DE19714029C2 - Auftragskopf - Google Patents

Auftragskopf

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DE19714029C2 DE1997114029 DE19714029A DE19714029C2 DE 19714029 C2 DE19714029 C2 DE 19714029C2 DE 1997114029 DE1997114029 DE 1997114029 DE 19714029 A DE19714029 A DE 19714029A DE 19714029 C2 DE19714029 C2 DE 19714029C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen Auftragskopf zum Gebrauch in einer Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkleber, insbesondere Heiß­ schmelzkleber, auf eine Materialbahn, der ein intermittierendes Auftragen zuläßt.

Ein Auftrag von geschmolzenem Heißschmelzkleber auf Materialbah­ nen ist dann üblich, wenn solche Materialbahnen auf ein Substrat aufkaschiert werden sollen. Um den spezifischen Verbrauch an Heißschmelzkleber niedrig zu halten erfolgt eine intermittieren­ de Auftragung mittels steuerbarer Kleberdüsen. Ein verbrauchs­ günstiger, zum anderen aber möglichst gleichmäßiger Auftrag an Klebstoff verlangt hierbei ein Auftragsmuster mit Klebstoff­ raupen bzw. Unterbrechungen im Bereich weniger Millimeter. Eine Herabsetzung der spezifischen Auftragsmenge über eine Dickenmin­ derung des Klebstoffstrangs ist nur begrenzt möglich, da sonst ein Abreißen und ein unregelmäßiger Auftrag zu besorgen ist.

Aus der EP 0 474 155 A2 und aus der EP 0 367 985 A2 sind Auf­ tragsköpfe der genannten Art bekannt, bei denen eine Lochdüse mittels einer pneumatisch betätigten Düsennadel gesteuert wird. Bei hohen Bahngeschwindigkeiten scheitert die Verwirklichung eines sparsam zugemessenen Klebstoffauftrages an der möglichen Taktfrequenz der bekannten Düseneinheiten, der aufgrund der Massenträgheit der Düsennadel und des Pneumatikzylinders bzw. der pneumatischen Membran Grenzen gesetzt sind. Im übrigen ste­ hen einer stufenlosen Regelung der Taktfrequenz häufig Eigen­ frequenzen des schwingungsfähigen Systems entgegen.

Die DE 36 41 639 A1 beschreibt eine regelbare Auslaufdüse für pneumatische Feingut-Dosierförderer. Diese umfaßt ein Gehäuse mit einem Durchtrittskanal und einen drehbaren Steuerschieber zum Regeln der Durchflußrate eines durch Preßluft geförderten Feingutes durch die Durchtrittsöffnung. Der Steuerschieber ist dabei zwischen zwei Endstellungen verdrehbar und gibt den Durch­ trittskanal mehr oder weniger frei. Zum Öffnen des Durchtritts­ kanals wird der Steuerschieber bis zu der einen Endstellung in eine Richtung gedreht und zum Schließen des Durchtrittskanals bis zu der anderen um 90° versetzten Endstellung in entgegenge­ setzte Richtung gedreht. In Zwischenstellungen ist der Durch­ gangskanal teilweise frei. Dabei wird ein Regelbereich von 0% bis 100% erreicht. Auch bei dieser Ausführung ergeben sich aufgrund hoher Massenträgheiten die obengenannten Nachteile.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Auftragskopf bereitzustellen, mit dem sich die Taktfre­ quenz mühelos steigern läßt und der in allen Frequenzbereichen betriebssicher arbeitet.

Die Lösung hierfür ist gekennzeichnet durch ein Steuerorgan mit einem Durchtrittskanal und einem kontinuierlich drehend antreib­ baren Steuerschieber mit zylindrischen Sperrabschnitten (Land) und ausgenommenen Freigabeausnehmungen (Kanal), der in einer zylindrischen Kammer, welche zwischen einem Eintrittsabschnitt und einem Austrittsabschnitt des Durchtrittskanals angeordnet ist, gehalten ist, wobei der der Eintrittsabschnitt des Durch­ trittskanals mit einem Zuführkanal für geschmolzenen Heiß­ schmelzkleber - eintrittsseitig - und der Austrittsabschnitt des Durchtrittskanals mit einer Düsenöffnung für den geschmolzenen Heißschmelzkleber - austrittsseitig - verbunden ist, wobei der Steuerschieber während einer 360°-Drehung den Durchtrittskanal austrittsseitig jeweils zumindest einmal freigibt und verschließt und der Durchtrittskanal eintrittsseitig stets ge­ öffnet ist.

