DE4210072A1 - Vorrichtung zum auftragen zaeher klebermassen auf starre anklebeflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen zäher Klebermassen auf starre Klebeflächen, wie sie aus der gattungsgemäß zugrundegelegten DE-OS 24 35 036 bekannt ist.

Die DE-OS 24 35 036 betrifft eine Vorrichtung zum flächigen und überschußfreien Auftragen von Kleber in fließfähigem Zustand auf starre Anklebeflächen. Die Vorrichtung weist u. a. eine nach Art einer Presse ausgebildete Stempeleinrichtung und einen das Werkstück mit nach oben weisender Anklebefläche aufnehmenden Tisch auf, die relativ zueinander axialbeweglich sind. Im obe­ ren Teil der Stempeleinrichtung ist ein mit Druckluft beauf­ schlagbarer Antrieb zur Auf- und Abbewegung eines Stempels an­ geordnet. Der Stempel weist an seiner unteren Stirnfläche einen porösen Körper auf, dessen werkstückseitige Oberfläche die eine dem Negativ der Oberflächenform der Anklebefläche des Werk­ stückes angepaßte Arbeitsfläche bildet. In den werkstück­ seitigen Öffnungen der porösen, flächendeckenden Arbeitsfläche des Stempels ist der verarbeitungsbereite Kleber unter Berück­ sichtigung seiner rheologischen Eigenschaften durch Kapillar­ kräfte entgegen dem Schwerkrafteinfluß gehaltert. Ein mit die­ ser Vorrichtung aufgetragener Kleber ist jedoch räumlich und mengenmäßig willkürlich verteilt, weshalb bei einem aufge­ klebten Gegenteil an dessen Rändern unerwünschte und später zu entfernende Kleberwülste auftreten können. In einigen Fällen, bspw. beim Ankleben eines Teiles an einer mit Edelholz furnierten Sichtseite eines Abdeckteiles, ist dieser Kleber­ wulst völlig inakzeptabel. Des weiteren ist bei einem aufge­ klebten Teil, bedingt durch die willkürliche Kleberverteilung, die Anklebefläche nicht vollständig mit Kleber versehen, wo­ durch die Haftung des Teiles vermindert ist.

Die DE-OS 20 60 813 betrifft eine weitere Vorrichtung zum Auf­ tragen von Leim auf Papier, bei der über eine Leimzuführleitung der Leim aus den Spitzen von Nadeln ausgedrückt und damit das Papier punktweise benetzt wird. Bei einer Arbeitsunterbrechung oder einem Wechsel von einem auf das nachfolgende Papier wird auf den in der Leimzuführleitung befindlichen Leim ein Rücksog ausgeübt und der überschüssige Leim, damit er an den Nadel­ spitzen keine Tropfen bildet oder aushärtet, von den Nadel­ spitzen abgezogen. Wird derart ein Kleber zur Verklebung eines Gegenteiles auf ein Substrat aufgetragen, so ist der Kleber über die Anklebefläche räumlich und mengenmäßig zwar gleichmä­ ßig aber nicht flächendeckend, sondern in einem Punkteraster verteilt. Dennoch können an den Rändern gleichfalls uner­ wünschte Kleberwülste auftreten. Des weiteren ist auch hier stets die Gefahr latent, daß die Anklebefläche nicht vollstän­ dig mit Kleber versehen ist, wodurch wiederum die Haftung des Gegenteiles vermindert ist.

