DE10046326A1 - Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Heissschmelzklebstoff, auf ein relativ zu der Vorrichtung bewegbares Substrat - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Heissschmelzklebstoff, auf ein relativ zu der Vorrichtung bewegbares Substrat, mit DOLLAR A einem mit einer Fluidquelle verbindbaren Zuführkanal (12) zum Zuführen von Fluid, einer mittels des Zuführkanals (12) mit Fluid speisbaren Düsenanordnung (10) mit einer Austrittsöffnung (24) zum Abgeben des Fluids, und mit einer Ventilanordnung (8) zum wahlweisen Unterbrechen des Fluidflusses, welche einen relativ zu einem Ventilsitz (32) bewegbaren Ventilkörper (22) aufweist, der zwischen einer den Fluidfluss unterbrechenden und einer den Fluidfluss freigebenden Stellung hin- und herbewegbar ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Ventilkörper (22) mittelbar oder unmittelbar mit einer Membrane (48) gekoppelt ist, welche mittels eines Druckmediums derart beaufschlagbar und auslenkbar ist, dass eine den Ventilkörper (22) bewegende Kraft auf den Ventilkörper (22) aufgebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Heissschmelzklebstoff auf ein relativ zu der Vorrichtung bewegbares Substrat, mit einem mit einer Fluidquelle verbindbaren Zuführkanal zum Zuführen von Fluid, einer mittels des Zuführkanals mit Fluid speisbaren Düsen­ anordnung mit einer Austrittsöffnung zum Abgeben des Fluids, und mit einer Ventilanordnung zum wahlweisen Unterbrechen des Fluidflusses, welche einen relativ zu einem Ventilsitz bewegbaren Ventilkörper aufweist, der zwischen einer den Fluidfluss unterbrechenden und einer dem Fluidfluss freigebenden Stellung hin- und herbewegbar ist.

Bei vielen industriellen Anwendungen werden derartige Vorrichtungen zum Abge­ ben und Auftragen von Fluiden auf unterschiedliche Gegenstände (Substrate) eingesetzt, z. B. um Klebstoffe, Farbstoffe oder sonstige fließfähige Materialien auf Automobilteile, Verpackungen, Möbel oder Papier flächig, raupenförmig oder punktförmig aufzutragen. Solche Vorrichtungen, die auch als Auftragskopf bezeich­ net werden, sind regelmäßig Bestandteil eines komplexen Auftragssystems, das einen Behälter für das Fluid, eine Förderpumpe und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern- und/oder Regeln der einzelnen Komponenten umfasst. Das Substrat kann mit Hilfe einer Fördereinrichtung relativ zu dem Auftragskopf bewegt werden, oder der Auftragskopf ist an einem Roboterarm oder dgl. befestigt und relativ zu dem Substrat bewegbar.

In vielen Anwendungsfällen muss fließfähiges Material intermittierend abgegeben werden, was bedeutet, dass der Fluss des fließfähigen Materials in dem Zuführ­ kanal des Auftragskopfes und somit die Abgabe des Materials aus der Austrittsöff­ nung der Düsenanordnung durch intermittierendes Betätigen der Ventilanordnung abwechselnd freigegeben bzw. unterbrochen wird. Auf diese Weise wird ein unter­ brochenes Auftragsbild (pattern) von Material auf dem Substrat erzeugt, z. B. zueinander beabstandete Punkte oder unterbrochene längliche Materialraupen oder bei einem flächigem Materialauftrag zueinander beabstandete rechteckige Material­ abschnitte. Oft ist es erforderlich, dass die Ventilanordnung mit hoher Schaltfre­ quenz betätigt wird und demgemäß der den Materialfluss in dem Zuführkanal unterbrechende Ventilkörper mit hoher Geschwindigkeit und hoher Frequenz hin- und herbewegt werden muss. Gleichzeitig soll eine lange Lebensdauer der Auf­ tragsköpfe gewährleistet sein.

Bei bekannten Auftragsköpfen wird der Ventilkörper der Ventilanordnung mittels eines mit Druckluft beaufschlagbaren Kolbens hin- und herbewegt, der mittels einer Kolbenstange oder Nadel mit dem Ventilkörper gekoppelt ist. Die Druckluft wird mit Hilfe eines Magnetventils intermittierend mit schwankenden Drücken in Druck­ luftkanälen bereitgestellt, die mit einem den Kolben aufnehmenden Zylinderraum kommunizieren. Das Magnetventil wird elektrisch, d. h. mit Hilfe von elektrischen Signalen von der Steuerungseinrichtung angesteuert und intermittierend betätigt.

