-
Die Erfindung betrifft ein Heißleimauftragssystem, mit einer Auftragseinrichtung zum Auftrag von Heißleim auf ein Substrat, mit einer Leimdruckleitung, mittels welcher der Heißleim unter hydraulischem Druck von einem Leimreservoir der Auftragseinrichtung zuleitbar ist und mit einer ein Bypassventil umfassenden Bypassanordnung.
-
Ein derartiges Heißleimauftragssystem ist aus der
DE 10 2006 039 839 A1 bekannt. Die Bypassanordnung umfasst bei diesem System ein Überdruckventil, das bei Überschreitung des Betriebsdrucks die Verbraucherseite – d. h. diejenige Seite, die in Fließrichtung des Heißleims gesehen hinter einer Druckleimpumpe angeordnet ist, beispielsweise die Auftragseinrichtung und zu dieser führende Zuleitungen – entlastet und Heißleim an der Verbraucherseite vorbei beispielsweise in einen Tank zurückführt. Die Begriffe „Betriebsdruck“ und „normaler Arbeitsdruck“ werden im Rahmen dieser Druckschrift synonym verwendet. Mit dem Begriff „Überdruck“ ist im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere ein Druck gemeint, der über dem normalen Arbeitsdruck liegt. Mit „Atmosphärenüberdruck“ ist insbesondere der über dem Umgebungsdruck liegenden Druck bezeichnet.
-
Bei einem derartigen Heißleimsystem wird der Heißleim regelmäßig unter einem Betriebsdruck von üblicherweise bis zu 80 bar zu einer Auftragseinrichtung gefördert. Bei den Auftragseinrichtungen handelt es sich beispielsweise um so genannte Leimauftragsventile, die beispielsweise elektrisch, elektropneumatisch oder piezoelektrisch betätigbar sind, um den Heißleim intermittierend oder kontinuierlich auf ein an den Ventilen vorbeigeführtes Substrat abgeben zu können. Die Temperatur, unter welcher der Heißleim abgegeben wird, beträgt typischerweise 160° bis 180° C.
-
Wird ein Öffnen des unter Heißleim stehenden Teils des Heißleimauftragssystems erforderlich, beispielsweise um ein Auftragsventil reinigen zu können, so muss die Bedienperson dafür Sorge tragen, dass zuvor der Leimarbeitsdruck abgebaut wird. Andernfalls besteht die Gefahr, dass Heißleim unkontrolliert aus dem System herausspritzt, was zu schweren Verletzungen und Verbrennungen der Bedienperson führen kann. Umfasst das Heißleimauftragssystem – wie in den meisten Fällen – eine Druckleimpumpe, so muss die Bedienperson die Druckleimpumpe abschalten und den anschließend noch am Auftragssystem anstehenden Leimarbeitsdruck beispielsweise durch Öffnen des Auftragsventils kontrolliert abbauen. Da dies vergessen werden kann oder im Falle einer Verstopfung der Auftragseinrichtung nicht möglich ist, birgt das Arbeiten mit derartigen Heißleimauftragssystemen stets ein gewisses Risiko.
-
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, ein Heißleimauftragssystem sowie ein Heißleimauftragsverfahren zu schaffen, bei denen eine besonders hohe Sicherheit bei Arbeiten am System gegeben ist.
-
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Heißleimauftragssystem und das in Anspruch 9 wiedergegebene Heißleimauftragsverfahren gelöst.
-
Das erfindungsgemäße Heißleimauftragssystem umfasst eine Auftragseinrichtung zum Auftrag von Heißleim auf ein Substrat. Es ist eine Leimdruckleitung vorgesehen, mittels welcher der Heißleim unter hydraulischem Druck – bevorzugt von einem Leimreservoir – der Auftragseinrichtung zuleitbar ist. Das Heißleimauftragssystem weist eine Bypassanordnung auf. Die Bypassanordnung umfasst ein Bypassventil. Mittels der Bypassanordnung ist Überdruck oder/und normaler Arbeitsdruck in der Leimdruckleitung abbaubar. Der Arbeitsdruck ist bevorzugt vollständig, also bis auf den Umgebungsdruck, abbaubar. Bevorzugt ist mittels der Bypassanordnung sowohl Überdruck, als auch normaler Arbeitsdruck in der Leimdruckleitung abbaubar.
-
In einer Ausführungsform, die weiter unten näher erläutert wird, dient das Bypassventil zudem als Druckwaage.
-
Das Bypassventil umfasst ein eine Ventilöffnung entweder öffnendes oder schließendes Verschlussorgan. Das Verschlussorgan ist mit Kraftbeaufschlagungsmitteln gekoppelt.
-
Das Bypassventil weist eine Balgdichtung auf.
-
Es hat sich gezeigt, dass eine Balgdichtungen den besonderen Anforderungen in der Bypassanordnung, wie etwa hohe Temperaturbeständigkeit und allerhöchste Zuverlässigkeit sehr gut gewachsen ist, sowohl bei sehr vielen, als auch bei sehr wenigen Öffnungs- und Schließbewegungen des Verschlussorgans.
