DE4231119C1 - Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen und Beschichtungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen und Beschichtungseinrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zum Auftragen
von Klebstoffen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 sowie eine Beschichtungseinrichtung gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruches 13.
In zahlreichen Anwendungsfällen ist Klebstoff auf mehr
oder weniger ausgedehnte Flächen möglichst gleichmäßig
aufzutragen, wobei häufig nicht nur eine gleichmäßige
Schichtdicke, sondern auch die Einhaltung einer vorgege
benen Kontur der Klebstofffläche gefordert ist. Beispiels
weise ist es bei der Schuhherstellung zum Ankleben der
Sohle erforderlich, mit hoher Genauigkeit Klebstoff auf
den Schuhboden aufzubringen. Es soll nämlich einerseits
möglichst kein Klebstoff auf das jeweilige Oberleder ge
langen und andererseits sollen auch in den Randbereichen
ausreichende Klebstoffmengen aufgetragen werden. Das er
fordert neben dem bereits genannten weitgehend genauen
Begrenzen der Klebstoffbeschichtung auf den vorgegebenen
Bereich die Ausbildung eines scharfen Überganges von der
mit Klebstoff beschichteten Fläche zu der klebstofffreien
Fläche.
In der Praxis ist bereits versucht worden, Klebstoff im
Sprühverfahren auf entsprechende zu beschichtende Flächen
von Werkstücken, insbesondere Schuhböden aufzubringen.
Dazu wird während einer Sprühphase aus einer Düse austre
tender Klebstoff von einem Druckluftstrahl mitgerissen,
verwirbelt und auf dem Schuhboden niedergeschlagen. Bei
entsprechender Gestaltung der Druckluft- und der Kleb
stoffdüsen ist der Druckluftstrahl relativ scharf be
grenzt. Innerhalb des Druckluftstrahles verwirbelt der
Klebstoff zu Klebstofftröpfchen und es bildet sich ein
Sprühkegel aus. Der Sprühkegel wird derart über die zu be
schichtende Fläche geführt, daß er sie ein oder mehrmals
überstreicht wobei Klebstoff in entsprechender Schichtdicke
aufgetragen wird. Die erreichbare Konturenschärfe der
Klebstofffläche entspricht dabei etwa der Konturenschärfe
des Sprühkegels.
Nach dem Beschichten der Klebstofffläche wird der
Sprühkegel abgestellt, um einen Werkstückwechsel vornehmen
zu können. Die entsprechende Sprühanlage arbeitet demnach
in einem intermittiernden Betrieb mit mehr oder weniger
langen Ruhephasen.
Sowohl die Verteilung und die Anzahl der Klebstofftröpf
chen in dem Druckluftstrahl als auch der Querschnitt des
Druckluftstrahles und damit die Form des sich auf der zu
beschichtenden Fläche ausbildenden Sprühfleckes sind von
der Form und dem Zustand der Druckluft- und Klebstoffdüsen
sowie in deren Nähe befindlichen Teilen abhängig. Sich im
Bereiche der Düsen anlagernder Klebstoff kann die Form des
Sprühkegels derart verändern, daß die Verteilung der Kleb
stofftröpfchen in dem Sprühkegel ungleichmäßig wird. Da
durch kann sowohl die Form der Klebstofffläche verändert
werden als auch deren Schichtdicke insbesondere gegen den
Rand hin ungleichmäßig werden.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung ein Ver
fahren zum Auftragen von Klebstoffen anzugeben, das es
gestattet, Klebstoffflächen mit gleichbleibender und
scharfer Begrenzung zu erzeugen. Darüberhinaus ist es Auf
gabe der Erfindung eine Beschichtungseinrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.
Ein die Aufgabe lösendes Verfahren ist durch die Merkmalen
des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 angege
ben.
In der sich unmittelbar an die Sprühphase anschließenden
Reinigungsphase löst das der Druckluft beigegebene Lö
sungsmittel den an dem Sprühkopf insbesondere im Bereich
seiner Düsen anhaftenden Klebstoff auf. Die entstehende
Klebstofflösung ist dünnflüssig und wird von dem Sprüh
luftstrahl ausgeblasen. Nach Abschluß der Reinigungsphase
ist der Sprühkopf von Klebstoffresten soweit befreit, daß
er auch sehr lange in der Ruhephase verharren kann. Wird
erneut ein Sprühvorgang eingeleitet, strömen die Sprühluft
und der Klebstoff jeweils durch saubere Düsen, an denen
kein eingetrockneter oder ausgehärteter Klebstoff haftet.
