DE102014010843A1 - Dosing nozzle and method for the metered application of highly viscous media - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosierdüse für hochviskose Medien mit einem Düsenkörper (2), in dem eine Austrittsöffnung (3) für das zu dosierende Medium ausgebildet ist, wobei zumindest eine Druckluftdüse (4) der Austrittsöffnung (3) zugeordnet ist.The invention relates to a metering nozzle for highly viscous media with a nozzle body (2), in which an outlet opening (3) is formed for the medium to be metered, wherein at least one compressed air nozzle (4) is associated with the outlet opening (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierdüse für hochviskose Medien mit einem Düsenkörper, in dem eine Austrittsöffnung für das zu dosierende Medium ausgebildet ist sowie ein Verfahren zum Auftragen hochviskoser Medien auf ein Substrat durch eine Dosierdüse, durch die das Medium als Medienstrom durch eine Austrittsöffnung hindurchgepresst wird. Sowohl die Dosierdüse als auch das Verfahren sind insbesondere geeignet, um Klebstoffe aufzutragen.The invention relates to a metering nozzle for highly viscous media with a nozzle body in which an outlet opening is formed for the medium to be metered and a method for applying highly viscous media to a substrate by a metering, through which the medium is pressed through a discharge opening as a media stream. Both the metering nozzle and the method are particularly suitable for applying adhesives.

Viele technische Fluide oder Medien zeigen spezielle Fließeigenschaften und deren Verhalten ist weder rein viskos noch rein elastisch. Die Kombination sowohl viskoser als auch elastischer Eigenschaften führt beim Auftragen von Medien durch eine Düse zu einem Fadenziehen, insbesondere dann, wenn die viskosen und elastischen Eigenschaften eng beieinander liegen. Eine spezielle Ausgestaltung solcher Fluide sind hochviskose Klebstoffe, die vielfach automatisiert auf ein Substrat aufgetragen werden oder aufgetragen werden sollen. Eine Anforderung an solche Klebstoffe ist die sogenannte Standfestigkeit. Klebstoffe, beispielsweise in der Automobilindustrie, härten häufig heiß aus. Ein nicht auswaschbeständiger Klebstoff würde sich im KTL-Bad über das Bauteil verteilen, was unerwünscht ist. Um die gewünschte Standfestigkeit zu gewährleisten, ist es notwendig, dass der Klebstoff im aufgetragenen Ruhezustand dominant elastisch ist, also dass der elastische Modul über dem viskosen Modul liegt. Im bewegten Zustand soll der viskose Modul über dem elastischen Modul liegen, so dass der Klebstoff fließen kann. Liegen elastischer Modul und viskoser Modul genau übereinander, besteht die maximale Neigung zu einem Fadenzug nach dem Beenden des eigentlichen Dosiervorganges.Many technical fluids or media show special flow properties and their behavior is neither purely viscous nor purely elastic. The combination of both viscous and elastic properties results in stringing when applying media through a nozzle, especially when the viscous and elastic properties are close together. A special embodiment of such fluids are highly viscous adhesives, which are often automatically applied to a substrate or to be applied. One requirement for such adhesives is so-called stability. Adhesives, for example in the automotive industry, often cure hot. A non-washout adhesive would spread over the component in the cathodic dip bath, which is undesirable. In order to ensure the desired stability, it is necessary that the adhesive in the applied rest state is dominant elastic, so that the elastic module is located above the viscous module. In the moved state, the viscous module should lie over the elastic module so that the adhesive can flow. If the elastic module and the viscous module lie exactly above one another, there is the maximum tendency for a threadline after the actual dosing process has ended.

Ein fehlerhaft aufgetragener Klebstoff, die sogenannte Klebstoffraupe, sorgt für Verschmutzungen, die immer händisch entfernt werden müssen und so Klebeprozesse unnötig verteuern. Aus fertigungstechnischer Sicht ist ein solcher Fehler unbedingt zu vermeiden. Die angesprochene Problematik ist durch Veränderung der Klebstoffformulierung nicht zu beheben. Die Lage des elastischen Moduls und des viskosen Moduls hängt vorwiegend von zwei Faktoren ab, nämlich der Scherrate und der Temperatur. Über beide Parameter kann das Verhältnis von dem elastischen zu dem viskosen Modul beeinflusst werden, wodurch sich auch der Fadenzug beeinflussen lässt.An incorrectly applied adhesive, the so-called adhesive bead, causes soiling, which must always be removed by hand, thus unnecessarily increasing the costs associated with adhesive processes. From a production point of view, such an error is to be avoided. The mentioned problem can not be solved by changing the adhesive formulation. The location of the elastic modulus and the viscous modulus depends primarily on two factors, shear rate and temperature. Both parameters can be used to influence the ratio of the elastic to the viscous module, which can also influence the thread tension.

