DE3815089C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verflüssigen von Schmelzmassen, insbesondere Schmelzklebstoffen, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruchs.

Aus der US-PS 35 31 023 ist ein derartiges Verfahren mit der zugehörigen Vorrichtung bekannt. Die Schmelzmassen werden auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt. Mit Hilfe von Thermoelementen in den verschiedenen Geräteteilen wird die Temperatur dann konstant gehalten.

Bei derartigen Geräten gibt es Probleme mit der Konsistenz der Schmelzmasse in der Anlaufphase. Insbesondere bei Schmelzklebstoffen (sogenannte Hotmelts) werden Zersetzungen des Klebers festgestellt. In der Anlaufphase kommt es auch zu Undichtigkeiten innerhalb des Schmelzgerätes sowie zu einer ungleichmäßigen Abgabe der Schmelzmasse am Auftragekopf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Anlaufverhalten eines Schmelzgerätes zu verbessern und mit Beginn des Auftragevorganges einen gleichmäßigen Materialfluß und eine gleichmäßige Qualität der Schmelzmasse sicherzustellen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichen des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches.

Mit der Erfindung wird eine gleichmäßige Aufheizung aller beheizten Teile des Schmelzgerätes ermöglicht. Dies bewirkt auch eine gleichmäßige Erwärmung der Schmelzmasse in diesen Bereichen, was Zersetzungen der Schmelzmasse verhindert. Ferner werden partiell unterschiedliche Viskositäten vermieden, so daß es zu keinen unterschiedlichen Expansionsdrücken in der Klebermasse und zu keinem ungleichmäßigen Auftrag mehr kommt. Es hat sich auch gezeigt, daß mit der Erfindung die Dichtprobleme innerhalb des Schmelzgerätes beseitigt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die unterschiedlichen Geräteteile mit verschiedenen Heizleistungen zu beaufschlagen, wobei alle Teile gemeinsam und in der gleichen Zeit auf ihre jeweils vorgegebene Solltemperatur erhitzt werden. Der Vorschmelzbehälter ist in der Regel das Bauteil, das den größten Energiebedarf hat, während in der Auftragevorrichtung relativ wenig Heizenergie zum Erreichen der Solltemperatur benötigt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Heizleistungen aller Geräteteile nach der Aufheizung des trägsten Teiles, meistens des Vorschmelzbehälters geregelt. Die Regelung kann durch zeitweises Abschalten oder durch Veränderung der Heizleistungen erfolgen. Hierdurch ist im Sinne der gleichmäßigen Erwärmung sichergestellt, daß die Temperaturdifferenz zwischen den einzelnen Geräteteilen einen vorbestimmten Maximalwert nicht überschreitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine sichere Konstanz im angestrebten Aufheizverhalten unter allen äußeren Betriebsbedingungen. Es erlaubt die Kompensation von unterschiedlichen Außeneinflüssen, wie Temperaturänderungen sowie einen problemlosen Wechsel der Schmelzmassenart.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht Thermoelemente in den einzelnen beheizten Geräteteilen vor, die die erzielte Temperatur registrieren und an eine gemeinsame, vorzugsweise Mikroprozessor-gesteuerte Regelvorrichtung melden, die zur Erfüllung eines entsprechenden Temperaturabgleiches die Heizleistung der einzelnen Heizelemente für die verschiedenen Geräteteile steuert.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung können mit Erfolg für alle Arten von Schmelzmassen eingesetzt werden. Besondere Vorteile ergeben sich bei Schmelzklebstoffen, die zum Teil besonders temperaturempfindlich sind. Das bevorzugte Anwendungsgebiet sind Schmelzklebstoffe als Beschichtungsmittel oder als temporäre und/oder permanente Schmelzklebstoffe.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellten Vorrichtung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Schmelzgerätes und

Fig. 2 ein Diagramm über die Temperaturentwicklung in den verschiedenen Geräteteilen.