Nachteilig bei einer Vorrichtung mit Druckluft-Kolben zur Bewegung des Ventilkör­ pers ist es, dass der Kolben gegenüber dem Zylinderraum aufwendig abgedichtet werden muss. Zu diesem Zweck werden Dichtringe, beispielsweise O-Ringe in an dem Kolben ausgebildeten Nuten eingesetzt. Derartige Dichtringe sind einem verhältnismäßig hohen Verschleiss ausgesetzt und limitieren die Standzeit der Vorrichtung. Hierbei muss berücksichtigt werden, dass die in Rede stehenden Vorrichtungen für den Dauerbetrieb mit extrem hohen Anzahlen von Kolbenhüben ausgelegt werden.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Masse und somit die Massenträgheit der aus dem Ventilkörper, der Kolbenstange und dem Kolben bestehenden bewegbaren Einheit der Ventilanordnung groß ist. Die Massenträgheit macht sich insbesondere bei hohen erforderlichen Schaltfrequenzen bemerkbar und begrenzt diese Schaltfrequenz.

Eine weitere Problematik der bekannten Auftragsköpfe betrifft die Abdichtung der bewegbar gelagerten Kolbenstange gegenüber dem aufzutragenden Fluid, um zu verhindern, dass das Fluid aus dem Zuführkanal, innerhalb welchem regelmäßig mittig die Kolbenstange mit einem unteren Abschnitt angeordnet ist, nach oben austritt durch Dichtungsflächen zwischen der äußeren Oberfläche der Kolbenstange und Dichtungsmitteln.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genann­ ten Art (Auftragskopf) bereitzustellen, mit der hohe Standzeiten, eine zuverlässige Betätigung der Ventilanordnung und hohe Schaltfrequenzen der Ventilanordnung erreicht werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine zuverlässige Abdichtung des Zuführkanals gegenüber einer an dem Ventilkörper befestigten Stange erreicht wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass der Ventilkörper mittelbar oder unmittelbar mit einer Membran gekoppelt ist, welche mittels eines Druckmedium derart beaufschlagbar und auslenkbar ist, dass eine den Ventilkörper bewegende Kraft auf den Ventilkörper aufgebracht wird.

Die Erfindung löst die Aufgabe ferner mit einer Ventilanordnung zum Unterbrechen des Flusses von Fluid in einem in einem Grundkörper ausgebildeten Zuführkanal, mit einem bewegbaren Ventilkörper, der mit einem an den Grundkörper ausgebilde­ ten Ventilsitz derart zusammenwirkt und relativ zu dem Ventilsitz bewegbar ist, dass der Fluidfluss wahlweise freigegeben oder unterbrochen ist, bei der der Ventilkörper mittelbar oder unmittelbar mit einer Membran gekoppelt ist, welche mittels eines Druckmedium derart beaufschlagbar und auslenkbar ist, dass eine den Ventilkörper bewegende Kraft auf den Ventilkörper aufgebracht wird.

Das Grundkonzept der Erfindung liegt in dem Einsatz einer Membran zum Bewegen des mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörpers zum Unterbrechen bzw. Freigeben des Fluidflusses. Ein wesentlicher Vorteil einer mit einem Druckme­ dium beaufschlagbaren Membrane zur Erzeugung der Kraft zum Bewegen des Ventilkörpers liegt darin, dass die Membran eine wesentlich geringe Masse und somit Massenträgheit aufweist gegenüber den im Stand der Technik bekannten Kolben. Erfindungsgemäß kann die Gesamtmasse der zu bewegenden Teile der Ventilanordnung deutlich reduziert werden, so dass sich höhere Schaltfrequenzen der Ventilanordnung realisieren lassen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Membran gegenüber den herkömmlichen Kolben einfacher und zuverlässiger abgedichtet werden kann, was letztlich zu höheren Standzeiten der Vorrichtung führt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ventilkörper an einer Stange befestigt ist und die Membran an der Stange befestigt ist, so dass der Ventilkörper bei Beaufschlagung und Auslenkung der Membran bewegt wird. Bei dieser Anordnung lässt sich der Teil der Ventilanord­ nung, mit dem die notwendige Kraft zum Bewegen des Ventilkörpers aufgebracht wird mit Hilfe von Druckluft, trennen von dem mit dem aufzutragenden Fluid in Kontakt stehenden Ventilkörper.

