DE4012879A1 - Verfahren und einrichtung zum dosierten auftragen von klebstoff-tropfen auf ein substrat - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum dosierten auftragen von klebstoff-tropfen auf ein substratInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dosierten
Auftragen von Klebstoff-Tropfen auf ein Substrat nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der automatischen Bestückung von Leiterplatten mit
SMD-Bausteinen für die Oberflächen-Montage (SMD=Sur
face Mounted Devices) werden durch eine in einer Posi
tioniereinheit angeordnete Dosiervorrichtung zunächst
Klebstoff-Tropfen auf die Leiterplatten aufgebracht, auf
die die SMD-Bausteine dann aufgesetzt werden. Der Kleb
stoff härtet durch die Einwirkung von Temperatur oder
UV-Strahlung aus. Die SMD-Bausteine sind dann in der
richtigen Lage auf der Leiterplatte so fest fixiert, daß
die elektrische Verbindung im Schwallbad, durch Reflow-
Löten oder durch Löten in der Dampf-Phase hergestellt
werden kann. Die zum Auftragen von Klebstoff eingesetz
ten Dosiervorrichtungen bestehen im wesentlichen aus
einer mit Druckluft beaufschlagbaren Klebstoff-
Kartusche und einer in die Klebstoff-Kartusche einge
setzten Dosierdüse. Zum Aufbringen einer dosierten
Klebstoffmenge wird die Klebstoff-Kartusche derart mit
Druckluft beaufschlagt, daß eine genau vorgegebene
Klebstoffmenge aus der Klebstoff-Kartusche über die
Dosierdüse ausgestoßen wird.
Wenn der pro Zeiteinheit ausgeübte Druck konstant
bleibt, ändert sich das Fördervolumen in Abhängigkeit
von der Temperatur des in der Klebstoff-Kartusche ent
haltenen Klebstoffes, wie dies in der Fig. 1 schematisch
dargestellt ist. Zur Erzielung eines konstanten Förder
volumens wird daher bekannterweise neben dem pro Zeit
einheit ausgeübten Druck, der im folgenden als Dosierpa
rameter bezeichnet wird, die Temperatur konstant gehal
ten. Dabei besteht ein Problem darin, daß die Konstant
haltung des in der Klebstoff-Kartusche enthaltenen
Klebstoffes relativ aufwendig ist, da insbesondere die
Konstanthaltung der Temperatur auch im Bereich der
Dosierdüse erfolgen muß.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher
darin, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, mit
deren Hilfe bei der Klebstoffabgabe ein konstantes
Fördervolumen eingehalten werden kann, ohne daß eine
komplizierte Konstanthaltung der Temperatur bei der
Klebstoffabgabe erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das durch
die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1
angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Die Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
durch die in dem Kennzeichen des Anspruches 3 angege
benen Merkmale gekennzeichnet.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
das Fördervolumen erstmals durch eine Temperaturmessung
und durch eine gezielte Steuerung des auf den in der Kar
tusche befindlichen Klebstoff ausgeübten Druckes und/oder
der Zeit der Druckausübung als Funktion der gemessenen
Temperatur konstant gehalten wird. Durch die erfindungs
gemäße Einrichtung wird dabei vorteilhafterweise dafür
Sorge getragen, daß die zuvor angesprochene Temperatur
messung nicht im Bereich der Dosierdüse erfolgen muß,
was im Hinblick auf die Leitungsführung zu dem im
Bereich der Dosierdüse befindlichen Temperatursensor
äußerst umständlich und aufwendig wäre. Stattdessen kann
aufgrund der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor
richtung die Temperaturmessung vorteilhafterweise an der
der Dosiernadel abgewandten Seite der Kartusche im
Druckkopf erfolgen, der zur Verdrahtung leicht zugäng
lich ist und genügend Raum zum Anordnen eines Tempera
tursensors aufweist.