-
Die Balgdichtung ist bevorzugt aus einem elastischen Material gefertigt.
-
Der Vorteil der Balgdichtung besteht darin, dass – wie bevorzugt – auf sich relativ zueinander bewegliche Dichtflächen verzichtet werden kann und die Relativbewegung der gegeneinander abzudichtenden Elemente durch eine Verformung der Balgdichtung aufgenommen wird. Hierdurch ist eine sehr hohe Dichtheit bei geringer durch die Dichtung bewirkter Reibung erzielbar.
-
Die Balgdichtung kann Falten aufweisen, also eine Faltenbalgdichtung umfassen. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Balgdichtung jedoch keine Falten auf. Es handelt sich vorzugsweise also nicht um eine Faltenbalgdichtung.
-
Bevorzugt bewirken die Kraftbeaufschlagungsmittel während des Betriebes des Heißleimauftragssystems eine Kraft auf das Verschlussorgan, die derart ausgewählt ist, dass sie, geteilt durch die Fläche der Ventilöffnung, den gewünschten maximalen Leimbetriebsdruck ergibt. Steigt der Druck in der Leimdruckleitung über diesen Wert, dann öffnet das Bypassventil bevorzugt und begrenzt damit den maximalen Druck in der Leimdruckleitung.
-
Das geöffnete Bypassventil stellt bevorzugt eine Verbindung zwischen der Leimdruckleitung und dem Leimreservoir her, so dass bei geöffnetem Bypassventil mit Vorteil ein Rückfluss von Heißleim aus der Leimdruckleitung in das Leimreservoir möglich ist und der Überdruck oder/und der Arbeitsdruck in der Leimdruckleitung auf diese Weise abbaubar ist.
-
Das Verschlussorgan ist bevorzugt mittels einer Stange mit den Kraftbeaufschlagungsmitteln gekoppelt.
-
Die Stange kann auch als Nadel bezeichnet werden. Die Ventilöffnung hat bevorzugt einen größeren Durchmesser, als die Stange. Das Verschlussorgan ist demgemäß vorzugsweise dicker, als die Stange. Bevorzugt umfasst das Verschlussorgan eine Kugel, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Stange ist.
-
Vorzugsweise ist die Stange – bevorzugt in einer Bohrung – in dem übrigen Bypassventil, etwa dem Ventilkörper, geführt. Die Balgdichtung dichtet bevorzugt die Stange gegen die Führung ab. In der Ausführungsform mit Bohrung bewirkt sie also, dass durch den Spalt zwischen Stange und Bohrung kein Leim treten kann.
-
Die Balgdichtung weist bevorzugt eine rotationssymmetrische Form auf. Besonders bevorzugt hat sie die Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers.
-
Die Balgdichtung hat vorzugsweise zwei Endbereiche.
-
Die Balgdichtung ist bevorzugt mit einem Endbereich an der Stange befestigt.
-
Mit dem anderen Endbereich dichtet die Balgdichtung weiter bevorzugt an dem übrigen Bypassventil, etwa dem Ventilkörper ab.
-
Die Dichtung hat bevorzugt also einen stangenseitigen Endbereich und einen nicht-stangenseitigen Endbereich.
-
Mit dem anderen Endbereich ist die Balgdichtung weiter bevorzugt an dem übrigen Bypassventil, etwa dem Ventilkörper befestigt.
-
Bevorzugt ist der stangenseitige Endbereich form- oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit der Stange verbunden.
-
In einer Ausführungsform ist der stangenseitige Endbereich der Balgdichtung form- und kraftschlüssig mit der Stange verbunden. Durch den Formschluss kann eine definierte, unveränderbare Position der Dichtung an der Stange bewirkt werden. Die kraftschlüssige Verbindung kann die Dichtigkeit der Verbindung herstellen.
-
Mit Vorteil weist die Stange genau eine oder mehrere Einschnürungen oder/und Verdickungen auf und die Balgdichtung ist mit ihrem stangenseitigen Endbereich mittels dieser Einschnürung oder Einschnürungen oder/und Verdickung oder Verdickungen an der Stange befestigt.
-
In einer Ausführungsform weist die Stange zu Balgdichtungsbefestigungszwecken lediglich mindestens eine Einschnürung und keine Verdickung auf.
-
Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise eine besonders zuverlässige form- und kraftschlüssige Verbindung der Balgdichtung mit der Stange bewirkbar ist. Der Innendurchmesser des stangenseitigen Endbereichs der Balgdichtung ist im entspannten Zustand bevorzugt kleiner, als der Durchmesser der Einschnürung der Stange. Der Kraftschluss wird bevorzugt also durch die elastische Kraft der Balgdichtung bewirkt.
-
Die Balgdichtung ist mit Vorteil mit ihrem nicht-stangenseitigen Endbereich formund kraftschlüssig mit dem übrigen Bypassventil, etwa dem Ventilkörper, verbunden.
