[0001] Vorrichtung, die fliessfähiges Medium (z.B. Klebstoff, Beschichtungs- oder Dichtungsmasse) bereitstellt.
Gebiet der Erfindung
[0002] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Bereitstellen von unterschiedlichen Mengen fliessfähigen Mediums, insbesondere von Klebstoff, Beschichtungs- oder Dichtmasse.
Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
[0003] In zahlreichen industriellen Prozessen kommen Klebstoffe, Dichtmassen und Ähnliches zur Anwendung, die in flüssiger Form auf ein Werkstück aufgetragen bzw. aufgespritzt werden. Die Bestandteile eines entsprechenden Auftragssystems sind typischerweise eine Leitungseinheit in Form einer beheizbaren Schlaucheinheit, durch welche die fliessfähige Masse aus einem Behälter zu einer Abgabeeinheit gefördert wird, und eine an diese Leitungseinheit anschliessende Abgabeeinheit, zum Beispiel in Form einer Spritzpistole.
[0004] Klebstoffe und andere Massen mit sich bei verändernder Temperatur verändernder Viskosität werden dem Verbraucher üblicherweise in fester Form oder hochviskosem Zustand angeliefert und werden in einen Behälter gefüllt, der im Allgemeinen oben eine weite Behälteröffnung aufweist. Der Klebstoff, bzw. die Masse, muss dann vor seiner Abgabe aus dem Behälter, im Allgemeinen durch Wärmezufuhr, verflüssigt werden. Ein Beispiel eines solchen Systems ist EP 1 447 143 zu entnehmen.
[0005] Üblicherweise wird der Behälter nach dem Einfüllen des Klebstoffs, bzw. der Masse, mit einer sogenannten Folgeplatte versehen, deren Aussenkontur dem Querschnitt der Behälterinnenfläche entspricht, und die sich durch die Behälteröffnung in den Behälter abgesenkt. Die Masse wird dann erwärmt und durch das Eigengewicht und unter dem Druck der Folgeplatte und/oder unter der Wirkung einer Förderpumpe über die Leitungseinheit aus dem Behälter abgegeben, um an den Ort ihrer Verwendung gebracht zu werden, während die Folgeplatte nach und nach immer weiter in den Behälter einfährt.
[0006] Die Verarbeitung von derartigen Medien ist nicht ganz unproblematisch, da die geeigneten Stoffe oft einer starken Veränderung der Fliessfähigkeit (Viskosität), zum Beispiel durch Temperatur- und Druckänderungen, unterliegen. Die geeigneten Stoffe können auch über die Zeit einer Änderung der Viskosität bei konstanter Temperatur unterliegen. Zum Teil sind diese Stoffe auch feuchtigkeitsempfindlich, zum Beispiel wenn es sich um feuchtigkeitsvernetzende Stoffe handelt. Des Weiteren kommt es bei einigen dieser Stoffe zu Änderungen der Viskosität, wenn das Medium altert. Wieder andere Stoffe zeigen gewisse Veränderungen der Eigenschaften, wenn Sie mehrmals erwärmt wurden.
[0007] Seit einiger Zeit kommt insbesondere Polyurethanleim (PUR) als Klebstoff besonderer Güte zum Einsatz. Bei PUR findet eine Vernetzung statt, die bereits bei tiefen Temperaturen (ungefähr 40[deg.]C) beginnt. Je höher die Temperatur des PURs ansteigt, desto schneller vernetzt das PUR und die Viskosität nimmt zu. PUR hat den weiteren Nachteil, dass Feuchtigkeit, z.B. Umgebungsfeuchtigkeit, eine Beschleunigung der Vernetzung bewirkt. Dies führt zu verschiedenen Problemen. Als Beispiel ist der grosse Reinigungsaufwand von dem Behälter und von allen anderen Komponenten zu nennen. Es muss zum Beispiel sichergestellt werden, dass der PUR-Leim nicht im Behälter oder an anderen Stellen des Systems aushärtet, da er nicht mehr fliessfähig gemacht werden kann, oder da das mehrfache Aufschmelzen die Eigenschaften des PURs verändert.
Es soll deshalb immer nur so viel PUR-Leim aus dem Behälter entnommen werden wie aktuell zu verarbeiten ist.
[0008] Kritisch ist auch die Tatsache, dass Klebstoffmasse, Beschichtungs- oder Dichtmasse, die einmal aufgeschmolzen wurde möglichst bald verbraucht werden sollte, da sich ansonsten die Qualität verändert. Ein unnötiges Erwärmen des Mediums hat einen negativen Einfluss auf dessen Eigenschaften.
[0009] Deshalb stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der jeweils nur so viel Medium geschmolzen wird wie benötigt. Mit geeigneten Mitteln soll die benötigte Menge möglichst exakt aus dem Behälter entnommen und der Verarbeitung zugeführt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
[0010] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
[0011] In den abhängigen Ansprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung aufgeführt.
