DE10306884B3

DE10306884B3 - Auftragskopf mit Drehschieberverschluss

Info

Publication number: DE10306884B3
Application number: DE2003106884
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Puffe
Original assignee: Individual
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2023-02-19

Abstract

Auftragskopf 11 zum Ausbringen von flüssigen Medien wie erschmolzenen Heißschmelzklebern auf ein Substrat, mit einem Gehäuse 12 mit einer Walzenkammer 14, einem in der Walzenkammer 14 schrittweise drehend verstellbaren, drehbar gelagerten Walzenschieber 13, zumindest einer Zuführbohrung 21 im Gehäuse 12 zur Einleitung von Medium in die Walzenkammer 14, wobei an die Zuführbohrung 21 jeweils eine Förderpumpe 16 für flüssiges Medium mit ihrer Druckseite angeschlossen ist, einer Vielzahl von linear angeordneten Austrittsbohrungen 22 im Gehäuse 12 zum Ausbringen von Medium aus der Walzenkammer 14, zumindest einer längsverlaufenden Verteilerkammer 26 im Walzenschieber 13, die radial offen und mit der Zuführbohrung 21 verbindbar ist, einer Mehrzahl von längsverlaufenden ersten Längsnuten 29 im Walzenschieber 13, die mit der Verteilerkammer 26 in Verbindung stehen, wobei abhängig von der Drehstellung des Walzenschiebers 13 entweder eine der ersten Längsnuten 29 mit den Austrittsbohrungen 22 verbunden ist oder die ersten Längsnuten 29 von den Austrittsbohrungen 24 getrennt gehalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auftragskopf zum Ausbringen von flüssigen Medien, wie erschmolzenen Heißschmelzklebern, auf ein Substrat, insbesondere auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn, mit einem Gehäuse, mit einer Walzenkammer, einem in der Walzenkammer drehbar gelagerten Walzenschieber, zumindest einer Zuführbohrung im Gehäuse zur Einleitung von Medium in die Walzenkammer und mit einer Vielzahl von linear angeordneten Austrittsbohrungen im Gehäuse zum Ausbringen von Medium, die sich längs der Walzenachse erstrecken und vom Walzenschieber steuerbar sind.

Ein Auftragskopf der vorstehend genannten Art ist aus der DE 197 14 029 A1 bekannt. Hierbe wird der Walzenschieber rozierend angetrieben, so daß sich auf einem relativ zum Auftragskopf bewegten Substrat ein Auftragsmuster konstanter Breite ergibt. Dessen Breite richtet sich nach der axialen Länge der Längsnuten im Walzenschieber. Zur Veränderung des Auftragsbildes des Mediums auf das Substrat muß der Auftragskopf vollständig demontiert werden und ein Walzenschieber mit einer anderen Gestaltung von Längsnuten in den Walzenschieber eingesetzt werden. Hiermit können kleinere wechselnde Lose von Substraten mit unterschiedlichen Breiten oder unterschiedlichen Auftragsmustern nicht wirtschaftlich hergestellt werden.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Auftragskopf der obenbezeichneten Art bereitzustellen, der leicht veränderbare Auftragsmuster erzeugen kann.

Die Lösung hierfür besteht in einem Auftragskopf zum Ausbringen von flüssigen Medien wie erschmolzenen Heißschmelzklebern, auf ein Substrat, mit einem Gehäuse mit einer Walzenkammer, einem in der Walzenkammer schrittweise drehend verstellbaren, drehbar gelagerten Walzenschieber, zumindest einer Zuführbohrung im Gehäuse zur Einleitung von Medium in die Walzenkammer, wobei an die Zuführbohrung jeweils eine Förderpumpe für flüssiges Medium mit ihrer Druckseite angeschlossen ist, einer Vielzahl von linear angeordneten Austrittsbohrungen im Gehäuse zum Ausbringen von Medium aus der Walzenkammer, zumindest einer längsverlaufenden Verteilerkammer im Walzenschieber, die radial offen und mit der Zuführbohrung verbindbar ist, einer Mehrzahl von längsverlaufenden ersten Längsnuten im Walzenschieber, die mit der Verteilerkammer in Verbindung stehen, wobei abhängig von der Drehstellung des Walzenschiebers entweder eine der ersten Längsnuten mit den Austrittsbohrungen verbunden ist oder die ersten Längsnuten von den Austrittsbohrungen getrennt gehalten sind. Mit einem erfindungsgemäßen Auftragskopf ist es möglich, verschiedene Auftragsbilder für das Medium auf dem Substrat, insbesondere verschiedene Gesamtauftragsbreiten durch Äderung der Drehstellung des Walzenschiebers ohne zeitlichten Verzug darzustellen. D. h. eine Änderung des Auftragsbildes oder eine Änderung der Auftragsbreite kann ohne Umrüstungen oder sonstige bauliche Veränderungen innerhalb von Bruchteilen von Sekunden bewerkstelligt werden. Beispielsweise kann von einem Auftrag über die Gesamtbreite des Auftragskopfes zu einem Auftrag in einzelnen Streifen gewechselt werden. Je nach Zahl der genann ten ersten Längsnuten kann die entsprechende Zahl von unterschiedlichen Auftragsbildern gefahren werden. Eine günstige Anzahl von ersten Längsnuten ist mit fünf gegeben. Diese Anzahl läßt sich mühelos von einer einzigen Verteilerkammer versorgen.

