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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Einstellung einer Arbeitsbreite einer Düsenanordnung zum Auftragen
eines fließfähigen Mediums
auf eine Materialbahn gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs B.
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Aus der
DE 693 21 513 T2 ist eine
Vorrichtung zum flächigen
Auftragen eines Heißschmelzklebemittels
auf eine Materialbahn bekannt geworden, bei der ein Beschichtungskopf
mit einer Schlitzdüsenanordnung
vorgesehen ist, um das Klebemittel aufzutragen. In dem Beschichtungskopf
sind mehrere Verteilerkanäle
vorgesehen, welche sich wiederum in weitere Einzelkanäle verzweigen
und einen Sektor bilden, innerhalb dem das Klebemittel zum Formschlitz
gefördert
wird. Es sind mehrere Verteilerkanäle mit den sich daran anschließenden Sektoren innerhalb
des Beschichtungskopfes nebeneinander angeordnet. Die Verteilerkanäle werden über einzeln ansteuerbare
Motoren und Klebemittelpumpen mit Klebemittel versorgt. Der Beschichtungskopf
weist entlang des Formschlitzes von der Mitte aus gesehen eine symmetrische
Anordnung der Verteilerkanäle und
der jeweiligen Sektoren auf. In Abhängigkeit der Betätigung der
einzelnen Motoren und Klebemittelpumpen kann sektorweise die Arbeitsbreite
zum Auftragen des Klebemittels auf die Materialbahn angesteuert
werden.
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Diese Vorrichtung weist den Nachteil
auf, dass der Beschichtungskopf konstruktiv sehr aufwendig und der
Antrieb mit den einzelnen Motoren kostenintensiv ist. Zudem sind
die Sektoren relativ breit ausgebildet, so dass nur eine grobe Anpassung an
die Materialbahnbreite beziehungsweise Einstellung der Breite zum
Auftragen des Klebemittels auf die Materialbahn gegeben ist. Zudem
ist eine Anpassung der Arbeitsbreite während der Bearbeitung einer
Materialbahn nicht gegeben.
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Aus der WO 00/67914 ist eine Vorrichtung zum
Auftragen eines Fluides bekannt geworden, bei der durch eine manuelle
Einstellung die Arbeitsbreite der Schlitzdüsenanordnung einstellbar ist.
Bei dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass in dem Schlitz eine Fahne
als seitlich abdichtender Verschlusskörper angeordnet und entlang
des Schlitzes bewegbar ist.
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Diese Vorrichtung weist den Nachteil
auf, dass durch die manuelle Einstellung eine Anpassung während des
Betriebs auf die tatsächliche
Arbeitsbreite nicht möglich
ist. Darüber
hinaus ist die Breite des Schlitzes von nur einer Seite aus veränderbar, wobei
die Anpassung der Schlitzbreite an die Materialbahn gleichzeitig
erfordert, dass die gesamte Vorrichtung durch eine weitere manuelle
Einstellung zur Materialbahn zu positionieren ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Einstellung einer Arbeitsbreite einer Düsenanordnung
zum Auftragen eines fließfähigen Mediums
und eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens zu schaffen, bei der zumindest während dem Auftragen des fließfähigen Mediums
auf eine Materialbahn die Arbeitsbreite zum Auftragen des fließfähigen Mediums
auf die Materialbahnbreite, einer Zone oder einer Randzone der Materialbahn angepasst
wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren
gemäß dem Anspruch
1 gelöst.
Durch das Abfragen der Materialbahn vor dem Auftragen des fließfähigen Mediums
auf die Materialbahn kann die tatsächliche Materialbahnbreite
oder zumindest eine Zone oder Randzone der Materialbahn mit einem
Erkennungssystem erfasst werden, welches entsprechende Daten zur
Ansteuerung von zumindest einer Einstelleinheit an diese weiterleitet.
Die Einstelleinheit weist zumindest einen Stellkörper auf, der zur Einstellung
der Arbeitsbreite der Düsenanordnung
vorgesehen ist. Dadurch erfolgt ein Auftrag des fließfähigen Mediums entsprechend
der tatsächlichen
Materialbahnbreite oder einer entsprechenden Randzone, welche unabhängig der
tatsächlichen
Breite der Materialbahn konstant gehalten und an den tatsächlichen
Verlauf des Randes angepasst ist. Des weiteren kann vorgesehen sein,
dass durch das Erkennungssystem einzelne Marken, Felder oder Zonen
erfasst werden, auf denen der Auftrag eines fließfähigen Mediums nicht gewünscht ist.
So kann durch die Ansteuerung der Einstelleinheit aufgrund der erfassten
Daten der zumindest eine Stellkörper
entsprechend aktiviert werden, um die Arbeitsbreite an die nicht
zu beschichtenden Marken, Felder oder Zonen anzupassen. Dadurch
können
beispielsweise auf einer Materialbahn mehrere wiederkehrende Muster
oder Strukturen hergestellt werden als auch ein flexibler und in
der Breite oder Fläche
variabler Auftrag oder Beschichtung erfolgen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
des Verfahrens ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit der erfassten Daten
der zumindest eine Stellkörper
um seine Längsachse
in dem Verteilerkanal gedreht wird, wodurch ein oder mehrere Durchbrechungen
in dem zumindest einen Stellkörper
vom Verteilerkanal zum Dosierspalt gesperrt oder freigegeben werden. Durch die
zumindest rotatorische Ansteuerung des zumindest einen Stellkörper kann
selbst bei höheren Materialbahngeschwindigkeiten
eine schnelle Anpassung an die tatsächliche Material-bahnbreite, Zone
oder Randzone ermöglicht
sein. Durch die Rotationsbewegung des Stellkörpers zur Freigabe oder Sperrung
von Durchbrechungen zwischen dem zumindest einen Verteilerkanal
und dem Dosierspalt der Düsenanordnung
werden aufgrund von kurzen Wegen hohe Einstellgeschwindigkeiten
ermöglicht.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen,
dass die Zuführung
des fließfähigen Mediums
mit einer Pumpeneinheit zur Versorgung der Düsenanordnung ebenfalls mit
Daten des Erkennungssystems versorgt wird und die Förderleistung
der Pumpeneinheit in Abhängigkeit
der Arbeitsbreite angesteuert wird. Dadurch kann eine Anpassung
der Auftragmenge an fließfähigem Medium
an die unterschiedliche Arbeitsbreite gegeben sein, wodurch bei
beispielsweise einer starken Verringerung der Materialbahnbreite
der aufzubringende Anteil verringert wird, um den Auftrag des fließfähigen Mediums
konstant zu halten, da ansonsten zu viel Medium auf die Materialbahn
aufgetragen würde.