Vorzugsweise ist die Membrane innerhalb eines mit dem Druckmedium beauf­ schlagbaren Zylinderraums abgedichtet angeordnet. Die Membrane trennt dabei vollständig den Zylinderraum, so dass sie einseitig mit Druckgas als Druckmedium beaufschlagt werden kann. Gleichzeitig lässt sie sich zuverlässig abgedichtet an der den Zylinderraum begrenzenden Struktur befestigen, so dass kein Druckmedi­ um die Membran passieren kann und der gesamte Druck des Druckmediums zur Auslenkung der Membran und zur Bewegung des Ventilkörpers genutzt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mehrere Mem­ branen innerhalb mehrerer mit Druckmedium beaufschlagbaren Zylinderrräumen abgedichtet angeordnet sind und die Membranen zur Aufbringung der den Ventil­ körper bewegenden Kraft mit der Stange gekoppelt sind. Mit Hilfe mehrerer Mem­ branen können entweder höhere Kräfte zum Bewegen des Ventilkörpers und somit zum Betätigen der Ventilanordnung erzeugt werden oder aber die Membranen werden abwechselnd mit Druckmedium beaufschlagt, so dass höhere Schaltfre­ quenzen der Ventilanordnung erreicht werden.

Eine konstruktiv einfache und zuverlässige Kopplung der Membranen mit der Stange wird dadurch erreicht, dass die Membrane/Membranen mittels Schraubver­ bindung, Nietverbindung, Schweiß- oder Lötverbindung, Pressverbindung und/oder Klebeverbindung an der Stange befestigt ist/sind.

Vorzugsweise ist die Membrane mit ihrem Randbereich durch Einpressen an einem den Zylinderraum begrenzenden Grundkörper befestigt und abgedichtet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorge­ schlagen, dass die Stange 34 mittels einer Gleitführung an einem Grundkörper gleitend geführt ist und die Gleitführung benachbart zu dem Zylinderraum oder den Zylinderräumen angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Stange zuverlässig geführt.

Gemäß einem weiterem Aspekt der Erfindung wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher der Ventilkörper mit einer Stange verbunden ist und die Stange 34 wenigstens teilweise innerhalb des Zuführkanals 12 angeord­ net ist, vorgeschlagen, dass eine den Zuführkanal 12 einseitig abdichtende Mem­ brane vorgesehen ist. Gemäß dieses Aspekts der Erfindung wird mittels einer Membrane der Zuführkanal einseitig zuverlässig abgedichtet, so dass auf herkömm­ liche Dichtmittel wie O-Ringe oder dgl. verzichtet werden kann. Statt dessen wird diese weitere Dichtungsmembrane eingesetzt und zweckmäßigerweise einerseits an einem den Zuführkanal 12 begrenzenden Grundkörper und andererseits an der Stange 34 befestigt. Eine solche Membrane kann insbesondere auch bei Verwen­ dung von Heissschmelzklebstoff eingesetzt werden, um für eine zuverlässige Abdichtung der Stange, die mit dem Ventilkörper gekoppelt ist, zu sorgen.

Die durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung erreichbaren Vorteile sind zuvor anhand des erfindungsgemäßen Auftragskopfes erläutert, so dass auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah­ me auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Auftragskopf) in einer Teilschnittdarstellung;

Fig. 2 eine Düsenanordnung für einen Auftragskopf gemäß Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorricht­ ung (Auftragskopf) in einer Schnittdarstellung;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung (Auftragskopf in einer Schnittdarstellung); und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 4.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 1, die nachfolgend auch als Auftragskopf 1 bezeichnet ist, ist ein wesentlicher Bestandteil eines Auftrags­ systems zum flächigen, punkt- oder raupenförmigen Auftragen von Klebstoff oder anderen fließfähigen Materialien (Fluide) auf ein relativ zu der Vorrichtung 1 beweg­ bares Substrat. Das Auftragssystem umfasst als Fluidquelle ein Behältnis für das fließfähige Material, eine Pumpe und Leitungen, durch die das Material zu dem Auf­ tragskopf 1 gefördert werden kann, sowie eine nicht dargestellte Steuerungsein­ richtung zum Steuern und Regeln einzelner Komponenten des Auftragssystems.