Besonders günstig ist es fertigungstechnisch, wenn die Längsnuten in der Herstellung untereinander gleich lang sind und jeweils Blind- oder Füllkörper unterschiedlicher Länge in die mit jeweils einer Verteilerkammer verbundenen Längsnuten eingelegt sind. Die Austrittsbohrungen aus dem Gehäuse sind in sehr engen Abständen auszuführen, so daß die Länge der verwendeten Füllkörper die Auftragsbreite des Mediums aus dem Gehäuse jeweils exakt einstellt. Die Auftragsbreite kann also in sehr feinen Schritten, d. h. praktisch stufenlos variiert werden, wobei die Vorauswahl durch die Bestückung der Längsnuten mit den entsprechenden Füllkörpern bei der Montage des Walzenschiebers erfolgt.

Zum Unterbrechen des Ausbringens von Medium auf das Substrat ist vorgesehen, daß die zumindest eine Verteilerkammer im Walzenschieber abhängig von der Drehstellung des Walzenschiebers entweder mit der zumindest einen Zuführbohrung kommuniziert oder von dieser getrennt ist . Hiermit wird die Zufuhr von Medium zur Walzenkammer unterbrochen.

In einer besonders günstigen Ausführung ist vorgesehen, daß eine weitere gegebenenfalls breitere Oberflächennut mit der Verteilerkammer verbunden ist, in die eine über die gesamte Länge der Oberflächennut reichende Verschlußleiste eingelegt ist. Bei Beenden des Auftrags können hierdurch gleichzeitig mit dem Abstellen der Förderpumpen auch die Austrittsöffnungen in Gehäuse durch die genannte Verschlußleiste von innen ver schlossen werden, so daß kein Nachtropfen aus den Austrittsöffnungen und der Austrittsdüse erfolgt, wie es aufgrund der Kompressibilität des Mediums anderenfalls zu befürchten wäre.

Besonders vorteilhaft ist es, daß eine Vielzahl von Walzenschieberlängsabschnitten, die jeweils eine Verteilerkammer und mehrere erste Längsnuten umfassen, zu einem einzigen Walzenschieber kombiniert werden kann, die in einem einheitlichen Gehäuse eingesetzt werden können. Auf diese Weise können sehr große Auftragsbreiten gefahren werden. Hierbei wird vorgeschlagen, daß an jeder Verteilerkammer eine Förderpumpe über eine Zuführbohrung angeschlossen ist. Durch die Versorgung jeweils einer Verteilerkammer mittels einer Förderpumpe spielen Strömungsverluste keine Rolle, so daß ein gleichmäßiges Auftragsbild erzielt werden kann.

Die Verstellung des Walzenschiebers kann mit einem geeigneten Schrittschaltmotor erfolgen, der fünf bzw. sechs vorgegebene Drehstellungen anfahren kann. Die Versorgung der Zuführbohrungen erfolgt nach einer günstigen Ausführung in der Weise, daß die mit den Zuführbohrungen verbundenen Förderpumpen, die einzeln an das Gehäuse angeblockt sind, aus längsverlaufenden Versorgungsbohrungen im Gehäuse versorgt werden, die über wenige einzelne Anschlußstücke mit verflüssigtem Medium versorgt werden. Insofern haben die Förderpumpen alle den gleichen Vordruck, so daß gleiche Druckverhältnisse längs des ganzen Walzenschiebers sichergestellt sind.

In weiterhin günstiger Ausführung ist vorgesehen, daß im Anschluß an die Austrittsbohrungen ein Düsenkörper an das Gehäuse angesetzt ist, der einen Längsschlitz aufweist, in den eine Lochblende eingesetzt ist. Hiermit kann das Auftragsbild weiterhin beeinflußt werden.