Eine Möglichkeit zur Verringerung des Fadenzuges besteht darin, die Verfahrgeschwindigkeit der Dosierdüse beim Absetzen dergestalt zu verändern, dass eine geringe Scherrate vorliegt, bei der das Fadenziehen möglichst gering ausfällt. Eine hinreichend hohe Scherrate ist durch Relativbewegungen der Düse normalerweise nicht zu erreichen. Diese Anpassung geht zu Lasten der Prozesszeit. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, vor dem Abfahren der Dosierdüse von dem Bauteil mit einem kleinen Abstand über der bereits dosierten Raupe weiterzufahren und so den gezogenen Faden auf der bereits applizierten Raupe abzulegen. Auch dieses Verfahren kostet Prozesszeit.One way to reduce the thread tension is to change the traversing speed of the metering nozzle during settling in such a way that there is a low shear rate at which the thread pulling is as small as possible. A sufficiently high shear rate can not normally be achieved by relative movements of the nozzle. This adaptation is at the expense of the process time. Another possibility is to continue before the shutdown of the metering of the component with a small distance above the already metered bead and so drop the drawn thread on the already applied bead. This procedure also costs process time.

Eine weitere technische Maßnahme zur Lösung des Problems des Fadenziehens sind sogenannte „Snuff-Back”-Ventile, bei der mit der Schließbewegung des Dosierventils eine rückziehende Bewegung vollzogen wird, so dass an der Düsenspitze der Klebstoff zurückgezogen werden soll. Dies funktioniert jedoch nur bei einigen Klebstoffen, die sich rheologisch günstig verhalten.Another technical measure to solve the problem of thread pulling are so-called "snuff-back" valves, in which with the closing movement of the metering a retracting movement is performed so that the adhesive is to be withdrawn at the nozzle tip. However, this only works for some adhesives that are rheologically favorable.

Eine weitere technische Lösung sieht einen Draht vor, der nach Beendigung der Applikation vor der Dosierdüse entlang fährt. Problematisch hieran ist, dass der Draht nach einiger Zeit Klebstoffanhaftungen aufweist, die ihrerseits wieder Fäden ziehen. Die oben beschriebenen Lösungen sind prozesstechnisch nicht zuverlässig und teilweise nur durch zusätzliche Geräte in dem Prozess integrierbar. Darüber hinaus erfordern die Lösungen Prozesszeit, was vermieden werden soll.Another technical solution provides for a wire which travels in front of the dosing nozzle after the application has been completed. The problem with this is that the wire after some time has adhesive adhesions, which in turn pull strings again. The solutions described above are not reliable in terms of process technology and can in part only be integrated by additional devices in the process. In addition, the solutions require process time, which should be avoided.

Die DE 15 75 99 beschreibt eine Klebstoffauftragsvorrichtung zur Verwendung in Verpackungsmaschinen. Der Klebstoffauftrag erfolgt mittels einer Düsenanordnung, deren Klebstoffaustrittsdüsen durch federbelastete Kugelventile verschlossen sind. Um ein Eintrocknen des Klebstoffs im Bereich der Düsenmündung zu vermeiden, ist vor der Düsenmündung eine bewegbare und gegen deren Rand abdichtbare Verschlusshaube sowie eine Verdunstungseinrichtung für Lösungsmittel in dem von der Verschlusshaube umschlossenen Raum vor der Düsenmündung vorgesehen.The DE 15 75 99 describes an adhesive applicator for use in packaging machines. The adhesive is applied by means of a nozzle arrangement whose adhesive outlet nozzles are closed by spring-loaded ball valves. In order to avoid drying of the adhesive in the region of the nozzle orifice, a movable sealing cap which can be sealed against its edge and a solvent evaporation device in the space enclosed by the closure cap in front of the nozzle orifice are provided in front of the nozzle orifice.

Die DE 35 42 903 A1 betrifft eine Vorrichtung zum intermittierenden Auftragen von Flüssigkeiten wie Klebstoff. Die Düsenanordnung weist zwei hintereinander geschaltete Absperrventile auf, von denen ein der Düse direkt vorgeschaltetes Hauptventil den Strom vom Vorratsbehälter zur Düse unterbrechen kann, während ein dem Hauptventil vorgeschaltetes Vorventil eine an die Leitung anschließbare Rückleitung zum Vorratsbehälter absperrt, wobei beide Ventile in einstellbarer zeitlicher Relation zueinander steuerbar sind. Durch diese Ventilanordnung ist es möglich, durch das Vorventil die Druckverhältnisse am Hauptventil sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen in dem gewünschten Maße zu regeln und sowohl eine konstante Auftragsdicke als auch ein sauberes Einsetzen und Beenden des Auftrages zu erreichen.The DE 35 42 903 A1 relates to a device for the intermittent application of liquids such as adhesive. The nozzle arrangement has two shut-off valves connected in series, one of which directly upstream main valve can interrupt the flow from the reservoir to the nozzle, while a pre-valve upstream of the main valve shuts off a connectable to the line return line to the reservoir, both valves in adjustable temporal relation to each other are controllable. By means of this valve arrangement, it is possible to regulate the pressure ratios at the main valve by the pilot valve both during opening and closing to the desired extent and to achieve both a constant application thickness and a clean insertion and termination of the order.

Die DE 696 32 795 T3 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausgabe kleiner Mengen eines flüssigen Materials. Insbesondere das schnelle Ausgeben kleiner Mengen eines viskosen Materials wie ein Flussmittel zum Löten oder anderer, flüssiger und haftender Materialien ermöglicht. The DE 696 32 795 T3 relates to an apparatus and method for dispensing small amounts of a liquid material. In particular, the rapid dispensing of small amounts of a viscous material such as a flux for soldering or other, liquid and adhesive materials allows.

