DE102016117167A1

DE102016117167A1 - Vorrichtung zum Applizieren von Schmelzklebstoff

Info

Publication number: DE102016117167A1
Application number: DE102016117167.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lindner; Peter Brücker
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-15
Also published as: WO2018050311A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Applizieren von Schmelzklebstoff umfassend eine Schmelzklebstoffzuführung (2), zumindest einen Applikationskopf (3) mit zumindest einer Klebstoffdüse (3.1) und einer Messeinrichtung zur Messung einer applizierten Menge von Schmelzklebstoff, wobei die Messeinrichtung (4) eine Durchflussmesseinrichtung (4) mit einer nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Zell- oder Zählradeinheit (4.1) und einer Heizeinrichtung (5) ist, die in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs vor dem Applikationskopf (3) vorgesehen ist und dass die Durchflussmesseinrichtung (4) zumindest einen Sensor (4.2) zur Erfassung des von der Zell- oder Zählradeinheit (4.1) geförderten Schmelzklebstoffvolumens aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Applizieren von Schmelzklebstoff sowie auf ein Verfahren zum Messen einer applizierten Schmelzklebstoffmenge.
Vorrichtungen zum Applizieren von Schmelzklebstoff, auch Heißleim genannt, sind grundsätzlich bekannt. Sie weisen einen Applikationskopf mit zumindest einer Klebstoffdüse auf, an der die Ausbringung des Schmelzklebstoffs erfolgt. Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Systemen verwendet, bei denen Behälter mit punktuellen Schmelzklebstoffaufträgen versehen werden, um die Behälter untereinander zur Ausbildung eines Behältergebindes zu verkleben. Derartige Systeme sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2012 100 810 A1 oder DE 10 2011 106 759 B3 bekannt geworden.
Bei den bekannten Systemen wird das zu den Klebstoffdüsen geförderte Schmelzklebervolumen über einen längeren Zeitraum gemessen. Des Weiteren werden die Öffnungszyklen einer oder mehrerer Klebstoffdüsen überwacht, so dass anhand des geförderten Schmelzklebervolumens und der Anzahl der Öffnungszyklen eine mittlere ausgebrachte Schmelzklebermenge pro Öffnungszyklus berechnet werden kann.
In der Praxis ergibt sich oft das Problem, dass die ausgebrachte Schmelzklebermenge variieren bzw. kontinuierlich abnehmen kann. Dies ist zum einen in verklebten Klebstoffdüsen zum anderen im Verschleiß derselben begründet.
Die Messung der ausgebrachten Schmelzklebermenge wird insbesondere auch dadurch erschwert, dass pro Öffnungszyklus lediglich eine geringe Schmelzklebermenge (beispielsweise im Bereich zwischen 0,05 g bis 0,3 g) ausgebracht wird und die Temperatur der Schmelzklebers (bis zu 200°C), die hohe Frequenz der Appliziervorgänge (ca. 300 Appliziervorgänge pro Minute) und die hohen Drücke des Schmelzklebers (2,5–5 bar) gängige Messverfahren scheitern lassen. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Applizieren von Schmelzklebstoff anzugeben, mittels der die in einem Öffnungszyklus, nachfolgend Applizierschritt genannt, ausgebrachte Schmelzklebstoffmenge mit hoher Genauigkeit bestimmbar ist.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zur Messung einer applizierten Schmelzklebstoffmenge ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 14.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Applizieren von Schmelzklebstoff. Die Vorrichtung umfasst eine Schmelzklebstoffzuführung, zumindest einen Applikationskopf mit zumindest einer Klebstoffdüse und einer Messeinrichtung zur Messung einer applizierten Menge von Schmelzklebstoff. Die Messeinrichtung ist dabei durch eine Durchflussmesseinrichtung mit einer nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Zell- oder Zählradeinheit und einer Heizeinrichtung gebildet. Die Durchflussmesseinrichtung ist dabei in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs räumlich unmittelbar vor dem Applikationskopf vorgesehen. Die Durchflussmesseinrichtung weist zudem zumindest einen Sensor zur Erfassung des von der Zell- oder Zählradeinheit geförderten Schmelzklebstoffvolumens auf. Der Sensor ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass basierend auf den von dem Sensor gelieferten Messwerten die in einem Applizierschritt ausgebrachte Schmelzklebermenge bestimmt werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Klebstoffleitungen zwischen der Durchflussmesseinrichtung bei den herrschenden Drücken und Temperaturen nicht oder im Wesentlichen nicht flexibel sind. Insb. ist es vorteilhaft, wenn diese mindestens teilweise und insbesondere gesamt als metallische Rohrleitung ausgeführt ist.
Der eigentliche Förderdruck des Klebers in dem Klebstoffleitungssystem, wie auch in ggf. vorhandenen rückführenden Leitungszweigen, wird von mindestens einer in der Regel zentralen angeordneten Versorgungspumpe bedarfsweise bereitgestellt. Die Zell- oder Zählradeinheit ist idealerweise passiv angetrieben, da heißt, die Räder werden durch das an anderer Stelle mittels einer Pumpe geförderte Klebemittel bewegt. Als Alternative ist es möglich, dass mindestens eine Dosierpumpen statt der mindestens einen passiven Zell- oder Zählradeinheit eingesetzt wird.