Das Substrat, auf welches das flüssige Medium aufzubringen ist, kann die Form einer flexiblen Bahn haben, die gespannt unter dem Auftragskopf vorbeigeführt wird. Dies können insbesondere Textilien, Papier, Kunststoff- oder Metallfolien oder Leder sein. Hierbei kann weiterhin auf einer Trägerbahn aus Papier oder Kunststofffolie eine Reihe von einzelnen Substraten, wie Zuschnittteilen aus z. B. Textil, aufgelegt und fixiert sein, die mit dem flüssigen Medium beaufschlagt werden sollen. Das Substrat kann ebenfalls aus festen Platten aus Metall, Holz, Gips, Faser- oder Spanverbandmaterial oder dergleichen bestehen, wobei in diesem Fall auch der Auftragskopf über eine fixierte Platte geführt werden kann. Der Auftragskopf kann mit Abstand zum Substrat gehalten werden, wobei das flüssige Medium in einem Schleier aufgesprüht wird. Es ist auch ein sehr geringer Abstand zwischen Auftragskopf und Substrat einstellbar, so daß das flüssige Medium praktisch unmittelbar auf dem Substrat ausfließt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Düsenkopf mit mehreren Förderpumpen
a) in Seitenansicht mit Teilschnitt
b) im Querschnitt;
2 zeigt den Walzenschieber eines Düsenkopfs nach 1
a) in Seitenansicht
b) in Abwicklung
c) im Querschnitt;
3 zeigt einen Düsenschieber als Einzelheit in abgewandelter Ausführung
a) in Seitenansicht
b) in einer vergrößerten Einzelheit;
4 zeigt das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Düsenschiebers
a) in Seitenansicht
b) im Querschnitt B-B
c) im Querschnitt C-C
d) im Querschnitt D-D.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Auftragskopf 11 gezeigt, der ein Gehäuse 12 und einen Walzenschieber 13 umfaßt, der in einer Walzenkammer 14 im Gehäuse einliegt. Ein Antriebszapfen 15 des Walzenschiebers ragt axial aus dem Gehäuse hervor. Auf dem in Längsrichtung gebrochen dargestellten Gehäuse sind vier Förderpumpen 16 angeblockt, die jeweils mit Antriebsmotoren 17 verbunden sind. Jeweils zwischen zwei Förderpumpen 17 ist ein Versorgungsanschluß 18 am Gehäuse 12 angeordnet. Im Gehäuse sind zwei längsverlaufende Versorgungsbohrungen 19 erkennbar, die über Versorgungsbohrungen 20 mit Medium versorgt werden. Von den längsverlaufenden Versorgungsleitungen 19 aus werden über weitere Versorgungsbohrungen die Saugseiten der Förderpumpen versorgt. Von den Druckseiten der Förderpumpen führen einzelne Zuführbohrungen 21 in die Walzenkammer 14. Entgegen gesetzt zu den Zuführbohrungen 21 treten eine Vielzahl von in einer Linie angeordneten Austrittsbohrungen 22 aus der Walzenkammer 14 aus. Anschließend an die Austrittsbohrungen 22 ist ein Düsenkörper 23 mit einer einliegenden Lochblende 24 angeordnet.
In 2 ist der Walzenschieber 13 mit dem Wellenzapfen 15 wiederum in gebrochener Darstellung gezeigt. Wie im Querschnitt zu erkennen ist, umfaßt der Walzenschieber vier oder mehr gleichartig aufgebaute Längsabschnitte 25. Jeder Längsabschnitt 25 umfaßt eine Verteilerkammer 26 mit den Umfang verbreiternden seitlichen Zuführtaschen 27, deren größte Breite im Bereich der axialen Mitte der Verteilerkammer 26 liegt. Hiermit kann aus einer radialen Zuführbohrung 21 im Gehäuse 12 der Verteilerkammer 25 Medium über einen großen Drehwinkelverstellbereich des Walzenschiebers 13 zugeführt werden. Von der Verteilerkammer 26 gehen fünf Reihen von parallel verlaufenden radialen Bohrungen 28 aus, die in Längsnuten 29 an der Oberfläche des Walzenschiebers 13 enden. In Abhängigkeit von der Drehstellung des Walzenschiebers 13 kann jeweils eine der Oberflächennuten 29 mit der Reihe von Austrittsbohrungen 22 im Gehäuse kommunizieren, die zur Lochblende 24 des Düsenkörpers 23 führt. In der hier gezeigten Ausführung sind die fünf Längsnuten 29 und die zugehörigen Radialbohrungen 28 untereinander gleich ausgeführt, sowohl was den Querschnitt der Bohrungen 28 als auch was die axiale Länge der Nuten 29 innerhalb der einzelnen Abschnitte des Walzenschiebers 13 angeht. Von der Verteilerkammer 26 geht eine weitere Gruppe von radialen Bohrungen 30 aus, die in einer Längsnut 31 größerer Breite mündet. In diese Längsnut 31 ist eine Dichtleiste 32 eingelegt, die rückwärtig vom Medium zu beaufschlagen ist und die in einer Drehstellung des Walzenschiebers 13 die Austrittsbohrungen 22 im Gehäuse 12 abdichten kann. Hierbei ist die Lage der Dichtleiste 32 im Verhältnis zur Verteilerkammer 26 einschließlich der Oberflächentaschen 27 so, daß beim Abdichten der Austrittsbohrungen 22 im Gehäuse 12 durch die Dichtleiste 32 die Verteilerkammer 26 nicht mehr unmittelbar mit den Zuführbohrungen 21 im Gehäuse 12 in Verbindung steht.