Die DE 30 27 196 C2 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abgabe von Kunststoff- oder Kunstharzbeschichtungsmaterialien in einem flüssigen Zustand. Ein Teil des Materials wird bei einer ersten, niedrigen Temperatur gespeichert, während ein anderer Teil des Materials in einer separaten Umlaufvorrichtung von einer zweiten, höheren Temperatur gehalten und wahlweise aus der Umlaufvorrichtung abgegeben wird. Teile des Materials der Umlaufvorrichtung, die Lösungsmittel enthalten, werden gemischt, wobei die Temperatur des Materials in der Umlaufstrecke oberhalb des Siedepunktes oder des Schäumungspunktes des Lösemittels liegt. Zur Fluidabgabe wird ein Luftschalter eingesetzt.The DE 30 27 196 C2 relates to an apparatus and method for dispensing plastic or synthetic resin coating materials in a liquid state. A portion of the material is stored at a first, low temperature while another portion of the material is held in a separate recirculation device at a second, higher temperature and optionally discharged from the recirculation device. Parts of the material of the circulating device which contain solvents are mixed, the temperature of the material in the circulation path being above the boiling point or the foaming point of the solvent. For fluid delivery, an air switch is used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dosierdüse und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen höhere Taktzeiten und ein saubereres Applikationsbild des aufgetragenen Mediums möglich ist, so dass weniger Nacharbeit notwendig wird und eine geringere Verschmutzung vorliegt.The object of the present invention is to provide a metering nozzle and a method with which higher cycle times and a cleaner application image of the applied medium is possible, so that less rework is necessary and there is less contamination.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Dosierdüse mit den Merkmalen des Hauptanspruches und ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.According to the invention this object is achieved by a metering with the features of the main claim and a method having the features of the independent claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures.

Die Dosierdüse für hochviskose Medien mit einem Düsenkörper, an dem eine Austrittsöffnung für das zu dosierende Medium ausgebildet ist, sieht vor, dass zumindest eine Druckluftdüse der Austrittsöffnung zugeordnet ist. Durch die Anordnung der Druckluftdüse an oder in der Austrittsöffnung, so dass die Druckluftdüse der Austrittsöffnung zugeordnet und der Druckluftstrahl oder Druckluftimpuls auf das Medium gerichtet ist, ist es möglich, einen gezielten Luftstrahl oder Druckluftimpuls auf das Medium auszuüben, so dass nach Beendigung des Fördervorganges bei der Applikation des Klebstoffes oder des Mediums die Scherrate kurzfristig erhöht wird, so dass der Ort des Fadenabrisses in oder an die Dosierdüse verlagert wird und der Vorgang des Fadenabrisses kontrolliert und gesteuert mit einfachen Mitteln erfolgt. Aufwendige zusätzliche Anlagen zum Reinigen von Düsen entfallen, es ergibt sich ein sauberer Prozess und die Prozesszeiten können weiter verringert werden.The metering nozzle for highly viscous media with a nozzle body, on which an outlet opening is formed for the medium to be metered, provides that at least one compressed air nozzle is associated with the outlet opening. The arrangement of the compressed air nozzle at or in the outlet opening, so that the compressed air nozzle associated with the outlet and the compressed air jet or compressed air pulse is directed to the medium, it is possible to exert a targeted air jet or compressed air pulse to the medium, so that after completion of the delivery process the application of the adhesive or the medium, the shear rate is increased in the short term, so that the location of the thread break is shifted into or on the metering and controlled the process of thread breakage and controlled by simple means. Elaborate additional equipment for cleaning nozzles omitted, it results in a clean process and the process times can be further reduced.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Druckluftdüse ringförmig um die Austrittsöffnung herum angeordnet ist, so dass die Druckluft gleichmäßig allseitig von außen auf den Medienstrom einwirkt und dadurch eine gleichmäßige Erhöhung der Scherrate und damit eine präzise Unterbindung einer Fadenbildung erfolgt. Alternativ dazu kann eine Düsenöffnung alleine in Richtung auf den Medienstrom ausgerichtet sein, ebenso können mehrere Düsenöffnungen durch die Druckluftdüse ausgebildet sein, die auf die Austrittsöffnung gerichtet sind, um im Bereich der Austrittsöffnung des hochviskosen Mediums, beispielsweise Klebstoff, einen Druckluftimpuls auszuüben.A further development of the invention provides that the compressed-air nozzle is arranged in a ring around the outlet opening, so that the compressed air acts uniformly on all sides from the outside on the media flow and thereby a uniform increase in the shear rate and thus a precise suppression of threading takes place. Alternatively, a nozzle opening may be aligned alone in the direction of the media flow, as well as a plurality of nozzle openings may be formed by the compressed air nozzle, which are directed to the outlet opening to exert a compressed air pulse in the region of the outlet opening of the highly viscous medium, such as adhesive.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Druckluftdüse oder die Druckluftdüsen in dem Düsenkörper ausgebildet sind, so dass sich eine kompakte Bauweise ergibt. Durch die Integration der Druckluftdüse oder der Druckluftdüsen in den Düsenkörper kann eine gerätetechnische Integration vorgenommen werden, die Führung der Druckluft durch in den Düsenkörper integrierte Druckluftkanäle gewährleistet eine präzise Zuordnung und Strömungsführung der Druckluft zu dem aufzubringenden Material.A variant of the invention provides that the compressed air nozzle or the compressed air nozzles are formed in the nozzle body, so that results in a compact design. By integrating the compressed air nozzle or the compressed air nozzles in the nozzle body, a device integration can be made, the leadership of the compressed air integrated into the nozzle body compressed air channels ensures precise allocation and flow of compressed air to the material to be applied.