Der wesentliche Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass mittels der Durchflussmesseinrichtung für jeden Applizierschritt gesondert die ausgebrachte Schmelzklebermenge ermittelt werden kann, so dass sowohl langsame, stetige Veränderungen der in den einzelnen Applizierzyklen abgegebenen Schmelzklebermengen als auch kurzfristige Änderungen, beispielsweise durch plötzlich auftretende Verstopfungen, erkannt werden können. Dadurch kann insgesamt die Prozesssicherheit entscheidend verbessert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Zell- oder Zählradeinheit zumindest eine durch den fließenden Klebstoff rotativ angetriebenes Zellrad auf. Die Zell- oder Zählradeinheit kann insbesondere einen Rotationskolben oder ein Zahnrad umfassen. Alternativ kann der Durchflussmesser auch als motorisch angetriebener Verdränger, insbesondere als Rotationskolben oder Zahnrad ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist ein Paar von kämmend ineinandergreifenden Verdrängerelementen vorgesehen, so dass die Zell- oder Zählradeinheit einen mittelbaren Volumenzähler oder einen unmittelbaren Verdrängungszähler bildet. Die zumindest eine Verdrängereinheit kann dabei in einer in einem Gehäuse ausgebildeten Kammer umlaufend oder intermittierend angetrieben werden, um dadurch definierte Schmelzklebervolumina, die durch die äußere Struktur des/der Verdrängereinheit definiert sind, von einem Einlass der Zell- oder Zählradeinheit zu einem Auslass der Zell- oder Zählradeinheit zu fördern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Durchflussmesseinrichtung als Zell- oder Zählradeinheit ausgebildet. Durch die an den Zahnrädern der Einheit gebildete Taschen bzw. Ausnehmungen werden definierte Volumina begrenzt, so dass bei Drehung der Zahnräder um einen gewissen Winkelbetrag ein definiertes Volumen vom Einlass zu deren Auslass weitergeleitet wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor zur Erfassung der Drehstellung und/oder Drehgeschwindigkeit des Rades der Zell- oder Zählradeinheit ausgebildet. Insbesondere kann jedem Rad der Zell- oder Zählradeinheit jeweils ein Sensor zur Erfassung der Drehstellung und/oder Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades zugeordnet sein. Damit lassen sich mit dem Sensor / den Sensoren genau die Winkelveränderung pro Applizierzyklus und damit – aufgrund der Proportionalität der Winkelveränderung zum geförderten Volumen – die pro Applizierzyklus abgegebene Schmelzklebermenge bestimmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel bildet die Durchflussmesseinrichtung eine vom Schmelzklebstoff durchflossene Messzelle, die durch die Heizeinrichtung beheizbar ist. In anderen Worten weist die Durchflussmesseinrichtung ein eigenständiges Gehäuse auf, in dem die Zell- oder Zählradeinheit und zumindest der Messaufnehmer des Sensors vorgesehen sind. Die Messzelle kann dann wiederum beispielsweise in einen Tragkörper integriert bzw. teilweise in diesem aufgenommen sein. Dieser Tragkörper kann die Heizeinrichtung und ggf. Anschlüsse für die Zuführung elektrischer Energie, von Steuersignalen und/oder Schmelzkleber aufweisen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Durchflussmesseinrichtung in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs unmittelbar vor dem Applikationskopf vorgesehen, beispielsweise in einem Abstand kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm. Insbesondere sind zwischen der Durchflussmesseinrichtung und dem Applikationskopf außer einer Ventileinheit keine weiteren Funktionselemente vorgesehen. Vorteilhafterweise sind die Klebstoffleitungen aus einem, bei den gegebenen Prozessparametern unflexiblen metallischen Material gebildet, insbesondere aus einem Edelstahl. Durch die räumliche Nähe der Durchflussmesseinrichtung zum Applikationskopf kann die Messgenauigkeit weiter erhöht werden. Idealerweise sind die Durchflussmesseinrichtung und der Applikationskopf Teile eine Baugruppe oder Baueinheit beziehungsweise bilden im Wesentlichen diese Baugruppe oder Baueinheit.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs nach der Durchflussmesseinrichtung (erste Durchflussmesseinrichtung) eine weitere Durchflussmesseinrichtung vorgesehen. Mittels dieser weiteren Durchflussmesseinrichtung kann ein Differenzmessverfahren angewendet werden, um die dem Applikationskopf zugeführte Schmelzklebstoff exakt bestimmen zu können. Insbesondere kann in den Fällen, dass nach der ersten Durchflussmesseinrichtung ein Rücklauf für den Schmelzklebstoff zu einem Schmelzklebertank vorgesehen ist, mittels der weiteren Durchflussmesseinrichtung die rückgeführte Schmelzklebstoffmenge bestimmt werden, um durch Differenzbildung dann die vom Applikationskopf abgegebene Schmelzklebstoffmenge errechnen zu können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung in einem ersten Zeitfenster zur Abgabe einer Schmelzklebstoffmenge durch eine Klebstoffdüse des Applikationskopfs und zur Messung der applizierten Schmelzklebstoffmenge in einem zweiten Zeitfenster ausgebildet. Dabei überlappen sich das erste und das zweite Zeitfenster teilweise und die Messung der applizierten Schmelzklebstoffmenge wird über den Zeitpunkt hinaus fortgesetzt, an dem die Klebstoffdüse des Applikationskopfs geschlossen wird. Dadurch kann auch der nach dem Verschließen der Klebstoffdüse nachfließende Schmelzklebstoff berücksichtigt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Zeitdauer zwischen dem Ende des ersten Zeitfensters und dem Ende des zweiten Zeitfensters abhängig von der Länge der Zuführstrecke des Schmelzklebstoffs zwischen der Durchflussmesseinrichtung und dem Applikationskopf gewählt. In anderen Worten wird die Durchflussmessung noch für einen gewissen Zeitraum weitergeführt, wobei dieser Zeitraum basierend auf der Länge der Zuführstrecke des Schmelzklebstoffs zwischen der Durchflussmesseinrichtung und dem Applikationskopf bestimmt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Durchflussmesseinrichtung und dem Applikationskopf ein Drucksensor zur Messung des Drucks des Schmelzklebstoffs vorgesehen. Über diesen Drucksensor ist es möglich, zunächst einen Druckmesswert vor dem Öffnen der Klebstoffdüse des Applikationskopfs zu bestimmen. Anschließend kann nach dem Öffnen und Wiederverschließen der Klebstoffdüse des Applikationskopfs die in Richtung des Applikationskopfs nachfließende Schmelzklebstoffmenge solange noch ermittelt werden, bis der durch den Drucksensor gemessene Druckmesswert den zuvor ermittelten Druckmesswert (vor dem Öffnen der Klebstoffdüse) erreicht hat. Dadurch kann aufgrund der Berücksichtigung von nachfließendem Schmelzklebstoff die Messgenauigkeit weiter erhöht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erfassung des von der Zell- oder Zählradeinheit weitergeleiteten Schmelzklebstoffvolumens intermittierend, wobei die