Abbildungen
[0012] Im Folgenden werden weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und teilweise mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Alle Figuren sind schematisiert und nicht massstäblich, und entsprechende konstruktive Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn sie im Einzelnen unterschiedlich gestaltet sind. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine erste Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht;
<tb>Fig. 2A<sep>eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung beim Beschicken mit einer Klebstoffkerze;
<tb>Fig. 2B<sep>eine Schnittansicht eines Teils der ersten Ausführungsform nachdem die Klebstoffkerze eingefahren wurde;
<tb>Fig. 3<sep>eine Draufsicht der ersten Ausführungsform der Erfindung;
<tb>Fig. 4<sep>ist ein schematisches Blockdiagramm der erfindungsgemässen Leimniveau-Regelung in zwei verschiedenen Varianten.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0013] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 50, die ein Medium (z.B. Klebstoff, Beschichtungs- oder Dichtungsmasse) verarbeitet, wie beispielhaft in den Fig. 1bis 3 gezeigt.
[0014] Fig. 1 ist eine Seitenansicht der Elemente einer Vorrichtung 50, die ein solches Medium verarbeitet. In Fig. 2Aist ein Schnitt durch die Vorrichtung 50 beim Beschicken mit einer Klebstoffkerze 44, in Fig. 2B ein Teilbereich der Vorrichtung 50 im Schnitt nach dem Einfahren der Klebstoffkerze 44 und in Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung 50 gezeigt.
[0015] Die Vorrichtung 50 ist dazu ausgelegt, Medien zu verarbeiten, die bei einer Temperaturerhöhung eine Änderung in einen Zustand niedrigerer Viskosität erfahren, um damit die Fliessfähigkeit des Klebstoffs zu erhöhen. Die Vorrichtung 50 umfasst einen Behälter 10, zum Beispiel in Form eines zylinderförmigen Klebstofftanks, zur Aufnahme des Mediums (zum Beispiel PUR-Granulat oder ein PUR-Block, der auch als Klebstoffkerze bezeichnet wird). Der Behälter 10 ist mit einer Schmelzvorrichtung versehen, die eine lokale Temperaturerhöhung des Mediums hervorruft, um einen Teil des Mediums in einen Zustand niedrigerer Viskosität zu überführen.
[0016] In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schmelzvorrichtung in einen Grill 19 integriert, der sich im unteren Bereich des Behälters 10 befindet. Der Grill 19 ist mit Heizmitteln versehen, mit denen die Temperatur des Grills 19 kontrolliert angehoben werden kann. Zu diesem Zweck kann der Grill 19 zum Beispiel mit einer oder mit mehreren Heizpatronen 25 ausgerüstet sein. Er kann aber auch eine Widerstandsheizung umfassen. Der Grill 19 bildet einen Austrittsbereich mit mindestens einem Durchlass 20 für den Teil des Mediums mit niedrigerer Viskosität. Die Vorrichtung 50 zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich des Behälters 10 Bremsen 28 vorgesehen sind.
Dadurch, dass neu nun Bremsen 28 zum Einsatz kommen, braucht es keine Kühlvorrichtung mehr, um den Durchlass 20 des Grills 19 aktiv abkühlen zu können, um das ungewollte Aufschmelzen von weiterem Klebstoff zu verhindern.
[0017] In der gezeigten Ausführungsform ist oberhalb eines Deckels 11 vorzugsweise eine Inliner-Presse 12 angeordnet. Diese Presse 12 kann so ausgelegt sein, dass von oben ein kontrollierter Druck auf das Medium 44 ausgeübt werden kann, das sich in dem Behälter 10 befindet. Vorzugsweise ist die Inliner-Presse 12 mit einem Pneumatikzylinder versehen. Die Presse 12 kann je nach Auslegung von der erfindungsgemässen Steuerung 60 angesteuert werden.
[0018] Der Deckel 11 kann mit einer Folgeplatte 33 ausgestattet sein (siehe Fig. 2A und B), die unterhalb des Deckels 11 sitzt und mit einer Dichtungsvorrichtung ausgerüstet ist, um ein Abdichten der Folgeplatte 33 gegen die Innenseite des Behälters 10 zu ermöglichen. Eine geeignete Dichtungsvorrichtung ist in der publizierten Europäischen Patentanmeldung EP 943 583-A1 beschrieben. Die Dichtungsvorrichtung für die Folgeplatte 33 des Systems kann so ausgebildet sein, dass sie ein aufblasbares Dichtungselement aufweist. Im aufgeblasenen Zustand bildet das Dichtungselement die Dichtungseinrichtung und liegt dichtend an der Behälterinnenfläche an. Es handelt sich also um eine flexibel anpressbare Dichtung. Mit dieser Art des Deckels 11 kann ein luftdicht abgeschlossenen System erzielt werden.
Dies ist unter Umständen wünschenswert oder sogar vorgeschrieben, falls es sich um Medien handelt, die schädlich sind.
[0019] Im Folgenden werden weitere Merkmale und Elemente der Vorrichtung 50 beschrieben, die in den Fig. 1bis 3dargestellt sind. Diese Merkmale und Elemente sind optional und können eingesetzt werden, um die Vorrichtung 50 zu verbessern bzw. um deren Einsatzmöglichkeiten zu beeinflussen. Es kann, wie erwähnt, ein schwenkbarer Deckel 11 vorgesehen sein, mit dem der Behälter 10 oben abgedeckt werden kann. Der Deckel 11 kann so gelagert sein, dass er um eine vertikale Drehachse 13 geschwenkt werden kann. Vorzugsweise hat der Deckel 11 einen Durchmesser D2, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser D1 des Behälters 10, wie in Fig. 2A angedeutet. Der Deckel 11 ist vorzugsweise auf der Oberseite mit einem Schwenkarm 30 versehen, der an einem Ende eine Ausnehmung 31 aufweist.