Der Sprühkegel nimmt demnach seine vorgesehene Form an.
Auch die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Klebstoff
tröpfchen in dem Sprühkegel ist nicht beeinträchtigt. Un
abhängig von dem Arbeitsregime des Sprühkopfes, d. h. von
dem Verhältnis der Dauer der Sprühphasen zu der Dauer der
Ruhephasen, wird ein gleichbleibender Sprühkegel erzeugt
und damit ein einheitliches Sprühergebnis erzielt. Dadurch
wird die Automatisierung des Beschichtungsverfahrens er
möglicht, bspw. indem der Sprühkopf an einem Roboterarm
befestigt wird, der für einen bestimmten Werkstücktyp eine
vorgegebene Bewegungsfolge ausführt.
Ein gleichbleibend guter Reinigungseffekt und damit ein
sich nicht verändernder Sprühkegel wird bei Durchführung
der Reinigungsphase am Ende jeder Sprühphase erreicht.
Bei der Verwendung von wäßrigem PU-Klebstoff als Klebstoff
und Wasser als Lösungsmittel wird die Belastung der Umge
bungsluft mit giftigen oder gesundheitsschädlichen Dämpfen
weitgehend vermieden.
Wenn während der Reinigungsphase die Sprühluftzufuhr un
terbrochen und statt dessen Lösungsmittel zugeführt wird,
kann die Reinigungsphase ohne zusätzliche Leitungen an dem
betreffenden Sprühkopf ausgeführt werden, wobei eine gute
Reinigungswirkung erreicht wird. Die Zugabe von Lösungs
mittel in die Sprühluft kann auf einfache Weise in drei
Schritten erreicht werden, indem in der Reinigungsphase
zunächst ausschließlich Sprühluft zugeführt wird, die gro
be Klebstoffreste abbläst und darauffolgend, bei unterbun
dener Sprühluftzufuhr, Lösungsmittel unter Druck in eine
Zuführung für die Sprühluft gegeben wird. Wenn danach die
Sprühluftzufuhr erneut kurzzeitig aktiviert wird, kann das
sich mit der Sprühluft verwirbelnde Lösungsmittel die
Klebstoffreste weitgehend entfernen.
Eine gute Reinigungswirkung ergibt sich, wenn der erste
Schritt und der dritte Schritt im wesentlichen gleich lan
ge Zeitspannen beanspruchen und der zweite Schritt im we
sentlichen ein Fünftel der Zeitspanne beansprucht, wie der
erste Schritt. Dabei ist es ausreichend, wenn der erste
Schritt ungefähr 0,5 s dauert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit Vorteil bei der
Schuhherstellung zum Auftragen des Klebstoffes auf Schuh
boden anwendbar.
Wenn der Klebstoffauftrag während der Sprühphase aus einer
Richtung senkrecht zu dem jeweiligen Schuhboden erfolgt,
ist insbesondere der Übergang von mit Klebstoff besprühter
Fläche zu unbesprühter Fläche gut kontrollierbar.
Falls der Klebstoff ausgehend von dem mittleren Vorderfuß
teil entlang des Randes des Schuhbodens aufgetragen wird,
kann sich der sich ausbildende Sprühkegel zunächst in Soh
lenmitte stabilisieren, wo Übergangsvorgänge bei der Aus
bildung des Sprühkegels keine negativen Auswirkungen auf
die Qualität der erzeugten Klebstoffschicht haben.
Die Reinigungsphase kann mit Vorteil durchgeführt werden,
wenn der Sprühkopf in einem mittleren Bereich des Schuhbo
dens randfern steht. Der sich während der Reinigungsphase
auf dem Schuhboden ausbildende Lösungsmittelklecks trock
net dort ab, ohne die Konturenschärfe der aufgesprühten
Klebstoffschicht zu beeinträchtigen.
Eine die oben angegebene Aufgabe lösende Beschichtungsein
richtung ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles
des Anspruchs 13 gekennzeichnet.
Weil die Sprühluftleitung an eine gesteuerte Umschaltein
richtung angeschlossen ist, über die die Sprühluftleitung
wahlweise an eine Druckluftquelle oder an eine Lösungsmit
telquelle anschaltbar ist, kann das Lösungsmittel direkt
in die Sprühluftleitung gegeben werden.