In 3 ist. wiederum ein Walzenschieber 13 mit einem Antriebszapfen 15 als Einzelheit dargestellt. In der vergrößerten Einzelheit (A) ist erkennbar, daß in eine der Längsnuten 29 am Ende eine Verschlußleiste 33 eingelegt ist und mit einer Schraube 34, die in eine der Bohrungen 28 eingedreht ist, in dieser gesichert ist. Hiermit wird die effektive Länge der Längsnut individuell verkürzt, so daß die Ausbringungsbreite von Medium auf das Substrat verringert wird, wenn abhängig von der Drehstellung des Walzenschiebers 13 die entsprechende Längsnut 29, mit den Austrittsbohrungen 22 im Gehäuse 12 kommuniziert. Durch Einsetzen verschiedener Verschlußleisten 33 in die einzelnen Längsnuten 29 können somit je nach Zahl der Längsnuten 29 fünf oder mehr verschiedene Auftragsbilder von Medium auf dem Substrat dargestellt werden, zwischen denen allein durch Änderung der Drehstellung des Walzenschiebers 13 während des laufenden Betriebes unmittelbar gewechselt werden kann. Die Verstellung kann in Bruchteilen von Sekunden stattfinden, so daß eine Änderung des Auftragsbildes auch an einem einzigen Substrat erfolgen kann. Die Verschlußleisten 33 können jeweils an den Enden der Längsnuten 29 eingesetzt werden, wie hier gezeigt, so daß veränderliche Auftragsbreiten für jeden Einzelabschnitt 25 des Walzenschiebers 13 entstehen. Die Verschlußleisten 33 können auch so eingesetzt werden, daß innerhalb der Länge einer einzelnen Längsnut 29 Teilbereiche verschlossen werden. Soll ein Ausbringen von Medium auf das Substrat beendet werden, so wird die zuvor genannte breitere Längsnut 31 mit der Verschlußleiste 32, die über ihre gesamte Länge verläuft, in die entsprechende Stellung gebracht, damit sie die Austrittsbohrungen 22 verschließt. Ein Nachtropfen von Medium auf das Substrat wird somit zuverlässig verhindert. Gleichzeitig wird natürlich die Förderung der Pumpen 16 unterbrochen.
In 4 ist das Gehäuse 12 mit der Walzenkammer 14 in verschiedenen Darstellungen gezeigt. Hierbei sind die im Gehäuse 12 längsverlaufenden und parallel zueinander verlaufenden Versorgungsbohrungen 19 erkennbar, die über die Zuführbohrungen 20 über die hier nicht gezeigten Versorgungsanschlüsse versorgt werden. Von den Versorgungsbohrungen 19 führen Zuführkanäle 35 zu den Saugseiten der Förderpumpen. Von den Druckseiten der Förderpumpen wiederum führen die Zuführbohrungen 21 in die Walzenkammer 14. Die Zuführkanäle 21 und 35 liegen jeweils in einer Querschnittsebene, wobei jede Förderpumpe 16 über Paare von Zuführkanälen 21 und 35 verfügt. Hiermit wird erreicht, daß zum einen die Zahl der Freileitungen wesentlich reduziert wird, da nur wenige Versorgungsanschlüsse 18 an die Behälter mit erschmolzenem Medium über außenliegende Leitungen angeschlossen werden müssen. Zum anderen wird erreicht, daß die Saugseiten der Förderpumpen über die Versorgungskanäle 19 im wesentlichen alle mit dem gleichen Vordruck versorgt werden. Schließlich ist sichergestellt, daß die Verteilerkammern 26 über gleichlange sehr kurz ausgeführte Zuführbohrungen 21 mit den Druckseiten der Förderpumpen verbunden sind, so daß auch in den Verteilerkammern 26 im Wesentlichen der gleiche Versorgungsdruck ansteht. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können bei geringem konstruktiven Aufwand Auftragsbilder während des Betriebes gewechselt werden, ohne daß der Düsenkopf demontiert und der Walzenschieber ausgetauscht werden muß.