-
Bevorzugt weist die Balgdichtung an ihrem nicht-stangenseitigen Endbereich einen Wulst auf, der in einer komplementären Vertiefung oder an einer Verdickung des übrigen Bypassventils, etwa dem Ventilkörper, angeordnet ist. Auf diese Weise wird bevorzugt die formschlüssige Verbindung verwirklicht.
-
Weiter bevorzugt ist der nicht-stangenseitige Endbereich der Balgdichtung zwischen Klemmflächen des übrigen Bypassventils verklemmt, von denen eine bevorzugt einstellbar auf die andere zu bewegbar ist. Auf diese Weise wird mit Vorteil die kraftschlüssige Verbindung verwirklicht.
-
Die formschlüssige Verbindung bewirkt neben einer definierten, unveränderbaren Positionierung mit Vorteil auch eine Verlängerung des Dichtweges.
-
Die Balgdichtung weist bevorzugt bis auf den Bereich, der mit der Stangeneinschnürung zusammenwirkt sowie den Wulst, eine gleichbleibende Materialstärke auf.
-
Mit Vorteil weist die Dichtung in ihrem nicht-stangenseitigen Endbereich eine – bevorzugt genau eine – Krümmung auf. Die Krümmung ist mit Vorteil derart ausgeführt, dass sich ein zur Achse der Stange geneigter Klemmbereich der Balgdichtung ergibt. Bevorzugt weist die Krümmung einen Winkel von 25° bis 90° auf und beträgt vorzugsweise etwa 90°. Die Krümmung ist bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet, sie bewirkt also mit Vorteil nicht, dass die Balgdichtung nicht-rotationssymmetrisch wird.
-
Die Klemmung des nicht-stangenseitigen Endbereichs erfolgt mit Vorteil in Richtung der Stangenachse. Eine Klemmfläche ist also mit Vorteil in diese Richtung auf eine andere Klemmfläche zu bewegbar.
-
Zur Klemmung des nicht-stangenseitigen Endbereichs ist mit Vorteil eine Hülse vorgesehen, die mit dem übrigen Bypassventil, etwa dem Ventilkörper, verschraubt ist.
-
Die Hülse weist mit Vorteil ein Außengewinde auf. Weiter bevorzugt weist die Hülse mit Vorteil einen eine Klemmfläche bereitstellenden Aufsatz, der auch als Zwischenring bezeichnet werden kann, auf.
-
Die Kraftbeaufschlagungsmittel umfassen bevorzugt einen Zylinder, in dem bevorzugt ein Druckluftkolben angeordnet ist. Der Zylinder ist vorzugsweise mit einem Druckluftkanal verbunden. Anstelle eines Druckluftkolbens kann auch ein Hydraulikkolben vorgesehen sein.
-
Bevorzugt ist eine Vorrichtung vorgesehen, die bei einem Leimpumpenstopp, etwa nach Abschalten des Systems oder einem Ausfall der Versorgungsluft oder einem Notstopp, ein Abbauen der Druckluft in dem Druckluftkanal bewirkt. In der Ausführungsform mit Hydraulikkolben anstelle des Druckluftkolbens ist bevorzugt eine Vorrichtung vorgesehen, die ein Abbauen des hydraulischen Drucks bewirkt. Dies verwirklicht bevorzugt eine Sicherheitsfunktion des Heißleimauftragssystems. Denn damit fällt bevorzugt die durch die Kraftbeaufschlagungsmittel auf das Verschlussorgan wirkende Kraft weg und der Leimatmosphärenüberdruck öffnet bevorzugt den Bypass. Der Arbeitsdruck in den Förderschläuchen und dem Leimpumpenraum wird hierdurch bevorzugt abgebaut.
-
Ein Öffnen des Bypasses kann in einer Ausführungsform nicht auf andere Art – etwa Betätigung oder Schalten – bewirkt werden. Es handelt sich in dieser Ausführungsform um eine sogenannte einfachwirkende Bypassanordnung mit einfachwirkendem Bypassventil.
-
Der Druckluft- oder Hydraulikkolben kann von einer seiner beiden Seiten zusätzlich mit einer Druckfeder zur Unterstützung versehen sein.
-
In einer anderen Ausführungsform umfassen die Kraftbeaufschlagungsmittel eine verstellbare Druckfeder. Diese kann anstelle oder zusätzlich zu dem Zylinder mit dem Druckluft- oder Hydraulikkkolben vorgesehen sein.
-
In einer anderen Ausführungsform handelt es sich um eine doppelt-wirkende Bypassanordnung, das Bypassventil ist also doppeltwirkend. In dieser Ausführungsform umfassen die Kraftbeaufschlagungsmittel Betätigungsmittel, mit denen das Bypassventil unabhängig von dem Druck, unter dem sich der Heißleim befindet, zwischen einer den Bypass schließenden Schließstellung und einer den Bypass öffnenden Offenstellung umschaltbar ist. Das Bypassventil kann also unabhängig von dem Druck, der verbraucherseitig ansteht, geöffnet werden, so dass selbst bei weiterlaufender Druckpumpe und geschlossener Auftragseinrichtung sich der Arbeitsdruck oder ein etwa vorhandener Überdruck verbraucherseitig in kürzester Zeit abbaut. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass einerseits der Bypass im Bedarfsfalle zuverlässig geöffnet, andererseits aber auch im Bedarfsfalle wieder zuverlässig geschlossen werden kann, wenn das Heißleimauftragssystem in Betrieb genommen werden soll.