Alternativ zu der integrierten Ausgestaltung der Druckluftkanäle und der Druckluftdüse oder der Druckluftdüsen in dem Düsenkörper der Dosierdüse ist es möglich und vorgesehen, dass die Düse durch einen Spalt zwischen dem Düsenkörper und einer Manschette ausgebildet wird, die beabstandet zu dem Düsenkörper um diesen herum ausgebildet ist. Somit wird die Druckluft an der Außenseite des Düsenkörpers in dem Spalt zwischen der Manschette und dem Düsenkörper geführt und auf die Austrittsöffnung für das zu dosierende Medium geleitet. Die Manschette selbst kann eine Öffnung haben, die der Form der Austrittsöffnung des Düsenkörpers entspricht, so dass eine korrespondierende Formgebung durch die Austrittsöffnung durch die Manschette erreicht wird.As an alternative to the integrated design of the compressed air channels and the compressed air nozzles or the compressed air nozzles in the nozzle body of the metering nozzle, it is possible and provided that the nozzle is formed by a gap between the nozzle body and a sleeve, which is formed at a distance to the nozzle body around it. Thus, the compressed air is guided on the outside of the nozzle body in the gap between the sleeve and the nozzle body and passed to the outlet opening for the medium to be metered. The sleeve itself may have an opening which corresponds to the shape of the outlet opening of the nozzle body, so that a corresponding shaping is achieved through the outlet opening through the sleeve.

In dem Düsenkörper kann ein Austrittskanal für das zu dosierende Medium ausgebildet sein, in den die Druckluftdüse mündet. Das bedeutet, dass die Düsenöffnung in Förderrichtung oder Strömungsrichtung des zu dosierenden Mediums vor der Austrittsöffnung der Dosierdüse liegt, wodurch ein sauberer Abschluss des Auftrages des Mediums innerhalb der Dosierdüse erreicht werden kann. Dadurch wird der Medienstrom innerhalb der Düse unterbrochen oder getrennt, so dass kein Medium aus der Düse nach Beendigung des Auftragsvorganges und Unterbrechung der Medienzufuhr herausragt, so dass bei einem erneuten Beginn des Auftrages des Mediums ein sauberer Applikationsbeginn möglich ist.In the nozzle body may be formed an outlet channel for the medium to be metered, in which the compressed-air nozzle opens. This means that the nozzle opening in the conveying direction or flow direction of the medium to be metered is located in front of the outlet opening of the metering nozzle, whereby a clean completion of the order of the medium within the metering nozzle can be achieved. As a result, the media flow is interrupted or separated within the nozzle, so that no medium protrudes from the nozzle after completion of the application process and interruption of the media supply, so that a clean start of application is possible at a new start of the order of the medium.

An dem Düsenkörper selbst kann ein Druckluftanschluss angeordnet sein, so dass nur kurze Druckluftwege vorliegen und entsprechend geringe Reaktionszeiten realisierbar sind.On the nozzle body itself, a compressed air connection can be arranged so that only short Compressed air paths are present and correspondingly low reaction times can be realized.

Der Druckluftdüse kann eine in Strömungsrichtung der Druckluft der Düsenöffnung vorgelagertes Schaltventil zugeordnet sein, um kurze Taktzeiten und schnelle Druckimpulse durch die Druckluft zu ermöglichen. Das Schaltventil kann beispielsweise magnetbetrieben sein.The compressed air nozzle may be associated with a upstream in the flow direction of the compressed air of the nozzle opening switching valve to allow short cycle times and rapid pressure pulses through the compressed air. The switching valve may be magnetically operated, for example.

Die Druckluftdüse ist senkrecht oder in Ausströmrichtung des Mediums geneigt orientiert, so dass der Druckluftstrom in Richtung auf den Medienstrom gerichtet ist. Bei einer senkrechten Orientierung verläuft der Druckluftstrom senkrecht zur Ausströmrichtung des Mediums, bei einer geneigten Orientierung ist der Druckluftstrom in Richtung auf die Ausströmrichtung geneigt, so dass eine Geschwindigkeitskomponente der Druckluft in Ausströmrichtung vorhanden ist.The compressed air nozzle is oriented perpendicular or in the outflow direction of the medium inclined so that the compressed air flow is directed toward the media stream. In a vertical orientation of the compressed air flow is perpendicular to the outflow of the medium, in an inclined orientation of the compressed air flow is inclined in the direction of the outflow, so that a speed component of the compressed air is present in the outflow direction.