Durchflussmesseinrichtung zum Zeitpunkt der Applizierung des Schmelzklebstoffs aktiviert und nach der Ende der Applizierung mit einem zeitlichen Versatz deaktiviert wird. Dadurch wird erreicht, dass Störeffekte, beispielsweise Druckschwankungen im Schmelzklebstoffkreislauf nicht zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Durchflussmesseinrichtung zur Messung einer Schmelzklebstoffmenge im Bereich zwischen 0,01 g und 0,3 g bei einer Schmelzklebstoffdichte im Bereich zwischen 0,3 g/cm³ und 1,8 g/cm³ ausgebildet. Die Messgenauigkeit beträgt hierbei vorzugsweise +/–0,001 ml. Dadurch kann die mit einem einzigen Schmelzkleberauftrag ausgebrachte Schmelzklebstoffmenge sehr exakt bestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Messen einer applizierten Schmelzklebstoffmenge mittels einer Appliziervorrichtung. Die Appliziervorrichtung umfasst eine Schmelzklebstoffzuführung, zumindest einen Applikationskopf mit zumindest einer Klebstoffdüse und eine Messeinrichtung zur Messung einer applizierten Menge von Schmelzklebstoff. Die Messeinrichtung misst dabei als Durchflussmesseinrichtung die applizierte Menge von Schmelzklebstoff mittels einer nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Zell- oder Zählradeinheit, die in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs vor dem Applikationskopf vorgesehen ist. Im Bereich der Durchflussmesseinrichtung ist zumindest ein Sensor vorgesehen, mittels dem das von der Zell- oder Zählradeinheit weitergeleitete Schmelzklebstoffvolumen gemessen wird. Der eigentliche Förderförderdruck in dem Klebstoffleitungssystem wird dabei von einer in der Regel zentralen Versorgungspumpe permanent bereitgestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist im Bereich zwischen der Durchflussmesseinrichtung und dem Applikationskopf ein Drucksensor vorgesehen. Basierend auf den von dem Drucksensor bereitgestellten Druckmesswerten und den von der Durchflussmesseinrichtung bereitgestellten Messwerten wird eine Verschleißmessung des Applikationskopfs vollzogen. Dabei kann ausgewertet werden, um welchen Betrag sich der Druck pro gefördertem Schmelzklebstoffvolumen und Applizierzyklus verändert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Messverfahrens wird die gemessene Schmelzklebstoffmenge mit einem Schwellwert verglichen und bei Unterschreiten des Schwellwerts wird eine Ausschleusungsinformation erzeugt. Anschließend wird basierend auf der Ausschleusungsinformation die Verpackungseinheit, auf die die zu geringe Schmelzklebstoffmenge aufgebracht wurde, ausgeschleust. Dadurch kann verhindert werden, dass Verpackungseinheiten mit schlechter Verklebungsqualität in den Handel gelangen.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Bildung von mehrere Behälter umfassenden Verpackungseinheiten. Die Verpackungseinheiten werden dabei durch Verkleben der Behälter untereinander mittels applizierten Schmelzkleberaufträgen gebildet. Die Applizierung des Schmelzklebers erfolgt dabei gemäß einer vorbeschriebenen Appliziervorrichtung und/oder einem vorbeschriebenen, die applizierte Menge von Schmelzklebstoff messenden Applizierverfahren.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 beispielhaft eine grob schematische Darstellung einer Appliziervorrichtung;
2 beispielhaft die Appliziervorrichtung gemäß 1 in einem höheren Detaillierungsgrad;
3 beispielhaft eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Appliziersystems in einem ersten Ausführungsbeispiel;
4 beispielhaft eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Appliziersystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 beispielhaft eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Appliziersystems in einem dritten Ausführungsbeispiel;
6 beispielhaft eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Appliziersystems in einem vierten Ausführungsbeispiel;
7 beispielhaft ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Messung einer applizierten Schmelzklebstoffmenge; und
8 beispielhaft in einer perspektivischen Darstellung zwei übereinander angeordnete Appliziersysteme; und
9 beispielhaft einen zur 2 alternative Appliziervorrichtung, wie sie in 8 zum Einsatz gekommen ist.
In 1 ist eine Appliziervorrichtung 1 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die Appliziervorrichtung 1 umfasst eine Schmelzklebstoffzuführung 2, über die Schmelzklebstoff in viskoser, fließfähiger Form zugeführt wird. Die gezeigte Vorrichtung umfasst einen Applikationskopf 3 mit einer Klebstoffdüse 3.1, über die der Schmelzklebstoff ausgebracht wird. Der Applikationskopf 3 bzw. die Klebstoffdüse 3.1 kann ein Ventil, insbesondere ein pneumatisch betätigtes Ventil aufweisen, mittels dem eine die Ausbringung von Schmelzklebstoff freigegeben bzw. blockiert werden kann. Der Applikationskopf 3 umfasst mindestens eine in der Regel mehrere Klebstoffdüsen 3.1 und ist beheizbar ausgebildet, um ein Verfestigen des Schmelzklebstoffs zu verhindern. Dies gilt für alle nachfolgend genannten Ausführungsbeispiele gleichermaßen.
In Fließrichtung FR des Schmelzklebstoffs vor dem Applikationskopf 3 ist eine Durchflussmessvorrichtung 4 vorgesehen. Diese Durchflussmessvorrichtung 4 kann beispielsweise mittels einer kurzen Verbindungsleitung 7 mit dem Applikationskopf 3 gekoppelt sein. Die Verbindungsleitung 7 kann beispielsweise eine Länge von 0,5 cm bis 10 cm aufweisen. Alternativ kann die Durchflussmessvorrichtung 4 ohne Verbindungsleitung 7 mit der Durchflussmessvorrichtung 4 direkt gekoppelt sein. Weiterhin alternativ kann die Durchflussmessvorrichtung 4 auch einen integralen Bestandteil des Applikationskopfs 3 bilden, d.h. in diesen integriert sein. Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine Energie- und Datenkabel der Zell- oder Zählradeinheit 4.1 bezeichnet.
Die Durchflussmessvorrichtung 4 weist zur Messung des geförderten Schmelzklebstoffs eine Zell- oder Zählradeinheit 4.1 auf. Diese Zell- oder Zählradeinheit 4.1 arbeitet nach dem Verdrängerprinzip bzw. nach dem Volumenmessprinzip. Die Zell- oder Zählradeinheit 4.1 weist einen, vorzugsweise ein Paar von ineinandergreifenden Zellrädern 4.1.1 auf, die rotativ vom strömenden Klebstoff angetrieben sind. Die Zell- oder Zählradeinheit 4.1 kann alternativ auch als Rotationskolbenpumpe, besonders bevorzugt als Zahnradpumpe ausgebildet sein. Derartige Rotationskolbenpumpen zeichnen sich dadurch aus, dass durch den/die Verdränger eine in dem Gehäuse der Rotationskolbenpumpe gebildete Kammer in definierte Teilvolumina segmentiert wird, so dass bei der Rotation des/der Verdränger jeweils ein definiertes Volumen an Schmelzklebstoff zum Applikationskopf 3 gefördert wird. Im vorliegenden Beispiel übernimmt mindestens eine zentrale Leimpumpe 22 (2) die Druckerhöhung und Förderung des Klebstoffs im System der Klebstoffleitungen und die Zellräder 4.1.1 werden hierdurch fluidisch angetrieben.