Fig. 1 zeigt ein Schmelzgerät (1), das aus einem Vorratsbehälter (2) für die Schmelzmasse, insbesondere in Form von Schmelzklebstoffen, sowie einem darunter angeordneten Vorschmelzbehälter (3) und einem Hauptschmelzbehälter (4) besteht. Der Hauptschmelzbehälter (4) ist seinerseits mit einer Fördervorrichtung (6) verbunden, die aus einem Motor (7), einer Kupplung (8) sowie einer Pumpe (9) und dem zugehörigen Pumpen/Filterblock (10) besteht. Die Fördervorrichtung (6) speist die verflüssigte Schmelzmasse in eine Auftragevorrichtung (11) ein, die aus einem Schlauch (12) und einem Auftragekopf (13) besteht. Das Schmelzgerät (1) ist auf einem Chassis (14) fahrbar angeordnet.

Das Schmelzgerät (1) verfügt über mindestens fünf regelbare Heizkreise im Vorschmelzbehälter (3), Hauptschmelzbehälter (4), Filter/Pumpenblock (10), Schlauch (12) und Auftragekopf (13). Die Auftrage- und die Fördervorrichtung (11, 6) können mehrfach vorhanden sein, so daß je nach Anzahl der Filter/Pumpenblöcke, Schläuche und Auftrageköpfe bis zu zwanzig Heizkreise und mehr installiert sein können. Jeder Heizkreis wird mit einer fest eingestellten Heizleistung betrieben, wobei die Heizleistungen der einzelnen Kreise je nach Aufheizträgheit der zugehörigen Geräteteile unterschiedlich hoch sind.

Die beheizbaren Geräteteile verfügen jeweils über Heizelemente (16), die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Widerstandsheizelemente (Heizpatrone oder eingegossene Heizelemente) ausgebildet sind. Die Heizelemente (16) der einzelnen Geräteteile sind unabhängig voneinander mit einer Regelvorrichtung (15) durch nicht dargestellte Leitungen verbunden und werden von dieser gesteuert mit Heizstrom beaufschlagt. Die Regelvorrichtung (15) bezieht den Strom aus einer nicht dargestellten zentralen Stromversorgung.

In den beheizten Geräteteilen sind Thermoelemente (18) angeordnet, die die örtliche Temperatur in den Geräteteilen sowie die Temperatur der dort befindlichen Schmelzmasse messen und an die Regelvorrichtung (15) melden. Die Thermoelemente (18) sind ebenfalls mit der Regelvorrichtung (15) über Signalleitungen verbunden.

Der Schmelzkleber ist im abgekühlten Zustand starr. Im Vorschmelzbehälter (3) wird das vom Vorratsbehälter (2) nachgelieferte kalte Material über Heizrippen (17) und die darin befindlichen Heizschlangen (16) erwärmt und plastifiziert, so daß die Masse in den Hauptschmelzbehälter (4) fließt, wo sie durch die dortigen Heizschlangen (16) noch weiter auf den letztendlich angestrebten schmelzflüssigen Zustand erwärmt wird. Sie gelangt dann in den Pumpen/Filterblock (10), von wo die flüssige Schmelzmasse über den Schlauch (12) zum Auftragskopf (13) und weiter auf das zu beschichtende Material (nicht dargestellt) gedrückt wird. Nach dem Abschalten des Schmelzgerätes (1) verbleibt Schmelzmasse in den beheizten Geräteteilen und erstarrt mit dem Erkalten dieser Teile.

Zum Wiederanlauf wird die Schmelzmasse in allen Geräteteilen gleichmäßig erhitzt, so daß ihre Temperatur überall und zu jedem Zeitpunkt in einer vorgegebenen Schwankungsbreite liegt. Fig. (2) verdeutlicht dies in einem Diagramm. Die Schwankungsbreite ist über die Mikroprozessor-gesteuerte Regelvorrichtung (15) frei wählbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt sie 10°C, kann aber auch anders gewählt werden.