Der Auftragskopf 1 weist ein Gehäuse oder einen Grundkörper 2 auf, an den ein herkömmliches elektro-pneumatisch betätigbares Magnetventil 4 seitlich und/oder oben angeschraubt ist. Der Auftragskopf 1, welcher an einen nicht dargestellten ortsfesten Träger montiert ist, umfasst ferner eine Ventilanordnung 8 zum Unter­ brechen bzw. Freigeben des Flusses des Fluid-Materials und eine im unteren Bereich des Auftragskopfes 1 angeordnete Düsenanordnung 10 zum Abgeben des Materials. Das Substrat kann mittels einer nicht dargestellten Fördereinrichtung, beispielsweise einem Förderband relativ zu dem Auftragskopf 1 mit variierbaren Bahngeschwindigkeiten bewegt werden.

Das Magnetventil 4 ist an eine nicht dargestellte Druckluftquelle, die einen Luft­ druck von bis zu 6 bar bereitstellt, sowie an die Steuerungseinrichtung angeschlos­ sen. Das Magnetventil 4 kann so mittels elektrischer Signale geschaltet werden, dass in Druckluftausgangsleitungen des Magnetventils 4 einstellbare schwankende oder konstante Luftdrücke bereitgestellt sind.

Ein mit der Materialquelle kommunizierender Zuführkanal 12 zum Zuführen des fließfähigen Materials verläuft - in Strömungsrichtung gesehen - durch einen mit dem Steuerteil 2 verschraubten Gehäuseabschnitt 14, durch Bohrungen 16 und einem innerhalb des Gehäuseabschnitts 14 konzentrisch zu einer Zentralachse 18 verlaufenden Ringkanalabschnitt 20, der auch in Fig. 2 erkennbar ist. Der Zuführ­ kanal 12 führt dann vorbei an einem Ventilkörper 22 der Ventilanordnung 8 zu der Düsenanordnung 10 und geht dann in einen Ausströmkanal 14 der Düsenanord­ nung 10 über, welcher in eine untere, kreisförmige Austrittsöffnung 24 mündet, aus der Klebstoff austritt. Die Düsenanordnung 10 könnte alternativ als Breit­ schlitzdüse mit länglicher Austrittsöffnung ausgebildet sein.

Der Ventilkörper 22 der Ventilanordnung 8 ist, wie Fig. 2 veranschaulicht, innerhalb eines Raums 30 angeordnet und wirkt mit einem Ventilsitz 32 zusammen, um den Materialfluss in dem Zuführkanal 12 wahlweise zu unterbrechen bzw. freizugeben. Der Ventilkörper 22 ist an einer dünnen, nadelartigen Stange 34 befestigt und zusammen mit dieser auf die nachfolgend beschriebene Weise in Richtung der Zentralachse 18 intermittierend hin- und herbewegbar. Die Stange 34 weist einen unteren, einstückig mit dem Ventilkörper 22 ausgebildeten Abschnitt 35 und einen mittels Schraubverbindung 26 mit dem unteren Abschnitt 35 verbundenen oberen Abschnitt 38 auf. Der untere Abschnitt 35 weist ein Innengewinde und der obere Abschnitt 38 ein Außengewinde auf.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Ventilanordnung 8 einen innerhalb des Grundkörpers 2 ausgebildeten Zylinderraum 36 auf, in welchen ein oberer Ab­ schnitt 38 der nadelartigen Stange 34 konzentrisch zur Zentralachse 18 hineinragt. Der Zylinderraum 36 ist an seinem unteren Ende abgedichtet mit Hilfe eines O- Ringes 40, der in eine in einer Zwischenplatte 42 ausgebildeten Nut angeordnet ist. Der obere Abschnitt 38 der Stange 34 ist durch eine Gleitführung axial beweg­ bar geführt, in dem der obere Abschnitt 38 durch einen an der Zwischenplatte 42 festgelegten Gleitring 44 hindurchgesteckt ist. Der Gleitring 44 ist an der Zwi­ schenplatte 42 durch einen Sicherungsring 46 gesichert. Der Gleitring 44 sorgt darüber hinaus für eine Abdichtung des Zylinderraumes 36, so dass kein in dem Zylinderraum 36 befindliches Druckmedium aus dem Zylinderraum 36 nach unten entweichen kann.