-
Die Betätigungsmittel können auf vielfältige Weise technisch ausgebildet sein. Vorzugsweise umfassen die Betätigungsmittel einen doppelt wirkenden Zylinder, d.h. einen Zylinder mit einem darin arbeitenden Kolben, der wahlweise in beide Richtungen bewegbar ist. Der doppelt wirkende Zylinder kann für den pneumatischen oder den hydraulischen Betrieb vorgesehen sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich, als Betätigungsmittel einen elektromotorisch betriebenen Antrieb vorzusehen, beispielsweise einen Motor und eine Gewindespindel, einen Kurbeltrieb oder ähnliches, um das Bypassventil zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellung umzuschalten.
-
Auch ist denkbar, einen piezoelektrisch oder elektromagnetisch betriebenen Antrieb vorzusehen.
-
Die Betätigungsmittel können in einer anderen Variante auch einen einfach wirkenden Zylinder umfassen, beispielsweise einen solchen, bei welchem pneumatischer Druck nur auf die Oberseite des Kolbenbodens wirkt. Eine der durch den pneumatischen Druck hervorgerufenen Kraftkomponente entgegenwirkende Kraft kann dann beispielsweise mit Hilfe einer auf die Oberseite des Kolbenbodens wirkende Zugfederanordnung und/oder eine auf eine Unterseite des Kolbenbodens wirkende Druckfederanordnung ausgeübt werden.
-
Als verwendbare Federn seien beispielhaft genannt: Druckfedern, Kegeldruckfedern, Druckfedern aus nicht rundem Grundmaterial, beispielsweise Stempelfedern, Blattfedern, Formfedern, Tellerfedern.
-
Unabhängig von der Ausgestaltung der Betätigungsmittel öffnet oder schließt das Verschlussorgan des Bypassventils die Ventilöffnung bevorzugt wahlweise.
-
Unabhängig davon, wie die Betätigungsmittel ausgebildet sind, kann der Bypass aus dem Stand der Technik für sich bekannte Funktionen der Überdrucksicherung übernehmen. Umfassen die Betätigungsmittel einen Zylinder, sei es doppelt-, sei es einfach wirkend, so können hierzu die in Schließstellung wirkenden Rückstellkräfte so gewählt werden, dass das Verschlussorgan des Bypassventils bei Überschreiten des Grenzdruckes selbsttätig öffnet. Auch können Drucksensoren vorgesehen sein, welche den verbraucherseitigen Druck messen und mit Hilfe einer Steuerung, an die sie angeschlossen sind, bei Überschreiten des Grenzdruckes die Betätigungsmittel im Sinne eines Öffnens des Bypassventils ansteuern.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Heißleimauftragsverfahren mit einem Heißleimauftragssystem nach Anspruch 7 oder 8. Die Leimdruckleitung wird mittels einer Leimpumpe mit Druck beaufschlagt. Die Kraftbeaufschlagungsmittel umfassen einen Druckluftkolben oder einen Hydraulikkolben. Bei einem Leimpumpenstopp wird die auf den Druckluftkolben wirkende Druckluft – bevorzugt in dem Druckluftkanal – abgebaut. In der Ausführungsform, in der anstelle des Druckluftkolbens ein Hydraulikkolben vorgesehen ist, wird entsprechend der hydraulische Druck abgebaut. Dies führt bevorzugt dazu, dass sich bei abgestellter Leimpumpe die Bypassanordnung öffnet. Der Arbeitsdruck in den Förderschläuchen und dem Leimpumpenraum wird hierdurch bevorzugt also abgebaut. Der Bediener kann also, nachdem er die Leimpumpe abgestellt hat, an dem System arbeiten, also beispielsweise einen Schlauch abbauen oder ein Ventil demontieren, ohne Gefahr zu laufen, dass er durch das Herausspritzen von mit Arbeitsdruck beaufschlagtem Heißleim verletzt wird. Ein wichtiger Arbeitssicherheitsaspekt hierbei ist, dass für das Drucklosstellen des Leims keine weitere Handlung erforderlich ist, die vergessen werden könnte. Bevorzugt ist ein Schalter zum Abschalten des Heißleimauftragssystems vorgesehen und die Druckluft wird bevorzugt abgebaut und damit die Bypassanordnung geöffnet, sobald das Heißleimauftragssystem ausgeschaltet wird.
-
Bevorzugt ist eine Notstoppvorrichtung vorgesehen. Mit Vorteil wird auch bei einer Betätigung des Notstopps die Druckluft abgebaut und die Bypassanordnung geöffnet.