Zur Erfassung der durch die Zell- oder Zählradeinheit 4.1 geförderten Menge an Schmelzklebstoff ist zumindest ein Sensor 4.2 vorgesehen. Dieser Sensor 4.2 ist vorzugsweise zur Erfassung der Drehstellung bzw. Drehgeschwindigkeit des Zellrades 4.1.1 / der Zellräder 4.1.1 ausgebildet. Durch die nach dem Verdrängerprinzip bzw. nach dem Volumenmessprinzip arbeitende Zell- oder Zählradeinheit 4.1 wird bei einer Drehung des Zellrades 4.1.1 / der Zellräder 4.1.1 um eine bestimmte Winkelstellung ein definiertes Volumen an Schmelzklebstoff durch die Zell- oder Zählradeinheit 4.1 in Richtung des Applikationskopfs 3 gefördert, d.h. die Veränderung der Drehstellung des Zellrades 4.1.1 der Zell- oder Zählradeinheit 4.1 kann als Maß für die geförderte Menge an Schmelzklebstoff verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Durchflussmessvorrichtung 4 in eine Messzelle integriert, die mittels einer Heizeinrichtung 5 beheizbar ist. Die Messzelle kann beispielsweise ein metallisches Gehäuse aufweisen, in das eine Heizung integriert ist. Alternativ kann das Gehäuse indirekt beheizt werden, d.h. das Gehäuse ist von einer Einheit umgeben bzw. liegt gegenüber dieser an und die Heizeinrichtung 5 ist in diese Einheit integriert. Die Messzelle kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass diese dauerhaft auf Temperaturen größer als 150°C, insbesondere größer als 160°C aufgeheizt werden kann. Dadurch kann eine Abkühlung des Schmelzklebers im Bereich der Durchflussmessvorrichtung 4 wirksam verhindert werden.
Neben der Erfassung der Temperatur, weist die Appliziervorrichtung 1 vorzugsweise einen Drucksensor 8 auf. Dieser Drucksensor 8 ist insbesondere zur Messung des Drucks des Schmelzklebers in der Förderstrecke zwischen der Durchflussmessvorrichtung 4 und der Klebstoffdüse 3.1 vorgesehen. Die von diesem Drucksensor 8 bereitgestellten Messwerte können zur Steuerung und Überwachung der Appliziervorrichtung 1 verwendet werden. Zum einen ist es möglich, dass die Messung der applizierten Klebstoffmenge basierend auf den von dem Drucksensor 8 bereitgestellten Messwerten erfolgt. Beispielsweise kann mittels des Drucksensors 8 der Druck des Schmelzklebers unmittelbar vor dem Öffnen der Klebstoffdüse 3.1 ermittelt werden. Um zu ermitteln, wieviel Schmelzkleber bei einem einzigen Appliziervorgang in Abhängigkeit vom Druck und der Temperatur ausgebracht wurde, kann der Volumenfluss an Schmelzkleber durch die Durchflussmessvorrichtung 4 über einen Zeitraum bestimmt werden, der mit dem Start des Ausbringens von Schmelzkleber an der Klebstoffdüse 3.1 beginnt und dann endet, wenn der vom Drucksensor 8 gemessene Druck wieder den Wert erreicht hat, der vor dem Beginn des Appliziervorgangs vorgeherrscht hat. Dadurch kann exakt die Menge (z.B. Volumen, Gewicht) des ausgebrachten Schmelzklebers pro Appliziervorgang ermittelt werden, wie auch der Einfluss der Temperatur beachtet werden.
Die von dem Drucksensor 8 bereitgestellten Messwerte können jedoch auch dazu verwendet werden, den Verschleiß des Applikationskopfs 3 bzw. der Klebstoffdüse 3.1 oder ein Verstopfen derselben zu detektieren. So kann beispielsweise über den zeitlichen Verlauf des Absinkens des Drucks in der Förderstrecke des Schmelzklebers und/oder durch einen Vergleich des Drucks /Druckverlaufs mit der geförderten Schmelzklebermenge erkannt werden, dass die Klebstoffdüse 3.1 verklebt ist oder durch abrasive Effekte sich die Öffnung der Klebstoffdüse 3.1 vergrößert hat. Ebenso kann durch die Messung der ausgebrachten Klebstoffmenge für jeden Appliziervorgang eine Prozessüberwachung erfolgen, d.h. es kann für jede Klebstoffapplizierung überprüft werden, ob eine Klebstoffmenge in einer vorgegebenen Menge oder in einem definierten Mengenbereich ausgebracht wurde. Für den Fall, dass die Klebstoffapplizierung von den gewünschten Parametern abweicht, kann beispielsweise eine Ausschleusung einer mit Klebstoff applizierten Einheit, beispielsweise eines Behältergebindes erfolgen.
2 zeigt eine Durchflussmesseinheit 4 mit Applikationskopf 3 also ein Applikationskopf 3 mit integrierter Durchflussmesseinheit 4 in einem höheren Detailierungsgrad. Die die Durchflussmesseinrichtung 4 bildende Messzelle ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Ausnehmung 9.1 eines Tragkörpers 9 aufgenommen. Der Tragkörper ist im gezeigten Ausführungsbeispiel U-förmig ausgebildet und umgibt die Messzelle an drei Seitenflächen. Der Tragkörper 9 kann beispielsweise die Heizeinrichtung 5 aufweisen, um die Messzelle (durch Anlage an der Wandung des Tragkörpers 9) indirekt zu beheizen. Gegebenenfalls sinnvolle Isolierungen sind hier nicht dargestellt. An dem Tragkörper 9 sind vorzugsweise auch die Schmelzklebstoffzuführung 2 bzw. elektrische Anschlüsse bzw. eine elektrische Leitung 6 zur Zuführung von elektrischer Energie und Steuersignalen vorgesehen.
In dem Tragkörper 9 sind vorzugsweise ein oder mehrere Kanäle vorgesehen, durch die der fließfähige Schmelzkleber in Richtung des Applikationskopfes 3 respektive der beiden Klebstoffdüsen 3.1 fließen kann, wobei nur eine Klebstoffdüse 3.1 schematisch angedeutet ist. Durch die Integration der Kanäle in den beheizten Tragkörper 9 kann verhindert werden, dass der Schmelzkleber in den Kanälen aushärtet bzw. dessen Viskosität zunimmt.