Vorteilhafterweise ist die bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zu verwendende Metallhülse, die eine
gleichmäßige Temperaturverteilung entlang der Klebstoff-
Kartusche bewirkt, äußerst einfach an der Klebstoff-
Kartusche befestigbar. Dies ist insbesondere im Hinblick
auf einen schnellen Kartuschenwechsel vorteilhaft. Bei
der Befestigung der Metallhülse wird vorteilhafterweise
gleichzeitig auch der Druckkopf an der Klebstoff-Kartu
sche befestigt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die beim manuel
len Ergreifen der Kartusche bewirkten Temperaturänderun
gen durch die Hülse gleichmäßig verteilt und vom Tempe
ratursensor erfaßt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen
aus den Unteransprüchen hervor.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestal
tungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 die Abhängigkeit zwischen dem Fördervolumen
und der Temperatur bei konstantem Dosierpara
meter;
Fig. 2 die erfindungsgemäße Regelung des Dosierpara
meters als Funktion der Temperatur zur Errei
chung eines konstanten Fördervolumens;
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsge
mäßen Einrichtung; und
Fig. 4 bis 7 in vergrößerten Darstellungen die Befestigungs
einrichtung zur Befestigung des Druckkopfes
und der Metallhülse an der Klebstoff-Kartusche.
Fig. 8 bis 10 Weiterbildungen der Erfindung.
In der Fig. 1 ist, wie dies eingangs bereits ausgeführt
wurde, dargestellt, wie sich bei Konstanthaltung des auf
den in der Klebstoff-Kartusche befindlichen Klebstoff
pro Zeiteinheit ausgeübten Druckes das durch die Dosier
düse ausgestoßene Fördervolumen in Abhängigkeit von der
Temperatur ändert.
Die Fig. 2 zeigt zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, daß das Fördervolumen dadurch konstant
gehalten werden kann, daß der auf den in der Klebstoff -
Kartusche befindlichen Klebstoff ausgeübte Druck und/oder
die Zeit der Druckausübung als Funktion der sich ändern
den Temperatur verändert werden.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird nun im Zusammen
hang mit der Fig. 3 näher erläutert. In der Fig. 3 ist
die Klebstoff-Kartusche mit 1 bezeichnet. Die aus Kunst
stoff bestehende Klebstoff-Kartusche 1 ist im wesentli
chen entlang ihrer gesamten Länge, d. h. also vom Bereich
der Düse 3 bis zu dem Druckkopf 5 von einer Metallhülse
2 umgeben, die vorzugsweise aus Aluminium besteht und
deren Aufgabe darin besteht, eine Temperaturbrücke
zwischen dem Druckkopf 5 und der Düse 3 zu schaffen.
Anders ausgedrückt wird durch die Aluminiumhülse 2
erreicht, daß im Bereich ihrer Längserstreckung etwa
dieselbe Temperatur, d. h. also keine wesentlichen Tempe
raturschwankungen vorliegen, so daß die Temperaturmes
sung mit der Hilfe eines Temperatursensors 6 nicht im
Bereich der Düse 3 erfolgen muß, sondern an dem leicht
zugänglichen Druckkopf 5 erfolgen kann.
Der Druckkopf 5 weist einen Druckstutzen 7 auf, der mit
einer Druckleitung 8 verbunden ist, über die der in
Abhängigkeit von der Temperatur an die Klebstoff-Kartu
sche 1 anzulegende Druck zuführbar ist. Zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch den Tempera
tursensor 6 ein der herrschenden Temperatur entsprechen
des Signal erzeugt und über die elektrische Leitung 9 an
die Temperatur-Meßeinrichtung 10 angelegt, die aus dem
vom Temperatursensor 6 erzeugten Signal ein Steuer
signal erzeugt, das über die elektrische Leitung 11 an
die Einheit 12 zur Regelung des an die Klebstoffkartu
sche 1 anzulegenden Druckes und/oder der Zeit der Druck
ausübung angelegt wird. Dabei enthält die Einheit
12 in einem Festwertspeicher 12′ eine Anzahl von Dosier
parametern, die in Abhängigkeit von der von dem Tempera
tursensor 6 ermittelten Temperatur ausgelesen werden. In
Abhängigkeit von diesen ausgelesenen Dosierparametern
wird der über die Druckleitung 8 an die Kleb
stoff-Kartusche 1 angelegte Druck und/oder die
Zeit der Druckausübung so bestimmt, daß
gemäß Fig. 2 das Fördervolumen bei Temperaturänderungen
konstant bleibt.
Zur Einstellung unterschiedlicher Dosierstufen bzw.