Bei einem wie üblich erzeugbaren Vordruck in der Zuführung des geschmolzenen Heißschmelzklebers wird hierbei der Zufluß un­ mittelbar vor der Kleberdüse durch einen Steuerschieber in Form eines Drehschiebers gesteuert, dessen Drehgeschwindigkeit mühe­ los auf hohe Drehzahlen zu bringen ist, wo die Taktfrequenz für den Kleberabfluß beliebig zu steigern ist. Aufgrund der Minia­ turisierung der Steuerungsmittel sind Schwingungsprobleme am Drehschieber bis in hohe Drehzahlen ganz auszuschließen. Da der Durchtrittskanal eintrittsseitig stets geöffnet ist, steht in der Schieberkammer ein gleichmäßiger Vordruck an. Um ein Nach­ fließen von Klebstoff aus der Kleberdüse beim Abstellen der Vorrichtung auszuschließen, kann unmittelbar vor der Steuer­ einheit ein insbesondere pneumatisch betätigbares Absperrventil vorgesehen werden, das aber hier keine Funktion für die defi­ nierte Zumessung des Heißschmelzklebers erfüllen muß.

In einer günstigen Ausgestaltungsform kann der Steuerschieber als Walzendrehschieber ausgeführt werden, wobei ein Durchtritts­ kanal im wesentlichen radial zur zylindrischen Schieberkammer des Walzendrehschiebers verläuft. Eintrittsabschnitt und Aus­ trittsabschnitt können hierbei längs der Achse der Schieberkam­ mer versetzt sein, so daß bei entsprechender Gestaltung des Walzendrehschiebers der Zufluß zur Schieberkammer dauernd offen ist und damit ein gleichmäßiger Vordruck ansteht, während der Abfluß aus der Schieberkammer getaktet geöffnet und geschlossen wird. Der Austrittsabschnitt kann hierbei mehrflutig ausgestal­ tet werden. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Unteran­ sprüche Bezug genommen.

In der Regel wird mittels einer 360° Drehung des Drehschiebers die Darstellung einer Klebstoffraupe und einer Unterbrechung bewirkt. Durch entsprechende Gestaltung des Drehschiebers ist es jedoch auch möglich, mehrere insbesondere ungleich lange Kleb­ stoffraupen zu erzeugen.

Sofern die Abströmseiten der Durchflußkanäle mehrflutig sind ist es möglich, mittels eines einzigen Drehschiebers mehrere im Takt gegeneinander versetzte Klebstoffraupen auf dem Bahnmaterial zu erzeugen.

Die Drehgeschwindigkeit der Drehschieber kann über ein elektro­ nisches Getriebe in ein bestimmtes Verhältnis zur Drehgeschwin­ digkeit der Hauptwelle der gesamten Auftragsvorrichtung gebracht werden, wobei die Umdrehung der Hauptwelle der Gesamtmaschine als Taktgeber dient. Die Phasenlage kann mit einem Phasenver­ stellgetriebe im Antrieb zum Steuerschieber des Auftragskopfes verändert werden.

Zur Darstellung unterschiedlicher Auftragsbilder ist nach einem bevorzugten Verfahren zur Steuerung des Auftragskopfes vorgese­ hen, die Steuerwelle während ihrer Rotation gesteuert zu Be­ schleunigen und zu Verzögern. Hiermit kann das Verhältnis von Kleberauftrag zu Auftragsunterbrechung varriiert werden, ohne daß der Auftragskopf oder die Steuerwelle ausgetauscht werden müßte.

Üblicherweise wird eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Düsen auf einem gemeinsamen Trägerbalken quer zur Materialbahnförderrich­ tung angeordnet sein, deren Steuerschieber miteinander gekoppelt sind bzw. auf einer gemeinsamen Steuerschieberwelle sitzen.

Jede Düseneinheit kann hierbei mehrere Lochdüsen- oder Schlitz­ düsenaustritte umfassen. In bevorzugter Weise wird in einen Düsenschlitz eine Maske eingelegt, die einzelne Schlitzbereiche freigibt und andere Schlitzbereiche verschließt.