In diese Ausnehmung 31 greift bei geschlossenem Deckel 11 ein Schliessmechanismus 29 ein, der an einer Seite des Behälters 10 sitzt. Diese Art des schwenkbaren Deckels 11 ermöglicht eine schnelle und einfache Reinigung des Behälters 10.
[0020] Die Vorrichtung 50 umfasst zum Beispiel einen Motor 16, der über eine Welle 17 und eine Kupplung 18 mit einer Fördereinrichtung 32 verbunden ist, die im Bereich eines Speichers 15 sitzt. Diese Fördereinrichtung 32 fördert aufgeschmolzenes Medium aus einem Bereich 22 des Reservoirs 21, wenn der Motor 16 läuft und eingekuppelt ist. Das Medium wird von der Fördereinrichtung 32 durch einen optionalen Filter 23 aus dem Speicher 15 heraus befördert. Es kann zum Beispiel ein beheizbarer Schlauch mit dem Speicher 15 verbunden sein, durch den das Medium zu einer Auftragevorrichtung (zum Beispiel in Form einer Klebepistole oder einer Auftragsdüse) gefördert wird. Vorzugsweise handelt es sich bei der Fördereinrichtung 32 um eine Kolben- oder Zahnradpumpe. Der Filter 23 kann vorzugsweise mit einem Überdruckventil versehen sein.
[0021] Beim Beschicken des Behälters 10 mit einer Klebstoffkerze 44, schwenken die Bremsen 28 ein Stück weit um ihre horizontale Achsen 26 und klemmen die Klebstoffkerze 44 fest, wie in Fig. 1 und Fig. 2A zu erkennen ist. In diesem Zustand besteht also ein Abstand zwischen der Unterseite der Kerze 44 und dem Grill 19. Vorzugsweise sind die Bremsen 28 mit einem federnden Belag 27 (zum Beispiel einer Gummiplatte) versehen.
[0022] Beim Betrieb der Vorrichtung 50 wird nun von oben her ein Druck durch die Folgeplatte 33 auf die Kerze 44 ausgeübt, wie in Fig. 2B gezeigt. Die Bremsen 28 verändern ihre Lage und lassen ein Absinken der Kerze 44 in Richtung des Grills 19 zu. Gemäss Erfindung kann eine Bremskraft F auf die Bremsen ausgeübt werden, um die Kerze 44 in der momentanen Lage festzuklemmen. Diese Bremskraft ist in Fig. 2Bdurch radial gerichtete Pfeile angedeutet. Die Bremskraft kann zum Beispiel durch nicht gezeigte Federn erzeugt werden und so vorgegeben sein, dass ohne Druck der Folgeplatte 33 die Kerze automatisch festklemmt. Wird durch die Folgeplatte 33 Druck aufgebracht, so lösen sich die Bremsen 28 und die Kerze 44 fährt weiter nach unten ein. Eine solche rein mechanische Lösung hat sich bewährt, da sie wenig störanfällig und einfach zu realisieren ist.
[0023] Besonders bevorzugt ist aber auch eine Ausführungsform, bei der die Bremswirkung elektro-mechanisch kontrolliert werden kann. Durch geeignete Steuersignale kann die Kerze 44 somit losgelassen oder festgeklemmt werden.
[0024] Die Vorrichtung 50 zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuerung 60 mit Hilfe zweier Regler (Regler 1 und Regler 2 in Fig. 4) eine sehr genaue Dosierung des Bedarfs an fliessfähigem Medium steuern kann. Die Regler 1 und 2 sind mit verschiedenen Teilen der Vorrichtung 50 verbunden. So erhalten die Regler 1, 2 laufend aktuelle Werte von der Vorrichtung 50 und können regelnd eingreifen.
[0025] Der Regler 1 kontrolliert die beiden externen Einflussfaktoren
a) gemessener Leimstand und
b) aktuelle Pumpendrehzahl. Diese Pumpendrehzahl entspricht bei den verwendeten Pumpen 32 der aktuellen Fördermenge.
[0026] Beim Regler 2 handelt es sich um einen Temperaturregler, der die durch den Regler 1 vorgegebene Solltemperatur im Grill 19 regelt, indem er die Heizung des Grills 19 entsprechend ansteuert.
[0027] Weitere Details dieser Leimniveau-Regelung sind der Fig. 4 zu entnehmen.
[0028] Anhand dieser beiden Einflussfaktoren a) und b) kann der Regler 1 die Soll-Temperatur für den Grill 19 vorgeben. Verändert sich einer oder beide dieser Faktoren, so wird die Solltemperatur des Grills 19 automatisch durch den Regler 2 angepasst.
[0029] Durch das Aufheizen der Schmelzvorrichtung im Bereich des Grills 19 kann die erforderliche Menge an fliessfähigem Medium bereitgestellt werden. Je nach Ausführung kann der Regler 2 mit dem Heizen der Anlage aufgrund des zukünftigen Bedarfs beginnen, noch bevor eine entsprechende Veränderung im Speicher 15 aufgetreten ist. Über die Folgeplatte kann ein entsprechender Druck erzeugt werden, um die Kerze 44 mit dem Grill 19 in Berührung zu bringen.
