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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dosierung einer in einem Extruder plastifizierten Dichtungsmasse für mindestens einen Applikator zum Aufbringen eines Gebildes aus der Dichtungsmasse auf eine Fläche.
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Ein Applikator zum Aufbringen eines Dichtungsrings aus plastifizierter Dichtungsmasse auf eine Fläche, beispielsweise auf die Innenseite eines Deckels, ist bekannt aus
DE 10 2009 040 802 A1 . Dieser Applikator benötigt intermittierend eine genau abgemessene Menge plastifizierter Dichtungsmasse. Die Dichtungsmasse wird in einem kontinuierlich arbeitenden Extruder bereitgestellt. Die genaue Dosierung der dem Applikator zur Verfügung gestellten Menge an Dichtungsmasse stellt bei dem in Rede stehenden Applikator eine Herausforderung dar. In konventionellen Spritzgussmaschinen wird eine Überschussmenge an plastifiziertem Extrudat unter hohem Druck in das Spritzgusswerkzeug geschossen. Dabei bewegt sich die Schnecke des Extruders unter hohem Druck und hoher Vorschubgeschwindigkeit axial nach vorne. Sobald das Spritzgusswerkzeug vollständig gefüllt ist, steigt der Druck stark an und die Schneckenvorschubbewegung kommt zum Stillstand. Die im Werkzeug befindliche Luft wird durch enge Spalte im Spritzgusswerkzeug abgeführt, die für das Extrudat unzugänglich sind. Der aus
DE 10 2009 040 802 A1 bekannte Applikator bietet jedoch kein solches abgeschlossenes Volumen. Dies bedeutet, dass die Dosierung anders als bei konventionellen Spritzgusswerkzeugen nicht über den Druckanstieg gesteuert werden kann.
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Eine genaue Dosierung der dem Applikator zugeführten Menge an plastifizierter Dichtungsmasse ist jedoch von entscheidender Bedeutung. Insbesondere bei Deckeln für Glasbehälter, z. B. Nockendeckeln, wie sie im Babyfood-Bereich zum Einsatz kommen, ist im Glasbehälter ein Gewinde zum Aufschrauben des Deckels vorgesehen. Der Deckel, beispielsweise ein Nockendeckel, weist eine korrespondierende Form auf. Dadurch ist die relative Lage der mit der Dichtung zu versehenden Deckelinnenfläche zu der mit der Dichtung zusammenwirkenden Oberseite des Behälters fest vorgegeben. Die Dichtungsmasse muss daher präzise die vorgegebene Höhe aufweisen. Hierfür wiederum ist die Bereitstellung des exakt benötigten Volumens an Dichtungsmasse ausschlaggebend. Auch ist es bei solchen Deckeln bzw. Behältern oftmals nicht möglich, die gesamte Deckelinnenfläche mit Dichtungsmasse zu versehen und nach dem Aufbringen zu einer flachen Dichtfläche verpressen. So handelt es sich bei solchen Behältern häufig um (teil-)evakuierte Behälter, wobei der Deckel durch eine sich beim Öffnen schlagartig zurückbildende Verformung die Unversehrtheit des Vakuums anzeigt. Diese Funktion des Deckels würde bei einem Verpressen von vollflächig auf die Deckelinnenfläche aufgebrachter Dichtungsmasse zerstört. Außerdem ist ein vollflächiges Aufbringen aufgrund des erhöhten Verbrauchs an Dichtungsmasse auch aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen dem Applikator in einfacher und kompakter Weise eine präzise vorgegebene Menge an plastifizierter Dichtungsmasse zugeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Die Erfindung löst die Aufgabe einerseits durch eine Vorrichtung zur Dosierung einer in einem Extruder plastifizierten Dichtungsmasse für mindestens einen Applikator zum Aufbringen eines Gebildes, beispielsweise eines ringförmigen Gebildes, aus der Dichtungsmasse auf eine Fläche, umfassend eine mit dem Extruder verbundene Dosiereinrichtung, in die plastifizierte Dichtungsmasse aus dem Extruder gefördert werden kann, wobei die Dosiereinrichtung abwechselnd mit dem Extruder und dem mindestens einen Applikator verbindbar ist, um plastifizierte Dichtungsmasse aus dem Extruder in den mindestens einen Applikator zu fördern, wobei die Dosiereinrichtung dazu ausgebildet ist, mindestens ein definiert veränderbares Volumen zur Aufnahme der plastifizierten Dichtungsmasse bei einer Verbindung der Dosiereinrichtung mit dem Extruder zur Verfügung zu stellen.
