. Die Dosierleistung der Dosieranlage verbleibt dabei konstant. Es ist in Figur 3b zu erkennen, dass die Dicke der Raupe 38 in einem Bereich 38_1 , in welchem die Ausgangsöffnung 16 verzögert wird, um anschließend den gekrümmten Bereich 38_2 zu durchlaufen, zunächst ansteigt und dann die Dicke erreicht, welche der Geschwindigkeit der Ausgangsöffnung 16 entspricht, mit welcher der Abschnitt 38_2 durchlaufen wird. In einem Abschnitt 38_3, welcher dem gekrümmten Abschnitt 38_2 nachgelagert ist, wird die Ausgangsöffnung 16 wieder beschleunigt, so dass entsprechend die Dicke der Raupe 38 abnimmt.
Figur 3c zeigt nun ein weiteres ungewünschtes Ergebnis eines Auftrags einer Raupe 40 aus Mehrkomponentenverbundwerkstoff auf ein Bauteil. Beim Aufträgen der Raupe 40 wird die Geschwindigkeit, mit welcher die Ausgangsöffnung 16 verlagert wird, zwar auf Grundlage der Krümmungen der Abschnitte 40_1 , 40_2 und 40_3 angepasst, jedoch wird die
Dosierleistung einer Dosierpumpe bzw. von Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 nicht proportional zu der Geschwindigkeit der Verlagerung der Ausgangsöffnung 16 gesteuert. Als Folge hiervon verzögert oder beschleunigt die Dosierpumpe zu stark, so dass eine Dicke der Raupe 40 in dem Abschnitt 40_1 zu dem Abschnitt 40_2 hin abnimmt, in dem Abschnitt 40_2 zu dem Beginn des Abschnitts 40_3 hin wiederum zunimmt und dann im Verlaufe des Abschnitts 40_3 wieder abnimmt.
Figur 3d zeigt nun das Ergebnis eines Auftrags einer Raupe 42 eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs basierend auf der vorliegenden Erfindung. Beim Aufträgen der Raupe 42 wird sowohl eine Bewegungs geschwindigkeit der Ausgangsöffnung 16 variiert als auch eine Dosierleistung der Dosierpumpen 20, 22, 24, 26 proportional zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Ausgangsöffnung 16 gesteuert. Im Ergebnis kann eine Raupe 42 erzeugt werden, welche über die Abschnitte 42_1 , 42_2 und 42_3 hinweg eine gleichbleibende Dicke, das heißt eine in Ebenen rechtwinklig zu der Blattebene in Figur 3d und rechtwinklig zu einer Auftragsrichtung der Raupe 42 gleichbleibende Querschnittsfläche, aufweist.
Figur 4 zeigt die Dosieranlage 10 in einer Aufsicht. Dabei ist der Mischkopf 12 analog zu Figur 2 von oben zu sehen. Zu den beiden Seiten des Mischkopfs 12 sind erste und zweite Dosierpumpen 22, 24 angeordnet, wobei hier, als Beispiel, die erste Dosierpumpe 22 der ersten Komponente A zugeordnet sein soll und die zweite Dosierpumpe 24 der zweiten Komponente B zugeordnet sein soll.
In dem in Figur 4 unten rechts dargestellten Bereich sind ein erster Komponentenbehälter 44 der ersten Komponente A und ein zweiter Komponentenbehälter 46 der zweiten Komponente B zu sehen, welche hier als Fässer ausgebildet sind und mit der Dosieranlage 10 austauschbar verbunden sind. Die Komponentenbehälter 44 und 46 sind jeweils mit einer Versorgungspumpe 48, 50 fluidisch gekoppelt, wobei hier die Versorgungspumpe 48 die erste Komponente A aus dem ersten Komponentenbehälter 44 und die Versorgungspumpe 50 die zweite Komponente B aus dem zweiten Komponentenbehälter 46 über nicht dargestellte Leitungen zu dem Mischkopf 12 fördert. Während einer Betriebsphase des Mischkopfs werden die Versorgungspumpen 48, 50 kontinuierlich oder drehzahlgeregelt betrieben, so dass eine Versorgung der Komponenten an den Mischkopf und ein Aufrechterhalten eines vorbestimmten Überdrucks in den Versorgungsleitungen gewährleistet bleibt.
Die Dosieranlage 10 umfasst hier ferner eine Klimatisierungseinrichtung 52, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens eine der Komponenten A und B zu temperieren, das heißt zu kühlen oder zu erwärmen.
In Figur 4 sind auch eine Spüleinrichtung 54 zum Entleeren und/oder Reinigen des Mischkopfs 12 und eine Waage 56 dargestellt.
In Figur 5 ist der Mischkopf 12 in einer vergrößerten Seitenquerschnittsansicht dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass der Mischkopf 12 in dieser Ausführungsform als dynamischer Mischkopf ausgebildet ist. Das heißt, in der Mischkammer 14 ist ein Rührelement 58, welches sich innerhalb der Mischkammer 14 um die vertikale Achse dreht (in Figur 5 eine Achse von oben nach unten).