Die DE-OS 31 15 818 betrifft ein Werkzeug zum Auftragen von Leim bzw. Klebstoff auf profilierte Werkstückflächen. Die Auf­ tragsvorrichtung des Werkzeuges weist einen Arbeitskopf auf, der aus mehreren übereinander angeordneten und mit einer inne­ ren Aussparung versehenen Lamellen gebildet ist. Die Lamellen sind auf einem Vierkantzapfen aufgereiht und auf ihm verdreh­ sicher, aber in einer Richtung quer zum Vierkantzapfen beweg­ lich geführt, wodurch sich der Lamellenstapel der Profilform anpassen kann; in profilangepaßtem Zustand des Lamellenzapfens, werden die Lamellen axial gegeneinander verspannt und in ihrer Ruhelage fixiert. Diese Seite des Arbeitskopfes bildet damit eine dem Negativ der Anklebefläche entsprechende Arbeitsfläche des Arbeitskopfes. Die Arbeitsflächen weist mehrere, in Erstreckungsrichtung der Schmalseiten der Lamellen verlaufende Rillen auf. Die Rillen sind durch einen in einer jeden Lamelle angeordneten Kanal mit einem zwischen den Aussparungen und dem Vierkant gebildeten Hohlraum verbunden, der seiner­ seits mit einer Leimzufuhrleitung verbundenen ist. Wird auf diese geleimte Kante bspw. ein Furnier ausgeklebt, so treten auch hier zusätzlich zu entfernende Kleberwülste auf.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu ent­ wickeln, mit der der Kleberauftrag über den gesamten Bereich der gewünschten Kleberauftragsfläche hinweg noch besser flächen­ deckend, mit gleichmäßiger und definierterer Dicke und unter­ brechungs- und überschußfrei auftragbar ist, so daß beim Zu­ sammenpressen der zu verklebenden Teile der Klebstoff innerhalb der Kleberauftragsfläche beschränkt bleibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auf ein lagedefiniert auf einem zu der Vorrichtung gehörigen Tisch ab­ gelegtes Werkstück wird ein Stempel mit einer gegenüber der Wirkung des späteren Einpreßdruckes des Klebers höheren Kraft angepreßt.

Um auch bei stark konturierten Werkstücken ein dichtendes, überschußfreies Anlegen der Arbeitsfläche über der Anklebeflä­ che des Werkstückes zu gewährleisten, ist die räumliche Form der Arbeitsfläche des Stempels dem Negativ der Anklebefläche nachgebildet und weist eine entlang der Begrenzungslinie des Auftrages des Klebers auf der Anklebefläche angeordnete und in sich geschlossen ausgebildete Dichtung auf. - Diese von der Dichtung begrenzte Fläche der Arbeitsfläche des Stempels wird im folgenden mit Kleberauftragsfläche bezeichnet. - Hierbei ist zu beachten, daß die Kleberauftragfläche nicht unbedingt der­ jenigen Fläche entsprechen muß, die der späteren, von dem Ge­ genteil eingenommenen verklebten Fläche - Anklebefläche - ent­ spricht.

Innerhalb der Dichtung, durch die der Kleber konturgenau ent­ sprechend dem Umrißverlauf der gewünschten Kleberauftragsfläche aufbringbar ist, ist die Arbeitsfläche mit offenen Rillen ver­ sehen, die mit einem Leitungssystem verbunden sind, das in der Stempeleinrichtung integriert und das ausgehend von einer zen­ tralen Versorgungsstelle sich baumartig, in mehreren Verzwei­ gungsebenen gleichmäßig verzweigend und verästelnd eingearbei­ tet ist. Damit ist ein gleichmäßiger Ausstoß des Klebers in die Rillen verbunden. Die Rillen sind günstigerweise eng benachbart zueinander angeordnet, so daß der Kleber über den gesamten Be­ reich der gewünschten Kleberauftragsfläche hinweg gleichver­ teilt aufgebracht wird. Durch die Ausbildung der offenen Rillen kann auf einfache Weise das mögliche maximal auf das Werkstück aufbringbare Volumen an Klebstoff berechnet werden. Beim an­ schließenden Ankleben eines Gegenteiles bildet sich dann bei entsprechender Ausbildung der Rillen und der Begrenzung der Arbeitsfläche ein flächendeckender, gleichmäßig starker, unterbrechungsfreier und überschußfreier Kleberfilm aus.

Da weiters die Rillen und das Leitungssystem mit der Versor­ gungsstelle bei angepreßtem Stempel ein geschlossenes System bilden, kann der Kleber nach erfolgtem lagedefinierten Auftrag auf das Werkstück zurückgesaugt werden, wodurch gegenüber dem bisherigen Stand der Technik ein definierteres Auftragen des Klebers erfolgt. Gleichzeitig ist hiermit in vorteilhafter Weise auch ein umweltfreundliches und gesundheitsschonendes Aufbringen des Klebers ermöglicht, da nahezu keine Emission von Lösungsmittel in die Arbeitsplatz- oder Fabrikumgebung erfolgt.

Außerdem ist das Auftragsverfahren/-vorrichtung für alle mög­ lichen Kleberarten verwendbar, also universell einsetzbar.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dar ge­ stellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 den Querschnitt durch eine die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisendes Werkzeug,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine Aufsicht auf die werkstückseitige Arbeitsfläche des Stempels.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung läßt sich grob in drei funktionelle Einheiten aufteilen und zwar in eine im oberen Teil angeordnete Stempeleinrichtung, eine in der Figur nicht dargestellte Klebstoff-Aufbereitung und in eine Druckeinheit.