Fördermengen können an die Einheit 12 die an der Ein
richtung 13 zur Auswahl der unterschiedlichen Dosierstu
fen eingestellten, unterschiedlichen Signale angelegt
werden, in Abhängigkeit von denen zur Einstellung ver
schiedener Fördervolumina Dosierparameter aus unter
schiedlichen Festwertspeichern 12′, die unterschiedliche
Dosierparamter-Bereiche für verschiedene Fördervolumina
enthalten, in Abhängigkeit von der vom Temperatursensor
6 ermittelten Temperatur ausgelesen werden.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 6
die erfindungsgemäßen Einrichtung näher erläutert. Die
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die mit der Metall-
bzw. Aluminiumhülse 2 versehene Klebstoff-Kartusche 1,
wobei an dem der Düse 3 abgewandten Ende der Klebstoff-
Kartusche 1 der Druckkopf 5 befestigt ist.
In der aus der Fig. 4 ersichtlichen Weise weist die
Aluminiumhülse 2 einen Innendurchmesser D auf, der ge
ringfügig größer ist als der Außendurchmesser d der aus
Kunststoff bestehenden Klebstoff-Kartusche 1, deren
oberes Ende in der Fig. 4 im Schnitt dargestellt ist.
Die Aluminiumhülse 2 kann daher einfach von der Seite
der Düse 3 her auf die Klebstoff-Kartusche 1 aufgescho
ben werden. An ihrem der Düse 3 zugewandten Ende weist
die Metallhülse 2 einen sich konisch in Richtung auf die
Düse 3 hin verjüngenden Bereich 14 auf, der innen so
beschaffen ist, daß er möglichst eng am Übergangsbereich
zwischen der Düse 3 und dem Rohr der Klebstoff-Kartusche
1 anliegt. An der dem Bereich 14 abgewandten Seite weist
die Aluminiumhülse 2 ein Außengewinde 15 auf, das in
einem Innengewinde 16 eines Flansches 18 einer Befesti
gungseinrichtung 17 verschraubbar ist, mit deren Hilfe
sowohl die Aluminiumhülse 2 als auch der Druckkopf 5 an
der Klebstoff-Kartusche 1 befestigbar sind, wie dies
später näher erläutert werden wird. Der Druckkopf 5
weist einen rohrförmigen Bereich 19 auf, der in einer
Umfangsnut 20 eine ringförmige Dichtung 21 derart auf
weist, daß die Dichtung 21 beim Einschieben des rohr
förmigen Bereiches 19 in das der Düse 3 abgewandte Ende
der Klebstoff-Kartusche 1 eine dichte Verbindung zwi
schen dem rohrförmigen Bereich 19 und der Klebstoff-
Kartusche 1 herstellt. Am rohrförmigen Bereich 19 befin
det sich ein Flansch 22, der am oberen Ende einer
flanschförmigen Erweiterung 23 der Klebstoff-Kartusche 1
zur Auf- und Anlage gelangt, wenn der rohrförmige Be
reich 19 des Druckkopfes 5 in die Klebstoff-Kartusche 1
eingeschoben wird. Über den Flansch 22 erstreckt sich an
der dem rohrförmigen Bereich 19 abgewandten Seite ein
weiterer rohrförmiger Bereich 24, dessen Bohrung 25 mit
der Bohrung 26 des rohrförmigen Bereiches 19 in Verbin
dung steht, wobei der bereits erwähnte Druckstutzen 7
dicht in die Bohrung 5 eingesetzt ist, so daß über den
Stutzen 7 und die Bohrungen 25 und 26 eine Verbindung
zum Inneren der Klebstoff-Kartusche 1 hergestellt wird.
Der Druckkopf 5 besteht aus einem wärmeleitfähigen
Metall, beispielsweise aus Aluminium. Im Druckkopf 5,
vorzugsweise im Bereich 24 desselben, befindet sich
ferner eine Ausnehmung 27, in der der Temperatursensor 6
anordenbar ist.
