Устройство для нанесения вязкого материала

Изобретение относится к устройству и способу нанесения вязкого материала на выступающий элемент компонента (конструктивного элемента). Устройство для нанесения вязкого материала включает в себя колокол (1) с окружной посадочной кромкой (8) и подающий трубопровод (2), причем указанный материал может транспортироваться транспортирующим средством через подающий трубопровод (2) в колокол (1), причем колокол (1) выполнен с возможностью перемещения своей посадочной кромкой (8) в направлении посадки над выступающим элементом, в частности головкой заклепки, компонента, чтобы покрыть элемент материалом, в области колокола (1) или подающего трубопровода (2) предусмотрен дозирующий орган (12), причем дозирующий орган (12) выполнен с возможностью воздействия на поток материала в ходе процесса нанесения, и причем дозирующий орган (12) выполнен с возможностью отвода назад материала. Изобретение обеспечивает устройство для нанесения вязкого материала, которое обеспечивает малозагрязненное и воспроизводимое покрывания. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

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.

1. Устройство для нанесения вязкого материала (3), включающее в себя

колокол (1) с окружной посадочной кромкой (8) и

подающий трубопровод (2), причем указанный материал (3) может транспортироваться транспортирующим средством через подающий трубопровод (2) в колокол (1),

причем колокол (1) выполнен с возможностью перемещения своей посадочной кромкой (8) в направлении посадки над выступающим элементом (9), в частности головкой заклепки, компонента (9а), чтобы покрыть элемент (9) материалом (3),

отличающееся тем, что

в области колокола (1) или подающего трубопровода (2) предусмотрен дозирующий орган (12), причем дозирующий орган (12) выполнен с возможностью воздействия на поток материала в ходе процесса нанесения, и причем дозирующий орган (12) выполнен с возможностью отвода назад материала (3).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дозирующий орган (12) расположен на ответвлении (10) подающего трубопровода (2), в частности, незадолго до входа подающего трубопровода (2) в колокол (1).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что дозирующий орган (12) включает в себя подвижный дозирующий поршень (11).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что дозирующий поршень (11) выполнен с возможностью приводного перемещения исполнительным элементом (13), в частности, в двух направлениях.

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что дозирующий поршень (11) в по меньшей мере одном положении заканчивается по существу гладко со стенкой подающего трубопровода (2) и/или колокола (1).

6. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный отвод материала (3) посредством дозирующего органа (12) осуществляется после подъема колокола (1) от элемента (9).

7. Способ нанесения вязкого материала на выступающий элемент (9) компонента (9а) посредством устройства по одному из предыдущих пунктов, включающий в себя следующие этапы:

а) насаживание колокола (1) на указанный компонент (9а);

b) заполнение колокола (1) вязким материалом (3) так, что покрывается элемент (9), причем по меньшей мере частично подвод материала осуществляется посредством дозирующего органа (12);

с) подъем колокола (1) от элемента (9).

8. Способ по п.7, дополнительно включающий в себя этап:

- отвод материала (3) посредством дозирующего органа (12) в ходе этапа с), чтобы облегчить отделение струи материала.