Die Ventilanordnung 8 umfasst eine innerhalb des Zylinderraumes 36 angeordnete Membrane 48, welche den Zylinderraum 36 gasdicht in zwei Teile trennt, nament­ lich einen unteren Zylinderraum 50 und einen oberen Zylinderraum 52. Die in einer im Wesentlichen in einer senkrecht zu der Zentralachse 18 angeordneten Ebene liegende, verformbare Membrane 48 ist mit ihrem seitlichen Randbereich in den Grundkörper 2 eingepresst und dadurch an dem Grundkörper 2 befestigt und seitlich gasdicht abgedichtet. Die Randbereiche der Membrane 48 liegen zwischen einem Gehäuseabschnitt 54 und einem relativ zu dem Gehäuseabschnitt 54 ver­ spannten Gehäuseabschnitt 56, der beispielsweise durch Schraubverbindungen mit dem Gehäuseabschnitt 54 verspannt werden kann.

Die Membrane 48 ist in ihrem zentralen Bereich an dem oberen Abschnitt 38 der Stange 34 befestigt und gasdicht abgedichtet. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der obere Abschnitt 38 der Stange 34 durch eine zentrale Durchgangsboh­ rung, die in der Membrane 48 ausgebildet ist hindurchgesteckt ist, und an dem oberen Abschnitt 38 ein Außengewinde 58 aufgebracht ist, auf welches eine Mutter 60 aufschraubbar ist, mit deren Hilfe ein Dichtungsring 62 fest an einen an dem oberen Abschnitt 38 der Stange 34 ausgebildeten Absatz 64 anpressbar ist, so dass die Membrane 48 sicher an der Stange 34 befestigt und gegenüber dieser gasdicht abgedichtet ist.

Die Beaufschlagung der Membrane 48 mit Druckgas wird dadurch erreicht, dass mit Hilfe des Magnetventils 4 durch einen Druckgaskanal 64, der mit dem oberen Zylinderraum 52 (in nicht vollständig dargestellter Weise) kommuniziert, ein erhöh­ ter Druck in dem oberen Zylinderraum 52 erzeugt werden kann, so dass an der Membrane 48 eine Kraft erzeugt wird, die aufgrund der Verbindung der Membrane 48 mit dem oberen Abschnitt 38 der Kolbenstange 34 die Stange 34 und der starr mit der Stange 34 verbundene Ventilkörper 22 - in Fig. 1 nach unten - bewegt wird, so dass der Ventilkörper 22 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Schließ-Stellung außer Kontakt von dem Ventilsitz 32 in die in Fig. 2 dargestellte Öffnungs-Stellung kommt, so dass Fluid durch den Zuführkanal 12 vorbei an dem Ventilkörper 22 in den Ausströmkanal 14 und durch die Austrittsöffnung 24 strömen kann.

Zum Unterbrechen des Fluidflusses wird durch Betätigen des Magnetventils 4 der Druck in dem oberen Zylinderraum 52 reduziert durch Ablassen des Druckmediums an die Umgebung. In nicht dargestellter Weise ist innerhalb des unteren Zylin­ derraums 36 konzentrisch zur Zentralachse 18 eine Spiralfeder als Druckfeder angeordnet, die sich einerseits an der Zwischenplatte 42 und andererseits an der Membrane 48 abstützt und eine die Stange 34 und somit den Ventilkörper 22 mit einer - in Fig. 1 nach oben wirkenden - in die Schließ-Stellung vorspannende Kraft ausübt, so dass bei Ablassen des Druckmediums in dem oberen Zylinderraum 52 die Ventilanordnung 8 in die in Fig. 1 dargestellte Schließ-Stellung gelangt und der Fluss des Fluids durch den Zuführkanal 12 und den Ausströmkanal 14 und somit durch die Austrittsöffnung 24 unterbricht.

Alternativ könnte zusätzlich zu der Spiralfeder oder unter Weglassung der Spiralfe­ der selbe Effekt dadurch erreicht werden, dass durch Betätigung des Magnetventils 4 innerhalb des unteren Zylinderraums 36 ein erhöhter Druck des Druckmediums aufgebracht wird, der auf die Membrane 48 einwirkt und somit die Stange 34 und die Ventilkörper 22 in die Schließstellung bringt. Der Druck des Druckmediums in dem unteren Zylinderraum 36 kann mit Hilfe des Magnetventils 4 durch die schräg angeordneten Kanäle 66 und 68 eingestellt werden.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die erfindungsgemäße Membrane 48 mittelbar unter Zwischenschaltung der Stange 34 mit dem Ventilkörper 22 gekop­ pelt, es sind jedoch auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen die Membrane unmittelbar mit dem Ventilkörper 22 gekoppelt ist.

