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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schmelzgerät zur Verarbeitung im Wesentlichen fester, freifließender Klebstoffpartikel und zum Bereitstellen flüssigen Klebstoffs mit einem Tank zur Aufnahme von Klebstoff, welcher eine Einlassöffnung zum Einlassen von im Wesentlichen festen Klebstoffpartikeln aufweist, einer mit dem Tank gekoppelten Heizeinrichtung zum Erwärmen und Verflüssigen von Klebstoffpartikeln, wobei die Heizeinrichtung mindestens einen Klebstoffkanal für flüssigen Klebstoff aufweist, mindestens einer Pumpe zum Fördern des flüssigen Klebstoffs, und einer Befüllvorrichtung zum Befüllen des Tanks mit im Wesentlichen festen, schüttfähigen Klebstoffpartikeln, welche so relativ zu dem Tank angeordnet ist, dass Klebstoffpartikel durch die Einlassöffnung des Tanks in den Tank eingeleitet werden können. Die Erfindung betrifft ferner eine Befüllvorrichtung zum Befüllen eines Tanks eines Klebstoff-Schmelzgeräts mit im Wesentlichen festen, schüttfähigen Klebstoffpartikeln.
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Derartige Schmelzgeräte zur Verarbeitung im Wesentlichen fester, freifließender Klebstoffpartikel und zum Bereitstellen von verflüssigtem Klebstoff, insbesondere Heißschmelz-Klebstoff (hotmelt adhesive) kommen insbesondere in industriellen Anwendungen zum Einsatz. Im allgemeinen wird Klebstoff in zunächst fester Form, beispielsweise in Form von Partikeln oder Pellets oder in einem Block oder dergleichen bereitgestellt und dann mit Hilfe des Schmelzgerätes verflüssigt. Feste Klebstoffpellets oder Klebstoffpartikel können in Säcken oder anderen Behältern in fester, schüttfähiger und damit fließfähiger Form bereitgestellt, dem Schmelzgerät mittels einer Befüllvorrichtung zugeführt und verflüssigt werden. Der mithilfe der Heizeinrichtung des Schmelzgeräts verflüssigte Klebstoff kann mittels der Pumpe durch einen Schlauch zu einem Verbraucher, z.B. einem Auftragsgerät zum Abgeben und Auftragen des Klebstoffs auf ein Substrat gefördert werden. Bei dem Auftragsgerät kann es sich beispielsweise um einen Auftragskopf mit einer Schlitzdüse zum flächigen Auftrag, oder einem Gerät zum Auftragen einer oder mehrerer Raupen oder einem Sprühauftragsgerät oder eine Hand-Pistole handeln.
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Je nach dem aktuellen Bedarf eines oder mehrerer Verbraucher wird der Klebstoff mittels der Heizeinrichtung in einer bestimmten Menge verflüssigt. Der Bedarf unterliegt dabei regelmäßig starken Schwankungen. Es kann Perioden geben, in denen der Bedarf stark verringert oder sogar unterbrochen ist. Der Schmelzvorgang, die Heizeinrichtung und die Wärme- und Temperaturentwicklung in dem Tank, in dem der Klebstoff teilweise in fester, halbfester oder auch schon verflüssigter Form vorliegen kann, unterliegt einer Trägheit. Wenn beispielsweise der Bedarf auf Seiten des Verbrauchers unterbrochen und damit von dem Schmelzgerät kein verflüssigter Klebstoff mehr abgegeben wird, verbleibt zunächst eine erhöhte langsam abnehmende Temperatur und Wärmeenergie in der Heizeinrichtung, in dem Tank und dem teilweise verflüssigten, teilweise halb verflüssigten oder noch festen Klebstoff. Diese Wärmeenergie verteilt sich mit der Zeit in die benachbarte Umgebung und insbesondere auch in die mit dem Schmelzgerät gekoppelte Befüllvorrichtung zum Befüllen des Tanks mit festen Klebstoffpartikeln. Häufig und regelmäßig ist eine solche Befüllvorrichtung oberhalb des Tanks angeordnet. Erwärmte Gase, insbesondere in dem Tank befindliche erwärmte Luft steigt – aufgrund freier Konfektion – nach oben und kann durch die Einlassöffnung des Tanks in den Füllkanal der Befüllvorrichtung gelangen.
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Ein solcher Wärmeeintrag aus dem Bereich des Tanks in die Befüllvorrichtung ist nachteilig, denn dadurch geht einerseits Wärmeenergie aus dem Tank verloren, was den Energieverbrauch erhöht, und andererseits kann die in die Befüllvorrichtung eingetragene Wärmeenergie dort befindliche Klebstoffpartikel aus dem festen in den flüssigen oder teilweise flüssigen Zustand überführen. Dies kann zu unerwünschten Effekten, beispielsweise Verklebung der Befüllvorrichtung und unter Umständen Betriebsunterbrechung der Befüllvorrichtung führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schmelzgerät und ein Verfahren zum Bereitstellen flüssigen Klebstoffs anzugeben, welches die Nachteile der bekannten Geräte vermeidet oder verringert.
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Die Erfindung löst die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die Befüllvorrichtung einen Füllkanal und ein Füllventil mit einem bewegbaren Ventilkörper aufweist, welcher in dem Füllkanal angeordnet ist und aus einer Schließstellung, in der der freie Querschnitt des Füllkanals im Wesentlichen durch den Ventilkörper geschlossen ist, und einer Öffnungsstellung, in der der freie Querschnitt des Füllkanals im Wesentlichen geöffnet ist, verstellbar ist (Anspruch 1).
