DE102006009113A1

DE102006009113A1 - Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen, insbesondere Klebstoff

Info

Publication number: DE102006009113A1
Application number: DE200610009113
Authority: DE
Inventors: Uwe Greidenweis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-30

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen (5), insbesondere Klebstoff, in einem Behälter (3), in dem zumindest ein Heizelement (17) und ein Auslass (18) für die Schmelze vorgesehen ist, soll das zumindest eine Heizelement (17) in einem Boden (16) des Behälters (3) nahe dem Auslass (18) vorgesehen sein und eine Druckplatte (7) das schmelzbare Element (5) gegen diesen Boden (16) drücken.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen, insbesondere Klebstoff, in einem Behälter, in dem zumindest ein Heizelement und ein Auslass für die Schmelze vorgesehen ist sowie ein Verfahren hierfür.

STAND DER TECHNIK

Derartige Vorrichtungen sind in vielfältiger Form uns Ausführung bereits bekannt und gebräuchlich. Üblicherweise werden bei solchen Vorrichtungen Zahnradpumpen eingesetzt, welche den Klebstoff fördern. Diese haben jedoch den Nachteil, dass der Klebstoff durch Scherkräfte stark beansprucht wird.

Eine Vorrichtung der o. g. Art zeigt die DE 20 2005 006 300 U1 . Hier wird ein Klebstoffschmelzer mit einem Schlitzdüsenauftragsaggregat zum Aufschmelzen von granuliertem oder blockförmigem Klebstoff und anschliessenden Auftragen beschrieben, wobei der Schmelzer aus einem Behälter mit einem dichtenden Deckel, einem elektrisch beheizten Heizrost und einer beweglichen Druckplatte sowie einer elektrisch temperaturgeregelten Bodenheizung besteht und dem Schmelzer eine Pumpe für geschmolzenen Kleber, ein Filter und eine Breitschlitzdüse nachgeordnet sind.

Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Klebstoffschmelzer einen komplizierten Aufbau sowie eine umständliche Handhabung aufweist. So muss der Klebstoffblock zum einen den elektrisch beheizten Heizrost passieren, welcher den Block vollständig aufschmilzt. Die Schmelze muss dann durch eine weitere Bodenheizung flüssig gehalten werden. Ferner wird durch die Anordnung der Druckplatte nicht gewährleistet, dass der Klebstoffblock vollständig aufgeschmolzen wird. Weiterhin besteht während des Schmelzvorganges ein konstanter Kontakt mit Luft, was für den Zustand des Klebstoffes von Nachteil ist. Zudem wird der Klebstoff durch die Pumpe gestresst.

AUFGABE

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die o.g. Nachteile beseitigt und auf einfache Art und Weise das Aufschmelzen eines Blockes von Klebstoff od. dgl. schmelzbaren Elementen gewährleistet, ohne dabei einen komplizierten Aufbau aufzuweisen. Der Klebstoff soll dabei schonend behandelt werden. Ferner soll verhindert werden, dass sich Luft mit dem bereits aufgeschmolzenen Klebstoff mischen kann.

LÖSUNG DER AUFGABE

Zur Lösung der Aufgabe führt, dass das zumindest eine Heizelement in einem Boden des Behälters nahe dem Auslass vorgesehen ist und eine Druckplatte das schmelzbare Element gegen diesen Boden drückt.

Das Heizelement ist im Boden des als Metallzylinder ausgebildeten Behälters vorgesehen und schmilzt lediglich den unteren Bereich des auf ihm befindlichen Klebstoffblockes auf, wohingegen ein oberer Bereich des Klebstoffblockes fest bleibt. Ein Dichtring trennt die Schmelze vom festen Kleber. Dabei muss der Dichtring Temperaturen von bis zu 200°C standhalten.

Damit der Klebstoffblock konstant aufgeschmolzen werden kann, drückt von oben die Druckplatte auf den Klebstoffblock. Sie ist über eine Spindel mit einem Elektromotor verbunden, der bevorzugt ein Servomotor ist. Dies hat den Vorteil, dass die Druckplatte exakt verfahren, leicht rückwärts bewegt und genau eingestellt werden kann. Somit kann eine genaue Druckregelung und damit ein genaues Dosieren des aufgeschmolzenen Klebstoffes stattfinden. Des weiteren wird zum einen ein Wiederbefüllen des Metallzylinders mit einem neuen Klebstoffblock erleichtert. Zum anderen wird eine gleichmässiges Aufschmelzen des Klebstoffblockes gewährleistet.