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Andererseits löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zur Dosierung einer in einem Extruder plastifizierten Dichtungsmasse für mindestens einen Applikator zum Aufbringen eines Gebildes, beispielsweise eines ringförmigen Gebildes, aus der Dichtungsmasse auf eine Fläche, umfassend die Schritte: eine Dosiereinrichtung wird abwechselnd mit dem Extruder und dem mindestens einen Applikator verbunden, wobei bei einer Verbindung mit dem Extruder plastifizierte Dichtungsmasse aus dem Extruder in die Dosiereinrichtung gefördert wird, und wobei bei einer Verbindung mit dem mindestens einen Applikator in der Dosiereinrichtung enthaltene plastifizierte Dichtungsmasse in den mindestens einen Applikator gefördert wird, wobei mittels der Dosiereinrichtung mindestens ein definiert veränderbares Volumen zur Aufnahme der plastifizierten Dichtungsmasse aus dem Extruder zur Verfügung gestellt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Dosiereinrichtung abwechselnd mit dem Extruder und mindestens einem Applikator verbunden. Abwechselnd bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Dosiereinrichtung im Wesentlichen immer nur mit einem von Extruder oder Applikator(en) zurzeit verbunden ist. Hierdurch wird zunächst das Problem gelöst, dass der Extruder kontinuierlich Extrudat erzeugt, dieses im Applikator aber nur intermittierend verbraucht wird. Die Dosiereinrichtung stellt insofern die Verbindung zwischen der kontinuierlichen Extrusion und dem intermittierenden Verbrauch in dem Applikator dar. Darüber hinaus wird durch die zwischen den Extruder und den mindestens einen Applikator geschaltete Dosiereinrichtung und die abwechselnde Verbindung mit Extruder oder Applikator durch die Dosiereinrichtung ein abgeschlossenes Volumen bereitgestellt. Auf diese Weise ist auch das Problem gelöst, dass der erfindungsgemäß betroffene Applikator (im Gegensatz zu konventionellen Spritzgussmaschinen) kein solches abgeschlossenes Volumen bereitstellt. Gleichzeitig ist es mit der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung möglich, durch geeignete Auswahl des für die Dichtungsmasse bereitgestellten Volumens die dem mindestens einen Applikator zugeführte Menge an plastifizierter Dichtungsmasse präzise auf den gewünschten Wert einzustellen. Dies wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung erreicht, die von einfachem und kompaktem Aufbau ist.
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Der mit der Vorrichtung bzw. dem Verfahren nach der Erfindung versorgte Applikator kann beispielsweise zum Aufbringen der plastifizierten Dichtungsmasse auf die Innenfläche eines Deckels für einen Behälter dienen. Insbesondere kann mit dem mindestens einen Applikator mindestens ein beispielsweise ringförmiges Gebilde aus der Dichtungsmasse auf mindestens eine Fläche, insbesondere eine Innenfläche eines Deckels für einen Behälter, aufgebracht werden. Der Behälter kann z. B. aus Glas oder Kunststoff bestehen. Der Deckel kann z. B. aus Metall oder Kunststoff bestehen. Bei dem Deckel kann es sich beispielsweise um einen Nockendeckel handeln. Insbesondere kann es sich um einen Behälter handeln, der im Babyfood-Bereich zum Einsatz kommt. Der Behälter kann entsprechend dazu vorgesehen sein, (teil-)evakuiert zu werden, wobei der Deckel durch eine sich beim Öffnen schlagartig zurückbildende Verformung die Unversehrtheit des Vakuums anzeigt.