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Durch das erfindungsgemäße Füllventil mit bewegbarem Ventilkörper lässt sich der Füllkanal, durch welchen (feste) Klebstoffpartikel in den beheizten Tank eingefüllt werden können, verschließen bzw. öffnen. In der Schließstellung verschließt der Ventilkörper den Füllkanal, sodass in vorteilhafter Weise ein Wärmeeintrag durch den Füllkanal hindurch in die Befüllvorrichtung reduziert oder weitgehend verhindert wird. Ein Wärmestrom aus dem Tank, in dem erhitzter, verflüssigter Klebstoff bereitgehalten und mittels der Heizeinrichtung erwärmt wird, gelangt somit nicht oder nur in geringem Ausmaß in die Befüllvorrichtung und in den Bereich, in dem noch feste Klebstoffpartikel wie Pellets bereitgehalten werden, aber noch nicht verflüssigt oder angeschmolzen werden sollen. Durch das erfindungsgemäße Füllventil wird also unerwünschter Wärmeeintrag verringert und ein unerwünschtes Verkleben von Klebstoffpartikeln oberhalb des Füllventils verhindert oder deutlich reduziert. Das Füllventil verhindert insbesondere auch das Einströmen heißen Gases aus dem Bereich des Tanks oder aus dem Tank durch den Füllkanal in die Befüllvorrichtung bis hin zu einem Behältnis zum Bereithalten der festen Klebstoffpartikel. Ein entsprechender Energieeintrag durch insbesondere aus dem Tank aufsteigende erhitzte Luft wird somit erfindungsgemäß unterbunden oder deutlich reduziert. Da das erfindungsgemäße Füllventil mit seinem aus der Schließstellung in eine Öffnungsstellung bewegbaren Ventilkörper in Abhängigkeit von dem schwankenden Bedarf an zu verflüssigendem Klebstoff geöffnet bzw. geschlossen werden kann, lässt sich der unerwünschte Wärmeeintrag steuern und zum Befüllen des Tanks der Füllkanal öffnen, sodass die festen, schüttfähigen Klebstoffpartikel (Pellets) bei Bedarf mittels der Befüllvorrichtung in den Tank eingeleitet werden können. Erfindungsgemäß wird also auch bewirkt, dass je nach Bedarf immer nur die benötigte Klebermenge im Tank des Schmelzgeräts bereitgehalten wird. Das Schmelzgerät wird so nicht überfüllt. Auch die Verweilzeit verflüssigten Klebstoffs im Schmelzgerät verringert sich. Dadurch wird die thermische Beanspruchung für den Kleber reduziert. Auch eine erhöhte Verbrennungsgefahr wird minimiert. Erfindungsgemäß ist es möglich, das Füllventil nur zum Befüllen des Tanks durch den Füllkanal zu öffnen. Dadurch wird nicht nur unerwünschter Wärmeeintrag reduziert, sondern es kann dann auch kein Schmutz in den Tank gelangen. Warmluft gelangt nicht in die Befüllvorrichtung, wenn keine Befüllung stattfindet. Insgesamt werden Wartungsintervalle verlängert, und die Produktivität des Schmelzgeräts erhöht und damit der gesamten Anlage, in die das Schmelzgerät integriert ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung, eine Antriebseinrichtung zur Beeinflussung des Füllventils und eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Klebstoffpartikeln innerhalb des Füllkanals, insbesondere von in dem Füllkanal in Richtung auf das Füllventil herabfallenden Klebstoffpartikeln, wobei die Sensoreinrichtung ein Signal bereitstellt, welches mittels der Steuerungseinrichtung an die Antriebseinrichtung zum Verstellen des Füllventils oder direkt an die Antriebseinrichtung zum Verstellen des Füllventils übertragbar ist. Mittels einer solchen Sensoreinrichtung lassen sich im Füllkanal befindliche Klebstoffpartikel (Pellets o. dgl.) erfassen. Sind im Bereich des Sensors Klebstoffpartikel vorhanden, weil sie aufgrund eines Bedarfs an verflüssigtem Klebstoff in den Tank eingeleitet werden sollen, kann mittels eines entsprechenden Signals der Ventilkörper des Füllventils in die Öffnungsstellung gebracht werden, sodass die Klebstoffpartikel in den Tank eingefüllt werden können. Der Füllkanal ist also geöffnet, und der Tank kann befüllt werden. Nur in diesem geöffneten Zustand kann Wärme, beispielsweise durch aufsteigende Warmluft, in die Befüllvorrichtung gelangen, aber nur in geringem Umfang. Dem wird auch dadurch entgegengewirkt, dass aufsteigende Warmluft durch herabfallende Klebstoffpartikel etwas nach unten mitgerissen wird. Vorzugsweise wird das Schmelzgerät mittels der Sensoreinrichtung und des erfindungsgemäßen Füllventils so gesteuert, dass das Füllventil nur für den Zeitraum der Befüllung geöffnet ist. Mittels der Sensoreinrichtung kann die Befüllung weitgehend automatisch erfolgen. Immer dann, wenn aufgrund eines Bedarfs beim Verbraucher Klebstoffpartikel in die Befüllvorrichtung geleitet werden und die Klebstoffpartikel in den Bereich der Sensoreinrichtung kommen, wird das Füllventil, also der bewegbare Ventilkörper, in die Öffnungsstellung gebracht, während ansonsten bei Nichtvorhandensein von Klebstoffpartikeln im Bereich der Sensoreinrichtung das Füllventil, insbesondere der Ventilkörper, in die Schließstellung gebracht und dort gehalten wird. Die Sensoreinrichtung weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung einen Sender/Empfänger, in Form eines Lichtgebers und Lichtempfängers auf. Ein derartiger optischer Sensor ist zuverlässig und vergleichsweise preiswert erhältlich.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Ventilkörper des Füllventils wärmedämmendes Material aufweist oder aus wärmedämmendem Material hergestellt ist und/oder mindestens eine wärmedämmende Schicht aus wärmedämmendem Material aufweist. Durch ein solches wärmedämmendes Material im Bereich des Ventilkörpers lässt sich ein unerwünschter Wärmestrom aus dem Tank in Richtung der Befüllvorrichtung durch die Befüllvorrichtung hindurch weiter reduzieren.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ventilkörper mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und der Ventilkörper als Klappe ausgebildet ist, die um eine Drehachse drehbar ist oder im Wesentlich translatorisch hin und her bewegbar ist. Mittels der Antriebseinrichtung lässt sich der Ventilkörper automatisiert zwischen der Schließ- und Öffnungsstellung hin- und herbewegen. Zweckmäßigerweise ist der Ventilkörper als rotierbare Klappe oder alternativ als translatorisch hin und her verfahrbare Klappe ausgebildet, je nach bevorzugter Gestaltung und Einbausituation. Insbesondere im Zusammenhang mit einer Sensoreinrichtung lässt sich ein automatisierter Betrieb verwirklichen, in dem das Füllventil bei Vorhandensein von Klebstoffpellets im Bereich der Sensoreinrichtung aufgrund von – herabfallenden – Klebstoffpartikeln rasch in die Öffnungsstellung gebracht wird und das Füllventil anschließend nach dem Befüllvorgang bei nicht mehr Vorhandensein von Klebstoffpartikeln im Bereich der Sensoreinrichtung wieder in die Schließstellung gebracht wird.