Düseneinheiten der genannten Art können mit Druckluftaustritten im Bereich der Düsenlöcher kombiniert werden, um einen Kleberfa­ den zu verwirbeln oder zur Spiralform mit einem Drall zu beauf­ schlagen bzw. um den Kleberfilm abzulenken, um ihn bei kontakt­ loser Anordnung von Düsenöffnung und Materialbahn flächig auf letztere aufzutragen. Die austretende Druckluft kann vorgeheizt sein, um ein vorzeitiges Erhärten des Flüssigklebers zu verhin­ dern.

Mit dem erfindungsgemäßen Auftragskopf wird eine Vorrichtung bereitgestellt, mit der ein genau zu bemessener intermittieren­ der Klebstoffauftrag auch bei hohen Transportgeschwindigkeiten der Materialbahn möglich ist. Die Vorrichtung ist hierbei ein­ fach aufgebaut und betriebssicher konstruiert.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Erläuterung der bei­ gefügten Zeichnungen.

Hierin zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Auftragskopf mit einem Walzen­ steuerschieber im Vertikalschnitt durch die Schieber­ achse;

Fig. 2 einen Auftragskopf nach Fig. 1 im Vertikalschnitt senkrecht zur Schieberachse;

Fig. 3 einen Auftragskopf mit Walzensteuerschieber in Prin­ zipdarstellung im Vertikalschnitt senkrecht zur Schieberachse;

Fig. 4 den Auftragskopf nach Fig. 3

  • a) in der Position nach Fig. 3
  • b) in einer zweiten Position
  • c) in einer dritten Position;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Materialbahn mit inter­ mittierend aufgetragenem Kleber.

Die Fig. 1 und 2 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Der Auftragskopf besteht aus mehreren Gehäuseteilen, im ein­ zelnen aus einem Steuerblock 11, einem Düsenblock 12, einem Ventilblock 13 und einem Trägerblock 14. Am Trägerblock 14 ist eine Kabeldurchführung 15 für ein Anschlußkabel einer Heizpatro­ ne oder eines Thermofühlers erkennbar und eine Aufnahmebohrung 16 für einen solchen Thermofühler und eine Aufnahmebohrung 38 für eine solche Heizpatrone. Zum Befestigen des Trägerblockes an einer Gesamtvorrichtung sind hier nicht dargestellte geeignete Verschraubungs- oder Festklemmmittel vorzusehen. Ein Einschraubstutzen 17 dient zum Anschluß einer Heißschmelzkleber­ zuführungsleitung, über die ein Kleberkanal 18 versorgt wird. Der Kleberkanal 18 führt ins Innere des Ventilblocks 13. Im Trägerblock 14 sind weiterhin ein erster Druckluftkanal 19 und ein zweiter Druckluftkanal 20 erkennbar, die ebenfalls ins Inne­ re des Ventilblocks 13 führen. Im Ventilblock 13 ist abschnitts­ weise ein Kleberkanal 21 erkennbar, der sich in einem Kleber­ kanal 22 im Trägerblock 14 fortsetzt. Dieser mündet in einen Einlaßabschnitt 23 eines Durchtrittskanals in dem Steuerblock 11, der den Steuerblock 11 in einem Austrittsabschnitt 24 des Durchtrittskanals verläßt. Der Austrittsabschnitt hat zwei pa­ rallele Arme 24a, 24b. Der Durchtrittskanal durchsetzt radial eine zylindrische Schieberkammer 25, in der ein Walzensteuer­ schieber 26 läuft, der einstückig mit einer Steuerwelle 27 aus­ geführt. In Zuordnung zum Eintrittsabschnitt 23 weist der Wal­ zensteuerschieber 26 eine Ausnehmung 39 von 360° auf, so daß ständig ein Zufluß von Kleber zur Schieberkammer 25 gegeben ist; im Bereich der zwei Arme 24a, 24b des Austrittsabschnitts weist der Walzensteuerschieber 26 eine sich über 270° erstreckende Ausnehmung 29 und sich über 90° erstreckende Landbereiche 28a, 28b auf. An den Austrittsabschnitt 24 schließt sich eine Düsen­ bohrung 30 an, die in eine Schlitzdüse 31 mündet. In diese kön­ nen Masken eingelegt werden, die einzelne Schlitzabschnitte freilassen bzw. verschließen. Die Steuerwelle 27 ist in Deckeln 32a, 32b gelagert und weist am einen austretenden Ende eine Schlüsselfläche 33 zum Drehantrieb auf.