Auf dem Umfang der Druckplatte befindet sich ein weiterer Dichtring, welcher verhindert, dass Luft aus dem Inneren oberhalb der Druckplatte zu dem Klebstoffblock unterhalb der Druckplatte gelangen kann.

Die Spindel ist von einer Kugel-Rollen-Lagerung geführt. Selbstverständlich ist auch denkbar, ein Trapezgewinde od. dgl. Vorrichtungen zum Verfahren der Druckplatte zu verwenden. Ebenfalls kann dem Elektromotor ein Inkrementalgeber zugeordnet sein. Viele Möglichkeiten der Ausgestaltung des Antriebes der Druckplatte und deren Verfahrbarkeit sind denkbar und sollen von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

Weiterhin ragen die Druckplatte bevorzugt vier Führungsstangen auf, die durch eine Decke eines Rahmengehäuses hindurch geführt sind, in welchem der Metallzylinder angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Stabilität der Druckplatte beim Verfahren entlang der Spindel gewährleistet.

Der Metallzylinder selbst ist in einer Lagereinrichtung in einem Rahmengehäuse befestigt. Die Lagereinrichtung ist dabei so ausgestaltet, dass sie ein Schwenken des Metallzylinders um eine Schwenkachse ermöglicht. Dies wiederum ermöglicht ein einfaches Einführen eines neuen Klebstoffblockes, wenn der vorherige Klebstoffblock aufgeschmolzen und aus der Vorrichtung ausgebracht ist.

Anstelle des Metallzylinders ist jedweder andere Behälter, wie beispielsweise ein Keramikbehälter od. dgl. denkbar, welcher zum einen hitzebeständig ist und zum anderen für die Aufnahme eines Klebstoffblockes geeignet ist. Gegebenenfalls kann der Boden mit einer Metallplatte od. dgl. versehen werden. Die unterschiedlichen Möglichkeiten der Ausgestaltung und Ausführung eines solchen Behälters sollen von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

In dem Boden des Metallzylinders ist der Auslass vorgesehen, an den eine Ventileinrichtung und ein Auslassschlauch anschliesst. Die Ventileinrichtung ist dabei mit mehreren Durchlassöffnungen und einer Querbohrung versehen, welche über einen Ventilstössel mit weiteren Durchlässen verbindbar sind. Auf diese Weise sind unterschiedliche Funktionen, wie die des Reinigens, Belüftens und Auslassens des Klebers durchführbar. Hinsichtlich der einzelnen Verbindungen sei auf die Figurenbeschreibung verwiesen.

Über die Querbohrung, durch welche eine Reinigung des Systems mittels einer Reinigungsflüssigkeit ermöglicht wird, kann auch ein Katalysator od. dgl. eingeführt und der Schmelze beigemischt werden. Diese Möglichkeit soll von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst sein. Auf diese Weise können auch neue Klebstoff-Technologien entwickelt werden und der Klebstoff kann beispielsweise je nach Klimabedingungen angepasst werden.

Hinsichtlich der Auslassschlauchlänge sei gesagt, dass diese bevorzugt relativ kurz gehalten wird, insbesondere dann, wenn sich in der Nähe des Systems ein Roboter befindet, durch welchen das Überwachen des Aufschmelzen des Klebstoffes bzw. dessen Austrag aus der Vorrichtung automatisiert erfolgt.

In der Vorrichtung können bevorzugt eine Vielzahl von Klebstoffen verarbeitet werden, wie beispielsweise Amorphe Polyalphaolefine (APAOR), gekapselte Isocyanate der Firma HCM, 1-Komponenten-Polyurethan (1K PU), Polyurethan (PU, PUR), Makroplast, Granulate, Modifizierte Silane (MS), Polymere, Dichtstoffe, Silikone, Polyamide u. dgl.. Es ist jedoch auch denkbar, beispielsweise Fette, wie Graphitfett für die Drahtseilherstellung, od. dgl. in der Vorrichtung zu verarbeiten. Auch diese werden als Feststoff, d.h. als Granulat oder als Block in den Metallzylinder eingeführt und dort weiter verarbeitet. Damit umfasst die Vorrichtung einen weiten Anwendungsbereich, welcher von der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll.

