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Gebiet der Erfindung
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Die Vorrichtung betrifft eine Kaschiervorrichtung,
die zum Verkleben von flächigen
Materialien verwendet wird. Die flächigen Materialien werden in derartigen
Kaschiervorrichtungen unter Anwendung von Hitze und Druck miteinander
verbunden.
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Die Vorrichtung dient dabei insbesondere dazu,
bahnförmige
Materialien oder Zuschnitte aus solchen bahnförmigen, flächigen Materialien mit anderen
bahnförmigen
Materialien bzw. Zuschnitten solcher Materialien oder aber mit Materialien
mit höherer
Eigensteifigkeit zu verkleben.
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Dazu werden die flächigen Materialien
durch eine Transporteinrichtung in die Kaschiervorrichtung eingebracht,
dort verarbeitet, d.h. mit dem Werkstück verbunden, und meist im
Durchlaufverfahren wieder aus der Kaschiervorrichtung abtransportiert.
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Zum Transport der flächigen Materialien,
d.h. des Kaschierguts, durch die Kaschiervorrichtung und insbesondere
durch die dort vorgesehene Heizzone sowie die Zone, in der Druck
aufgebracht wird, werden z.B. Bandförderer oder Gurtförderer eingesetzt, auf
denen das Kaschiergut aufliegt.
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Aus der
DE 100 25 738 ist eine Einrichtung zum
Verkleben von flächigen
Materialien bekannt, bei der die Materialien mittels eines Gurtförderers
an Heiz- und/oder Kühlelementen
der Vorrichtung vorbei transportierbar sind. Der zur Oberseite der
Materialien weisende (obere) Trum des oberen Gurtförderers wird
durch dem oberen Gurtförderer
zugeordnete Heiz- und Kühl-elemente, in die
Mittel zum Hochhalten des oberen Trums integriert sind, hochgehoben. Diese
Mittel können
als pneumatisches Saugmittel ausgebildet sein. Dabei muss der obere
Trum nahezu luftundurchlässig
sein, damit der Trum an sich angehoben werden kann und somit die
Drucklast auf die gegebenenfalls empfindlichen, insbesondere druckempfindlichen,
flächigen
zu verbindenden Materialien entlastet wird. Die Sauglufterzeuger
bzw. Saugmittel zum Anhe ben des oberen Trums sind beispielsweise
als Saugbohrungen, Saugdüsen und/oder
schmale Saugschlitze ausgebildet. Dadurch wird ein berührungsloses
Anheben des oberen Trums über
vorzugsweise die gesamte Breite möglich. Bei der in der
DE 100 25 738 A1 angegebenen Kaschiervorrichtung
ist jedem Heizprofil und jedem Kühlprofil
der Vorrichtung ein Unterdruckkanal mit Saugdüsen und einer Nut zur Vergrößerung der
Ansaugfläche
des oberen Trums des oberen Gurtförderers zugeordnet, so dass
das obere Trum an jedem Heizprofil bzw. jedem Kühlprofil in einem streifenförmigen Bereich
berührungslos
durch Unterdruck gehalten wird. Es ist kein Luftspalt zwischen den
Unterseiten der Heizprofile und Kühlprofile und der Außenseite
des oberen Trums vorhanden, so dass ein direkter und wirksamer Energieübergang
gewährleistet ist.
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Darstellung
der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
eine Kaschiervorrichtung vorzusehen, bei der das Kaschiergut beim
Transport durch zumindest die Heizzone flächig auf einer Auflage einer
Transportvorrichtung aufliegt, damit insbesondere Faltenbildung
oder Blasenbildung durch eingeschlossene Luft am kaschierten Objekt
verhindert werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer Kaschiervorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
angegeben.
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Die Erfindung ist dabei grundsätzlich für Durchlaufvorrichtungen
oder Vorrichtungen, in denen das Kaschiergut reziprokierend bewegt
wird, anwendbar.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das
Kaschiergut mittels Unterdruck über
vorzugsweise nahezu seine gesamte Breite an die Transporteinrichtung,
insbesondere die Auflage der Transportvorrichtung, auf der das Kaschiergut
aufliegt, anzusaugen, damit das Kaschiergut faltenfrei, glatt auf
der Auflage liegt, ehe es mit dem Werkstück verbunden wird und während es
mit dem Werkstück
verbunden wird. Daher sind die Einrichtungen zum Erzeugen von Unterdruck
vorzugsweise in der gesamten Heizzone vorgesehen, damit auch während der
Erwärmung
des Kaschierguts Faltenbildung des Kaschierguts verhindert wird.