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Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren versorgte Applikator kann für diese Funktion so ausgebildet sein, wie in
DE 10 2009 040 802 A1 beschrieben. Insbesondere kann der Applikator einen äußeren Stempel und einen in einer zylindrischen Ausnehmung des äußeren Stempels aufgenommen konzentrischen inneren Stempel aufweisen, wobei die Stempel relativ zueinander bewegbar sind. Zwischen den Stempeln ist ein Ringspalt gebildet, der nach außen oder innen offen ist und der bei einer relativen Axialbewegung der Stempel zwischen einer Ausgangsspaltbreite und einer Spaltbreite Null in Bewegungsrichtung der Stempel veränderbar ist. Darüber hinaus kann der Applikator eine Zuführung für die plastifizierte Dichtungsmasse innerhalb eines Stempels aufweisen, die zumindest in der Ausgangsspaltbreite mit dem Ringspalt verbunden ist. Weiterhin können Mittel vorgesehen sein, die ein Rückfließen der Schmelze aus dem Ringspalt verhindern sowie Verstellmittel für mindestens einen der Stempel zur Veränderung der Spaltbreite des Ringspalts. Nach dem Aufbringen der Dichtungsmasse auf die Fläche mit einem solchen Applikator kann diese in an sich bekannter Weise mittels eines Stempels oder ähnlichem zu einem planen flachen Dichtungsring geformt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin den Extruder und/oder mindestens einen Applikator umfassen. Der Extruder kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich um einen kontinuierlich arbeitenden Schneckenextruder handeln.
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Nach einer Ausgestaltung kann die Dosiereinrichtung mindestens einen Dosierzylinder umfassen, in dem ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, wobei durch die axiale Stellung des Kolbens ein definiert veränderbares Volumen zur Aufnahme der plastifizierten Dichtungsmasse in dem Dosierzylinder zur Verfügung gestellt wird. Der Kolben kann mit einem definiert veränderbarem Anschlag zusammenwirken, der den maximalen axialen Hub des Kolbens begrenzt. Bei dieser Ausgestaltung ist der mindestens eine Dosierzylinder entsprechend abwechselnd entweder mit dem Extruder oder dem mindestens einem Applikator verbindbar, um plastifizierte Dichtungsmasse aus dem Extruder in den mindestens einen Applikator zu fördern. Der oder die Dosierzylinder können insbesondere derart angeordnet sein, dass ihre Achse jeweils entlang einer Vertikalen verläuft. Die Befüllung des Dosierzylinders, insbesondere seiner Kolbenseite, erfolgt bei einer Verbindung mit dem Extruder durch den Druck, mit dem die plastifizierte Dichtungsmasse aus dem Extruder gefördert wird. Durch diesen Druck wird der in dem Zylinder befindliche Kolben bis zum Erreichen des Anschlags aus dem Zylinder heraus gedrückt. Der Anschlag gibt durch eine Begrenzung des Kolbenhubs somit ein definiertes Volumen auf der Kolbenseite des Zylinders vor, das für die Dichtungsmasse zur Verfügung steht. Bis zu diesem Volumen kann die plastifizierte Dichtungsmasse also in den Dosierzylinder strömen. Auf diese Weise wird in technisch besonders einfacher Weise ein präzise definiertes Volumen an Dichtungsmasse zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig ist eine optimale Luftfreiheit der Dosiereinrichtung gewährleistet. Insbesondere kann die Verbindung zwischen dem Extruder und dem Applikator einschließlich der Dosiereinrichtung luftdicht abgeschlossen sein. Der Eintrag von Luft in die Dosiereinrichtung und damit in die plastifizierte Dichtungsmasse ist zu vermeiden. Gelangt Luft in die Schmelze, ist es kaum möglich, diese wieder zu entfernen und es können sich Luftblasen bilden, so dass die Dichtungswirkung der Dichtungsmasse am späteren Einsatzort, beispielsweise einem Deckel, nicht mehr gewährleistet wäre.