[0030] Falls im Moment kein fliessfähiges Medium mehr gebraucht wird, so kann durch ein elektro-mechanisches Aktivieren der Bremsen 28 (oder durch ein Reduzieren des Drucks der Folgeplatte 33) die Kerze 44 festgeklemmt und der Schmelzvorgang unterbrochen werden, da ein Luftspalt zwischen dem unteren Ende der Kerze 44 und dem Grill 19 entsteht, wenn die Kerze 44 nicht mehr nachfolgen kann.
[0031] Um den Regler 1 mit dem notwendigen Signal zu versorgen, ist der Speicher 15 mit einem Niveausensor 24 versehen (siehe Fig. 2A und 3), der den Füllstand im Reservoir 21 detektieren kann.
[0032] Der Regler 1 erhält durch den Sensor 24 Information über den Füllstand des Speichers 15. Mindestens ein solcher Niveausensor 24 ist im Speicher 15 integriert, um dort den momentanen Stand des fliessfähigen Mediums zu detektieren und an den Regler 1 zu übermitteln. Dabei kann es sich um einen Sensor 24 handeln, welcher zum Beispiel mittels eines codierten Signals den genauen Stand des Speicherinhalts an den Regler 1 weitergibt. Es ist aber auch möglich, dass der Sensor 24 nur einen bestimmten Füllstand des Speichers 15 detektiert. Dabei kann es sich um einen maximalen und/oder um einen minimalen Füllstand handeln. Der Sensor 24 meldet dabei, wenn ein gewisses Niveau des fliessfähigen Mediums im Speicher 15 erreicht und/oder unterschritten wird.
[0033] Besonders bevorzugt sind kapazitive Niveausensoren 24, die ein zum Füllstand proportionales Ausgangssignal an den Regler 1 liefern.
[0034] Wie man anhand von Fig. 4erkennen kann, steht dem Regler 1 auch Information über die aktuelle Pumpendrehzahl (Istwert) zur Verfügung, wie durch das Bezugszeichen 61 angedeutet. Aus diesem Istwert und der Füllstandsinformation ermittelt der Regler 1 die Solltemperatur für den Grill 19. Diese Solltemperatur wird dem Regler 2 übergeben, wie in Fig. 4gezeigt. Vorzugsweise kommt eine Temperaturbegrenzung zum Einsatz, um eine Maximalwertüberschreitung zu verhindern. In Fig. 4 ist diese Begrenzung durch das Mittel 62 realisiert, das noch vor dem Regler 2 sitzt.
[0035] Die Steuerung 60 kann in einer bevorzugten Ausführungsform auch die Drehzahl der Fördereinrichtung steuern und überwachen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Bremsen 28 von der Steuerung 60 elektro-mechanisch gesteuert, um die Kerze 44 bei Bedarf festklemmen zu können.
[0036] Damit kann jederzeit der aktuelle Ausstoss des fliesfähigen Mediums geregelt werden. Durch die Drehzahl kann sowohl der Druck, als auch die benötigte Menge an fliessfähigem Medium beeinflusst werden. Durch eine höhere Drehzahl kann sowohl Druck als auch Menge des Ausstosses an fliessfähigem Medium erhöht werden.
[0037] In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerung 60 durch zwei Blöcke 63 und 64 erweitert, wie in Fig. 4 durch gestrichelte Linien angedeutet. Der Block 63 dient zum Abschalten oder Lösen der Bremse 28 (falls diese elektro-mechanische steuerbar ist), und über den Block 64 wird die Presse 12 betätigt.
[0038] Durch die beschriebene Anordnung ist es möglich, stets nur einen kleinen Teil des Mediums in kontrollierter Art und Weise aufzuschmelzen, in dem die Schmelzvorrichtung das Medium im Bereich des Grills 19 lokal erwärmt. Ein Anteil des aufgeschmolzenen Teils des Mediums tritt durch die Durchlässe 20 hindurch in den Speicher 15 unterhalb des Behälters 10 und des Grills 19. Der Speicher 15 weist, wie gezeigt, ein Reservoir 21 auf, in welches das aufgeschmolzene Medium hineinfliesst. Um zu verhindern, dass mehr Medium in den Speicher 15 fliesst als gewünscht, kann die Schmelzvorrichtung abgeschaltet werden. Da sich Restwärme im System (Speicher 15, Grill 19, Behälter 10 und Medium) befindet, ist ein kontrolliertes Abschalten bei bekannten Systemen so aber nicht möglich.
[0039] Um dieses Problem zu beheben, sind gemäss Erfindung im Bereich des Behälters 10 die erwähnten Bremsen 28 angeordnet.
[0040] In der gezeigten Ausführungsform ist die Schmelzvorrichtung in Form eines Gitters 19 mit Heizpatronen 25 realisiert. Die Schmelzvorrichtung ist also in das Gitter 19 integriert, bzw. mit diesem Gitter 19 verbunden.
[0041] Die Schmelzvorrichtung kann aber auch separat vom Gitter 19 ausgeführt sein.