Für die Klebstoff-Aufbereitung und für die Förderung zu der Stempeleinheit kann ein handelsübliches Gerät verwendet werden, wobei nur geringe Anforderungen an eine konstante Förder­ leistung und Druck gestellt werden. Solche Anlagen sind bspw. Faßschmelz-Anlagen, Tiegelschmelz-Klebegeräte oder Kratzkol­ ben-Anlagen.

Die Stempeleinrichtung weist einen durch die Leitung 11 mit der Klebstoff-Aufbereitung (nicht dargestellt) verbundenen Materi­ alzylinder 12 auf, aus welchem der Klebstoff mittels eines mit einem auf- und abbeweglichen und mit einem steuerbaren Antrieb versehenen Materialkolben 13 durch innerhalb des Stempels 4 des Werkzeuges angeordnete und sich ausgehend von dem zentralen Materialzylinders 12 baumartig, sich in mehreren Verzwei­ gungsebenen gleichmäßig verzweigenden und verästelnden Lei­ tungssystemes 8 in Richtung der starren Arbeitsfläche 3 des Stempels 4 weitertransportiert wird.

Die mit ihrer räumlichen Form dem Negativ der Oberflächenform des Werkstückes 2 angepaßte Arbeitsfläche 3 des Stempels 4 weist eine entlang der Begrenzungslinie 15 seiner Kleberauf­ tragsfläche 5 angeordnete und in sich geschlossen ausgebildete Dichtung in Form eines Dichtstreifens 6 oder eine in Richtung des Werkstückes 2 emporragende und ggf. in das Werkstück 2 eindrückbare Dichtkante 7 auf, wobei der Dichtstreifen 6 bzw. die Dichtkante 7 dichtend an die Anklebefläche des Werkstückes 2 anlegbar ist. Soll ein Werkstück 2 mit mehreren Gegenteilen verklebt werden, ist es sinnvoll, die Arbeitsfläche 3 mit meh­ reren Kleberauftragsflächen 5 zu versehen. Das ist insbesondere deshalb günstig, da dann die einzelnen Gegenteile in genauer Relativlage zueinander und wegen der lagedefinierten Aufnahme des Werkstückes 2 beim Kleberauftrag auch zum Werkstück 2 an­ bringbar sind.

Innerhalb der Dichtkante 7 bzw. Dichtstreifens 6 und der Be­ grenzungslinien 15 weist die Arbeitsfläche 3 sich überkreuzende Scharen 18 von werkstückseitig offenen Rillen 9 auf, die mit dem durch starre Wandungen begrenzten Leitungssystem 8 verbun­ den und eng benachbart zueinander angeordnet sind. Die ein­ zelnen Rillen 9 sind so breit gearbeitet, daß der verarbei­ tungsbereite Kleber unter Berücksichtigung seiner rheologischen Eigenschaften durch Kapillarkräfte entgegen dem Schwerkraft­ einfluß gehalten ist, wobei der gegenseitige Abstand der Rillen 9 günstigerweise maximal dem eineinhalbfachen der Rillenbreite entspricht.

Gegenüberliegend zu der Arbeitsfläche 3 des Stempels 4 ist ein das Werkstück 2 lagedefiniert aufnehmender Tisch 1 angeordnet.

Da der Tisch 1 und der Stempel 4 eine genau zueinander defi­ nierte Axiallage aufweisen, kann der Kleber exakt an derjenigen Stelle - Kleberauftragsfläche 5 - des Werkstückes 2 aufgebracht werden, an dem er benötigt wird.

Zum Auftragen des Klebers auf die Kleberauftragsfläche 5 wird das Werkstück 2 lagedefiniert auf dem Tisch 1 abgelegt und der Stempel 4 an das Werkstück 2 angelegt. Damit der unter Druck in die Rillen 9 eingepreßte Kleber auf innerhalb der von dem Dichtstreifen 6 bzw. der Dichtkante 7 und/oder der Begren­ zungslinie 15 begrenzten Kleberauftragsfläche 5 verbleibt und nicht seitlich aus der Dichtung ausgedrückt wird, ist der Stempel 4 und der Tisch 1 innerhalb von Druckplatten 14 einer Presse angeordnet, die den Stempel 4 mit einem gegenüber dem Kleberdruck höheren Anpreßdruck gegen das Werkstück 2 und damit gegen den Tisch 1 pressen.

