DE10216356C1

DE10216356C1 - Rotationskopf mit Abstreifleisten

Info

Publication number: DE10216356C1
Application number: DE10216356A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Puffe
Original assignee: Individual
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2002-04-13
Filing date: 2002-04-13
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2022-04-14
Also published as: US20030230647A1; US6866209B2; EP1352691A3; EP1352691A2; ES2342051T3; DE50312733D1; EP1352691B1

Abstract

Auftragskopf 11 zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien wie verflüssigten thermoplastischen Kunststoffen oder erschmolzenen Heißschmelzklebern auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn 22, mit einem Gehäuse 12, mit einer Walzenkammer 20 im Gehäuse, in der ein Walzenschieber 13 rotierend antreibbar gelagert ist, und mit einer Schlitzdüse 18 zum Ausbringen von flüssigem Medium, die vom Walzenschieber 13 steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt, wobei der Walzenschieber 13 erste Oberflächennuten 27 in seiner Zylinderoberfläche, denen flüssiges Medium zugeführt werden kann und die drehstellungsabhängig mit der Schlitzdüse 18 kommunizieren können, und zweite Oberflächennuten 31 in seiner Zylinderoberfläche, die Verschlußleisten 32 aufnehmen, die an der Oberfläche der Walzenkammer 20 mit Vordruck anliegen, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auftragskopf zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien, wie verflüssigten thermoplasti schen Kunststoffen oder erschmolzenen Heißschmelzklebern, auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn, mit ei nem Gehäuse, mit einer Walzenkammer im Gehäuse, in der ein Walzenschieber rotierend antreibbar gelagert ist, und mit ei ner Schlitzdüse zum Ausbringen von Medium, die vom Walzen schieber steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt.

Ein Auftragskopf dieser Art ist aus der DE 197 57 238 C2 be kannt. Hierbei sind am Walzenschieber achsparallele Oberflä chennuten ausgebildet, die einen Auftrag von flüssigem Medium in Linienform quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn er zeugen.

Auftragsköpfe der vorstehend genannten Art werden in vielfäl tigen Anwendungsfällen immer dort zum Einsatz gebracht, wo Ma terialbahnen zum Aufkaschieren auf ein Substrat vorbereitet werden sollen. Um den spezifischen Verbrauch an flüssigem Me dium niedrig zu halten und zugleich eine äußerst gleichmäßige Verteilung des Mediums sicherzustellen, wird ein intermittie render Auftrag angewandt, um ein Auftragsbild in Rasterform darzustellen. Wenn die Materialbahn rapportweise von einem Messer abgetrennt wird, müssen die Schnitte jeweils zwischen zwei Auftragslinien von flüssigem Medium geführt werden, um Ankleben von Medium am Messer zu verhindern.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Auftragskopf der obenbezeichneten Art bereitzustellen, der einen äußerst trennscharfen Linienauftrag von flüssigem Medium auf Materialbahnen sicherstellt.

Die Lösung hierfür besteht beim eingangs angegebenen Auftragskopf darin, daß der Walzenschieber fol gende Merkmale aufweist:

- einen inneren Hohlraum, dem flüssiges Medium zugeführt wer den kann,
- eine Zylinderoberfläche
- erste Oberflächennuten in der Zylinderoberfläche, denen flüssiges Medium zugeführt werden kann und die drehstellungs abhängig mit der Schlitzdüse kommunizieren können,
- radiale Austrittsbohrungen vom inneren Hohlraum bis in die ersten Oberflächennuten, und
- zweite Oberflächennuten in der Zylinderoberfläche, die Ver schlussleisten aufnehmen, die an der Oberfläche der Walzenkam mer mit Vordruck anliegen, wobei jeder ersten Oberflächennut eine zweite Oberflächennut so zugeordnet ist, daß sie bei Dre hung des Walzenschiebers der ersten Oberflächennut nacheilt.

