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Vorrichtung zum Auftragen flüssiger oder pasteuser Substanzen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen flüssiger oder pasteuser
Substanzen, insbesondere Klebstoff, aus einer die Substanz aufnehmenden Kammer durch
eine mit Kapillaren versehene Kammerwand.
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Bei derartigen Vorrichtungen ist es bekannt, den Mantel eines Hohlzylinders
mit einem siebartigen Geflecht zu umgeben und den in dem Hohlzylinder enthaltenen
Klebstoff durch diese Siebkapillaren herauszudrücken. Es ist hierbei bekannt, die
Zylinder ortsfest zu halten sowie auch drehbar zu lagern. Innerhalb der Zylinder
sind bei einigen Ausführungsformen dieser bekannten Vorrichtungen Rakel oder sonstige
Passiereinrichtungen vorgesehen, die dafür Sorge tragen sollen, die Substanz durch
die Kapillaren hindurchzudrücken.
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Der Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtungen besteht vor allen
Dingen darin, daß die Dosierung des Klebstoffauftrages fast unkontrollierbar ist.
Aus diesem Grunde sind alle Versuche gescheitert, derartige Vorrichtungen in Verarbeitungsmaschinen
einzusetzen. Sämtliche modernen Verarbeitungsmaschinen besitzen einen Regeltrieb,
um die Leistung der Maschine verstellen zu können. Die Klebstoffauftragevorrichtungen
müssen hierbei so beschaffen sein, daß sie bei steigender Drehzahl der Maschine
stets die gleiche Auftragsdosierung besitzen. Dies gelingt aber nicht mit solchen
Einrichtungen, die den Klebstoff aus einem rotierenden Hohlzylinder heraus auftragen,
da der Klebstoff während der Drehzahländerung. an der ja die Hohlwalze teilnehmen
muß, ständig anderen Fliehkraftwirkungen unterliegt.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, geht die Erfindung von einem Auftragebehälter
aus, der an sich jede beliebige Form besitzen kann, jedoch nicht in Rotation versetzbar
ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Kammer mit einem rasche Vibrationen erzeugenden
Erreger, beispielsweise einem Schwingmagneten, verbunden ist. Der besondere Vorteil
dieser Maßnahme besteht darin, daß es durch Regelung des Schwingmagneten gelingt,
eine unterbrochene Gummierung zu erzielen, was bisher lediglich durch Formatauftragescheiben
möglich war. Im Sinne der Erfindung gelingt es, die Viskosität der aufzutragen den
Substanz in Beziehung zu der Kapillarwirkung zu setzen, wobei es bei einem Ausführungsbeispiel
möglich ist, die Viskosität so einzustellen, daß bei ruhendem Auftragebehälter die
Substanz noch nicht von selbst durch die Kapillaren hindurchdringen kann. Sobald
aber dieSchwingungen erfindungsgemäß erzeugt werden, soll der Auftrag erzielbar
sein. Bei einer solchen Aufgabenstellung erweist es sich als vorteilhaft, die lichte
Höhe der Kammer oberhalb der mit Kapillaren versehenen Kammerwand möglichst gering
zu bemessen, damit über
den Kapillaren nicht ein allzu großer statischer Druck sich
ausbilden kann.
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Es ist zwar bekannt, Behälter für körniges oder ähnliches festes
Füllgut in Schwingungen zu versetzen, um das Entleeren der Behälter zu begünstigen.
Dabei ist aber die für festes Füllgut eigenartige Wirkung maßgebend, daß häufig
nur ein Teil des Gutes aus dem Behälter tritt, wohingegen der überwiegende Teil
einen sogenannten Abrutschkegel bildet und daher bestrebt ist, im Behälter zu verbleiben.
Diese Abrutschkegelbildung soll durch die Rüttelung vermieden werden.
