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Vorrichtung zum Auftragen von thermoplastischem
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Klebstoff auf ein Werkstück, insbesondere auf die Brandsohle oder
den Zwickrand einer Schuheinheit Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen
von thermoplastischem Klebstoff auf ein Werkstück, insbesondere auf die Brandsohle
oder den Zwickrand einer aus einem Leisten mit einem darübergezogenen Schuhschaft
bestehenden Schuheinheit, mit wenigstens einer längs einer Klebstoffauftragsfläche
über das Werkstück bewegbaren Klebstoffauftragsdüse, die eine durch eine Heizvorrichtung
beheizte Schmelzkammer aufweist, welche einenends mit einer Düsenbohrung und andernends
mit einer Einlaßöffnung für einen verbrauchsgemäß zugeführten Klebstoffstrang in
Verbindung steht, sowie mit einer den Klebstoffstrang in dessen Längsrichtung vorschiebenden
Strangfördervorrichtung und einer den Klebstoffstrang auf dem Weg von der Strangfördervorrichtung
zu der Einlaßöffnung der Schmelzkammer führenden Strangleiteinrichtung.
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Bei Klebezwickmaschinen werden in zunehmendem Maße thermoplastische
Klebstoff in Strangform eingesetzt.
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Der Klebstoffstrang ist auf einer Trommel aufgewickelt, von der er
verbrauchs gemäß abgezogen und durch die pneumatische Strangfördervorrichtung der
Einlaßöffnung der Schmelzkammer der Klebstoffauftragsdüse zugefördert wird. Die
Schmelzkammer ist
durch eine elektrische Heizvorrichtung beheizt;
in ihr wird der Klebstoff auf seine Schmelztemperatur erwärmt, wobei der fließfähig
gewordene erhitzte Klebstoff durch den über die Einlaßöffnung in die Schmelzkammer
nachgeschobenen und nach Art eines Stempels wirkenden ungeschmolzenen Klebstoffstrang
aus der Düsenbohrung ausgetrieben wird.
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Auch wenn die eigentliche Heizzone der Schmelzkammer in dem zugeordneten
Gehäuse der Klebstoffauftragsdüse in einem Abstand von der Einlaßöffnung für den
Klebstoffstrang angeordnet ist, läßt sich bei den zum Schmelzen des Klebstoffes
erforderlichen, verhältnismäßig hohen Temperaturen (1800C bis 240"C) eine Wärmeleitung
oder -strahlung zu dem Bereich der Einlaßöffnung nicht vermeiden.
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Selbst wenn die Einlaßöffnung in einem wärmeisolierenden Kunststoffnippel
ausgebildet ist, ist der Klebstoffstrang schon beim Eintritt in die Einlaßöffnung
einer erheblichen Erwärmung ausgesetzt. Bei thermoplastischen Klebstoffen, deren
Erweichungs- und Schmelzpunkte nur wenig auseinanderliegen, wird deshalb der Klebstoffstrang
schon im Bereiche der Einlaßöffnung erweicht.
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Dies gilt insbesondere dann, wenn der Klebstoffstrang,bspw. beim Werkstückwechsel,
eine zeitlang stillsteht, d.h. nicht vorgeschoben wird. Die Folge davon ist, daß
beim Wiedereinsetzen der Vorschubbewegung der erweichte Klebstoffstrang nicht mehr
die zur Förderung des in der Schmelzkammer enthaltenen geschmolzenen Klebstoffes
durch die Düsenbohrung erforderliche Eigenstabilität aufweist, mit dem Ergebnis,
daß sich im Bereiche der Einlaßöffnung ein Stopfen bildet,
der den
weiteren ordnungsgemäßen Vorschub des Klebstoffstranges behindert oder unmöglich
macht. Dieser Klebstoffstopfen muß zunächst von Hand entfernt werden, bevor die
Klebstoffauftragsvorrichtung wieder ordnungsgemäß funktioniert. Das ist umständlich
und zeitaufwendig.