-
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Leimdruckleitung mittels einer Leimpumpe – bevorzugt einer Zahnradpumpe – mit Druck beaufschlagt und die Leimpumpe fördert unabhängig von der Abnahmemenge kontinuierlich. Das Bypassventil übernimmt dann bevorzugt die zusätzliche Funktion einer Druckwaage. Sie dient in diesem Fall der kontinuierlichen Steuerung des Betriebsdrucks des Leims. Bei der Leimpumpe kann es sich in dieser Ausführungsform um eine kontinuierlich fördernde Zahnradleimpumpe oder eine andere kontinuierlich fördernde Leimpumpe handeln. Überschüssige Leimmengen werden in dieser Ausführungsform über den Bypass selbstregulierend in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Der Betriebsdruck wird dadurch in engen Grenzen konstant gehalten. Auf diese Weise kann eine kostengünstige, kontinuierlich fördernde Leimpumpe Verwendung finden.
-
Die Erfindung soll nun anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine schematische Übersichtsansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heißleimsystems;
-
2 eine Querschnittsdarstellung des Bypassventils des in 1 gezeigten Systems;
-
3 ein Detail aus 2.
-
4 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Bypassventils
-
Das in 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Heißleimauftragssystem umfasst folgende Komponenten:
- – Einen beheizbaren Tank 110, in dem der Heißleim in festem Aggregatszustand als Granulat oder in Blockform eingegeben und auf eine Temperatur, bei welcher er einen schließfähigen Zustand aufweist, erhitzt wird. Der Tank 110 dient somit zur Bevorratung und Verflüssigung des Heißleims. Hierzu umfasst der Tank eine Heizung 111 die eine oder mehrere Heizzonen aufweisen kann. Zur Ermittlung der Isttemperatur des Heißleims und zur Ansteuerung der Heizung im Sinne des Aufheizens auf einen vorgewählten Sollwert sind Temperatursensoren 112 vorgesehen.
- – Eine Leimpumpe 120, die den aufgeschmolzenen Heißleim zu den angeschlossenen Verbrauchern fördert.
- – Eine Bypassanordnung 130 mit einem Bypassventil 131, welches entweder eine Bypassleitung 123 öffnet oder verschließt. Die Bypassleitung verläuft parallel zur Leimpumpe 120 und ermöglicht im geöffneten Zustand des Bypassventils eine Rückführung des Leims aus der Leimdruckleitung 120 in den Tank 110.
- – Einen Leimfilter 140, der verhindert, das Partikel mit einer Größe, die zur Verstopfung der Auftragsventile führen könnten, zur Verbraucherseite gelangen.
- – Einen Leimverteiler 150, der über mehrere Hydraulikanschlüsse verfügt, an die beheizbare Förderschläuche 200 zur Versorgung mit Heißleim angeschlossen werden können.
- – Eine elektronische Steuerung 170 mit einer Mehrzonen-Temperaturregelung und -überwachung 171 und einem Bedien- und Anzeigegerät 172. Die Mehrzonen-Temperaturregelung und -überwachung sorgt für die Erreichung und Einhaltung der Solltemperatur der Tankheizzonen und über mehrere externe Anschlüsse für die Erreichung und Einhaltung der Solltemperatur für angeschlossene beheizbare Förderschläuche 200 und beheizbare Auftragsventile 300, sowie für deren Überwachung. Die Förderschläuche 200 sind Teil einer Leimdruckleitung 121, über die der Heißleim vom Reservoir zur Auftragseinheit zuleitbar ist.
-
Die beheizbaren Förderschläuche 200 dienen der Versorgung der Auftragsventile 300 mit flüssigem Heißleim. Sie verfügen über eigene Heizungen 210, um den vom Tank 110 zugeführten Heißleim in flüssigem Zustand zu halten. Zur Einhaltung der Betriebstemperatur wird mit den Temperatursensoren 112 die Isttemperatur des Heißleims erfasst und für die Regelung an die Steuerung 170 gemeldet.
-
Die beheizbaren Auftragsventile 300, die Teil einer als Ganzes mit 400 bezeichneten Auftragseinrichtung sind, sorgen über ein elektrisch, elektropneumatisch oder piezoelektrisch betätigtes Verschlussorgan und eine Düse für die Dosierung und Positionierung eine auf das zu verklebende Substrat 10 aufzubringenden Heißleimportion 20. Sie werden über eine Heizung 310 erwärmt und die Temperatur wird über Temperatursensoren 320 erfasst sowie die Heizung 310 im Sinne eines Ist-Sollwertabgleichs geregelt, um den vom Tank 110 über die beheizbaren Förderschläuche zugeführten Heißleim soweit zu verflüssigen, dass er abhängig von der Anwendung mit der benötigten Viskosität und Temperatur über die Auftragsventile 300 aufgetragen werden kann.
-
Auch die Förderschläuche 200 sind mit Heizungen 210 und Temperatursensoren ausgestattet, um die Fließfähigkeit des Heißleims in den Förderschläuchen beeinflussen zu können.