[0042] Vorzugsweise ist die Steuerung 60 extern programmierbar. Die Programmierung kann über einen Rechner erfolgen, der das Gesamtsystem 50 samt Steuerung 60 steuert. Die Steuerung 60 kann auch einen eigenen Mikroprozessor umfassen, der Steuerungsaufgaben übernimmt und die erfindungsgemässe Vorrichtung 50 steuert.
[0043] Die Steuerung 60 kann auch dazu ausgelegt sein, Heizpatronen anzusteuern, die im Bereich des Speichers 15 angeordnet sind. Vorzugsweise ist auch im Speicher 15 ein Temperatursensor angeordnet.
[0044] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung 60 so ausgelegt, dass keine Temperaturen oberhalb einer kritischen Temperatur erzeugt werden. Die kritische Temperatur kann für PUR zum Beispiel bei ca. 160[deg.]C festgelegt werden.
[0045] Vorzugsweise ist der Behälter 10 mit einem Scharnier (nicht in den Figuren sichtbar) und mit Schnellverschlüssen 14 (siehe Fig. 1) versehen. Löst man die Schnellverschlüsse 14, so kann der Behälter 10 samt dem Deckel 11, so vorhanden, um eine horizontale Achse weggeklappt werden, deren Lage durch das Scharnier festgelegt ist. Durch das Aufklappen ist eine gründliche Reinigung des Behälters und des Grills möglich.
[0046] Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass es keinen Rücklauf mehr braucht, da stets nur die benötigte Menge aufgeschmolzen und zur Verfügung gestellt wird. Die Vorrichtung 50 reagiert wegen der speziellen Ausführung mit zwei Reglern 1 und 2 sehr genau und schnell, was zu einer erhöhten Effizienz im Betrieb führt. Ausserdem reduziert sich der Reinigungsaufwand deutlich, da weniger vom Medium vergeblich aufgeschmolzen wird.
[0047] Ein fliessfähiges Medium, worunter im Rahmen der vorliegenden Beschreibung Medien mit temperaturabhängigen Viskositäten, also auch Pasten zu verstehen sind, ist ein Medium, das auf eine Fördertemperatur erwärmt werden muss, um eine genügende Fliessfähigkeit zu erreichen, und das anschliessende Abgeben dieses Mediums zu ermöglichen.
[0048] Die Vorrichtung 50 kann so ausgelegt werden, dass von wenigen Gramm bis zu 100 kg/h Medium aufgeschmolzen werden können. Bisherige Systeme sind nicht dazu in der Lage, wenige Gramm Medium aufzuschmelzen, da die im System vorhandene Wärmeenergie immer ein unkontrollierbares Nachschmelzen verursacht. Es wird also bei kleinem Bedarf zu viel Medium aufgeschmolzen. Dieser Nachteil wird durch die Erfindung behoben. Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung 50 kann die Füllmenge im Speicher 15 zwischen 0 und 100% durch Programmieren der Steuerung 60 eingestellt werden.
[0049] Die Erfindung eignet sich besonders zum Abgeben bzw. Verarbeiten von Klebstoff mit temperaturunstabiler Viskosität. Es können gemäss Erfindung problemlos auch feuchtigkeitsvernetzende Klebstoffe abgegeben werden.
Bezugszeichenliste
[0050]
<tb>10<sep>Behälter / Aufnahmebehälter
<tb>11<sep>Deckel
<tb>12<sep>Inliner-Presse / Presse
<tb>13<sep>Drehachse
<tb>14<sep>Schnellverschlüsse
<tb>15<sep>Speicher
<tb>16<sep>Motor
<tb>17<sep>Welle
<tb>18<sep>Kupplung
<tb>19<sep>Grill/Gitter/Austrittsbereich/Schmelzeinrichtung/Schmelzvorrichtung
<tb>20<sep>Durchlass
<tb>21<sep>Reservoir des Speichers
<tb>22<sep>Bereich des Reservoirs 21
<tb>23<sep>Filter
<tb>24<sep>Sensor/Niveausensor/Füllstandssensor
<tb>25<sep>Heizpatronen / Schmelzeinrichtung / Schmelzvorrichtung
<tb>26<sep>horizontale Achsen der Bremsen
<tb>27<sep>federnder Belag der Bremsen
<tb>28<sep>Bremse
<tb>29<sep>Schliessmechanismus
<tb>30<sep>Schwenkarm
<tb>31<sep>Ausnehmung
<tb>32<sep>Fördereinrichtung/Pumpen
<tb>33<sep>Folgeplatte
<tb>44<sep>Klebstoffkerze/Kerze / Medium
<tb>50<sep>Vorrichtung/Gesamtsystem
<tb>60<sep>Steuerung
<tb>61<sep>Pumpendrehzahl (Istwert)
<tb>62<sep>Temperaturbegrenzung
<tb>63<sep>Bremse Abschalten oder Lösen / Bremse
<tb>64<sep>betätigen der Presse
Apparatus providing flowable medium (e.g., adhesive, coating or sealant).
Field of the invention
The present invention relates to devices for providing different amounts of flowable medium, in particular of adhesive, coating or sealant.
Background of the Invention, Prior Art
In numerous industrial processes adhesives, sealants and the like are used, which are applied or sprayed in liquid form onto a workpiece. The components of a corresponding application system are typically a line unit in the form of a heatable hose unit, through which the flowable mass is conveyed from a container to a dispensing unit, and a dispensing unit connected to this line unit, for example in the form of a spray gun.