Dabei ist es von Vorteil, wenn der Sprühkopf ein gesteuer
tes Nadelventil zur Regulierung und Steuerung der Kleb
stoffzufuhr aufweist. Somit wird ein Nachtropfen von Kleb
stoff und ein Verkleben während Stillstandszeiten vermie
den.
Der Austritt von Klebstoff ist beim Abschalten der Versor
gungseinrichtungen sichergestellt, wenn das Nadelventil
eine Ventilnadel aufweist, die auf die geschlossene Stel
lung des Nadelventils zu federbelastet ist.
Im übrigen kann die Ventilnadel mit einem Kolben verbunden
sein, der abgedichtet und in Längsrichtung der Ventilnadel
beweglich in einer Kammer mit einem nach außen geführten
Druckluftanschluß aufgenommen ist. Der Kolben bildet einen
einfachen pneumatischen Antrieb für die Ventilnadel.
Die aus tretende Klebstoffmenge und damit auch die Dicke
der erzeugten Klebstoffschicht kann auf einfache Weise
dadurch einstellbar gemacht werden, daß der Arbeitshub des
Kolbens in Richtung auf die geöffnete Stellung des Nadel
ventils durch eine in der axialen Verlängerung der Ventil
nadel angeordnete Mengenregulierschraube begrenzt wird.
Das gezielte und vor allem schnelle Einlassen von Lösungs
mittel in die Sprühluftleitung wird dadurch erreicht, daß
die Umschalteinrichtung ein Ventil für Druckluft und ein
Ventil für Lösungsmittel aufweist, die vorzugsweise elek
tromagnetisch betätigt sind. Die Verwendung von 3/2-Wege
ventilen ermöglicht das Druckentlasten des betreffenden,
gerade nicht aktiven Zuflusses eines nachgeschalteten
Wechselventils. Das Wechselventil schaltet dadurch schnell
und sicher um. Es dringt weder Druckluft in den Lösungs
mittelbereich ein, noch kann, bspw. während des Sprühvor
ganges, unerwünschterweise Lösungsmittel in die Sprühluft
gelangen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Beschichtungseinrichtung zum Auftragen von
Klebstoff bei der Schuhherstellung, in schemati
scher Darstellung und
Fig. 2 eine Beschichtungseinrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einem im
Längsschnitt dargestellten Sprühkopf und mit
einer Versorgungseinrichtung, in schematischer
Darstellung.
In der Fig. 1 ist schematisch ein 5-achsiger Roboter 1
dargestellt, dessen beweglicher Teil 2 auf einer ortsfest
gelagerten Säule 3 ruht. Der bewegliche Teil 2 ist um eine
bei 4 angedeutete vertikale Achse drehbar auf der Säule 3
gelagert und umfaßt einen um eine horizontale Achse 5 auf
und ab schwenkbaren Arm 6. Der Arm 6 weist ungefähr bei
seiner halben Länge ein Schwenklager auf, dessen Achse 7
parallel zu der Achse 5 angeordnet ist. An dem von der
Säule 3 abliegenden Ende des Armes 6 ist schwenkbar um
eine Achse 8, die sowohl parallel zu der Achse 7 als auch
parallel zu der Achse 5 liegt, ein Halter 9 vorgesehen, an
dem ein Werkzeugträger 11 drehbar gelagert ist. Der Werk
zeugträger 11 ist um eine Achse 12 drehbar, die rechtwink
lig zu der Achse 8 ausgerichtet ist.
Die Bewegungen um alle Achsen 4, 5, 7, 8, 12 sind jeweils
über ein entsprechendes Antriebsmittel wie bspw. Hydrau
likantriebe oder Elektromotoren gesteuert. Die Antriebs
mittel sind von einer Steuereinheit derart gesteuert, daß
der Werkzeugträger 11 die geforderten Bewegungen ausführt.
Der Werkzeugträger 11 ist starr mit einem Sprühkopf 13 zum
Auftragen von wasserlöslichem Klebstoff, vorzugsweise
PU-Klebstoff, in einem Sprühkegel 14 auf eine entsprechende
Fläche 15 eines Werkstückes 16 verbunden. Bei dem Werk
stück 16 handelt es sich um einen auf einen Leisten ge
spannten Schuh 16, dessen Schuhboden 15 vor dem Ankleben
einer in einem der folgenden Arbeitsschritte auf zukleben
den Schuhsohle mit dem Klebstoff zu beschichten ist. Der
Schuhboden 15 ist nicht plan, denn er weist eine Wölbung
auf, die dem Leisten und der Form, die der Schuh 16 nach
der Fertigstellung einmal annehmen soll entspricht. Auf
den Schuhboden 15 ist bis zu seinem Rand 17 Klebstoff auf
zutragen, wobei kein Klebstoff auf das Oberleder gelangen
soll.