Hiermit wird verhindert, daß nach dem Vorbeiwandern einer er sten Oberflächennut an den Zuführungen zur Schlitzdüse aus dem mantelförmigen Spalt zwischen Walzenschieber und Walzenkammer, dessen Dicke in der Größenordnung von 2/100 mm liegt, flüssi ges Medium in die genannten Zuführungen nachfließt. Vielmehr werden jedesmal nach dem Vorbeiwandern einer ersten Oberflä chennut an den Zuführungen zur Schlitzdüse im Gehäuse die Ein trittsöffnungen zu den Zuführungen bei Ankunft einer in einer zweiten Oberflächennut einliegenden Verschlußleiste von dieser abgedichtet, so daß ein Nachfließen von Medium aus dem mantel förmigen Spalt in die Eintrittsöffnungen verhindert wird. Nach dem Vorbeiwandern der Verschlußleiste setzt damit bei Ankuft der nächsten ersten Oberflächennut ein genau bemessener Ein trag von flüssigem Medium in die Zuführungen ein, der zu scharf begrenztem Ausbringen von flüssigem Medium aus der Schlitzdüse führt. Die Auftragslinien an flüssigem Material auf der Materialbahn sind damit scharf begrenzt. Dementspre chend sind saubere Trennschnitte ohne Verschmutzung des Mes sers selbst bei eng aneinanderliegenden Auftragslinien auf der Materialbahn möglich. Auch für die weitere Verarbeitung der Materialbahn sind die sauber begrenzten Aufträge an flüssigem Medium vorteilhaft.

In besonders günstiger Weise nehmen die zweiten Oberflächennu ten mit den einliegenden Verschlußleisten im wesentlichen die gesamte Zylinderoberfläche des Walzenschiebers zwischen je weils zwei ersten Oberflächennuten zum Zuführen von Medium ein. Hiermit wird ein Andrücken der elastisch abgestützten Verschlußleisten an den Zuführungen für den gesamten Zeitraum zwischen dem Vorbeiwandern zweier erster Oberflächennuten auf rechterhalten. Die Oberflächen der Verschlußleisten sind dabei zylindrisch an die Oberfläche der Walzenkammer anzupassen.

In üblicher Ausführung können die Oberflächennuten achsparal lel ausgeführt werden, wobei dies für erste und zweite Ober flächennuten und entsprechend für die Verschlußleisten gilt. Sofern die ersten Oberflächennuten geschwungene Linien bilden und insbesondere geschlossene Linienzüge bilden, können die zweiten Oberflächennuten mit den Abschlußleisten an diese Li nienzüge ergänzend angepaßt werden und insbesondere größere Flächen innerhalb und außerhalb der genannten geschlossenen Linienzüge auf der Zylinderoberfläche des Walzenschiebers ab decken. Die großflächigen zweiten Oberflächennuten können da bei gegebenenfalls auch mehrteilige Verschlußleisten aufneh men.

Ein erfindungsgemäßer Auftragskopf hat den Vorteil, daß die Steuerung des Mediums an den Eintrittsöffnungen zu den Zufüh rungen mit sauberen Abrissen durch die Verschlußleisten statt findet, so daß die Genauigkeit der Zumessung nicht durch die Zähigkeit des Mediums oder die Elastizität des Mediums nachteilig beeinflußt wird. Durch die genaue Versorgung der Schlitzdüse mit Medium aus dem Inneren des Walzenschiebers heraus können gute Auftragsergebnisse über die gesamte Länge des Auftragskopfes ohne Störungen erreicht werden.

Die Darstellung von Rasterpunkten quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn kann durch Einsatz einer entsprechenden Dü senblende mit Einzelbohrungen in geringem Abstand in der Schlitzdüse erzeugt werden. Bevorzugt kommuniziert jeweils ei ne einzelne Zuführung im Gehäuse mit einer Einzelbohrung in der Düsenblende. Sofern auf den Einsatz einer solchen Düsen blende verzichtet wird, entsteht bei Verwendung von achsparal lelen Nuten ein Linienauftrag jeweils quer zur Bewegungsrich tung der Materialbahn.

In einer ersten Ausführung ist an zumindest einem Ende des Ge häuses eine radiale Bohrung im Gehäuse vorgesehen und ein Ringkanal zwischen Walzenschieber und Walzenkammer ausgebil det, der mit der Bohrung im Gehäuse verbunden ist und es sind radiale Zuführbohrungen im Walzenschieber in der Ebene des Ringkanals ausgeführt, die mit dem inneren Hohlraum verbunden sind und als Zuführung für Medium dienen. Der genannte zumin dest eine Ringkanal kann durch eine Ringnut in der Walzenober fläche und/oder durch eine Umfangsnut in der Walzenkammerboh rung gebildet werden.

In einer alternativen Ausführung ist der Walzenschieber zumin dest mit einem axial aus dem Gehäuse austretenden Zapfen ver sehen, in dem eine Axialbohrung ausgeführt ist, die mit dem inneren Hohlraum verbunden ist und als Zuführung für Medium zum inneren Hohlraum dient. Hiermit wird die Gehäuseausführung besonders einfach, allerdings muß eine drehende Dichtung im Bereich der unter Druck stehenden Mediumzuführung vorgesehen werden.

