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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren
zum Aufbringen von Klebmittel auf Polsterkörper. Bei der Herstellung von
Matratzen, beispielsweise Federkernmatratzen, wird eine Umhüllung des
Federkernbereichs aus Polsterkörpern
erstellt. Hierzu wird zunächst
eine Platte aus Schaumstoffmaterial zugeschnitten, auf diese wird ein
Klebemittel randseitig, also in Form eines Rahmens, aufgetragen.
Es wird nun ein Rahmen aus Schaumstoffmaterial aufgesetzt und verklebt.
In den entstandenen Innenraum wird der Federkernteil eingelegt.
Schließlich
wird eine zweite Platte aus Schaumstoffmaterial zugeschnitten und
oben auf den Rahmen geklebt. Ist dies erfolgt, ist der Federkern
umschlossen von Polstermaterial. Andere Arbeitsweisen und andere
Materialien sind möglich.
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Als
Klebmittel wird typischerweise ein Heißkleber (hotmelt) eingesetzt,
er wird typischerweise über
Düsen im
erwärmten
Zustand aufgetragen.
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Ein
manueller Auftrag des Klebemittels ist mühsam und führt nicht immer zu zufrieden
stellenden Ergebnissen. Ein mechanischer Auftrag des Klebmittels
hat Vorteile.
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Hier
setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen von Klebmittel
auf Polsterkörper
anzugeben, bei dem der Klebstoffauftrag in zwei unterschiedlichen
Richtungen erfolgt und in beiden Richtungen, die quer zueinander
laufen, ein ausreichend breiter und eine gute Verklebung aufweisender
Auftrag von Klebmitteln erfolgt.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Vorrichtung mit dem Merkmal des Anspruchs 1 und das Verfahren
mit dem Merkmal des Anspruchs 14. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Düsenkopf
eingesetzt, vorzugsweise werden zwei Düsenköpfe verwendet. Eine höhere Anzahl
von Düsenköpfen ist nicht
notwendig, aber nicht ausgeschlossen, zwei Düsenköpfe werden bevorzugt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglichen
es, mit einem Düsenkopf,
vorzugsweise mit zwei Düsenköpfen, mechanisch
und mit einfacher Steuerung einen Rahmen aus Klebmittel auf einen
Polsterkörper
aufzutragen, wobei der Rahmen eine definierte Rahmenbreite hat.
Zumindest bei der Bewegung in die zweite Richtung, bei der die Wechselbewegung überlagert
ist, kreuzen sich die von den mindestens zwei Düsen aufgebrachten Spuren an
Klebmittel. In den Kreuzungspunkt wird eine besonders gute Haftung erzielt,
wie Versuche belegen. Dabei wird typischerweise in beiden Richtungen
pro Fläche
genauso viel Menge an Klebstoff aufgetragen, allerdings ist auch ein
flächenmäßig unterschiedlicher
Auftrag an Klebmittel mit der gleichen Vorrichtung und dem gleichen Verfahren
erreichbar und einfach einstellbar, beispielsweise über die
Regelung der Geschwindigkeiten, mit denen die Düsenköpfe und/oder der Polsterkörper bewegt
werden.
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Ein
Vorzug der Erfindung liegt darin, dass der Düsenkopf nicht rotiert werden
muss, er kann vielmehr seine Ausrichtung beibehalten, unabhängig davon,
in welcher Richtung er bewegt wird. Es ist allerdings auch möglich, den
Düsenkopf
zu drehen bzw. zu schwenken.
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Vorteilhafterweise
liegen die erste und die zweite Richtung in einem rechten Winkel
zueinander. Andere Winkel sind jedoch auch möglich.
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Vorteilhafterweise
wird das Klebmittel in Form einer kontinuierlichen Raupe bzw. eines
kontinuierlichen Strangs ausgegeben, es ist allerdings auch möglich, dass
die Düsen
intermittierend arbeiten. Der Düsenkopf
hat vorzugsweise Schließmittel oder
andere Vorrichtungen, damit dann, wenn er nicht bewegt ist, kein
Klebmittel austritt. Lediglich dann, wenn der Düsenkopf bewegt wird, tritt
aus seinen mindestens zwei Düsen
vorzugsweise kontinuierlich Klebmittel aus.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine einfach ausgebildete Antriebs- bzw. Bewegungsvorrichtung für die Vorrichtung.