Adhesives and other compositions with changing temperature with changing viscosity are supplied to the consumer usually in solid or highly viscous state and are filled in a container having a wide container opening generally above. The adhesive, or mass, must then be liquefied before delivery from the container, generally by the application of heat. An example of such a system can be found in EP 1 447 143.
Usually, the container is provided after filling of the adhesive, or mass, with a so-called follower plate whose outer contour corresponds to the cross section of the container inner surface, and lowered through the container opening into the container. The mass is then heated and discharged from the container by the dead weight and under the pressure of the follower plate and / or under the action of a feed pump via the line unit to be brought to the point of use while the follower plate progressively progresses retracts the container.
The processing of such media is not without its problems, since the suitable substances are often subject to a strong change in the flowability (viscosity), for example due to temperature and pressure changes. The suitable materials may also be subject to change in viscosity at constant temperature over time. In part, these substances are also sensitive to moisture, for example when it comes to moisture-crosslinking substances. Furthermore, some of these substances will experience changes in viscosity as the media ages. Other substances show some changes in their properties when heated several times.
Polyurethane glue (PUR) has been used as a special grade of adhesive for some time. In the case of PUR, crosslinking takes place, which begins even at low temperatures (about 40 ° C.). The higher the temperature of the PUR increases, the faster the PUR crosslinks and the viscosity increases. PUR has the further disadvantage that moisture, e.g. Ambient humidity, accelerating the cross-linking causes. This leads to various problems. As an example, the great cleaning effort of the container and all other components to call. It must be ensured, for example, that the PUR glue does not harden in the container or at other points of the system, since it can no longer be made to flow or because the multiple melting changes the properties of the PUR.
It should therefore always be removed from the container only as much PUR glue as is currently processed.
Critical is also the fact that adhesive mass, coating or sealant, which was once melted should be consumed as soon as possible, otherwise changes the quality. An unnecessary heating of the medium has a negative influence on its properties.
Therefore, the task is to provide a device in which only as much medium is melted as needed. With suitable means, the required amount should be removed as exactly as possible from the container and fed to the processing.
Summary of the invention
The object is achieved by a device according to claim 1.
In the dependent claims further advantageous embodiments of the invention are listed.
pictures
In the following, further details and advantages of the invention will be described in detail by means of embodiments and in part with reference to the drawing. All figures are schematic and not to scale, and corresponding structural elements are provided in the various figures with the same reference numerals, even if they are designed differently in detail. Show it:
<Tb> FIG. 1 <sep> a first embodiment of the invention in side view;
<Tb> FIG. Fig. 2A is a sectional view of the first embodiment of the invention when loaded with an adhesive plug;
<Tb> FIG. 2B is a sectional view of a part of the first embodiment after the adhesive plug has been retracted;
<Tb> FIG. 3 <sep> is a plan view of the first embodiment of the invention;
<Tb> FIG. 4 <sep> is a schematic block diagram of the glue level control according to the invention in two different variants.
Detailed description of the embodiments
The invention relates to a device 50 which processes a medium (e.g., adhesive, coating or sealant), as shown by way of example in Figs.
Fig. 1 is a side view of the elements of a device 50 processing such a medium. FIG. 2A shows a section through the device 50 when charged with an adhesive candle 44, FIG. 2B shows a partial region of the device 50 in section after retraction of the adhesive plug 44, and FIG. 3 shows a top view of the device 50.
The device 50 is designed to process media that undergo a change in a state of lower viscosity at a temperature increase, thereby increasing the flowability of the adhesive. The device 50 comprises a container 10, for example in the form of a cylindrical adhesive tank, for receiving the medium (for example PUR granulate or a PUR block, which is also referred to as an adhesive candle). The container 10 is provided with a melting device which causes a local increase in the temperature of the medium in order to convert a part of the medium into a state of lower viscosity.
In the present embodiment, the melting device is integrated in a grill 19, which is located in the lower region of the container 10. The grill 19 is provided with heating means with which the temperature of the grill 19 can be controlled raised. For this purpose, the grill 19 may be equipped with one or more heating cartridges 25, for example. But it can also include a resistance heater. The grill 19 forms an exit region with at least one passage 20 for the portion of the lower viscosity medium. The device 50 is characterized in that 10 brakes 28 are provided in the region of the container.
As a result of the fact that brakes 28 are now being used, there is no longer any need for a cooling device in order to be able to actively cool the passage 20 of the grill 19 in order to prevent the unwanted melting of further adhesive.
In the embodiment shown, an inliner press 12 is preferably arranged above a lid 11. This press 12 may be designed so that a controlled pressure can be exerted on the medium 44, which is located in the container 10 from above. Preferably, the inliner press 12 is provided with a pneumatic cylinder. Depending on the design, the press 12 can be controlled by the control 60 according to the invention.
The lid 11 may be provided with a follower plate 33 (see FIGS. 2A and B) which sits below the lid 11 and is equipped with a sealing device to allow sealing of the follower plate 33 against the inside of the container 10. A suitable sealing device is described in published European patent application EP 943 583-A1. The sealing device for the follower plate 33 of the system may be configured to include an inflatable seal member. In the inflated state, the sealing element forms the sealing device and is sealingly against the container inner surface. It is therefore a flexible contactable seal. With this type of lid 11, an airtight system can be achieved.