Ebenfalls von der Erfindung umfasst sein soll die Möglichkeit des Aufschmelzens von beispielsweise Lebensmitteln od. dgl.. Die Vorgehensweise bleibt dabei dieselbe, wie bei Klebstoffen, Fetten u. dgl..

Die vorliegende Erfindungsgedanke bezieht sich auch auf eine Verfahren zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen, insbesondere von Klebstoff.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind vielfältig und umfassen u.a. geringe Verarbeitungstemperaturen, eine sehr schonende Klebstoffverarbeitung, da keine Zahnradpumpen eingesetzt werden, eine 100%ige Klebstoffnutzung, da die Anlage ohne Stahlfass als Zwischenlager arbeitet und somit die Kosten für die Stahlfässer ebenfalls entfallen. Weiterhin ist ein sehr schneller Klebstoffwechsel und somit geringe Stillstandzeiten möglich. Bei Reinigungsarbeiten kann das System durch das integrierte Reinigungssystem innerhalb weniger Minuten gereinigt werden.

Ferner weist die Vorrichtung einen Arbeitsbereich von 0 bar bis 100 bar auf, es bestehen keine Scherkräfte, wie bei Zahnradpumpenförderungen, es findet keine chemische Veränderung des Klebstoffes statt, es besteht kein Anstieg der Viskosität, eine einfache Handhabung ist gegeben und eine exakte Volumeneinstellung wird durch Drucküberwachung und Servoantriebe gewährleistet. Durch all diese Eigenschaften ist es möglich, die benötigte Klebermenge zu reduzieren und dadurch eine Kostenersparnis zu erreichen.

