用于涂覆粘附材料的喷嘴、用于涂覆粘附材料的施涂装置、用于涂覆粘附材料的方法以及用于车辆的构件

技术领域

本发明涉及一种用于将粘附材料涂覆到构件或基底上的喷嘴，所述喷嘴具有设有壁的喷嘴体，所述壁在第一端部和第二端部之间限定喷嘴通道，在第二端部上形成有第一喷嘴出口，该第一喷嘴出口与喷嘴通道连接。此外，本发明涉及一种用于借助这种喷嘴涂覆粘附材料的施涂装置、一种用于涂覆粘附材料的方法以及一种用于车辆的构件。

背景技术

在车辆制造中，越来越多地将构件或工件相互粘接。为此在构件之一上或在两个构件上施加以材料条形式的粘附材料并且接着将这两个构件在压力下材料锁合地彼此连接。此外，在车辆制造中使用粘附材料，以便密封构件并且因此保护它们免受环境影响，如水和污物，从而确保它们的正常功能。

通常，借助喷嘴将粘附材料涂覆到构件上。根据希望的在构件上的材料排出，可以使用不同的喷嘴。在使用所谓的圆形喷嘴时能够实现斑点状的材料涂覆，而在使用所谓的钩型喷嘴时能够实现流畅的过渡。此外，借助钩型喷嘴可以到达难以接近的区域。

为了借助喷嘴有针对性地将粘附材料施加到构件上，已知自动化方法。在所谓的MRK(人-机器人-协作)机器人中(即人和机器人共享工作空间并且没有隔离保护装置)，喷嘴与机器人连接，操作人员将机器人或喷嘴引导到待设置粘附材料的部位处。机器人通过传感器机械地确定施加材料条所需的滞止压力(Staudruck)并相应地调节该滞止压力。但利用MRK机器人只能有限地实现滞止压力的再现性。

另一种自动化方法是与齿轮泵结合使用数控定位系统，该定位系统也可以称为NC轴系统。在此，喷嘴与NC轴系统连接，该系统使喷嘴进行平移运动。齿轮泵具有两个齿轮，所述齿轮之一被驱动并且因此均匀地将粘附材料输送到喷嘴中。但在使用具有NC轴系统的圆形喷嘴时，会形成流动前沿并且此外不能到达难以接近的区域。而在使用具有NC轴系统的钩型喷嘴时，不能施加密封涂覆表面所需的滞止压力。

由WO 2020/188068 A1已知另一种用于施加材料条的自动化装置。该装置包括柔性喷嘴体，该喷嘴体限定一容积，材料条的材料可以流过该容积，该容积至少部分地通过由喷嘴体形成的壁限定，并且(喷嘴体)具有用于将材料供应到容积中的供应口，(材料)流可以流过该容积。喷嘴体限定一个开口区域，通过该开口区域，材料可以从所述容积排出。此外，该装置包括操作系统，该操作系统设置在喷嘴体上并且用于通过使喷嘴体变形来改变开口区域的横截面。所述壁在可被穿流的容积和操作系统之间形成屏障。

此外，由WO 2019/191052已知一种用于将粘合剂涂覆、尤其是喷涂到基底或构件上的装置。该装置具有用于施用粘合剂的输出喷嘴以及用于确定尤其是分配给输出喷嘴的表面区域的轮廓的传感器装置。

发明内容

本发明所基于的任务是，提出一种喷嘴、一种施涂装置、一种用于涂覆粘附材料的方法以及一种用于车辆的构件，它们能够实现粘附材料的改善的涂覆以及在有和没有滞止压力的情况下粘附材料的涂覆。

为了解决该任务，提出一种具有权利要求1的特征的喷嘴、一种具有权利要求5的特征的施涂装置、一种具有权利要求8的特征的用于涂覆粘附材料的方法以及一种具有权利要求10的特征的用于车辆的构件。

