Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufträgen von viskosem Material auf Werkstücke gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Vorrichtungen, vgl. beispielsweise WO 2013/189665 A1, die insbesondere als Drehlanze ausgebildet sein können, werden dazu verwendet, viskose Materia lien wie beispielsweise Klebstoffe, Dichtstoffe oder Lacke auf Werkstücke aufzu tragen. Dabei kommen oft mehrere an der Drehlanze montierte Düsen unter schiedlicher Geometrie zum Einsatz, in die jeweils ein Materialauslass mündet. Jedem Materialauslass ist ein Nadelventil zugeordnet, dessen Ventilnadel den betreffenden Materialauslass an einem Ventilsitz verschließt oder freigibt. Zur Betätigung der Ventilnadeln sind Zylinder vorgesehen, wobei jede Ventilnadel mit dem Kolben eines Zylinders verbunden ist, welcher mittels Druckbeaufschlagung durch ein Fluid, insbesondere Druckluft, bewegt wird. Bei bekannten Vorrichtun gen der eingangs genannten Art sind die Zylinder in gleichem Abstand zu den Ventilsitzen nebeneinander angeordnet, so dass die gesamte Vorrichtung relativ breit baut. Dieser Nachteil fällt umso mehr ins Gewicht, je mehr Materialauslässe vorhanden sind und je mehr Zylinder aus diesem Grund zur Betätigung der Ven tilnadeln vorhanden sein müssen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie schmaler bauen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die der Betätigung der Ventilnadeln dienenden Zylinder in Reihe anzuordnen, von den Ventilsitzen aus gesehen also hintereinander und nicht nebeneinander. Die Kolbenstangen der Zylinder mit Ausnahme des den Ventilsitzen nächstgelegenen Zylinders, welche der Beauf schlagung der Ventilnadeln dienen und auch einstückig mit den Ventilnadeln aus gebildet sein bzw. in diese übergehen können, müssen dann abgedichtet durch die Kolbenkammer(n) des bzw. der näher an den Ventilsitzen angeordneten Zy linders bzw. Zylindern durchgeführt werden. Indem die Zylinder hintereinander angeordnet sind statt nebeneinander kann die erfindungsgemäße Vorrichtung schmaler bauen, da im Bereich der Zylinder ihr Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt eines Zylinders entsprechen kann und nicht den addierten Quer- schnitten mehrerer nebeneinander angeordneter Zylinder entsprechen muss.

Zweckmäßig ist die Kolbenstange jedes Zylinders abgedichtet durch die Kolben kammer jedes weiteren näher an den Ventilsitzen angeordneten Zylinders durch geführt. Desweiteren wird bevorzugt, dass die Querschnitte der Zylinder de ckungsgleich sind in dem Sinne, dass alle Zylinderquerschnitte senkrecht zu einer gemeinsamen Längsmittelachse stehen und die geometrische Figur eines gera den Zylinders aufspannen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jeder Kolben mit einer weiteren Kolbenstange verbunden, die aus der jeweiligen Kolbenkammer aus ei ner den Ventilsitzen abgewandten Rückseite herausgeführt ist, und die abgedich- tet durch die Kolbenkammer jedes weiter von den Ventilsitzen entfernt angeordne ten Zylinders durchgeführt ist. Die weiteren Kolbenstangen können dann mittels eines an einem Widerlager abgestützten Rückstellelements mit einer Kraft beauf schlagt werden, gegen die sie beim Abheben der jeweiligen Ventilnadel vom Ven tilsitz beweglich sind. Ein Abheben vom Ventilsitz erfolgt dann durch Druckbeauf- schlagung des betreffenden Kolbens mittels des Fluids. Eine Schließbewegung, bei der die Ventilnadel auf den Ventilsitz gedrückt wird, erfolgt durch die Rück stellkraft des betreffenden Rückstellelements, so dass eine Fail-Safe-Funktion gegeben ist. Da die Kolbenstangen bzw. Ventilnadeln nebeneinander angeordnet sein müs sen, ist zweckmäßig zumindest ein Teil der Kolbenstangen und gegebenenfalls zumindest ein Teil der weiteren Kolbenstangen außermittig mit dem jeweiligen Kolben verbunden. Eine mittige Verbindung mit dem Kolben ist allenfalls für eine Kolbenstange und eine weitere Kolbenstange denkbar. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Kolben und vorzugsweise jeder Kolben zumindest teilweise aus ferromagnetischem Mate rial gefertigt oder fest mit einem ferromagnetischen Element verbunden, und dem betreffenden Zylinder ist ein Magnetsensor zur Lagebestimmung des jeweiligen Kolbens in der Kolbenkammer zugeordnet. Dies ermöglicht eine recht genaue Bestimmung der Lage der Kolben in der jeweiligen Kolbenkammer und damit auch eine Bestimmung der Lage der Ventilnadel sowie eine Kontrolle des Schließzu stands des jeweiligen Nadelventils. Diese Messmethode wird durch die erfin dungsgemäße Anordnung der Zylinder in Reihe erst praktisch durchführbar, da bei einer Anordnung der Zylinder nebeneinander die Messergebnisse der Senso- ren durch die Signale aller Kolben beeinflusst würden. Dabei wird bevorzugt, dass die Kolben aus nicht ferromagnetischem Material bestehen und das jeweilige fer romagnetische Element, das vom zugeordneten Magnetsensor erfasst wird, ein rings um den Kolben umlaufendes oder in ihn eingebettetes Band aus ferromag netischem Material ist. Solche Vorrichtungen werden insbesondere als Drehlanzen ausgebildet, bei de nen die Nadelventile in einem Gehäuse aufgenommen und gemeinsam um eine in der Längsrichtung verlaufende Längsmittelachse drehbar sind. Die Zuführung von Material zum jeweiligen Materialauslass erfolgt dabei durch einen Mantel des Ge häuses mittels einer Drehdurchführung, wie auch im Detail in der WO 2013/189665 A1 beschrieben. Diese Ausbildung ermöglicht beispielsweise eine genaue Positionierung der Vorrichtung bezüglich des Werkstücks mittels der Be wegung eines Roboters.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 a eine perspektivische Teilansicht einer Vorrichtung zum Aufträgen von viskosem Material, teilweise im Schnitt;

