DE102004011628A1

DE102004011628A1 - Schmelzklebstoffgerät

Info

Publication number: DE102004011628A1
Application number: DE200410011628
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Hanf; Peter Scheinert
Original assignee: HS KLEBTEC KLEBETECHNIK und SO; HS KLEBTEC KLEBETECHNIK und SONDERMASCHINEN GmbH
Current assignee: HS KLEBTEC KLEBETECHNIK und SO; HS KLEBTEC KLEBETECHNIK und SONDERMASCHINEN GmbH
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: DE102004011628B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmelzklebstoffgerät, insbesondere zum Auftragen von Heißschmelzklebstoff, wobei der Heißschmelzklebstoff als Klebstoffgebinde in Form eines gefüllten Folienbeutels zum Einsatz kommt und das Entleeren des Folienbeutels unter Wirkung eines angetriebenen Stempels erfolgt. In einem rohrförmigen Klebstoffbehälter, der an seinem unteren Ende mit Heiz- und Pumpeinrichtungen zum Fördern des geschmolzenen Klebstoffs in Verbindung steht und in den von oben ein angetriebener Stempel einführbar ist, ist ein beheizter Auflagering zur Auflage eines unten zum Teil geöffneten Klebstoffgebindes angeordnet. Der Auflagering ist vom unteren Ende des Klebstoffbehälters beabstandet, wodurch ein Raum zum Aufnehmen von geschmolzenem Klebstoff gebildet wird. Der Klebstoff wird vorerst nur im Bereich seiner Auflage auf dem Auflagering angeschmolzen. Auf diese Weise erfolgt ein Abdichten des Gebindes und des Raumes im Klebstoffbehälter, in dem sich geschmolzener Klebstoff sammelt, gegenüber der Umgebungsluft, so dass keine technisch aufwändigen Dichtmaßnahmen oder der Einsatz von Schutzgas notwendig sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmelzklebstoffgerät, insbesondere zum Auftragen von Heißschmelzklebstoff. Derartige Klebstoffe befinden sich im Anlieferungszustand in einem festen Zustand. Zum Verarbeiten muss der Klebstoff in entsprechenden Vorrichtungen durch Erhitzen geschmolzen werden, bevor er mittels bekannter Förder- und Dosiereinrichtungen an die Auftragstelle gefördert werden kann. Dazu ist es bekannt, über einem kompakten Funktionsblock, welcher ein Heizsystem und ein zum Fördern des geschmolzenen Klebstoffs erforderliches pumpenbetriebenes Drucksystem aufweist, einen Behälter zum Aufnehmen und Verflüssigen des festen Klebstoffs anzuordnen. Eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung ist unter anderem aus der DE 202 19 072 U1 bekannt.

Sogenannte PU-Schmelzklebstoffe härten durch den Kontakt mit der Umgebungsluft dauerhaft aus. Daher ist es notwendig, diese Klebstoffe im Anlieferungszustand und während der Aufbereitung sicher vor Luftkontakt zu schützen. Um aufwendige Maßnahmen, wie das Evakuieren der Luft aus den Verpackungen und den Schmelztanks der Klebegeräte sowie den Einsatz von Schutzgasen zu vermeiden, ist es üblich, die Klebstoffmasse als festen Formkörper in einem luftdichten Gebinde bereitzustellen. Dazu wird die Klebstoffmasse geschmolzen und in ein luftdicht verschließbares Behältnis abgefüllt. Bei den jeweiligen Behältnissen kann es sich um dosenförmige Behältnisse, oder Beutel aus Aluminiumfolie handeln.

Speziell für die Verarbeitung von sehr großen Klebstoffmengen im Dauerbetrieb sind baulich entsprechend aufwendige Fassschmelzanlagen üblich. Der Klebstoff ist hier im Anlieferungszustand in ein oben zu öffnendes Fass abgefüllt. Nach dem Entfernen des Fassdeckels wird in die Fassöffnung eine diese abdichtende und absenkbare Schmelz- und Pumpeneinheit eingesetzt, welche den festen Klebstoff jeweils nur im oberen Bereich verflüssigt und zur Abgabeeinrichtung fördert.