-
1 zeigt, dass das Heißleimauftragssystem 100 eine Bypassanordnung 130 umfasst. Die Bypassanordnung umfasst ein Bypassventil 131, welches ein eine Ventilöffnung 501 entweder öffnendes oder verschließendes Verschlussorgan 502 umfasst. Die Bypassanordnung 130 umfasst zudem eine Bypassleitung 132 und einen Rückflusskanal 515. Das Bypassventil 131 ist mit der Bypassleitung 132 verbunden, die ihrerseits mit der Leimdruckleitung 121 verbunden ist. Das Bypassventil 131 ist über eine Rücklauföffnung 516 zudem mit dem Rückflusskanal 515 verbunden, der eine Verbindung zu dem Tank 110 herstellt. Durch die Bypassanordnung 130 ist der Arbeitsdruck und der Überdruck in der Leimdruckleitung 121 abbaubar, da bei geöffneter Ventilöffnung 501 unter Atmosphärenüberdruck stehender Leim aus der Leimdruckleitung 121 durch die Bypassleitung 132 und den Rückflusskanal 515 in den Tank 110 (genauer gesagt in eine zum Tank führende Leitung) zurückfließt.
-
Das Verschlussorgan ist mittels einer Stange 503 mit den Kraftbeaufschlagungsmitteln 600 gekoppelt. Es ist hierzu mit einer Stange 503 verbunden, die mit Kraftbeaufschlagungsmitteln 600 gekoppelt ist (siehe 2). Die Kraftbeaufschlagungsmittel 600 umfassen einen Zylinder mit einem mit Druckluft aus dem Druckluftkanal 603 beaufschlagten Druckluftkolben 601.
-
Die Bypassanordnung 130 hat mehrfache Sicherheitsfunktionen:
-
In den Luftbereich, also den Druckluftkanal 603, wird während der Produktion ein Betriebsluftdruck angelegt. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt dies über die Pneumatikpumpe 604, die Teil des Systems 100 ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Betriebsluftdruck durch eine externe Druckluftquelle bereitgestellt wird. Die Höhe des Drucks der Druckluft und die Fläche des Druckluftkolbens 601 sind so aufeinander abgestimmt, dass auf das Verschlussorgan 502 eine – in 2 nach unten wirkende – Kraft bewirkt wird, die etwas größer ist, als die von dem Leim in der Leimdruckleitung 121 über die Bypassleitung 132 auf das Verschlussorgan – in 2 nach oben – ausgeübte Kraft. Bei üblichen Betriebsverhältnissen verschließt das Verschlussorgan 502 also die Ventilöffnung 501, wie dies in 2 dargestellt ist. Steigt der Leimdruck in dem Fördersystem nach der Leimpumpe 120 in einen höheren Bereich, dann öffnet die Bypassanordnung und der Leimüberdruck wird abgebaut. Die Bypassanordnung verhindert also in einem Fehlerfall einen gefährlichen, über den üblichen Betriebsdruck hinausgehenden Leimüberdruck. Ein derartiger gefährlicher Überdruck kann insbesondere bei Heißleim bei Temperaturen mit mehr als 100° zu Verbrennungen, zusätzlich zu den Druckverletzungen führen. Im schlimmsten Fall könnten Schläuche platzen oder Verbindungen undicht werden.
-
Eine weitere Sicherheitsfunktion besteht darin, dass bei einem Leimpumpenstopp, etwa nach Abschalten des Systems oder einem Notstopp, die Druckluft in dem Druckluftkanal 603 abgebaut wird. Damit fällt die durch die Kraftbeaufschlagungsmittel 600 auf das Verschlussorgan – in 2 nach unten – wirkende Kraft weg und der Leimatmosphärenüberdruck öffnet den Bypass. Der Arbeitsdruck in den Förderschläuchen und dem Leimpumpenraum wird abgebaut. Auf diese Weise ist ein sicheres Arbeiten möglich. Es kann dann beispielsweise ein Schlauch abgebaut oder ein Ventil demontiert werden, ohne schwere Folgen für die Gesundheit. Der Bediener muss nicht daran denken, dass nach einem Leimpumpenstopp, beispielsweise durch Abschalten des Systems oder einem Notstopp, vor einer Demontage der Leimarbeitsdruck über das Ventil oder eine Entlastungsöffnung abgebaut werden muss. Verletzungen, die durch das Vergessen dieser Maßnahme herbeigeführt würden, werden also zuverlässig verhindert. Dies hat besondere Bedeutung, da häufig ein Abbauen des Leimarbeitsdrucks über die Ventile oder über eine Ablassöffnung nicht so einfach möglich ist, da diese Geräte immer mehr und tiefer in die Maschinen integriert werden. Ein einfacher und gefährdungsfreier Zugang ist daher nicht immer gegeben.
