УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ВЯЗКОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR APPLYING VISCOUS MATERIAL

Изобретение касается устройства для нанесения вязкого материала согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также способа с признаками пункта 7 формулы изобретения.
Из области сборки структурных элементов самолетов известно окружать отдельно головки заклепок компонентов вязким материалом, соответственно, герметизирующей массой. Для этого поверх головки заклепки накладывается колокол, соответственно, колоколообразное сопло и герметизирующий материал наносится в колоколе. При этом, это часто приводит к нежелательным реакциям при отделении струй герметизирующей массы. Кроме того, избыточный материал невыгодно собирается на внешней кромке колоколообразного сопла.
Задачей изобретения является предоставить устройство для нанесения вязкого материала, которое обеспечивает малозагрязненное и воспроизводимое покрывания.
Эта задача для упомянутого в начале устройства решается согласно изобретению с помощью отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения. За счет наличия дозирующего органа может осуществляться более точная подача вязкого материала. Также, может оказываться благоприятное воздействие на отделение материала от элемента после состоявшегося процесса нанесения.
При этом, в общем под «колоколом» понимается открытая полая камера, которая отверстием, соответственно, посадочной кромкой вперед в направлении насаживания может надевается на выступающий элемент. Форма колокола в рамках изобретения является по большей степени любой, например, полусферической, цилиндрической или аналогичной.
Под «дозирующим органом» в рамках изобретения понимается любое средство, с помощью которого, по меньшей мере, часть использованного для нанесения потока материала может подергаться влиянию, дополнительному к транспортирующему средству. При этом, непосредственная близость дозирующего органа к колоколу, соответственно, выходной области потока материала может обеспечить то, что материал может транспортироваться не только в направлении нанесения, но и при необходимости также может частично назад отводиться.
Преимущества изобретения особенно эффективно использованы тогда, когда компонент является структурным компонентом самолета. Предпочтительно, в компоненте заключены один или несколько материалов из группы: алюминиевый сплав, композиционный волокнистый материал и/или титан. Выступающий элемент, предпочтительно, может быть головкой заклепки, головкой болта или другого крепежного элемента.
Под «вязким материалом» подразумевается, в частности, герметизирующий материал, в частности, авиационная герметизирующая масса или силиконоподобный герметизирующий материал.
Нанесение вязкого материала может осуществляться посредством перемещения компонента и/или посредством перемещения устройства в направлении насаживания. В смысле гибкого и, по меньшей мере, частично автоматизированного производства оказалось предпочтительным, если устройство выполнено в виде концевого эффектора для манипулятора, например, портальной машины и/или промышленного робота.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения дозирующий орган расположен на ответвлении подающего трубопровода, в частности, прямо перед входом подающего трубопровода в колокол. Это обеспечивает простую конструктивную реализацию, причем близость дозирующего органа к колоколу позволяет быстрое и непосредственное влияние на поток материала в области колокола.
В альтернативных вариантах осуществления изобретения дозирующий орган также может быть предусмотрен непосредственно в колоколе. Например, в одном таком варианте осуществления изобретения в качестве дозирующего органа может быть предусмотрен полый цилиндр, который расположен концентрично вокруг подающего трубопровода и выполнен с возможностью перемещения вперед в колокол.
В целом, преимущественно предусмотрено, что дозирующий орган включает в себя подвижный дозирующий поршень, так что простая и эффективная возможность подачи или также отвода вязкого материала достигается посредством перемещения дозирующего поршня. При этом, в предпочтительном усовершенствовании дозирующий поршень выполнен с возможностью приводного перемещения исполнительным элементом. Особенно предпочтительно, приводное перемещение осуществляется в двух направлениях, так что с одной стороны обеспечена подача материала, а с другой стороны - отвод (назад) материала.
При этом, в другом детальном выполнении может быть предусмотрено, что дозирующий поршень в, по меньшей мере, одном положении заканчивается, по существу, гладко со стенкой подающего трубопровода и/или колокола. Вследствие этого, материал может беспрепятственно транспортироваться перед дозирующим поршнем, так что перед дозирующим поршнем не может собираться (накапливаться) какое-либо неподвижное количество материала.
В целом, преимущественно после поднятия колокола от элемента происходит отвод материала с помощью дозирующего органа. Это позволяет улучшенное отделение струи материала и уменьшает нежелательное скопление материала в краевой области колокола.