Zur Verarbeitung von vorzugsweise mittelgroßen Klebstoffmengen in stationären Schmelzklebstoffgeräten ist unter anderem aus der EP 0 434 617 A1 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Schmelzklebstoff in einen komprimierbaren Beutel abgefüllt wurde. Dieser Beutel wird dann in ein röhrenförmiges Gehäuse der Vorrichtung eingesetzt. Auf einer Seite des röhrenförmigen Gehäuses befindet sich eine Abgabeeinrichtung. Auf der gegenüberliegenden Seite wird der komprimierbare Beutel durch einen angetriebenen Kolben druckbeaufschlagt. Im Bereich der Abgabeeinrichtung wird der Beutel geöffnet und der Klebstoff durch entsprechende Mittel beheizt und dadurch verflüssigt. Das Fördern des geschmolzenen Klebstoffs zur Auftragstelle erfolgt dabei durch die Druckbeaufschlagung des verflüssigten Klebstoffs über den angetriebenen Kolben. Die Außenseite des komprimierbaren Beutels und die Gehäuseinnenwandung müssen sehr glatte Oberflächen aufweisen, um möglichst geringe Reibungskräfte zu gewährleisten. Dies ist notwendig, da zum Fördern des geschmolzenen Klebstoffs ohnehin schon relativ große Kolbenantriebskräfte erforderlich sind. Ein gutes Gleitverhalten ist außerdem für eine genau dosierbare Abgabe des Schmelzklebstoffs wichtig. Unter anderem durch die zum Fördern des Klebstoffs notwendige Druckbeaufschlagung ist die Vorrichtung insgesamt konstruktiv entsprechend aufwendig.

