DE69007112T2 - Spender für die dosierte ausgabe von flüssigkeiten, insbesondere zur klebverbindung von elementen. - Google Patents

Description

• Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeiten bekannt, die so gestaltet sind, dass sie eine möglichst hochgradige Rationalisierung von Arbeitsgängen wie der serienmässigen Verklebung von Elementen erlauben, welche dauerhaft aneinander befestigt werden sollen. Das schweizer Patent CH-A-558 521 beschreibt zum Beispiel einen wesentlichen Bestandteil einer derartigen Vorrichtung. So können kalibrierte Flüssigkeitsmengen durch Leitungen, die von einer Aussparung ausgehen, welche einen Vorratsbehälter bildet, ohne die Zwischenschaltung eines Ventils in ein oder mehrere Einspritzvorrichtungen oder Spritzen getrieben werden.
• Bei einer späteren Entwicklung einer Vorrichtung dieser Art wurde zwischen dem Vorratsbehälter, der den Flüssigkeitsvorrat enthält, und dem Applikator eine Verbindung vorgesehen, die von einem biegsamen Schlauch gebildet wird, was die Durchführung manueller Arbeitsschritte erleichtert.
• Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Verbesserung bei Spendern für die dosierte Ausgabe von Flüssigkeiten, insbesondere zur Klebverbindung von Elementen, zu schaffen, wobei diese Spender einen Klebstoffvorratsbehälter, einen Applikator, der über einen biegsamen Schlauch mit dem Vorratsbehälter verbunden ist, und einen Generator zum Erzeugen von pneumatischen Impulsen umfassen, die auf dem freiliegenden Pegel der Flüssigkeit im Vorratsbehälter jeweils einen momentanen Überdruck hervorrufen, welcher dazu bestimmt ist, eine dosierte Flüssigkeitsmenge durch den Applikator auszustossen.
• Man hat nämlich festgestellt, dass es bei den Spendern dieser Art zur Gewährleistung einer ständigen Einsatzbereitschaft des Applikators notwendig war, diesen während der Ruheperioden in eine solche Position zu bringen, dass sich die nach unten gerichtete Nadelspitze leicht unterhalb des freiliegenden Flüssigkeitspegels in dem Vorratsbehälter befindet. Diese Anordnung verhindert zwei Erscheinungen, die während der Ruheperioden auftreten können, wenn keine Massnahmen getroffen werden, um sie zu verhindern: Es können Flüssigkeitstropfen von der Nadelspitze herabfallen oder der Inhalt der Nadelspitze kann polymerisieren. Nun verändert sich der freiliegende Pegel in dem Vorratsbehälter während der Verwendung des Spenders in dem Masse, wie sich der Vorratsbehälter leert.
• Mit dem Ziel, diesen Mangel zu beheben, ist der erfindungsgemässe Spender dadurch gekennzeichnet, dass der Spender auf einer Trageinrichtung eine Halteeinrichtung für den Applikator, Haltemittel für den Varratsbehälter und eine Stabilisiereinrichtung umfasst, wobei die letztere gewährleistet, dass während des Betriebs des Spenders der freiliegende Flüssigkeitspegel in bezug auf den in der Halteeinrichtung gehaltenen Applikator etwa auf einer konstanten Höhe bleibt.
• Nachstehend wird als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, von denen:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die das Prinzip dieser Ausführungsform erläutert,
• Fig. 2 ein Aufriss der beschriebenen Ausführungsform ist und
• Fig. 3 eine Draufsicht auf den Spender von Fig. 2 ist.
• Fig. 1 zeigt das Prinzip der Vorrichtung, nämlich einen Vorratsbehälter 1, dessen Füllungsgrad im Verlauf der Verwendung der Vorrichtung zwischen drei Stufen, in Fig. 1 mit A, B und C bezeichnet, schwanken kann. Dieser Vorratsbehälter ist mittels einer Feder, deren Merkmale im Augenblick nicht näher beschrieben werden müssen und die mit 2 bezeichnet ist, an einer festen Trageinrichtung 3 aufgehängt. In das Innere des Vorratsbehälters 1 ragt ein biegsamer Schlauch 4, dessen unteres Ende sich in geringer Entfernung von dem Boden des Vorratsbehälters 1 befindet und folglich in die in dem Vorratsbehälter enthaltene Flüssigkeit eintaucht. Dieser biegsame Schlauch 4 mündet an einem Applikator 5, der in eine fest mit der Trageinrichtung verbundene Halteeinrichtung 6 eingehängt ist. Der Applikator umfasst eine vertikal angeordnete Nadel 7, deren Spitze sich auf einer Höhe leicht unterhalb des Flüssigkeitspegels 8 in dem Vorratsbehälter 1 befindet.