Der auf den Leisten gespannte Schuh 16 wird von einer in
der Fig. 1 durch vier Spannbacken 18 angedeuteten, im
übrigen aber nicht weiter dargestellten Klemmvorrichtung
mit einer geringen Toleranz in einer definierten Lage ge
halten, wobei die Lageabweichungen maximal 0,5 mm betra
gen.
Der bei dem Auftragen des Klebstoffes entlang des Randes
17 des Schuhbodens 15 geführte Sprühkopf 13 ist im Längs
schnitt in der Fig. 2 dargestellt. Der bezüglich einer
Längs- oder Sprühachse 21 rotationssymmetrisch ausgebilde
te Sprühkopf 13 weist einen im wesentlichen zylindrischen
Ventilkörper 22 auf, der als Grundkörper die weiteren Tei
le des Sprühkopfes 13 trägt. Von beiden Enden her, d. h. in
Fig. 2 von oben und von unten, ist der Ventilkörper mit
zylindrischen Bohrungen 23, 24 etwa gleichen Durchmessers
versehen, die koaxial zu der Sprühachse 21 angeordnet sind
und jeweils einen planen Boden 25, 26 aufweisen. Die Boh
rungen 23, 24 sind untereinander durch eine Führungsboh
rung 27 verbunden, deren Durchmesser einer Ventilnadel 28
entspricht und in der die Ventilnadel mit einem zylindri
schen Schaftteil 29 aufgenommen ist. Zur Abdichtung des
Schaftteiles 29 der Ventilnadel 28 gegenüber dem Ventil
körper 22, sind in der Wandung der Führungsbohrung 27 mit
O-Ringen 31 versehene Ringnuten 32 eingebracht.
An einem Ende geht der Schaftteil 29 der Ventilnadel 28
innerhalb der Bohrung 23 in einen scheibenartigen Kopf
über, der als Hubkolben 34 an seiner Außenumfangsfläche
eine in einer eingestochenen Ringnut 35 liegende Dichtung
36 trägt. Der Hubkolben 43 ist somit abgedichtet und axial
verschieblich in der Bohrung 23 aufgenommen und schließt
eine Kammer 37 ab, an der ein Druckluftanschluß 38 vorge
sehen ist.
Die Ventilnadel 28 verjüngt sich an ihrem anderen, aus der
Bohrung 24 heraus stehenden Ende zu einem schlanken Ventil
kegel 39. Koaxial zu dem Ventilkegel 39 ist eine konische
Klebstoffdüse 41 mit einer kreisrunden Klebstofföffnung 42
angeordnet. Die Klebstoffdüse ist in ein in der Bohrung 24
vorgesehenes Innengewinde 43 eingeschraubt und stützt sich
mit einer Ringschulter 44 an dem Rand der Bohrung 24 ab.
Die Innenweite der Klebstoffdüse 41 nimmt zu der Kleb
stofföffnung 42 hin stetig ab, wobei die Abmessungen so
festgelegt sind, daß die Klebstofföffnung 42 bei einer
axialen Hin- und Herbewegung des Hubkolbens 34 innerhalb
der Bohrung 23 von dem Ventilkegel 39 der Ventilnadel 28
geöffnet und verschlossen wird. Die Klebstoffdüse 41 und
die Bohrung 24 begrenzen eine Klebstoffkammer 45, die über
einen Klebstoffanschluß 46 mit unter einem konstanten
Druck von 1 bis 1,5 bar stehenden Klebstoff versorgt wird.