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Eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkanal über mindestens eine Öffnung zum Ableiten von in dem Tank mittels der Heizeinrichtung erwärmter Gase verfügt. Durch eine solche Gasableitungs-Öffnung lassen sich im Schmelzgerät erwärmte Gase, insbesondere Warmluft, aus dem Schmelzgerät mit der Befüllvorrichtung herausführen. Die Zahl und Größe und Orte der Gasableitungs-Öffnungen lassen sich je nach abzuleitender Wärme- und Gasmenge an den Einzelfall anpassen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Gasableitungs-Öffnung zwischen dem Ventilkörper und der Einlassöffnung des Tanks angeordnet ist und/oder dass die mindestens eine Gasableitungs-Öffnung in Betrieb oberhalb des Ventilkörpers angeordnet ist, wobei die Öffnung vorzugsweise als länglicher Schlitz oder im Wesentlichen zylindrische Bohrung ausgebildet ist. Durch eine Gasableitungs-Öffnung im Bereich zwischen Tank und Füllventil kann akkumulierende erwärmte Luft abgeleitet werde; bei Bedarf kann durch zusätzlich eine oder mehrere weitere Gasableitungs-Öffnung(en) oberhalb oder stromaufwärts – bezogen auf die Füllrichtung der festen Partikel – angeordnet sein, um auch in diesem Bereich warme Luft an die Umgebung ableiten zu können. So lässt ist insgesamt ein Wärmemanagement des Schmelzgerätes mit einfachen konstruktiven Mitteln verwirklicht.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass mindestens eine Leiteinrichtung zum Leiten der Klebstoffpartikel und/oder zum Leiten innerhalb des Füllkanals vorhandener Gase innerhalb des Füllkanals angeordnet ist. Die Leiteinrichtung ist vorzugsweise in Form eines Leitblechs ausgebildet ist. Die eine Leiteinrichtung oder mehrere Leiteinrichtungen haben vorzugsweise eine Doppelfunktion: Zum einen Leiten und Bremsen sie gegebenenfalls die noch festen Klebstoffpartikel während der Befüllung, insbesondere, während sie aufgrund der Schwerkraft herabfallen und in den Tank eingeleitet werden. Zum anderen kann die Leiteinrichtung auch zum Ableiten aufsteigender Gase oder strömender erwärmter Gase in dem Füllkanal genutzt werden, um solche Luftströme insbesondere durch Öffnungen in die Umgebung zu leiten. Zweckmäßigerweise sind solche Leiteinrichtungen in Form von Leitblechen oder Leitplatten oder anderen Materialien wie Kunststoff ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Gasableitungs-Öffnung benachbart zu, vorzugsweise im Wesentlichen unterhalb der Leiteinrichtung, vorzugsweise des Leitblechs angeordnet ist, so dass aufsteigende erwärmte Gase mittels der Leiteinrichtung in Richtung der Öffnung und somit aus dem Füllkanal heraus geleitet werden. Alternativ wird die Ausführungsform dadurch weitergebildet, dass zumindest eine Leiteinrichtung ein plattenförmiger Körper ist, wobei der plattenförmige Körper im Wesentlichen in einem Winkel von etwa zwischen 90° und 10°, besonders bevorzugt im wesentlichen zwischen 60° und 30° gegenüber einer Vertikalen geneigt angeordnet ist bzw. sind. So lassen sich die festen Partikel zum einen und Warmluft zum anderen besonders bevorzugt leiten.
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Eine weitere alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Füllkanal im Wesentlichen oberhalb der Einlassöffnung des Tanks oder wenigstens mit einem Abschnitt oberhalb des Füllventils seitlich versetzt bezogen auf die Einlassöffnung des Tanks angeordnet ist. Entweder ist der Füllkanal direkt oberhalb der Einlassöffnung des Tanks ausgebildet, was den Vorteil mit sich bringt, dass die Partikel direkt im Wesentlichen aufgrund der Schwerkraft in den Tank hineinfallen. Alternativ kann der Füllkanal wenigstens mit einem Abschnitt seitlich versetzt und oberhalb des Füllventils angeordnet sein, sodass immer noch die Klebstoffpartikel insbesondere aufgrund der Schwerkraft in den Tank einfallen. Eine seitlich versetzte Anordnung hat den vorteilhaften Effekt, dass aus dem Tank aufsteigende Warmluft – aufgrund der seitlichen Versetzung – nicht direkt weiter nach oben aufsteigen kann, sondern nur über den Umweg oder aber durch Öffnungen im Bereich oberhalb des Tanks abgeleitet werden kann und somit nicht in Abschnitte der Füllvorrichtung hineingelangt.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilkörper translatorisch innerhalb eines ersten oberhalb der Einlassöffnung des Tanks angeordneten Abschnitts des Füllkanals angeordnet ist und ein weiterer seitlich von der Einlassöffnung des Tanks versetzter oberer Abschnitt des Füllkanals sich an den ersten Abschnitt anschließt.