Aus der EP 0 943 583 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Abgabe einer fließfähigen Masse bekannt, bei welcher sich die noch feste Masse in einem flexiblen, dichten Beutel befindet. Der Rand des oben geöffneten Beutels muss an der Außenfläche des Behälters über zusätzliche Mittel fixiert werden. In den so vorbereiteten Beutel taucht dann ein angetriebener und beheizter Kolben ein, wobei die feste Masse im Bereich des Kolbens verflüssigt wird. Durch eine Öffnung im Kolben kann die flüssige Masse dann infolge der Druckbeauf schlagung oder durch die Wirkung einer Pumpe aus dem Beutel abfließen. Damit die flüssige Masse nicht zwischen dem Kolben und der Beutelinnenwand austreten kann, muss dieser Bereich durch zusätzliche Maßnahmen abgedichtet werden. Dazu ist am umlaufenden Rand des Kolbens ein aufblasbares Dichtungselement erforderlich. Insbesondere durch diese notwendigen Dichtmaßnahmen sowie die technischen Mittel zum Fixieren des oberen Beutelrandes ist diese Lösung konstruktiv und technologisch sehr aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein konstruktiv einfaches und kompaktes Gerät zum Auftragen von vorzugsweise luftaushärtenden Schmelzklebstoff zu schaffen, welches sich insbesondere für die effektive Verarbeitung mittelgroßer Klebstoffmengen in Form von Gebinden eignet, und die sich durch eine äußerst einfache Handhabung insbesondere hinsichtlich der Vorbereitung und Handhabung der Klebstoffgebinde auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere im einfachen und kompakten Aufbau des Gerätes sowie der äußerst einfachen Handhabung und Wartung. Da der Schmelzkörper mit Auflagering einfach aus dem Klebstoffbehälter entnommen werden kann, ist ein problemloses Reinigen des Gerätes möglich. Ebenso können durch einfache Umrüstmaßnahmen, wie dem Einsetzen einer Reduzierhülse sowie dem Austausch von Schmelzkörper, Auflagering und Stempel auf unkomplizierte Weise unterschiedlich große Klebstoffgebinde verarbeitet werden. Da das eigentliche Fördern des flüssigen Klebstoffs aus dem Behälter und zur Auftragstelle durch ein Pumpensystem erfolgt, hat der Stempel nur die Aufgabe, die Klebstoffmasse immer bis an den Auflagering nachzuschieben, wodurch nur geringe Antriebskräfte not wendig sind und im Bereich des Behälters nur geringe Drücke beherrscht werden müssen. Durch das bedarfsweise und im Wesentlichen drucklose Abschmelzen des Klebstoffgebindes im unteren Bereich des Klebstoffgebindes ist ein sehr schonendes Aufheizen und Verflüssigen des Klebstoffes möglich. Das im unteren Teil des Klebstoffbehälters, im Bereich des Schmelzkörpers ausgebildete Reservoire für verflüssigten Klebstoff ermöglicht ein sehr kontinuierliches Arbeiten, da immer ausreichend geschmolzener Klebstoff zur Verfügung steht. So ist auch bei einem Beutelwechsel keinerlei Wartezeit notwendig. Da das Klebstoffgebinde unter ständigem Druck des Stempels an seinem unteren Rand mit einem kreisringförmigen Teil seines Beutelmaterials auf dem Auflagering aufliegt und vorerst nur in diesem Bereich angeschmolzen wird, erfolgt unterstützt durch die Dichtwulst auf einfache Weise ein Abdichten gegenüber dem übrigen Behälterraum und der Umgebungsluft, so dass keine weiteren Dichtmaßnahmen sowie der Einsatz von Schutzgas notwendig ist. Weil im Bereich des festen Klebstoffs keine reibtechnisch relevanten Relativbewegungen zwischen Stempel und Folienbeutel, zwischen festem Klebstoff und Folienbeutel sowie zwischen Folienbeutel und Behälterwand entstehen, müssen auch keine derartigen Reibverhältnisse bei der Dimensionierung der Antriebskräfte, der Gestaltung der entsprechenden Oberflächen oder der Materialauswahl besonders berücksichtigt werden. Der Aufbau der Vorrichtung kann unter Verwendung von Komponenten sowie von Wirk- und Konstruktionsprinzipien bekannter und bewährter Tankschmelzanlagen erfolgen, so dass trotz des Einsatzes von Klebstoffgebinden in Form von in Folienbeuteln abgefülltem Klebstoff die vorteilhafte Verwendung eines kompakten Funktionsblocks mit Heiz- und Pumpentechnik, wie aus der DE 202 19 072 U1 bekannt, möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung
2 den leeren Klebstoffbehälter im Schnitt
3 und 4 den Auflagering
5 den Schmelzkörper
6 den Klebstoffbehälter im Schnitt mit eingesetztem Klebstoffgebinde
7 den Klebstoffbehälter im Schnitt in Betrieb