Bei einer Bewegung der Ventilnadel 28 in Fig. 2 nach oben,
wird die Klebstoffdüse 41 geöffnet, wobei der Ventilkegel
39 der Ventilnadel 28 und die Klebstofföffnung 42 einen
Ringspalt freigeben, der um so weiter ist, je weiter die
Ventilnadel 28 nach oben getrieben wird. Um die Weite des
Ringspaltes und damit die bei gegebenem Druck pro Zeitein
heit austretende Klebstoffmenge einstellen zu können, ist
bei der Bohrung 23 eine Mengenregulierschraube 48 als ver
stellbarer Anschlag vorgesehen. Die Mengenregulierschraube
48 ist in einen seinerseits an dem Ventilkörper 22 ange
schraubten Halteteil 49 eingeschraubt und bildet mit ihrer
Stirnfläche eine Anlagefläche für die Stirnfläche des Hub
kolbens 34. Das aus dem Halteteil herausragende Ende der
Mengenregulierschraube 48 trägt einen Rändelkopf zur be
quemen manuellen Einstellung der abzugebenden Klebstoff
menge. Das Halteteil 49 weist zur Aufnahme der Mengenregu
lierschraube 48 eine koaxiale Gewindebohrung 51 auf, die
an der dem Hubkolben 34 zugewandten Seite zu einer Bohrung
52 mit größerem Durchmesser erweitert ist. In dieser Boh
rung 52 ist eine Schraubenfeder 53 aufgenommen, die sich
einenends an dem Boden der Bohrung 52 und anderenends an
der Stirnfläche des Hubkolbens 34 abstützt, wodurch das
von dem Ventilkegel 39 und der Klebstoffdüse 41 gebildete
Nadelventil auf seine geschlossene Stellung zu vorgespannt
ist.
An seinem in Fig. 2 unteren Ende ist der Ventilkörper 22
mit einem Außengewinde 54 versehen, auf das eine Sprüh
luftdüse 55 koaxial zu der Sprühachse 21 aufgeschraubt
ist. Die in der Art einer Kappe ausgebildete Sprühluftdüse
55 weist eine kreisförmige Sprühluftöffnung 56 auf, deren
Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Kleb
stoffdüse 41 im Bereich der Klebstofföffnung 42. Dadurch
begrenzen die Sprühluftöffnung 56 und die Klebstoffdüse
einen kreisringförmigen, koaxial zu der Klebstofföffnung
42 liegenden Sprühluftdurchtritt von unveränderter Weite.
Die Sprühluftdüse weist einen sich von dem Ventilkörper 22
zu der Sprühluftöffnung 56 verringernden Innendurchmesser
auf. Die Sprühluftdüse 55 und die Klebstoffdüse 41 begren
zen eine ungefähr ringförmige Sprühluftkammer 57, die über
einen parallel zu der Sprühachse 21 in dem Ventilkörper 22
angeordneten Luftkanal 58 gespeist ist, der zu einem
Sprühluftanschluß 59 führt. Der Luftkanal 58 speist die
Sprühluftkammer über einen Ringspalt 61, der von der Ring
schulter 44 der Klebstoffdüse 41 und einem axialen, in dem
Ventilkörper 22 vorgesehenen Einstich gebildet ist. Es
stellt sich dadurch eine gleichmäßige Druckverteilung in
der Sprühluftkammer 57 und damit ein rotationssymmetrisch
aus der Sprühluftöffnung 56 austretender Sprühluftstrahl
mit kreisförmigen Querschnitt ein.
Der Sprühkopf 13 ist an eine Versorgungseinrichtung 63
angeschlossen. Die Versorgungseinrichtung 63 speist den
Sprühkopf 13 an seinem Druckluftanschluß 38 über eine
Druckluftleitung 64, an seinem Klebstoffanschluß 46 über
eine Klebstoffleitung 65 und an seinem Sprühluftanschluß
59 über eine Sprühluftleitung 66.
Die Druckluftleitung 38 liegt über ein elektromagnetisch
betätigtes, federbelastetes 3/2-Wegeventil 66A an einer mit
einer Druckluftquelle 67 in Verbindung stehenden Druck
luftverteilungsleitung 68. In seiner Ruhestellung, d. h.
wenn der Elektromagnet des 3/2-Wegeventils 66A nicht erregt
ist, ist die Druckluftleitung 64 und damit auch die Kammer
37 druckentlastet. In der Arbeitsstellung dagegen, bei
erregtem Elektromagnet, ist die Druckluftleitung 64 über
das 3/2-Wegeventil 66A mit der Druckluftverteilungsleitung
68 verbunden, so daß der Hubkolben 34 mit Druckluft beauf
schlagt ist.