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Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass innere Oberflächen des Füllkanals und/oder Oberflächen des Ventilkörpers des Füllventils und/oder Oberflächen der Leiteinrichtungen mit einem Beschichtungsmaterial zum Verringern der Reibung und/oder des Anhaftens und/oder mindestens ein Sichtfenster in dem Füllkanal ausgebildet ist. Ein Anhaften oder Verkleben wird so vermieden oder entgegengewirkt, ferner wird die Reibung verringert.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1: ein erfindungsgemäßes Schmelzgerät in einem ersten Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht von schräg unten mit teilweise geöffnetem Gehäuse;
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2: das Schmelzgerät in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
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3 das Schmelzgerät in einer Ansicht von der Seite;
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4 eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung als Teil des Schmelzgerätes gemäß 1 in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
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4a die Befüllvorrichtung gemäß 4 in einer Seitenansicht;
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5 die Befüllvorrichtung gemäß 4 in einer Teilschnittdarstellung von einer Seite mit geschlossenem Füllventil;
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6 die Befüllvorrichtung gemäß 4 in einer Teilschnittdarstellung von einer Seite mit geöffnetem Füllventil;
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7 eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel als Teil eines erfindungsgemäßen Schmelzgerätes gemäß 1 in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
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8 die Befüllvorrichtung gemäß 7 in einer Seitenansicht;
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9 die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung in einer Teilschnittdarstellung mit geschlossenem Füllventil;
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10 die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung in einer Teilschnittdarstellung mit geöffnetem Füllventil;
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Das in den 1 bis 6 gezeigte Schmelzgerät 1 zum Bereitstellen flüssigem Klebstoffs weist einen Tank 2 zur Aufnahme von Klebstoff, eine Heizeinrichtung 4 zum Erwärmen und Verflüssigen von Klebstoffpartikeln, eine Pumpe 6 zum Fördern flüssigem Klebstoffs, eine Befüllvorrichtung 8 zum Befüllen des Tanks des Schmelzgeräts 1 sowie ein Gehäuse 10 sowie weitere optionale Komponenten auf. Zu den weiteren Komponenten gehört eine elektrische Steuerung zur Steuerung des Schmelzgerätes 1 sowie einzelner Komponenten des Schmelzgeräts 1. Im Ausführungsbeispiel ist die Steuerung innerhalb des Gehäuses 10 innerhalb eines links in 1 angeordneten Abschnitts des Gehäuses 10 unterhalb eines Bedienpanels 12 angeordnet. Die Steuerung kann ganz oder teilweise auch an anderen Orten des Schmelzgeräts 1 oder auch außerhalb des Schmelzgeräts 1 beispielsweise im Rahmen einer zentralen Steuereinheit für eine Vielzahl von Schmelzgeräten und anderen Komponenten einer industriellen Anlage positioniert sein. Mittels eines Hauptschalters 14 lässt sich das Schmelzgerät 1 nebst Steuerung ein und ausschalten. In bekannter Weise kann das Gehäuse 10 mehrere zu öffnende und zu verschließende, beispielsweise schwenkbare Klappen und/oder Türen und/oder Deckel zusätzlich zu Wandsegmenten oder Rollen 16 zum Verfahren des Schmelzgerätes 1 aufweisen.
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Der innerhalb des Gehäuses 10 angeordnete Tank 2 weist ein durch mehrere Seitenwände gebildetes Gehäuse 18 zur Ausbildung eines Innenraums zur Aufnahme von Klebstoff sowie im oberen Bereich einen aufklappbaren Deckel 20 zur Wartung auf. Der Tank 2 hat im oberen Bereich eine Einlassöffnung 22 zum Einlassen von im Wesentlichen festen, schüttfähigen Klebstoffpartikeln mithilfe der Befüllvorrichtung 8 auf. Die Befüllvorrichtung 8 ist vorzugsweise in diesem Ausführungsbeispiel oberhalb der Einlassöffnung 22 des Tanks 2 angeordnet und auf eine an dem Gehäuse 10 befestigte Montageplatte 24 montiert.
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Die vorzugsweise elektrisch beheizbare Heizeinrichtung 4 ist im Wesentlichen unterhalb des Gehäuses 18 des Tanks 2 angeordnet und weist in an sich bekannter Weise Heizelemente 26 mit vorzugsweise erweiterten Oberflächen wie Vorsprüngen, und/oder Ausnehmungen, Rippen, Lamellen oder dergleichen auf, sodass Wärmeenergie in den Innenraum des Tank 2 und damit auf den im Tank befindlichen Klebstoff, also noch feste Klebstoffpartikel, teilweise flüssigen oder vollständig verflüssigten Klebstoff übertragbar ist. Des Weiteren weist die Heizeinrichtung 4 vorzugsweise eine Vielzahl von Klebstoff-Kanälen 27 auf, durch welche verflüssigter Klebstoff in einen vorzugsweise blockförmigen Verteiler (manifold) 28 einleitbar ist. In dem Verteiler 28 sind ebenfalls Klebstoff-Kanäle, die Pumpe 6 oder auch mehrere Pumpen 6 und Klebstoff-Filter 30 sowie vorzugsweise mehrere Anschlüsse 32 zum Anschließen von Schläuchen oder Leitungen zum Fördern des verflüssigten Klebstoffs zu einem oder mehreren Verbrauchern in Form von Klebstoffabgabegeräten wie Pistolen oder dergleichen angeordnet. Die Pumpe 6 kann beispielsweise als Zahnradpumpe, Flügelzellenpumpe oder Kolbenpumpe ausgebildet sein. Die Heizeinrichtung 4 und der Verteiler 28 sind mit beispielsweise elektrisch beheizbaren Heizpatronen ausgestattet.
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Die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung 8 ist im Ausführungsbeispiel mittels der Montageplatte 24 an dem Schmelzgerät 1 befestigt. In nicht gezeigter Weise könnte in einem alternativen Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung auch unabhängig von dem Schmelzgerät 1 angeordnet sein, vorzugsweise oberhalb des Schmelzgeräts 1 an einer Anlage zum Bereitstellen von Klebstoff in Form von Klebstoffpartikeln. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel würde Befüllvorrichtung 8 nach Art einer „Stand alone“ Komponente bereitgestellt sein. Wie vergrößert in den 4 bis 6 veranschaulicht, weist die Befüllvorrichtung 8 ein Gehäuse 36 auf, welches durch mehrere vorzugsweise als ebene Platten oder Bleche ausgebildete Wände 38, 40, 42, 44 beziehungsweise Wandsegmente gebildet ist. Im Ausführungsbeispiel bilden die Wände 38, 40, 42, 44 ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 36, alternativ sind auch andere, beispielsweise im Wesentlichen zylindrische oder rohrförmige Formen des Gehäuses 36 möglich.