Fig. 3 zeigt den Ventilblock 13, den Steuerblock 11 und den Düsenblock 12 in vereinfachter Darstellung. Entsprechende Ein­ zelheiten wie in den Fig. 1 und 2 sind mit gleichen Bezugs­ ziffern versehen. Innerhalb des Ventilblocks 13 ist eine Kolben­ kammer 34 mit einem Pneumatikkolben 35 erkennbar, über den ein Ventilteller 36 verstellt werden kann. Dieser sitzt auf einem konischen Ventilsitz 37 und kann die Verbindung zwischen Kleber­ zufluß über den Kleberkanal 18 und Kleberabfluß über den Kleber­ kanal 21 versperren. Der Ventilteller 36 ist in Absperrposition auf dem Ventilsitz 37 gezeigt, die durch Druckluftaufgabe über den ersten Druckluftkanal 19 bewirkt wird, während der zweite Druckluftkanal 20 drucklos ist.

In Fig. 4 sind entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugs­ ziffern wie in Fig. 3 versehen.

In Fig. 4a ist der Ventilteller 36 im Ventilblock 13 in einer Stellung gezeigt, die den Durchfluß vom Kleberkanal 18 zum Kle­ berkanal 21 jeweils absperrt. Weiterhin ist auch der Steuer­ schieber 26 im Steuerblock 11 in einer Stellung gezeigt, die einen Abfluß aus der Schieberkammer 25 in den Austrittsabschnitt 24 der Durchströmöffnung versperrt.

In Fig. 4b ist durch entsprechende Druckluftbeaufschlagung der Kolben 35 angehoben, so daß der Ventilteller 36 sich vom Ventil­ sitz 37 abgehoben hat. Der Kleber kann hiernach in die Schieber­ kammer 25 eintreten. Der Steuerschieber 26 ist in der gleichen Stellung wie in Fig. 4a gezeigt, in der er den Austritt zum Austrittsabschnitt 24 der Durchströmöffnung verschließt.

In Fig. 4c ist der Kolben 35 in der gleichen Position wie in Fig. 4b gezeigt, so daß der Durchfluß vom Kleberkanal 18 zum Kleberkanal 21 nach wie vor frei ist. Der Walzensteuerschieber 26 ist um 90° im Uhrzeigersinn verdreht. Hierdurch ist ein Über­ strömen von der Schieberkammer 25 in den Austrittsabschnitt 24 des Durchtrittskanals freigegeben. Klebermaterial kann in die Düsenbohrung 30 des Düsenblocks 12 eintreten.

In Fig. 5 ist eine Materialbahn 41 gezeigt, die links eine Schnittkante 42 hat, während sie rechts abgebrochen dargestellt ist. In geringem Abstand von der Schnittkante 42 ist eine Kle­ berraupe 43 aufgetragen, die eine endliche Länge hat. Daran schließt sich eine Kleberauftragsunterbrechung 44 an, danach wiederum folgt eine weitere Kleberraupe 45. Eventuelle Teilungs­ schnitte der Materialbahn 42 sind insbesondere in Kleberauf­ tragsunterbrechungsbereichen auszuführen, damit die Messer nicht verkleben und verschmieren. Das Verhältnis der Längen von Kle­ berraupe 43 zu Kleberauftragsunterbrechung 44 entspricht dem Verhältnis 3 : 1, wie es durch einen Steuerschieber nach Fig. 4 herstellbar ist, bei dem das Land 28 90° umfaßt und die ent­ sprechende Ausnehmung 29 270°.

Bezugszeichenliste

11

Steuerblock

12

Düsenblock

13

Ventilblock

14

Trägerblock

15

Kabeldurchführung für Anschlußkabel Heizpatronen/Thermo­ fühler

16

Aufnahmebohrung für Thermofühler

17

Einschraubstutzen

18

Kleberkanal

19

Druckluftkanal (erster)

20

Druckluftkanal (zweiter)

21

Kleberkanal

22

Kleberkanal

23

Eintrittsabschnitt Durchtrittskanal

24

Austrittsabschnitt Durchtrittskanal

25

Schieberkammer

26

Walzensteuerschieber

27

Steuerwelle

28

Landbereich

29

Ausnehmung

30

Düsenbohrung

31

Schlitzdüse

32

Deckel

33

Schlüsselfläche

34

Kolbenkammer

35

Pneumatikkolben

36

Ventilteller

37

Ventilsitz

38

Aufnahmebohrung für Heizpatrone

39

Ausnehmung

41

Materialbahn

42

Schnittkante

43

Kleberraupe

44

Kleberauftragsunterbrechung

45

Kleberraupe

Claims (18)