Die die Klebstoffkammer 45 mit Klebstoff versorgende Kleb
stoffleitung 65 ist an einen allseitig geschlossenen Kleb
stoffbehälter 71 angeschlossen, in dem ein größerer Kleb
stoffvorrat 72 bereitgehalten ist. An den Klebstoffbehäl
ter 71 ist an seinem oberen Bereich eine Druckleitung 73
angeschlossen, die über ein einstellbar ausgebildetes
Druckminderventil 74 an die Druckluftverteilungsleitung 68
angeschlossen ist, so daß in dem Klebstoffbehälter 71
oberhalb des Klebstoffvorrates 72 ein Luftpolster 75
steht, das den Klebstoff unter einem permanenten Druck von
den bereits genannten 1 bis 1,5 bar hält. Zur Kontrolle
des Klebstoffdruckes, der die bei geöffneter Klebstofföff
nung 42 austretende Klebstoffmenge beeinflußt ist an der
Druckleitung 73 ein Manometer 76 vorgesehen.
Die Sprühluftleitung 66 ist über eine Umschalteinrichtung
78 mit einer Wasserleitung 79 und mit einer Sprühdrucklei
tung 80 verbunden. Die Umschalteinrichtung 78 umfaßt ein
Wechselventil 81 mit einem Abfluß 82, der unmittelbar an
die Sprühluftleitung 66 angeschlossen ist, sowie zwei
3/2-Wegeventile 83, 84, die ausgangsseitig jeweils an einen
Zufluß 85, 86 des Wechselventiles 81 angeschlossen sind.
Das Wechselventil 81 verbindet jeweils den unter dem höhe
ren Druck stehenden Zufluß mit dem Abfluß 82 und sperrt
den jeweils anderen Zufluß. Sowohl das 3/2-Wegeventil 83
als auch das 3/2-Wegeventil 84 ist gegen eine Rückstell
feder elektromagnetisch betätigt. Die entsprechenden Elek
tromagnete sind mit einer nicht weiter dargestellten Steu
ereinheit verbunden die auch den Elektromagneten des
3/2-Wegeventiles 66A betätigt sowie die Antriebseinrichtungen
des Roboterarmes 6 steuert. Das 3/2-Wegeventil 83 befindet
sich bei stromlosem Elektromagneten in der in Fig. 2 wie
dergegebenen Ruhestellung, in der die Druckluft abgeschie
bert und der Zufluß 85 druckentlastet ist. Zieht der Elek
tromagnet an, verbindet das 3/2-Wegeventil 83 die Sprüh
druckleitung 80 mit dem Zufluß 85.
Die Sprühdruckleitung 80 steht über eine als Luftmengenre
gulierung dienende einstellbare Drossel 87 und ein ein
stellbares Druckminderventil 88 mit der Druckluftvertei
lungsleitung 68 in Verbindung. Das Druckminderventil 83
ist auf einen Sprühdruck von ungefähr 3 bar eingestellt.
Zur Kontrolle des Sprühdruckes ist dem Druckminderventil
88 ein Manometer 89 nachgeschaltet.
Über das 3/2-Wegeventil 84 ist der Zufluß 86 entlüftet,
wenn dieses in seiner Ruhestellung steht. Wird der zur
Ventilbetätigung vorgesehene Elektromagnet angesteuert und
zieht dieser an, schaltet das 3/2-Wegeventil 84 um und
verbindet den Zufluß 86 des Wechselventils 81 mit der Was
serleitung 79.
Die Wasserleitung 79 ist an einen Abfluß eines allseitig
geschlossenen Wasserbehälters 91 angeschlossen, in dem ein
Wasservorrat 92 bereitgehalten wird. Oberhalb des Wasser
spiegels steht ein Druckpolster 93, das einen Wasserdruck
von 0,5 bis 1,5 bar aufrecht erhält. Das Druckpolster 93
wird durch Druckluft gebildet, die über ein einstellbares
Druckminderventil 94 aus der Druckluftverteilungsleitung
68 zugeführt ist. Die Größe des Druckes ist an einem dem
Druckminderventil 94 nachgeschalteten Manometer 95 ables
bar.