Ebenso wird bei einer Zunahme der Materialbahnbreite die Förderleistung
erhöht,
so dass eine hinreichende Auftragsmenge des fließfähigen Mediums für eine konstante
Beschichtung ermöglicht
ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine
Stellkörper
in radialer Richtung bzw. um seine Längsachse drehbar von einem
Stellmotor, insbesondere Schrittmotor, betätigt wird. Dadurch kann einerseits
eine schnelle und reproduzierbare Betätigung des Stellkörpers ermöglicht werden,
wodurch im System bekannt ist, in welcher Position sich der Stellkörper befindet,
um auf die weiteren, nachfolgenden Veränderungen hinsichtlich des
aufzutragenden Mediums die entsprechende Positionierung vornehmen
zu können.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der zumindest
eine Stellkörper
vor dem Auftragen des fließfähigen Mediums
auf die Materialbahn in dem Verteilerkanal durch axiale Verschiebung
in einer Grundposition positioniert wird. Hierbei wird die Grundeinstellung
durch das Erkennungssystem unterstützt und durchgeführt, welche
vor dem Betrieb die eingelegte oder eingespannte Materialbahn in
Walzen der Bearbeitungsmaschine abscannt, abtastet, abfrägt oder dergleichen.
Diese Grundeinstellung beziehungsweise die Materialbahnbreite wird
in der Steuerung als Basiswert abgespeichert, um im Anschluss daran
die weiteren Parameter und Bewegungsgrößen daran zu koppeln. Alternativ
kann auch ein vorgegebenes virtuelles Koordinationssystem abgespeichert
sein und die Grundeinstellung stellt eine Größe dar. Zur Erkennung der Breite
der Materialbahn können
ein oder mehrere Sensorelemente, Kameras oder dergleichen vorgesehen
sein, welche vorzugsweise zumindest die maximale Arbeitsbreite des
Dosierspaltes erfassen. Dadurch können die während dem Betrieb erfassbaren Änderungen
der Materialbahnbreite, der Zonen oder der Randzonen durch eine
schnelle Einstellung ausschließlich
aufgrund der Rotation des zumindest einen Stellkörpers ermöglicht sein.
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Alternativ ist auch vorgesehen, dass
in Abhängigkeit
der Anforderungen zum Auftragen eines fließfähigen Mediums auf eine Materialbahn
der zumindest eine Stellkörper
während
dem Betrieb sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung betätigt wird,
um die gewünschte
Arbeitsbreite der Düsenanordnung
während
dem Auftragen eines fließfähigen Mediums
auf eine Materialbahn zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen
eines fließfähigen Mediums
auf eine Materialbahn ermöglicht
die Einstellung einer Arbeitsbreite während dem Auftragen des fließfähigen Mediums auf
die Materialbahn auf beliebig wählbare
Zonen und/oder zur Randzonenabschaltung der Materialbahn. Dadurch
kann die Flexibilität
der auf die Materialbahn aufzubringenden Strukturen an fließfähigen Medium
sehr variabel gestaltet werden. Gleichzeitig kann der Materialauftrag
an die tatsächliche
Breite der Materialbahn beziehungsweise an dessen Randverlauf angepasst
werden. Somit kann ein sauberer Auftrag des fließfähigen Mediums auf die Materialbahn
erfolgen, da zumindest die Randkontur der Materialbahn erfasst und
bei der Verstellung der Arbeitsbreite berücksichtigt wird.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen,
dass der Stellkörper
mehrere nebeneinander angeordnete Durchbrechungen aufweist, welche
eine Verbindung zum Durchlass des fließfähigen Mediums zwischen dem
Verteilerkanal und dem Dosierspalt bilden. Dadurch kann eine einfache
als auch steife und druckfeste Ausgestaltung des Stellkörpers ermöglicht sein. Gleichzeitig
kann durch die Anbringung der Durchbrechungen eine einfache und
präzise
Ausgestaltung ermöglicht
sein, um einzelne Durchgänge
für das fließfähige Medium
freizugeben.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Dosierspalt
segmentförmige
Kanäle
vorgesehen sind. Diese Kanäle
sind vorzugsweise in eine Schablone eingebracht, welche austauschbar
in dem Dosierspalt angeordnet ist. Durch die Breite der segmentförmigen Kanäle wird
die Abstufung der verstellbaren Arbeitsbreite zum Austragen des
fließfähigen Mediums
bestimmt. In Abhängigkeit
der Breite der segmentförmigen
Kanäle
kann somit die Abstufung der verstellbaren Arbeitsbreite während des
Betriebes bestimmt sein.
