用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的設(shè)備和方法
【專利摘要】用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料(41)上的設(shè)備和方法，該設(shè)備具有能夠產(chǎn)生扁平的扇狀射束(18)和圓形的射束(17)的噴射裝置(10)，并且具有用于使所述噴射裝置相對所述載體材料運動的器件，其中，所述噴射裝置在至少兩次穿行中在所述載體材料上方運動，在第一次穿行中利用所述扁平的扇狀射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到所述載體材料上的第一材料涂覆(42)，并且接著在下一次穿行中利用所述圓形的射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到如下材料的至少一部分上的第二材料涂覆(43a-c)，所述材料是在進行所述第一材料涂覆時涂覆到載體材料上的材料。
【專利說明】用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在制造復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件、例如纖維加強產(chǎn)品時已知的是:將纖維氈放到工件上或放入模具中并且接著涂覆塑料材料。這種方法近來例如以“Baypreg技術(shù)”的名稱而已知。與此相關(guān)地例如可參閱DE 10 2009 007 703 Al。
[0003]通常使用產(chǎn)生圓形的射束的噴射頭來涂覆塑料材料，該塑料材料例如可以是聚氨酯材料。附加地可以提供的可能性是:在塑料材料中攙合纖維，以便實現(xiàn)加強作用。根據(jù)是希望純的涂覆塑料材料還是希望用于局部加強需涂覆的構(gòu)件的摻有纖維的涂覆塑料，可以在噴射期間附加地加入纖維。在此，通常通過側(cè)向置入到射束中來實現(xiàn)纖維的置入。更確切地說，設(shè)置有單獨的纖維束，該纖維射束指向塑料射束。通常用于產(chǎn)生射束的圓形的射束噴嘴具有的缺點是:所述圓形射束噴嘴僅具有相對小的噴射角并且噴射大面積的部件部分導(dǎo)致非常長的循環(huán)時間。盡管能夠通過相應(yīng)地供氣來影響噴射角，但是這會導(dǎo)致產(chǎn)生增大的噴霧。然而增大的噴霧或較細的噴霧的產(chǎn)生導(dǎo)致較大的材料損耗并且導(dǎo)致對周圍環(huán)境更大的污染。這總體上造成成本增大和保養(yǎng)費用增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的設(shè)備和方法，其避免上述缺點。
[0005]這一目的在設(shè)備方面通過權(quán)利要求1所提出的特征得以實現(xiàn)并且在方法方面通過權(quán)利要求7所提出的特征得以實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求的主題是有益的改進方案。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的設(shè)備設(shè)有噴射裝置，該噴射裝置能夠產(chǎn)生扁平的扇狀射束和基本上圓形的射束。
[0007]所述設(shè)備在此可以這樣構(gòu)造和適配，使得噴射裝置在至少兩次穿行中在載體材料上方運動，其中，例如在第一次穿行中利用扁平的扇狀射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的第一材料涂覆，并且接著在第二次穿行中利用圓形的射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到下述材料的至少一部分上的第二材料涂覆，所述材料是在第一材料涂覆中涂覆到載體材料上的材料。為此，所述設(shè)備具有能夠在載體材料與噴射裝置之間產(chǎn)生相對運動的器件，這種器件例如可以是機械手，在該機械手上安置有噴射裝置。那么機械手例如使噴射裝置在多次穿行中在載體材料上方運動。但是也可設(shè)想這樣的設(shè)置結(jié)構(gòu)，該設(shè)置結(jié)構(gòu)中，載體材料可運動地設(shè)置在例如機器人上并且噴射裝置位置固定地設(shè)置。也可設(shè)想的是這樣的組合方案，在該組合方案中載體材料和噴射裝置都可運動地設(shè)置。噴射裝置在載體材料上方的運動不是僅可以理解成噴射裝置本身的純運動，而是也應(yīng)該包括反應(yīng)混合物的涂覆區(qū)域在載體材料上進行偏移的所有構(gòu)造方案。