Das Rührelement 58 weist an seinem Außenumfang Vertiefungen 60 auf, um eine Rührwirkung des Rührelements 58 verbessern zu können. Auf diese Weise können in die Mischkammer 14 eingeleitete Komponenten, zum Beispiel die Komponenten A und B, sehr homogen vermengt werden.
Die vermischten Komponenten verlassen die Mischkammer 14 über die röhrenförmige Auslaufdüse 18 und werden dann über die Ausgangsöffnung 16 auf ein Werkstück aufgetragen.
In Figur 6 ist ein Behältergestell 62 dargestellt, welches dazu dient, unter anderem die ersten (nicht gezeigt) und zweiten Komponentenbehälter 46 und die jeweiligen Versorgungspumpen 48, 50 sowie die Klimatisierungs einrichtung 52 aufzunehmen. Wie zu erkennen ist, sind hier die Komponentenbehälter über den Versorgungspumpen 48, 50 angeordnet, so dass eine Bereitstellung der Komponenten A und B an die Versorgungspumpen 48, 50 schwerkraftunterstützt stattfinden kann. Ferner erleichtert die erhöhte Anordnung der Komponentenbehälter deren Austausch, beispielsweise unter Verwendung eines Gabelstaplers.

Claims

Ansprüche
1. Dosieranlage (10) zum Aufträgen einer Raupe (36, 38, 40, 42) eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil (32), wobei die Dosieranlage (10) umfasst: einen Mischkopf (12), welcher je Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs eine Zuführleitung von einer Quelle der jeweiligen Komponente zu einer Mischkammer (14) des Mischkopfs (12) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die einzelnen
Komponenten des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs in der Mischkammer (14) zu vermischen, und welcher eine Ausgangsöffnung (16) aufweist, über welche der vermischte Mehrkomponentenverbundwerkstoff den Mischkopf (12) verlässt, - eine Dosierpumpe (20, 22, 24, 26), welche dazu eingerichtet ist, einen Austrag des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) zu fördern, und eine Steuereinheit (28), welche dazu eingerichtet ist, ein Steuerinformationen umfassendes Steuersignal an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) derart auszugeben, dass eine Dosierleistung des
Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) auf Grundlage des Steuersignals eingestellt wird, wobei die Steuereinheit (28) dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich einer Bahnkurve (30) und/oder einer Bahngeschwindigkeit in
Abhängigkeit der Bahnkurve (30) zu enthalten und/oder zu empfangen, entlang/mit welcher die Ausgangsöffnung (16) zum Aufträgen des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs bewegt werden wird, und wobei die Steuereinheit (28) ferner dazu eingerichtet ist, für jeden Abschnitt (30_1 , 30_2, 30_3) der Bahnkurve (30), welchem im Vergleich zu wenigstens einem direkt benachbarten Abschnitt (30_1 , 30_2, 30_3) der Bahnkurve (30) eine abweichende Bahngeschwindigkeit zugeordnet ist, gesonderte Steuerinformationen an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) derart auszugeben, dass eine Querschnittsfläche der Raupe (36, 38, 40, 42) des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die gesamte Bahnkurve (30) hinweg, welche unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten umfasst, im Wesentlichen konstant bleibt, wobei die Dosieranlage (10) jeweils eine Pumpengruppe pro Komponente (A, B) des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs umfasst, wobei die Pumpengruppe die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) und eine Versorgungspumpe (48, 50) umfasst, wobei die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) zu der Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) benachbart, insbesondere in einem Abstand von höchstens 2 m, gemessen entlang eines Fluidwegs von der Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) zu der Ausgangsöffnung (16), angeordnet ist, und wobei die Versorgungspumpe (48, 50) einem jeweiligen
Komponentenbehälter (44, 46), welcher eine jeweilige Komponente (A, B) des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs enthält, benachbart angeordnet ist. 2. Dosieranlage (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) als ein Abschnitt der Mischkammer (14) ausgebildet ist oder über eine Leitung (18) mit der Mischkammer (14) verbunden ist. 3. Dosieranlage (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zwischen Ausgangsöffnung (16) und Mischkammer (14) des Mischkopfs (12) als röhrenförmige Auslaufdüse (18) oder als Schlauchleitung ausgebildet ist. 4. Dosieranlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieranlage (10) dazu eingerichtet ist, die Ausgangsöffnung (16) zum Aufträgen des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bis 100 m/min, insbesondere von 3 m/min bis 60 m/min, zu bewegen. 5. Dosieranlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) dazu eingerichtet ist, je Bahnkurvenabschnitt (30_1, 30_2, 30_3) mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderte Steuerinformationen in gesonderten Steuersignalen an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) auszugeben und/oder eine Mehrzahl von je Bahnkurvenabschnitt (30_1 , 30_2, 30_3) mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderten Steuerinformationen in wenigstens einem Steuersignal gemeinsam an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) auszugeben. 6. Dosieranlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnkurve (30), welche unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten umfasst, als geschlossener Ring ausgebildet ist. 7. Dosieranlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkomponenten verbundwerkstoff ein zwei oder mehr Komponenten umfassender Klebstoff oder Dichtstoff, insbesondere ein Kleberschaum oder Dichtungsschaum, ist, welcher vorzugsweise Polyurethan oder Silikon umfasst.
8. Dosieranlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieranlage (10), insbesondere die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26), dazu eingerichtet ist, den Mehrkomponentenverbundwerkstoff in einem Leistungsbereich von 0,1 cm3/s bis 20 cm3/s auszutragen. 9. Dosieranlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) ferner dazu eingerichtet ist, zusammenhängenden Abschnitten (30_1, 30_2, 30_3) der Bahnkurve (30), welche eine gleichbleibende Krümmung aufweisen, eine einheitliche Bahngeschwindigkeit und/oder eine einheitliche
Steuerinformation für die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) zur Einstellung des Austrags des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs zuzuordnen.
10. Verfahren zum gleichmäßigen Aufträgen einer Raupe (36, 38, 40, 42) eines Mehrkomponentenverbundwerkstoffs auf ein Bauteil (32), wobei das Verfahren umfasst:
Bereitstellen eines Mischkopfs (12), welcher je Komponente des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs eine Zuführleitung von einer Quelle der jeweiligen Komponente zu einer Mischkammer (14) des Mischkopfs (12) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die einzelnen
Komponenten des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs in der Mischkammer (14) zu vermischen, und welcher eine Ausgangsöffnung (16) aufweist, über welche der vermischte Mehrkomponentenverbundwerkstoff den Mischkopf (12) verlässt, - Bereitstellen einer Dosierpumpe (20, 22, 24, 26), welche dazu eingerichtet ist, einen Austrag des Mehrkomponenten verbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) zu fördern, und
Bereitstellen einer Steuereinheit (28), welche ein Steuerinformationen umfassendes Steuersignal an die Dosierpumpe
(20, 22, 24, 26) derart ausgibt, dass eine Dosierleistung des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) auf Grundlage des Steuersignals eingestellt wird, wobei die Steuereinheit (28) Informationen bezüglich einer Bahnkurve
(30) und/oder einer Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit der Bahnkurve (30) zu enthält und/oder empfängt, entlang/mit welcher die Ausgangsöffnung (16) zum Aufträgen des Mehrkomponenten verbundwerkstoffs bewegt werden wird, und wobei die Steuereinheit (28) ferner für jeden Abschnitt der Bahnkurve (30), welchem im Vergleich zu wenigstens einem direkt benachbarten Abschnitt der Bahnkurve (30) eine abweichende Bahngeschwindigkeit zugeordnet ist, gesonderte Steuerinformationen an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) derart ausgibt, dass eine Querschnittsfläche der Raupe (36, 38, 40, 42) des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über die gesamte Bahnkurve (30) hinweg, welche unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten umfasst, im Wesentlichen konstant bleibt, wobei die Dosieranlage (10) jeweils eine Pumpengruppe pro Komponente (A, B) des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs umfasst, wobei die Pumpengruppe die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) und eine Versorgungspumpe (48, 50) umfasst, wobei die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) zu der Ausgangsöffnung (16) des Mischkopfs (12) benachbart, insbesondere in einem Abstand von höchstens 2 m, gemessen entlang eines Fluidwegs von der Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) zu der Ausgangsöffnung (16), angeordnet ist, und wobei die Versorgungspumpe (48, 50) einem jeweiligen
Komponentenbehälter (44, 46), welcher eine jeweilige Komponente (A, B) des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs enthält, benachbart angeordnet ist. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieranlage (10) die Ausgangsöffnung (16) zum Aufträgen des Mehrkomponenten verbundwerkstoffs mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bis 100 m/min, insbesondere von 3 m/min bis 60 m/min, bewegt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) je Bahnkurvenabschnitt (30_1, 30_2, 30_3) mit einheitlicher
Bahngeschwindigkeit gesonderte Steuerinformationen in gesonderten Steuersignalen an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) ausgibt und/oder eine Mehrzahl von je Bahnkurvenabschnitt (30_1, 30_2, 30_3) mit einheitlicher Bahngeschwindigkeit gesonderten Steuerinformationen in wenigstens einem Steuersignal gemeinsam an die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) ausgibt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieranlage (10), insbesondere die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26), den Mehrkomponenten verbundwerkstoff in einem Leistungsbereich von 0,1 cm3/s bis 20 cm3/s austrägt. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) zusammenhängenden Abschnitten (30_1, 30_2, 30_3) der Bahnkurve (30), welche eine gleichbleibende Krümmung aufweisen, eine einheitliche Bahngeschwindigkeit und/oder einheitliche Steuerinformationen zuordnet, so dass die Dosierpumpe (20, 22, 24, 26) den Austrag des Mehrkomponentenverbundwerkstoffs über einen jeweiligen zusammenhängenden Abschnitt hinweg unverändert belässt.
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