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Vorteilhafterweise sind zwischen
dem Verteilerkanal und dem Dosierspalt eine Vielzahl von Versorgungskanälen vorgesehen,
wobei zumindest ein Versorgungskanal mit einem segmentförmigen Kanal im
Dosierspalt in Verbindung steht. Dadurch kann eine spezifische Förderung
des fließfähigen Mediums
aus dem Verteilerkanal in die Düsenanordnung ermöglicht sein,
um die Arbeitsbreite des Dosierspaltes einzustellen.
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Der Stellkörper ist vorteilhafterweise
an die Form des Verteilerkanales angepasst, der vorzugsweise einen
kreisrunden Querschnitt aufweist. Alternativ kann auch eine quadratische,
rechteckige oder sonstige mehreckige Querschnittsform vorgesehen sein.
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Der Stellkörper ist in einer bevorzugten
Ausführungsform
als rohrförmiger
Körper
ausgebildet, der in seiner Mantelfläche Durchbrechungen aufweist.
Dadurch kann eine einfache Herstellung des Stellkörpers als
auch eine gute Führung
in dem Verteilerkanal gegeben sein.
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Vorteilhafterweise ist der Stellkörper, welcher in
den Verteilerkanal eintaucht, zur Mitte des Gehäuses offen ausgebildet und
nach außen
durch ein in dem rohrförmigen
Körper
angeordnetes Verschlusselement geschlossen. Dadurch kann das fließfähige Medium
in den Innenraum des Stellkörpers
eindringen und in Abhängigkeit
der Winkellage über
Durchbrechungen zum Dosierspalt gelangen. Das Verschlusselement
kann in dem Verstellkörper
verschiebbar oder auswechselbar angeordnet sein, um den Stellkörper auf
unterschiedliche Anforderungen einzustellen und vorzugsweise ein
leichtes Reinigen zu ermöglichen.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Verschlusselement
zusätzlich
ansteuerbar und in dem rohrförmigen
Abschnitt des Stellkörpers
verfahrbar ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist
der Stellkörper
eine Reihe von mehreren, nebeneinander angeordneten Durchbrechungen
auf, welche entlang einer gemeinsamen Tangente liegen, wobei eine
erste äußere Bohrung
vorgesehen ist, welche in der Größe dem Durchmesser
des Versorgungskanales entspricht und eine zweite zur Mitte des
Gehäuses
im Abstand der Versorgungskanäle versetzte
Bohrung aufweist, welche in radialer Richtung gesehen eine Länge aufweist,
die dem doppelten im Durchmesser des Versorgungskanales entspricht
und wenigstens eine dritte Bohrung aufweist, die in Analogie zur
zweiten Bohrung angeordnet und in der Größe analog ausgestaltet ist.
Durch diese Anordnung der Durchbrechungen kann beispielsweise die
Arbeitsbreite des Dosierspaltes von außen zur Mitte der Schlitzdüsenanordnung
gesehen nach und nach begrenzt werden, wobei das Schließen der äußersten
Bohrung zur Folge hat, dass die weiteren innenliegenden Bohrungen
alle offen sind und beim Schließen
der zweiten Bohrung die weiteren innenliegenden Bohrungen ebenfalls
noch offen sind. Durch eine derartige Ausgestaltung kann die Randzone durch
eine schrittweise radiale Verdrehung des Stellkörpers verringert werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein,
dass der Stellkörper
in Abhängigkeit
der aufzubringenden Strukturen von fließfähigen Medien hiervon abweichende
Anordnungen von Durchbrechungen aufweist, um die entsprechenden
Strukturen durch Schließen
und Öffnen
der Kanäle
zum Zuführen
des fließfähigen Mediums
zu schaffen. Die Stellkörper sind
vorzugs weise austauschbar in dem zumindest einen Verteilerkanal
vorgesehen, so dass eine einfache Umrüstung der Vorrichtung ermöglicht ist,
und Stellkörper
mit weiteren Anordnungen und Aneinanderreihungen von Durchbrechungen
zum Einsatz kommen können.
Diese Durchbrechungen können auch
mehrfach über
den Umfang verteilt vorgesehen sein.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein,
dass der Stellkörper
durch zwei oder mehrere koaxial zueinander angeordnete rohrförmige Körper ausgebildet
ist, welche einzeln oder zusammen axial und/oder radial betätigbar sind.
Jeder der rohrförmigen
Körper
kann eine Anzahl von Durchbrechungen aufweisen, die bei unterschiedlichen
Positionen zueinander eine unterschiedliche Anzahl und Reihenfolge
oder Anordnung von Durchbrechungen öffnet oder schließt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass in dem Verteilerkanal zwei Stellkörper angeordnet
sind. Dadurch können
ein linker und rechter Randbereich der Materialbahn für den Auftrag
zu- und abzeschalten werden. Ebenso kann eine konstante Randzone
in Abhängigkeit
des tatsächlichen
Konturenverlaufs der Materialbahn beibehalten werden. Die in dem
Verteilerkanal angeordneten Stellkörper sind unabhängig voneinander
durch die Einstelleinheit oder Einstelleinheiten betätigbar, so
dass die verstellbare Arbeitsbreite des Dosierspaltes an den tatsächlichen
rechten und linken Konturenverlauf der Materialbahn anpassbar ist.
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Die Stellkörper weisen zumindest eine Durchbrechung
auf, um zumindest einen segmentförmigen
Kanal zu- und abzuschalten. Die Länge der Stellkörper ist
variabel und kann in Abhängigkeit
der gesamten Düsenanordnung
ausgebildet sein. Bevorzugt ist ein zentraler Zuführkanal
im Gehäuse
vorgesehen, der in den Verteilerkanal mündet, und die maximale Länge des
Stellkörpers
ist derart vorgesehen, dass der Zuführkanal frei in den Verteilerkanal
mündet.