In 1 ist der wesentliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In einem Gestell 1 ist ein von gattungsgemäßen Schmelzklebstoffgeräten bekannter Funktionsblock 2 angeordnet. In diesem befindet sich das nicht dargestellte Drucksystem zum Ansaugen und Fördern des geschmolzenen Klebstoffs sowie entsprechende Heizeinrichtungen. Links am Funktionsblock 2 ist eine über den Pumpenantrieb 11 antreibbare Pumpe 3 montiert. Dabei kann es sich um eine Zahnradpumpe oder eine Kolbenpumpe handeln. Rechts am Funktionsblock 2 ist der Schlauchanschluss 4 sichtbar, über welchen der geschmolzene Klebstoff zu einer nicht dargestellten Auftrageinrichtung gepumpt wird. Zum Transport der Vorrichtung sind am Gestell 1 Tragegriffe 5 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem Funktionsblock 2 der oben und unten offene Klebstoffbehälter 6 angeflanscht. Auf dem Deckel 7 ist eine Druckkolbeneinheit 8 angeordnet, deren Kolbenstange 9 mit dem Stempel 10 bei geschlossenem und über die Deckelverriegelung arretierten Deckel 7 in den Klebstoffbehälter 6 einführbar ist (1 und 2). Der Innenraum des Klebstoffbehälters 6 ist über eine in der Oberfläche des Funktionsblocks 2 befindliche Öffnung (nicht dargestellt) mit dem Drucksystem des Funktionsblocks 2 verbunden.
Im Inneren des Klebstoffbehälters 6 ist der in 2 geschnitten dargestellte und vorzugsweise aus Aluminium hergestellte und damit gut wärmeleitende Schmelzkörper 13 auf der beheizten Oberfläche des Funktionsblocks 2 angeordnet. Der Schmelzkörper 13 weist radial nach innen ragende Heizrippen 14 auf. Vom Funktionsblock 2 beabstandet ist an der Unterseite der Heizrippen 14 ein Siebblech 15 befestigt. Auf der Oberseite des Schmelzkörpers 13 ist der Auflagering 16 angeordnet. Dieser besitzt eine an seiner Ringöffnung umlaufende Dichtwulst 17. An der äußeren Mantelfläche des Auflagerings 16 ist ein umlaufender Dichtring 23 eingelassen. Außen am Klebstoffbehälter 6 sind im Bereich des Schmelzkörpers 13 elektrische Heizmittel in Form einer Heizmanschette 18 angeordnet.
In 6 ist dargestellt, wie ein volles Klebstoffgebinde 19, in Form eines in einem Folienbeutel 20 befindlichen festen Klebstoffkörpers eingesetzt ist und mit dem äußeren Bereich seiner Unterseite auf dem Auflagering 16 aufliegt. An der Unterseite des Klebstoffgebindes 19 wurde vor dem Einsetzen in den Klebstoffbehälters 6 eine runde Öffnung in den Folienbeutel 20 eingebracht, welche im Durchmesser etwas kleiner ist, als der Durchmesser der Öffnung im Auflagering 16. Durch die elektrischen Heizeinrichtungen des Funktionsblocks 2 und die Heizmanschette 18 wird der Schmelzkörper 13 erhitzt, wodurch es auch zu einem Erwärmen des Auflagerings 16 kommt. In dem Bereich, an dem das Klebstoffgebinde 19 mit dem verbliebenem Rand des Folienbeutels 20 auf dem erwärmten Auflagering 16 aufliegt, erfolgt ein erstes Anschmelzen bzw. Aufweichen des festen Klebstoffs 21. Durch den Druck des Stempels 10 wird die Dichtwulst 17 ständig in das Folienbeutelmaterial und in den noch dickflüssigen angeschmolzenen Klebstoff 22 gedrückt. Dadurch und durch das intensive und konturangepasste Aufliegen des Klebstoffgebindes 19 auf dem Auflagering 16 wird das druckbeaufschlagte Innere des Folienbeutels 20 gegenüber dem restlichen Teil des Klebstoffbehälters 6 und damit auch gegenüber der Umgebungsluft sicher und auf einfache Weise abgedichtet.
In Folge des stetigen langsamen Abschmelzens im Bereich des Auflagerings 16 sowie der Druckbeaufschlagung durch den Stempel 10 kommt es auch zu einem stetigen Einsinken des festen Klebstoffs 21 an der Unterseite des Klebstoffgebindes 19. Der aus noch festem Klebstoff 21 bestehende Kern taucht dabei in den vom Schmelzkörper 13 gebildeten und von diesem und dem Funktionsblock 2 beheizten Raum ein. Die Heizrippen 14 bewirken dann ein völliges Aufschmelzen des festen Klebstoffs 21 in diesem Bereich, so dass sich der Klebstoffbehälter 6 im Bereich des Schmelzkörpers 13 völlig mit geschmolzenem Klebstoff 22 füllt. Auf diese Weise entsteht hier ein ständig gefülltes Reservoir mit geschmolzenem Klebstoff 22, welcher durch die nicht dargestellte Öffnung in der Oberfläche des Funktionsblocks 2 abgepumpt und über den Schlauchanschluss 4 zur Auftragseinrichtung gefördert wird. Dieses Reservoir mit geschmolzenem Klebstoff 22 kann beim Entfernen des völlig entleerten Folienbeutels 20 und beim Einsetzen eines vollen Klebstoffgebindes 19 erhalten bleiben, wodurch ein sehr kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Beim Entleeren des Folienbeutels 20 wird dieser durch Wirkung des Stempels 10 über dem Auflagering 16, also in dem Bereich, in dem sich angeschmolzener Klebstoff 22 befindet, sanft geknautscht. Zu überwindende Gleitreibungen zwischen festem Klebstoff 21 und Folienbeutel 20 oder zwischen Folienbeutel 20 und Innenwand des Klebstoffbehälters 6 treten nicht auf. Das Siebblech 15 hält möglicherweise in der geschmolzenen Klebstoffmasse 22 noch enthaltene feste Klebstoffteile sowie Fremdkörper oder Verunreinigungen zurück. Die großflächig wirkenden Heizrippen 14 ermöglichen einen guten Wärmeeintrag und damit ein sehr schonendes Verarbeiten auch von Klebstoffgebinden mit größeren Durchmessern.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Schmelzklebstoffgerät zum Verarbeiten von Klebstoffgebinden mit einem kleineren Durchmesser einfach umgerüstet werden. Dazu ist es nur notwendig, in den Klebstoffbehälter eine Reduzierhülse einzusetzen und den Schmelzkörper mit Auflagering sowie den Stempel gegen entsprechend dimensionierte Bauteile auszutauschen.