Das ist dadurch möglich,
dass das Kaschiergut an die luftdurchlässige Auflage angesaugt wird
und somit zumindest im Ansaugbereich an dieser haftet. Dadurch wird
vermieden, dass sich einerseits Luftblasen zwischen der Auflage
und dem Kaschiergut wie bei herkömmlichen
luftundurchlässigen
Auflagen bilden, und andererseits dafür gesorgt, dass das aufliegende
Kaschiergut geglättet
wird und somit gleichmäßig, eben
aufliegt. Dadurch kann der Transport des Kaschierguts durch die
Vorrichtung stabilisiert werden und somit das gleichmäßig aufliegende
Kaschiergut in die Heizzone und durch die Heizzone transportiert
werden, in der es erwärmt wird,
ehe es durch Druck mit dem Werkstück verbunden wird.
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Kurze Beschreibung
der Figur
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand
der beigefügten
Figur beschrieben, die eine erfindungsgemäße Kaschiervorrichtung in schematischer
Darstellung zeigt.
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Wege zur Ausführung der Erfindung Die in der
Figur gezeigte Kaschiervonichtung 10 dient dazu, flächige Materialien
zu verkleben. Bei der in der Figur gezeigten Anordnung wird ein
Werkstück 12,
das als Endlosmaterial dargestellt ist, mit Hilfe der Transportrichtung,
die in der Figur mit dem Pfeil A bezeichnet ist, durch die Kaschiervorrichtung 10 geführt und
dabei beidseitig mit einem Kaschiergut 14, 15 beschichtet.
Das Kaschiergut 14, 15 liegt in der dargestellten Ausführungsform
ebenfalls als Endlosmaterial vor. Statt der Endlosmaterialien gemäß der Darstellung können auch
Materialien in Bahnform oder als Zuschnitt als Werkstück bzw.
Kaschiergut verwendet werden. Von den jeweils aneinandergrenzenden
Flächen
des Werkstücks 12 und
des Kaschierguts 14 bzw. 15 ist jeweils zumindest
eine mit einem wärmeaktivierbaren
Kleber bzw. einer Klebebeschichtung versehen, so dass durch Beaufschlagung
der zu verklebenden Werkstücke
bzw. des Kaschierguts und Druckaufbringung eine Verbindung zwischen
dem Werkstück 12 und
dem Kaschiergut 14, 15 dauerhaft hergestellt wird.
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Die in der Figur dargestellte Vorrichtung
enthält
zum Transport der Werkstücke
und des Kaschierguts durch die Vorrichtung 10 einen unteren Gurtförderer 16 sowie
einen oberen Gurtförderer 18. Jeder
dieser Gurtförderer 16, 18 weist
einen umlaufenden, antreibbaren Endlosförderriemen auf. Der Fördeniemen
des Gurtförderers 16 bzw.
18 wird jeweils um verschiedene Umlenk- bzw. Stütztrommeln geführt, mittels
derer er auch angetrieben wird. Der untere Gurtförderer 16 sowie der
obere Gurtförderer 18 sind
derart angeordnet, dass ihre Förderrie men
einen Spalt definieren, der in der dargestellten Ausführungsform
horizontal verläuft.
Durch diesen Förderspalt
zwischen dem unteren Gurtförderer 16 und
dem oberen Gurtförderer 18 werden
das Kaschiergut 14,15 sowie das Werkstück 12 transportiert.
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Der Förderspalt zwischen dem unteren
Gurtförderer 16 und
dem oberen Gurtförderer 18 weist eine
im Wesentlichen konstante Dicke auf. Im Bereich der Gurtförderer 16, 18,
d.h. zwischen deren in Transportrichtung A stromaufwärtigen Ende
und deren in Transportrichtung stromabwärtigen Ende, sind eine Heizzone 20,
eine Kühlzone 30 sowie
zwei Anpresszonen 40, 42 gebildet. Das Werkstück und das Kaschiergut
passieren dabei nacheinander zunächst die
Heizzone 20, die erste Anpresszone 40, die Kühlzone 30 und
die zweite Anpresszone 42. Anschließend werden sie mittels eines
(nicht dargestellten) Abgabeförderers
beispielsweise aus der Kaschiervorrichtung 10 heraustransportiert.