In der Vorrichtung wird der Polsterkörper in einer Richtung gefördert, dies
erfolgt vorzugsweise in der x-Richtung, also in der zweiten Richtung.
Ein entsprechender Antrieb ist vorhanden. Der Düsenkopf muss nun nur noch eine
Bewegungsvorrichtung in der ersten Richtung, also in y-Richtung aufweisen. Durch
Kombinieren beider Antriebsvorrichtungen können beliebige Verläufe realisiert
werden, es ist beispielsweise auch möglich, innerhalb des Rahmens
eine Diagonale mit Klebmittel herzustellen usw.. Jeder beliebige
Punkt auf der Oberfläche
des Polsterkörpers
kann erreicht werden.
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Vorzugsweise
werden zunächst
die Abmessungen des Polsterkörpers
erfasst, bevor der Auftrag des Klebmittels erfolgt. Dadurch kann
der Auftrag an Klebmitteln gesteuert auf die jeweiligen Abmessungen
erfolgen. Dadurch ist sichergestellt, dass der Auftrag an Klebmittel
dort erfolgt, wo er gewollt und gewünscht ist.
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Vorteilhafterweise
verlaufen die beiden Richtungen jeweils auf einer Geraden. Es ist
aber auch möglich,
dass die eine und/oder andere Richtung nicht auf einer Geraden verläuft, beispielsweise
gekrümmt
verläuft.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie
der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert werden:
In dieser Zeichnung zeigen:
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1:
eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Matratzen;
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2:
ein Detail II aus 1;
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3:
eine Draufsicht auf einen Polsterkörper, der rahmenförmig mit
Klebmittel belegt ist, entsprechend dem rechten Polsterkörper in 1;
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4:
eine Darstellung der Düsenspuren
eines Düsenkopfes
mit fünf
Düsen in
einem Eckbereich eines Polsterkörpers,
wobei die Bewegung in x- Richtung
in der Ecke langsam beginnt und erst danach eine konstante Geschwindigkeit
annimmt und
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5:
eine Untersicht auf einen Düsenkopf mit
fünf Düsen.
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1 zeigt
eine Vorrichtung nach der Erfindung, sie hat einen Tisch 20 mit
horizontaler Oberfläche,
vorzugsweise ist die Oberfläche
durch Transportrollen gebildet, die parallel zueinander mit ihren
in y-Richtung verlaufenden Achsen angeordnet sind. Vorzugsweise
sind diese Rollen antreibbar (alles nicht dargestellt).
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In
Figur besteht der Tisch 20 aus dem linken Teil 21 und
dem rechten Teil 23, die auf gleichem Niveau sind und in
geringem Abstand voneinander angeordnet sind, wie 1 zeigt.
Vorzugsweise besteht der Tisch auch nur aus einem, durchgehenden Teil.
Beide Teile 21, 23 haben im Wesentlichen gleiche
Abmessungen.
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Auf
dem linken Teil 21 befindet sich ein noch unbehandelter
Polsterkörper 24.
Er ist rechteckig, er hat in x-Richtung eine Länge, die im Wesentlichen der
Länge der
fertigen Matratze entspricht, beispielsweise zwei Meter, er hat
in y-Richtung eine Breite, die ebenfalls im Wesentlichen der Breite
einer fertigen Matratze entspricht, beispielsweise von einem Meter. In
y-Richtung bewegbar sind zwei zueinander parallele, ausrichtende
Schieber bzw. Leisten 26 vorgesehen. Vorzugsweise sind
ihre Bewegungen in y-Richtung so miteinander gekoppelt, dass sie
immer den gleichen Abstand von einer in x-Richtung verlaufenden
Mittellinie des linken Teils 21 und damit auch des entsprechend
ausgerichteten rechten Teils 23 haben. Im Zustand, wie
in 1 gezeigt, sind diese Schieber 26 nicht
in Kontakt mit dem Polsterkörper 24.
Sie werden durch Bewegung entlang der Pfeile 28 mit sehr
gelindem Druck gegen den Polsterkörper 24 bewegt, wodurch
dieser einerseits in x-Richtung und y-Richtung ausgerichtet ist
und andererseits seine Längsmitte
mit der angegebenen Längsmitte
des Teils 21 übereinstimmt,
der Polsterkörper 24 also
mittig ausgerichtet ist. Über
eine Messvorrichtung 30 wird nun die Breite des Polsterkörpers 24 bestimmt. Anschließend wird
der Polsterkörper 24 entlang
des Pfeils 32, also in x-Richtung, transportiert, er wird
dabei vom linken Teil 21 auf den rechten Teil 23 befördert. Dabei
durchläuft
er eine Lichtschranke, die ebenfalls von der Messvorrichtung 30 gebildet
wird. Auf diese Weise kann die Länge
des Polsterkörpers 24 bestimmt
werden.