1: Gestell
2: Funktionsblock
3: Pumpe
4: Schlauchanschluss
5: Tragegriffe
6: Klebstoffbehälter
7: Deckel
8: Druckkolbeneinheit
9: Kolbenstange
10: Stempel
11: Pumpenantrieb
12: Deckelverriegelung
13: Schmelzkörper
14: Heizrippen
15: Siebblech
16: Auflagering
17: Dichtwulst
18: Heizmanschette
19: Klebstoffgebinde
20: Folienbeutel
21: fester Klebstoff
22: geschmolzener Klebstoff
23: Dichtring

Claims

Schmelzklebstoffgerät, insbesondere zum Auftragen von Heißschmelzklebstoff, wobei der Heißschmelzklebstoff als Klebstoffgebinde in Form eines gefüllten Folienbeutels zum Einsatz kommt, und das Entleeren des Folienbeutels unter Wirkung eines angetriebenen Stempels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem rohrförmigen Klebstoffbehälter (6), der an seinem unteren Ende mit Heiz- und Pumpeinrichtungen zum Fördern des geschmolzenen Klebstoffs (22) in Verbindung steht, und in den von oben ein angetriebener Stempel (10) einführbar ist, ein beheizbarer Auflagering (16) zur Auflage eines unten zum Teil geöffneten Klebstoffgebindes (19) angeordnet ist, wobei der Auflagering (16) vom unteren Ende des Klebstoffbehälters (6) beabstandet ist, und dadurch ein Raum zum Aufnehmen von geschmolzenem Klebstoff (22) gebildet wird.
Schmelzklebstoffgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagering (16) an seiner Öffnung eine umlaufende Dichtwulst (17) aufweist.
Schmelzklebstoffgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagering (16) auf einem beheizbaren Schmelzkörper (13) angeordnet oder an diesem ausgebildet ist.
Schmelzklebstoffgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzkörper ringförmig ausgebildet ist und radial verlaufende Heizrippen (14) aufweist.
Schmelzklebstoffgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenwand des Klebstoffbehälters (6), im Bereich des Schmelzkörper (13), Heizelemente (18) angeordnet sind.