FIGURENBESCHREIBUNG
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine teilweise geöffnete, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen gemäss der vorliegenden Erfindung;
2 einen teilweisen Längsschnitt der Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen nach 1;
3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen entlang der Linie III-III in 2; und
4a bis 4c Längsschnitte durch ein Anschlussventil der Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen in 2.
Gemäss den 1 und 2 weist eine Vorrichtung 1 zum Aufschmelzen eines schmelzbaren Elementes 5 ein Rahmengehäuse 2 auf, in welchem ein Metallzylinder 3 angeordnet ist. Die Anordnung des Metallzylinders 3 in dem Rahmengehäuse 2 erfolgt bevorzugt über Lagereinrichtungen 4.1 und 4.2, welche so aufgebaut sind, dass sie ein Schwenken des Metallzylinders 3 um eine Achse A (siehe 2) zulassen. Der Metallzylinder 3 dient der Aufnahme eines schmelzbaren Elementes, wie beispielsweise eines Blockes 5 von festem Kleberstoff.
In dem Metallzylinder 3 ist an einer Spindel 6 eine Druckplatte 7 gelagert, von der bevorzugt vier Führungsstangen 8 aufragen, die durch eine Decke 9 des Rahmengehäuses 2 hindurch geführt sind. Auf diese Weise wird ein gleichmässiges Absenken der Druckplatte 7 bzw. ein gleichmässiges Anheben der Druckplatte 7 gewährleistet.
Ein Dichtring 10 auf einem äusseren Umfang 11 der Druckplatte 7 gewährleistet eine Abdichtung zwischen dem sich unterhalb der Druckplatte 7 befindlichen Klebstoffblock 5 und einem Inneren 12 des Metallzylinders 3 oberhalb der Druckplatte 7. So wird verhindert, dass Luft den Klebstoffblock 5 erreicht und ihn partiell erhärten lässt.
Ein weiterer Dichtring 13 im unteren Bereich des Metallzylinders 3 trennt einen bereits aufgeschmolzenen Bereich 14 des Klebstoffblockes 5 von einem sich noch in festem Zustand befindlichen Bereich 15. Ein derartiger Dichtring hält Temperaturen von bis zu 200° C stand.
In einem Boden 16 des Metallzylinders 3 sind ferner Heizelemente 17 angeordnet, welche dem gleichmässigen Aufschmelzen des unteren Bereiches des Klebstoffblockes 5 dienen.
Des weiteren ist im Boden 16 des Metallzylinders 3 ein Auslass 18 vorgesehen, an welchen sich eine Ventileinrichtung 19 und ein Auslassschlauch 20 anschliessen.
Die Ventileinrichtung 19 ist in den 4a bis 4c näher gezeigt, Sie ermöglicht drei Ventilstellungen. Hierzu ist ein Ventilstössel 24 vorgesehen, welcher in einer Querbohrung 21 verschiebbar angeordnet ist und Durchlässe 25 und 26 aufweist. In die Querbohrung 21 mündet der Auslass 18 mit einer Auslassöffnung 27. Dieser gegenüber liegt in einem Anschlussnippel 29 für den Auslassschlauch 20 eine Durchlassöffnung 23. Neben der Durchlassöffnung 23 führt eine Durchlassöffnung 22 nach draussen.
4a zeigt die Ventilstellung, bei der durch die Querbohrung 21 dem Klebstoff beispielsweise ein Katalysator beigemischt werden soll oder in der die Ventileinrichtung 19 und insbesondere die Durchlassöffnung 23 von Klebstoffresten gereinigt werden soll. In dieser Stellung ist der Ventilstössel 24 soweit in der Querbohrung 21 nach rechts verfahren, dass nur die Durchlassöffnung 23 geöffnet ist, so dass eine eingeführte Reinigungsflüssigkeit durch die Querbohrung 21 einfliessen und durch die Durchlassöffnung 23 ausfliessen kann.
4b zeigt die Ventilstellung, bei der eine Belüftung des Inneren des Metallzylinders 3 stattfinden soll. In diesem Fall ist der Ventilstössel 24 so weit in der Querbohrung 21 nach links verschoben, dass die Auslassöffnung 27 der Ventileinrichtung 19 über den Durchlass 25 des Ventilstössels 24 mit der Durchlassöffnung 22 verbunden wird. Auf diese Weise kann Luft beim Anheben der Druckplatte 7 in den Metallzylinder 3 eingesaugt, aber auch, falls notwendig, Luft oder restlicher Klebstoff, der nicht mehr gebraucht wird, aus dem Inneren des Metallzylinders 3 nach aussen gedrückt werden.
In 4c ist die Stellung des Ventilstössels 24 gezeigt, wenn der aufgeschmolzene Klebstoff aus dem Inneren des Metallzylinders 3 durch den Auslass 18, die Auslassöffnung 27 der Ventileinrichtung 19 und die Durchlassöffnung 23 fliessen soll. Dabei ist der Ventilstössel 24 in der Querbohrung 21 so weit nach links verschoben, dass über den Durchlass 26 eine Verbindung zwischen der Auslassöffnung 27 und der Durchlassöffnung 23 der Ventileinrichtung 19 hergestellt wird. Auf diese Weise kann der aufgeschmolzene Kleber in den Auslassschlauch 20 und von da aus zu einer nicht näher gezeigten Austragseinrichtung gelangen.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Der Metallzylinder 3, welcher zunächst leer ist, wird in den Lagereinrichtungen 4.1 und 4.2 um bevorzugt bis zu 90° geschwenkt, so dass ein Klebstoffblock 5 in den Metallzylinder 3 eingeführt werden kann. Anschliessend wird der Metallzylinder 3 in seine Ausgangsstellung zurückgeschwenkt. Der Klebstoffblock 5 liegt auf dem Boden 16 des Metallzylinders 3 auf.
Die sich in dem Boden 16 des Metallzylinders 3 befindlichen Heizelemente 17 werden aktiviert, so dass der untere Bereich 14 des Klebstoffblockes 5 aufgeschmolzen wird, wohingegen ein oberer Bereich 15 des Klebstoffblockes 5 zunächst fest bleibt. Der aufgeschmolzene Anteil des Klebstoffblockes 5 kann bereits durch den Auslass 18 in die Auslassöffnung 27 der Ventileinrichtung 19 gelangen. Befindet sich der Ventilstössel 24 in seiner in 4c gezeigten Stellung, kann der aufgeschmolzene Klebstoff weiter durch die Durchlassöffnung 23 in den Auslassschlauch 20 und zu einer nicht näher gezeigten Auftragseinrichtung gelangen.
Um ein weiteres Aufschmelzen des Klebstoffblockes 5 zu gewährleisten bzw. zu beschleunigen, wird die Druckplatte 7 über die Spindel 6 nach unten verfahren, so dass der Klebstoffblock 5 auf den Boden 16 mit den Heizelemente 17 aufgedrückt und aufgeschmolzen wird. Für ein gleichmässiges Verfahren der Druckplatte 7 bzw. der Spindel 6 sorgt ein auf einer Platte 30 des Rahmengehäuses 2 angeordneter Elektromotor 28, wobei die Platte 30 auch die Führungsstangen 8 miteinander verbindet. Die Spindel 6 selbst durchsetzt eine geeignete Spindellagerung 31, bspw. ein Kugel-Rollen-Lager.
Ist der Klebstoffblock 5 vollständig aufgeschmolzen, wird der Ventilstössel 24 in der Querbohrung 21 nach rechts verschoben, so dass die Durchlassöffnung 23 über die Querbohrung 21 mit einer entsprechenden Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden kann.
Anschliessend wird durch die Ventilstellung gemäss 4b ermöglicht, dass die Druckplatte 7 mittels der Spindel 6 wieder angehoben und aus dem Metallzylinder 3 herausgefahren wird. Nun kann der Metallzylinder 3 erneut mit einem Klebstoffblock gefüllt werden.
Bezugszeichenliste