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Anders ist hingegen bei der Erfindung die Zielsetzung und Wirkung
der Vibration. Die flüssige Substanz soll ohne Vibration eigentlich nicht aus dem
Auftragegerät austreten. Sobald die Schwingungen jedoch auftreten, soll die Trägheit
im Bereiche der Kapillaren impulsartig überwunden werden, damit die Substanz sich
sofort auftragen läßt, denn es kommt vor allen Dingen bei Klebstoffaufträgen häufig
auf einen genauen Passer an.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mindestens
die mit den Kapillaren versehene Kammerwand eben ausgebildet und mit ihrer vollen
Fläche auf das mit dem Substanzauftrag zu versehende NATerkstück aufsetzbar ist.
Durch so eine Ausbildungsform gelingt es, Formatgummierungen beispielsweise auf
Kartonzuschnitten aufzutragen, ohne daß zwischen Auftragebehälter und Werkstück
eine Relativbewegung vorhanden sein muß.
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Eine weitere wesentliche Ausbildungsform der Erfindung besteht darin,
daß mit dem Schwingmagneten ein entlang der Innenfläche der mit Kapillaren versehenen
Kammerwand oszillierendes Schwingglied verhunden ist, das aus dicht nebeneinander
angeordneten lamellenartigen Wänden besteht, zwischen denen die
Substanz
in Richtung Kapillaren gelangt. Bei der konstrulitiven Durchbildung einer derartigen
erfindunzgsgemäßen Vorrichtung kann man sich beispielsweise an vorbekannte Konstruktionsideen
auf dem Gebiete der elelstrisçhell Rasierapparate anlehnen. Die äußere Schutzfolié
dieser Apparate entspricht etwa der bei der Erfindung vorgesehenen Kapillarenwand,
wohingegen die an der Innenfläche dieser Schutzfolie entlang beweglichen Schermesser
mit dem erfindungsgemäßen Schwingglied vergleichbar sind. Die Wirkung dew erfindungsgemäßen
Gegenstandes besteht hierbei darin, daß die Substanz, welche in diesem Ausführungsbeispiel
hochpasteus sein kann, durch die Schwingbewegungen des Schwinggliedes durch die
Kapillaren hindurch passiert wird. Dadurch erhält man diejenige Wirkung. die in
der modernen Auftragetechnik ideal und erstrebenswert ist, nämlich einen sehr dünnen
Auftrag eines sehr hochviskosen Klebstoffes zu erzielen. Ein derartiger Auftrag
besitzt den Vorteil, daß die zu verklebenden Werkstückstellen sehr schnell aneinanderhaften,
dabei der aufgetragenen Substanz nicht viel Lösungsmittel zu verdunsten ist.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Kammer durch einen selbständigen,
sehr leichten und einen geringen Hohlraum besitzenden Hohlkörper gebildet ist, der
starr oder gelenkig und insbesondere austauschbar mit dem Schwingmagneten verbunden
ist. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung kann auch die Umkehr der oben brschriebenen
Wirkung erzielt werden, in dem die Kammer mit der die Kapillaren enthaltenden Kammerwand
in Schwingungen versetzt wird, wohingegen ein innerhalb der Kammer vorgesehener,
dem Schwingglied entsprechender Abstreifer ortsfest bleibt.
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Erfindungsgemäß kann es sich weiterhin als vorteil-:aft erweisen,
die Kammer mit dem Substanzsammelbehälter in an sich bekannter Weise über flexible
Leitungen. insbesondere resistente Kunststoffschläuche zu verbinden. Diese Niafinahme
ist deswegen von besonderem Vorteil, weil durch die Flexibilität dieser Leitungen
die Schwingungen nicht auf die übrigen Vorrichtungen übertragen werden. Weiterhin
wird die Schwingbewegung nicht durch die Leitungen gedämpft.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung empfiehlt es sich, die
die Kapillaren enthaltende Kammerwand durch eine Folie zu bilden, in der die Kapillaren
entsprechend dem gewünschten Auftragebil d vorgesehen sind. Diese Kapillaren können
eingestanzt sein.