Im folgenden wird nun die Befestigungseinrichtung 17,
die zur Befestigung der Aluminiumhülse 2 und des Druck
kopfes 5 an der flanschförmigen Erweiterung 23 der
Klebstoff-Kartusche 1 dient, näher erläutert. Eine
wesentliche Funktion dieser Befestigungseinrichtung 17
besteht auch darin, eine Wärmebrücke zwischen dem Druck
kopf 5 und der Aluminiumhülse 2 zu bilden, so daß
entlang der Hülse 2 und des Druckkopfes 5, d.h. also im
wesentlichen im Bereich zwischen der Düse 3 und dem
rohrförmigen Bereich 24 mit dem Temperatursensor 6, ein
Temperaturausgleich erfolgt, so daß in diesem Bereich
dieselbe Temperatur vorherrscht. Auf diese Weise ist es
möglich, die für die Bestimmung des Druckparameters
erforderliche Temperaturmessung in einer einfachen Weise
am Druckkopf 5 mit der Hilfe des in der Ausnehmung 7
angeordneten Temperatursensors 6 auszuführen.
Die Befestigungseinrichtung 17 weist den bereits er
wähnten unteren Flansch 18 mit dem Innengewinde 16 auf,
der wenigstens einen Teil der unteren Seite der
flanschförmigen Erweiterung 23 der Klebstoff-Kartusche 1
übergreifen kann. Mit dem Flansch 18 ist über einen
Stegbereich 28 ein vom Flansch 18 beabstandeter weiterer
Flansch 29 verbunden, der den Flansch 22 des Dosierkop
fes 5 übergreifen kann. Vorzugsweise weist der Flansch
18 die Form eines halben Kreisringes auf, der von einer
Seite her (in der Fig. 4 von links) auf den Flansch 22
aufgeschoben werden kann, während der Flansch 18 vor
zugsweise die Form eines Kreisringteiles, das größer als
ein halber Kreisring ist, aufweist, damit eine Ver
schraubung der Gewinde 15 und 16 erfolgen kann. Bei
dieser Verschraubung werden der Flansch 22 des Druckkop
fes 5 und die flanschförmige Erweiterung 23 der Kleb
stoff-Kartusche 1 zwischen dem Flansch 29 der Befesti
gungseinrichtung 17 und dem im Gewinde 16 verschraubten
Ende der Aluminiumhülse 2 festgeklemmt. Der Innendurch
messer des Flansches 18 ist vorzugsweise größer als der
Außendurchmesser der Kartusche 1, um ein seitliches Auf
schieben der Befestigungseinrichtung 17 zu ermöglichen.
Es wird darauf hingewiesen, daß auch andere Befestigungs
einrichtungen möglich sind, die neben der Befestigungs
funktion auch die genannte Wärmebrücke bilden.
Es wird darauf hingewiesen, daß als Dosierparameter der
Druck und/oder die Zeit der Druckausübung verwendet wer
den können. So kann dann, wenn die Zeit der Druckausübung
konstant gehalten wird, der an die Kartusche angelegte
Druck als Funktion der Temperatur verändert werden.
Wenn der Druck konstant gehalten wird, kann die Zeit der
Druckausübung als Funktion der Temperatur geändert werden.
Es ist aber auch denkbar, beide Parameter als Funktion
der Temperatur zu ändern.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit der Fig. 8 eine
durch einen an sich bekannten Manipulator M betätigbare
Dosiereinrichtung erläutert, bei der im Düsenbereich der
Klebstoff-Kartusche 1 ein drehbarer Düsenkrümmer 40
vorgesehen ist, der dazu dient, die aus einem flexiblen
Material bestehende Düse 41 der Klebstoff-Kartusche 1
derart zu krümmen, daß bei einer vertikalen Lage der
Klebstoff-Kartusche 1 die Öffnung 42 der Düse 41 auf
grund der durch den Düsenkrümmer 40 erzielten Krümmung
der Düse 41 so gelagert ist, daß der aus der Klebstoff-
Kartusche 1 und aus der Öffnung 42 ausgegebene Klebstoff
seitlich in eine Richtung auf eine Leiterplatte 43 oder
dergl. ausströmt. Durch eine Drehung des Düsenkrümmers
40 in Bezug auf die Kartusche 1 und die daran befestigte
Düse 41 wird erreicht, daß je nach Drehung die Kleb
stoffabgabe in eine gewünschte Richtung erfolgen kann,
weil die flexible Düse 41 entsprechend der Drehung des
Düsenkrümmers 40 verformt wird. Da die Klebstoff-Kartu
sche 1 mit dem darin befindlichen Düsenkrümmer 40 um
360° drehbar ist, kann eine Klebstoffabgabe in jede
beliebige Richtung erfolgen. Zudem ist ein Abstandshal
ter bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die
Klebstoff-Kartusche 1 an einer Halterung 44 gehalten,
wobei die Halterung 44 beispielsweise die Form einer
Halteplatte oder eines Haltestabes aufweisen kann, der
mit dem Manipulator M verbindbar ist. Die Halterung 44
weist vorzugsweise an ihrer oberen Seite einen
Druckluftstutzen 45 auf, von dem aus über ein an der
Halterung 44 befestigtes Kopfteil 46 ein Druckluftzugang
in das Innere der Kartusche 1 erfolgt, wenn die
Kartusche 1 in der Halterung 44 gehalten wird, wobei ihr
oberes Ende in das Kopfteil 46 eingesetzt ist. An ihrer
unteren Seite weist die Halterung 44 ein Rohrteil 47
auf, in das der Rohrkrümmer 40 drehbar eingesetzt ist.