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Beim Erreichen des Anschlags kann der Kolben bzw. die Kolbenstange mit dem Anschlag in Berührung kommen. Es kann dann nach einer weiteren Ausgestaltung eine Detektiereinrichtung vorgesehen sein, mit der ein Kontakt zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Anschlag detektierbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Kolben tatsächlich seinen maximalen axialen Hub erreicht hat. Hierdurch wird wiederum sichergestellt, dass das vorgesehene Volumen tatsächlich in dem Dosierzylinder zur Verfügung gestellt wird. Die Detektiereinrichtung kann beispielsweise eine Spannungsquelle umfassen, über die ein elektrisches Potential zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange einerseits und dem Anschlag andererseits erzeugt werden kann. Bei einem Kontakt zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Anschlag fließt dann ein elektrischer Strom, der durch eine Messeinrichtung der Detektiereinrichtung gemessen wird und so den Kontakt anzeigt.
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Der definiert veränderbare Anschlag kann so veränderbar sein, dass in dem mindestens einen Dosierzylinder befindliche plastifizierte Dichtungsmasse durch den Kolben in den mindestens einen Applikator gedrückt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird mit dem selben Anschlag, der das Zylindervolumen vorgibt, somit auch der Kolben wieder in den Zylinder hinein gedrückt, so dass die darin aufgenommene plastifizierte Dichtungsmasse aus diesem heraus und in den Applikator gedrückt wird, wenn die Verbindung zu dem Applikator besteht und die Verbindung zu dem Extruder unterbrochen ist. Mit dieser Ausgestaltung ist neben dem definiert veränderbaren Anschlag keine weitere Antriebseinrichtung für den Kolben zum Ausbringen der Dichtungsmasse erforderlich.
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In konstruktiv besonders einfacher Weise kann der definiert veränderbare Anschlag durch mindestens eine drehbar angeordnete Exzenterscheibe gebildet sein. Es kann dann weiterhin mindestens eine Scheibenantriebseinrichtung, insbesondere mindestens eine Servoantriebseinrichtung vorgesehen sein, mit der die mindestens eine Exzenterscheibe in unterschiedliche definierte Drehpositionen drehbar ist. Mit einer solchen Exzenterscheibe lässt sich der definiert veränderbare Anschlag besonders einfach und präzise realisieren. Durch Einstellen einer geeigneten Drehposition der Exzenterscheibe wird der Anschlag aufgrund der Exzentrizität der Exzenterscheibe vorgegeben. Durch den Einsatz einer Servoantriebseinrichtung liegt eine NC-programmierbare Steuerung vor, so dass das Volumen äußerst präzise und in großer Auflösung als volumetrische Dosierung vorgegeben werden kann. Sofern eine Detektiereinrichtung vorgesehen ist, kann sie bei dieser Ausgestaltung den Kontakt zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und der Exzenterscheibe detektieren.
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Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dosierzylinder um seine Längsachse drehbar ist, wobei in einer ersten Drehstellung eine Verbindung des mindestens einen Dosierzylinders zu dem Extruder bereitgestellt und eine Verbindung des mindestens einen Dosierzylinders zu dem mindestens einen Applikator unterbrochen wird, und wobei in einer zweiten Drehstellung eine Verbindung des mindestens einen Dosierzylinders zu dem mindestens einen Applikator bereitgestellt und eine Verbindung des mindestens einen Dosierzylinders zu dem Extruder unterbrochen wird. Hierdurch wird eine besonders einfache Verstellung des Dosierzylinders zwischen der Verbindung zu dem Extruder einerseits und der Verbindung zu dem mindestens einen Applikator andererseits erreicht. Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann der mindestens eine Dosierzylinder mindestens eine Öffnung in seiner Zylinderwand besitzen, die die jeweilige Verbindung bereitstellt.
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Es kann weiterhin eine Zylinderantriebseinrichtung vorgesehen sein, mit der der mindestens eine Dosierzylinder um seine Längsachse drehbar ist. Die Zylinderantriebeinrichtung kann beispielsweise einen exzentrisch mit dem mindestens einen Dosierzylinder verbundenen Linearantrieb umfassen, insbesondere eine in Längsrichtung angetriebene Zahnstange. Die Zahnstange kann z. B. von einem Elektromotor angetrieben werden und mit einem geeigneten Ritzel am Dosierzylinder zusammenwirken. Durch das exzentrische Angreifen an dem Dosierzylinder wird dieser bei einer axialen Verstellung des Linearantriebs, insbesondere der Zahnstange, gedreht.