An den die Durchflussmesseinrichtung 4 mit dem Applikationskopf 3 verbindenden Verbindungsleitungen 7 können in Fließrichtung FR nach der Durchflussmesseinrichtung 4 wie vorliegend zwei Ventileinheiten 10 vorgesehen sein, mittels denen der Fluss des Schmelzklebers steuerbar ist. Die Ventileinheiten 10 können durch die beiden Ventilsteuerungen 10.1 angesteuert werden. Insbesondere können die Ventilsteuerungen 10.1 zur elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Ansteuerung der jeweiligen Ventileinheit 10 vorgesehen sein. Mittels der Ventileinheiten 10 kann insbesondere der Fluss des Schmelzklebers derart beeinflusst werden, dass der Schmelzkleber entweder direkt in Richtung der Klebstoffdüse 3.1 des Applikationskopfs 3 geleitet wird oder einer Rücklaufleitung zugeführt wird, um den Schmelzkleber in einem geschlossenen Kreislauf fließen zu lassen.
Wie in dem Ausführungsbeispiel in 4 ersichtlich, kann zusätzlich zur Durchflussmesseinrichtung 4, nachfolgend als erste Durchflussmesseinrichtung bezeichnet, eine zweite Durchflussmesseinrichtung 4c vorgesehen sein. Diese zweite Durchflussmesseinrichtung 4c kann in der Rücklaufleitung 24 eines geschlossenen Schmelzkleberkreislaufs vorgesehen sein. Mittels dieser zweiten Durchflussmesseinrichtung 4c ist es beispielsweise möglich, eine Differenzmessung durchzuführen, d.h. von dem mit der ersten Durchflussmesseinrichtung 4 (im Vorlauf) ermittelten Volumen an gefördertem Schmelzkleber das im Rücklauf mit der zweiten Durchflussmesseinrichtung 4c ermittelte Volumen an gefördertem Schmelzkleber abzuziehen. Diese Differenz gibt damit die Menge an gefördertem Schmelzkleber an, die an der mindestens einen Klebstoffdüse 3.1 des Applikationskopfs 3 abgegeben wurde. Ferner ist es mit Hilfe der zweiten Durchflussmesseinrichtung 4c möglich, die erste Durchflussmesseinrichtung 4 und die zweite Durchflussmesseinrichtung 4c aufeinander abzugleichen, so dass für den Fall, dass kein Schmelzkleber an der Klebstoffdüse 3.1 des Applikationskopfs 3 abgegeben wird (reiner Kreislaufbetrieb), das von der ersten Durchflussmesseinrichtung 4 gemessene Volumen dem von der zweiten Durchflussmesseinrichtung 4c gemessenen Volumen entspricht.
3 zeigt ein System 20 zum Applizieren von Schmelzkleber mit einer zuvor beschriebenen Appliziervorrichtung 1. Ein in einem Schmelzklebertank 21 bevorrateter Schmelzkleber kann mittels einer Pumpe 22 über eine Schmelzklebstoffzuführung 2 der Durchflussmesseinrichtung 4 zugeführt werden. Die Durchflussmesseinrichtung 4 kann die Zell- oder Zählradeinheit 4.1, den Sensor 4.2 und die Heizeinrichtung 5 aufweisen. Der Sensor 4.2 kann integraler Bestandteil der Durchflussmesseinrichtung 4 sein oder lediglich einen in die Durchflussmesseinrichtung 4 hineinreichenden Messaufnehmer aufweisen, der mit einem weiteren Funktionselement, das außerhalb der Durchflussmesseinrichtung 4 vorgesehen ist, gekoppelt ist und zusammen mit diesem den Sensor 4.2 bildet. Über die Verbindungsleitung 7 und einen Leitungsknoten, der diese Verbindungsleitung 7 auf zwei Verbindungsleitungen 7a, 7b aufteilt, wird der Klebstoff an den Applikationskopf 3 und die dortigen Klebstoffdüsen 3.1 geleitet.
Zur Messung und Steuerung der von dem zumindest einen Applikationskopf 3 abgegebenen Schmelzklebstoffmenge ist eine Steuereinheit 23 vorgesehen, die beispielsweise eine Rechnereinheit aufweisen kann oder durch einen Steuerrechner gebildet wird. Diese Steuereinheit 23 ist beispielsweise mit dem Sensor 4.2, dem Drucksensor 8 (in 3 nicht dargestellt) und ggf. weiteren Sensoren verbunden, um von diesen Sensoren Messwerte zu empfangen. Die Steuereinheit 23 kann zur Verarbeitung der Messwerte und zur Generierung von Steuerinformationen ausgebildet sein. Die Steuereinheit 23 ist ferner mit einem oder mehreren Aktoren oder Stellgliedern verbunden, beispielsweise um basierend auf den Messwerten eine Ventileinheit 10 anzusteuern.
Die Durchflussmesseinrichtung 4 kann mit einem oder mehreren Applizierköpfen 3 gekoppelt sein. Beispielsweise können die Applizierköpfe 3 intermittierend bzw. getaktet zu unterschiedlichen Zeitpunkten angesteuert werden, um zu unterschiedlichen Zeitpunkten Klebstoffmengen abzugeben. Hierzu kann beispielsweise ein Mehrwegeventil vorgesehen sein, das die Zuführung von Schmelzklebstoff zu den einzelnen Applizierköpfen 3 entsprechend steuert (vgl. 5). Da zu einem gewissen Zeitpunkt immer lediglich ein Applikationskopf 3 aktiv ist, d.h. lediglich eine mit einer gewissen Durchflussmesseinrichtung 4 verbundene Klebstoffdüse 3.1 aktiv ist, kann trotz Verwendung einer einzigen Durchflussmesseinrichtung 4 für mehrere Applizierköpfe 3 für jeden Appliziervorgang jeweils separat die applizierte Klebstoffmenge bestimmt werden.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß 3. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erläutert. Im Übrigen gelten die vorherigen Ausführungen auch auf das Ausführungsbeispiel gemäß 4.
Unterschiedlich zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist dieses Ausführungsbeispiel einen geschlossenen Schmelzklebstoffkreislauf auf, auf dem der fließfähige Klebstoff umlaufend von dem Schmelzklebertank 21 über die Durchflussmesseinrichtung 4 und über eine Rücklaufleitung 24 zurück in den Schmelzklebertank 21 gefördert wird. Die Verbindungsleitung 7 teilt sich hierzu an einem Leitungsknoten in die Verbindungsleitungen 7a und 7b, wobei die Verbindungsleitung 7a zu dem Applikationskopf 3 führt und die Verbindungsleitung 7b mit dem Abzweig für die Rücklaufleitung 24 verbunden ist, und hier im Bereich der Durchflussmesseinrichtung 4c vorgesehen ist. Dabei kann in der Rücklaufleitung 24 ein Ventil vorgesehen sein, mittels dem die Rücklaufleitung 24 verschlossen werden kann, beispielsweise um dem Applikationskopf 3 den Schmelzkleber zuzuführen. Der Applikationskopf 3 kann einen oder mehrere Klebstoffdüsen 3.1 umfassen, analog 3 oder 5.