Unabhängig von dem Umstand, ob eine Zuführung von Medium zum inneren Hohlraum nur an einem oder an beiden Enden des Walzen schiebers erfolgt, kann zum Ausgleich eines geringen Druckver lustes im Medium über der Walzenschieberlänge eine entspre chende geringe Zunahme des Durchmessers der radialen Aus trittsbohrungen zu den Oberflächennuten vorgesehen werden. Ein Austritt von Medium aus dem Gehäuse kann durch die Verwendung üblicher Wellendichtungen an den Enden des Walzenschiebers ge genüber der Walzenkammer verhindert werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach stehend anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Auftragskopf mit einer Materialbahn in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 zeigt einen Walzenschieber mit achsparallelen ersten und zweiten Oberflächennuten als Einzelheit in per spektivischer Ansicht;

Fig. 3 zeigt einen Auftragskopf mit Walzenschieber im Quer schnitt;

Fig. 4 zeigt einen quergeschnittenen Auftragskopf mit querge schnittenem Walzenschieber in perspektivischer An sicht;

Fig. 5 zeigt einen Auftragskopf mit quergeschnittenem Gehäuse und vollständigem Walzenschieber.

Fig. 1 zeigt einen Auftragskopf 11 von länglicher kubischer Form. Aus dem Gehäuse 12 des Auftragskopfes 11 ragt ein Ende eines Walzenschiebers 13 vor. Die Drehrichtung des Walzen schiebers 13 ist durch einen Pfeil 14 angedeutet. Das Ende des Walzenschiebers 13 weist einen Zapfen 15 auf. Am Gehäuse 12 sind Stutzen 16 angebracht, über die, wie mit Pfeilen 17 ange deutet, flüssiges Medium zugeführt wird. Unten am Gehäuse 12 ist eine Schlitzdüse 18 erkennbar, aus der ein Sprühvorhang 19 austritt. Der Sprühvorhang 19 trifft auf eine Materialbahn 22, deren Bewegungsrichtung durch einen Pfeil 23 symbolisiert ist. Der Sprühvorhang 19 erzeugt ein Auftragsraster 24 auf der Ma terialbahn 22, das im wesentlichen Linienzüge quer zur Bewe gungsrichtung zeigt. Innerhalb der Linienzüge sind Einzellini en in Bewegungsrichtung erkennbar. Hieraus ergibt sich, daß die Schlitzdüse 18 eine Blende mit einzelnen Austrittsöffnun gen umfaßt, deren Abstand den Abstand der Einzellinien quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn 22 bestimmt.

Wie in der Fig. 2 zu erkennen, hat der Walzenschieber 13 an seiner zylindrischen Oberfläche 35 eine Mehrzahl von ersten Axialnuten 27, in denen Radialbohrungen 28 enden. Die ersten Axialnuten 27 werden über die Radialbohrungen 28 aus einem in neren Hohlraum mit flüssigem Medium versorgt. Der innere Hohl raum seinerseits wird über eine Umfangsnut 25 mit Radialboh rungen 26 mit flüssigem Medium versorgt. Die Umfangsnut 25 steht mit einem der Radialstutzen 16 im Gehäuse 12 in offener Verbindung. Eine weitere Umfangsnut mit Radialbohrungen glei cher Art befindet sich am entgegen gesetzten Ende des Walzen schiebers. Parallel zu den ersten Axialnuten 27 liegen in Ro tationsrichtung gegenüber diesen nacheilend zweite Axialnuten 31 mit einer geringeren Anzahl von Radialbohrungen 32. In die se sind Verschlußleisten 33 eingesetzt, die von Schraubenfe dern 34 elastisch abgestützt werden.

Wie weiter in den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, werden die Radialbohrungen 28 über einen inneren Hohlraum 29 mit flüssi gem Medium versorgt. Über die Radialbohrungen 28 werden die Axialnuten 27 ständig mit Medium gefüllt. Ebenso werden über die Radialbohrungen 32 die Axialnuten 31 mit geringen Mengen von flüssigem Medium versorgt, die einen geringen Durchsatz sicherstellen sollen, um ein Aushärten des Mediums in den Axi alnuten 31 und damit ein Festsetzen der Verschlußleisten 33 zu verhindern. Die Verschlußleisten 33 sind von Schraubendruckfe dern 34 in den Axialnuten 31 abgestützt, um mit Vordruck an der Oberfläche der Walzenkammer 20 anzuliegen. Wie im Quer schnitt zu erkennen, umschließt das Gehäuse 12 den Walzen schieber 13 mit einer zylindrischen Walzenkammer 20, von der aus Radialbohrungen 21 zur Schlitzdüse 18 führen. In der Schlitzdüse ist eine Austrittsöffnung 30 bezeichnet, die mit einer der Zuführbohrungen 21 im Gehäuse 12 kommuniziert.