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Es ist aber auch erfindungsgemäß möglich, die Kapillaren durch ein
Geflecht aus dünnen Fäden oder Drähten zu bilden. In jedem Falle empfiehlt es sich,
die Folie aus sehr dünnem und möglichst rostfreiem Stahlblech zu bilden. Ein wesentlicher
Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die die Kapillaren enthaltende
Kammerwand austauschbar angeordnet sein kann. Auf diese Weise gelingt es, mit dem
gleichen Auftragegerät unterschiedliche Auftragebilder zu erzielen, in dem die Kapillaren
nur an solchen Stellen der Folie angeordnet sind, die dem gewünschten Auftragebild
entsprechen. Wird die Verarbeitungsmaschine umgerüstet, so braucht nicht das ganze
Auftraggerät ausgetauscht, sondern lediglich die die Kapillaren enthaltende Kammerwand
ersetzt zu werden.
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Im Rahmen der Erfindung erweist es sich weiterhin als zweckmäßig,
zwischen der äußeren Oberfläche der die Kapillaren enthaltenden Kammerwand und der
zu beschichtenden Werkstückoberfläche einen schmalen Zwischenraum vorzusehen, dessen
Höhe etwa der erwarteten Auftragestärke entspricht, wobei der Zwischenraum in der
Werkstückbewegungsrichtung vornehmlich über einen rakelartigen Steg begrenzt ist.
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Eine derartige Ausbildungsform erreicht man beispielsweise dadurch,
daß auf der äußeren Oberfläche der die Kapillaren enthaltenden Kammerwand peripher
eine dünne Folie aufgelegt ist, deren Stärke etwa der erwarteten Auftragestärke
entspricht. Diese periphere Folie kann an den Stellen ausgespart sein, an denen
der Auftrag vorbeibewegt werden muß, wenn das Werkstück von der Auftragevorrichtung
abgezogen wird. Es ist aber auch zweckmäßig, wie eingangs erwähnt, an der gleichen
Stelle eine Art Rakel zu bilden, damit der rasterförmig aufgetragene Klebstoff verstrichen
wird.
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In jedem Falle kann es sich empfehlen, den Schwingmagnet und die
Kammer in einem gemeinsamen mit Trennwänden versehenen Gehäuse anzuordnen, damit
die Auftragevorrichtung als Baukasteneinbeit für sich behandelt und beim Zusammen-
und Auseinandermontieren der Auftragevorrichtung nicht beschädigt werden kann. Ein
vorteilhaftes Anwendungsbeispiel der Erfindung besteht in der Anwendung der Auftragevorrichtung
an einer Werkzeugplatte zur Durchführung eines Stempelauftrages auf ein stillstehendes
Werkstück, insbesondere einen Kartonagenzuschnitt.
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Eine Variante dieser Idee besteht in der Anordnung der Auftragevorrichtung
an Schwenkheheln. Der besondere Vorteil beider Anordnungen besteht darin, daß fertig
vorbereitete Kartonzuschnitte zur Bildung eines selbstklebenden Kartons mit selbstklebendem
Klebstoff beschichtet werden können. Derartige Kartons lassen sich mit vorhekannten
Einrichtungen nicht maschinell gummieren. Einerseits enthalten die Zuschnitte Länbs-und
Ouerrillungen, welche zum Teil mehrere Millimeter erhaben über die Oberfläche des
Zuschnittes hinausragen. Soll ein solcher Zuschnitt durch vorbekannte Auftragevorrichtungen
gummiert werden, so tritt der Nachteil ein, daß beim Passieren des Zuschnittes dieser
mit seiner Querrille an der Auftragevorrichtung hängenbleibt, so daß ein unrichtiges
Format auf den Zuschnitt aufgetragen wird. Mit Hilfe rotierender Auftragevorrichtungen,
z.B. Formatwalzen, ist es ebenfalls nicht möglich, selbstklebenden Klebstoff aufzutragen,
da diese Klebstoffsorte wegen des Kautschukgehaltes stark zur Koagulation neigt.