Fig. 1 zeigt darüber hinaus eine weitere Membrane gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, nämlich eine Membrane 69 zum einseitigen Abdichten des Zuführ­ kanals 12 gegenüber Fluid, welches in dem Zuführkanal 12 angeordnet ist. Die flexible, aber flüssigkeitsdichte Membrane 69 ist in dem Ringkanalabschnitt 20 des Zuführkanals 12 angeordnet und begrenzt diesen einseitig nach oben, so dass kein Fluid 12 die Membrane 69 passieren kann. Diese ist einerseits mit ihren Randberei­ chen an einem den Zuführkanal 12 grenzenden Gehäuseabschnitt 15 befestigt und abgedichtet und andererseits an der Stange 34 befestigt und abgedichtet.

Die Befestigung an dem Gehäuseabschnitt 15 erfolgt dadurch, dass die äußeren Randabschnitte der Membrane 69 eingepresst sind, in dem ein weiterer Gehäuse­ abschnitt 17 mittels Schraubverbindung mit dem Gehäuseabschnitt 15 verbunden ist. Die Schraubverbindung ist durch das Bezugszeichen 19 angedeutet.

Die Membrane 69 kann darüber hinaus eine Servowirkung zur Betätigung der Stange 34 ausüben, d. h. dass an der Membrane 69 aufgrund des Fluiddrucks unterhalb der Membrane 69 eine resultierende Kraft auf die Membrane 69 aufge­ bracht wird, welche auf die Stange 34 aufgrund der Befestigung übertragen wird. Darüber hinaus wäre es in nicht dargestellter Weise optional möglich, zusätzlich ein Druckmedium, beispielsweise ein Druckgas oberhalb der Membrane 69 mit Hilfe eines Magnetventils aufzubringen, um der von dem Fluid aufgebrachten Kraft entgegenzuwirken und/oder sogar eine Betätigung des Ventilkörpers 22 mittels der Stange 34 vorzunehmen.

In Fig. 3 ist ein zweites, alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, allerdings unter Weglassung des Gehäuseabschnitts 13 und der Düsenanordnung 10, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Jedoch wird das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel gleichermaßen verbunden mit dem Gehäu­ seabschnitt 13 und der Düsenanordnung 10. Gleiche oder funktionsgleiche Kom­ ponenten des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen und es wird hinsichtlich der Beschreibung voll umfänglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Membrane 48 mittels einer Nietverbindung an dem oberen Abschnitt 38 der Stange 34 befestigt. Ein Niet 70 mit einem erweiterten Kopf wird im einen gegenüber dem Kopf 70 verjüngten Schaftabschnitt in eine in dem oberen Abschnitt 38 ausgebildete Ausnehmung eingepresst, so dass eine feste Verbindung zwischen Membrane 48 und Kolben­ stange 34 hergestellt ist. Der obere Abschnitt 38 weist gegenüber dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel (sh. Fig. 1) einen größeren Durchmesser auf. Fig. 3 zeigt ferner den vollständigen Druckgaskanal 64, welcher in den Gehäu­ seabschnitten 54 und 56 ausgebildet ist.

Eine bereits anhand von Fig. 1 beschriebene Spiralfeder 72 ist zwischen der Zwischenplatte und 42 und der Membrane 48 angeordnet, um den Ventilkörper 22 in seine Schließ-Stellung vorzuspannen.

Das in Fig. 4 und 5 illustrierte dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist gleiche oder funktionsgleiche Teile wie das anhand von Fig. 1 beschriebene Ausführungsbeispiel dar, so dass für gleiche oder funktionsgleiche Teile die selben Bezugszeichen verwendet werden und auf die obigen Beschreibun­ gen bezug genommen wird. Die Unterschiede des dritten Ausführungsbeispiels sind nachfolgend beschrieben.

Das Magnetventil 4 ist an einen Grundkörper 2 an dessen obere Stirnseite ange­ schraubt. Ein in dem Grundkörper 2 ausgebildeter Druckgaskanal 74 kommuniziert mittels Bohrungen 76 bzw. 78 mit zwei voneinander unabhängigen Zylinderräumen 80, 82, die mit Druckmedium beaufschlagbar sind. In jedem der Zylinderräume 80, 82 ist eine erfindungsgemäße mit Druckmedium beaufschlagbare und auslenkbare Membrane 84, 86 angeordnet, die die Zylinderräume 80 bzw. 86 vollständig trennt und gasdicht ausgebildet ist. Jede Membrane 84, 86 ist mit ihren Randbereichen seitlich an dem Grundkörper 2 befestigt und abgedichtet und andererseits an einer Stange 34 befestigt und abgedichtet, im Ausführungsbeispiel durch Klebever­ bindung.