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Es
ist günstig,
auch die Dicke des Polsterkörpers 24 zu
kennen. Hierfür
kann eine weitere Messvorrichtung vorgesehen sein. Üblicherweise
ist die Dicke aber bekannt bzw. konstant von Polsterkörper zu
Polsterkörper.
Damit sind die Abmessungen des Polsterkörpers bekannt.
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Der
rechte Teil 23 wird von einer Traverse 34 übergriffen,
unter der gerade genügend
Freiraum für den
Durchlauf des Polsterkörpers 24 verbleibt.
Die Traverse 34 befindet sich unmittelbar am linken Endbereich
des rechten Teils 23. An ihr sind in y-Richtung bewegbar
zwei Schlitten 36 verschiebbar geführt, die jeweils einen Düsenkopf 38 tragen.
Jeder Düsenkopf 38 hat
nach unten gerichtete Düsen 40.
Die beiden Düsenköpfe 38 sind
in y-Richtung synchron antreibbar, haben also immer den gleichen
Abstand von einer Längsmitte, ähnlich wie
die Schieber 26.
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5 zeigt
einen Düsenkopf 38 von
unten, zu erkennen sind fünf
einzelne, baugleiche Düsen 40,
die gleichabständig
angeordnet sind, sie sind entlang einer Düsenlinie 42 angeordnet,
die eine Gerade ist. Andere Ausbildungen sind möglich. Dem Düsenkopf 38 wird
Klebmittel über
einen Eingang 43 zugeleitet.
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Der
rechte Polsterkörper 24 in 1 ist
bereits vollständig
mit einem Rahmen aus Klebmittel 24 versehen, er ist also
fertig. Die einzelnen Schritte, wie dieser Rahmen an Klebmittel 44 aufgebracht
wird, werden nun erläutert:
Wenn der linke Polsterkörper 24 ausgehend
von der gezeigte Position entlang des Pfeils 32 nach rechts
gefördert
wird, wird er nur soweit gefördert,
bis sich sein rechter Rand unterhalb der Traverse 34 befindet.
Noch präziser
ausgedrückt wird
er soweit gefördert,
dass sich die Düsen 40 in unmittelbarer
Nähe seines
rechten Randes finden, wobei keine Düse 40 außerhalb
des Randes sein darf. Eine der Düsen 40 ist,
wie insbesondere aus 3 zu ersehen ist, in unmittelbarer
Nähe des
Randes, also ca. 3 bis 50 mm entfernt.
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In
der Ausgangsposition sind die beiden Düsenköpfe 38 im Bereich
der Tischmitte in unmittelbarer Nähe zueinander, diese Position
ist auch in 1 gezeigt. Der obere Düsenkopf 38 wird
nun positiver y-Richtung, der untere Düsenkopf 38 in negativer y-Richtung
bewegt. Bei diesen Bewegungen findet kein Transport in x-Richtung
statt, der Polsterkörper 24 bewegt
sich also nicht, es bewegen sich lediglich die Düsenköpfe 38 voneinander
weg.
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Wenn
nun die Düsenköpfe 38 soweit
nach außen
gefahren sind, dass sie in Nähe
des Längsrandes
des Polsterkörpers 24 angelangt
sind, wird der Transport des Polsterkörpers 24 in positiver
x-Richtung gestartet. Dadurch bewegt sich der Polsterkörper 24 unter
der Traverse 34 hindurch. Gleichzeitig und mit dieser Bewegung
gekoppelt werden die beiden Düsenköpfe 38 zu
einer hin- und hergehenden Wechselbewegung in y-Richtung angetrieben.
Diese ist periodisch, im gezeichneten Fall sinusförmig. Sie hat
eine Amplitude, die in etwa dem größten Abstand der Düsen 40 entspricht.
Beispielsweise beträgt
sie 30 bis 150%, vorzugsweise 50 bis 100% des Abstandes der beiden
voneinander am weitesten entfernten Düsen 40. In Darstellung
nach den 1 bis 3 beträgt die Amplitude
etwa 2/3 des Abstandes der voneinander entferntesten Düsen 40.
