DE19757237A1 - Rotationsauftragskopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Auftragskopf zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien wie verflüssigten thermoplasti­ schen Kunststoffen oder erschmolzenen Heizschmelzklebern auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn, mit einem Gehäuse, mit einer Walzenkammer im Gehäuse, in der ein Walzen­ schieber rotierend antreibbar gelagert ist, mit zumindest einer Zuführöffnung zur Einleitung von Medium in die Walzenkammer und mit einer Schlitzdüse zum Ausbringen von Medium, die vom Walzen­ schieber steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt.

Ein Auftragskopf der vorstehend genannten Art ist aus der 197 14 029.7 bekannt. Dort wird ein Walzenschieber verwendet, der in einem Umfangsbereich, in dem die Zuführöffnung liegt, eine über den gesamten Umfang verlaufende Eindrehung hat. Zu­ mindest in diesem Umfangsbereich kann keine vom Walzenschieber gesteuerte Düsenöffnung liegen. Dies bedeutet, daß in diesem Bereich die Düsenaustrittsöffnungen einen unerwünscht großen Abstand einhalten müssen. Der Walzenschieber ist im übrigen relativ kurz. Bei größerer Länge wäre es erforderlich, eine Mehrzahl von Zuführöffnungen vorzusehen, so daß das vorstehend geschilderte Problem in entsprechender Anzahl mehrfach aufträte.

Aus der US 5,145,689 ist es bekannt, Klebstoff aus Schlitzdüsen aus zubringen, auf die Luftzuführungen gerichtet sind, die zu einer Verwirbelung der austretenden Klebstoffäden führen. Hier­ durch soll ein Abreißen von Klebstoffäden bzw. eine Tropfen­ bildung, die zu einem ungleichmäßigen Klebstoffauftrag führen könnte, verhindert werden. Die Auftragsköpfe werden durch die erforderliche Luftzuführung kompliziert und teuer.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Auftragskopf bereitzustellen, mit dem ein konti­ nuierlicher Auftrag von Medien in Fadenform bei vereinfachter Bauweise des Auftragskopfes möglich wird. Die Lösung hierfür besteht darin, daß der Walzenschieber folgende Merkmale auf­ weist:

• - eine Zylinderoberfläche, die die Schlitzdüse von innen abdich­ ten kann,
• - zumindest eine schnecken- bzw. wendelförmige Oberflächennut in der Zylinderoberfläche, die drehstellungsabhängig abschnitts­ weise mit der Schlitzdüse kommunizieren kann, sowie
• - ein mit der zumindest einen Oberflächennut kommunizierendes Vorratsvolumen für Medium innerhalb der Walzenkammer.

Ein erfindungsgemäßer Auftragskopf erzeugt jeweils an den Schnittstellen der Schlitzdüse mit dem Schraubengang der wendel­ förmigen Oberflächennut Austrittsöffnungen, die bei rotierendem Walzenschieber in einer Richtung längs des Düsenschlitzes wan­ dern. Bei rotierendem Antrieb des Walzenschiebers und gleich­ zeitigem Vortrieb der Materialbahn in Bewegungsrichtung wird hierdurch eine endlose Schar von parallelen Fäden erzeugt, die diagonal zur Bewegungsrichtung der Materialbahn verlaufen. Hier­ mit wird ein in Längsrichtung der Materialbahn kontinuierlicher Auftrag des Mediums dargestellt, wobei die Fadenstärke sehr gering gehalten werden kann. Bei sehr geringer Steigung der wendelförmigen Oberflächennut bzw. bei Verwendung mehrerer Schraubengänge kann eine sehr enge Darstellung des Auftrags­ bildes erzeugt werden. In günstiger Anwendung können zwei hin­ tereinanderliegende Auftragsköpfe vorgesehen werden, die entwe­ der bei gleicher Antriebsrichtung ihrer Walzenschieber entgegen­ gesetzte Steigungen der Oberflächennuten oder die bei gleicher Steigung der Oberflächennuten entgegengesetzte Antriebsrichtung des Walzenschiebers aufweisen. Bei gleichzeitiger Betätigung und Versorgung mit Medium beider Auftragsköpfe wird auf der Materialbahn ein Gespinst aus sich kreuzenden diagonalen Fadenscharen gebildet.