Die Druckluftdüse kann als separates Bauteil an dem Düsenkörper befestigt sein, so dass durch ein seitliches oder schräges Aufbringen eines Druckluftimpulses die Scherrate des aufzubringenden Mediums erhöht werden kann.The compressed air nozzle may be attached as a separate component to the nozzle body, so that by a lateral or oblique application of a compressed air pulse, the shear rate of the medium to be applied can be increased.

Bevorzugt ist die Druckluftdüse verschließbar ausgebildet, so dass die Druckluftdüse, insbesondere die Düsenöffnung verschlossen werden kann, um eine Verschmutzung oder Verstopfung zu vermeiden. Das Verschließen der Druckluftdüse oder der Düsenöffnung kann durch ein separates Element erfolgen, beispielsweise ein Ventil oder einen Schieber. Alternativ oder ergänzend kann die Druckluftdüse verlagerbar, insbesondere verschieblich oder verdrehbar, an dem Düsenkörper gelagert sein, um entweder den Querschnitt der Düsenöffnung zu verändern oder ihn vollständig zu verschließen. Durch die Verlagerbarkeit ist es auch möglich, unterschiedliche Winkel des Druckluftstrahles relativ zu dem Medienstrom einzustellen, falls dies notwendig sein sollte.Preferably, the compressed air nozzle is designed to be closed, so that the compressed air nozzle, in particular the nozzle opening can be closed in order to avoid contamination or clogging. The closing of the compressed air nozzle or the nozzle opening can be effected by a separate element, for example a valve or a slide. Alternatively or additionally, the compressed air nozzle can be displaceable, in particular displaceable or rotatable, mounted on the nozzle body in order either to change the cross section of the nozzle opening or to completely close it. Due to the displaceability, it is also possible to adjust different angles of the compressed air jet relative to the medium flow, if necessary.

Das Verfahren zum dosierten Auftragen hochviskoser Medien auf ein Substrat durch eine Dosierdüse, durch die das Medium als Medienstrom durch eine Austrittsöffnung hindurchgepresst wird, sieht vor, dass zur fadenfreien Unterbrechung des Medienstromes ein Druckluftimpuls auf den Medienstrom ausgeübt wird. Dadurch wird die Scherrate lokal an der Medienstromtrennstelle vergrößert und ein Fadenabriss vermieden.The method for the metered application of highly viscous media to a substrate by means of a metering nozzle, through which the medium is pressed through a discharge opening as a medium flow, provides that a compressed air pulse is exerted on the media flow for the thread-free interruption of the media flow. As a result, the shear rate is increased locally at the media flow separation point and a thread break avoided.

Der Fördervorgang des Medienstromes kann gleichzeitig oder kurz vor der Aufbringung des Druck- und Luftimpulses unterbrochen werden, um ein Nachfördern des Medienstroms zu verhindern. Der Druckluftimpuls kann in Ausströmrichtung vor der Ausströmöffnung auf den Medienstrom ausgeübt werden, um die Scherrate innerhalb der Dosierdüse zu erhöhen und den Fadenabriss innerhalb der Dosierdüse, insbesondere in einem Austrittskanal zu bewirken.The delivery process of the media stream can be interrupted at the same time or shortly before the application of the pressure and air pulse to prevent Nachfördern the media stream. The compressed air pulse can be exerted in the outflow direction in front of the outflow opening on the media flow in order to increase the shear rate within the metering and to cause the thread breakage within the metering, in particular in an outlet channel.

Der Druckluftimpuls ist entweder senkrecht zu der Strömungsrichtung des Medienstroms orientiert oder wird geneigt in Strömungsrichtung des Medienstromes aufgebracht, so dass eine Geschwindigkeitskomponente des Druckluftimpulses in Strömungsrichtung des Medienstromes zeigt.The compressed air pulse is either oriented perpendicular to the flow direction of the media stream or is applied inclined in the flow direction of the media stream, so that shows a velocity component of the compressed air pulse in the flow direction of the media stream.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Dosierdüse in Schnittansicht; 1 a schematic representation of a metering nozzle in a sectional view;

2 eine Variante der 1; 2 a variant of 1 ;

3 eine Querschnittsansicht senkrecht zur Strömungsrichtung; sowie 3 a cross-sectional view perpendicular to the flow direction; such as

