DE2254033A1

DE2254033A1 - Vorrichtung zum punktweisen auftragen eines klebstoffes

Info

Publication number: DE2254033A1
Application number: DE2254033A
Authority: DE
Inventors: Horst Idler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-04
Filing date: 1972-11-04
Publication date: 1974-05-16
Also published as: US3892339A; FR2205831A5; GB1406963A; IT997336B

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. Wolff
H. Bartels

Dipl.-Chem. Dr. Brandes Dr.-Ing. Held
Dipl.-Phys. Wolff

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■ _: " Tel. (0711) 296310 u. 297295

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11.10.1972/3322 lpp

Hans Paal, 7051 Großheppaeh (Baden-Württemberg)

Vorrichtung zum punktweisen Auftragen eines Klebstoffes

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Telefonische Auskünfte und Aufträge sind nur nach schrifticher Bestätigung verbindlich

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum punktweisen Auftragen eines Klebstoffes, insbesondere eines Heißschmelzklebers, auf einen Körper, mit einer den Klebstoff unter Druck zu einer Auftragdüse fördernden Zuführeinrichtung und einer die aus der Auftragdüse austretende Klebstoffmenge steuernde Steuereinrichtung.

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art sind insbesondere dann, wenn sie zum Auftragen eines Heißschmelzklebers verwendet werden, sehr aufwendig und empfindlich. In erster Linie ist dies darauf zurückzuführen, daß bei diesen Vorrichtungen als Steuereinrichtung ein Ventil vorgesehen ist. Es bedarf eines erheblichen Aufwandes, ein solches Ventil betriebsbereit zu halten und so zu steuern, daß der Klebstoff punktförmig aufgetragen werden kann. Nachteilig ist ferner die in vielen Fällen nicht ausreichende Arbeitsgeschwindigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Aufbau einfach und im Betrieb problemlos ist, und zwar auch dann, wenn ein Heißschmelzkleber verarbeitet wird. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zuführeinrichtung eine Kolbenpumpe vorgesehen ist und daß die Steuereinrichtung ein die Verbindung zwischen dem Zylinderraum der Kolbenpumpe und der Auftragsdüse nur während des Endabschnitts des Kompressionshubs und des sich anschließenden Anfangsabschnitts des Rückhubs des Kolbens freigebendes Steuerglied aufweist.

Der besondere Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß mit dem Beginn des Rückhubes des Kolbens im Zylinderraum ein Unterdruck entsteht, der zur Folge hat, daß der Klebstoff in dem vom Zylinderraum zur Auftragsdüse führenden Kanal und in der Auftragsdüse selbst zurückgesaugt wird, wodurch auch bei einem sehr zähen Heißschmelzkleber ein abruptes Abbrechen des austretenden Klebstoffstranges an der Auftragsdüse herbeigeführt wird. Auf diese Weise läßt sich auch ein sehr

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Klebstoff bei hoher Preßgeschwindigkeit genau dosiert und punktweise auftragen. Zu der hohen Arbeitsgeschwindigkeit trägt bei, daß es die Kolbenpumpe gestattet, den Druck im Zylinderraum, unter dem der Klebstoff steht, wenn er zur Auftragdüse fließt, in einfacher Weise auf den günstigsten Wert eingestellt werden kann. Einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau der Vorrichtung erhält man dann, wenn der von der Kolbenpumpe zur Auftragdüse führende Kanal in den Zylinderraum der Kolbenpumpe im Bereich der Kolbenlaufbahn mündet und der das Steuerglied bildende Kolben einen Verbindungskanal aufweist, der den zur Auftragsdüse führenden Kanal während des Endabschnittes des Kompressionshubs und des sich anschließenden Anfangsabschnitts des Rückhubs mit dem Zylinderraum verbindet. Hierdurch entfällt nämlich, ein zusätzliches Steuerglied, da der Kolben selbst den Zeitpunkt bestimmt, zu dem>der Weg für den Klebstoff vom Zylinderraum zur Auftragdüse freigegeben wird. Von diesem Zeitpunkt an tritt der Klebstoff aus der Auftragdüse auf, bis der Kolben den Rückhub beginnt und dadurch ein Abreißen des aus der Auftragdüse austretenden Klebstoffstranges bewirkt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß infolge des einfachen Aufbaus der Vorrichtung diese auch störunanfällig ist. Da sich der Beginn und das Ende des Klebstoffaustritts an der Auftragdüse sowie der Druck im Zylinderraum und damit die Austrittsgeschwindigkeit des Klebstoffs aus der Auftragdüse sehr genau steuern lassen, läßt sich auch die abgegebene Klebstoffmenge genau dosieren, wodurch in Verbindung mit dem einfachen Aufbau der Vorrichtung eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Der Verbindungskanal weist bei einer bevorzugten Ausführungsr form einen vom Kolbenboden aus sich in axialer Richtung in den Kolben hinein erstreckenden ersten Abschnitt und einen sich von der Außenmantelfläche des Kolbens bis zum ersten Abschnitt er-^ streckenden zweiten Abschnitt auf, wobei die in der Außenmantelfläche des Kolbens liegende Mündungsöffnung des zw.e it en Abschnitts eine sich in Richtung einer Mantellinie erstreckende Nut ausgebildet ist,denn durch Lage und Länge dieser Nut läßt