Der Rohrkrümmer 40 besteht aus einem Rohrelement 48, an
dessen unterem Ende ein bogenförmig gekrümmtes Teil 49
angesetzt ist. Außerdem ist am Rohrelement 48 ein
Drehteil 52 drehfest befestigt, wobei beim Drehen des
Drehteiles 52 das Rohrelement 48 in dem Rohrteil 47
gedreht wird. Mit dem Rohrteil 48 dreht sich der
Rohrkrümmer 40, wobei die durch diesen gekrümmte Düse 41
entsprechend verformt und ausgerichtet bzw. in
entsprechende Richtungen deformiert wird. Die Längsachse
des Rohrteiles 47 ist zur Längsachse der in das Kopfteil
46 eingesetzten Klebstoff-Kartusche 1 ausgerichtet.
Vorzugsweise ist das Rohrteil 47 an einem mit dem
unteren Ende der Halterung 44 verbundenen,
beispielsweise verschraubten Block 50 befestigt,
vorzugsweise verklebt. In dem Block 50 ist eine zum
Rohrteil 48 verlaufende Bohrung 51 angeordnet, in die
ein Temperaturfühler einsetzbar ist, so daß die
Temperatur direkt im Düsenbereich meßbar ist. Aus diesem
Grunde bestehen das Rohrteil 47, das Rohrelement 48 und
das bogenförmige Teil 49 des Rohrkrümmers 40 aus einem
wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Aluminium.
Dies bedeutet, daß eine Wärmeübertragung von dem
bogenförmigen Teil 49 direkt zum Temperaturfühler
erfolgt. Um eine Wärmeableitung vom Rohrteil 47 zu
vermeiden, besteht der Block 50 vorzugsweise aus einem
wärmeisolierenden Kunststoffmaterial. Dies gilt auch für
das manuell betätigbare Drehteil 52.
Mit der beschriebenen Ausführungsform wird erreicht, daß
aus einer definierten vertikalen Lage der Klebstoff-
Kartusche 1 heraus die Abgabe des Klebstoffes aus der
Düse 41 in schräger bzw. seitlicher Richtung auf die
Leiterplatte 53 erfolgen kann. Beim Stand der Technik
ist dies nur dadurch möglich, daß die Kleb
stoff-Kartusche 1 selbst in eine schräge Lage gebracht
wird, wobei jedoch das Einstellen bzw. Erreichen einer
definierten Schräglage kompliziert ist. Bei den eben
falls bekannten vertikal verlaufenden Düsen, deren Enden
schräg angeschliffen sind, ist zwar die Abgabe zur Seite
möglich. Da diese Düsen jedoch nicht drehbar sind, muß
zur Abgabe in eine bestimmte Richtung die gesamte Kleb
stoff-Kartusche 1 in Bezug auf diese gewünschte Richtung
ausgerichtet werden. Dies ist jedoch ebenso wie die oben
beschriebene Schrägstellung der Klebstoff-Kartusche nur
durch komplizierte Schritte erreichbar. Die Befestigung
bzw. Arretierung der Rohrelementes 48 in dem Rohrteil 47
erfolgt beispielsweise durch eine Schnappeinrichtung
(nicht dargestellt), die insbesondere die Form eines
federbelasteten Kugelschnappers aufweist, der die gefor
derte Drehung zuläßt.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit den Fig. 9 und 10
eine Weiterbildung der Erfindung beschrieben, bei der
der Druckaufbau in der Kartusche 1 in einer ganz
speziellen Weise vorgenommen wird. Beim Druckaufbau
(Fig. 10) kann sich der jeweils vorhandene Füllstand in
der Klebstoff-Kartusche 1 dahingehend bemerkbar machen,
daß reproduzierbare Drücke nicht erreichbar sind. Eine