In Fig. 5 sind Einzelheiten der Fig. 2 und 4 in Kombinati on gezeigt. Das Gehäuse 12 ist vorne weggeschnitten gezeigt, wobei der Walzenschieber 13 aus seiner bestimmungsgemäßen Po sition nach vorne herausgezogen ist. In der bestimmungsgemäßen Position würden eine Bohrung 36 für den Stutzen 16 und die Um fangsnut 25 mit den Radialbohrungen 26 in einer gemeinsamen achsnormalen Ebene liegen.

Bezugszeichenliste

11

Auftragskopf

12

Gehäuse

13

Walzenschieber

14

Pfeil

15

Zapfen

16

Radialstutzen

17

Pfeil

18

Schlitzdüse

19

Sprühvorhang

20

Walzenkammer

21

Radialbohrung

22

Materialbohrung

23

Pfeil

24

Auftragsraster

25

Umfangsnut

26

Radialbohrung

27

Axialnut

28

Radialbohrung

29

Hohlraum

30

Austrittsöffnung

31

Axialnut

32

Radialbohrung

33

Verschlußleiste

34

Schraubenfeder

35

Zylinderoberfläche

36

Bohrung

Claims

1. Auftragskopf (11) zum berührungslosen Auftragen von flüs sigen Medien, wie verflüssigten thermoplastischen Kunst stoffen oder erschmolzenen Heißschmelzklebern, auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn (22), mit einem Gehäuse (12), mit einer Walzenkammer (20) im Gehäuse, in der ein Walzenschieber (13) rotierend an treibbar gelagert ist, und mit einer Schlitzdüse (18) zum Ausbringen von flüssigem Medium, die vom Walzenschieber (13) steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt, wobei der Walzenschieber (13) folgende Merkmale aufweist:

- einen inneren Hohlraum (29), dem flüssiges Medium zuge führt werden kann,
- eine Zylinderoberfläche
- erste Oberflächennuten (27) in der Zylinderoberfläche, denen flüssiges Medium zugeführt werden kann und die drehstellungsabhängig mit der Schlitzdüse (18) kommuni zieren können,
- radiale Austrittsbohrungen (28) vom inneren Hohlraum (29) bis in die ersten Oberflächennuten (27), und
- zweite Oberflächennuten (31) in der Zylinderoberfläche, die Verschlussleisten (32) aufnehmen, die an der Oberflä che der Walzenkammer (20) mit Vordruck anliegen, wobei jeder ersten Oberflächennut (27) eine zweite Oberflächen nut (31) so zugeordnet ist, daß sie bei Drehung des Wal zenschiebers (13) der ersten Oberflächennut nacheilt.

2. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Oberflächennuten (31) und die einliegen den Verschlußleisten (32) im wesentlichen die gesamte Zy linderoberfläche (35) zwischen jeweils zwei ersten Ober flächennuten (27) einnehmen.

3. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächennuten (27, 31) als achsparallele Nuten ausgeführt sind.

4. Auftragskopf nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch radiale Austrittsbohrungen (32) vom inneren Hohlraum (29) bis in die zweiten Oberflächennuten (31).

5. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem Ende des Gehäuses (12) ein Stutzen (16) im Gehäuse vorgesehen ist und ein Ringkanal zwischen Walzenschieber (13) und Walzenkammer (20) ausgebildet ist, der mit dem Stutzen (16) im Gehäuse verbunden ist, und daß radiale Zuführbohrungen (26) im Walzenschieber (13) in der Ebene des Ringkanals ausgeführt sind, die mit dem inneren Hohlraum (29) verbunden sind und dem Zuführen von flüssigem Medium dienen.

6. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Walzenschieber (13) zumindest an einem Ende eine Axialbohrung ausgeführt ist, die mit dem inneren Hohlraum (29) verbunden ist und dem Zuführen von flüssigem Medium dient, wobei die Axialbohrung insbesondere in einem axial aus dem Gehäuse austretenden Zapfen (15) ausgeführt ist.

7. Auftragskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Ringkanal durch eine Ringnut in der Walzenkammeroberfläche gebildet wird.

8. Auftragskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Ringkanal durch eine Umfangsnut (25) am Walzenschieber (13) gebildet wird.

9. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlitzdüse (18) eine Blende mit einer Mehr zahl von Austrittsöffnungen für flüssiges Medium einge setzt ist, wobei die Austrittsöffnungen (30) einzeln mit radialen Zuführbohrungen (21) im Gehäuse (11) von der Walzenkammer (20) aus verbunden sind.