Es kann ebenso vorgesehen sein, dass beispielsweise zwei Zuführkanäle mit Abstand
in den Verteilerkanal münden,
so dass die beiden von außen
eingebrachten Stellkörper
jeweils bis maximal zu den jeweiligen Zuführkanälen sich erstrecken und dazwischen
liegend zumindest ein weiterer Stellkörper vorgesehen ist, der bspw.
mit einem Stab, der durch einen benachbarten Stellkörper hindurch
geführt
oder anderweitig aus einem Gehäuseabschnitt herausgeführt wird,
durch die Einstelleinheit ansteuerbar ist. Des weitern können in
dem Gehäuse
mehrere Verteilerkanäle
vorgesehen sein, welche durch mehrere Zuführkanäle mit fließfähigem Medium versorgt werden.
In jedem der Verteilerkanäle
können ein
oder mehrere Stellkörper
in beispielsweise unterschiedlichen Ausführungen vorgesehen und angesteuert
sein.
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Durch die integrierte Anordnung des
zumindest einen Stellglieds in dem Verteilerkanal der Vorrichtung
zum Auftragen eines fließfähigen Mediums auf
eine Materialbahn ist eine platzsparende Anordnung geschaffen. Darüber hinaus
ist eine thermisch stabile Anordnung vorgesehen, um beispielsweise aufgeheizte
Medien zu verarbeiten. Des weiteren weist diese Vorrichtung den
Vorteil auf, dass sich in der Vorrichtung keine sogenannten toten
Zonen befinden, welche fließfähiges Medium
enthalten, so dass bei längerem
Verweilen eine Belastung, Veränderung
oder Beschädigung
des fließfähigen Mediums
gegeben ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Düsenanordnung und einem Vorratsbehälter zumindest eine
Filtervorrichtung für
das fliesfähige
Medium vorgesehen ist. Dadurch ist ermöglicht, dass der Düsenanordnung
ein Medium ohne Partikel zugeführt
wird, wodurch die Strömungswege
bis zum Austrag sich nicht zusetzen. Beim Austragen des Mediums
kann eine vollständig
durchgehende Schicht des Mediums auf eine Materialbahn aufgetragen
werden. Störungen
oder ein nur abschnittsweiser Auftrag einer Mediumschicht durch
Partikel werden dadurch verhindert.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen,
dass an oder in einem Gehäuseabschnitt
wenigstens ein Verteilerkanal vorgesehen ist, der wenigstens einen
Zuführkanal
aufweist, an dem eine Filtervorrichtung anschließbar ist und wenigstens einen
Versorgungskanal umfasst, der zu einer Pumpeneinheit führt. Dadurch
ist ermöglicht,
dass in Abhängigkeit
der Länge der
Düsenanordnung
und des zu verarbeitenden flüssigen
Mediums ein oder mehrere Pumpeneinheiten vorgesehen sind, welche
von einer oder meh reren Filtervorrichtungen gefiltertes und aufbereitetes fließfähiges Medium
beziehen. Beispielsweise können
zwei Filtervorrichtungen vorgesehen sein, welche das gefilterte
fließfähige Medium
einer oder mehreren Pumpeneinheiten zur Verfügung stellen. Die Auswahl und
Anordnung erfolgt dahingehend, dass sichergestellt ist, wonach die
Pumpeneinheit vollständig
gefüllt
ist, um einen gesicherten und kontinuierlichen Austrag des fließfähigen Mediums über den Dosierspalt
zu erlangen. Der Austrag beziehungsweise die Dosierung für den Austrag
ist drehzahlbedingt. Dadurch ist erforderlich, dass an der Pumpensaugseite
hinreichend fließfähiges Medium
ansteht, damit ein vollständiges
Füllen
der Pumpe beziehungsweise der Pumpenkammer zum Fördern des fließfähigen Mediums
in den Dosierspalt gegeben ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein austauschbarer
Filtereinsatz in der Filtervorrichtung vorgesehen ist. Dadurch können anwendungsspezifisch
sowohl Filter oder Filterelemente mit einer größeren oder kleineren Maschenweite
eingesetzt werden, um beispielsweise unterschiedliche Arten des
fließfähigen Mediums
zu reinigen. Beispielsweise können
Polyurethan-Reaktivkleber
in einem Temperaturbereich von 80° bis
150° gereinigt
werden. Des weiteren können
ebenso thermoplastische Klebemittel in einem Temperaturbereich von
210° bis 220° gefiltert
werden. Unter Reinigen der Filter wird bevorzugt das Eliminieren
von Partikeln oder Unreinheiten verstanden, die zu einem Verstopfen
des Weges für
das Medium bis zum Austrag oder für einen nicht durchgehenden
Filmauftrag führen
können.
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Die Filtervorrichtung ist vorteilhafterweise durch
ein Verschlusselement, insbesondere ein Schnellverschlusselement,
verschließbar,
an welchem bevorzugt der Filtereinsatz oder das Filterelement positioniert
ist. Dadurch genügt
ein Handgriff, um die Vorrichtung auf ein anderes fließfähiges Medium
bezüglich
der Filtervorrichtung umzurüsten.
Es können
ebenso mehrere Filtereinsätze,
Filterelemente oder Filterpatronen in das Gehäuse eingesetzt werden und durch
ein separates Verschlusselement in den Gehäusen fixiert werden.