Lösung dieses Problems besteht darin, daß der in der
Kartusche 1 herrschende Druck nach dem Einleiten der
Klebstoffabgabe aufeinanderfolgend in vorgegebenen Zeit
abständen gemessen wird und daß den jeweiligen Druckwer
ten entsprechende Volumenwerte aus einer Tabelle ausge
lesen werden. Diese aufeinanderfolgend aus der Tabelle
ausgelesenen und an der Düse der Kartusche 1 schrittwei
se ausgegebenen Volumenwerte werden so lange aufaddiert,
bis ein vorgegebener Soll-Volumenwert erreicht ist. Der
Dosiervorgang wird nach Erreichen dieses Soll-Volumen
wertes beendet.
Gemäß Fig. 9 ist in einem Speicher 50 wenigstens eine
Tabelle 51 vorgesehen, in der eine ganze Reihe von
druckabhängigen Volumen- bzw. Auftragungswerten abge
speichert sind. Der von einer Druckmeßeinrichtung 52
gemessene, in der Klebstoff-Kartusche herrschende zeit
abhängige Druckwert wird einem Integrator 53 zugeführt.
Dabei verläuft der zeitabhängige Druck beispielsweise
entsprechend der Darstellung der Fig. 10. Der Integrator
53 enthält einen Taktgenerator 54, der in vorbestimmten
Intervallen, die beispielsweise 5 ms betragen, Impulse
abgibt, an denen der Integrator 53 den Druck von der
Druckmeßeinrichtung 52 ausliest. Gleichzeitig gibt der
Integrator 53 an den Speicher 50 ein Signal zum Auslesen
der in der Tabelle 51 enthaltenen, entsprechenden Volu
men- bzw. Auftragungsmenge. Einem mit dem Integrator 53
verbundenen Vergleicher 55, dem der gewünschte Sollwert
der aus der Klebstoff-Kartusche 1 auszutragenden Kleb
stoffmenge eingegeben wird, werden die vom Integrator 53
an den vom Taktgenerator 54 bestimmten Intervallen
jeweils gelieferten bzw. ausgelesenen Volumina bzw.
Auftragungsmengen aufaddiert, bis sie dem dem Verglei
cher 55 eingegebenen Sollwert entsprechen. Wenn dies der
Fall ist, erzeugt der Vergleicher 55 an seinem Ausgang
ein Stop-Signal, das einem Ventil 56 zugeführt wird, das
sich in der Druckleitung 57 zur Druckzufuhr zur Kleb
stoff-Kartusche 1 befindet. Beim Empfang des Stop-
Signales unterbricht das Ventil 56 die Verbindung zwi
schen der Klebstoff-Kartusche 1 und der Leitung 75,
derart, daß der in der Klebstoff-Kartusche 1 herrschende
Druck entlüftet wird.
Die Zeitabstände zwischen den vom Taktgenerator 54
erzeugten Impulsen können zur Bestimmung der Genauigkeit
des Verfahrens sehr klein gewählt werden. Wenn die
Abstände beliebig klein gewählt werden, entspricht der
beschriebene Vorgang einer Integration.
Am Anfang einer Dosieroperation wird nach Eingabe des
Sollwertes am Vergleicher 55 vom Ausgang dieses Verglei
chers 55 ein Start-Signal an das Ventil 56 angelegt, um
dieses zu öffnen und den Druckaufbau in der Klebstoff-
Kartusche 1 einzuleiten.
Da die Volumen- bzw. Auftragungsmenge als Funktion des
Druckes auch von der Art der verarbeiteten Klebstoffe
abhängt, können in dem Speicher 50 mehrere Tabellen 51,
51′, 51′′ vorgesehen sein, von denen jeweils eine einem
bestimmten Klebstoff zugeordnet ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Einrichtung der Fig.