Durch Beaufschlagung der Membranen 84, 86 mit einem Druckmedium, hier Druckgas wird an den Membranen 84, 86 eine Kraft erzeugt, die die Stange 34 derart - nach unten - bewegt, so dass ein Ventilkörper, bei dem es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um den unteren Abschnitt 83 handelt, in die Schließ-Stellung gedrückt wird. Der untere Abschnitt 93 der Stange 34 kommt in Kontakt mit einem Ventilsitz 32, so dass der Fluidfluss unterbrochen ist. Zum Öffnen der Ventilanordnung 8 wird die Stange 34, nachdem das Druckmedium aus den Zylinderräumen 80 bzw. 82 abgelassen worden ist, mittels nicht dargestellter, auf die Stange 34 einwirkender Spiralfedern in die Öffnungsstellung nach oben ge­ drückt, so dass der untere Abschnitt 93 der Stange 34 ausser Kontakt von dem Ventilsitz 32 kommt und Fluid durch den Zuführkanal 12, einen durch einen nicht dargestellten Ausströmkanal und schließlich die Düsenanordnung 10 durchströmen und durch eine Austrittsöffnung 24 der Düsenanordnung 10 abgegeben werden kann. Ein unterer Gehäuseabschnitt 13 ist an dem Grundkörper 2 angeschraubt und nimmt die Düsenanordnung 10 auf. In nicht dargestellter Weise ist der Zuführ­ kanal 12 mit einer Fluidquelle verbunden.

Zwischen dem Zylinderraum 80 und 82 ist eine Zwischenplatte 88 angeordnet, die einerseits an dem Grundkörper 2 befestigt und mit Vorsprüngen für eine Einpres­ sung der Membranen 84, 86 sorgt und andererseits durch eine zentrale, zur Zen­ tralachse 18 konzentrische Bohrung für eine Gleitführung der Stange 34 sorgt. Gleichzeitig ist durch einen O-Ring 90 eine Abdichtung gegenüber der Stange 34 verwirklicht.

Eine weitere Membrane 69 dient zur Abdichtung des Zuführkanals 12, so dass kein Fluid aus dem Ringkanalabschnitt 20 des Zuführkanals 12 nach oben strömen kann. Die Membrane 69 ist mit ihren äußeren Randabschnitten an dem Grundkör­ per 2 fixiert und in ihrem mittleren Bereich fest mit der Stange 34 verbunden und gegenüber dieser abgedichtet.

Die Membranen 48, 84, 86 sowie 69 sind im Ausführungsbeispiel aus einer Nickel- Beryllium-Legierung ausgebildet. Alternativ könnten die Membranen aus Stahl, Beryllium, rostfreiem Stahl oder auch Kunststoffen wie Elastomeren ausgebildet sein. Insbesondere bei Verarbeitung von Heissschmelzklebstoffen ist darauf zu achten, dass die untere Membrane 69 aus hitzebeständigem Material besteht, da sie unmittelbar in Kontakt mit dem Fluid steht. Es ist ersichtlich, dass die Mem­ branen aus derartigen Materialien hergestellt und hinsichtlich ihrer Wandstärken derart gestaltet sind, dass sie bei Beaufschlagung mit Druckmedium auslenkbar sind, um die erforderliche Bewegung auf die Stange 34 bzw. den Ventilkörper 22 ausführen zu können.

In nicht dargestellter Weise könnte die Vorrichtung 1 alternativ so ausgestaltet sein, dass der Zuführkanal 12 in nicht dargestellter Weise mit einer Rücklaufleitung kommuniziert, durch die dann, wenn die Ventilanordnung in der Schließ-Stellung ist, Fluid ausströmen kann und zirkuliert, beispielsweise zurückgeführt wird in einen Eingang der Zuführleitung 12 oder in die Fluidquelle.