Bereits nach wenigen Umdrehungen der Formatwalze setzt sich abtrocknender Klebstoff
auf der Walienoberfläche fest, wobei zunächst der Auftrag unsauber und alsdann unbrauchbar
wird. Mit Hilfe der erfindwlgsgemäßen Vorrichtung ist es hingegen ohne weiteres
möglich, derartigeFormatgummierungen mit selbstklel>endem Klebstoff durchzuführen.
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Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung.
In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt, und es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Auftragevorrichtung mit separater
Kammer, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Variante der Auftragevorrichtung gemäß
Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit einem innerhalb der Kammer oszillierenden Schwingglied, Fig. 4 eine schematische
Seitenansicht einer Werkzeugplatte mit federnd angesetzten Auftragevorrichtungen,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Zuschnitt für einen selbstklebenden Karton und
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht auf Auftragevorrichtungen mit schwenkbaren
Traghebeln.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist mit t ein Gehäuse bezeichnet,
das der Aufnahme und starren Halterung eines Schwingungen erzeugenden Erregers
4,
beispielsweise eines Schwingmagneten, dient.
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Dieses Gehäuse 1 kann beispielsweise Drehzapfen 2 besitzen, mit deren
Hilfe das Gehäuse 1 innerhalb von Lagern 3 austauschbar angeordnet sein kann. An
der unteren Seite ist das Gehäusel ausgespart. Über den Verbindungszapfen 5 ist
ein Hohlkörper 6 mit dem Schwingmagneten 4 verbunden, dessen Kammer 7 der Aufnahme
der aufzutragenden Substanz dient. Hierbei ist angenommen, daß an einer Stirnseite
dieses Hohlkörpers 6 ein Stutzen 9 zum Ansetzen eines flexiblen Schlauches 10 vorgesehen
ist, durch den die Substanz, insbesondere Klebstoff, von einem Sammelbehälter in
den Hohlkörper 6 eingeführt werden kann.
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Nach unten ist der Hohlkörper 6 durch eine mit Kapillaren versehende
Kammerwand 8 abgeschlossen.
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Diese Kammerwand 8 kann mit Vorteil von einer Folie gebildet sein,
in der die Kapillaren eingestanzt sind. Es ist aber im Sinne der Erfindung auch
möglich, die Kapillaren durch ein Geflecht aus Fäden oder dünnen Drähten zu bilden.
Die Verbindung dieser Kammerwand 8 mit dem Hohlkörper 6 kann beispielsweise durch
Verklebung. Löten, Verschweißen oder durch eine Schraub- oder Klemmverbindung vorgenommen
werden. Es ist beispielsweise möglich, die Ränder der Kammerwand 8 an senkrecht
dazu augeordneten Stegen anzuschweißen und diese Stege am Hohlkörper 6 austauschbar
anzuschrauben oder anzuklemmen. Es ist also ersichtlich, daß zahlreiche Möglichkeiten
bestehen, die Kammerwand 8 austauschbar am Hohlkörper 6 anzuordnen.
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An der äußeren Oberfläche der Kammerwand 8 wird die zu beschichtende
Stoffbahn 11 vorbeibewegt, wobei es sich empfehlen kann, eine weiche oder nachgiebige
Unterlage 12 unterhalb des Hohlkörpers 6 vorzusehen. Durch Einschalten des Vibrators
4 wird mindestens die Kapillaren enthaltende Kammerwand 8 in rasche Schwingungen
versetzt, denen der Klebstoff zufolge seiner Trägheit nicht folgen kann. Infolgedessen
wirkt der Klebstoff als Puffer, und er wird dabei aus den Kapillaren 8 herausgedrückt
und auf die Stoffbahn 11 aufgetragen. Die Schwingungen der Kapillaren 8 können im
Sinne der Erfindung beliebig gerichtet sein. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird
davon ausgegangen, daß die Schwingungen senkrecht zur Ebene der Stoffbahn 11 gerichtet
sind. Wie aber auch später gezeigt wird, können die Schwingungen auch parallel zur
Ebene der Stoffbahn 11 oder sogar schräg gerichtet sein.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird gezeigt, daß zwischen der
Stoffbahn 11 und der die Kapillaren enthaltenden Kammerwand 8 ein feiner Zwischenraum
13' enthalten ist, der durch periphere Anordnung einer Foliel3 gebildet wird. Diese
Folie 13 kann mit dem Hohlkörper 6 austauschbar verbunden sein. Auf diese Weise
ist es leicht möglich, die Kapillarenwand 8 zwischen der Foliel3 und dem Hohlkörper
6 einzuspannen. Die lichte Höhe dieser Aussparung13' soll etwa der Stärke des zu
erwartenden Klebstoffauftrages entsprechen. An einer Seite kann die Folie 13 ausgespart
sein. Es ist aber auch vorteilhaft, die Folie 13 an der in Bewegungsrichtung der
Stoffbahn 11 vorausliegenden Stelle keilartig abzuschrägen, da mit sie die Wirkung
einer Rakel enthält. Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin gezeigt, daß es auch möglich
ist, zwei oder mehrere flexible Leitungen 10, vornehmlich aus Kunststoff, anzuordnen.