-
Die Bypassanordnung kann auch die zusätzliche Funktion einer Druckwaage haben. Dies ist allerdings nicht immer notwendig und auch nicht immer möglich. In diesem Fall kann die Leimpumpe, mittels der die Leimdruckleitung 121 mit Druck beaufschlagt wird, als Kosten günstige, kontinuierlich fördernde Leimpumpe ausgeführt sein. Beispielsweise kann es sich um eine kontinuierlich fördernde Zahnradleimpumpe handeln. Die Leimpumpe fördert Leim also in diesem Ausführungsbeispiel unabhängig von der Leimabnahmemenge. Überschüssige Leimmengen werden dann über den Bypass selbstregulierend in den Tank zurückgeführt. Der Leimbetriebsdruck wird dadurch in engen Grenzen konstant gehalten.
-
Das in den 2 und 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Bypassventils ist einfachwirkend. Wie 2 zeigt, weist das Bypassventil 131 eine Balgdichtung 504 auf. Die Balgdichtung weist die Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers auf. Sie hat keine Falten.
-
Die Stange 503 ist in einer Bohrung 517 in dem Ventilkörper 519 geführt. Anders ausgedrückt ist die Stange 503 zwischen dem Kraftbeaufschlagungsmittel 600 und dem Verschlussorgan 502 in einer Lagerhülse, die ortsfest in einem Ventilblock angeordnet ist, eine relative Längsverlagerung zwischen der Stange 503 und der Lagerhülse erlaubend, gelagert. Die Lagerhülse kann durch den Ventilkörper oder den Ventilblock selbst gebildet sein.
-
Die Balgdichtung 504 dichtet die Stange gegen diese als Bohrung 517 ausgestaltete Führung ab. Die Balgdichtung 504 bewirkt also, dass durch den Führungsspalt 518 zwischen Stange 503 und Bohrung 517 kein Leim treten kann.
-
Durch die Balgdichtung 504 wird vermieden, dass Klebstoff in den Luftraum, also beispielsweise zu dem Druckluftkolben 601 gelangen kann und die Beweglichkeit der Stange 503 und/oder des Druckluftkolbens 601 und damit die einwandfreie Funktion des Bypasses gehemmt würde. Diese Gefahr besteht insbesondere deswegen, weil durch die hohen Temperaturen die Gefahr des Verbackens solch vagabundierender Klebstoffe besteht, wodurch die Bewegung gehemmt werden kann. Durch die Balgdichtung wird diese Gefahr der Fehlfunktion besonders sicher vermieden. Klebstoff kann nicht mehr in den Luftraum gelangen.
-
Wie am Besten 3 zeigt, ist die Balgdichtung 504 mit einem – in 3 unten gelegenen – Endbereich 505 an der Stange 503 befestigt und mit dem anderen – in 3 oben gelegenen – Endbereich 507 an dem Ventilkörper 519 befestigt.
-
Der stangenseitige Endbereich 505 der Balgdichtung ist form- und kraftschlüssig mit der Stange 503 verbunden. Dies ist dadurch verwirklicht, dass die Stange 503 eine Einschnürung 506 aufweist, in die die Balgdichtung 504 formschlüssig eingreift. Der Kraftschluss wird dadurch bewirkt, dass der Innendurchmesser der Balgdichtung in diesem Bereich im entspannten Zustand der Balgdichtung geringer ist, als der Durchmesser der Einschnürung.
-
Auch die Verbindung des nicht-stangenseitigen Endbereichs 507 der Balgdichtung mit dem Ventilkörper 519 ist form- und kraftschlüssig ausgeführt. Der Formschluss wird dadurch bewirkt, dass die Balgdichtung einen Wulst aufweist, der in komplementäre Vertiefungen 509, 509´ der Klemmflächen 510, 511 des übrigen Bypassventils formschlüssig eingreift. Der Kraftschluss wird dadurch bewirkt, dass der nicht-stangenseitige Endbereich 507 zwischen einer Klemmfläche 511, die auf eine weitere Klemmfläche 510 zu bewegbar ist, verklemmt ist. Die bewegbare Klemmfläche 511 wird durch einen Aufsatz 514 einer Hülse 513 bereitgestellt. Die Hülse 513 ist in Richtung der Achse A der Stange 503 mit dem Ventilkörper 519 verschraubbar. Zu diesem Zweck weist die Hülse 513 ein Außengewinde auf, welches in ein komplementäres Innengewinde des Ventilkörpers 519 greift. Die weitere Klemmfläche 510 ist nicht bewegbar und von dem übrigen Ventilkörper 519 gebildet. Um eine Klemmung in diese Richtung zu bewirken, weist die Balgdichtung 504 in ihrem nicht-stangenseitigen Endbereich 507 eine nach außen gerichtete Krümmung um etwa 90° auf.
-
4 zeigt ausschnittsweise ein Ausführungsbeispiel des Bypassventils als doppeltwirkendes Bypassventil. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zu dem In den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel des Bypassventils eingegangen.
-
Die Kraftbeaufschlagungsmittel 600 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Betätigungsmittel 700 ausgeführt.