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Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, können deshalb in der Regel
nur solche thermoplastischen Klebstoffe in Strangform in einer derartigen Klebstoffauftragsvorrichtung
verarbeitet werden, deren Erweichungspunkt verhältnismäßig hoch liegt. Diese Klebstoffe
sind aber teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Klebstoffauftragsvorrichtung
zur Verarbeitung von strangförmigem thermoplastischem Klebstoff beliebiger Qualität
schaffen, die auch die Verwendung von Klebstoffen mit verhältnismäßig niedrig liegendem
Erweichungspunkt gestattet, ohne dabei Nachteile hinsichtlich der Handhabung oder
der Betriebssicherheit in Kauf nehmen zu müssen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Klebstoffauftragsvorrichtung
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß im Bereiche der Einlaßöffnung der Schmelzkammer
eine von dem Klebstoff strang vor dessen Eintritt in die Schmelzkammer durchquerte
Kühlstrecke angeordnet ist, in der der Klebstoffstrang auf einer unterhalb seines
Erweichungspunktes liegenden Temperatur gehalten ist.
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Die Kühlstrecke gewährleistet, daß der Klebstoffstrang beim Eintritt
in die Einlaßöffnung einen mechanisch stabilen Zustand aufweist und nicht vorzeitig
durch von der Heizkammer aufsteigende Wärme erweicht werden kann. Damit können bei
entsprechender Auslegung der Kühlstrecke auch thermoplastische Kunststoffe in Strangform
verarbeitet werden, deren Erweichungspunkt verhältnismäßig tief liegt, bspw. Polyamid-Klebstoffe,
die teilweise schon bei ca. 1400C plastisch werden, während ihr Schmelzpunkt bei
ca. 2400C liegt.
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Eine besonders wirksame Wärmeabfuhr ergibt sich, wenn in der Kühlstrecke
der Klebstoffstrang von einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium allseitig umspült
ist. Dabei kann in einer Ausführungsform die Anordnung derart getroffen sein, daß
die Klebstoffauftragsvorrichtung einen in Transportrichtung des Klebstoff stranges
vor der Einlaßöffnung der Schmelzkammer angeordneten rohrförmigen Zuführkanal für
den Klebstoff strang aufweist, dessen lichte Weite größer als die Querschnittsabmessungen
des Klebstoffstranges ist und der mit einer Kühlmedium zuführenden Kühlmittelquelle
in Verbindung steht, wobei in dem Bereich zwischen der Einlaßöffnung und der Schmelzkammer
der Zufuhrkanal wenigstens eine den Kühlmittelaustritt gestattende Öffnung aufweist.
Dabei ergeben sich besonders einfache konstruktive Verhältnisse, wenn der Zufuhrkanal
im Abstand vor der Einlaßöffnung der Schmelzkammer mündet und die Kühlmittelaustrittsöffnung
durch den zwischen der Mündung des Zufuhrkanales und der Einlaßöffnung freigelassenen
Ringspalt gebildet ist. Dieser Ringspalt bewirkt gleichzeitig
auch
eine Wärmeisolierung der Mündung des Zufuhrkanals. Der Zufuhrkanal kann aber auch
aus einem Stück bestehen und in die Schmelzkammer eingeschraubt sein. Er weist dann
im unteren Bereich in der Nähe der Schmelzkammer Schlitze, Bohrungen mit Ringnut
und dergl. auf, durch die der Kühlmittelstrom entweichen kann, so daß ein gekühlter
Strangübergang zur Schmelzkammer gewährleistet ist.
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Um sicherzustellen, daß das aus der Kühlmittelquelle zugeführte Kühlmedium,
das in der Regel Druckluft ist, auch vollständig im Bereiche der Kühlstrecke zur
Wirkung kommt, ist es vorteilhaft, wenn in dem Zufuhrkanal in Transportrichtung
des Klebstoffstranges vor dem Anschluß der Kühlmittelquelle liegend,den Kühlmittelaustritt
verhindernde, mit dem Klebstoffstrang zusammenwirkende Dichtmittel angeordnet sind.