喷嘴、施涂装置以及方法的有利实施方式是各从属权利要求的技术方案。

用于将粘附材料涂覆到构件或基底上的喷嘴具有设有壁的喷嘴体，所述壁在第一端部和第二端部之间限定喷嘴通道，在第二端部上形成有第一喷嘴出口，该第一喷嘴出口与喷嘴通道连接，并且在第二端部上向壁中引入有至少一个第二喷嘴出口，该第二喷嘴出口与喷嘴通道连接。

通过在喷嘴体的第二端部上设置两个喷嘴出口，能够实现粘附材料的多功能涂覆。因此，粘附材料可以在没有滞止压力的情况下经由第一喷嘴出口和/或在有滞止压力的情况下经由第二喷嘴出口涂覆到构件或基底上。在涂覆表面易于接近的情况下，通过将粘附材料垂直于涂覆表面地经由第一喷嘴出口施加到构件上，粘附材料的涂覆在没有滞止压力的情况下进行。为此，喷嘴这样相对于构件或基底表面定位，使得在材料排出时在喷嘴的第二端部和构件之间不产生滞止压力，从而粘附材料从第一喷嘴出口排出。在涂覆表面难以接近的情况下，例如将粘附材料塞到线材下面或在待密封区域的情况下，粘附材料的涂覆在滞止压力下进行，方式是，将粘附材料平行于涂覆表面地涂覆到构件或基底上。为此，将喷嘴定位得如此靠近构件表面或基底表面，使得在喷嘴的第二端部和构件之间产生滞止压力，从而粘附材料侧向地从第二喷嘴出口排出。由此，喷嘴在涂覆方式方面具有高灵活性。

在本申请的意义中，“难以接近的区域”理解为下部空间或中间空间，例如将材料塞到线材下面。在本申请的意义中，“易于接近的区域”理解为待从上方密封且可良好地接近的涂覆表面。

第一喷嘴出口可以垂直于喷嘴体的纵向轴线。第二喷嘴出口可平行于喷嘴体的纵向轴线。因此，粘附材料从第二喷嘴出口侧向地从喷嘴排出。

所述壁在当前也可以称为隔壁、外轮廓或外壳。

材料通过喷嘴通道从第一端部输送到第二端部。第一端部可以具有喷嘴入口，该喷嘴入口与用于将材料输送到喷嘴通道中的输送装置连接。所述输送装置可以是泵或齿轮泵。

在一种有利的实施方式中，喷嘴可以由金属、尤其是由铝制成，或者由塑料制成。

在一种有利的实施方式中，所述两个喷嘴出口借助于切削过程、如车削或铣削被引入喷嘴的第二端部中。此外，喷嘴出口也可以在制造喷嘴期间、例如在铸造或注塑期间被引入喷嘴体的第二端部中。

在一种有利的实施方式中，第一喷嘴出口和第二喷嘴出口彼此连接。由于这两个喷嘴出口彼此连接，因此所述喷嘴出口可以简单且低成本地制造。此外，该设计方案允许在喷嘴的第二端部和构件之间产生滞止压力时粘附材料能够侧向地经由第二喷嘴出口排出。“彼此连接”在当前理解为这两个喷嘴出口过渡到彼此中并且不存在将两个喷嘴出口彼此分开的接片或类似物。替代地，这两个喷嘴出口可以彼此分开。例如这两个喷嘴出口可以通过接片彼此分开。

在一种有利的实施方式中，第一喷嘴出口和/或第二喷嘴出口是半圆形、多边形或半椭圆形的。通过两个喷嘴出口的轮廓限定材料条的轮廓。

在一种有利的实施方式中，喷嘴体具有第一圆柱形区段、第二圆柱形区段和将这两个区段相互连接的圆锥形过渡区段，其中，第一圆柱形区段的直径大于第二圆柱形区段的直径。有利的是，这两个喷嘴出口设置在第二圆柱形区段的自由端部上。有利的是，第二圆柱形区段具有与第一圆柱形区段不同的长度。由于第二圆柱形区段具有比第一圆柱形区段更小的直径和更大的长度，因此喷嘴适合用于难以接近的区域。