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sich die Zeit, während deren Klebstoff vom Zylinderraum zur Auftragdüse fließen kann, einstellen. Von Vorteil ist hierbei außerdem, daß beim Kompressionshub der Klebstoff direkt in den Verbindungskanal hineingepreßt wird, wodurch sichergestellt ist, daß dieser stets vollständig gefüllt ist.

Die Kolbenpumpe ermöglicht es auch, in einfacher Weise die Klebstoffzufuhr von einem Vorratsraum selbst zu steuern. Zu diesem Zwecke kann ein Klebstoffzufuhrkanal vorgesehen sein, der die Kolbenpumpe mit dem Klebstoffvorratsraum verbindet und der in der Kolbenlaufbahn des Zylinders in einer Stelle mündet, die der Kolben nach einer anfänglichen Bewegung während des Kornpressionshubes vollständig überdeckt. Hierdurch wird die Klebstoff zufuhr nach dem Füllen des Zylinderraums unterbrochen, sobald der Kolben sich beim Kompressionshub ein Stück weit aus der Totpunktlage entfernt hat und der Druck im Zylinderraum merklich zu steigen beginnt.

Vorzugsweise ist der Zylinderraum an eine Klebstoffabflußleitung angeschlossen, in der ein vorzugsweise hinsichtlich des Öffnungsdrucks verstellbares Oberdruckventil liegt. Der Vorteil besteht darin, daß der Druck, unter dem der Klebstoff steht, wenn er zur Auftragdüse fließt, sehr genau festgelegt werden kann, was■für die Dosierung wichtig ist. Ferner erlaubt es das Oberdruckventil, den Hub des Kolbens so groß zu wählen, daß unabhängig vom Füllzustand des Zylinderraums zu Beginn des Kompressionshubs mit Sicherheit der erforderliche Druck im Zylinderraum erreicht ist, ehe der Abfluß des Klebstoffs vom Zylinderraum zur Auftragdüse freigegeben wird. Durch die Verstellbarkeit des Oberdruckventils läßt sich der Druck auf den für die Dosierung günstigsten Wert einstellen.

Zweckmäßigerweise ist die Abflußleitung als eine zum Klebstoffvorratsbehälter führende Rücklaufleitung ausgebildet, damit überschüssiger Klebstoff wieder verwendet werden kann. Bei der

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Verwendung von Heißschmelzkleber ist hierdurch außerdem sichergestellt, daß der Kleber nicht abkühlt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 einen vergrößert und unvollständig dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels.

Eine Vorrichtung zum punktweisen Auftragen eines Heißschmelzklebers auf einen nicht dargestellten Körper weist, wie Fig. 1 zeigt, einen trichterförmigen Vorratsbehälter 1 auf, der elektrisch beheizt werden kann. Die Temperatur läßt sich mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten Thermostaten wählen und in dem gewünschten Bereich halten. An das untere Ende des Vorratsbehälters ist ein Zylinder 2 angeflanscht, dessen Längsachse im Ausführungsbeispiel horizontal liegt. Auch der Zylinder 2 ist mit einer elektrischen Heizung versehen. Mit Hilfe eines Reglers, dem der Istwert der Temperatur von einem Temperaturfühler 3 zugeführt wird, kann die Temperatur auf den gewünschten Sollwert eingeregelt werden, ·

An die eine Stirnfläche des Zylinders 2 schließt sich ein fest mit diesem verbundener Träger <+ an, an dem ein liegend angeordnetes pneumatisches Antriebsaggregat 5 befestigt ist. Der Kolben dieses Aggregates 5 ist über Verbindungsteile 6 mit einem zylindrischen Kolben 7 verbunden, welcher im Zylinder 2 in einer si,ch in Längsrichtung des Zylinders 2 erstreckenden Bohrung 8 axial verschiebbar geführt ist.

Der dem Antriebsaggregat 5 zugekehrte Endabschnitt der Bohrung ist im Durchmesser vergrößert und nimmt ein Dichtungspaket 9

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auf, das mittels einer in den Endabschnitt eingeschraubten Gewindehülse 10 unter axialem Druck gehalten wird.