Des Weiteren kann in der Rücklaufleitung 24 die weitere Durchflussmessvorrichtung 4c vorgesehen sein. Wie zuvor beschrieben, kann mittels der Durchflussmessvorrichtung 4c eine Differenzmessung vollzogen werden, um zu ermitteln, welche Menge an Schmelzkleber dem Applikationskopf 3 zugeführt wurde. Des Weiteren kann die Durchflussmessvorrichtung 4c dazu verwendet werden, die Durchflussmessvorrichtungen 4, 4c miteinander abzugleichen.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform gemäß 4. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zu den in 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen erläutert. Im Übrigen gelten die vorherigen Ausführungen auch auf das Ausführungsbeispiel gemäß 5.
Ein wesentlicher Unterschied besteht zunächst darin, dass der Abzweig für die Rücklaufleitung 24 hier im Bereich der Durchflussmesseinrichtung 4 unmittelbar vor der Messzelle, insbesondere im Tragkörper 9, in dem die Messzelle integriert ist, vorgesehen ist. Damit ist die Durchflussmesseinrichtung 4 nicht mehr Bestandteil des geschlossenen Schmelzklebstoffkreislaufs, auf dem der Schmelzklebstoff umlaufend gefördert wird. Dadurch wird erreicht, dass die umlaufend geförderte Schmelzklebstoffmenge bei der Bestimmung der über den Applikationskopf 3 ausgebrachten Menge an Schmelzklebstoff (gemessen mit der Durchflussmesseinrichtung 4) nicht mehr berücksichtigt werden muss.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß 4. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zu dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erläutert. Im Übrigen gelten die vorherigen Ausführungen auch auf das Ausführungsbeispiel gemäß 6.
Unterschiedlich zum Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist dieses Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Applizierköpfe 3 bzw. Applikationskopfgruppen auf, wobei Mehrwegeventile vorgesehen sind, um die einzelnen Applizierköpfe 3 bzw. Applikationskopfgruppen mit Schmelzkleber zu versorgen. Dabei können die Mehrwegeventile ggf. durch die Steuereinheit 23 ansteuerbar sein.
Die vorher beschriebene Appliziervorrichtung kann insbesondere in Vorrichtungen zum Bilden von Verpackungseinheiten durch Verkleben von Behältern untereinander verwendet werden, wie sie beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2012 100 810 A1 oder DE 10 2011 106 759 B3 offenbart werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Messen einer applizierten Schmelzklebstoffmenge mittels einer vorher beschriebenen Appliziervorrichtung 1 basierend auf dem Blockdiagramm gemäß 7 näher beschrieben.
Zunächst wird durch die Steuereinheit 23 eine Steuerinformation an den Applikationskopf 3 gesendet, die ein Öffnen der Klebstoffdüse 3.1 bewirkt (S100). Beispielsweise kann der Klebstoffdüse 3.1 eine Ventileinheit mit einer Ventilsteuerung zugeordnet sein, wobei die Ventilsteuerung nach dem Empfang und der Auswertung der empfangenen Steuerinformation die Klebstoffdüse 3.1 öffnet. Mit dem Öffnen der Klebstoffdüse 3.1 beginnt ein Applizierzeitraum, der nachfolgend als Applizierzeitfenster bezeichnet wird.
Zeitgleich oder im Wesentlichen zeitgleich mit dem Öffnen der Klebstoffdüse 3.1 wird die Durchflussmessung mittels der Durchflussmesseinrichtung 4 begonnen (S110). In anderen Worten werden ab diesem Zeitpunkt die von dem Sensor 4.2 der Zell- oder Zählradeinheit 4.1 aufgenommenen Messwerte zur Bestimmung des geförderten Schmelzklebervolumens ausgewertet. Mit dem Auswertungsbeginn startet der Messzeitraum, im folgenden Messzeitfenster genannt. Damit erfolgt die Messung intermittierend abhängig von dem Betriebszustand (offen/geschlossen) der Klebstoffdüse 3.1. Dadurch kann verhindert werden, dass Effekte durch zu- bzw. abfließenden Schmelzkleber (beispielsweise durch Druckschwankungen oder aufgrund eines geschlossenen Schmelzklebstoffkreislaufs) zu Verfälschungen des Messergebnisses führen.
Nach einem in der Steuereinheit 23 festgelegten Zeitraum wird durch die Steuereinheit 23 ein Steuersignal an den Applikationskopf 3 gesendet, das ein Schließen der Klebstoffdüse 3.1 bewirkt (S120). Damit wird das Applizierzeitfenster beendet. Die Länge des Applizierzeitfensters kann insbesondere verändert werden, und zwar insbesondere anhand einem oder mehrerer in einem oder mehreren vorangegangenen Messzeitfenstern ermittelten, applizierten Schmelzklebervolumina. So kann beispielsweise die Länge des Applizierzeitfensters derart gewählt werden, dass jeweils eine gewünschte Menge an Schmelzkleber pro Applizierschritt ausgebracht wird. Die pro Applizierschritt ausgebrachte Schmelzklebermenge kann im Bereich zwischen 0,01g bis 0,3g, insbesondere im Bereich von 0,05g bis 0,2g, besonders bevorzugt im Bereich 0,15 bis 0,2g liegen. Die Dichte des fließfähigen Schmelzklebers kann dabei im Bereich 0,3–1,8g/cm³, insbesondere im Bereich 0,9–1,2g/cm³ liegen. Die Messgenauigkeit der Durchflussmesseinrichtung 4 kann dabei im Bereich +/–0,001ml liegen.
Vorzugsweise wird die Durchflussmessung mittels der Durchflussmesseinrichtung 4 über das Applizierzeitfenster hinaus, d.h. auch nach dem Schließen der Klebstoffdüse 3.1 fortgesetzt. Dadurch wird erreicht, dass auch in Richtung der geschlossenen Klebstoffdüse 3.1 nachfließender Schmelzkleber von der Durchflussmesseinrichtung 4 noch erfasst wird.