Ohne Regelvorrichtung (15) wäre das Aufheizverhalten in den einzelnen Geräteteilen sehr unterschiedlich. Massenbedingt bräuchte der Heizkreis im Vorschmelzbehälter (3) wesentlich länger als die beiden Heizkreise in der Auftragevorrichtung (11), um die Solltemperatur von beispielsweise 180°C zu erreichen. Dies hätte zur Folge, daß die Schmelzmasse in der Auftragevorrichtung (11) schneller erhitzt und länger einer hohen Temperatur ausgesetzt ist als in den anderen Gerätebereichen.

Die Regelvorrichtung (15) mißt über die Thermoelemente (18) die aktuelle Temperatur in den einzelnen Geräteteilen bzw. Heizkreisen. Sie regelt die Aufheizung der Auftragevorrichtung (11) der Fördervorrichtung (6) und des Hauptschmelzbehälters (4) in Abhängigkeit von der Aufheizung im langsamsten Heizkreis des Vorschmelzbehälters (3). Sie schaltet in diesen Geräteteilen die zugeführte Heizleistung, d.h. den Heizstrom, zeitweise ab, wenn die Temperatur an diesen Stellen oberhalb der vorgegebenen Schwankungsbreite gegenüber der Referenztemperatur im Vorschmelzbehälter (3) liegt. Sinkt die Temperatur unter den unteren Grenzwert, wird der betreffende Heizkreis wieder eingeschaltet.

Statt einem zeitweisen Abschalten der Heizkreise, kann die Regelung auch über eine Veränderung der Heizleistung in der Höhe erfolgen.

Die Schmelzmasse wird überall langsam und gleichmäßig und damit schonend erhitzt. Es finden keine Zersetzungen der Schmelzmasse statt, und es ergeben sich auch keine örtlichen Viskositäts- und Druckunterschiede. Zugleich werden auch die Geräteteile selbst gleichmäßig erwärmt, was zu einer gleichmäßigen Ausdehnung führt, die Dichtigkeitsprobleme innerhalb des Schmelzgerätes (1) vermeidet.

Die Solltemperaturen in den einzelnen Heizkreisen können differieren. Für die Auftragevorrichtung beläuft sie sich beispielsweise auf 190° gegenüber 180° im Vorschmelzbehälter (3). Nach Erreichen der Solltemperatur im Vorschmelzbehälter (3) heizen die höhertemperierten Heizkreise weiter, während die anderen auf ihrer erreichten Solltemperatur gehalten werden. Am Ende der Anlaufphase haben alle Geräteteile und die darin befindliche Schmelzmasse ihre jeweilig vorgegebene Solltemperatur, so daß der Auftragevorgang ohne Qualitätseinbußen und ohne Ausschuß einsetzen kann.

Die vorbeschriebene geregelte Aufheizung findet auch beim erstmaligen Erhitzen des Schmelzgerätes (1) statt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Verflüssigen von Schmelzmassen, insbesondere Schmelzklebstoffen, bei dem die Schmelzmassen in einem Gerät mit einem Vorratsbehälter und einem beheizbaren Vorschmelz- und Hauptschmelzbehälter sowie einer beheizbaren Förder- und Auftragevorrichtung auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturen in den verschiedenen Geräteteilen während des Aufheizens in gegenseitiger Abhängigkeit derart gesteuert werden, daß stets eine vorgegebene maximale Temperaturdifferenz eingehalten wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und mit einem Vorratsbehälter, einem beheizbaren Vorschmelz- und Hauptschmelzbehälter, einer beheizbaren Förder- und Auftragevorrichtung sowie mit in den beheizbaren Geräteteilen angeordneten Thermoelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den beheizbaren Geräteteilen (3, 4, 10, 12, 13) angeordneten Thermoelemente (18) mit einer Regelvorrichtung (15) verbunden sind, die die Leistung der Heizelemente (16) der einzelnen Geräteteile (3, 4, 10, 12, 13) während des Aufheizens steuert.