[0008]所述設(shè)備的這種構(gòu)造具有多個優(yōu)點。通過使用扁平的扇狀射束能夠用高的量進行大面積涂覆。在此，視噴嘴類型而定，能夠?qū)崿F(xiàn)大的噴射寬度，例如直至800_。此外，使用扁平的扇狀射束能夠非常精確地噴射載體材料，由此，幾乎不會意外噴射到需涂覆的區(qū)域之外。此外，能夠在很短的時間內(nèi)噴射大面積的載體材料。對于大多數(shù)構(gòu)件而言，在第一次穿行中甚至一次移過載體材料足以用材料完全噴射需涂覆的面。為了在載體材料上產(chǎn)生有針對性的材料堆積，在第二次穿行中使用圓形的射束。由此，能夠在構(gòu)件的精確定義的區(qū)域中設(shè)置用于局部加強的更多材料?？偠灾纱送ㄟ^在噴射裝置中提供不同的射束類型能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)時間的縮短。
[0009]為了產(chǎn)生上述射束類型，在一種優(yōu)選的實施方式中，噴射裝置具有用于產(chǎn)生扁平的扇狀射束的第一混合頭和用于產(chǎn)生圓形的射束的第二混合頭，所述第一混合頭設(shè)有扁平射束噴嘴，所述第二混合頭設(shè)有圓形射束噴嘴。這種設(shè)置結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，每一個混合頭的性能均能最佳地與要產(chǎn)生的射束相適配。
[0010]此外，產(chǎn)生圓形的射束的第二混合頭可以設(shè)置有纖維配量裝置、有益地設(shè)置有與噴射方向同軸的纖維配量裝置。由此，能夠選擇性地給圓形的射束加入纖維，由此又能夠?qū)崿F(xiàn)在載體材料上產(chǎn)生局部的用纖維加強的區(qū)域。
[0011]有利的是，所述設(shè)備還具有安裝置噴射裝置上的纖維剪切機構(gòu)。通過這種設(shè)置結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒃诶w維剪切機構(gòu)與第二混合頭之間的纖維輸送距離保持得盡可能短。
[0012]上述設(shè)備可以具有用于接收載體材料的專門的接收裝置，通過該接收裝置能夠改變載體材料的位置、例如翻轉(zhuǎn)載體材料。所述接收裝置例如可以是將載體材料夾緊于其中的框架。該框架則能夠圍繞一軸線可旋轉(zhuǎn)地保持，由此，能夠翻轉(zhuǎn)載體材料并且進而能夠在兩側(cè)噴射載體材料。但是也可設(shè)想的是，將這種框架安置在機械手上，該機械手則可以使框架自由地運動并且同樣可以使框架翻轉(zhuǎn)。但材料首先處于在支架上期間，也能夠?qū)Σ牧线M行單側(cè)噴射。為了對另一側(cè)進行噴射，機械手則例如可以利用針式抓取器抓取載體材料并且相應(yīng)地定位。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的用于涂覆反應(yīng)混合物的方法具有第一步驟，在該第一步驟中，利用噴射裝置以扁平的扇狀射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的第一材料涂覆。接著在下一個步驟中利用噴射裝置以基本上圓形的射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到下述材料的至少一部分上的另外的混合物涂覆，所述材料是在第一混合物涂覆時涂覆在載體材料上的材料。噴射裝置由此在扁平和圓形的射束之間切換，其中，能夠最好地利用這兩種射束類型的優(yōu)點。
[0014]噴射裝置在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生扁平的扇狀射束和基本上圓形的射束的順序取決于要生產(chǎn)的構(gòu)件的類型并且可以任意改變。
[0015]在第二步驟中可以給混合物或者射束配量纖維。在此，在噴射期間可以連續(xù)進行配量亦或也可以僅僅暫時進行配量。
[0016]優(yōu)選地使噴射裝置在載體材料上方運動。因此，例如在沿一個方向移過載體材料時可以通過使用扁平的射束來進行大面積的材料涂覆，并且接著在沿相反方向移過載體材料時通過使用圓形的射束來進行有針對性的、附加的必要時設(shè)有纖維的材料涂覆。
[0017]此外所期望的是，緊隨第一步驟之后進行第二步驟，從而在第一步驟中涂覆的材料尚未開始硬化。
[0018]上述方法可以有益地用于生產(chǎn)復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在這種方法中，首先提供載體材料。接著利用上述方法將反應(yīng)混合物涂覆在載體材料的一側(cè)上。接著可以將載體材料轉(zhuǎn)移到然后所涂覆的材料能夠在其中硬化的模具中。但也可以在模具中就已經(jīng)提供載體材料并且將反應(yīng)混合物涂覆到處于模具中的載體材料上。