Bezugszeichenliste

1

Auftragskopf

2

Grundkörper

4

Magnetventil

8

Ventilanordnung

10

Düsenanordnung

13

Gehäuseabschnitt

12

Zuführkanal

13

Gehäuseabschnitt

14

Ausströmkanal

15

Gehäuseabschnitt

17

Gehäuseabschnitt

18

Zentralachse

19

Schraubverbindung

20

Ringkanalabschnitt

22

Ventilkörper

24

Austrittsöffnung

26

Schraubverbindung

30

Raum

32

Ventilsitz

34

Stange

35

unterer Abschnitt

36

Zylinderraum

38

oberer Abschnitt

40

O-Ring

42

Zwischenplatte

44

Gleitring

46

Sicherungsring

48

Membrane

50

unterer Zylinderraum

52

oberer Zylinderraum

54

Gehäuseabschnitt

56

Gehäuseabschnitt

58

Außengewinde

60

Mutter

62

Dichtungsring

64

Druckgaskanal

69

Membrane

72

Spiralfeder

80

Zylinderraum

82

Zylinderraum

83

unterer Abschnitt

84

Membrane

86

Membrane

90

O-Ring

93

unterer Abschnitt

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Heissschmelzklebstoff, auf ein relativ zu der Vorrichtung bewegbares Substrat, mit
einem mit einer Fluidquelle verbindbaren Zuführkanal (12) zum Zuführen von Fluid,
einer mittels des Zuführkanals (12) mit Fluid speisbaren Düsenanordnung (10) mit einer Austrittsöffnung (24) zum Abgeben des Fluids,
und mit einer Ventilanordnung (8) zum wahlweisen Unterbrechen des Fluidflusses, welche einen relativ zu einem Ventilsitz (32) bewegbaren Ventilkörper (22) auf­ weist, der zwischen einer den Fluidfluss unterbrechenden und einer dem Fluidfluss freigebenden Stellung hin- und herbewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (22) mittelbar oder unmittelbar mit einer Membrane (48) gekoppelt ist, welche mittels eines Druckmediums derart beaufschlagbar und auslenkbar ist, dass eine den Ventilkörper (22) bewegende Kraft auf den Ventilkörper (22) aufgebracht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (22) an einer Stange (34) befestigt ist und die Membrane (48) an der Stange (34) befestigt ist, so dass der Ventilkör­ per (22) bei Beaufschlagung und Auslenkung der Membrane (69) bewegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (48) innerhalb eines mit dem Druck­ medium beaufschlagbaren Zylinderraums (36) abgedichtet angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (48) mit ihrem Randbereich durch Einpressen an einem den Zylinderraum (36) begrenzenden Grundkörper (2) befe­ stigt und abgedichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Membranen (84, 86) innerhalb mehrerer mit Druckmedium beaufschlagbaren Zylinderräumen (80, 82) abgedichtet angeord­ net sind und die Membranen (84, 86) zur Aufbringung der den Ventilkörper (22) bewegenden Kraft mit der Stange (34) gekoppelt sind.

6. Vorrichtung nach einem Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane/Membranen (48, 84, 86) mittels Schraubverbindung (19), Nietverbindung, Schweiß- oder Lötverbindung, Pressver­ bindung und/oder Klebeverbindung an der Stange (34) befestigt ist/sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (34) mittels einer Gleitführung an einem Grundkörper (2) gleitend geführt ist und die Gleitführung benachbart zu dem Zylin­ derraum (36) oder den Zylinderräumen (80, 82) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vor­ stehenden Ansprüche, wobei der Ventilkörper (22) mit einer Stange (34) verbunden ist und die Stange (34) wenigstens teilweise innerhalb des Zuführkanals (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Zuführkanal (12) einseitig abdichtende Membrane (69) vorgesehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die abdichtende Membrane (69) einerseits an einem den Zuführkanal (12) begrenzenden Gehäuseabschnitt (15) und andererseits an der Stange (34) befestigt ist.

10. Ventilanordnung zum Unterbrechen des Flusses von Fluid in einem in einem Grundkörper ausgebildeten Zuführkanal (12), insbesondere für Vorrichtungen nach einem der vorstehenden Ansprüche,
mit einem bewegbaren Ventilkörper (22), der mit einem an den Grundkörper (2) ausgebildeten Ventilsitz (32) derart zusammenwirkt und relativ zu dem Ventilsitz (32) bewegbar ist, dass der Fluidfluss wahlweise freigegeben oder unterbrochen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (22) mittelbar oder unmittelbar mit einer Membrane (24) gekoppelt ist, welche mittels eines Druckmedium derart beaufschlagbar und auslenkbar ist, dass eine den Ventilkörper (22) bewegende Kraft auf den Ventilkörper (22) aufgebracht wird.

11. Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (8) nach einem der vorstehen­ den Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.