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Die Dosiereinrichtung kann weiterhin eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Dosierzylindern umfassen, die jeweils wahlweise mit dem Extruder oder mit einem Applikator verbindbar sind. Die Dosierzylinder können über eine gemeinsame Verteilerleitung mit dem Extruder verbindbar sein. Alle Dosierzylinder können dabei mit derselben Zylinderantriebseinrichtung gedreht werden. Insbesondere kann der Linearantrieb, z. B. eine Zahnstange, mit allen Dosierzylindern verbunden sein und diese somit gleichzeitig drehen. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte und einfache Steuerung. Die Dosierzylinder können darüber hinaus mit einer Verteilerleitung kommunizieren, die mit dem Extruder verbunden ist. Von der Verteilerleitung können beispielsweise Stichleitungen zu den Dosierzylindern verlaufen, die im Bereich ihres unteren Endes durch die Dosierzylinder hindurch verlaufen. Sofern dann beispielsweise eine Öffnung in der Zylinderwand vorgesehen ist, können die Dosierzylinder gedreht werden, wobei die Öffnungen in der ersten Drehstellung jeweils eine Verbindung zwischen dem Dosierzylinder und dem zum Extruder führenden Abschnitt der Stichleitung bereitstellen und in der zweiten Drehstellung jeweils eine Verbindung zwischen dem Dosierzylinder und dem zu dem mindestens einen Applikator führenden Abschnitt der Stichleitung bereitstellen. Natürlich können die Dosierzylinder jedoch auch zwei oder mehr Öffnungen in der Zylinderwand aufweisen.
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Die Verteilerleitung kann darüber hinaus beispielsweise an ihrem dem Extruder abgewandten Ende eine verschließbare Öffnung aufweisen, durch die z. B. bei einem Produktwechsel plastifizierte Dichtungsmasse abgelassen werden kann. Die Verteilerleitung kann einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser besitzen, so dass Verluste bei einer solchen Entleerung minimiert werden. Grundsätzlich ist es ausreichend, einen Extruder zur Versorgung sämtlicher gegebenenfalls vorgesehener Dosierzylinder bereitzustellen. Selbstverständlich können jedoch auch mehrere Extruder vorgesehen sein. Darüber hinaus ist insbesondere beim Vorsehen mehrerer Dosierzylinder jeder Dosierzylinder jeweils einem Applikator zugeordnet.
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Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung den Extruder umfassen. Der Extruder kann dabei eine axial beweglich gelagerte Extruderschnecke besitzen, die in eine vordere Position vorgespannt ist. Die Vorspannung der Extruderschnecke in die vordere Position kann mittels einer geeigneten Federeinrichtung erfolgen, z. B. druckbeaufschlagten Zylindern. Die vordere Position bedeutet in diesem Zusammenhang eine Position in Richtung der Austrittsdüse des Extruders. Die Vorrichtung kann weiterhin eine Regeleinrichtung umfassen, mit der bei Erreichen einer ersten, vorderen axialen Position der Extruderschnecke die Schneckendrehzahl der Extruderschnecke erhöht wird, und mit der bei Erreichen einer zweiten, hinteren axialen Position der Extruderschnecke die Schneckendrehzahl der Extruderschnecke verringert wird. Durch diese Regelung der Drehzahl der Extruderschnecke erfolgt in besonders einfacher Weise eine sichere Anpassung an den intermittierenden Verbrauch des Applikators. Solange eine Verbindung des Extruders zu der Dosiereinrichtung besteht, fördert dieser das Extrudat in die Dosiereinrichtung. Die Extruderschnecke befindet sich dabei in einer vorderen axialen Position bzw. bewegt sich möglicherweise leicht in eine vordere Position. Sobald die Verbindung zu der Dosiereinrichtung unterbrochen wird, kann das Extrudat nicht mehr aus dem Extruder heraus gefördert werden. Der Extruder erzeugt ein Depot vor seiner Extruderschnecke, welche sich entsprechend gegen die Federvorspannung in eine hintere Position bewegt. Wird anschließend wiederum die Verbindung zu der Dosiereinrichtung bereitgestellt, wird das in dem Extruder erzeugte Depot genutzt, um die Dosiereinrichtung, also beispielsweise die Dosierzylinder, unter dem aufgebauten Druck schnell zu füllen. Dabei bewegt sich die Extruderschnecke möglicherweise wieder in eine axial vordere Position.