Fig. 1b eine Seitenansicht entsprechend der Darstellung in Fig. 1a;

Fig. 1c eine Ansicht von unten entsprechend der Darstellung von Fig. 1a, 1b und

Fig. 2 eine Verteilerplatte für Druckluft.

In Fig. 1a, b, c sind nur die Teile einer Vorrichtung zum Aufträgen von viskosem Material dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung wesentlich sind. Diese Vorrichtung 10 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Drehlanze ausgebildet, die um ihre Längsmittelachse 12 drehbar in einem nicht dargestellten Gehäuse aufgenommen ist. Die Drehlanze weist drei Nadelventile auf, wobei nur von einem der Nadelventile eine Ventilnadel 14 dargestellt ist. Nicht dargestellt sind die Ven tilsitze, an denen die Ventilnadeln 14 aufsitzen, um jeweils einen Materialauslass zu sperren. Dabei sind der Anzahl der Nadelventile entsprechend drei Material- auslässe vorgesehen, denen über eine Drehdurchführung jeweils viskoses Mate rial durch das Gehäuse zugeführt wird, welches durch Öffnen der Nadelventile aus dem Materialauslass austreten kann. Jeder Materialauslass mündet in eine nicht in der Zeichnung dargestellte Auftragsdüse, wobei die Drehlanze im vorlie genden Fall drei unterschiedliche Auftragsdüsen aufweist, um unterschiedliche Auftragsgeometrie des viskosen Materials erzielen zu können, ohne einen Dü senwechsel durchführen zu müssen. Jeder der Ventilnadeln 14 ist zu deren Betätigung ein Zylinder 16a, 16b, 16c zu geordnet, in dessen Kolbenkammer 18 ein Kolben 20 hin und her beweglich auf genommen ist. Aus der den Ventilsitzen zugewandten Stirnseite 22 jedes der Zy linder 16a, 16b, 16c ist eine fest mit dem jeweiligen Kolben 20 verbundene Kol benstange 24 herausgeführt, die sich in einer Längsrichtung 26 parallel zur Längsmittelachse 12 erstreckt und zu ihrem Ende hin in die Ventilnadel 14 über geht. Aus der den Ventilsitzen abgewandten Rückseite 28 jedes Zylinders 16a, 16b, 16c ist eine weitere Kolbenstange 30 herausgeführt, die sich zu einem Rück stellelement in Form einer Druckfeder 32 erstreckt und an dieser abgestützt ist, welche sich wiederum an einem fest mit den Zylindern 16a, 16b, 16c verbunde nen Widerlager 34 abstützt. Die Kraft der Druckfedern 32 drückt die weiteren Kol benstangen 30 und damit auch die Kolben 20, die Kolbenstangen 24 und die Ven tilnadeln 14 auf die Ventilsitze, während ein Abheben der Ventilnadeln 14 von den Ventilsitzen durch Einleiten von Druckluft in die Kolbenkammer 18 des jeweiligen Zylinders 16a, 16b, 16c erfolgt.

