DE1752552A1

DE1752552A1 - Auftragsvorrichtung fuer Heisskleber

Info

Publication number: DE1752552A1
Application number: DE19681752552
Authority: DE
Inventors: Reginald Jones
Original assignee: Stabilag Engineering Ltd
Current assignee: Stabilag Engineering Ltd
Priority date: 1966-05-10
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1971-09-16
Also published as: US3537653A; NL6808880A; GB1135101A; FR1571747A

Description

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Essen, den 12. Juni 1968 (30 764/Kle/th)

Patentanmeldung der Firma
STABILAG ENGINEERING LIMITED
Tremix Works, Blagden Street
Sheffield, S2 5 QS/-England-

Auftragsvorrichtung für Heißkleber.

Heißkleber oder Schmelzkleber werden heute auf vielen Gebieten der Technik eingesetzt. Es handelt sich dabei um solche Thermoplaste, die zum Verkleben auf Fließtemperatur A

von 100 - 200⁰C erwärmt werden müssen und dann beim Erstarren eine feste Verbindung ergeben. Die hohen Temperaturen, bei denen der Klebstoff auf die Klebefläche aufgetragen werden muß, hat bisher jedoch bei der Ausbildung von Auftragvorrichtungen zu erheblichen Schwierigkeiten geführt.

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Gegenstand der Erfindung ist eine Auftragvorrichtung für Heißkleber, bestehend aus einem auf Fließtemperatur des Klebstoffes beheizbaren Kleb et off behälter, einer den geschmolzenen Kleber zu einer oder mehreren Auftragstellen führenden Umlauf leitung, einer den Kleber durch diese Leitung hindurchdruckenden Pumpe, einer entsprechend einem Druckanstieg des Klebers in der Leitung über einen festgelegten Druckwert betätigbaren Düse an jeder Auftragstelle und einer den Druck in der Leitung selektiv über den festgelegten Druckwert erhöhenden Einrichtung. Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, daß der Auftragdüse be zw. den Düsen eine ihre Betätigung bei einem Druckanstieg im Klebstoff selektiv verhindernde Einrichtung zugeordnet ist.

Der spezielle Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß die Steuerung des Klebstoffaufträges Je nach Erfordernis vom Druck im Klebstoff selbst abhängt, der seinerseits durch eine Einrichtung gesteuert wird, die^weit von der Beheizungsanlage für den Klebstoff entfernt ist, sodaß, da diese Drucksteuerung ständig arbeiten kann, die Durchlaufkontrolle an den einzelnen Düsen bedeutet, daß jede einzelne Düse bei Erfordernis abgeschattet werden kann, ohne daß die Drucksteuerung angehalten werden muß· Zusätzlich können der Druoksteuereinrichtung auch Anordnungen zugeordnet werden, durch welche der durch diese Drucksteuereinrichtung erzeugte Druck abgeschaltet werden kann, falls sämtliche Düsen keinen Klebstoff abgeben sollen.

Zweckmäßigerweise 1st die Drucksteuerung als Zweiwege-Einrichtung ausgebildet, wobei in der einen Schaltlage der Druck in der Leitung über dem festgelegten Druck und in

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der anderen unter diesem festgelegten Druck liegt. So kann diese Einrichtung ein Organ aufweisen, durch welches das Ende der Umlauf leitung üraktisch geschlossen wird oder aber geöffnet wird, um einen freien Durchlauf des Klebstoffs zu ermöglichen. Zweckmäßigerweise ist in dieser Einrichtung, wenn das Ende der Leitung im wesentlichen geschlossen ist, ein Abflußkanal vorgesehen, welcher eng genug ist, um eine volle Pumpenabgabe zu verhindern, welcher jedoch gesteuert werden kann, um den Druck festzulegen, dem der Klebstoff

in der Leitung ausgesetzt wird, wenn an der Auftragdüse %

oder den Auftragdüsen Klebstoff abgegeben werden soll.