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Durch das Gehäuse 36 ist in dessen Innenraum ein Füllkanal 46 ausgebildet, durch welchen Klebstoffpartikel aus einer nicht dargestellten, in der Regel oberhalb der Befüllvorrichtung 8 angeordneten Vorrichtung zum Aufnehmen eines Sacks, eines Tanks oder eines anderen Behälters für Klebstoffpellets oder Klebstoffpartikel in den Tank 2 des Schmelzgerätes 1 hindurch und dann in den Tank 2 eingeleitet werden kann durch die Einlassöffnung 22. Der Füllkanal 46 ist im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen mit seiner Längsachse 48, vergleiche 5 und 6, vertikal angeordnet. Es sind aber auch andere schräge Anordnungen des Füllkanals 46 möglich. Klebstoffpartikel können also durch den Füllkanal 46 in den Tank 2 eingeleitet werden. Hierzu werden Sie insbesondere aufgrund der Schwerkraft durch den Füllkanal 46 von oben nach unten fallen.
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Die Befüllvorrichtung 8 weist des Weiteren Wartungsklappen 48, 50 mit daran befestigten Haltezapfen 52, 54 auf (4 bis 6), und/oder zusätzliche Gehäuseplatten 56, 58 sowie ein Gehäuse 60, in dem elektrische und/oder elektronische Komponenten und eine Steuerung oder Teile einer Steuerung, sowie Antriebe zum Bewegen von Komponenten, insbesondere eines bewegbaren Ventilkörpers eines Füllventils, welches nachfolgend näher erläutert ist, auf. Ein Schutzgitter 62 sowie Staubschutzelement in Form beispielsweise eines Blechs 64 kann ferner außen am Gehäuse 36 befestigt sein. Blech 64 ist vorzugsweise abgewinkelt ausgestaltet, sodass es mit einem ersten Ebenenabschnitt an dem Gehäuse 36 montiert, mit einem weiteren schräg abstehenden mittleren Abschnitt sich von dem Gehäuse 36 entfernt und mit einem weiteren parallel zum Gehäuse 36 angeordneten Abschnitt ebenfalls für eine Abweisung von Staubpartikeln taugt.
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Ein Umlenk- oder -Verteilerkörper 66 ist an einem unteren Abschnitt der Befüllvorrichtung 8 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist der Verteilerkörper 66 als ein Blech, vorzugsweise ein gekrümmtes Blech, vorzugsweise in einem Winkel von 90° gekrümmt, vorzugsweise kreisförmig gekrümmt ausgebildet. Der Verteilerkörper 66 schließt sich unten an den in der Befüllvorrichtung 8 ausgebildeten Füllkanal 46 an. Klebstoffpartikel, die durch den Füllkanal 46 – von oben nach unten – in den Tank 2 (1 bis 3) transportiert werden, werden von dem Verteilerköper 46 gleichmäßig in den Tank 2 verteilt, sodass die Klebstoffpartikel möglichst verteilt in den Einflussbereich der Heizeinrichtung 4 gelangen, um dort möglichst günstig Wärmeenergie aufnehmen zu können, um geschmolzen zu werden. Im Ausführungsbeispiel ist der Verteilerkörper 66 im Wesentlichen mit seinem oberen Abschnitt fluchtend zu dem Gehäuse 36, gebildet durch die Wände 38, 40, 42, 44, angeordnet und in einem seitlichen Abschnitt des Tanks 2 oberhalb des Selben positioniert. Die Krümmung des Verteilerkörpers 66 ist so gewählt, dass herabfallende Klebstoffpartikel wenigstens teilweise weiter auch in mittlere oder gegenüberliegende seitliche Abschnitte des Tanks 2 fallen. Unterschiedliche geometrische Formen und Dimensionen des Verteilerkörpers 66 können gestaltet werden, um eine möglichst günstige Einleitung von Klebstoffpartikeln und Verteilung in dem Tank 2 zu erreichen.
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Ein Füllventil 70 (vergleiche 4 bis 6) mit einem bewegbaren Ventilkörper 72 ist an der Befüllvorrichtung 8 ausgebildet. Der bewegbare Ventilkörper 72 ist innerhalb des Füllkanals 46 angeordnet und ist aus einer Schließstellung (5), in welcher der freie Querschnitt des Füllkanals 46 im Wesentlichen durch den Ventiltilkörper 72 geschlossen ist, und einer Öffnungsstellung (6), in der der freie Querschnitt des Füllkanals 46 im Wesentlichen geöffnet ist, verstellbar, also hin und her bewegbar. Der Ventilkörper 72 ist im Ausführungsbeispiel als eine drehbare Platte oder Klappe ausgebildet, andere Formen und Kinematiken des bewegbaren Ventilkörpers 72 sind möglich. Der Ventilkörper 72 weist eine im Wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quaderförmige Form auf und ist an die Form des Querschnitts des Füllkanals 46 angepasst. Andere Formen, wie beispielsweise Kreisformen sind alternativ möglich. Der nach Art einer Klappe ausgebildete Ventilkörper 72 ist an einer im Wesentlichen zylindrischen Welle 74 befestigt, die sich quer zur Längsachse 48 des Füllkanals, horizontal durch den Füllkanal 46 hindurch erstreckt. Die Welle 74 ist seitlich am Gehäuse 36, das heißt der Gehäuseplatte 58 und der gegenüberliegenenden Wand 42 gelagert, beispielsweise mittels eines Gleit- oder Wälzlagers.