In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Walzenkam­ mer zumindest in einem Umfangsbereich gegenüber dem Querschnitt des Walzenschiebers erweitert ist und daß der erweiterte Hohl­ raum zwischen der Wandung der Walzenkammer und der Oberfläche des Walzenschiebers das Vorratsvolumen bildet. Diese Ausführung weist sowohl eine einfache Gehäuseform als auch eine einfache Form des massiv ausgeführten Walzenschiebers auf. Die Weglänge zwischen den einzelnen Austrittsöffnungen und dem Vorratsvolumen sind hierbei außerordentlich kurz und werden von den einzelnen Schraubengängen der Oberflächennut gebildet.

In einer zweiten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Walzenschieber einen inneren Hohlraum aufweist, der das Vorrats­ volumen bildet, und daß die Walzenkammer den Walzenschieber im wesentlichen dicht mit einer zylindrischen Oberfläche umgibt, wobei Radialbohrungen vom inneren Hohlraum in die Oberflächennut führen. Die hiermit beschriebene Variante hat den Vorteil, daß die Versorgung der Oberflächennut auf äußerst kurzen Wegen radi­ al stattfindet, wobei ein Materialtransport in Längsrichtung der Oberflächennut vollkommen entfallen kann. Hierdurch wird die Präzision der Steuerung der Austrittsöffnungen erhöht. Zum Aus­ gleich von Druckverlusten über die Länge des inneren Hohlraums können die Radialbohrungen mit dem Abstand von der Zuführungs­ stelle zunehmen.

In der erstgenannten Ausführung kann eine Gehäusebohrung mit dem Inneren der Walzenkammer verbunden sein, die die genannte Zu­ führöffnung bildet.

Nach einer zweiten Ausführung kann der Walzenschieber zumindest einen aus dem Gehäuse austretenden Zapfen mit einer Axialbohrung aufweisen, die die Zuführbohrung zum Inneren des Walzenschiebers bildet.

Nach einer alternativen Ausgestaltung zur zweitgenannten kann vorgesehen sein, daß mindestens eine Gehäusebohrung mit einem Ringkanal zwischen Walzenkammer und Walzenschieber verbunden ist und daß Radialbohrungen vom dem Ringkanal ausgehend ins Innere des Walzenschiebers führen und die zumindest eine Zuführbohrung bilden. Hierbei wird über den Ringkanal zunächst das Innere des Walzenschiebers versorgt; von dort tritt das Medium dann über die Radialbohrungen wieder in die Oberflächennut ein.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Auftragskopf mit einer Zuführung über einen erweiterten Hohlraum im Gehäuse;

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Auftragskopf mit einer Zuführung von Medium zur Spiralnut über das Innere des Walzenschiebers.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils a) unten ein Auftragskopf mit einer Materialbahn, b) darüber ein Walzenschieber als Einzelheit in perspektivischer Darstellung und c) nochmals darüber ein Gehäuse mit dem Walzenschieber im Querschnitt dargestellt. Zur perspektivischen Darstellung des Walzenschiebers als Einzelheit gehören jeweils d, e) zwei vergrößert dargestellte Oberflächen­ bereiche.

In Fig. 1 ist ein Auftragskopf 11 mit einem Gehäuse 12 dar­ gestellt, in dem ein Walzenschieber 13 rotiert, von dem ein Zapfen 14 aus dem vorderen Ende des Gehäuses 12 herausragt. Unterhalb des Gehäuses 12 ist eine Schlitzdüse 15 erkennbar. Der Walzenschieber 13 hat, wie die Einzelheit erkennen läßt, eine wendelförmige Oberflächennut 18. Wie der Querschnitt zeigt, ist der Walzenschieber 13 mit Abstand von einer Walzenkammer 16 umgeben und hat ausschließlich im Bereich eines Düsenschlitzes 17 abdichtenden Kontakt mit deren Oberfläche. Die Oberflächennut 18 ist in einem Umfangsbereich geschnitten dargestellt. Die Walzenkammer 16 wird über Anschlußstutzen 19 mit Medium ver­ sorgt. Das Medium tritt von dort unmittelbar in die Oberflächen­ nut ein. Bei dem durch einen Drehpfeil angedeuteten Antrieb des Walzenschiebers 13 wandern die Schnittbereiche zwischen der Oberflächennut 18 und dem Düsenschlitz 17 jeweils von links nach rechts entlang der Schlitzdüse 15. Aus der Schlitzdüse 15 tritt ein Materialschleier von einzelnen Fäden aus, der auf einer Materialbahn 20 bei dem Transport eine Fadenschar von diagonal zur Materialbahn verlaufenden Kleberfäden bildet. Die Bewegungs­ richtung der Materialbahn 20 ist mit einem Pfeil angedeutet.