4 eine Variante der 3. 4 a variant of 3 ,

1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine Dosierdüse 1, die einen Grundkörper 2 aufweist, in dem ein Aufnahmeraum 10 für das zu dosierende Medium, insbesondere ein hochviskoser Klebstoff vorgesehen ist. Nicht dargestellt ist eine Fördereinrichtung zur Förderung des Mediums in die durch den Pfeil angedeutete Richtung. Durch den Aufnahmeraum 10 wird das Medium durch einen Austrittskanal 5 in Richtung auf eine Austrittsöffnung 3 gefördert. Das Fördern wird solange fortgesetzt, bis der Auftrag des Mediums bzw. des Klebstoffes beendet werden soll. In der dargestellten Ausführungsform ist die Dosierdüse 1 im Wesentlichen zylindrisch mit einem runden Querschnitt ausgebildet, alternative Formgebungen sind möglich. Der Austrittskanal 5 erstreckt sich von dem Vorratsraum 10 bis zur Austrittsöffnung 3. Innerhalb des Düsenkörpers 2 ist eine Druckluftdüse 4 ausgebildet. Die Druckluftdüse 4 weist einen Druckluftanschluss 6 auf, der außen an dem Düsenkörper 2 befestigt ist. Innerhalb des Druckluftanschlusses 6 oder eines Druckluftzufuhrkanals ist ein Schaltventil 11 angeordnet, um den Druckluftanschluss 6 zu öffnen oder zu schließen und um dadurch Druckluftimpulse durch die Druckluftdüse 6 zu einer Düsenöffnung 8 zu leiten, die in den Austrittskanal 5 mündet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckluftdüse 4 als umlaufende Düse ausgebildet, die Düsenöffnung 8 ist als umlaufender Ring oder umlaufende Öffnung um den Austrittskanal 5 herum ausgebildet und in Strömungsrichtung des zu dosierenden Mediums vor der Austrittsöffnung 3 angeordnet. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a metering nozzle 1 that have a basic body 2 in which a receiving space 10 is provided for the medium to be metered, in particular a high-viscosity adhesive. Not shown is a conveyor for conveying the medium in the direction indicated by the arrow. Through the recording room 10 the medium is passed through an outlet channel 5 towards an exit opening 3 promoted. The conveying is continued until the application of the medium or the adhesive is to be terminated. In the illustrated embodiment, the metering nozzle 1 formed substantially cylindrical with a round cross-section, alternative shapes are possible. The exit channel 5 extends from the storeroom 10 to the outlet 3 , Inside the nozzle body 2 is a compressed air nozzle 4 educated. The compressed air nozzle 4 has a compressed air connection 6 on the outside of the nozzle body 2 is attached. Inside the compressed air connection 6 or a compressed air supply channel is a switching valve 11 arranged to the compressed air connection 6 to open or close and thereby compressed air pulses through the compressed air nozzle 6 to a nozzle opening 8th to head into the exit channel 5 empties. In the illustrated embodiment, the compressed air nozzle 4 formed as a rotating nozzle, the nozzle opening 8th is as a circumferential ring or circumferential opening around the outlet channel 5 trained around and in the flow direction of the medium to be metered in front of the outlet opening 3 arranged.

Nach Beendigung des Fördervorganges, beispielsweise durch Abschalten einer Förderpumpe, wird der Druckluftimpuls durch das Öffnen des Schaltventils 11 aufgebracht, die Druckluft wird durch die Druckluftdüse 6 und die in dem Düsenkörper 2 ausgebildeten Druckluftkanäle zu der Düsenöffnung 8 geleitet. Dort führt der Druckluftimpuls zu einer lokalen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des aufzubringenden Mediums und damit zu einer Erhöhung der Scherrate innerhalb des Mediums, wodurch ein Abriss des Medienstroms innerhalb des Austrittskanals 5 erfolgt. Dadurch wird ein Fadenziehen des Mediums vermieden.After completion of the delivery process, for example by switching off a feed pump, the compressed air pulse by opening the switching valve 11 Applied, the compressed air is through the compressed air nozzle 6 and in the nozzle body 2 trained compressed air ducts to the nozzle opening 8th directed. There, the compressed air pulse leads to a local increase in the flow velocity of the medium to be applied and thus to an increase in the shear rate within the medium, whereby a demolition of the media flow within the outlet channel 5 he follows. As a result, a stringing of the medium is avoided.

Durch die schräge Ausgestaltung der Druckluftkanäle innerhalb des Düsenkörpers 2 wird der Druckluftimpuls konzentrisch auf die Mittelachse der Düse 10 und die Austrittsöffnung 3 gerichtet, so dass eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu der Förderrichtung eine Geschwindigkeitskomponente in Förderrichtung des Medienstroms in dem Druckluftimpuls vorliegt.Due to the oblique design of the compressed air channels within the nozzle body 2 the compressed air pulse is concentric with the center axis of the nozzle 10 and the exit opening 3 directed, so that a velocity component perpendicular to the conveying direction is a velocity component in the conveying direction of the media flow in the compressed air pulse.