Nach einer Besonderheit der Erfindung weist die Auftragdüse oder weisen die Auftragdüsen ein einfaches Absperrventil auf, welches durch einen Kolben, eine Membran oder eine andere druckempfindliche Anordnung, welche durch Federdruck oder Luftdruck in Schließposition des Ventils beaufschlagt werden kann, betätigt wird. Hierbei ist auf der diesem Ventil gegenüberliegenden Seite der druckempfindlichen Anordnung ein Lufteinlaß vorgesehen, durch welchen Druckluft zugeleitet werden kann, um eine Öffnung des Ventils bei einem seitens der Steuereinrichtung erzeugten Druck- j

anstieg im Klebstoff zu verhindern. ™

Bei einem derartigen System wird für den Ausfluß bezw. den Rückfluß des in der Umlaufleitung umlaufenden Klebstoffes nicht die Schwerkraft ausgenutzt und die Düsen können sehr kompakt ausgebildet werden und lassen sich unschwer selbst an schlecht zugänglichen Stellen einbauen. Bei einem Abschalten der Auftragvorrichtung würde sich der Klebstoff, wenn er in der Umlauf leitung und den Düsen verbliebe, dort festsetzen und erstarren, sodaß sich große Schwierigkeiten

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ergeben würden, diesen Klebstoff wieder auf Fließtemperatur zu bringen, bevor die Anlage erneut in Betrieb genommen werden kann. Das Umlaufsystem bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich jedoch ohne Schwierigkeiten von jeglichem Klebstoff durch Preßluft säubern, welche kurz hinter der Pumpe eingeleitet wird, wenn die Anlage abgeschaltet wird, sodaß kein Klebstoff in der Gesamtanlage verbleiben und dort erstarren kann, wenn sich die Vorrichtung abkühlt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich ein Heißkleber auf jeglicher Oberfläche auftragen, d.h. sowohl auf der Ober- wie auf der Unterseite oder auch auf einer Seitenfläche eines Gegenstandes beispielsweise eines Kartons, einer Zigarettenpackung oder einer fortlaufenden Folienbahn.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Auftragvorrichtung für Heißkleber mit mehreren Auftragstellen in schematischer Darstellung;

Figur 2 einen Schnitt durch eine der Düsen aus Figur 1 längs der Linie 2-2; und

Figur 3 einen Schnitt durch das pneumohydraulische Ventil aus Figur 1 längs der Linie 3-3.

Das normalerweise in Blockform angelieferte feste Thermoplast wird im Behälter 1 in herkömmlicher Weise geschmolzen und der geschmolzene Kleber durch eine motorbetriebene Zahnradpumpe 2 durch eine Umlaufleitung hindurchgepumpt, welche aus

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einer Zuliefe !'leitung 3 und einer Rücklauf ]eitung 4 hin zum Behälter 1 besteht. In dieser Umlaufleitung sind mehrere Düsen 5 hintereinander angeordnet, mittels welcher der Kleber auf die entsprechenden Flächen aufgetragen werden kann.

Eine dieser Düsen ist in Figur 2 im Schnitt dargestellt und besitzt eine geradflankige Öffnung 6, welche normalerweise durch einen Venti.lkörper 7 aus Wolframkarbid ge- · schlossen wird, der am unteren Ende einer Kolbenstange 8 eines in einem Zylinder 11 des Düsenstockes durch Ringe 10 abgedichteten Kolbens ⁽) sitzt. Vom anderen Ende dieses Kolbens 9 führt diese Kolbenstange 8 zu einem zweiten Kolben 12 in einem Zylinder 13* wobei auf der anderen Seite dieses Zylinders 13 ein Lufteinlaß lh vorgesehen ist, durch welchen Preßluft mit konstantem Druck zugeführt v/erden kann, due auf den Kolben 12 drückt und dadurch den Ventilkörper 7 gegen die Öffnung 6 presst, um die Düse zu verschließen. Dieser Lufteinlaß l4 ist über eine Leitung 15 an eine Preßluftquelle angeschlossen.