In Fig. 2 ist ein Auftragskopf 31 mit einem Gehäuse 32 dar­ gestellt, in dem ein Walzenschieber 33 rotiert, von dem ein Zapfen 34 aus dem vorderen Ende des Gehäuses 32 herausragt. Unterhalb des Gehäuses 32 ist eine Schlitzdüse 35 erkennbar. Der Walzenschieber 33 hat, wie die Einzelheit erkennen läßt, eine wendelförmige Oberflächennut 38. Wie der Querschnitt zeigt, ist der Walzenschieber 33 abdichtend von einer zylindrischen Walzen­ kammer 36 umgeben. Der Walzenschieber 33 hat einen inneren Hohl­ raum 41, der über eine Axialbohrung 42 im Zapfen 34 mit Medium versorgt wird, von dort tritt das Medium über eine Vielzahl von Radialbohrungen 43 in die Oberflächennut 38 über. Von dort kann das Medium aus einem gesteuerten Düsenschlitz 17 austreten. Die Größe der Radialbohrungen 43 nimmt mit der Entfernung von der Zuführung durch die Axialbohrung 42 zu, um einen Druckabfall im Medium auszugleichen. Die Oberflächennut 18 ist in einem Um­ fangsbereich geschnitten dargestellt. Bei dem durch einen Dreh­ pfeil angedeuteten Antrieb des Walzenschiebers 33 wandern die Schnittbereiche zwischen der Oberflächennut 38 und dem Dü­ senschlitz 17 jeweils von links nach rechts entlang der Schlitzdüse 15. Aus der Schlitzdüse 15 tritt ein Materialschlei­ er von einzelnen Fäden aus, der auf der Materialbahn 40 eine Fadenschar von diagonal zur Materialbahn verlaufenden Kleberfä­ den bildet. Die Bewegungsrichtung der Materialbahn 40 ist mit dem Pfeil 24 angedeutet.

Claims (6)

1. Auftragskopf (11, 21) zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien wie verflüssigten thermoplastischen Kunst­ stoffen oder erschmolzenen Heizschmelzklebern auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn (20, 40), mit einem Gehäuse (12, 32), mit einer Walzenkammer (16, 36) im Gehäuse, in der ein Walzenschieber (13, 33) rotierend an­ treibbar gelagert ist, mit zumindest einer Zuführöffnung (19, 42) zum Einleiten von Medium in die Walzenkammer (16, 36) und mit einer Schlitzdüse (15, 35) zum Ausbringen von Medium, die vom Walzenschieber (13, 33) steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (13, 33) folgende Merkmale aufweist:

• - eine Zylinderoberfläche, die die Schlitzdüse (15, 35) von innen abdichten kann,
• - zumindest eine schnecken- bzw. wendelförmige Oberflächen­ nut (18, 38) in der Zylinderoberfläche, die drehstellungs­ abhängig abschnittsweise mit der Schlitzdüse (15, 35) kom­ munizieren kann, sowie
• - ein mit der zumindest einen Oberflächennut (18, 38) kom­ munizierendes Vorratsvolumen für Medium innerhalb der Wal­ zenkammer (16, 36).

2. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenkammer (16) zumindest in einem Umfangsbereich gegenüber dem Querschnitt des Walzenschiebers (13) erwei­ tert ist und der erweiterte Hohlraum zwischen der Wandung der Walzenkammer (16) und der Oberfläche des Walzenschie­ bers (13) das Vorratsvolumen bildet.

3. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (33) einen inneren Hohlraum (41) aufweist, der das Vorratsvolumen bildet, und daß die Wal­ zenkammer (36) den Walzenschieber (33) im wesentlichen dicht mit einer zylindrischen Oberfläche umgibt, wobei Radialbohrungen (43) vom inneren Hohlraum (41) in die Ober­ flächennut (38) führen.

4. Auftragskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gehäusebohrung (19) mit dem Inneren der Walzenkammer (16) verbunden ist, die die Zuführöffnung bildet.

5. Auftragskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (33) zumindest einen aus dem Gehäuse (32) austretenden Zapfen (42) mit einer Axialbohrung auf­ weist, die die Zuführöffnung zum inneren Hohlraum (41) des Walzenschiebers bildet.

6. Auftragskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gehäusebohrung mit einem Ringkanal zwi­ schen Walzenkammer und Walzenschieber verbunden ist und daß Radialbohrungen von dem Ringkanal ausgehend ins Innere des Walzenschiebers führen und die zumindest eine Zuführ­ öffnung zum inneren Hohlraum des Walzenschiebers bilden (ohne Figur).