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Eine Antriebseinrichtung 76, siehe 4a dient zum Bewegen des Ventilkörpers 72. Im Ausführungsbeispiel dient die Antriebseinrichtung 76 dazu, den Ventilkörper 72 um eine Drehachse zu rotieren, welche durch die Längsachse 48 der Welle 74 definiert ist. Die Antriebseinrichtung 76 weist einen mit der Welle 74 drehstarr gekoppelten Hebel 78 sowie eine pneumatische Kolben-/Zylinderanordnung 80 auf. Eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange 82 ist mittels eines Koppelglieds 84 gelenkig mit dem Hebel 78 gekoppelt. Durch hin und her bewegen des Kolbens und der Kolbenstange 82 innerhalb des Zylinders der Kolben-/Zylinderanordnung 80 wird die Welle 74 und damit Ventilkörper 72 rotiert und gedreht. Auf die Weise kann der Ventilkörper 72 wahlweise zwischen der Schließstellung (5) und der Öffnungsstellung (6) sowie in zwischen diesen beiden Stellungen befindliche Zwischenstellungen bewegt werden. In nicht näher gezeigter Weise ist die Kolben-/Zylinderanordnung 80 mit einer Druckluftquelle und der Steuerung gekoppelt. Alternative Ausbildungen der Antriebseinrichtung 76, beispielsweise elektrisch, hydraulisch oder mechanisch mit verschiedenen Antrieben wie Antriebsmotoren sind möglich.
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Eine Sensoreinrichtung 90 (4 bis 6) dient zum Erfassen von Klebstoffpartikeln innerhalb des Füllkanals 46. Mit der Sensoreinrichtung 90 kann sensiert und festgestellt werden, ob Klebstoffpartikel innerhalb des Füllkanals 46 vorhanden sind, insbesondere während sie sich von einer – oberen – Einlassseite zu einer unteren Auslassseite und damit der Einlassöffnung 22 des Tanks 2 bewegen, insbesondere während ihrer Bewegung von oben nach unten aufgrund der Schwerkraft aus einer nicht gezeigten Einrichtung.
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Die Sensoreinrichtung 90 ist im Ausführungsbeispiel als optischer Sensor ausgebildet, aber auch andere Sensortechniken können zur Anwendung kommen. Zwei Lichtschranken sind Teil der Sensoreinrichtung 90. Zwei optische Sender/Empfänger 92 sind benachbart zueinander und benachbart zu dem Füllkanal 46 an der Wand 38 des Gehäuses 36 positioniert, vgl. 4. An der gegenüberliegenden Wand 42 des Gehäuses 36 ist ein Reflektor 94 (4a) positioniert. Jeder der Sender/Empfänger 92 ist mit der Steuerung elektrisch verbunden und mittels eines Winkelblechs 96 benachbart zum Füllkanal 46 montiert. Wie die 5 und 6 zeigen, ist ein Sichtfenster 98, welches in Form einer einfachen Ausnehmung in der Wand 38 oder als Ausnehmung mit einer transparenten Schreibe ausgebildet ist, vorgesehen. Jeder Sender/Empfänger 92 sendet intermittierend oder kontinuierlich Lichtsignale durch den Strömungsquerschnitt des Füllkanals 46 hindurch in Richtung auf den Reflektor 94. Die Lichtsignale werden durch den Reflektor 94 reflektiert und von dem Empfängerteil der Sender/Empfänger 92 erfasst, wenn das Lichtsignal freien Durchtritt durch den Füllkanal 46 hat. Hindert ein Klebstoffpartikel oder mehrere Klebstoffpartikel in dem Füllkanal 46 das Lichtsignal am Durchtritt, wird von dem Sender/Empfänger 92 kein reflektiertes Lichtsignal aufgenommen. Die Sensoreinrichtung 90 generiert entsprechende Signale, die Indikator dafür sind, ob Klebstoffpartikel im Füllkanal 46 vorhanden sind oder nicht. Diese Signale werden an die Steuerung und von dort an die Antriebseinrichtung 76 oder direkt dorthin übermittelt.
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Mittels der Sensoreinrichtung 90, dem Füllventil 70 mit Antriebseinrichtung 76 sowie der Steuerung lässt sich also im Betrieb folgendes Betriebsverfahren verwirklichen:
Verfahren zum Steuern der Zuführung von Klebstoffpartikel mittels einer Befüllvorrichtung 8 zum Tank 2 eines Schmelzgerätes 1,
bei dem Klebstoffpartikel im festen Zustand mittels einer Sensoreinrichtung 90 zum Erfassen von Klebstoffpartikeln innerhalb eines Füllkanal 46 detektiert werden,
bei dem dann, wenn die Sensoreinrichtung 90 Klebstoffpartikel innerhalb des Füllkanals 46 erfasst hat, mittels eines von der Sensoreinrichtung 90 bereitgestellten Signals das Füllventil 70 der Befüllvorrichtung 8 in einer Öffnungsstellung verstellt wird, und
bei dem dann, wenn keine Klebstoffpartikel von der Sensoreinrichtung 90 in dem Füllkanal 46 erfasst sind, dass die Füllventil 70 in die Schließstellung gebracht wird.
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Da das Füllventil, welches den bewegbaren Ventilkörper 72 aufweist, den freien Strömungsquerschnitt des Füllkanals 46 verschließt beziehungsweise öffnet, kann in der Schließstellung ein Wärmeeintrag aus dem Bereich des Tanks 2 des Schmelzgerätes 1 durch die Befüllvorrichtung 8 hindurch unterbunden oder reduziert werden.
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Der Ventilkörper 72 weist wärmedämmendes Material auf. Hierzu ist er entweder vollständig aus einem wärmedämmenden Material gebildet, beispielsweise einem Schaumstoff, einem anderen Kunststoff mit einer relativ geringen Wärmeleitfähigkeit oder einem Verbundmaterial oder als ein mehrschichtigen Körper mit Zwischenräumen gebildet, in denen aufgrund dort befindlichen Gases die Wärmeleitfähigkeit gering ist. Der Ventilkörper 72 kann auch eine Wärmedämmschicht aus einem Wärmedämmmaterial wie beispielsweise temperaturfester Kunststoff aufweisen.