-
Die Betätigungsmittel 700, mit denen die Stange 503, die in diesem Ausführungsbeispiel auch als Betätigungsstange 708 bezeichnet werden kann, in ihrer Längsrichtung bewegt und somit das Verschlussorgan zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellung, in welcher es die Ventilöffnung freigibt, verlagerbar ist, umfassen einen doppelt wirkenden Zylinder 701. Letzterer umfasst einen Kolben 702, der mit der Betätigungsstange 708 verbunden ist. Der Kolben 702 teilt das Zylindervolumen in ein oberes Zylindervolumen 703 und ein unteres Zylindervolumen 704 und dichtet diese beiden Zylindervolumina gegeneinander ab. In das obere Zylindervolumen 703 mündet ein erster Druckluftkanal 705, in das untere Zylindervolumen 704 ein zweiter Druckluftkanal 706. Durch Einleiten von Luft über die ersten und zweiten Druckluftkanäle 705 und 706 unter Drücken, die entweder eine resultierende, nach unten oder nach oben auf den Kolben 702 wirkende Kraft erzeugen, kann das Verschlussorgan zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellung verlagert und somit der Bypass geöffnet oder geschlossen werden.
-
Das Bypassventil kann im Betrieb des Heißleimauftragssystems auch in diesem Ausführungsbeispiel sogleich die Funktion eines Überdruckventils aufweisen, da der der Leimdruckleitung zugeführte Heißleim gegen das Verschlussorgan unter einem Druck anliegt, der bestrebt ist, das Verschlussorgan im Sinne einer Freigabe der Ventilöffnung zu verlagern. Die Drücke, unter denen die Druckluft in den oberen und unteren Zylindervolumina 703, 704 anliegt, können während des Betriebs so gewählt werden, dass die von dem Heißleim auf das Verschlussorgan ausgeübte Kraft bei Erreichen der vorgewählten Druckgrenze gerade ausreicht, es anzuheben und die Ventilöffnung freizugeben.
-
Das Verschlussorgan ist mit der Betätigungsstange 708 verbunden, welcher ihrerseits mit Betätigungsmitteln 700 gekoppelt ist.
-
Um zu vermeiden, dass bei Offenstellung des Bypassventils 709 Heißleim in das untere Zylindervolumen 704 gelangen kann, ist eine in 4 nicht gezeigte Balgdichtung vorgesehen. Diese kann die gleiche Form und Größe wie die in den 2 und 3 gezeigte Balgdichtung 504 aufweisen und auf die gleiche Art an der Stange und dem übrigen Bypassventil befestigt sein. Der in 4 nicht gezeigte Teil des Bypassventils 709 kann vollständig wie bei dem in 2 gezeigten Bypassventil 131 ausgeführt sein.
-
Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel des Bypassventils 709 kann anstelle des in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiels des Bypassventils in dem erfindungsgemäßen Heißleimauftragssystem 100 enthalten sein, das dann unter anderem um einen in 1 nicht gezeigten zweiten Druckluftkanal 706 ergänzt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Substrat
- 20
- Heißleim
- 100
- Heißleimauftragssystem
- 110
- Tank
- 111
- Heizung
- 112
- Temperatursensoren
- 120
- Leimpumpe
- 121
- Leimdruckleitung
- 130
- Bypassanordnung
- 131
- Bypassventil
- 132
- Bypassleitung
- 140
- Leimfilter
- 150
- Leimverteiler
- 170
- elektronische Steuerung
- 171
- Mehrzonen-Temperaturregelung
- 172
- Bedien- und Anzeigegerät
- 200
- Förderschläuche
- 210
- Heizung
- 220
- Temperatursensoren
- 300
- Auftragsventile
- 310
- Heizung
- 320
- Temperatursensoren
- 400
- Auftragseinrichtung
- 501
- Ventilöffnung
- 502
- Verschlussorgan
- 503
- Stange
- 504
- Balgdichtung
- 505
- stangenseitiger Endbereich
- 506
- Einschnürung
- 507
- nicht stangenseitiger Endbereich
- 508
- Wulst
- 509, 509´
- komplementäre Vertiefung
- 510
- Klemmfläche
- 511
- Klemmfläche
- 512
- Krümmung
- 513
- Hülse
- 514
- Aufsatz
- 515
- Rückflusskanal
- 516
- Rücklauföffnung
- 517
- Bohrung
- 518
- Spalt
- 519
- Ventilkörper
- 600
- Kraftbeaufschlagungsmittel
- 601
- Druckluftkolben
- 602
- Zylinder
- 603
- Druckluftkanal
- 604
- Pneumatikpumpe
- 700
- Betätigungsmittel
- 701
- doppelt wirkender Zylinder
- 702
- Kolben
- 703
- oberes Zylindervolumen
- 704
- unteres Zylindervolumen
- 705
- erster Druckluftkanal
- 706
- zweiter Druckluftkanal
- 708
- Betätigungsstange
- 709
- Bypassventil
- A
- Achse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006039839 A1 [0002]