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Durch
die überlagerte
Bewegung in x-Richtung aufgrund des Transportes des Polsterkörpers 24 in
dieser Richtung und in y-Richtung, aufgrund der hin- und hergehenden
Wechselbewegung der beiden Düsenköpfen 38,
angetrieben durch den antrieb der Schlitten, beschreiben die Düsenspuren 41 der
einzelnen Düsen 40 überlagerte
Wellenbewegungen, genauer gesagt sinusförmige Kurven, die gegeneinander
phasenversetzt sind und sich schneiden. Im konkreten Ausführungsbeispiel
ist der Phasenversatz durch den Abstand der einzelnen Düsen 40 voneinander,
also den Abstand zweier benachbarter Düsen, bestimmt.
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Die
Förderung
des Polsterkörpers 24 und
die Wechselbewegung werden solange durchgeführt, bis die hintere Kante
des Polsterkörpers 24 sich
unter der Traverse 34 befindet. Der Düsenkopf 38 hat dann einen
Abstand von der kurzen Rechteckseite, wie er auch bei Beginn, an
der vorderen Rechteckkante, eingehalten wurde. Nun erfolgt kein
Transport des Polsterkörpers 24 in
x-Richtung mehr, vielmehr bleibt er stationär. Es werden nun die beiden
Düsenköpfe 38 wieder
in ihrer Ausgangsstellung zurückbewegt. Es
wird also der in 1 obere Düsenkopf 38 in negativer
y-Richtung und der in 1 untere Düsenkopf 38 in positiver
y-Richtung bewegt.
Insgesamt wird dann wieder die Ausgangsstellung erreicht, wie sie
in 1 dargestellt ist.
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Der
Düsenkopf 38 ist
so ausgerichtet, dass die Düsenlinie 42 parallel
zur x-Richtung verläuft. Dadurch
beschreiben die fünf
Düsen 40 des
Düsenkopfs 38 bei
Bewegung in y-Richtung fünf
zueinander parallele Düsenspuren,
wie sie in den 1, 3 und 4 dargestellt
sind. In den Ecken des Polsterkörpers 24 gehen
diese Düsenspuren
in das Zopfmuster über,
wie es 2 zeigt, konkret also in fünf aneinander überlagerte
sinusförmige
Verläufe.
Damit haben die in x-Richtung
transportierten Seiten des Polsterkörpers 24 das Zopfmuster,
die in y-Richtung verlaufenden
Seiten des Polsterkörpers 24 sind
mit parallelen Düsenspuren
belegt. Die x-Richtung muss somit nicht mit der längeren Seite
des Polsterkörpers 24 übereinstimmen,
ebenso die y-Richtung nicht mit der Querrichtung.
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Aus
den 1 und 3 ist ersichtlich, dass in der
Längsmitte
ein sehr schmaler Freiraum ohne Auftrag von Klebmittel verbleibt.
Dieser ist so klein, dass er für
die spätere
Verklebung keine Bedeutung hat.
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4 zeigt
nun eine Ausbildung, die es ermöglicht,
etwas mehr Klebmittel flächenmäßig im Bereich
der Ecken des Polsterkörpers
aufzutragen, als dies bei der bisher beschriebenen Vorrichtung möglich ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Vorschub des Polsterkörpers 24 in
x-Richtung zunächst
mit geringer Geschwindigkeit beginnt und die Geschwindigkeit relativ
rasch auf eine konstante Geschwindigkeit hochgefahren wird. Man
kann zunächst
auch mit einer Geschwindigkeit Null in x-Richtung für kurze
Zeit beginnen, bis in y-Richtung die größte Elongation erreicht ist,
und erst dann den Vorschub in x-Richtung beginnen. Vorzugsweise
wird der Vorschub über
eine halbe, eine ganze oder bis zu drei bis fünf Wellenlängen langsam angefahren, erst
danach ist eine konstante Geschwindigkeit gegeben.