• In Fig. 1 und 2 ist er in der Ruheposition dargestellt. Von Zeit zu Zeit wird er zur Durchführung eines Klebvorgangs von einem Arbeiter ergriffen und dann wieder in die dargestellte Position zurückgegeben. Die Buchstaben A, B und C bezeichnen drei verschiedene Entleerungsstadien des Vorratsbehälters 1. In dem Masse, wie sich der Vorratsbehälter leert, verringert sich sein Gewicht, so dass sich die Feder 2 zusammenzieht. Die dem Behälter von der Feder aufgezwungene Verschiebung ist so bemessen, dass der Flüssigkeitspegel 8 ständig auf der gleichen Höhe bleibt. Wenn also der Applikator in seine Ruheposition gebracht wird, das heisst, in das Element 6 eingehängt wird, ist die Flüssigkeitsmenge, die er enthält und die der Schlauch 4 enthält, ständig die gleiche, was eine stetige Bereitschaft des Applikators für den folgenden Arbeitsgang des Spendens einer Flüssigkeitsdosis gewährleistet.
• In der schematischen Figur 1 wurde die Wirkungsweise eines Generators zum Erzeugen von pneumatischen Impulsen in Form einer Rohrleitung 9, die in einer oberen Zone des Vorratsbehälters 1 einmündet und praktisch mit der Flüssigkeit in Kontakt ist, dargestellt. Diese Darstellung ist hier nur dazu bestimmt, die Funktionsweise des Systems verständlich zu machen. Es wird deutlich, dass ein Impulsgenerator, der momentane Überdrücke in dem oberen Hohlraum des Vorratsbehälters hervorruft, eine vorher kalibrierte Flüssigkeitsdosis dazu zwingt, in den biegsamen Schlauch 4 einzutreten und folglich am Ende der Nadel 7 einen Tropfen austreten zu lassen. In der Praxis kann jedoch der Generator zum Erzeugen von pneumatischen Impulsen gemäss einem entsprechenden, aber dennoch verschiedenen System arbeiten und beispielsweise eine Vorrichtung aufweisen, die jeglichen direkten Kontakt zwischen der Luft und der in dem Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit verhindert.
• Fig. 2 und 3 zeigen eine reale Ausführungsform der Vorrichtung. Die Trageinrichtung 3 umfasst eine Grundplatte 10, einen starren Ständer 11, der vertikal auf der Grundplatte 10 befestigt ist, eine Versteifungswand aus Blech 12 und eine vertikale Stange 13, an der eine höhenverstellbare Konsole 14 befestigt ist, die den Applikator 5 aufnimmt. Das Element zur Einhängung 6 besteht hier aus einer Öffnung in der Konsole 14, die für die Einführung des Körpers des Applikators 5 bemessen ist, dessen Nadel 7 vertikal nach unten gerichtet ist.
• In Figur 2 und 3 ist ebenfalls der Vorratsbehälter 1 zu erkennen, dessen detaillierter Aufbau hier nicht vollständig beschrieben werden muss. Auf dem Deckel dieses Vorratsbehälters ist ein Anschlusselement 15 für die Durchführung des biegsamen Schlauchs 4 vorgesehen, der den Vorratsbehälter mit dem Applikator 5 verbindet. Eine weitere Öffnung 16, die ebenfalls in dem Deckel des Vorratsbehälters vorgesehen ist, erlaubt das Entsenden von pneumatischen Impulsen in den Vorratsbehälter 1 durch einen anderen biegsamen Schlauch, der in Fig. 2 unter 17 dargestellt ist. Der Schlauch 17 geht von einem mit der Grundplatte 10 fest verbundenen Anschlussstück 18 aus, das einen Exsikkator 19 durchläuft, der seinerseits über ein Anschlussstück 20 mit einer Zuführungsleitung 21 verbunden ist, welche die pneumatischen Impulse leitet, die anhand einer elektronischen Steuerungsvorrichtung erzeugt werden, die an sich bekannt ist und folglich nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
• Der Vorratsbehälter 1 ist mittels zweier diametral gegenüberliegender Zapfen 22 an zwei parallelen Armen 23 eines Rahmens 24 auf gehängt, der an seinem hinteren Ende einen Querträger aufweist und zwei Stifte zum Schwenken 26 umfasst, die in Lager 27 eingreifen, die horizontal in dem Ständer 11 angeordnet sind, und zwar in der Nähe seines oberen Endes. Somit ist der Rahmen 24 an dem Ständer 11 angelenkt und trägt am Ende seiner Schenkel, die von den zwei parallelen Armen 23 gebildet werden, den Komplex des Vorratsbehälters 1. Zwei Federn 28 und 29, die zwischen unterschiedlichen Orten des Rahmens und dem Sockel 10 oder dem Ständer 11 gespannt sind, wirken so zusammen, dass sie die Position des Rahmens 24 in Abhängigkeit vom Füllungsgrad des Vorratsbehälters 1 ausgleichen. Die Feder 28 besteht aus einem gebogenen Stahldraht, während die Feder 29 eine Schraubenfeder ist, die einerseits an der Basis des Ständers 11 und andererseits an einem Exzenter 30 angreift, der mittels einer Schraube und einer Feder 31 hinter dem Ständer 11 an einem der Arme 23 des Rahmens 24 befestigt ist. Der Exzenter 30 gestattet eine einfache Regelung der Kraft der Feder 29 und folglich die Einstellung der Höhe des Vorratsbehälters 1 in Abhängigkeit vom Grad seiner Füllung oder Leerung.
• Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform umfasst der Rahmen 24 noch eine Querstange 32, die in der Nähe des Ortes des Vorratsbehälters 1 zwischen den zwei Armen 23 verläuft. An dieser Querstange 32 ist eine vertikale Stange 33 befestigt, die in einen Arretierzylinder 34 hineinragt. Dieser Arretierzylinder, der beispielsweise elektromagnetisch oder pneumatisch sein kann, kann nach Belieben betätigt werden und arretiert bei Betätigung die Stange 33. Der Rahmen wird dann in bezug auf die ihn tragenden Elemente 10, 11 in starrer Weise fixiert und läuft folglich nicht Gefahr, zum Beispiel im Falle einer Verschiebung der Vorrichtung ungewollte Schwingungen des Vorratsbehälters hervorzurufen.
• Dieses Mittel zur Arretierung ist besonders nützlich, wenn der beschriebene Spender in eine automatische Anlage eingebaut ist, beispielsweise in eine Vorrichtung zur Montage von Werkstücken, die aus Elementen zusammengesetzt sind und zusammengebaut und verklebt werden müssen. In diesem Fall ist es sinnvoll, dass der Spender für dosierte Flüssigkeitsmengen zum Zeitpunkt der dosierten Ausgabe von Flüssigkeit in der Nähe der Werkstücke angeordnet wird, jedoch während der zeitlichen Perioden zwischen diesen Arbeitsgängen auf einen Abstand gebracht werden kann. In Anbetracht ihres geringen Gewichts und ihres reduzierten Raumbedarfs kann die beschriebene Vorrichtung leicht auf einer vertikalen Gleitbahn, einem beweglichen Tisch oder einem Roboter montiert werden.
• Es ist möglich, auf dem Ständer 11 einen Lagesensor 35 anzuordnen. Da nämlich die Position des Rahmens 24 ständig von dem Füllungsgrad des Vorratsbehälters 1 bestimmt wird, nimmt er zu dem Zeitpunkt, wo der Vorratsbehälter praktisch leer ist, eine Grenzposition ein. Der Sensor 35 kann also auf eine solche Weise angeordnet werden, dass er den Zeitpunkt, an dem der Rahmen diese Grenzposition erreicht, erfasst und beispielsweise die Notwendigkeit einer Füllung des Vorratsbehälters anzeigt. Der Sensor kann auch zu passender Zeit einen Befehl zur Verlängerung der Dauer der pneumatischen Impulse übertragen, wenn sich der Vorratsbehälter dem Zustand einer vollständigen Entleerung nähert.
• Die weiter oben beschriebene Stabilisiereinrichtung könnte bei einer anderen Ausführung einen Detektor für die Höhe des freiliegenden Pegels in bezug auf den Vorratsbehälter sowie Regelungsmittel umfassen, die von den Anzeigen des Detektors abhängig sind und so wirken, dass der Vorratsbehälter periodisch aus einem Beschaffungsbehälter, der eine Flüssigkeitsreserve enthält, nachgefüllt wird. Die von den Anzeigen des Detektors gesteuerten Regelungsmittel könnten beispielsweise eine Pumpe umfassen, die Flüssigkeit aus dem Beschaffungsbehälter in den Vorratsbehälter fliessen lässt, oder eine Klemme, die einen Schlauch zusammendrückt, der den Beschaffungsbehälter mit dem Vorratsbehälter verbindet. Auf diese Weise würde der freiliegende Pegel in dem vorratsbehälter periodisch auf eine bestimmte Höhe gebracht werden.
• Die beschriebene Vorrichtung eignet sich für Kleber von der Art der Cyanoacrylate sowie zum Spenden von flüchtigen oder aggressiven Flüssigkeiten.
• Neben den Vorteilen, die sich aus der Tatsache ergeben, dass die Nadel während der Ruheperioden unter stabilen und konstanten Bedingungen gespeist wird, weist der Spender noch die Eigenschaft auf, dass die in den Vorratsbehälter eingeleiteten Luftvolumina immer die gleiche Überdruckwirkung hervorrufen, was nicht der Fall wäre bei den alten Vorrichtungen, bei denen sich der Flüssigkeitspegel im Verlauf der Entleerung verändert.