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In einer abgewandelten Ausführungsform weist die Klebstoffauftragsvorrichtung
einen in Transportrichtung des Klebstoffstranges vor der Einlaßöffnung der Schmelzkammer
angeordneten rohrförmigen Zufuhrkanal für den Klebstoffstrang auf, der im Abstand
von der Einlaßöffnung mündet, wobei zumindest der zwischen der Mündung des Zufuhrkanales
und der Einlaßöffnung liegende Bereich von einem Kühlmantel umgeben ist, der Ein-
und Austrittsöffnungen für das Kühlmittel aufweist.
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Der Zufuhrkanal kann in beiden erwähnten Ausführungsformen durch einen
an die Strangfördervorrichtung angeschlossenen Schlauch gebildet sein, der im Bereiche
der an einem Kunststoffnippel ausgebildeten Einlaßöffnung der Heizkammer mit einer
starren Zufuhrhülse verbunden ist. Bei der Ausführungsform mit an die Kühlmittelquelle
angeschlossenem Zufuhrkanal ist es vorteilhaft, wenn
der Schlauch
an ein unmittelbar mit der Strangfördervorrichtung verbundenes Kühlmittelzufuhrventil
anqeschlossen ist, das es aestattet, die Kühlmittelbeaufschlagung der Kühlstrecke
entsprechend den jeweiligen Erfordernissen einzuregulieren.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Gelenk-Klebezwickmaschine mit zwei Klebstoffauftragsvorrichtungen
gemäß der Erfindung, in einer Vorderansicht, in schematischer Darstellung, und Fig.
2 eine Klebstoffauftragsvorrichtung der Zwickmaschine nach Fig. 1, im axialen Schnitt,
in einer Seitenansicht, in einem anderen Maßstab und in einer Teildarstellung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Gelenk-Klebezwickmaschine ist im einzelnen
in der US-PS 4082 060 beschrieben. Sie weist ein Maschinengestell 1 auf, an dem
eine Leistenstütze 2 höhenverstellbar gelagert ist, auf die eine aus einem Leisten
mit einem darübergezogenen Schuhschaft bestehende Schuheinheit mit dem Schuhboden
nach oben weisend in bekannter Weise aufsetzbar ist. Die Schuheinheit ist sodann
zwischen einem Leistenstift 3 und einem Fersenklemmkissen 4 lagefest verklemmbar.
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Oberhalb der Leistenauflage 2 sind an dem Gestell 1 zwei Klebstoffauftragsvorrichtungen
5 gelagert, die in einer aus den US-PSen 3963 840 und 3901 181 bekannten Weise mit
ihren Düsenspitzen 6 in dem Winkelraum zwischen der Brandsohle und dem aufrechtstehenden
Zwickrand einer auf die Leistenauflage 2 aufgesezten Schuheinheit ragend längs des
Brandsohlenumrisses über den Klebstoffauftragsbereich auf der Brandsohle bewegbar
sind.
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Jede der Klebstoffauftragsvorrichtungen 5 weist einen Klebstoffauftragsdüsenhalter
7 auf, dem strangförmiger, thermoplastischer Klebstoff über eine durch einen biegsamen,
luftdichten Schlauch 8 gebildete Strangleiteinrichtung zuführbar ist.
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Der Klebstoffstrang 9 für jede der Klebstoffauftragsvorrichtungen
5 wird von einer Spule 10 abgezogen, die an einem Spulenhalter 11 auf der Oberseite
des Gestelles 1 drehbar gelagert ist.
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Der von der Spule 10 abgezogene Klebstoffstrang 9 wird zunächst einer
an dem Gestell 1 angeordneten Strangfördervorrichtung 12 zugeführt,
an
die der zugeordnete Schlauch 8 angeschlossen ist. Die Strangfördervorrichtung 12
arbeitet pneumatisch und gestattet es, den Klebstoffstrang 9 bedarfsgemäß stetig
der zugeordneten Klebstoffauftragvorrichtung 5 zuzufördern.