Claims

Vorrichtung zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen (5), insbesondere Klebstoff, in einem Behälter (3), in dem zumindest ein Heizelement (17) und ein Auslass (18) für die Schmelze vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Heizelement (17) in einem Boden (16) des Behälters (3) nahe dem Auslass (18) vorgesehen ist und eine Druckplatte (7) das schmelzbare Element (5) gegen diesen Boden (16) drückt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) ein Metallzylinder ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (7) mit einem Dichtring (13) in einem unteren Bereich (14) des Behälters (3) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Bereiche (14) über den Dichtring (13) von einem festen Bereich (15) der schmelzbaren Elemente (5) getrennt ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (7) auf ihrem Umfang (11) einen Dichtring (10) gegen den Behälter (3) aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (7) an einer Spindel (6) bewegbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) über einen Elektromotor (28) antreibbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (7) an Führungsstangen (8) hängt, die durch eine Decke (9) eines Rahmengehäuses (2) führen und dort zusammen mit der Spindel (6) an einer Platte (30) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) in dem Rahmengehäuse (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) von zumindest einer Lagereinrichtung (4.1, 4.2) in dem Rahmengehäuse (2) gehalten ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) um eine Schwenkachse (A) schwenkbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den Auslass (18) zumindest eine Ventileinrichtung (19) anschliesst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (19) mit einer Auslassöffnung (27) an den Auslass (18) anschliessbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (27) in eine Querbohrung (21) einmündet, in der ein Ventilstössel (24) axial verschiebbar sitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (27) und eine Durchlassöffnung (22, 23) über den Ventilstössel (24) mit zumindest einem Durchlass (25, 26) in Verbindung bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (27) über den Durchlass (26) mit der Durchlassöffnung (23) zum Austragen der Schmelze verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (21) direkt mit der Durchlassöffnung (23) zum Reinigen der Ventileinrichtung (19) verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (27) über den Durchlass (25) mit der Durchlassöffnung (22) zum Belüften des Behälters (3) verbindbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an die Ventileinrichtung (19) ein Auslassschlauch (20) anschliesst.
Verfahren zum Aufschmelzen von schmelzbaren Elementen (5), insbesondere von Klebstoff, in einem Behälter, in dem die schmelzbaren Elemente (5) aufgeschmolzen und die Schmelze durch einen Auslass (18) einer weiteren Verarbeitung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzbaren Elemente (5) unter Druck gesetzt und die Schmelze durch den Auslass (18) zu der weiteren Verarbeitung gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drucküberwachung eine exakte Volumeneinstellung der ausgedrückten Schmelze erfolgt.