根据另一方面，提出一种用于将粘附材料涂覆到构件或基底上的施涂装置。施涂装置具有喷嘴、使喷嘴进行平移运动的定位系统、将待涂覆的粘附材料输送到喷嘴的喷嘴通道中的齿轮泵、用于测量在喷嘴的第二端部与构件或基底的表面之间的距离的高度测量系统。

施涂装置允许例如以材料条形式的粘附材料既能够垂直于涂覆表面又能够平行于涂覆表面地涂覆到构件或基底上。不仅在构件或基底的易于接近的区域中而且在构件或基底的难以接近的区域中。如果应垂直于涂覆表面地(类似于在圆形喷嘴的情况下)地涂覆粘附材料，则通过高度测量系统测量喷嘴的第二端部与待涂覆表面之间的距离。然后，将喷嘴送到与表面具有所需距离的位置中，从而材料在没有滞止压力的情况下经由喷嘴的第一喷嘴出口排出。该模式例如可以用于待从上方密封的并且可以很好地接近的部件。如果应平行于涂覆表面地涂覆粘附材料，则同样首先通过高度测量系统测量在喷嘴的第二端部与待涂覆表面之间的距离。接着，通过定位系统将喷嘴定位得足够靠近表面或者说涂覆表面，使得在材料排出时在喷嘴的第二端部和构件表面之间产生滞止压力，该滞止压力导致材料通过第二喷嘴出口排出。这种模式可以用于难以接近的区域，例如将粘附材料塞到线材下面。高度测量系统使得即使在构件存在公差的情况下也能够实现配合精确的使用。

在一种有利的实施方式中，喷嘴可旋转地支承在定位系统上。由于喷嘴是可旋转的，因此可以经由第二喷嘴出口在所有方向上涂覆材料。

在一种有利的实施方式中，高度测量系统是激光测量系统或触觉高度测量系统。

根据另一方面，提出一种用于将材料条涂覆到构件上的方法。在该方法中，首先确定构件的涂覆表面的可接近性。接着，测量喷嘴的第二端部与涂覆表面之间的距离。最后，当确定难以接近时，将喷嘴的第二端部与涂覆表面间隔开距离地定位，使得在将粘附材料涂覆到涂覆表面上时产生滞止压力，从而粘附材料从第二喷嘴出口中排出，或者当确定易于接近时，将喷嘴的第二端部与涂覆表面间隔开距离地定位，使得在将粘附材料涂覆到涂覆表面上时不产生滞止压力，从而粘附材料从第一喷嘴出口排出。

因此，在该方法中，可以为材料条的涂覆使用两种不同的模式。因此，粘附材料可以利用滞止压力被涂覆，例如在难以接近涂覆表面的情况下或在待密封涂覆表面的情况下；或者在没有滞止压力的情况下被涂覆，例如在易于接近涂覆表面的情况下。

有利的是，可以由处理人员或借助传感器确定可接近性。

在一种有利的实施方式中，借助施涂装置实施所述方法。为此施涂装置可以具有高度测量系统，借助该高度测量系统在定位喷嘴之前测量喷嘴的第一端部与涂覆表面之间的距离。此外，施涂装置可以具有定位系统，该定位系统使喷嘴进行平移运动并使喷嘴与涂覆表面间隔开距离地定位。