Anschließend wird basierend auf einem von der Steuereinheit 23 erzeugten Steuersignal die Durchflussmessung und damit das Messzeitfenster beendet (S130). Die Durchflussmessung kann insbesondere dann beendet werden, wenn der an der Klebstoffdüse 3.1 bzw. in der Zuführleitung zwischen Durchflussmesseinrichtung 4 und Klebstoffdüse 3.1 vorherrschende Druck wieder den Wert vor dem Öffnen der Klebstoffdüse 3.1 erreicht hat.
In der 8 sind zwei übereinander angeordnete Appliziervorrichtungen 1a, 1b dargestellt, wie diese zum Einsatzkommen, wenn an einem Behälter in zwei Höhenlagen mehrere Klebstoffapplikationen vorgenommen werden sollen. Die Applikationseinheiten 1a, 1b sind zueinander parallel angeordnet, so dass die beiden Gruppen der Klebstoffdüsen 3.1 in zwei Höhenlagen ebenfalls parallel zueinander ausgerichtet sind. Der Klebstoff wird über die Schmelzklebstoffzuführung 2a der Applikationseinheit 1a bzw. der eingangsangeordneten Durchflussmesseinrichtung 4 und nachfolgend dem Applikationskopf 3 zugeführt. In dem Applikationskopf 3 zweigen die Zuleitungen zu drei Klebstoffdüsen 3.1 ab. Die Weiterleitung und Zuleitung des restlichen, zirkulierenden Klebstoffes erfolgt durch ein Winkel- und Kupplungsstück 15, eine ausgangsseitige zweite Durchflussmesseinrichtung 4c, eine als biegsamer Druckschlauch ausgeführte Schmelzkleberzuführung 2c über ein zweites Winkel- und Kupplungsstück 15 in den Applikationskopf 3 der unteren Appliziervorrichtung 1b.
Dort sind analog wiederum drei Klebstoffdüsen 3.1 und ausgangsseitig eine dritte Durchflussmesseinrichtung 4a vorgesehen. Die als biegsamer Druckschlauch ausgeführte Schmelzkleberzuführung 2c wurde vorgesehen, um eine leichte Höhenverstellung der beiden Appliziervorrichtungen 1a, 1b zueinander vornehmen zu können, insbesondere eine motorische Verstellung der Höhenlagen. Somit wäre es eine Verbesserung, wenn eingangsseitig zur Applikationsvorrichtung 1b bzw. des unteren Applikationskopfes 3 eine weitere, vierte Durchflussmesseinrichtung (4b) vorgesehen wäre, um somit mögliche Volumenänderungen in diesem Leitungsweg hinsichtlich der Überwachung und Steuerung der Klebstoffmengenapplikation beachten zu können. Diese Variante mit einer vierten Zell- oder Zählradeinheit (4b) ist nicht dargestellt, wäre aber analog der oberen Applikationsvorrichtung 1a aufgebaut. Die Zirkulation des Leimes erfolgt analog dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Insgesamt sind in dem gemäß der 8 gezeigten Beispiel insbesondere drei Zelloder Zählradeinheiten als Durchflussmesseinrichtungen 4, 4a und 4c vorgesehen. Hiervon sind zwei unmittelbar über eine sehr kurze Klebstoffleitung von wenigen Zentimetern 7, 7c, die als Edelstahlrohr ausgebildet ist, mit dem jeweiligen Applikationskopf 3 verbunden.
Zwischen der oberen Applikationsvorrichtung 1 und vor dem Übergang zur Klebstoffleitung 2c ist eine weitere Durchflussmesseinrichtung 4c vorgesehen, um das abfließende Klebstoffvolumen zu erfassen. Die Winkel- und Kupplungsstück 15 sind unmittelbar über sehr kurze Klebstoffleitungen 7b1, 7b2 von wenigen Millimetern, die als Edelstahlrohr ausgebildet ist, mit dem jeweiligen Applikationskopf 3 verbunden.
Insgesamt sind die Applikationsköpfe 3 üblicherweise ortsfest an einer rotierenden Transportvorrichtung angeordnet, welche Behälterhalte- und -führungsmittel aufweisen, und wobei der mit einem Klebemittel zu belegende Behälter an diesen lokalen Applikationsköpfen vorbei bewegbar ist. Der Behälter wird dabei gesteuert um seine vertikale Hochachse rotiert, so dass mittels der Drehbewegung des Behälters um dessen vertikale Hochachse auch bei festem Abstand der Klebstoffdüsen 3.1 zueinander innerhalb eines Applikationskopfes 3, jeder Umfangspunkt in der Ebene der Klebstoffdüsen 3.1 erreicht werden kann, wenn die Drehbewegung der Behälterhalteund -führungenmittel der Transportvorrichtung entsprechend gesteuert werden.
9 zeigt eine Durchflussmesseinheit 4, die im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der 2 keinen integrierten Applikationskopf 3 mit den zugehörigen Komponenten aufweist. Der Applikationskopf 3 bildet, wie in 8 dargestellt und oben beschrieben, eine separate Baueinheit, die sich unmittelbar über die sehr kurze Verbindungsleitung 7 an die Durchflussmesseinrichtung 4 anschließt und ist vorliegend auch als Zell- und Zählradeinheit ausgebildet.
Bei den Ausführungsbeispielen und insb. für 8 kann das Leitungsvolumen wie folgt angegeben werden: Alle Leitungen, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Durchflussmesseinrichtung, weisen einen Durchmesser von minimal 8mm auf. Des Weiteren können aber auch Leitungen mit einem Durchmesser von bis zu 12mm eingesetzt werden. Das Volumen berechnet sich dann mit der Leitungslänge L (in mm) als V = PI·(d/2)²·L. Die Länge nach der Zell- oder Zählradeinheit bis zum Auslassventil ist immer abhängig der Ausgestaltung. Dies gilt für die Durchflussmesseinrichtung, aber auch die Strecke von der Durchflussmesseinrichtung bis zum Klebstoffdüse. Der Abstand vom Zellrad zum Ausgang der Durchflussmesseinrichtung beträgt konstruktiv bedingt minimal ca. 20mm. Bei einer alternativen Anordnung, bei der Durchflussmesseinrichtung und Applikationskopf integriert sind, wird die Länge ca. 60mm betragen. Ist der Applikationskopf nicht integriert, kann die Länge bis zu 200mm betragen. Hieraus ergibt sich ein Innenvolumen vorzugsweise im Bereich von ca. 1000mm³ bis 2300mm³.