11: Auftragskopf
12: Gehäuse
13: Walzenschieber
14: Walzenkammer
15: Antriebszapfen
16: Förderpumpe
17: Antriebsmotor
18: Versorgungsanschluß
19: Versorgungsbohrung (längs)
20: Versorgungsbohrung (radial)
21: Zuführbohrungen
22: Austrittsbohrungen
23: Düsenkörper
24: Lochblende
25: Längsabschnitt
26: Verteilerkammer
27: Zuführtasche
28: Radialbohrung
29: Längsnut
30: Radialbohrung
31: Längsnut
32: Dichtleiste
33: Verschlußleiste
34: Schraube
35: Zuführkanal

Claims

Auftragskopf (11) zum Ausbringen von flüssigen Medien wie erschmolzenen Heißschmelzklebern auf ein Substrat, mit einem Gehäuse (12) mit einer Walzenkammer (14), einem in der Walzenkammer (14) schrittweise drehend verstellbaren, drehbar gelagerten Walzenschieber (13), zumindest einer Zuführbohrung (21) im Gehäuse (12) zur Einleitung von Medium in die Walzenkammer (14), wobei an die Zuführbohrung (21) jeweils eine Förderpumpe (16) für flüssiges Medium mit ihrer Druckseite angeschlossen ist, einer Vielzahl von linear angeordneten Austrittsbohrungen (22) im Gehäuse (12) zum Ausbringen von Medium aus der Walzenkammer (14), zumindest einer längsverlaufenden Verteilerkammer (26) im Walzenschieber (13) , die radial offen und mit der Zuführbohrung (21) verbindbar ist, einer Mehrzahl von längsverlaufenden ersten Längsnuten (29) im Walzenschieber (13), die mit der Verteilerkammer (26) in Verbindung stehen, wobei abhängig von der Drehstellung des Walzenschiebers (13) entweder eine der ersten Längsnuten (29) mit den Austrittsbohrungen (22) verbunden ist oder die ersten Längsnuten (29) von den Austrittsbohrungen (22) getrennt gehal- ten sind.
Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (29, 31) untereinander gleich lang sind und daß Blind- oder Füllkörper (33) unterschiedlicher Länge in die ersten Längsnuten (29) eingelegt sind.
Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Verteilerkammer (26) im Walzenschieber (13) abhängig von der Drehstellung des Walzenschiebers (13) entweder mit der zumindest einen Zuführbohrung (21) im Gehäuse (12) verbunden ist oder von dieser getrennt ist.
Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (13) eine längsverlaufende zweite Längsnut (31) umfaßt, die mit der Verteilerkammer (2o) verbunden ist und in der einen Verschlußleiste (32) einliegt, die in einer Drehstellung des Walzenschiebers (13) die Austrittsbohrungen (22) im Gehäuse (12) von innen verschließen kann.
Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (13) mehrere Längsabschnitte (25) mit jeweils einer Verteilerkammer (26), mehreren ersten Längsnuten (29) und einer zweiten Längsnut (31) mit Verschlußleiste (32) aufweist.
Auftragskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jede Verteilerkammer (26) eine Förderpumpe (16) über eine Zuführbohrung (21) angeschlossen ist.
Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) eine Mehrzahl von längsverlaufenden Versorgungsbohrungen (19) vorgesehen sind, an die am Gehäuse (12) angebaute Förderpumpen (16) mit ihrer Saugseite über querverlaufende Versorgungsbohrungen (20) angeschlossen sind.
Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Austrittsbohrungen (22) ein Düsenkörper (23) an das Gehäuse (12) angesetzt ist, der einen Längsschlitz aufweist, in den eine Lochblende (24) eingesetzt ist.