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Wie beispielsweise die 5 und 6 veranschaulichen, ist in oder an dem Füllkanal 46 mindestens eine, beziehungsweise sind vorzugsweise mehrere Gasableit-Öffnungen 102, 104, vorgesehen die dazu dienen, Gase, insbesondere Luft aus dem Füllkanal 46 abzuleiten. Derartige Gase können insbesondere durch Wärmeabgabe der Heizeinrichtung 4 in dem Tank 2 erwärmt worden sein. Aufgrund freier Konfektionen steigen sie auf undkönnen bei geöffnetem Füllventil 70 weiter in den Füllkanal 46 nach oben eindringen. Durch die Öffnungen 102, 104 können sie an die Umgebung der Befüllvorrichtung 8 des Schmelzgerätes 1 abgeben werden.
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Auch zwischen dem Ventilkörper 72 des Füllventils 70 und em Tank 2 können in den Wänden 38, 40, 42, 44 des Gehäuses 36 Öffnungen zum Ableiten von Gasen gebildet sein. Die Gasableitungs-Öffnungen können dabei verschiedene Formen aufweisen, beispielsweise Durchbrüche mit kreisförmigen, länglichen, schlitzförmigen, ovalen oder anderen Querschnitten.
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Mehrere Leiteinrichtungen zum Leiten von Klebstoffpartikeln und/oder zum Leiten innerhalb des Füllkanals 46 vorhandener Gase können innerhalb oder an dem Füllkanal 46 angeordnet und dort ausgebildet sein. Vorzugsweise sind sie in Form von Leitkörpern oder Leitblechen ausgebildet. Ebenfalls bevorzugt ist es, dass der Füllkanal im Wesentlichen oberhalb der Einlassöffnung des Tanks oder wenigstens mit einem Abschnitt oberhalb des Füllventils seitlich versetzt bezogen auf die Einlassöffnung des Tanks angeordnet ist.). Eine erste untere Leiteinrichtung 106 ist etwa oberhalb des Ventils 70 angeordnet und an der Wand 48 des Gehäuses 36 montiert und in Form eines Winkelblechs ausgebildet. Ein Teil des Winkelblechs ist mit der Wand 48 verschraubt. Der winklig in einem Winkel von etwa zwischen 20 und 90° abstehende Teil des Leitblechs ist benachbart zu der Öffnung 102 angeordnet. Das Leitblech hat eine Doppelfunktion: Zum einen lenkt es nach unten im Füllkanal 46 bewegende Klebstoffpartikel ab. Zum anderen lenkt es strömende Gase in dem Füllkanal 46 in Richtung auf die Gasableitungs-Öffnung 102.
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Eine weitere Leiteinrichtung 108 in Form eines gewinkelten Leitblechs ist weiter oberhalb innerhalb des Füllkanals 46 angeordnet. Der prinzipielle Aufbau entspricht dem der Leiteinrichtung 106; insoweit wird auf die vorherigen Beschreibungen Bezug genommen. Die Leiteinrichtung 108 ist benachbart zu der Gasableitungs-Öffnung 104 angeordnet. Gase können so durch die Öffnung 102 in die Umgebung abgeleitet werden.
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Eine weitere Leiteinrichtung 110 innerhalb des Füllkanals 46 ist in einem oberen Abschnitt angeordnet. Diese Leiteinrichtung 110 weist ebenfalls mehrere außen an dem Gehäuse 36 befestigte erste schräg nach unten abfallende Abschnitte und im Wesentlichen vertikal nach unten verlaufende parallel zur Längsachse 48 angeordnete Abschnitte auf. Klebstoffpartikel, die von oben in den Füllkanal 46 hineinfallen, werden so in das Innere des Füllkanals 46 gelenkt. Andere Formen der Leiteinrichtung 110 zum Leiten der Klebstoffpartikel sind möglich. Vorzugsweise ist eine Leiteinrichtung 106, 108, 110, durch flache oder plattenförmige Körper ausgebildet.
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Das in den 7 bis 10 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel einer Befüllvorrichtung 8 ist wie das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel mit einem Schmelzgerät 1 verbindbar und bildet so ein Teil des Schmelzgerätes 1, vergleiche 1 bis 3. Das ab 7 gezeigte Ausführungsbeispiel ist prinzipiell hinsichtlich seiner Funktionalität und vieler struktureller Merkmale ähnlich wie das zuvor anhand der 1 bis 6 gezeigte Ausführungsbeispiel der Befüllvorrichtung 8 ausgebildet; insoweit wird auf die vorstehenden Beschreibungen Bezug genommen, und gleiche oder ähnliche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen mit einem Strich verbunden.
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Die Befüllvorrichtung 8‘ wird oberhalb eines Tanks 2 (1) an dem Schmelzgerät 1 befestigt. Innerhalb eines Gehäuses 36‘ ist ein Füllkanal 46‘ ausgebildet, in den oben Klebstoffpartikel einfüllbar sind und der an seinem unterem Abschnitt benachbart zu der Einlassöffnung 22 des Tanks 2 angeordnet ist, sodass Klebstoffpartikel nach dem Transport durch den Füllkanal 46 in den Tank 2 gelangen. Der Füllkanal 46‘ weist keinen geraden durchgehenden linearen Verlauf sondern mehrere versetze Abschnitte auf, sodass insgesamt kein geradliniger Verlauf entsteht. Wie die 9 und 10 veranschaulichen, weist der Füllkanal 46‘ einen ersten oberen und im Wesentlichen vertikal verlaufenden Abschnitt 47, einen sich daran nach unten anschließenden im Wesentlichen schräg im einen Winkel etwa 45° verlaufenden zweiten Abschnitt 49 und einen dritten sich an den Abschnitt 49 anschließenden seitlich davon angeordneten im Wesentlichen horizontalen Abschnitt 51 auf. Der Abschnitt 51 kommuniziert mit der Einlassöffnung 22 des darunter angeordneten Tanks 2. Die Abschnitte 47 und 49 sind seitlich versetzt gegenüber der Einlassöffnung 22 und dem Tank 2. Aufsteigende Wärme gelangt zunächst also in den Abschnitt 51.