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Die Anpresszonen 40, 42 werden
jeweils durch ein Paar von Presswalzen 41, 43 gebildet,
zwischen denen der Verbund aus Kaschiergut und Werkstück einem
vorgegebenen Anpressdruck unterworfen wird. Statt der in der dargestellten
Ausführungsform
verwendeten zwei Walzenpaare kann auch ein Presswalzenpaar oder
drei Presswalzenpaare bzw. nach Bedarf mehrere Presswalenpaare eingesetzt
werden. Neben der dargestellten Anordnung der Presswalzenpaare zwischen
einerseits der Heiz- und der Kühlzone
und andererseits am Ende der Kühlzone
können
Anordnungen gewählt
werden, bei denen nur am Ende der Heizzone ein oder mehrere Presswalzenpaare
vorgesehen sind, oder aber zusätzliche
Presswalzenpaare an einem Ort innerhalb der Heizzone oder innerhalb
der Kühlzone
vorgesehen sind. Die Heizzone 20 wird aus mehreren Heizelementen 22, 24 gebildet,
wobei mit Referenzziffer 22 die dem oberen Gurtförderer 18 zugeordneten
Heizelemente und mit Referenzziffer 24 die dem unteren
Gurtförderer 16 zugeordneten
Heizelemente bezeichnet sind. Die Heizelemente 22 bzw. 24 sind
in der dargestellten Ausführungsform
als längliche Heizprofile
gestaltet, die sich in der Richtung quer zur Förderrichtung in einer Ebene
parallel zur Transportebene erstrecken. Statt der länglichen
Heizelemente 22, 24 können beispielsweise alternativ
auch mehrere nebeneinander angeordnete quaderförmige Heizelemente verwendet
werden. Die Heizelemente 22, die dem oberen Gurtförderer 18 zugeordnet
sind, sind in der Heizzone eng aneinanderliegend in Transportrichtung über dem
oberen Gurtförderer
angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform grenzt somit ein
oberes Heizelement 22 in Transportrichtung jeweils unmittelbar
an das nächste
obere Heizelement. Die oberen Heizelemente 22 geben die
erzeugte Wärme
an den Förderriemen
des oberen Gurtförderers 18 und
durch diesen hindurch an das Kaschiergut 14 und das Werkstück 12 ab,
so dass die dort vorhandene wärmeaktivierbare
Klebebeschichtung erwärmt
und aktiviert wird, was zu einer Verklebung des oberen Kaschierguts 14 mit
dem Werkstück 12 führt.
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Die unteren Heizelemente 24,
die dem unteren Gurtförderer 16 zugeordnet
sind und unter diesem liegen, sind in der dargestellten Ausführungsform
jeweils abwechselnd mit später
zu erläuternden Saugelementen 50 angeordnet,
wobei jedoch statt der dargestellten abwechselnden Anordnung von Heizelementen 24 und
Saugelementen 50 auch beispielsweise eine Anordnung gewählt werden
kann, bei der jeweils zwei Heizelemente zwischen zwei Saugelementen
liegen, oder die Saugelemente in die Heizelemente integriert sind.
Vorzugsweise weisen Heiz- und Saugelemente etwa gleiche geometrische Abmessungen
entsprechend dem Abstand zwischen zwei Saugelementen auf, nämlich vorzugsweise etwa
20 bis 50 cm bei Bandbreiten des Förderers von etwa 1000 bis 1800
mm und einer Fördergeschwindigkeit
von 0,2 bis 25 m/min. Die unteren Heizelemente 24 geben
entsprechend den oberen Heizelementen 22 Wärme an das
durch den Förderspalt
in der Heizzone 20 transportierte Kaschiergut 15 und Werkstück 12 während seines
Durchlaufs durch die Heizzone 20 ab, so dass der wärmeaktivierbare
Kleber zwischen dem unteren Kaschiergut 15 und Werkstück 12 ebenfalls
aktiviert wird.
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Die Kühlzone 30 der Kaschiervorrichtung 10 ist ähnlich zur
Heizzone 20 gestaltet. Im Bereich des oberen Gurtförderers 18 sind
längs verlaufende
Kühlelemente 32 in
Transportrichtung unmittelbar aneinandergrenzend nebeneinander angeordnet.