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Des weiteren ist nach einer vorteilhaften Ausführungsform
vorgesehen, dass der zumindest eine austauschbare Filtereinsatz
zerlegbar ist, so dass lediglich das zumindest eine Filterelement
oder der zumindest eine Filtereinsatz bei Beschädigungen oder nach Zusetzen
der Maschen auszutauschen ist. Das Filterelement kann vorzugsweise
in ein Reinigungsbad zur Säuberung
eingebracht werden, so dass sämtliche
Teile der Filtervorrichtung vorzugsweise wiederverwendbar sind.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1a eine
schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Arbeitsposition,
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1b eine
schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer alternativen
Arbeitsposition zu 1a,
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2 eine
perspektivische schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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3 einen
schematischen Vollquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2,
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4 eine
schematische Schnittansicht entlang eines Fließweges des fließfähigen Mediums,
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5 eine
schematische Ansicht von Durchbrechungen in einem Stellkörper,
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6 eine
schematische Schnittdarstellung einer alternativen Anordnung eines
Verteilerkanales zu 3,
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7 eine
schematische Teilansicht entlang des Fließweges des fließfähigen Mediums
gemäß der Vorrichtung
in 6,
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8 eine
schematische Schnittdarstellung einer alternativen Vorrichtung gemäß 3,
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9 einen
schematischer Vollquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Filtervorrichtung
und
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10 eine
schematische Schnittdarstellung einer Filtervorrichtung.
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In 1a ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
11 zum Auftragen eines fließfähigen Mediums
auf eine Materialbahn 14 in einer Arbeitsposition dargestellt,
welche zwischen einer als Gegendruckwalze angeordneten Walze 12 und
einer Führungs- oder
Spannwalze 13 angeordnet ist. Eine Materialbahn 14 wird
gemäß Pfeilrichtung
an der Vorrichtung 11 vorbeigeführt, um ein fließfähiges Medium
aufzutragen. An der Walze 12 wird die Materialbahn 14 umgelenkt
und über
eine beispielsweise als Laminatwalze ausgebildete weitere Walze 16 wird
ein Substrat 17 oder eine weitere Materialbahn oder ein
Laminat zugeführt,
um einen Verbund 18 herzustellen.
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In 1b ist
eine alternative Anordnung der Vorrichtung 11 dargestellt,
wobei im Unterschied zu 1a die
Vorrichtung 11 unmittelbar der Walze 12 gegenüberliegend
angeordnet ist und das fließfähige Medium
auf die an der Walze 12 anliegenden Materialbahn 14 aufträgt.
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Der Ausdruck „Materialbahn" ist im weiten Sinne
zu verstehen. Dieser kann sowohl gewebte als auch nicht gewebte
Strukturen umfassen. Ebenso können
dies atmungsaktive Materialien als auch Folien aus Kunststoff oder
Papier sein. Darüber
hinaus kann die Materialbahn bereits beschichtet oder vorbehandelt
sein oder ein zwei- oder mehrschichtiger Verbund aus unterschiedlichen
Komponenten oder Beschichtungen oder Materialien sein. Des weiteren kann
vorgesehen sein, dass auf ein einlagiges oder mehrlagiges Material
mit einer oder mehreren Beschichtungen das fließfähige Medium aufgetragen wird,
ohne dass beispielsweise ein weiteres Substrat über die weitere Walze 16 zugeführt wird,
um beispielsweise eine Materialbahn zu versiegeln oder mit einer
bestimmten atmungsaktiven Schicht zu versehen.
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Das hinzugefügte Substrat, sofern dies vorgesehen
ist, kann alle Ausführungsformen
der zuvor beschriebenen Materialbahn umfassen.
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Der Ausdruck „fließfähiges Medium" ist ebenfalls in
einem weiten Sinne zu verstehen. Hierunter sind unter anderem thermoplastische
Klebemittel, thermoplastische Harze, reaktive Klebemittel, wie beispielsweise
POR, Hochleistungsklebemittel und Klebemittel umfasst, die einen
Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt von bspw. oberhalb von 180°C aufweisen.
Ebenso können
weitere hoch oder niedrig viskose fließfähige Fluide oder Medien vorgesehen sein,
welche warm und/oder kalt auf die Materialbahn applizierbar sind.
Das fließfähige Medium
kann ebenso faserige Zusätze
oder sonstige Beimischungen aufweisen, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
verarbeitbar sind.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 wird
das fließfähige Medium
auf eine Materialbahn 14 aufgebracht. Dabei kann die aufzubringende
Menge variabel gestaltet sein. Es können sowohl poröse Schichten
aufgetragen als auch dünn-
bis hin zu einem dickschichtigen Auftrag vorgesehen sein. Ebenso
ist die Breite als auch die Strecke entlang der Materialbahn für das Auftragen
des fließfähigen Mediums
variabel.
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Der Begriff „Arbeitsbreite" steht sowohl für die variable
Länge eines
durchgehenden Schlitzes als auch für mehrere in der Länge gleiche
oder unterschiedliche Einzelschlitze mit gleichen oder unterschiedlichen
Abständen.
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In 2 ist
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung il dargestellt.
Bei dieser Vorrichtung 11 handelt es sich um einen sogenannten
Beschichtungskopf, welcher eine Düsenanordnung 19, insbesondere
eine Breitschlitzdüsenanordnung,
aufweist. Die Vorrichtung 11 besteht aus einem ersten und
zweiten bzw. oberen und unteren Gehäuseabschnitt 21, 22,
wobei der obere Gehäuseabschnitt 21 vorteilhafterweise
entlang einer Trennebene 23 von dem unteren Gehäuseabschnitt 22 vorzugsweise
zum Reinigen abnehmbar ist. In den Gehäuseabschnitten 21, 22 sind
Bohrungen 24 vorgesehen, in welchen regelbare Heizelemente
angeordnet sind. Im oberen Gehäuseabschnitt 21 ist
ein Zuführkanal 28 vorgesehen,
an dem eine Pumpeneinheit 29 angeschlossen ist. Über diese
Pumpeneinheit 29 wird das fließfähige Medium der Vorrichtung 11 zugeführt. Die
Pumpeneinheit 29 kann Dosierpumpen umfassen als auch einen
Puffertank, ein Schmelzaggregat oder ähnliches, um das fließfähige Medium
in geeigneter Weise bereitzustellen und dem Zuführkanal 28 zuzuführen. Der
Zuführkanal 28 mündet in
einen Verteilerkanal 31, der sich vorzugsweise parallel
zur Schlitzdüsenanordnung 19 über die
gesamte Breite des Gehäuseabschnitts 21 erstreckt.