Durch das beschriebene Verfahren kann erreicht werden, dass für jeden Appliziervorgang getrennt die ausgebrachte Schmelzklebermenge bestimmt werden kann. Für den Fall, dass die ausgebrachte Schmelzklebermenge eine untere Schwelle unterschreitet, kann die beispielsweise mittels des ausgebrachten Schmelzklebers verklebte Verpackungseinheit nachfolgend ausgeschleust werden, da eine gewünschte Verklebungsqualität mit einer zu geringen Schmelzklebermenge nicht sichergestellt werden kann. Ebenso ist es möglich, wie zuvor beschrieben, basierend auf den von der Durchflussmesseinrichtung 4 ermittelten Messwerten Defekte an dem Applikationskopf 3 (Verstopfung, Abnutzung etc.) festzustellen.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Appliziervorrichtung
2: Schmelzklebstoffzuführung, auch 2a, 2b und 2c
3: Applikationskopf
3.1: Klebstoffdüse
4: Durchflussmesseinrichtung
4.1: Zell- oder Zählradeinheit
4.1.1: Zellrad
4.2: Sensor
5: Heizeinrichtung
6: Energie- und Datenleitung
7: Verbindungsleitung, auch 7, 7b1, 7b2 und 7c
8: Drucksensor
9: Tragkörper
9.1: Ausnehmung
10: Ventileinheit
10.1: Ventilsteuerung
15: Winkel- und Kupplungsstück
20: Appliziersystem
21: Schmelzklebertank
22: Pumpe
23: Steuereinheit
24: Rücklaufleitung
FR: Fließrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012100810 A1 [0002, 0059]
DE 102011106759 B3 [0002, 0059]

Claims

Vorrichtung zum Applizieren von Schmelzklebstoff umfassend eine Schmelzklebstoffzuführung (2), zumindest einen Applikationskopf (3) mit zumindest einer Klebstoffdüse (3.1) und einer Messeinrichtung zur Messung einer applizierten Menge von Schmelzklebstoff, wobei die Messeinrichtung (4) eine Durchflussmesseinrichtung (4) mit einer nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Zell- oder Zählradeinheit (4.1) und einer Heizeinrichtung (5) ist, die in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs vor dem Applikationskopf (3) vorgesehen ist und dass die Durchflussmesseinrichtung (4) zumindest einen Sensor (4.2) zur Erfassung des von der Zell- oder Zählradeinheit (4.1) geförderten Schmelzklebstoffvolumens aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zell- oder Zählradeinheit (4.1) zumindest ein rotativ fluidisch angetriebenes Zellrad (4.1.1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zell- oder Zählradeinheit (4.1) eine elektrisch angetriebene Zahnradpumpe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4.2) zur Erfassung der Drehstellung und/oder Drehgeschwindigkeit des Zellrades (4.1.1) der Zell- oder Zählradeinheit (4.1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmesseinrichtung (4) eine vom Schmelzklebstoff durchflossene Messzelle bildet, die durch die Heizeinrichtung (5) beheizbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmesseinrichtung (4) in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs unmittelbar vor dem Applikationskopf (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmesseinrichtung (4) und der Applikationskopf (3) Teile eine Baugruppe sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs nach der Durchflussmesseinrichtung (4) als einer ersten Durchflussmesseinrichtung (4) eine weitere Durchflussmesseinrichtung (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Durchflussmesseinrichtung (4) und dem Applikationskopf (3) ein Drucksensor zur Messung des Drucks des Schmelzklebstoffs vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffleitung (7) zwischen Durchflussmesseinrichtung (4) und dem Applikationskopf (3) für die betriebsbedingten Prozessparameter unflexibel ist, insbesondere als metallisches Rohr ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem ersten Zeitfenster zur Abgabe einer Schmelzklebstoffmenge durch eine Klebstoffdüse des Applikationskopfs und zur Messung der applizierten Schmelzklebstoffmenge in einem zweiten Zeitfenster ausgebildet ist, wobei sich das erste und das zweite Zeitfenster teilweise überlappen und die Messung der applizierten Schmelzklebstoffmenge über den Zeitpunkt hinaus fortgesetzt wird, an dem die Klebstoffdüse des Applikationskopfs (3) geschlossen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer zwischen dem Ende des ersten Zeitfensters und dem Ende des zweiten Zeitfensters abhängig von der Länge der Zuführstrecke des Schmelzklebstoffs zwischen der Durchflussmesseinrichtung (4) und dem Applikationskopf (3) gewählt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des von der Zell- oder Zählradeinheit (4.1) geförderten Schmelzklebstoffvolumens intermittierend erfolgt, wobei die Durchflussmesseinrichtung (4) zum Zeitpunkt der Applizierung des Schmelzklebstoffs aktiviert und nach der Ende der Applizierung mit einem zeitlichen Versatz deaktiviert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmesseinrichtung (4) zur Messung einer Schmelzklebstoffmenge im Bereich zwischen 0,01g und 0,3g bei einer Schmelzklebstoffdichte im Bereich zwischen 0,3g/cm³ und 1,8g/cm³ ausgebildet ist.
Verfahren zum Messen einer applizierten Schmelzklebstoffmenge mittels einer Appliziervorrichtung (1) umfassend eine Schmelzklebstoffzuführung, zumindest einen Applikationskopf (3) mit zumindest einer Klebstoffdüse (3.1) und eine Messeinrichtung zur Messung einer applizierten Menge von Schmelzklebstoff, wobei die Messeinrichtung als Durchflussmesseinrichtung (4) die applizierte Menge von Schmelzklebstoff mittels einer nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Zell- oder Zählradeinheit (4.1) misst, die in Fließrichtung des Schmelzklebstoffs vor dem Applikationskopf (3) vorgesehen ist, wobei im Bereich der Durchflussmesseinrichtung (4) zumindest ein Sensor (4.2) vorgesehen ist, mittels dem das von der Zell- oder Zählradeinheit (4.1) geförderte Schmelzklebstoffvolumen gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen der Durchflussmesseinrichtung (4) und dem Applikationskopf (3) ein Drucksensor vorgesehen ist und dass basierend auf den von dem Drucksensor bereitgestellten Druckmesswerten und den von der Durchflussmesseinrichtung (4) bereitgestellten Messwerten eine Verschleißmessung des Applikationskopfs (3) vollzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Schmelzklebstoffmenge mit einem Schwellwert verglichen wird, dass bei Unterschreiten des Schwellwerts eine Ausschleusungsinformation erzeugt wird und dass die Verpackungseinheit, auf die die zu geringe Schmelzklebstoffmenge aufgebracht wurde, anschließend basierend auf der Ausschleusungsinformation ausgeschleust wird.
Vorrichtung zur Bildung von mehrere Behälter umfassenden Verpackungseinheiten durch Verkleben der Behälter untereinander mittels applizierten Schmelzkleberaufträgen umfassend eine Appliziervorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12.