Im Bereich des unteren Gurtförderers 16 sind
wiederum Kühlelemente 34 angeordnet,
die mit Vakuumsaugeinrichtungen 52 in Transportrichtung
abwechseln, wobei im stromaufwärtigen
Bereich der Kühlzone 30 (in
Transportrichtung) die Kühlelemente 34 und
die Vakuumsauger 52 abwechselnd angeordnet sind, während im
Endbereich der Kühlzone 30 keine
Saugelemente 52 sondern nur noch Kühl-elemente 34 vorgesehen sind.
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Sowohl die Heizelemente 22, 24 als
auch die Kühlelemente 32, 34 sowie
die jeweiligen Saugelemente 50, 52 sind z.B. als
längliche
Elemente vorgesehen, die sich im Wesentlichen über nahezu die gesamte Breite
des Förderriemens 16 bzw. 18 erstrecken.
Sie können
jedoch stattdessen auch eine kürzere
Länge als
die Breite des Förderriemens 16, 18 aufweisen
und z.B. schachbrettartig angeordnet werden.
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Das aus der Heizzone 20 transportierte,
erwärmte
Kaschiergut und Werkstück
wird im Bereich der Anpresszone 40 zwischen der Heizzone 20 und der
Kühlzone 30 zunächst mit
zumindest geringem Druck durch die Presswalzen 41 beaufschlagt,
damit das Kaschiergut 14, 15 und das Werkstück 12 miteinander
verbunden werden. Anschließend
wird der Verbund aus Werkstück 12 und
Kaschiergut 14, 15 durch einen Weitertransport
in Transportrichtung A in die Kühlzone 30 eingebracht,
wobei das Werkstück 12 mit
dem aufkaschierten Kaschiergut einem Abkühlvorgang unterworfen wird.
Je nach Art des Werkstücks
bzw. Kaschierguts und Art des Klebers kann die Kühlzone auch entfallen.
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Die im Bereich der Kühlzone 30 und
im Bereich der Heizzone 20 im Bereich des unteren Gurtförderers 16 angebrachten
Saugelemente 50, 52 erzeugen als Vakuumsauger
Unterdruck und sind derart angeordnet, dass sie das Kaschiergut 15 im
Bereich der Heizzone bzw. der Kühlzone
an den Förderriemen
des Gurtförderers 16,
d.h. die Auflage für
das Kaschiergut, ansaugen. Dazu ist der Förderriemen des unteren Gurtförderers 16 als
luftdurchlässiges Transportband
gestaltet, so dass sich die Saugwirkung der Vakuumsauger 50, 52 auf
das Kaschiergut 15 auswirkt. Die Saugwirkung ist insbesondere
dann effektiv, wenn das Kaschiergut 15 luftundurchlässig ist,
wie z.B. Papier oder Folie. Bei der dargestellten Ausführungsform
sind Sauger 50, 52 sowohl im Bereich der Heizzone 20 als
auch im Bereich der Kühlzone 30 angeordnet.
Die Sauger im Bereich der Kühlzone 30 können jedoch
nach Bedarf entfallen.
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Für
den Förderriemen
des Gurtförderers 16 eignet
sich grundsätzlich
jedes zumindest bereichsweise luftdurchlässige Material, so dass beispielsweise
auch ein grundsätzlich
undurchlässiges
Material mit Perforationen über
die gesamte Umlauflänge oder
in Teilbereichen der Umlauflänge
eingesetzt werden könnte.
Insbesondere eignet sich beispielsweise ein Glasgewebe oder -gelege
mit Teflonbeschichtung, das eine Oberfläche besitzt, bei der keine Nahtabdrücke auf
dem Kaschiergut durch die Ansaugung und Pressung entstehen. Solche
Bänder
sind beispielsweise nur etwa 0,45 mm dick, so dass eine gute Ansaugung
des Kaschierguts 15 durch das Förderband hindurch möglich ist.
Ferner muss der Förderriemen
nicht über
seine gesamte Breite (quer zur Umlaufrichtung) luftdurchlässig sein.
Beispielsweise könnten
bei Verwendung von grundsätzlich
luftundurchlässigen
Materialien als Förderriemen
Randbereiche ohne Perforationen oder Schlitze vorgesehen sein, um
die Festigkeit des Riemens zu erhöhen.