[0019]此外，在用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方法中也可能的是，在將混合物涂覆到載體材料的一側(cè)上之后將載體材料翻轉(zhuǎn)。然后可以利用上述方法同樣進行在載體材料的另一側(cè)上的材料涂覆。
[0020]期望的是:使用加強結(jié)構(gòu)作為載體材料。這例如可以是纖維加強結(jié)構(gòu)，如纖維氈或類似物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和細節(jié)從以下對優(yōu)選實施例的說明以及根據(jù)附圖得出。附圖中:
[0022]圖1示出利用本發(fā)明所述方法噴射的載體材料的俯視圖；
[0023]圖2示出用于將反應(yīng)混合物涂覆到載體材料上的設(shè)備的示意性構(gòu)造，其中，該構(gòu)造以側(cè)視圖示出，并且噴射后的載體材料以沿著圖1中的剖切線A-A的剖視圖示出。

【具體實施方式】
[0024]圖2所示的載體材料41在本實施例中是矩形的纖維氈。在該纖維氈41上以聚氨酯材料42噴射基本上矩形的面。所噴射的聚氨酯材料42滲入到纖維氈中。在涂覆有聚氨酯材料42的面上設(shè)置有呈第一圓形材料涂覆43a、第二圓形材料涂覆43b形式的另外的材料涂覆以及基本上呈L形的材料涂覆43c。所述另外的材料涂覆的材料同樣是聚氨酯材料，該聚氨酯材料在這種情況下?lián)饺胗欣w維。接著將經(jīng)過這樣噴射的纖維氈放入模具中以便硬化。在對材料進行硬化之前或之后，將纖維氈41的向外伸出區(qū)域42的部分切除，從而最后得到希望的復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
[0025]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于將反應(yīng)混合物涂覆到圖2所示的載體材料上的設(shè)備。所述設(shè)備主要包括:機械手20，在該機械手上固定有用于涂覆反應(yīng)混合物的噴射裝置10 ;組分供應(yīng)裝置30，該組分供應(yīng)裝置儲存需生成的反應(yīng)混合物的單組分并且將其供應(yīng)給噴射裝置10 ;和未示出的接收裝置，該接受裝置能夠接收載體材料。噴射裝置10具有第一混合頭11和第二混合頭12。第一混合頭11設(shè)置有能夠產(chǎn)生扁平的扇狀射束18的扁平射束噴嘴14。第二混合頭12設(shè)置有用于產(chǎn)生圓形的射束17的圓形射束噴嘴15。在混合頭12旁邊設(shè)置有纖維剪切機構(gòu)13。纖維剪切機構(gòu)13經(jīng)由管16而與第二混合頭12連接。組分供應(yīng)裝置30具有多個用于儲存需產(chǎn)生的反應(yīng)混合物的各個組分的容器32并且具有能夠從相應(yīng)的容器中提取各個組分并且加載壓力的泵33。泵33經(jīng)由管道31而與第一混合頭11和第二混合頭12連接并且根據(jù)需求將相應(yīng)量的組分供應(yīng)給相應(yīng)的混合頭。
[0026]如上面已經(jīng)提到的那樣，圖2示出經(jīng)過噴射的纖維氈41沿著圖1的剖切線A-A的剖視圖。在此要注意的是:該圖僅僅應(yīng)該用于示意性說明涂覆或者噴射塑料材料。尤其在使用纖維氈時，材料涂覆42將至少部分滲入該纖維氈中。但是，這在這里未示出。
[0027]各個材料層的涂覆如下設(shè)計。首先在第一次穿行中將材料42涂覆到纖維氈41上。為此，噴射裝置10通過機械手20運動到圖1在下側(cè)示出的纖維氈41的端部上。然后，組分供應(yīng)裝置30將希望的組分以預(yù)先確定的量供應(yīng)給混合頭11并且在混合頭11中進行各組分的混合。然后，從混合頭11出來，通過扁平射束噴嘴14進行材料的排出，其中，所述設(shè)備在此有規(guī)律地在纖維氈41上方運動。由于使用扁平射束噴嘴14，由此通過一次移過纖維氈41就能夠用材料噴射纖維氈的大部分。然后，結(jié)束第一次材料涂覆，其方式是，停止向第一混合頭11進行組分供應(yīng)或者將混合頭11置入組分循環(huán)狀態(tài)。在這次材料涂覆之后，直接利用設(shè)有圓形射束噴嘴15的第二混合頭11進行下一次材料涂覆。在第二次穿行中，部分地將材料進一步涂覆到之前穿行中涂覆的材料42上。如這可以從圖2看出的那樣，第二材料涂覆43c的一部分呈L形進行并且另外的材料涂覆43a、43b呈圓形地進行。第二次穿行中使用的材料可以是純的聚氨酯混合物或者附加地是摻入了纖維的聚氨酯材料。通過這種有針對性的第二次材料涂覆可以在構(gòu)件上設(shè)置加強部位。