In die Bohrung 8 mündet eine einen Klebstoffzufuhrkanal 11 bildende Bohrung, deren anderes Ende im Boden des Vorratsbehälters mündet. Die Stelle, an der der geradlinig/vertikal verlaufende Klebstoffzufuhrkanal 11 in die Bohrung 8 einmündet, ist so gewählt, daß der Kolben 7 die Mündungsöffnung gerade vollständig freigibt, wenn er vollständig zurückgezogen ist. Hierdurch ist eine rasche und vollständige Füllung des durch die Bohrung 8 gebildeten Zylinderraums mit Heißschmelzkleber sichergestellt.

Das dem Elektromagneten 5 abgekehrte Ende der Bohrung 8 ist ebenfalls erweitert und mit einem Gewinde versehen, in das eine Ventilbüchse 12 eingeschraubt ist. Die Ventilbüchse 12 hat in ihrem dem Kolben 7 zugekehrten Boden eine zentrale Durchgangsbohrung 13, gegen die vom Inneren der Ventilbüchse 12 her mittels einer Schraubenfeder 14 ein Ventilkörper in Form einer Kugel gedrückt wird. Die Schraubenfeder 1Ί stützt sich andererseits an einer Einstellschraube 16 ab, welche in einer zentralen Gewindebohrung der Ventilbüchse 12 geführt ist und in wählbarer Stellung mittels einer Kontermutter 17 feststellbar ist. In den die Kugel 15 und die Schraubenfeder 14 aufnehmenden Innenraum der Ventilbüchse 12 mündet eine Rücklaufbohrung 18, welche zum Vorratsbehälter 1 führt. Es ist daher möglich, über das aus den Teilen 12 bis 16 bestehende Oberdruckventil Heißschmelzkleber aus dem Zylinderraum in den Vorratsbehälter 1 zurückzuführen, wobei der Druck, bei dem das Oberdruckventil öffnet, mit Hilfe der Schraube 16 einstellbar ist.

Eine Auftragdüse 19, welche eine für ein punktweises Auftragen des Heißschmelzklebers in ihrer Form und Querschnittsgröße geeignete Düsenöffnung hat, ist, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, im Ausführungsbeispiel in die relativ stark dimensionierte Wandung des Zylinders 2 auf dessen nach unten weisender Seite eingeschraubt. Von dieser Auftragsdüse führt eine kurze Bohrung 20, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Durch-

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messer der Bohrung 8, zu letzterer. Die Bohrung 20 mündet in der Lauffläche des Kolbens 7 an einer Stelle, welche vom Kolben vollständig überdeckt ist, wenn dieser in der in Fig. 2 , dargestellten, vollkommen zurückgezogenen Stellung steht. Eine Verbindung der Bohrung 20 mit dem Zylinderraum wird erst hergestellt, wenn der Kolben 7 nahezu seinen Kompressionshub beendet hat,also nicht mehr, sehr weit von der Stellung entfernt ist, in der sich seine Bewegungsrichtung umkehrt. Dann ist nämlich auf die Mündungsöffnung der Bohrung 20 eine kurze Längsnut 21 ausgerichtet, in deren Grund eine Querbohrung 22 des Kolbens mündet, welche sich bis zu einer zentralen, von der dem Überdruckventil zugekehrten Stirnseite des Kolbens 7 aus in diesen eindringende Längsbohrung 22 erstreckt. Die Länge der Längsnut 21 ist dabei so gewählt, daß die Verbindung der Bohrung 20 über die Bohrungen 22 und 23 mit dem Zylinderraum hergestellt bleibt, bis der Kolben 7 beim Rückhub wieder diejenige Stellung erreicht hat, in der er beim Kompressionshub die Verbindung hergestellt hat.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Wenn der Kolben 7 in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten, vollständig zurückgezogenen Stellung steht, füllt sich der einerseits durch den Kolben, andererseits durch das Überdruckventil begrenzte Zylinderraum mit Heißschmelzkleber. Bei dem nun folgenden Kompressionshub verschließt der Kolben 7 während seiner anfänglichen Verschiebung den Klebstoffzuführkanal 11. Im Anschluß daran kann der Druck im Zylinderraum und auch in der Längsbohrung 23, der Querbohrung 22 und der Längsnut 21 solange gesteigert werden, bis das Überdruckventil 12 bis 16 öffnet. Der Kolbenhub ist so bemessen, daß der maximale Druck erreicht wird, ehe der Kolben die Verbindung zur Bohrung 20 über die Längsnut 21 frei gibt. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Heißschmelzkleber mit dem gewünschten Druck in die Auftragdüse 19 gepreßt wird und aus dieser austritt, sobald ,die Bohrung 20 in die Längsnut 21 mündet. Bei dem restlichen

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Teil des Kompressionshubs wird der Druck im Zylinderraum aufrechterhalten, so daß der Heißschmelzkleber weiterhin mit der vorgesehenen Geschwindigkeit aus der Auftragdüse 19 austritt. Im Ausführungsbeispiel wird gleichzeitig Heißschmelzkleber durch das Überdruckventil 12 bis 16 in den Vorratsbehälter 1 zurückgedrückt.