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4 zeigt
mit kleinen Kreisen den Zustand der Düsenspuren, in dem die lineare
Transportbewegung der Düsenköpfe 38 in
y-Richtung abgeschlossen ist und die Bewegung in die x-Richtung,
also die kombinierte Transportbewegung des Polsterkörpers 24 mit
der Wechselbewegung, gerade einsetzt. Bis zum Erreichen dieser Kreise
werden die fünf
parallelen Düsenspuren 41 aufgetragen,
ebenso wie dies auch im ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Nun beginnt, ab der fünf
kleinen Kreise, jedoch nicht gleich die sinusförmige Bewegung mit konstanter Wellenlänge, wie
im rechten Teil der 4, siehe dort Wellenlänge lamda,
son dern es beginnt erst eine kurzwelligere Hin- und Herbewegung,
die Wellenlänge
wird jedoch relativ rasch hochgefahren. Dies wird dadurch erreicht,
dass der Transport des Polsterkörpers 24 in
x-Richtung zunächst
mit geringer Geschwindigkeit beginnt und relativ rasch auf einen
konstanten Wert hochgefahren wird. Wie 4 zeigt, liegt
der konstante Wert praktisch vor, sobald der Bereich belassen ist,
in dem sich auch die fünf
parallelen Düsenspuren
befinden. Erreicht wird, dass gerade in den Ecken deutlich mehr
Klebstoff aufgetragen wird als für
den Fall, dass bereits von Anfang an die große Wellenlänge lamda vorliegt. Die Amplitude
ist in den gezeigten Fällen
konstant.
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Wie 4 ebenfalls
zeigt, ist es vorteilhaft, dass bei Beginn der Bewegung in die y-Richtung
die hin- und hergehende Wechselbewegung so durchgeführt wird,
dass die ursprüngliche
Bewegungsrichtung während
des Auftrags der fünf
parallelen Streifen 41 weitergeführt wird, also zum Rand des
Polsterkörpers 24 hin.
Dagegen würde
weniger Klebmaterial in den Eckbereichen aufgetragen werden, wenn
ausgehend von den kleinen runden Kreisen die hin- und hergehende
Wechselbewegung in Gegenrichtung zum bisherigen Linearverlauf, also
in 4 nach unten gerichtet, erfolgen würde.
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Die
Bewegung in y-Richtung ist die Bewegung in der ersten Richtung.
Die Bewegung in x-Richtung ist die Bewegung in der zweiten Richtung. In
den Ausführungsbeispielen
sind diese Bewegungen in der ersten Richtung und in der zweiten
Richtung rechtwinklig zueinander. Es ist aber auch möglich, andere
Winkel einzuhalten, beispielsweise, um Polsterkörper anderer Form mit Klebmittel
zu versehen. Die Erfindung ermöglicht
es, beispielsweise auch runde Polsterkörper mit einem rahmenförmigen Klebstoffauftrag
zu versehen.
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In 5 sind
noch drei Drehpfeile 48 gezeigt. Hiermit soll angedeutet
werden, dass in einer Variante es möglich ist, den Düsenkopf 38 zu
drehen. Gezeigt ist eine Drehung um 90° um die dritte Düse 40,
die die Schwenkachse bildet. Dadurch ist es möglich, die Düsenlinie 42 immer
quer zur linearen Vorschubbewegung zu stellen. Es können auch
dann die fünf
parallelen Spuren ersetzt werden durch einen zopfförmigen Verlauf,
indem bei Auftrag des Klebmittels in y-Richtung zusätzlich auch noch der Polsterkörper 24 geringfügig hin-
und herbewegt wird, also auch bei ihm eine Wechselbewegung vorgenommen wird.
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Alle
Düsen 40 sind
baugleich, es ist aber auch möglich,
unterschiedliche Düsen 40 zu
verwenden. Für
die einzelnen Bewegungen ist eine Antriebsvorrichtung 50, 52 vorgesehen,
diese sind nach dem Stand der Technik ausgebildet. Sie sind nicht
im Einzelnen dargestellt. Erkennbar sind eine Antriebsvorrichtung 50 für die Bewegung
in x-Richtung und eine Antriebsvorrichtung 52 für die Bewegung
in y-Richtung. Für die hin-
und hergehende Wechselbewegung ist es vorteilhaft, an dem ohnehin
vorhandenen Motor für
die Vorschubbewegung in x-Richtung eine Kreisscheibe bzw. einen
Arm anzuordnen und die dabei erreichte Kreisbewegung auf die Düsenköpfe 38 zu übertragen.
Alternativ kann auch die Antriebsvorrichtung 52 hierzu
eingesetzt werden, insbesondere gesteuert synchronisiert mit der
Antriebsvorrichtung 50.