Der Ventilkörper 7 besitzt eine bene Schließfläche und die Bohrung 6 eine kreisrunde geradflankige Öffnung, welche in der ebenen unteren Wandung der Ventilkammer ΐβ ausgebildet ist. Die Länge dieser Öffnung ist gleich oder größer als das 4-fache ihres Durchmessers, wodurch gewährleistet wird, daß die vena contracta, welche den durch die Öffnung fließenden Klebstoff mit der Klebstoffmasse in der Kammer verbindet, in der Länge der Düse entsteht und nicht außerhalb, sodaß das Abtrennen des aufgetragenen Klebstoffs von Ilauptkörper verinfacht wird, wenn der Druck sinkt und das Ventil schließt. Wolframkarbid eignet sich insofern besonders

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für den Ventilkörper, als dieser Werkstoff sich unter den relativ hohen Drücken, bei denen das System arbeitet, nicht verformt.

Trotz der Vorkehrungen, welche getroffen werden, um den Kolben 9 in seinem Zylinder 11 abzudichten, kommt es immer wieder vor, daß eine Klebst off menge an der Kolbenwandung entlang in den über dem Kolben liegenden Zylinder 11 eintritt. Aus diesem Grunde sind Entlüftungsbohrungen

17 vorgesehen, durch welche der Klebstoff ausgestoßen werden kann, wenn der Kolben 9 angehoben wird. Ähnliche Entlüftungsbohrungen 17 sind in der Wandung des Zylinders 13 vorgesehen, um ein Ausstoßen jeglichen Klebstoffes zu ermöglichen, der in diesen Zylinder eingedrungen sein könnte.

Die erforderliche Druckerhöhung in der Umlaufleitung wird durch eine Druckeinrichtung A erzielt, welche zwischen dem Rücklaufende der Leitung 4 und dem Behälter £ eingeschaltet ist. Normalerweise kann der Klebstoff durch einen Einlaßkanal l8 in die Einrichtung einströmen und an einem in Öffnungslage angehobenen Kolben 19 vorbei durch einen Auslaßkanal 20 in den Behälter 1 zurückfließen. Wenn durch die Düsen 5 Klebstoff abgegeben werden soll, wird der Kolben 19 durch ein Organ 21 geschlossen, welches über eine Kurvenscheibe oder dergl. angetrieben wird und den Kolben nach unten drückt, um die direkte Verbindung zwischen den Kanälen

18 und 20 zu unterbinden. Der flüssige Klebstoff kann dann durch einen Nebenkanal 22, der ein einstellbares Kugelventil 2J> enthält, an einem Steuerkolben 24 vorbei zur Auslaßleitung 20 fließen. Dieses Kugelventil 25 wird durch eine Stellschraube 25 auf den gewünschten Druckabfall eingestellt,

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wodurch der Druck in der Leitung k festgelegt wird, dem J ie Flüssigkeit unterworfen wird, wenn der Kolben 19 geschlossen wird. Der Steuerkolben 2h lässt sich in Figur lurch einen über eine Kurvenscheibe oder dergl. betätigten Hebel 26 nach links verschieben, falls aus irgendeinem Grunde bei geschlossenem Kolben I9 ein Klebstoffauftrag verhindert werden soll. Dieses Sicherheitsventil k&nn wieder geschlossen werden.

7>>r~ugsweise wird das Organ 21 direkt mechanisch dur'ch *

f^ine Kurvenscheibe oder dergl. betätigt, da hierdurch ein sehr schneller Druckanstieg im Leistungssystem und "leichzeitig ein genauer und schneller Druckabfall erzielbar ist, wenn auch für gewisse Einsatzbedingungen lev Kolben 19 elektrisch über ein Solenoid betätigt werden kann. Eine derartige Solenoidbetätigung ermöglicht allerdings die Betätigung in Übereinstimmung mit einem komplizierten Arbeitsprogramm, erlaubt jedoch r.icht die schnelle Druckerhöhung, die bei einigen Anwendungen erwünscht sein kann. Bei Verwendung eines Solenoids wird dieses zweckmäßigerweise in ausreichender Entfernung von der Heizung angeordnet, mittels wel- j eher der Klebstoff geschmolzen wird. ™