Um ein einfaches Reinigen des im Stempel 4 integrierten Lei­ tungssystemes 8 zu ermöglichen hat es sich ferner von Vorteil erwiesen, den Stempel 4 im Bereich der Verzweigungen des Lei­ tungssystems 8 in an sich bekannter Weise schichtweise auszu­ bilden. Dadurch kann der Stempel 4 an allen Verzweigungsebenen des Leitungssystems 8 in seine einzelnen, benachbarten Schich­ ten 10 zerlegt und einfach gereinigt werden.

Zur Verarbeitung von Schmelzkleber ist es sinnvoll, eine oder mehrere Schichten 10 des Stempels 4 mit einer Heizung 16 zu versehen, damit sich der Schmelzkleber immer in einem reibungsarmen, fließfähigen Zustand befindet. Die hierfür not­ wendigen Heizleistungen können dann durch eine den Stempel 4 von der oberen Druckplatte 14 der Presse thermisch isolierende Isolationsschicht 17 verringert werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum konturgenauen und überschußfreien Auftragen zäher Klebmassen auf starre Anklebeflächen eines Werkstückes, mit einem das Werkstück mit nach oben weisender Anklebefläche aufnehmenden Tisch und ferner mit einer nach Art einer Presse ausgebildeten Stempeleinrichtung mit folgenden Merkmalen:

• - im oberen Teil der Stempeleinrichtung ist ein auf- und abbe­ weglicher und mit einem entsprechenden, steuerbaren Antrieb versehener Stempel angebracht,
• - der Stempel ist mit einer der Kleberauftragsfläche der starren Anklebefläche entsprechenden Arbeitsfläche versehen,
• - die Arbeitsfläche des Stempels weist eine durchlässige, flächendeckende Struktur auf, in deren werkstückseitigen Öffnungen, die etwa gleichmäßig über die Arbeitsfläche ver­ teilt angeordnet sind, der verarbeitungsbereite Kleber unter Berücksichtigung seiner rheologischen Eigenschaften durch Kapillarkräfte entgegen dem Schwerkrafteinfluß gehalten ist,
• - im Inneren des Stempels ist ein von einer zentralen Versor­ gungsstelle ausgehendes und durch starre Wandungen begrenztes Leitungssystem eingearbeitet, welches in die werkstück­ seitigen Öffnungen ausmündet, und
• - an einer zentralen Versorgungsstelle des Leitungssystems ist eine Kleberbevorratungs- und -dosiervorrichtung unmittelbar angeschlossen,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Tisch (1) eine das Werkstück (2) lagedefiniert auf­ nehmende Werkstückaufnahme aufweist,
• - daß die räumliche Form zumindest der Arbeitsfläche (3) des Stempels (4) dem Negativ der Oberflächenform der Anklebeflä­ che des Werkstückes (2) angepaßt ist,
• - daß die Struktur der Arbeitsfläche (3) in Form von vielen sich überkreuzenden, zum Werkstück (2) hin offenen Rillen ausgebildet ist, die mit dem Leitungssystem (8) verbunden sind und deren gegenseitiger Abstand maximal dem Eineinhalb­ fachen der Rillenbreite entspricht,
• - daß die Arbeitsfläche (3) des Stempels (4) eine entlang der Begrenzungslinie (15) der Kleberauftragsfläche (5) angeord­ nete und in sich geschlossen ausgebildete Dichtung in Form eines Dichtstreifens (6) oder einer in Richtung des Werk­ stückes (2) emporragenden Dichtkante (7) aufweist, die dich­ tend an die Anklebefläche des Werkstückes (2) anlegbar ist und
• - daß das Leitungssystem (8) ausgehend von der zentralen Ver­ sorgungsstelle baumartig, sich in mehreren Verzweigungsebenen gleichmäßig verzweigend und verästelnd eingearbeitet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (4) im Bereich der Verzweigungen des Leitungs­ systems (8) in an sich bekannter Weise schichtweise aufgebaut ist, wobei an allen Verzweigungsebenen des Leitungssystems (8) die benachbarten Schichten (10) des Stempels (4) lösbar anein­ ander liegen.