[0028]附圖標(biāo)記列表
[0029]10噴射裝置
[0030]11第一混合頭
[0031]12第二混合頭
[0032]13纖維剪切機構(gòu)
[0033]14扁平射束噴嘴
[0034]15圓形射束噴嘴
[0035]16 管
[0036]17圓形的射束
[0037]18扁平的扇狀射束
[0038]20機械手
[0039]30組分供應(yīng)裝置
[0040]31 管道
[0041]32 容器
[0042]33 泵
[0043]40涂覆的載體材料
[0044]41 載體材料
[0045]42第一材料涂覆
[0046]43a另外的材料涂覆
[0047]43b另外的材料涂覆
[0048]43c另外的材料涂覆
【權(quán)利要求】
1.用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料(41)上的設(shè)備，該設(shè)備具有能夠產(chǎn)生扁平的扇狀射束(18)和基本上圓形的射束(17)的噴射裝置(10)，并且具有用于使所述噴射裝置(10)相對所述載體材料(41)運動的器件， 其中，所述設(shè)備這樣構(gòu)造和適配，使得所述噴射裝置(10)在至少兩次穿行中在所述載體材料(41)上方運動，在第一次穿行中利用所述扁平的扇狀射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到所述載體材料(41)上的第一材料涂覆(42)，并且接著在下一次穿行中利用所述圓形的射束(17)進行將反應(yīng)混合物涂覆到如下材料(42)的至少一部分上的第二材料涂覆(43a，43b，43c)，所述材料是在進行所述第一材料涂覆時涂覆到載體材料(41)上的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述噴射裝置具有用于產(chǎn)生扁平的扇狀射束的第一混合頭(12)和用于產(chǎn)生圓形的射束(17)的第二混合頭(11)，所述第一混合頭設(shè)有扁平射束噴嘴(14)，所述第二混合頭設(shè)有圓形的射束噴嘴(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第二混合頭(11)設(shè)有同軸的纖維配量裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還具有安置在噴射裝置上的纖維剪切機構(gòu)(13) ο
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其中，用于使噴射裝置(10)運動的器件是機械手(20)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，該設(shè)備還具有用于接收所述載體材料(41)的接收裝置，其中，所述接收裝置這樣構(gòu)造，使得能夠改變載體材料(41)的位置、尤其是能夠翻轉(zhuǎn)所述載體材料。從而能夠在兩側(cè)將材料涂覆到所述載體材料(41)上。
7.用于將由至少兩種組分構(gòu)成的反應(yīng)混合物涂覆到載體材料(41)上的方法，其中，在第一步驟中利用噴射裝置(10)利用扁平的扇狀射束進行將反應(yīng)混合物涂覆到所述載體材料(41)上的第一材料涂覆(42)，并且接著在另一個步驟中利用基本上圓形的射束(17)進行將反應(yīng)混合物涂覆到下述材料(42)的至少一部分上的另一混合物涂覆(43a，43b，43c)，所述材料是在第一混合物涂覆時涂覆到所述載體材料(14)上的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在第二步驟中給所述混合物配量纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項所述的方法，其中，緊隨第一步驟之后進行第二步驟，從而在所述第一步驟中涂覆的材料(42)尚未開始硬化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的方法，其中，使用一種加強結(jié)構(gòu)作為載體材料(41)。
【文檔編號】B29B15/10GK104470693SQ201380015143
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】E·沙伊特, J·倫克爾 申請人:克勞斯瑪菲科技有限公司