Der geschmolzene Klebstoff wird vom Behälter 1 zur Förderleitung 5 durch ein pneumohydraulisches Ventil 27 hindurchgepumpt, welches im einzelnen in Figur 3 dargestellt ist. Dieses Ventil besteht im wesentlichen aus einem senkrechten Zylinder mit einem Flüssigkeitseinlaß }2 am unteren Ende und einem Auslaß 34 für die gefilterte Flüssigkeit, die der Förderleitung 3 zugeführt werden soll. Bei eingeschalteter Pumpe 2 strömt die geschmolzene Flüssigkeit durch

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einen zentralen senkrechten Kanal, welcher durch eine innere Hülse 28 begrenzt wird, und eine Öffnung 29, welche freiliegt, wenn ein Kolben 28a durch den Druck des geschmolzenen Klebstoffes über diese Öffnung 29 gedrückt wird. Diese Öffnung 29 führt zu einer kreisringförmigen Filterkammer 30, welche einen austauschbaren Filter mit vorzugsweise etwa 100 Maschen enthält, bevor der Klebstoff durch eine nicht dargestellte Öffnung in eine äußere Hülse 31 hindurch und aus der Öffnung 34 ausfließt.

Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß der gesamte, in die Leitung eintretende Klebstoff einwandfrei gefiltert wird und kleine Festteilchen, welche bei dieser Art von Klebstoff als Kohlepartikelchen hin und wieder auftreten können, durch den Filter zurückgehalten werden. Falls durch Zufall ein derartiges Festteilchen doch durch den Filter hindurch gelangt, wird es beim nächsten Umlauf mit Sicherheit zurückgehalten.

Wenn die Anlage abgeschaltet wird und der hydraulische Druck in 32 absinkt* bewegt sich der Kolben 28a infolge des über einen oberen Lufteinlaß 33 auf die obere Kolbenfläche wirkenden Luftdruckes in die in Figur 3 dargestellte Position nach unten. Die Preßluft kann dann durch die Öffnung 29 und den Filter in den Einlaß 34 und durch die Leitung 3 und 4 hindurchströmen und das gesamte Leitungssystem im Anschluß an die Öffnung 29 säubern, wobei der flüssige Klebstoff In.den Behälter 1 zurückgedrückt wird, bevor er erstarrt, sod aß das System frei ist und der geschmolzene Klebstoff erneut in Umlauf gesetzt werden kann, weim*die Vorrichtung wieder eingeschaltet wird. Infolge-

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dessen braucht zum Schmelzen des Klebstoffes lediglich der Behälter 1 erhitzt zu werden und nicht irgendwelche anderen Stellen des Leitungssystems. Zweckmäßigerweise beträgt der Luftdruck zum Säubern der Leitungen 2,8 kg/cm , während der Druck des durch die Anlage hindurchgepumpten

geschmolzenen Klebstoffes 5,6 kg/cm beträgt.

Eine Feder 35 drückt normalerweise den Kolben 28a in Schließlage, wie dies in Figur 3 dargestellt ist, wobei · μ

diese Federwirkung jedoch durch den Druck des geschmolzenen Klebstoffes überwunden werden kann, wobei ein PTFE-stopfen 36 am oberen Kolbenende fest gegen die Öffnung 37 für die Preßluft gepresst wird und diese verschließt.

Es ist sehr schwierig, einen sich bewegenden Kolben wie den Kolben 28a gegenüber selbst geringfügigen Mengen des unter Druck stehenden heißen geschmolzenen Klebstoffes abzudichten, und es würde zu ernsten Schwierigkeiten führen, wenn die Schmelze in das Preßluft system eintreten könnte, wo sie erstarren und die Kanäle verstopfen könnte. Erfindungsgemäß ist daher eine Ablaufbohrung 38 hinter (j

dem Kolben 28a vorgesehen, durch welche jeglicher Klebstoff, der am Kolben 28a entlangfließt, dem durch die Auslaufbohrung 34 abfließenden Klebstoff zufließen kann, ohne in die PreßluftÖffnung 37 einzudringen. Im Betrieb wird der Klebstoff mit einer Geschwindigkeit von etwa 9m/sec durch das System hindurchgepresst und es läßt sich ein guter Kleb^tofJ^trahl von 1,20 - 1,50m Länge erzielen, sobald eine Düse durch ErKö'hung des Druckes im System geöffnet wird.