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Der obere Abschnitt 47 und mittlere Abschnitt 49 sind seitlich durch Platten 53, 55 begrenzt. Im oberen Abschnitt 47 sind des Weiteren zwei gegenüberliegende Platten oder Wände 38‘ und 42‘ vorhanden. An der Wand 38 ist eine Sensoreinrichtung 90‘ mit einem Sender/Empfänger 92 angebracht. Gegenüberliegend an der Wand 42 ist ein Reflektor 94‘ vorgesehen, und es wird auf die obigen Funktionsprinzipien verwiesen. Mittels der Sensoreinrichtung 90‘ können Klebstoffpartikel im Füllkanal 46‘ detektiert werden. Das Gehäuse 36‘ in dem Abschnitt 49 weist schräg verlaufende gegenüberliegende Wände 40‘, 44‘ auf. In der Wand 44‘ sind mehrere Gasableitungs-Öffnungen 102‘ in Form von länglichen Schlitzen vorgesehen, um erwärmte Gase aus der Umgebung ableiten zu können.
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Der Abschnitt des Gehäuses 36‘, der den unteren Abschnitt 51 des Füllkanals 46‘ begrenzt, weist ebenfalls mehrere Platten oder Wände 140, 142, 144, 146, 148 auf, die insgesamt einen Abschnitt des Gehäuses 36‘ im Bereich des Abschnitts 51 des Füllkanals 46‘ bilden. In der seitlichen Wand 140 und der gegenüberliegenden Wand 144 sind mehrere Gasableitungs-Öffnungen 102‘, 104‘ zum Ableiten von Gas ausgebildet. Sie sind hier als etwas schräg gegenüber vertikalen geneigten verlaufenden länglichen Schlitze, insgesamt fünf Schlitze ausgebildet. Andere Formen und Anordnungen sind möglich. In der Wand 146, 148 sind ebenfalls mehrere Gasableitungs-Öffnungen 104‘ ausgebildet. Wand 146, und 148 sind nach Art eines Satteldachs angeordnet. Durch die Öffnungen 102‘, 104‘ kann Gas aus dem Gehäuse 36‘ abgeleitet werden.
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Wie die 9 und 10 zeigen, ist ein alternativ gestaltetes Füllventil 70‘ mit einem alternativ gestalteten plattenförmigen Ventilkörper 72‘ vorgesehen, der aus seiner Schließstellung (9), in der der Füllkanal 46‘ geschlossen ist, in seine Öffnungsstellung (10) bewegbar ist, in der der Füllkanal 46‘ geöffnet ist, sodass Klebstoffpartikel in den Tank 2 gelangen können. Ventilkörper 72‘ ist ebenfalls vorzugsweise aus einem wärmedämmenden Material gebildet oder weist wärmedämmendes Material auf, um einen Wärmestrom aus dem Tank 2 durch den Füllkanal 46 zu unterbinden oder zu reduzieren. Ventilkörper 72‘ ist nicht wie im Ausführungsbeispiel rotierbar, sondern translatorisch zwischen seiner Schließstellung (9) und seiner Öffnungsstellung (10) verstellbar oder bewegbar.
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Zum Bewegen des Ventilkörpers 72‘ dient eine alternativ gestaltete Antriebseinrichtung 76‘. Zwei Kolben-/Zylinderanordnungen 80‘ sind mit dem Gehäuse 36‘ der Befüllvorrichtung 8 gekoppelt. Die Kolbenstange 82‘ ist mit einem Profil, vorzugsweise einem L-förmigen Profil 83 beidseitig gekoppelt, denn es sind zwei Kolben-/Zylinderanordnungen 80‘ gegenüberliegend vorhanden. Das L-Profil 83 ist wiederum mittels Stellgliedern mit dem Ventilkörper 72‘ gekoppelt. Durch Betätigen der Kolben-/Zylinderanordnungen 80 lässt sich so der Ventilkörper 72‘ translatorisch zwischen den beiden gezeigten Stellungen verfahren.
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Wie insbesondere 10 zeigt, kann auch in diesem Ausführungsbeispiel eine Leiteinrichtung 108‘ vorgesehen sein, vorzugsweise auch benachbart zu mindestens einer Gasableitungs-Öffnung 102‘, um aufsteigende Gase aus dem Füllkanal 46 nach außen an die Umgebung abzuleiten.
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Die Steuerung des Schmelzgerätes 1, insbesondere des Füllventils 70‘ in Abhängigkeit von dem vorhanden sein oder nicht vorhanden sein von Klebstoffpartikeln im Bereich der Sensoreinrichtung 90‘ entspricht im Prinzip der Funktionsweise des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels und es wird insoweit auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schmelzgerät
- 2
- Tank
- 4
- Heizeinrichtung
- 6
- Pumpe(n)
- 8
- Befüllvorrichtung
- 10
- Gehäuse
- 12
- Bedienpanels
- 14
- Hauptschalter
- 16
- Rollen
- 18
- Gehäuse
- 20
- Deckel
- 22
- Einlassöffnung
- 24
- Montageplatte
- 26
- Heizelemente
- 28
- Verteiler (manifault)
- 30
- Klebstoff-Filter
- 32
- Anschlüsse
- 36, 36‘
- Gehäuse
- 38, 40, 42, 44
- Wände
- 46
- Füllkanal
- 47, 49, 51
- Abschnitt
- 48
- Längsachse
- 48, 50
- Wartungsklappen
- 52, 54
- Haltezapfen
- 53, 55
- Platten
- 56, 58
- Gehäuseplatten
- 60
- Gehäuse
- 62
- Schutzgitter
- 64
- Blechs
- 66
- Verteilerkörper
- 70, 70‘
- Füllventil
- 72, 72‘
- Ventilkörper
- 74
- zylindrische Welle
- 76
- Antriebseinrichtung
- 78
- Hebel
- 80, 80‘
- Kolben-/Zylinderanordnung
- 82
- Kolbenstange
- 84
- Koppelglieds
- 90, 90‘
- Sensoreinrichtung
- 92
- Sender/Empfänger
- 94
- Reflektor
- 96
- Winkelblechs
- 98
- Sichtfenster
- 102‘, 104‘
- Gasableitungs-Öffnungen
- 106, 106‘, 108, 108‘, 110
- Leiteinrichtung
- 140, 142, 144, 146, 148
- Platten/ Wände