1. Auftragskopf - zum Gebrauch in einer Vorrichtung zum Auf­ tragen von Flüssigkleber, insbesondere Heißschmelzkleber, auf eine Materialbahn - der ein intermittierendes Auftragen zuläßt, gekennzeichnet durch ein Steuerorgan (11) mit einem Durchtrittskanal und einem kontinuierlich drehend antreibbaren Steuerschieber (26) mit zylindrischen Sperrabschnitten (Land) und ausgenommenen Freigabeausnehmungen (Kanal), der in einer zylindrischen Kammer (25), welche zwischen einem Eintrittsabschnitt (28) und einem Austrittsabschnitt (24) des Durchtrittskanals angeordnet ist, gehalten ist, wobei der Eintrittsabschnitt (23) des Durchtrittskanals mit einem Zuführkanal (18) für geschmolzenen Heißschmelzkleber - eintrittsseitig - und der Austrittsabschnitt (24) des Durchtrittskanals mit einer Düsenöffnung (31) für den geschmolzenen Heißschmelzkleber - austrittsseitig - verbunden ist, wobei der Steuerschieber (26) während einer 360°-Drehung den Durchtrittskanal aus­ trittsseitig jeweils zumindest einmal freigibt und verschließt und der Durchtrittskanal eintrittsseitig stets geöffnet ist.
2. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan einen Steuerblock (-gehäuse) (11) um­ faßt, in dem der Steuerschieber (26) als Abschnitt einer Steuerwelle (27) drehbar gelagert ist.
3. Auftragskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (-gehäuse) (11) - eintrittsseitig - mit einem Adapter- und Trägerblock (14) verbunden ist.
4. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (-gehäuse) (11) - austrittsseitig - mit einem Düsenblock (12) verbunden ist.
5. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal - ein- und austrittsseitig - radi­ al zur zylindrischen Kammer (25) verläuft und die zylin­ drische Oberfläche der Sperrabschnitte (28) des Steuer­ schiebers (26) austrittsseitig eine Sperrung des Durchtrittskanals bewirkt.
6. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilblock (13) ein - insbesondere pneumatisch betätigbares - Absperrventil (36) umfaßt.
7. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal - eintrittsseitig und/oder aus­ trittsseitig - mehrarmig (mehrflutig) ist.
8. Auftragskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (26) unterschiedliche Landformen für verschiedene Arme (24a, 24b) des Austrittsabschnitts (24) des Durchtrittskanals hat.
9. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (26) eine über 360° Drehung wirksame Ausnehmung (Kanal) in Zuordnung zum Eintrittsabschnitt (23) des Durchtrittskanals hat.
10. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan mit einer Zahnradpumpe gekoppelt ist, wobei der Steuerschieber des Steuerorgans und die Räder der Zahnradpumpe antriebsseitig gekoppelt sind.
11. Auftragskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Steuerorgans über ein elektronisches Getriebe mit dem Antrieb der Zahnradpumpe gekoppelt ist.
12. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Steuerorgans mit einem Antrieb für das Bahnmaterial über ein elektronisches Getriebe gekoppelt ist.
13. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock eine oder mehrere Lochdüsen umfaßt.
14. Auftragskopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils um eine Lochdüsenaustrittsöffnung herum mehrere auf deren Achse ausgerichtete Druckluftaustrittsöffnungen angeordnet sind, wobei die aus diesen austretende Druckluft den aus der Lochdüsenaustrittsöffnung austretenden Flüssig­ kleber zu einem spiraligen Faden ablenkt.
15. Auftragskopf nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock eine Schlitzdüse umfaßt.
16. Auftragskopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schlitz der Schlitzdüse eine Maske zur Erzeugung mehrere Einzellöcher oder Einzelschlitze eingelegt ist.
17. Auftragskopf nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils parallel zu einer Schlitzdüsenöffnung ein zu deren Mittelebene geneigter Druckluftaustrittsschlitz an­ geordnet ist, wobei aus diesem austretende Druckluft den aus der Schlitzdüsenöffnung austretenden Flüssigkleber zu einem flächig auftragbaren Film ablenkt.
18. Verfahren zur Steuerung eines Auftragskopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung unterschiedlicher Auftragsbilder ein gesteuertes Beschleunigen und Verzögern des Steuerschiebers während seiner Rotation erfolgt.
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