Die Zylinder 16a, 16b, 16c weisen identische Abmessungen auf und sind in Rei he, also in der Längsrichtung 26 hintereinander angeordnet. Die Kolbenstangen 24 und die weiteren Kolbenstangen 30 sind jeweils außermittig, also im Abstand zur Längsmittelachse 12 mit den Kolben 20 verbunden. Aufgrund der Anordnung der Zylinder 16a, 16b, 16c in Reihe ist die weitere Kolbenstange 30 des am nächsten zu den Ventilsitzen angeordneten Zylinders 16a mittels gleitender Dich tungen abgedichtet durch die beiden weiter von den Ventilsitzen entfernt ange ordneten Zylinder 16b, 16c durchgeführt. Auf dieselbe Weise ist die Kolbenstange 24 des in der Mitte angeordneten Zylinders 16b abgedichtet durch die Kolben kammer 18 des näher an den Ventilsitzen angeordneten Zylinders 16a durchge führt, während seine weitere Kolbenstange 30 abgedichtet durch die Kolbenkam mer 18 des weiter von den Ventilsitzen entfernten Zylinders 16c durchgeführt ist. Die Kolbenstange 24 des am weitesten von den Ventilsitzen entfernt angeordne ten Zylinders 16c dagegen ist sowohl durch die Kolbenkammer 18 des mittleren Zylinders 16b als auch durch die Kolbenkammer 18 des am nächsten zu den Ven tilsitze angeordneten Zylinders 16a abgedichtet durchgeführt. Zudem sind die Kolbenstangen 24 und die weiteren Kolbenstangen 30 durch die Kolben 20 der Zylinder 16a, 16b, 16c durchgeführt, durch deren Kolbenkammern 18 sie durch geführt sind.

Fig. 1c zeigt eine Ansicht von unten entgegen der Längsrichtung 26. Dort ist ge- zeigt, wie die Ventilnadeln 14 in gleichen Winkelabständen zueinander und in gleichem Abstand zur Längsmittelachse 12 angeordnet sind. Desweiteren sind für jeden Zylinder 16a, 16b, 16c zwei Druckluftanschlüsse 38 gezeigt, nämlich jeweils ein Druckluftanschluss zur Zuleitung und ein Druckluftanschluss zur Ableitung von Druckluft. Die Druckluftanschlüsse 38 erstrecken sich bis zu einer Verteiler- platte 40, wo sie in radial verlaufende Zwischenkanäle 42 münden, welche wiede rum in sich axial zu den jeweiligen Zylindern 16a, 16b, 16c erstreckende Druck luftkanälen 44 münden.

Die Anordnung der Zylinder 16a, 16b, 16c in Reihe ermöglicht eine Überwachung der Position der Kolben 20 in der Kolbenkammer 18 des jeweiligen Zylinders 16a, 16b, 16c und damit auch eine Überwachung der Position der Ventilnadeln 14 be züglich des jeweiligen Ventilsitzes. Zu diesem Zweck ist jeder Kolben 20 mit ei nem rings umlaufenden Band aus ferromagnetischem Material versehen, das mit ihm mitbewegt wird, in der Zeichnung aber nicht näher dargestellt ist. Jedem Zy linder 16a, 16b, 16c ist ein Magnetsensor zugeordnet, der die Position des ferro- magnetischen Bands detektieren kann. Aufgrund der Anordnung der Zylinder 16a, 16b, 16c in Reihe ist eine Detektion der Position des ferromagnetischen Bands zuverlässig möglich, auch wenn die Vorrichtung 10 um die Längsmittelachse 12 gedreht wird.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrich- tung 10 zum Aufträgen von viskosem Material auf Werkstücke mit mindestens zwei Materialauslässen, wobei jedem Materialauslass ein Nadelventil zugeordnet ist, durch dessen Ventilnadel 14 der jeweilige Materialauslass an einem Ventilsitz verschließbar ist, und wobei jeder Ventilnadel 14 ein Zylinder 16a, 16b, 16c zu geordnet ist, in dessen Kolbenkammer 18 ein Kolben 20 durch Druckbeaufschla- gung mittels eines Fluids beweglich ist, und der eine mit dem Kolben 20 verbun dene, an einer den Ventilsitzen zugewandten Stirnseite 22 aus der Kolbenkam mer 18 geführte, sich in einer Längsrichtung 26 erstreckende Kolbenstange 24 zur Beaufschlagung der jeweiligen Ventilnadel 14 aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zylinder 16a, 16b, 16c in der Längsrichtung 26 hintereinan der angeordnet sind und dass die Kolbenstange 24 mindestens eines der Zylinder 16b, 16c abgedichtet durch die Kolbenkammer 18 mindestens eines näher an den Ventilsitzen angeordneten weiteren Zylinders 16a, 16b durchgeführt ist. Zudem überlappen sich die Querschnitte der Zylinder 16a, 16b, 16c zweckmäßig gegen- seitig in dem Sinne, dass sich ihre Projektionen aufeinander überlappen.