Von dem Verteilerkanal 31 führen Versorgungskanäle 32 in
einen Dosierspalt 34, welcher bspw. in der Trennebene 23 liegt.
In dem Dosierspalt 34 ist eine Schablone 36 angeordnet,
welche segmentförmige
Kanäle 37 aufweist.
Diese segmentförmigen
Kanäle 37 sind beispielsweise
ketch-, V-, oder U-förmig
ausgebildet. Die Versorgungskanäle 32 münden vorzugsweise vollständig in
die segmentförmigen
Kanäle 37.
In Abhängigkeit
des zu verarbeitenden fließfähigen Mediums
kann die Schablone 36 in der Dicke und Geometrie entsprechend
ausgebildet sein, um eine gewünschte
Masse an fließfähigem Medium
aufzutragen. Die Schablone 36 ist austauschbar in dem Dosierspalt 34 angeordnet.
Der Dosierspalt 34 weist an seinem äußeren Ende eine obere und untere
Austraglippe 38, 39 auf und bildet eine sogenannte
Abquetschfläche
und führt
gleichzeitig das Bahnmaterial an deren Außenseite tangential entlang.
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Im unteren Gehäuseabschnitt 22 sind
Bohrungen 41 zur Aufnahme von Ventilen 42 vorgesehen,
welche zur Regelung der Durchflussmenge des Mediums vom Versorgungskanal 32 in
den segmentförmigen
Kanal 37 dienen. Die Ventile 42 weisen eine einstellbare
Nadel 43 mit einer kegeligen oder konischen Spitze auf,
die in dem Versorgungskanal 32 positionierbar ist. Durch
die variable Einstellung der Ventile 42 wird eine für alle Versorgungskanäle 32 gleiche
Durchflussmenge als Grundeinstellung ermöglicht. Alternativ kann vorgesehen
sein, dass diese Ventile 42 eine zusätzliche Zu- und Abschaltung für die Verstellung
einer Arbeitsbreite eines Dosierspaltes 34 einsetzbar und
ebenfalls ansteuerbar sind.
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In 3 ist
ein schematischer Querschnitt der Vorrichtung 11 und in 4 eine schematische Schnittansicht
entlang eines Fließweges
des fließfähigen Mediums
dargestellt. In dem Verteilerkanal 31 ist ein Stellkörper 46 einer
Einstelleinheit 47 angeordnet, der axial und radial in
dem Verteilerkanal 31 bewegbar angeordnet ist. Der Stellkörper 46 ist
rohrförmig
ausgebildet und weist ein offenes Ende zur Mitte der Düsenanordnung 19 auf.
Zum äußeren Randbereich
des Gehäuseabschnittes 21 ist
der Stellkörper 46 durch
einen Verschlusselement 48 geschlossen. Der Stellkörper 46 wird
in dem Verteilerkanal 31 durch beispielsweise zwei Dichtungen 51 bewegbar gelagert
und mediendicht nach außen
hin geschlossen. Diese Dichtungen 51 sind vorzugsweise
hitzebeständig
und halten axialen und radialen Belastungen Stand. Darüber hinaus
sind diese Dichtungen 51 in Abhängigkeit des fließfähigen Mediums
ausgewählt,
um die Dichtwirkung sicherzustellen. Der Stellkörper 46 weist an seinem
offenen Ende vorzugsweise Schrägflächen 52 auf,
welche sich von innen nach außen
trichterförmig öffnen.
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Der Stellkörper 46 weist Durchbrechungen 56 auf,
welche beispielhaft in 5 näher dargestellt sind.
Eine erste Durchbrechung 57 ist als Bohrung ausgebildet
und entspricht bspw. im Durchmesser dem des Versorgungskanals 32.
Die zweite Durchbrechung 58, welche einen Abstand aufweist,
der dem Abstand der Versorgungskanäle 32 zueinander entspricht,
ist als Langlochbohrung ausgebildet, welche in Längsrichtung den doppelten Durchmesser der
ersten Durchbrechung 57 aufweist. Die dritte Durchbrechung 59 ist
analog zur zweiten Durchbrechung 58 angeordnet und aufgebaut
und weist die Länge
auf, die dem dreifachen Durchmesser der ersten Durchbrechung 57 entspricht.
Wahlweise können weitere
Durchbrechungen 56 vorgesehen sein, welche die Reihenfolge
der ersten drei Durchbrechungen fortsetzt oder andere Größen und
Formen aufweist. Durch diese Anordnung, bei der die Durchbrechungen
an einer gemeinsamen Tangente 61 liegen, kann bei einer Rotation
in Pfeilrichtung um den Betrag des Durchmessers der ersten Durchbrechung 57 eine
Zonenabschaltung beziehungsweise von außen nach innen verlaufende
Randzonenabschaltung ermöglicht
sein.