Кроме того, указанная задача изобретения решается способом нанесения вязкого материала на выступающий элемент компонента (конструктивного элемента) посредством соответствующего изобретению устройства, причем способ включает в себя этапы:
а) насаживание (посадка) колокола на указанный компонент;
b) заполнение колокола вязким материалом, так что осуществляется покрытие (обволакивание) указанного элемента, причем по меньшей мере частично подвод материала осуществляется с помощью дозирующего органа;
с) подъем колокола от указанного элемента.
В предпочтительном усовершенствовании способ также включает в себя этап:
- отвод материала посредством дозирующего органа в ходе этапа с), чтобы облегчить отделение струи материала.
Другие преимущества и признаки следуют из описанного далее примера осуществления, а также из зависимых пунктов формулы.
Далее описывается один пример осуществления изобретения, который более подробно поясняется на основе приложенных чертежей, на которых показано:
Фиг.1 - трехмерный вид соответствующего изобретению устройства;
Фиг.2 - вид в разрезе устройства из фиг.1 сбоку;
Фиг.3 - схематичный вид в разрезе устройства с фиг.1 в четырех следующих друг за другом этапах а)-d) процесса нанесения.
Фиг.1 показывает устройство для нанесения вязкого материала в виде герметизирующего средства на головки заклепки структурных компонентов самолетов.
Устройство в целом выполнено на концевом эффекторе руки робота. Передний конец образован колоколом 1, который может загружаться вязким материалом 3 через подающий трубопровод 2. Не изображенное транспортирующее средство предусмотрено на концевом эффекторе выше по потоку от подающего трубопровода 2 и может транспортировать вязкий материал из резервуара в указанный подающий трубопровод.
Колокол 1 и подающий трубопровод 2 образуют в данном случае сопловое тело 4 в виде конструктивного узла, причем сопловое тело 4 в виде сменного модуля может соединяться с переходным устройством (интерфейс) 5 с имеющим возможность (упругого) сжатия приемным элементом 6 для компенсации линейного удлинения. На противоположной стороне приемного элемента 6 находится фланец 7 для соединения с другими концевым эффектором.
Колокол выполнен с возможностью перемещения посадочной кромкой 8 над выступающим элементом 9 в виде головки заклепки компонента 9а, чтобы обеспечить нанесение материала 3.
Незадолго перед входом подающего трубопровода 2 в колокол 1 предусмотрено ответвление 10 подающего трубопровода 2. В ответвлении 10 герметично направляется дозирующий поршень 11 дозирующего органа 12. Дозирующий поршень 11 посредством, в данном случае, пневматического исполнительного элемента 13 дозирующего органа 12 имеет возможность перемещения вперед (подача) и отведения назад (отвод).
Передний конец дозирующего поршня 11 выполнен вогнутым и скошенным, так что он в одном положении дозирующего поршня образует гладкую внутреннюю стенку с остальным подающим трубопроводом 2. Это способствует полной замене находящегося перед дозирующим поршнем 11 материала 3 в ходе транспортировки материала.
Функционирование изобретения более подробно поясняется на основании схематично изображенных этапов на фиг.3:
Сначала дозирующий поршень 11 находится в отведенном назад положении, а колокол 1 частично наполнен вязким материалом 3. Колокол 1 посредством руки робота надевается в направлении насаживания сверху на головку 9 заклепки до тех пор, пока посадочная кромка 8 не будет прилегать к компоненту 9а (фиг.3а).
Далее, дозирующий поршень 11 посредством исполнительного элемента 12 смещается вперед в направлении колокола 1, вследствие чего колокол 1 полностью наполняется материалом 3 и головка 9 заклепки полностью обволакивается (покрывается) материалом 3 (фиг.3b).
Затем, колокол 1 перемещается обратно против направления насаживания на определенное расстояние от головки 9 заклепки, причем вначале еще дополнительный материал 3 додается транспортирующим средством (фиг.3с).
Далее, дозирующий поршень 11 снова перемещается назад в отведенное положение, в то время как колокол 1 осуществляет боковое и/или круговое перемещение, чтобы произвести отделение материала, соответственно, струи материала. Посредством отвода дозирующего поршня 11 также и материал из колокола отводится назад в область подающего трубопровода, что схематично обозначено появившимся полым пространством 14 в колоколе 1. Это, в целом, способствует чистому отделению струи материала и уменьшает загрязнение внешней стенки колокола избыточным материалом 3.
Наконец, устройство перемещается на следующую головку заклепки и описанный выше процесс повторяется.