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Das Anwendungsbeispiel der Fig. 3 macht in einigen Details Gebrauch
von Merkmalen, die bei elektrischen Rasierapparaten bekannt sind. In einem Gehäuse
30 ist der Schwingmagnet 4 angeordnet, der
einem Schw-ingglied 6' eine parallel zur
Ebene der Stoffbahn 11 gerichtete Schwingbewegung erteilt. Das Schwingglied 6' enthält
lamellenartig angeordnete Wände 6", zwischen die der Klebstoff aus der Sammelkammer
29 heraus durch die Kapillaren 8 hindurchbewegt werden kann. Durch die Schwingbewegung
des Schwinggliedes 6' wird der Klebstoff förmlich durch die Kapillaren 8 hindurchpassiert.
Eine derartige Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß hochviskoser Klebstoff aufgetragen
werden kann. Dessen Viskosität kann so eingestellt werden, daß er unter seinem eigenen
statischen Druck nicht durch die Kapillaren 8 hindurchgelangen kann. Es muß bzw.
soll erst die Vibration des Magneten 4 einsetzen, um den Auftrag zu beginnen.
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Mit den Fig. 4 und 6 wird ein besonders wichtiges Ausführunlgsbeispiel
der Vorrichtung geschildert, mit dessen Hilfe die Formgummierung z. B. des in Fig.
5 gezeigten Zuschnittes durchführbar ist.
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In Fig. 5 ist die Draufsicht eines Kartonzuschnittes 14 gezeigt,
bei dem mit 15 und 15' Längs- und Ouerrillen dargestellt sind. Zufolge dieser Rillen
15, 15' können periphere Kartonstreifen um 90 bzw. 1800 umgebogen werden, ohne daß
der Karton an diesen Stellen reißt. Der Nachteil eines solchen Zuschnittes besteht
darin, daß die Rillen um einige Millimeter erhaben aus der Oberfläche des Zuschnittes
14 herausragen. Man kann daher nicht mit bekannten Mitteln derartige Kartonzuschnitte
gummieren. Mit 22 sind Schlitze und mit 23 und 25 einzelne Stellen bezeichnet, auf
die der Klebstoffauftrag in Formatgummierung aufgetragen werden soll. Zur Anwendung
gelangt bei diesem Ausführungsbeispiel sogenannter selbstklebender Klebstoff. Dieser
Klebstoff ist wie bei Selbstklebepostkarten nur dann wirksam, wenn zwei miteinander
beschichtete Werkstückstellen aufeinandergedrückt werden.