8 und das Verfahren gemäß Fig. 9 auch ohne die im
Zusammenhang mit der Fig. 1 erläuterten Temperaturbe
stimmung angewendet bzw. ausgeführt werden können.
Claims (29)
1. Verfahren zum dosierten Auftragen von Kleb
stoff-Tropfen auf ein Substrat, bei dem das pro Dosier
vorgang aus einer Klebstoff-Kartusche (1) ausgetragene
Fördervolumen konstant gehalten wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Konstanthaltung des Fördervolumens die
Temperatur des in der Klebstoff-Kartusche (1) befindli
chen Klebstoffes ermittelt und als Dosierparameter der
Druck und/oder die Zeit der Druckausübung als Funktion
der ermittelten Temperatur eingestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in Abhängigkeit von dem jeweils vor einem
Dosiervorgang durch einen Temperatursensor (6) ermittel
ten Temperaturwert aus einem Festwertspeicher (12) we
nigstens ein Dosierparameter ausgelesen wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Dosierkopf (5) vorgesehen ist, der an der der Düse (3)
abgewandten Seite in die Klebstoff-Kartusche (1) dicht
einsetzbar ist, so daß über eine Druckleitung (8), die
den Druckkopf (5) und eine Einheit (12) zur Regelung der
Druckparameter verbindet, eine Verbindung zwischen der
Einheit (12) und dem Inneren der Klebstoff-Kartusche (1)
herstellbar ist, daß der Druckkopf (5) aus einem wärme
leitenden Material besteht und den Temperatursensor (6)
aufweist, der den jeweiligen Temperaturwert ermittelt
und an die Einheit (12) anlegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoff-Kartusche (1)
aus einem Kunststoffmaterial besteht, daß eine aus einem
wärmeleitenden Material bestehende Hülse (1)
derart auf die Klebstoff-Kartusche (1) aufschiebbar ist,
daß sie diese umgibt und daß zwischen der Hülse (2) und
dem Dosierkopf (5) eine Wärmebrücke (17) vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Länge der Hülse (2) so beschaffen ist,
daß sie die Klebstoff-Kartusche (1) etwa im Bereich
zwischen der Düse (3) und dem Dosierkopf (5) überdeckt.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (5) aus Metall
besteht.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druckkopf (5) aus Aluminium besteht.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) aus Metall
besteht.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hülse aus Aluminium besteht.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (6) in
einer Ausnehmung (27) des Dosierkopfes (5) angeordnet
ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebrücke (17)
die Form einer Befestigungseinrichtung aus einem wärme
leitenden Material aufweist, die den Dosierkopf (5) und
die Hülse (2) miteinander verbindet und an der Kleb
stoff-Kartusche (1) befestigt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Klebstoff-Kartusche (1) an ihrer der
Düse (3) abgewandten Seite eine flanschförmige Erweite
rung (23) aufweist, daß der Dosierkopf (5) einen auf der
Erweiterung (23) aufliegenden Flansch (22) besitzt, und
daß die Befestigungseinrichtung (17) einen ersten
Flansch (29) der auf dem Flansch (22) des Dosierkopfes
(5) aufliegt, und davon durch einen Stegbereich (28) in
der axialen Richtung der Klebstoff-Kartusche (1) beab
standet einen zweiten Flansch (18) aufweist, an dem die
Hülse (2) derart befestigbar ist, daß die Hülse (2) und
der erste Flansch (29) die Erweiterung (23) und den
Flansch (22) des Dosierkopfes zwischen sich festspannen.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Flansch (18) eine Bohrung mit
einem Innengewinde (16) aufweist, in dem ein Außengewin
de der Hülse (2), das sich an dem der Düse (3) abgewand
ten Ende der Hülse (2) befindet, derart verschraubbar
ist, daß das Ende der Hülse (2) gegen die dem Flansch
(22) abgewandte Seite (23′) der Erweiterung (23) ge
drückt wird.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Flansch (29) die Form eines von
einer Seite her auf den Flansch (22) des Dosierkopfes
(5) aufschiebbaren Ringteiles aufweist, das den Umfang
des Dosierkopfes (5) teilweise umgreift.