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Wie aus Fig. 2 zu ersehen, weist der Klebstoffauftragsdüsenhalter
7 jeder der Klebstoffauftragvorrichtungen 5 ein massives Metallgehäuse 13 auf, in
dem eine durch eine gerade, zylindrische Bohrung gebildete Schmelzkammer 14 angeordnet
ist, die einenends mit der Düsenbohrung 15 der in das Gehäuse 13 eingesetzten Düsenspitze
6 und anderenends mit einer Strangeinlaßöffnung 16 in Verbindung steht, welche an
einem in das Gehäuse 13 eingesetzten Kunststoffnippel 17 ausgebildet ist. Seitlich
neben der Schmelzkammer 14 ist in dem Gehäuse 13 wenigstens ein elektrischer Heizkörper
18 angeordnet, dessen elektrische Anschlüsse bei 19 angedeutet sind und der den
in der Schmelzkammer 14 befindlichen Klebstoff strang 9 auf die Schmelztemperatur
des thermoplastischen Klebstoffes erwärmt. Der geschmolzene flüssige Klebstoff kann
über die Düsenbohrung 15 austreten, in deren Verbindungsweg zu der Schmelzkammer
14 ein federbelastetes Rückschlagventil 20 liegt.
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Das Gehäuse 13 ist über Lagerteile 21, 22, 23 mit dem nicht weiter
dargestellten, der Klebstoffauftragsdüse 5 die notwendige Auftragsbewegung erteilenden
Bewegungsmechanismus gekuppelt.
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An die Strangfördervorrichtung 12 ist ausgangsseitig ein Druckluftventil
24 angeschlossen, dem aus einer nicht weiter dargestellten Druckluftquelle kommende,
als Kühlmittel dienende Druckluft über einen Anschlußstutzen 25 zuführbar ist. Eine
in dem Druckluftventil 24 ausgebildete zylindrische Durchlaßbohrung 26 für den Klebstoffstrang
9,ion die seitlich eine Düsenbohrung 27 für die Druckluftbeaufschlagung mündet,
bildet gemeinsam mit dem Inneren des an das Druckluftventil 24 abdichtend angeschlossenen
Schlauches 8 einen Strang-Zufuhrkanal 28, dessen lichte Weite größer ist als die
Außenabmessungen des Klebstoffstranges 9. Auf diese Weise bleibt zwischen dem Klebstoff
strang 9 und dem den Klebstoffstrang 9 allseitig umgebenden Strangzufuhrkanal 28
ein Ringkanal, der über das Druckluftventil 24 mit Druckluft beaufschlagt ist. In
der durch einen Pfeil 29 angedeuteten Transportrichtung des Klebstoffstranges 9
gesehen, ist vor der Düsenbohrung 27 in dem Druckluftventil 24 eine den Klebstoffstrang
9 abdichtend umgebene Dichtung 30 angeordnet, die ein Rückströmen der den Zufuhrkanal
28 beaufschlagenden Druckluft zu der Strangfördervorrichtung 12 hin verhütet.
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An seinem anderen Ende ist der Schlauch 8 mit einer starren, in dem
Lagerteil 23 gehalterten Zufuhrhülse 31 abgedichtet verbunden, die aus Metall besteht
und eine ebenfalls einen Teil des Zufuhrkanals 28 bildende durchgehende zylindrische
Bohrung 32 aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des
Klebstoff
stranges 9. Die Bohrung 32 der Zufuhrhülse 31 mündet, in Transportrichtung 29 des
Klebstoffstranges 9 gesehen, im Abstand vor der Einlaßöffnung 16, so daß zwischen
der Zufuhrhülse 31 und dem Kunststoffnippen 17 ein Ringspalt 33 frei bleibt, der
eine Austrittsöffnung für die aus der Bohrung 32 austretende, durch Pfeile 34 angedeutete
Druckluft bildet.