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ImAnführungsbeispiel der Fig. 4 ist angenommen, daß mehrere Auftragevorrichtungen
1,4 im Sinne der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 3 an einer Werkzeugplatte
17 angeordnet sind, die entlang der Zapfen 18 und Lager 19 wie bei einem Stanzwerkzeug
bewegbar sind. Die Auftragevorrichtungen 1,4 können vorteilhafterweise an Zapfen
21 mit Hilfe der Federn 20 federnd angeordnet sein, damit gewährleistet ist, daß
sämtliche Auftragevorrichtungen beim Abwärtsbewegen der Werkzeugplatte 17 gleichmäßig
auf dem Zuschnitt 14 aufliegen. Die Hohlkörper 6 dieser Auftragevorrichtungen 1,4
sind hierbei so ausgebildet, daß sie eine einzelne Auftragestelle 23 bis 25 gemäß
Fig. 5 beschichten können. Auch besteht die Möglichkeit, eine einzelne Vorrichtung
für die Herstellung von zwei Auftragestellen auszubilden. Man führt den Zuschnitt
14 auf eine unterhalb der Werkzeugplatte 17 befindliche Auflage 16, auf der der
Zuschnitt 14 zentriert und festgehalten wird. Alsdann geht die Werkzeugplatte 17
in ihre untere Grullidstellung. Sobald die Hohlkörper 6 Berührung mit dem Zuschnitt
14 besitzen, werden die Schwingmagneten 4 eingeschaltet.
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Im allgemeinen genügt nur ein kurzer Stromimpuls, um die gewünschte
Auftragewirkung zu erzielen. Die Dauer der Vibration kann leicht im praktischen
Versuch ermittelt werden. Nach Beendigung der Gummierung wird die Werkzeugplatte
17 wieder angehoben, damit der Zuschnitt 14 durch an sich bekannte Transportvorrichtungen
weiterbewegt werden kann.
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Mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 wird gezeigt, daß man die
Vorrichtungen 1,4 auch an Schwenkhebeln 27 anordnen kann, die ihrerseits um Achsen
28 verschwenkbar sind. Der Zuschnitt 14 wird hierbei mit
Hilfe der
Walzenpaare 26 in die gezeigte Arbeitsstellung gebracht, woraufhin die Schwenkhebel
27 durch eine zentrale Antriebsvorrichtung in die untere Schwenklage bewegt werden,
damit alsdann der Stromimpuls für die Schwingmagneten 4 eingeschaltet wird.
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Es erweist sich hierbei als zweckmäßig, die Vorrichzungen 1,4 an den
Schwenkhebeln 27 gelenkig anzuordnen, damit die die Kapillaren enthaltende Kammerwand
8 nicht schräg auf den Zuschnitt 14 aufgesetzt wird.
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Mit diesen beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 6 sind jedoch
die möglichen Ausführungsformen noch nicht erschöpfend behandelt. Es ist beispielsweise
möglich, die Auftragevorrichtungen 1,4 an Schlitten anzuordnen. die während des
Auftrages mit gleicher Geschwindigkeit wie der in Bewegung befindliche Zuschnitt
14 hin- und herbewegt werden. Während dieser synchronen Bewegung kann alsdann die
Auftragevorrichtung 1,4 auf den Zuschnitt 14 abgesenkt und der Klebstoffauftrag
durchgeführt werden. Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsbeispiel der erfindungsgewären
Vorrichtung ist durch die Verleimung der Bodenpartie von Klotz- und Kreuzbodenbeuteln
gegeben.
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Bei derartigen Beuteln oder Tüten wird ebenfalls ein Formatauftrag
gewünscht mit einer Klebstoffsorte, die außerordentlich schnell anziehen soll. Gerade
durch die Elöglichkeit, Flächen beliebiger Form und Größe mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zu beschichten und dabei hochviskosen schnell anziehenden Klebstoff
zu verwenden, ist der besondere Vorteil des Gegenstandes der Erfindung charakterisiert.
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PATENTANSPRUCE: 1. Vorrichtung zum Auftragen flüssiger oder pasteuser
Substanzen, insbesondere Klebstoff, z. B. auf Schachtelzuschnitte, aus einer die
Substanz aufnehmenden Kammer durch eine mit Kapillaren versehene Kammerwand, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kammer mit einem rasche Vibrationen erzeugenden Erreger,
beispielsweise einem Schwingmagneten, verbunden ist.