Sobald der Kolben 7 die Umkehrstellung erreicht hat, der Kornpressionshub also beendet ist, wird ohne Verzögerung der Rückhub eingeleitet. Der Rückhub hat, da der Klebstoffzufuhrkanal zunächst noch vom Kolben 7 verschlossen ist und das Überdruckventil bei einer Druckverminderung sofort schließt, zur Folge, daß im Zylinderraum ein Unterdruck entsteht, der sich über die Bohrungen 23 und 22, die Längsnut 21 und die Bohrung 20 auch auf die Auftragdüse 19 auswirkt, und zwar in einer Weise, daß der aus der Auftragdüse austretende Heißschmelzkleberstrang in äußerst kurzer Zeit vollständig abgerissen wird, weil der Kleber durch den Unterdruck etwas in die Auftragdüse zurückgesaugt wird.

Durch das Abreißen des aus der Auftragdüse austretenden Heißschmelzkleberstranges' in äußerst kurzer Zeit und die relativ genaue Festlegung des Druckes, unter dem der Heißschmelzkleber aus der Auftragdüse herausgepreßt wird, läßt sich die von der Auftragdüse abgegebene Menge sehr genau dosieren. Außerdem kann man durch das rasche Abreißen des Heißschmelzkleberstranges an der Auftragdüse eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung erreichen.

Soweit zur Steuerung der abgegebenen Heißschmelzklebermenge nicht die Einstellung des Druckes in der Zylinderkammer mit Hilfe des Überdruckventiles ausreicht, braucht nur der Kolben durch einen anderen Kolben ersetzt zu werden, dessen Längsnut eine andere Öffnungsztsit ergibt.

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Claims

Patentansprüche

f 1.1 Vorrichtung ^zum punktweisen Auftragen eines Klebstoffes, ^—'insbesondere eines Heißschmelzklebers, auf einen Körper, mit einer den Klebstoff unter Druck zu einer Auftragdüse fördernden Zuführeinrichtung und einer die aus der Auftragdüse austretende Klebstoffmenge steuernden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuführeinrichtung eine Kolbenpumpe (2,7) vorgesehen ist und daß die Steuereinrichtung ein die Verbindung zwischen dem Zylinderraum (8) und der Auftragdüse (19) nur während des Endabschnitts des Kompressionshubs und des sich anschließenden Anfangsabschnitts des Rückhubs des Kolbens (7) freigebendes Steuerglied (7) aufweist.

2. ,Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Kolbenpumpe (2,7) zur Auftragdüse (19) führende Kanal (20) in den Zylinderraum (8) der Kolbenpumpe im Bereich der Kolbenlaufbahn mündet und daß der das Steuerglied bildende Kolben (7) einen Verbindungskanal (21,22,23) aufweist, der den zur Auftragdüse (19) führenden Kanal (20) während des Endabschnitts des Kompressionshubs und des sich an schließenden Anfangsabschnitts des Kompressionshubs mit dem Zylinderraum verbindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal einen vom Kolbenboden aus sieh in axialer Richtung in den Kolben hineinerstreckenden ersten Abschnitt (23) und einen sich von der Außenmantelfläche des Kolbens bis zum ersten Abschnitt (23) erstreckenden zweiten Abschnitt (22,23) aufweist, und daß die in der Außenmantelfläche des Kolbens liegende Mündungsöffnung als eine sich in Richtung einer Mantellinie erstreckende Mut (21)ausgebildet ist.

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H. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Klebstoffzufuhrkanal (11), der die Kolbenpumpe (2,7) mit einem Klebstoffvorratsraum (1) verbindet und in der Kolbenlaufbahn des Zylinders (2) an einer Stelle mündet, die der Kolben (7) nach einer anfänglichen Bewegung während des Kompressionshubes vollständig tiberdeckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (8) an eine Klebstoff abflußleitung (18) angeschlossen ist, in der ein vorzugsweise hinsichtlich des Öffnungsdrucks verstellbares Oberdruckventil (12)bis 17) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußleitung als eine zum KlebstoffVorratsraum (1) führende Rücklaufleitung (18) ausgebildet ist.

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