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Die erfindungsgemäße Regelung des Extruders basiert nun auf der Erkenntnis, dass ein vorderer und ein hinterer Schaltpunkt für die Extruderschneckenposition vorgegeben werden. Wird der vordere Schaltpunkt durch die Extruderschneckenposition erreicht, wird die Drehzahl der Extruderschnecke erhöht, so dass etwas mehr Extrudat als die tatsächlich verbrauchte Menge produziert wird. Die Extruderschnecke bewegt sich entsprechend langsam gegen die Federvorspannung in eine hintere Position, bis zum Erreichen des hinteren Schaltpunkts der Extruderschneckenposition. Sobald diese hintere Extruderschneckenposition erreicht ist, wird die Schneckendrehzahl wieder reduziert, so dass sich die Extruderschnecke wieder axial nach vorne bewegt. Durch diese Regelung ist es möglich, trotz des intermittierenden Verbrauchs in den Applikatoren und der kontinuierlichen Arbeitsweise des Extruders die produzierte Menge des Extruders an den realen Verbrauch anzupassen. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass die erzeugte plastifizierte Dichtungsmasse, also das Extrudat, zu keiner Zeit zur Ruhe kommt. Dies ist unbedingt zu vermeiden, da sich die Eigenschaften des Extrudats in einem solchen Fall in unerwünschter Weise verändern können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer vertikalen Schnittansicht.
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Die in der Figur gezeigt Vorrichtung dient zur Dosierung einer in einem nicht gezeigten Extruder plastifizierten Dichtungsmasse für mindestens einen ebenfalls nicht gezeigten Applikator zum Aufbringen eines vorzugsweise ringförmigen Gebildes aus der Dichtungsmasse auf eine Fläche. In dem dargestellten Beispiel kann der Applikator so ausgebildet sein, wie in
DE 10 2009 040 802 A1 und oben beschrieben. Der Extruder kann ebenfalls in an sich bekannter Weise ausgebildet sein, wobei er jedoch eine axial bewegliche und in eine axial vordere Position vorgespannte Extruderschnecke besitzt. Dies wird unten noch näher erläutert. Mit dem Applikator können beispielsweise Dichtungsringe auf Deckel, insbesondere Nockendeckel, für Behälter aus Glas oder Kunststoff aufgebracht werden.
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Mit der Austrittsdüse des Extruders ist in dem gezeigten Beispiel eine Verteilerleitung 10 verbunden, die sich in dem gezeigten Beispiel senkrecht zu der Zeichenebene in diese hinein erstreckt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Dosiereinrichtung, die beispielsweise vier Dosierzylinder umfassen kann, wobei in der Figur einer der Dosierzylinder bei dem Bezugszeichen 12 gezeigt ist. Die anderen Dosierzylinder können parallel zu dem gezeigten Dosierzylinder 12 in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene, also parallel zur Längsachse der Verteilerleitung 10 hintereinander angeordnet sein. Die nicht gezeigten Dosierzylinder sind hinsichtlich ihrer Ausbildung und Funktion identisch zu dem gezeigten Dosierzylinder 12, so dass im Folgenden nur der gezeigte Dosierzylinder 12 beschrieben wird.