15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flansch (18) die
Form eines Kreisringteiles aufweist, der größer als ein
halbes Kreisringteil ist und daß der Durchmesser der
Bohrung des Kreisringteiles größer als der Außendurch
messer der Klebstoff-Kartusche (1) ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) einen
Bereich (14) aufweist, dessen Querschnitt an den Um
fangsbereich zwischen der Düse (3) und den Außendurch
messer der Klebstoff-Kartusche (1) angepaßt ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrich
tung (17) aus Metall besteht.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (17) aus
Aluminium besteht.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoff-Kartusche
(1) eine Düse (41) aus einem flexiblen Material aufweist
und daß ein Düsenkrümmer (40) vorgesehen ist, der die
flexible Düse (41) beim Einsetzen in den Düsenkrümmer
(40) aus der Längsachse der Düse (41) auslenkt, so daß
eine seitliche Klebstoffaustragung ermöglicht ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Düsenkrümmer (40) ein Rohrelement
(48), das drehbar in einem Rohrteil (47) gehalten ist,
und ein am Rohrelement (48) befestigtes bogenförmiges
Teil (49) aufweist, daß die Klebstoff-Kartusche (1)
derart in den Düsenkrümmer (40) einsetzbar ist, daß ihre
flexible Düse (41) im bogenförmigen Teil (49) ausgelenkt
und ihr unteres Ende im Rohrelement (48) gehalten wird,
und daß das Rohrteil (47) mit einer die drehfeste
Klebstoff-Kartusche (1) in einer definierten Lage hal
tenden Halterung (44) verbunden ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rohrteil (47), das Rohrelement (48)
und das bogenförmige Teil (41) aus einem wärmeleitenden
Material bestehen und daß das Rohrteil (47) an einem mit
der Halterung (44) verbundenen Block (50) aus einem
wärmeisolierenden Material befestigt ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem Block (50) eine Bohrung (51) vorge
sehen ist, die zum Rohrteil (47) führt und in die neben
dem Rohrteil (47) liegend der Temperatursensor einge
setzt ist.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohrelement (48)
und/oder am bogenförmigen Teil (49) ein Drehteil (52)
befestigt ist, das zum Drehen des Rohrkrümmers (40) in
dem Rohrteil (47) dient.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Drehteil (52) die Form eines das
Rohrelement (48) umgebenden ringförmigen Flansches auf
weist.
25. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, da
durch gekennzeichnet, daß das Drehteil aus einem wärme
isolierenden Material besteht.
26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei einer Dosieroperation die folgenden
Schritte ausgeführt werden:
- a) Einleiten der Druckbeaufschlagung der Klebstoff- Kartusche (1);
- b) Fortlaufendes Messen in bestimmten Zeitintervallen des in der Klebstoff-Kartusche (1) herrschenden Druckes;
- c) Auslesen einer dem jeweils an einem vorbestimmten Zeitintervall gemesssenen Druckwert entsprechenden Auftragungsmenge aus einer Tabelle (51) eines Speichers (50);
- d) Aufaddieren der aufeinanderfolgend ausgelesenen Auftragungsmengen und Vergleichen der gebildeten Summe mit einem vorgegebenen Sollwert für die gewünschte Auftragungsmenge und
- e) Beenden des Dosiervorganges bei Erreichen des vorgegebenen Sollwertes.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Druckbeaufschlagung der Klebstoff-
Kartusche (1) durch Öffnen eines in der Druckleitung
(57) der Klebstoff-Kartusche (1) angeordneten elektro
magnetischen Ventiles (56) eingeleitet wird und daß die
die vorbestimmten Zeitintervalle festlegenden Taktimpul
se gleichzeitig einem Taktgenerator (54) entnommen
werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Erreichen des vorgegebenen Sollwertes
für die Auftragungsmenge das Ventil (56) zur Belüftung
der Klebstoff-Kartusche (1) betätigt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (50) mehrere
Tabellen (51, 51′, 51′′) für die verschiedenen Klebstoff
arten zugeordneten druckabhängigen Auftragungsmengen
enthält.
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DE4012879A DE4012879A1 (de) | 1989-08-28 | 1990-04-23 | Verfahren und einrichtung zum dosierten auftragen von klebstoff-tropfen auf ein substrat |
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