This may be desirable or even mandatory in the case of media that are harmful.
In the following further features and elements of the device 50 will be described, which are shown in Figs. 1bis 3dstellgestellt. These features and elements are optional and may be used to enhance the device 50 or to influence its capabilities. It may, as mentioned, a pivotable lid 11 may be provided, with which the container 10 can be covered at the top. The cover 11 may be mounted so that it can be pivoted about a vertical axis of rotation 13. Preferably, the lid 11 has a diameter D2 which is only slightly smaller than the inner diameter D1 of the container 10, as indicated in Fig. 2A. The lid 11 is preferably provided on the upper side with a pivot arm 30 having a recess 31 at one end.
In this recess 31 engages when the lid 11 is closed, a closing mechanism 29, which sits on one side of the container 10. This type of pivotable lid 11 allows a quick and easy cleaning of the container 10th
The device 50 includes, for example, a motor 16 which is connected via a shaft 17 and a coupling 18 with a conveyor 32, which sits in the region of a memory 15. This conveyor 32 conveys molten medium from a portion 22 of the reservoir 21 when the motor 16 is running and engaged. The medium is conveyed out of the storage 15 by the conveyor 32 through an optional filter 23. For example, a heatable hose may be connected to the reservoir 15, through which the medium is conveyed to an applicator (for example in the form of a glue gun or an application nozzle). Preferably, the conveyor 32 is a piston or gear pump. The filter 23 may preferably be provided with a pressure relief valve.
When loading the container 10 with an adhesive plug 44, the brakes 28 pivot slightly about their horizontal axes 26 and clamp the adhesive plug 44 firmly, as can be seen in Fig. 1 and Fig. 2A. In this state, therefore, there is a distance between the underside of the candle 44 and the grill 19. Preferably, the brakes 28 are provided with a resilient covering 27 (for example a rubber plate).
During operation of the device 50, a pressure is now exerted by the follower plate 33 on the candle 44 from above, as shown in Fig. 2B. The brakes 28 change their position and allow a lowering of the candle 44 in the direction of the grill 19. According to the invention, a braking force F may be exerted on the brakes to clamp the plug 44 in its current position. This braking force is indicated in Fig. 2B by radially directed arrows. The braking force can be generated for example by springs, not shown, and be predetermined so that the candle automatically clamps without pressure of the follower plate 33. If pressure is applied by the follower plate 33, the brakes 28 are released and the candle 44 continues to move downwards. Such a purely mechanical solution has proven itself, since it is less susceptible to interference and easy to implement.
But particularly preferred is also an embodiment in which the braking effect can be controlled electro-mechanically. By suitable control signals, the candle 44 can thus be released or clamped.
The device 50 is characterized in that a controller 60 with the help of two controllers (controller 1 and controller 2 in Fig. 4) can control a very accurate dosage of the need for flowable medium. The regulators 1 and 2 are connected to different parts of the device 50. Thus, the controllers 1, 2 continuously receive current values from the device 50 and can regulate intervene.
The controller 1 controls the two external influencing factors
a) measured size and
b) current pump speed. This pump speed corresponds with the pumps used 32 of the current flow rate.
When controller 2 is a temperature controller that regulates the predetermined by the controller 1 set temperature in the grill 19 by the heating of the grill 19 controls accordingly.
Further details of this glue level control are shown in FIG. 4.
Based on these two influencing factors a) and b), the controller 1, the target temperature for the grill 19 pretend. If one or both of these factors change, the setpoint temperature of the grill 19 is automatically adjusted by the controller 2.
By heating the melting device in the region of the grill 19, the required amount of flowable medium can be provided. Depending on the design, the controller 2 may begin to heat the system due to future needs, even before a corresponding change in the memory 15 has occurred. About the follower plate, a corresponding pressure can be generated to bring the candle 44 with the grill 19 into contact.
If no fluid medium is needed at the moment, it can be clamped by an electro-mechanical activation of the brakes 28 (or by reducing the pressure of the follower plate 33) the candle 44 and the melting process can be interrupted, since an air gap between the lower end of the candle 44 and the grill 19 is formed when the candle 44 can not follow.
In order to supply the controller 1 with the necessary signal, the memory 15 is provided with a level sensor 24 (see FIGS. 2A and 3), which can detect the level in the reservoir 21.
The controller 1 is replaced by the sensor 24 information about the level of the memory 15. At least one such level sensor 24 is integrated in the memory 15 in order to detect there the current state of the flowable medium and to transmit to the controller 1. This may be a sensor 24 which, for example, transmits the exact state of the memory contents to the controller 1 by means of a coded signal. But it is also possible that the sensor 24 detects only a certain level of the memory 15. This may be a maximum and / or a minimum level. The sensor 24 reports when a certain level of the flowable medium in the memory 15 is reached and / or undershot.
Particularly preferred are capacitive level sensors 24, which deliver an output signal proportional to the level to the controller 1.