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Der Dosierzylinder 12 besitzt eine Zylinderwand 14, die einen zylindrischen Hohlraum begrenzt, in dem ein zylindrischer Kolben 16 axial beweglich geführt ist. Auf Höhe des Dosierzylinders 12 ist mit der Verteilerleitung 10 eine Stichleitung 18 verbunden, die durch den darin angeordneten Dosierzylinder 12 in einen ersten Abschnitt 20 und einen zweiten Abschnitt 22 geteilt wird. Der erste Abschnitt 20 stellt die Verbindung zwischen der Verteilerleitung 10 und dem Dosierzylinder 12 dar. Der zweite Abschnitt 22 führt zu einem Applikator. Entsprechende Stichleitungen und erste und zweite Abschnitte sind den anderen Dosierzylindern zugeordnet, wobei jedem Dosierzylinder 12 jeweils ein Applikator zugeordnet ist.
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Das untere Ende 24 des Kolbens 16 begrenzt ein Zylindervolumen 26. In der in der Figur gezeigten Stellung befindet sich der Kolben 16 in seiner untersten Position. Es ist zu erkennen, dass in dieser Position das Zylindervolumen 26 im Wesentlichen auf die Höhe der Stichleitung 18 begrenzt ist. Das obere Ende 28 des Kolbens 16 befindet sich in einer Führung 30 und weist ein drehbar gelagertes Kontaktrad 32 auf. Das Kontaktrad 32 wirkt mit einer ebenfalls drehbar gelagerten Exzenterscheibe 34 zusammen. Mittels einer nicht gezeigten Scheibenantriebseinrichtung, beispielsweise einer Servoantriebseinrichtung, kann die Exzenterscheibe 34 um ihre Achse 36 gedreht werden, wie durch den Pfeil 38 veranschaulicht. Aufgrund der Exzentrizität der Exzenterscheibe 34 werden abhängig von der Drehstellung unterschiedliche maximale Axialhübe des Kolbens 16 vorgegeben. Wie bereits erwähnt, ist in der in der Figur gezeigten Stellung der Exzenterscheibe 34 der Kolben 16 maximal in den Dosierzylinder 12 eingefahren. Entsprechende Exzenterscheiben sind den anderen nicht gezeigten Dosierzylindern zugeordnet.
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In der Zylinderwand 14 des Zylinders 12 ist darüber hinaus eine in der Figur bei dem Bezugszeichen 40 dargestellte Öffnung vorgesehen. In dem in der Figur gezeigten Beispiel ist die Öffnung 40 gerade so ausgerichtet, dass eine Verbindung zwischen dem Zylindervolumen 26 und der Verteilerleitung 10 und damit zu dem Extruder über den Abschnitt 20 der Stichleitung 18 besteht. Im Bereich des oberen Endes der Zylinderwand 14 ist ein Ritzel 42 angeordnet, welches mit einer bei dem Bezugszeichen 44 gezeigten Zahnstange in Eingriff steht. Die Zahnstange 44 erstreckt sich ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene und kann durch einen geeigneten Antrieb, beispielsweise einen elektrischen oder pneumatischen Antrieb (beispielsweise Pneumatikzylinder), in Längsrichtung verstellt werden. Zu erkennen ist in der Figur, dass die Zahnstange 44 exzentrisch an der Zylinderwand 14 angreift. Die Zahnstange 44 erstreckt sich in ihrer Länge derart, dass sie über geeignete Ritzel mit jedem der hintereinander angeordneten Zylinder der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Eingriff steht. Wird die Zahnstange 44 mittels des Antriebs in Längsrichtung verstellt, so werden die Dosierzylinder innerhalb des diese drehbar aufnehmenden Gehäuseabschnitts 46 gleichzeitig um ihre Längsachse gedreht. Die Zylinder können insbesondere so weit gedreht werden, dass die Öffnung 40 in der Zylinderwand 14 anstatt mit dem Abschnitt 20 der Stichleitung 18 nun mit dem Abschnitt 22 der Stichleitung 18 verbunden ist, wie dies in der Figur gestrichelt angedeutet ist. Während in der in der Figur gezeigten Drehstellung der Zylinderwand 14 eine Verbindung des Zylindervolumens zu dem Extruder besteht und keine Verbindung zu dem Abschnitt 22 der Stichleitung 18 und damit dem jeweiligen Applikator, besteht in der beschriebenen zweiten Drehstellung gerade eine solche Verbindung des Zylindervolumens 26 zu dem Abschnitt 22 der Stichleitung 18 und damit dem Applikator, während keine Verbindung mehr zu dem Extruder besteht.