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Die Leitungen 3 und 4 haben zweckmäSigerweise «inen Durohmesser yon etwa 9,5 mm · Dadurch kann sieh der umlaufende flüssige Klebstoff an den Wandungen der Leitungen gegenüber der Flüssigkeit Ire Mittelteil der Leitungen abkühlen, sodaß er eine wesentlich höhere Vißkoaität erreicht und nicht so schnell ströwt und Infolgedessen seine eigene Wärmeisolierung für die. heiße FlüBSigkeit bildet, welche durch die Mitte der Leitungen hindurchfließt. Daher kann tatsächlich die Flüssigkeit mit ausreichender Temperatur durch die Leitungen hindurohflieÄen und ihre eigen» Wärme durch das ganze System mitführen, so daß keine zusätzliche Erwärmung der Düsen erforderlich wird.

Sollte durch irgendeinen Zufall ein Kohlenstoffpartikelchen durch den Filter hindurchgehen und eine der Düsen verstopfen« so würde dies unmittelbar als Ausfall dieser Düse entdeckt, sodaß die Anlage abgeschaltet und die Düse gesäubert werden kann· Dies wird Jedoch nur dann eintreten, wenn der Druck gerade in dem Augenblick eingeschaltet wird, wenn das Festteilchen gerade die DU«· passiert, während andererseits das Partikelchen bein anreiten Durchlauf durch den Filter sicherlich abgefangen wird.

Ansprüche1

Claims

Ansprüche ,

1. Auftragvorrichtung für Heißkleber, bestehend aus einem auf Fließtemperatur des Klebstoffes beheizbaren Klebstoffbehälter, einer den geschmolzenen Kleber zu einer oder mehreren Auftragstellen führenden UmI auf leitung, einer den Kleber durch diese Leitung hindurchdrückenden Pumpe, einer entsprechend einem Druckanstieg des Klebers in der Leitung über einen festgelegten Druckwert betätigbaren Düse an jeder Auftragstelle und einer den Druck in der Leitung selektiv über den festgelegten Druckwert erhöhenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragdüse bezw. den Düsen

(5) eine ihre Betätigung bei einem Druckanstieg im Kleb- \

stoff selektiv verhindernde Einrichtung (14, 15) zugeordnet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragdüsen (5) ein einfaches, durch eine auf Druck ansprechende Anordnung (9) betätigbares Absperrventil (7) aufweisen und auf der diesem Ventil gegenüberliegenden Seite der druckempfindlichen Anordnung ein Lufteinlaß (14) zur selektiven Beaufschlagung der druckempfindlichen Anordnung entgegen einem Druckanstieg im Klebstoff vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, j daß die druckempfindliche Anordnung aus einem Kolben (9) mit einer nach beiden Seiten herausragenden Kolbenstange (8) besteht, an deren einem Ende der die Düsenbohrung (6) öffnende oder schließende Ventilkörper (7) und an deren anderem Ende ein zweiter, den Ventilkörper unter Pederdruck in Schließlage drückender Kolben (12) befestigt ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche '.nordnung aus einem Kolben (9) mit einer nach beiden Seiten heraussagenden Kolbenstange (8) besteht, deren eines Ende den Ventilkörper (7) und deren anderes Ende einen zweiten Kolben (12) in einem über den Lufteinlaß (l4) mit konstantem Luftdruck in Richtung der Schließlage des Düsenventils (7# 6) beaufschlagteη Zylinder (13) trägt, wobei über den Lufteinlaß (l4) selektiv ein zusätzlicher Luftdruck zur Verhinderung einer Öffnung des Ventils bei einem über die Drucksteuerung erzielten Druckanstieg im Klebstoff erzielbar ist.

FAe Dr. Andre jewski, Dr.Honke.

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