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Durch die Ansaugung des Kaschierguts 15 an
den Fördeniemen
des unteren Randförderers 16 wird
erreicht, dass das Kaschiergut 15 bei seinem Transport
durch die Heizzone 20 plan auf der durch den Fördeniemen
des Gurtförderers 16 gebildeten Auflage
aufliegt. Gleichzeitig wird ein Verrutschen des Kaschierguts verhindert,
so dass keine Probleme durch verrutschtes Kaschiergut bei z.B. Sublimationsanwendungen
entstehen. Das plane Aufliegen verhindert eine Blasen- oder Faltenbildung
des Kaschierguts 15 zuverlässig, so dass das Kaschiergut 15 mit
dem Werkstück 12 eine
gleichmäßige, glatte Oberfläche erzeugt.
Außerdem
wird im Bereich der Heizzone 20 und ggf. im Bereich der
Kühlzone 30 der Wärmeübergang
zwischen Heiz-bzw.
Kühlelementen 24, 34 und
dem mit dem Kaschiergut 15 versehenen Werkstück 12 verbessert.
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Bei der in der Figur dargestellten
Ausführungsform
der Kaschiervorrichtung 10 ist ferner eine Vorlaufzone 60 vorgesehen,
der ein separater Gurtförderer 62 zugeordnet
ist. Durch die Vorlaufzone 60 werden nur das untere Kaschiergut 15 sowie
das Werkstück 12 transportiert,
während
das obere Kaschiergut 14 erst im Bereich zwischen Vorlaufzone 60 und
Heizzone 20 eingebracht wird. Bereits im Bereich der Vorlaufzone 60 sind
dem Gurtförderer 62, der
mit seinem Fördeniemen
eine Auflage für
das Kaschiergut 15 und das Werkstück 12 bildet, Saugelemente 64 zugeordnet
sind. Die Saugelemente 64 sind unmittelbar nebeneinander
angrenzend angeordnet, können
jedoch auch beabstandet vorgesehen sein und saugen ebenfalls das
Kaschiergut 15 an die Auflage des Gurtförderers 62 durch die
Auflage hindurch an, was dazu führt,
dass bereits in der Vorlaufzone 60 das Kaschiergut 15 plan
auf der Transporteinrichtung aufliegt und somit bereits im planen Zustand,
d.h. insbesondere ohne Falten oder Blasen, in die Heizzone 20 eingebracht
werden kann. Außerdem
ist in der Vorlaufzone 60 eine Infrarotheizeinrichtung 66 vorgesehen,
die über
dem Werkstück
und Kaschiergut 15 positioniert ist und eine Infraroterwärmung des
Werkstücks
und des Kaschierguts 15 als Vorwärmung vornimmt. Die Infrarotbeheizung 66 der Vorlaufzone 60 ist
optional und kann z.B. abhängig von
dem Material des Werkstücks
und der Kaschiergutart eingesetzt werden. Der Fördeniemen des Gurtförderers 62 ist
bevorzugterweise aus dem gleichen Material wie der Fördeniemen
des Gurtförderers 16,
wenn auch die Glattheit der Oberfläche in diesem Bereich eine
geringere Rolle spielt als im Bereich der Druckzonen.
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Der wesentliche Aspekt der Erfindung
liegt darin, eine Absaugung im Bereich der unteren Fördereinrichtung
vorzusehen, die mit einem luftdurchlässigen Förderband bzw. einer luft durchlässigen Auflage
für das
Kaschiergut 15 und Werkstück kombiniert ist, um das Kaschiergut 15 effektiv
an die Auflage anzusaugen und somit eine glatte, gleichmäßige Auflage
des Werkstücks
und des Kaschierguts 15 auf der Auflage zu erreichen. Der
Abstand in Transportrichtung A zwischen einzelnen Saugeinrichtungen sowohl
im Bereich der Vorlaufzone 60 als auch im Bereich der Heizzone 20 sowie
der Kühlzone 30 kann je
nach Art des Kaschierguts und der Art der Anwendung eingestellt
werden, wobei beispielsweise eine Absaugung in 20 bis 25 cm Abständen in
Transportrichtung eingesetzt werden kann. Im Bereich der Heizzone
wird der Abstand zwischen Saugelementen dabei neben der Effektivität der Absaugung
und damit der planen Auflage der Kaschierguts 15 auf der Auflage
der Transporteinrichtung auch dadurch bestimmt, dass eine übermäßige Wärmeabsaugung verhindert
werden muss.
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Die vorstehend genannten Merkmale
können
in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert werden.