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Der Stellkörper 46 wird vor Inbetriebnahme der
Vorrichtung 11 vorteilhafterweise in einer Grundposition
innerhalb des Verteilerkanals 31 angeordnet und bezüglich dem
Verschlusselement 38 oder der ersten Durchbrechung 57 auf
die zu verarbeitende Materialbahn 14 eingestellt. Hierzu
taucht der Stellkörper 46 mehr
oder weniger tief in den Verteilerkanal 31 ein. In 4 ist beispielsweise der
Stellkörper 46 derart
angeordnet, dass der äußerste segmentförmige Kanal 37 nicht
mit fließfähigem Medium
beaufschlagt wird. Die an der Auftraglippe 38 vorbeigeführte Materialbahn 14 weist
einen stark überzeichneten Verlauf
des Randbereiches 62 auf. Zur Beschichtung der Materialbahn 14 von
Punkt A bis zum Punkt B ist der Stellkörper 46 in einer radialen
Position vorgesehen, bei der die erste Durchbrechung 57 versetzt zum
Versorgungskanal 32 angeordnet und somit geschlossen ist,
wohingegen die weiteren Durchbrechungen 58, 59 einen
Durchfluss des Mediums ermöglichen.
Sobald die Materialbahn im Punkt B zur Auftragslippe 38 gelangt,
wird der Stellkörper
46 um einen weiteren Winkelbetrag um seine Längsachse gedreht, so dass die
zweite Durchbrechung 58 zum Versorgungskanal 32 geschlossen
ist. Bei Erreichen des Punktes C der Materialbahn 14 wird
die dritte Durchbrechung 59 durch ein weiteres radiales
Verdrehen des Stellkörpers 46 geschlossen,
so dass den Segmentförmige
Kanälen 37, 37', 37", 37"' kein Medium zufließt. Sobald
der Punkt D der Materialbahn 14 die Auftragslippe 38 erreicht,
wird der Stellkörper 46 wieder
um einen Winkelbetrag in entgegengesetzter Richtung gedreht, so
dass die dritte Durchbrechung 59 öffnet.
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Ein in 1 dargestelltes
und vor der Vorrichtung 11 angeordnetes Erkennungssystem 66, beispielsweise
eine CCD-Kamera, erkennt die Breite der Materialbahn 14 beziehungsweise
den Konturenverlauf des Randes oder einzelne Zonen und übermittelt
die entsprechenden Daten an die zumindest eine Einstelleinheit 47.
In dieser Einstelleinheit 47 wird aufgrund der Daten das
zumindest eine Stellglied 46, vorzugsweise mit einem Schrittmotor
betätigt,
das den Stellkörper 46 rotierend
antreibt.
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Zusätzlich kann die Einstelleinheit 47 einen Stellantrieb
aufweisen, der den Stellkörper 46 in
axialer Richtung hin- und herbewegt, so dass bei größeren Abweichungen
in der Breite der Materialbahn 14 eine zusätzliche
Axialbewegung des Stellkörpers 46 durch
mehr oder weniger starkes Eintauchen in den Verteilerkanal 31 ansteuerbar
und einstellbar ist. In Abhängigkeit
der Daten des Erkennungssystems 66 wird auch die Pumpeneinheit 29 angesteuert,
um die Menge des fließfähigen Mediums,
welches dem Zuführkanal 28 zugeführt wird,
zu steuern.
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Um die Austragmenge auf die Materialbahnbreite,
die Zonen oder die Randzone anzupassen, wird auch die Viskosität des Mediums
berücksichtigt. Eine
ent-sprechende seitliche Ansteuerung des zumindest einen Stellkörpers 46 ist
vorgesehen, damit .die exakte Arbeitsbreite in der Düsenanordnung 19 eingestellt
ist, so dass der gewünschte
Auftrag erfolgt sobald der entsprechend erfasste Abschnitt der Materialbahn
zur Auftragslippe 38 gelangt. Des weiteren ist ein Steuersystem
vorgesehen, ein sogenanntes Feed-Back-Steuersystem, welches ebenfalls
die Bahn- und Produktionsliniengeschwindigkeit
mit berücksichtigt.
Somit können
diese als auch weitere Parameter wie Auftragsmenge, Fließgeschwindigkeit, Temperatur,
Druck zur Förderung
des Mediums, Arbeitsbreite sowie Ansteuerzeiten und Stellzeiten
für die
Stellkörper
in dem Gesamtsystem berücksichtigt werden.
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In der Vorrichtung 11 ist
vorzugsweise in dem Verteilerkanal 31 gemäß 2 ein linker und rechter Stellkörper 46 vorgesehen,
welche unabhängig
voneinander ansteuerbar sind. Durch die Ausgestaltung der Durchbrechungen 56 in
dem Stellkörper 46 können unterschiedliche
Strukturen von fließfähigem Medium
auf die Materialbahn 14 aufgebracht werden. Beispielsweise
können
auch mehrere Strukturen über
den Umfang am Stellkörper
verteilt angeordnet sein, so dass beispielsweise zum einen die in 5 dargestellte Anordnung
vorgesehen ist und des weiteren eine Anordnung vorgesehen ist, bei
der beispielsweise zwei Durchbrechungen der ersten Durchbrechung
entsprechen, die darauffolgenden zwei Durchbrechungen geschlossen
sind und die fünfte
und sechste Durchbrechung wiederum der ersten Durchbrechung entsprechen.
Dadurch lassen sich beispielsweise quadratische oder längliche Freiflächen auf
der Materialbahn erzeugen. Die Ausgestaltung und Anordnung von Durchbrechungen
am Stellkörper 46 sind
vielfältig
und variabel. Des weiteren können
die beispielhaft dargestellten Durchbrechungen des Stellkörpers 46 gemäß 5 mehrfach in identischer
oder unterschiedlicher Ausführung über den
Umfang verteilt angeordnet sein. Ebenso ist die Länge des
Stellkörpers 46 mit
dem rohrförmigen Abschnitt,
welcher die Durchbrechungen aufweist, als auch die innere Kontur
variabel. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Innenquerschnitt
der rohrförmigen
Stellkörpers
46 zum Verschlusselement 48 abnimmt.