Eine Variante der Erfindung ist in der 2 dargestellt, bei der statt einer einstückigen Ausgestaltung der Dosierdüse 1 mit dem integrierten Strömungskanal für die Druckluftdüse 4 an der Außenseite des Düsenkörpers 2 eine Manschette 7 angeordnet ist, die über Abstandshalter 9 beabstandet zu der Außenseite des Düsenkörpers 2 gehalten wird. Die Befestigung der Manschette 7 kann auf unterschiedliche Arten und Weisen erfolgen, beispielsweise über Befestigungselemente wie Schrauben, Gewinde oder durch andere Formschlusselemente. An der Manschette 7 ist der Druckluftanschluss 6 mit dem Schaltventil 11 angeordnet. Der Spalt 12 zwischen der Außenseite des Düsenkörpers 2 und der Innenseite der Manschette 7 bildet die Druckluftdüse 4 aus. Aufgrund der konischen Verjüngung des Düsenkörpers 2 und der korresponierenden Orientierung der Manschette in Richtung auf die Austrittsöffnung 3 erfolgt eine umlaufende Beaufschlagung des Medienstroms mit dem Druckluftimpuls. Das Medium wird wieder durch den Vorratsraum 10 hindurch und den Austrittskanal 5 in Richtung auf die Austrittsöffnung 3 transportiert, wobei die Öffnung der Manschette 7 zu der Kontur des Austrittskanals 5 korrespondiert, so dass die Manschette 7 mit der Öffnung Teil der nunmehr zweiteilig ausgebildeten Dosierdüse 1 geworden ist. Mit der dargestellten Variante ist es möglich, herkömmliche Dosierdüsen nachzurüsten.A variant of the invention is in the 2 shown, in place of a one-piece design of the metering 1 with the integrated flow channel for the compressed air nozzle 4 on the outside of the nozzle body 2 a cuff 7 is arranged, over spacers 9 spaced from the outside of the nozzle body 2 is held. The attachment of the cuff 7 can be done in different ways and ways, for example via fasteners such as screws, threads or other form-locking elements. At the cuff 7 is the compressed air connection 6 with the switching valve 11 arranged. The gap 12 between the outside of the nozzle body 2 and the inside of the cuff 7 forms the compressed air nozzle 4 out. Due to the conical taper of the nozzle body 2 and the corresponding orientation of the cuff in the direction of the outlet opening 3 there is a circumferential admission of the media flow with the compressed air pulse. The medium is again through the pantry 10 through and the exit channel 5 towards the outlet 3 transported, with the opening of the cuff 7 to the contour of the exit channel 5 Corresponds, so the cuff 7 with the opening part of the now two-piece metering nozzle 1 has become. With the illustrated variant, it is possible to retrofit conventional metering nozzles.

Der seitlich neben der Manschette 7 eingezeichnete Doppelpfeil zeigt an, dass die Manschette 7 relativ zu dem Düsenkörper 2 verlagert werden kann, beispielsweise in Richtung auf den Düsenkörper 2, wodurch sich der Querschnitt des Spaltes 12 verändern lässt, so dass sich die Strömungseigenschaften der Druckluft verändern lassen. Eine Verringerung der Abstandes führt bei gleichbleibendem Druck zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit an der Düsenöffnung 8. Sind mehrere Düsenöffnungen 8 getrennt voneinander an dem Düsenkörper 2 angeordnet, können diese separat verlagert werden, um die gewünschten Druckluftstromrichtungen einzustellen, Querschnitte zu vergrößern oder zu verkleinern oder auch um nur einen Teil der Düsenöffnungen 8 zu verlagern. Wird die Manschette 7 zur Anlage an den Düsenkörper 2 gebracht, wird der Spalt 12 verschlossen und damit auch die Düsenöffnung 8. Neben einer rein linearen Verlagerung kann auch eine Verdrehung oder eine zusammengesetzte Bewegung in Gestalt einer Schraubbewegung erfolgen, um den Querschnitt der Düsenöffnung zu verändern, insbesondere zu verschließen. Alternativ zu einer Verlagerung der gesamten Manschette zur Veränderung des Düsenöffnungsquerschnittes kann ein Schieber, Ventil oder anderer Verschluss in oder an der Druckluftdüse 4 angeordnet sein, der separat betätigt wird und den Strömungsquerschnitt verändert oder sperrt.The side next to the cuff 7 drawn double arrow indicates that the cuff 7 relative to the nozzle body 2 can be displaced, for example, in the direction of the nozzle body 2 , which causes the cross section of the gap 12 can change, so that the flow characteristics of the compressed air can be changed. A reduction in the distance leads to an increase in the flow velocity at the nozzle opening while the pressure remains constant 8th , Are multiple nozzle openings 8th separated from each other on the nozzle body 2 arranged, these can be moved separately to adjust the desired compressed air flow directions, to increase or decrease cross-sections or even to only a portion of the nozzle openings 8th to relocate. Will the cuff 7 for contact with the nozzle body 2 brought, the gap becomes 12 closed and thus the nozzle opening 8th , In addition to a purely linear displacement and a rotation or a composite movement in the form of a screw movement can be done to change the cross section of the nozzle opening, in particular to close. As an alternative to shifting the entire sleeve to change the nozzle orifice area, a gate, valve, or other closure in or on the compressed air nozzle may be used 4 be arranged, which is operated separately and changes or blocks the flow cross-section.

3 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung durch eine Dosierdüse 1. In dem Grundkörper 2 sind vier Druckluftdüsen 4 angeordnet, die durch den Düsenkörper 2 hindurchgehen und im Bereich der Austrittsöffnung 3 in dem Austrittskanal 5 mit Düsenöffnungen 8 münden. Von vier einander gegenüberliegenden Seiten wird somit ein Druckluftimpuls aufgebracht, der eine Erhöhung der Scherrate des zu fördernden Mediums bewirkt. 3 shows a section perpendicular to the flow direction through a metering 1 , In the main body 2 are four compressed air nozzles 4 arranged through the nozzle body 2 go through and in the area of the outlet opening 3 in the exit channel 5 with nozzle openings 8th lead. From four opposite sides of a compressed air pulse is thus applied, which causes an increase in the shear rate of the medium to be delivered.