Claims (10)

1. Spender für die dosierte Ausgabe von Flüssigkeiten, insbesondere zur Klebverbindung von Elementen, mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter (1), einem Applikator (5), der über einen biegsamen Schlauch (4) mit dem Vorratsbehälter (1) verbunden ist und mit einem Generator zum Erzeugen von pneumatischen Impulsen, welche auf dem freiliegenden Pegel (8) der Flüssigkeit im Vorratsbehälter (1) je einen momentanen Ueberdruck hervorrufen, welcher dazu bestimmt ist, eine dosierte Flüssigkeitsmenge durch den Applikator auszustossen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spender auf einer Trageinrichtung (3) eine Halteeinrichtung für den Applikator (5), Haltemittel für den Vorratsbehälter (1) und eine Stabilisiereinrichtung umfasst, wobei die letztere gewährleistet, dass während dem Betrieb des Spenders der freiliegende Flüssigkeitspegel (8) in bezug auf den in der Halteeinrichtung gehaltenen Applikator (5) etwa auf einer konstanten Höhe bleibt.

2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisiereinrichtung eine elastische Aufhängung umfasst, so dass der Vorratsbehälter (1) in bezug auf die Halteeinrichtung eine in Funktion seines Füllungsgrades variable Höhenstellung einnimmt, wobei der Flüssigkeitspegel (8) im Vorratsbehälter (1) gemessen in bezug auf die Halteeinrichtung während dem Aufbrauchen des Inhaltes des Vorratsbehälters (1) etwa konstant bleibt.

3. Spender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) über eine Gelenkachse mit einem Ende eines starren Armes (23) verbunden ist, welcher Arm um eine in bezug auf die Trageinrichtung (3) horizontale Achse drehbar ist und dass die elastische Aufhängung ein oder mehrere deformierbare Organe umfasst, die zwischen dem drehbaren Arm (23) und der Trageinrichtung (3) angeordnet sind und deren Deformierung als Funktion des Gewichtes des Vorratsbehälters (1) die genannte variable Stellung festlegen.

4. Spender für die dosierte Ausgabe von Flüssigkeiten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Aufhängung eine oder mehrere Federn (28, 29) umfasst.

5. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung in bezug auf die Trageinrichtung (3) fest ist und dass, wenn der Applikator (5) an seinem Platz ist, der Flüssigkeitspegel (8) im Vorratsbehälter (1) in bezug auf das untere Ende einer Nadel (7) des Applikators (5) leicht nach oben zurückgesetzt ist.

6. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (3) mit einem Gleitstück verbunden ist und dass der Applikator (5) mit einer Bedienungseinrichtung zusammenwirkt, derart, dass der Spender in ein automatisches System zum Herstellen von Klebverbindungen von Elementen eingeschlossen werden kann, in welchem System der Spender im Moment, wo eine oder mehrere Dosen verteilt werden, in eine Arbeitsposition geführt ist und während dazwischenliegenden Perioden in eine Ruheposition zurückgezogen ist.

7. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blockiereinrichtung (34) vorhanden ist, welche nach Bedarf betätigbar ist und welche zwischen einem Halteorgan (23) des Vorratsbehälters (1) und der Trageinrichtung (3) angeordnet ist.

8. Spender nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung für die genannte Blockiereinrichtung mit dem automatischen System verbunden ist und die Stellung des Vorratsbehälters (1) in bezug auf die Trageinrichtung (3) blockiert, während sich das Gleitstück verschiebt.

9. Spender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Arm (23) die Form eines länglichen Rahmens (24) hat und dass die elastische Aufhängung durch die Verbindung von zwei Federn (28, 29) mit unterschiedlichen Federkennlinien gebildet ist, wobei die eine und die andere der Federn an unterschiedlichen Orten am Rahmen (24) und an der Trageinrichtung (3) angreifen.

10. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisiereinrichtung einen Detektor für den freiliegenden Pegel (8) der Flüssigkeit im Vorratsbehälter (1) umfasst und dass ein Flüssigkeitsbeschaffungsbehälter mit dem Vorratsbehälter (1) verbunden ist und Mittel zum periodischen Nachfüllen des Vorratsbehälters (1) vom Beschaffungsbehälter vorhanden sind, welcher in Funktion der Absenkung des freiliegenden Pegels (8) wirksam sind.