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt. In der in der Figur gezeigten Drehstellung der Zylinderwand 14 wird die Exzenterscheibe 34 in eine Drehposition verstellt, in der ein Herausbewegen des Kolbens 16 aus dem Zylinder 12 bis zu einem gewünschten Anschlag an der Exzenterscheibe 34 möglich ist. Durch den von dem Extruder im Zuge der Extrusion erzeugten Druck wird plastifizierte Dichtungsmasse durch die Verteilerleitung 10 und die Abschnitte 20 der Stichleitungen 18 jeweils durch die Öffnungen 40 der Dosierzylinder 12 in das Zylindervolumen 26 gedrückt. Hierdurch bewegt sich der Kolben 16 aus dem Dosierzylinder 12 jeweils bis zum Erreichen des Anschlags an der Exzenterscheibe 34 heraus. Es erfolgt also eine Füllung des Zylindervolumens 26 in dem durch die Drehposition der Exzenterscheibe 34 vorgegebenen und damit exakt definierten Maße. Ein Kontakt zwischen dem Kolben 16, insbesondere dem Kontaktrad 32, und der Exzenterscheibe 34 kann mittels einer geeigneten Detektionseinrichtung festgestellt werden.
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Anschließend wird durch ein axiales Verstellen der Zahnstange 44 eine Drehung der Zylinderwände 14 der Dosierzylinder 12 derart bewirkt, dass die Öffnungen 40 ihrer Zylinderwände 14 nun jeweils mit dem Abschnitt 22 der ihnen zugeordneten Stichleitung 18 kommunizieren. Es besteht nun eine Verbindung zu dem den Dosierzylindern 12 jeweils zugeordneten Applikator. Die Exzenterscheibe 34 kann nun angetrieben durch die Scheibenantriebseinrichtung wieder in die in der Figur gezeigte Stellung verdreht werden. Dabei kommt es zu einem Einschieben des Kolbens 16 in den jeweiligen Dosierzylinder 12, so dass das in dem Zylindervolumen 26 enthaltene Volumen an plastifizierter Dichtungsmasse jeweils durch den Abschnitt 22 der Stichleitung 18 in den jeweiligen Applikator gedrückt wird. Auf diese Weise kann dem jeweiligen Applikator also ein exakt vorgegebenes Volumen an plastifizierter Dichtungsmasse zugeführt werden, obgleich der Extruder kontinuierlich arbeitet.
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Um darüber hinaus einen Ausgleich zwischen der kontinuierlichen Extrusion des Extruders einerseits und dem intermittierenden Verbrauch durch die Applikatoren andererseits zu erreichen, weist die Vorrichtung eine nicht näher dargestellte Regeleinrichtung auf, mit der die Drehzahl der Extruderschnecke des Extruders bei Erreichen einer ersten, vorderen axialen Position der Extruderschnecke erhöht wird, und mit der bei Erreichen einer zweiten, hinteren axialen Position der Extruderschnecke die Drehzahl der Extruderschnecke verringert wird. Durch diese einfache Regelung kann die Extruderproduktion an den jeweiligen Verbrauch angepasst werden. Insbesondere werden je nach Stellung der als Ventil wirkenden Zylinderwände 14 die Drehzahl der Extruderschnecke und damit die produzierte Menge an Extrudat angepasst.
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Die Erfindung erlaubt in kompakt bauender und konstruktiv einfacher Weise eine hochpräzise Dosierung der einem Applikator zugeführten Menge an plastifizierter Dichtungsmasse. Gleichzeitig ist die Verbindung zwischen dem Extruder und dem Applikator einschließlich der dazwischen befindlichen Dosiereinrichtung luftdicht abgeschlossen, so dass ein Lufteintrag in die plastifizierte Dichtungsmasse sicher verhindert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009040802 A1 [0002, 0002, 0010, 0022]