根据另一方面，提出一种用于车辆的构件，其具有借助于喷嘴、施涂装置或方法施加的粘附材料。

附图说明

下面借助在附图中示意性示出的实施例详细阐述喷嘴、施涂装置、用于车辆的构件、用于涂覆材料条的方法以及其它特征和优点。附图如下：

图1示出具有喷嘴和构件的施涂装置；

图2示出喷嘴的放大侧视图；

图3示出喷嘴的放大底视图；

图4示出喷嘴和构件的放大图，其中，粘附材料利用滞止压力经由第二喷嘴出口被涂覆；和

图5示出喷嘴和构件的放大图，其中，粘附材料在没有滞止压力的情况下经由第一喷嘴出口被涂覆。

具体实施方式

在图1中示出施涂装置10，该施涂装置用于将粘附材料、例如粘合剂以材料条的形式涂覆到车辆的构件12上或施加到基底上。

施涂装置10具有喷嘴14、使喷嘴14进行平移运动的定位系统16、未示出的齿轮泵、用于测定在喷嘴14与构件12或基底的涂覆表面之间的距离的高度测量系统18。

尤其是如在图2和3中可见，喷嘴14具有设有壁22的喷嘴体20。所述壁22在第一端部24和第二端部26之间限定喷嘴通道28。

在第一端部24上设有未示出的喷嘴入口，该喷嘴入口与喷嘴通道28连接。经由喷嘴入口将粘附材料输送到喷嘴通道中。为此，喷嘴入口与齿轮泵例如通过管路、如软管连接，该齿轮泵将粘附材料输送到喷嘴通道28中。

在第二端部26上设置有第一喷嘴出口30，该第一喷嘴出口与喷嘴通道28连接。尤其是如在图2中可见，在第二端部26上，向壁22中引入有第二喷嘴出口32，该第二喷嘴出口也与喷嘴通道28连接。经由喷嘴出口30、32，粘附材料被涂覆到涂覆表面上。两个喷嘴出口30、32彼此连接并且在当前构造成近似半圆形的。

喷嘴体20还具有第一圆柱形区段34、第二圆柱形区段36和将这两个圆柱形区段34、36相互连接的圆锥形过渡区段38，其中，第一圆柱形区段34的直径大于第二圆柱形区段36的直径。所述两个喷嘴出口30、32设置在第二圆柱形区段36中，并且在第一圆柱形区段34中设置有未示出的喷嘴入口，其与喷嘴通道28连接。粘附材料经由喷嘴入口进入喷嘴通道28中并且又经由一个或两个喷嘴出口30、32排出。

喷嘴14可旋转地支承在定位系统16上，定位系统16具有多个直线导向装置，以使喷嘴14平移运动，尤其是将第二端部26相对于构件12的涂覆表面定位。

为了相对于涂覆表面精确定位喷嘴14、尤其是第二端部26，高度测量系统18测量到涂覆表面的距离。高度测量系统18可以是激光测量系统或触觉高度测量系统。

下面说明借助施涂装置10和喷嘴14将粘附材料涂覆到构件12上。为此首先确定构件12的涂覆表面的可接近性。在此确定，涂覆表面易于接近还是涂覆表面难以接近。在涂覆表面易于接近的情况下，可以从上方涂覆粘附材料。在涂覆表面难以接近的情况下，例如下部空间和/或中间空间，将粘附材料塞到线材下面或密封涂覆表面，必须在滞止压力下涂覆粘附材料。然后，测量在喷嘴14的第二端部26与涂覆表面之间的距离。如果确定难以接近，则将喷嘴14的第二端部26与涂覆表面间隔开距离地定位，使得在将粘附材料涂覆到涂覆表面上时在第二端部26和涂覆表面之间产生滞止压力，从而材料从第二喷嘴出口32排出，如图4中所示。如果确定易于接近，则喷嘴14的第二端部26与涂覆表面间隔开距离地定位，使得在将粘附材料涂覆到涂覆表面上时在第二端部26和涂覆表面之间不产生滞止压力，从而材料从第一喷嘴出口30排出，如图5所示。由于喷嘴14可旋转地支承在定位系统上，因此可以在所有方向上在滞止压力下涂覆粘附材料。

喷嘴14基于其两个喷嘴出口30、32在涂覆方式方面具有高灵活性。因此，根据涂覆表面的可接近性，粘合剂材料可以在有滞止压力和无滞止压力的情况下被涂覆到构件12上。此外，喷嘴14基于其不同的圆柱形区段34、36特别适合于接近狭窄的空间。

附图标记列表

10施涂装置

12构件

14喷嘴

16定位系统

18高度测量系统

20喷嘴体

22壁

24第一端部

26第二端部

28喷嘴通道

30第一喷嘴出口

32第二喷嘴出口

34第一圆柱形区段

36第二圆柱形区段

38圆锥形过渡区段