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Alternativ könnte der Zufuhrkanal 28 auch einstückig in die Schmelzkammer
14 durchgehen, indem bspw. die Zufuhrhülse 31 in die Schmelzkammer 14 eingeschraubt
ist. In diesem Falle sind vor der Einlaßöffnung 16 in den Zufuhrkanal 28 Schlitze,
Bohrungen mit Ringnut oder dergl. vorgesehen, durch die der Kühlmittelstrom entweichen
kann.
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Im Betrieb wird der mechanisch stabile, aber flexible Klebstoff strang
9 von der Strangfördervorrichtung 12 bedarfsgemäß von der zugeordneten Spule 10
abgezogen und durch den Zufuhrkanal 28 in die Einlaßöffnung 16 gefördert. Mit zunehmendem
Durchqueren der Schmelzkammer 14 wird der Klebstoff strang 9 erweicht, bis er schließlich
etwa in dem unteren Bereich 35 der Schmelzkammer 14'auf den Schmelzpunkt erwärmt
und damit fließfähig ist. Der flüssige Klebstoff wird durch den als Stempel wirkenden,
nicht fließfähig gemachten Klebstoffstrang 9 in der rohrförmigen Schmelzkammer aus
der Düsenbohrung 15 ausgetrieben.
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Die über das Druckluftventil 24 zugeführte Druckluft strömt über den
Zufuhrkanal 28 in Transportrichtung des Klebstoffstranges 9 bis sie in den Ringspalt
33 austritt. Die austretende Druckluft umspült den Klebstoffstrang 9 in diesem Bereich
allseitig und bildet eine von dem Klebstoffstrang 9 durchquerte Kühlstrecke. Zur
Wirkung dieser
Kühlstrecke trägt auch ein Teil der Druckluft durchströmten
Bohrung 32 der Zufuhrhülse 31 bei.
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Die durch die als Kühlmittel wirkende Druckluft in der erwähnten Kühlstrecke
erzielte Kühlung des Klebstoffstrangs ist so groß, daß eine Erweichung des Klebstoffs
durch von der Heizvorrichtung 18 über das Gehäuse 13 aufsteigende Wärme ausgeschlossen
ist. Damit ist gewährleistet, daß der Klebstoffstrang 9 in mechanisch widerstandsfähigem
Zustand in die Einlaßbohrung 16 eingeschoben wird und er in der Schmelzkammer 14
fortschreitend als Vorschubstempel für den flüssigen Klebstoff wirken kann, ohne
daß an der Einlaßöffnung 16 Klumpen oder Stopfen aus erweichtem Klebstoff auftreten.
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In einer alternativen Ausführungsform, bei der der Strangzufuhrkanal
28 ebenfalls,wie dargestellt, im Abstand vor der Einlaßöffnung 16 mündet, kann die
Anordnung auch derat getroffen sein, daß zumindest der zwischen der Mündung des
Zufuhrkanals 28 und der Einlaßöffnung 16 liegende Bereich des Klebstoffstranges
9 von einem Kühlmantel umgeben ist, der in Fig. 2 gestrichelt bei 36 angedeutet
ist und Ein- und Austrittsöffnungen 37 bzw. 38 für das Kühlmittel aufweist. In diesem
Falle kann das Druckluftventil 24 in Fortfall kommen.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird als Kühlmittel Druckluft
verwendet. Grundsätzlich
ist es auch möglich, ein anderes, gasförmiges
oder flüssiges Kühlmittel, bspw. Wasser, einzusetzen. In dem letztgenannten Fall
kann der Kühlmantel 36 an dem Klebstoff strang 9 anliegend und von dem flüssigen
Kühlmittel durchströmt ausgebildet sein, das von dem Klebstoffstrang durch dünne
wärmeleitende Wandteile getrennt ist.