Eine weitere Variante der Erfindung ist in der 4 dargestellt, bei der statt mehrerer einzelner Düsenöffnungen 8 eine umlaufende Düsenöffnung 8 ausgebildet ist und durch einen einzigen Druckluftkanal der Düse 4 ausgebildet wird.Another variant of the invention is in the 4 shown in place of several individual nozzle openings 8th a circumferential nozzle opening 8th is formed and by a single compressed air channel of the nozzle 4 is trained.

Die Druckluftdüse 4 kann einen konstanten Querschnitt über ihre Längserstreckung aufweisen, ebenso ist es möglich, dass die Druckluftdüse 4 im Bereich der Düsenöffnung 8 einen verringerten oder vergrößerten Querschnitt aufweist, wobei eine Verringerung des Querschnittes vorteilhaft ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft zu erhöhen.The compressed air nozzle 4 can have a constant cross section over its longitudinal extent, it is also possible that the compressed air nozzle 4 in the area of the nozzle opening 8th has a reduced or enlarged cross section, wherein a reduction of the cross section is advantageous in order to increase the flow velocity of the compressed air.

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Claims (16)

Dosierdüse für hochviskose Medien mit einem Düsenkörper (2), in dem eine Austrittsöffnung (3) für das zu dosierende Medium ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Druckluftdüse (4) der Austrittsöffnung (3) zugeordnet ist.Dosing nozzle for highly viscous media with a nozzle body ( 2 ), in which an outlet opening ( 3 ) is formed for the medium to be metered, characterized in that at least one compressed air nozzle ( 4 ) of the outlet opening ( 3 ) assigned. Dosierdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) ringförmig um die Austrittsöffnung (3) herum angeordnet ist.Dosing nozzle according to claim 1, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) annularly around the outlet opening ( 3 ) is arranged around. Dosierdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) mehrere Düsenöffnungen (8) aufweist, die auf die Austrittsöffnung (3) gerichtet sind.Dosing nozzle according to claim 1, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) a plurality of nozzle openings ( 8th ), which on the outlet opening ( 3 ) are directed. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) in dem Düsenkörper (2) ausgebildet ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) in the nozzle body ( 2 ) is trained. Dosierdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Manschette (7) den Düsenkörper (2) beabstandet umgibt und einen Spalt (12) zwischen dem Düsenkörper (2) und der Manschette (7) ausbildet, der die Druckluftdüse bildet.Dosing nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized in that a cuff ( 7 ) the nozzle body ( 2 ) spaced apart and a gap ( 12 ) between the nozzle body ( 2 ) and the cuff ( 7 ), which forms the compressed air nozzle. Dosierdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Düsenkörper (2) ein Austrittskanal (5) ausgebildet ist, in den die Druckluftdüse (4) mündet.Dosing nozzle according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the nozzle body ( 2 ) an exit channel ( 5 ) is formed, in which the compressed air nozzle ( 4 ) opens. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Düsenkörper (2) ein Druckluftanschluss (6) angeordnet ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that on the nozzle body ( 2 ) a compressed air connection ( 6 ) is arranged. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftdüse (4) ein in Strömungsrichtung der Druckluft dem Düsenaustritt vorgelagertes Schaltventil (11) zugeordnet ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) in the flow direction of the compressed air upstream of the nozzle outlet switching valve ( 11 ) assigned. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) senkrecht oder in Ausströmrichtung des Mediums geneigt orientiert ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) is oriented perpendicular or inclined in the outflow direction of the medium. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) als separates Bauteil an dem Düsenkörper (2) befestigt ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) as a separate component on the nozzle body ( 2 ) is attached. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) verschließbar ausgebildet ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) is formed closable. Dosierdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftdüse (4) verlagerbar an dem Düsenkörper (2) befestigt ist.Dosing nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed-air nozzle ( 4 ) displaceable on the nozzle body ( 2 ) is attached. Verfahren zum dosierten Auftragen hochviskoser Medien durch eine Dosierdüse (1), durch die das Medium als Medienstrom durch eine Austrittsöffnung (3) hindurchgepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur fadenfreien Unterbrechung des Mediumstromes ein Druckluftimpuls auf den Medienstrom ausgeübt wird.Method for the metered application of highly viscous media through a metering nozzle ( 1 ), through which the medium as a medium flow through an outlet opening ( 3 ) is pressed through, characterized in that for the thread-free interruption of the medium flow, a compressed air pulse is applied to the media stream. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervorgang des Medienstroms gleichzeitig oder vor Aufbringung des Druckluftimpulses unterbrochen wird.A method according to claim 13, characterized in that the conveying operation of the media stream is interrupted simultaneously or before application of the compressed air pulse. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftimpuls in Ausströmrichtung vor der Ausströmöffnung (3) auf den Medienstrom ausgeübt wird.A method according to claim 13 or 14, characterized in that the compressed air pulse in the outflow direction in front of the outflow opening ( 3 ) is applied to the media stream. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftimpuls senkrecht oder geneigt in Strömungsrichtung des Medienstromes aufgebracht wird.Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that the compressed air pulse is applied vertically or inclined in the flow direction of the media stream.
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