As can be seen with reference to FIG. 4, the controller 1 is also information about the current pump speed (actual value) available, as indicated by the reference numeral 61. From this actual value and the fill level information, the controller 1 determines the setpoint temperature for the grill 19. This setpoint temperature is transferred to the controller 2, as shown in FIG. 4. Preferably, a temperature limit is used to prevent a maximum value overshoot. In Fig. 4, this limitation is realized by the means 62, which sits still in front of the controller 2.
The controller 60 may also control and monitor the speed of the conveyor in a preferred embodiment. In another preferred embodiment, the brakes 28 are electro-mechanically controlled by the controller 60 to clamp the plug 44 when needed.
Thus, at any time, the current output of the flowable medium can be regulated. Due to the speed of both the pressure, and the required amount of flowable medium can be influenced. Due to a higher speed both pressure and amount of the expulsion of fluid medium can be increased.
In a presently preferred embodiment of the invention, the controller 60 is extended by two blocks 63 and 64, as indicated in Fig. 4 by dashed lines. The block 63 serves to switch off or release the brake 28 (if this electro-mechanical is controllable), and via the block 64, the press 12 is actuated.
By the described arrangement, it is possible to melt only a small portion of the medium in a controlled manner in which the melting device locally heats the medium in the region of the grill 19. A portion of the molten portion of the medium passes through the passages 20 into the reservoir 15 below the container 10 and the grill 19. As shown, the reservoir 15 has a reservoir 21 into which the molten medium flows. In order to prevent more medium from flowing into the reservoir 15 than desired, the melting device can be switched off. Since there is residual heat in the system (memory 15, grill 19, container 10 and medium), a controlled shutdown in known systems but not possible.
To remedy this problem, according to the invention in the area of the container 10, the aforementioned brakes 28 are arranged.
In the embodiment shown, the melting device is realized in the form of a grid 19 with heating cartridges 25. The melting device is thus integrated into the grid 19, or connected to this grid 19.
However, the melting device can also be designed separately from the grid 19.
Preferably, the controller 60 is externally programmable. The programming can take place via a computer which controls the overall system 50 together with the controller 60. The controller 60 may also include its own microprocessor that performs control tasks and controls the inventive device 50.
The controller 60 may also be configured to drive cartridge heaters, which are arranged in the region of the memory 15. Preferably, a temperature sensor is also arranged in the memory 15.
In a preferred embodiment, the controller 60 is designed so that no temperatures above a critical temperature are generated. For example, the critical temperature for PUR can be set at around 160 ° C.
Preferably, the container 10 is provided with a hinge (not visible in the figures) and snap fasteners 14 (see Fig. 1). When the quick-release fasteners 14 are loosened, the container 10 together with the cover 11, if present, can be folded away about a horizontal axis whose position is determined by the hinge. By unfolding a thorough cleaning of the container and the grill is possible.
It is an advantage of the invention that it no longer needs a return because always only the required amount is melted and made available. The device 50 reacts very accurately and quickly because of the special design with two regulators 1 and 2, which leads to an increased efficiency in operation. In addition, the cleaning effort is reduced significantly, as less of the medium is melted in vain.
A flowable medium, which in the context of the present description means media with temperature-dependent viscosities, including pastes, is a medium that must be heated to a delivery temperature in order to achieve sufficient fluidity, and the subsequent dispensing of this medium to enable.
The device 50 can be designed so that from a few grams up to 100 kg / h of medium can be melted. Previous systems are not able to melt a few grams of medium, since the heat energy present in the system always causes an uncontrollable remelting. So it is melted with small need too much medium. This disadvantage is eliminated by the invention. Depending on the configuration of the device 50, the filling amount in the memory 15 can be set between 0 and 100% by programming the controller 60.
The invention is particularly suitable for dispensing or processing of adhesive with temperaturunstabiler viscosity. It can also be issued according to the invention moisture-crosslinking adhesives.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0050]
<tb> 10 <sep> Containers / Containers
<Tb> 11 <sep> Lid
<tb> 12 <sep> Inliner Press / Press
<Tb> 13 <sep> axis of rotation
<Tb> 14 <sep> quick release
<Tb> 15 <sep> Memory
<Tb> 16 <sep> Engine
<Tb> 17 <sep> wave
<Tb> 18 <sep> Clutch
<Tb> 19 <sep> BBQ / grill / outlet area / fuser / melter
<Tb> 20 <sep> passage
<tb> 21 <sep> Reservoir of the store
<tb> 22 <sep> area of the reservoir 21
<Tb> 23 <sep> Filters
<Tb> 24 <sep> sensor / level sensor / level sensor
<tb> 25 <sep> Cartridge heaters / Melting device / Melting device
<tb> 26 <sep> horizontal axes of the brakes
<tb> 27 <sep> resilient lining of the brakes
<Tb> 28 <sep> brake
<Tb> 29 <sep> closing mechanism
<Tb> 30 <sep> arm
<Tb> 31 <sep> recess
<Tb> 32 <sep> conveyor / Pumps
<Tb> 33 <sep> follower plate
<tb> 44 <sep> Adhesive Candle / Candle / Medium
<Tb> 50 <sep> device / complete system
<Tb> 60 <sep> Control
<tb> 61 <sep> pump speed (actual value)
<Tb> 62 <sep> temperature limit
<tb> 63 <sep> brake switch off or release / brake
<tb> 64 <sep> press the press