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In 6 ist
eine alternative Ausführungsform der
Vorrichtung 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
ist der Verteilerkanal 31 stehend und länglich ausgebildet. Ein im
Querschnitt an diesem Verteilerkanal 31 angepasster Stellkörper 36 ist
axial in dem Verteilerkanal verschiebbar angeordnet. Durch die axiale
Positionierung des Stellkörpers 46 in
dem Verteilerkanal 31 kann eine Randzonenabschaltung ermöglicht sein.
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Bei dieser Ausführungsform steht der Verteilerkanal 31 unmittelbar
mit dem Dosierspalt 34 in Verbindung. Diese Vorrichtung
ist konstruktiv einfach in der Ausgestaltung. Alternativ zu dieser
Ausgestaltung gemäß 6 kann der Verteilerkanal 31 liegend gemäß 8 angeordnet sein.
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Zusätzlich kann der Stellkörper 46,
welcher in dem Verteilerkanal 31 gemäß 6 oder 8 eingesetzt
ist, einen innen liegenden zweiten Stellkörper aufweisen, welcher zum
Stellkörper 46,
der in dem rechteckigen Verteilerkanal 31 geführt ist,
verdrehbar und axial bewegbar angeordnet ist. Somit kann bei dieser
Ausführungsform
neben der Randzonenabschaltung auch eine Zonenabschaltung und flexible Einstellung
der Arbeitsbreite ermöglicht
sein.
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Die Vorrichtung 11 weist
vorteilhafterweise gemäß den 9 und 10 eine Filtervorrichtung 71 auf,
welche beispielsweise an einem hinteren Abschnitt der Vorrichtung 11 angeordnet
ist. Vorzugsweise ist die Filtervorrichtung 71 an dem oberen
Gehäuseabschnitt 21 vorgesehen.
Von der Filtervorrichtung führt
ein Zuführkanal 72 in
einen Verteilerkanal 73, der sich zumindest teilweise entlang
eines Gehäuseabschnitts
erstreckt und vorzugsweise in seiner Erstreckung dem Verteilerkanal 31 entspricht. Aus
dem Verteilerkanal 73 führt
zumindest ein Versorgungskanal 74 zur Saugseite der Pumpeneinheit 29.
Die Pumpeneinheit 29 befördert das fließfähige Medium
zur Pumpenausgangsseite, wodurch das fließfähige Medium unter Druck in
den Zuführkanal 28 gelangt,
welcher zum Verteilerkanal 31 führt.
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In 10 ist
eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in 9 dargestellt. Entlang des
Verteilerkanals 73 sind zumindest ein, vorzugsweise mehrere,
Zuführkanäle 72 vorgesehen,
welche durch einen Verschlussstopfen geschlossen sind. In Abhängigkeit
des Einsatzfalles der Vorrichtung 11 wird der Verschlussstopfen
abgenommen und eine Filtervorrichtung 71 angeschlossen. Die
Filtervorrichtung 71 ist beispielsweise durch Flanschverbindungen
an dem Gehäuseabschnitt 21 montiert.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Filtervorrichtung 71 mehrere
Zuführkanäle 72 mit
gefiltertem Medium versorgt.
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Die Filtervorrichtung 71 wird
von einem Vorratsbehälter
(nicht näher
dargestellt) über
einen Schlauch 75 mit fließfähigem Medium versorgt. Im Anschluss
daran durchströmt
das fließfähige Medium einen
ersten Kanalabschnitt, welchem ein Überdruckventil 77 zugeordnet
ist. Im weiteren Verlauf tritt das fließfähige Medium in ein Gehäuse 78 der
Filtervorrichtung 71 ein, wobei Axialbohrungen 79 vorgesehen
sind, welche das fließfähige Medium
in einem Innenraum 81 eines Filtereinsatzes 82 führen. Von dort
aus strömt
das fließfähige Medium
durch ein Filterelement 83 hindurch und gelangt über den
Zuführkanal
72 zum Verteilerkanal 73.
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Der Filtereinsatz 82 umfasst
das Filterelement 83, welches durch jeweils an einem Ende
angreifenden Spannkonus 84, 86 aufgenommen ist.
An dem in das Gehäuse 78 vollständig eintauchenden Spannkonus 84 sind
Axialbohrungen 79 vorgesehen. An dem gegenüberliegenden
Spannkonus 86 ist ein Verschlusselement 87 vorgesehen,
welches bevorzugt als Schnellverschluss oder Bajonettverschluss ausgebildet
ist, um einen schnellen Wechsel des Filtereinsatzes 82 zu
ermöglichen.
Die Spannkonen 84, 86 sind durch ein Verbindungselement
oder eine Schraubverbindung 85 zueinander positioniert,
wobei dazwischen liegend das Filterelement 83 eingespannt
ist. Durch Lösen
der Schraubverbindung 85 kann ein einfacher Wechsel eines
zu reinigenden oder verbrauchten Filterelementes 83 gegeben
sein.
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Das Filterelement 83 ist
in seiner Maschenweite an das zu verarbeitende fließfähige Medium angepasst
beziehungsweise an den Düsenschlitz oder
Dosierspalt 34, das heißt, dass die Maschenweite des
Filterelementes 83 gleich oder kleiner als der Dosierspalt 34 ausgebildet
ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Durchführung des
Verfahrens sind besonders geeignet zum Einsatz von Heißschmelz-
oder Schmelzklebemittel mittels einer Breitschlitzdüse.