Die insoweit beschriebenen Beschichtungseinrichtung arbei
tet wie folgt:
Zum Auftragen des Klebstoffes auf den Schuhboden 15 wird
der während des Einspannens des Schuhs 16 weggeschwenkte
Arm 6 des Roboters 1 zunächst derart herangeschwenkt, daß
der Sprühkopf 13 im Bereiche des mittleren Vorderfußteiles
des Schuhs 16 in einem Abstand von 20 bis 40 mm von dem
Schuhboden 15 entfernt steht. Der Sprühkopf 13 ist dabei
so positioniert, daß die Sprühachse 21 senkrecht zu dem
Schuhboden 15 steht und diesen bspw. an dem etwa in der
Mitte des Vorderfußteils gelegenen Punkt 96 schneidet. In
dieser Stellung des Sprühkopfes 13 und während des Heran
schwenkens des Armes 6 sind alle 3/2-Wegeventile 66, 83,
84 geschlossen und es tritt noch kein Klebstoff aus dem
Sprühkopf aus. Die Ventilnadel 29 ist von der Schraubenfe
der 54 fest von innen an die Klebstoffdüse 41 angedrückt,
so daß die Klebstofföffnung 42 verschlossen ist. Der ge
samte Sprühkopf 13 ist in seiner Ruhephase.
Zu Beginn des Sprühvorganges wird zunächst das 3/2-Wege
ventil 83 eingeschaltet, wodurch die unter dem Druck von 3
bar stehende Sprühdruckleitung 80 mit dem Zufluß 85 des
Wechselventiles 81 verbunden ist. Das 3/2-Wegeventil 84
sperrt den Weg zwischen der Wasserleitung 79 und dem Zu
fluß 86 ab, wodurch der Zufluß 86 druckfrei ist. Folglich
schaltet das Wechselventil 81 den Zufluß 85 auf die Sprüh
luftleitung 66 und sperrt den Zufluß 86. Dementsprechend
tritt an der Sprühluftöffnung 56 ein Sprühluftstrahl aus,
der nach wenigen Zehntel Millisekunden eine saubere Kreis
kegelform angenommen und sich in dieser stabilisiert hat.
Nach ungefähr 0,5 s wird eine Sprühphase eingeleitet, in
dem die Kammer 37 über die Druckluftleitung 64 mit Druck
luft beaufschlagt wird. Das 3/2-Wegeventil 66A gibt dazu
den Weg für die unter vollem Druck stehende Preßluft aus
der Druckluftverteilungsleitung 68 frei. Die Preßluft
treibt den Hubkolben 34 sofort bis zu dem durch die Men
genregulierschraube 48 gebildeten Anschlag, wobei die Ven
tilnadel 29 die Klebstofföffnung 42 frei gibt. Der nun mit
dem bereits genannten Druck von 1 bis 1,5 bar austretende
Klebstoff wird von der Sprühluft mitgerissen, zu kleinen
Tröpfchen verwirbelt und in dem Sprühluftstrahl gleichmä
ßig verteilt. Durch das Öffnen der Klebstofföffnung 42 und
die Zugabe von Klebstoff in den Sprühluftstrahl kann zu
nächst eine gewisse Störung desselben eintreten. Jedoch
stabilisiert sich der sich nun ausbildende Sprühkegel 14
alsbald zu einer stationären Form. Dieser Stabilisierungs
vorgang findet in der Mitte des Vorderfußteiles, als rela
tiv weit von dem Rand 17 des Schuhbodens 15 statt, so daß
kurzzeitige Unregelmäßigkeiten oder Verformungen des
Sprühkegels 14 keine Beeinträchtigung der Qualität der
Klebstoffbeschichtung haben.
Nachdem der Sprühkegel 14 seine stationäre Form angenommen
hat, wird der Sprühkopf 13 von dem Arm 6 über den Schuhbo
den 15 geführt. Dabei wird der Sprühkopf 13 entlang eines
Weges 97 stets so positioniert, daß der Rand des Sprühke
gels 14 den Rand 17 des Schuhbodens gerade erreicht, kei
nesfalls aber überschreitet. Die Sprühachse 21 des Sprüh
kopfes 13 steht zu jedem Zeitpunkt der Bewegung senkrecht
zu dem Schuhboden 15. Mit gleichförmiger Geschwindigkeit
wird der Sprühkopf 13 entlang des gesamten Randes 17 des
Schuhbodens 15 geführt, wobei aus einem gleichbleibenden
Abstand, der wie bereits ausgeführt zwischen 20 und 40 mm
liegt, Klebstoff aufgetragen wird. Der Sprühkopf 13 wird
dabei mit einer Positioniergenauigkeit geführt, die besser
als 0,5 mm ist.
Wenn der Sprühkopf 13 den gesamten Rand des Schuhbodens 15
abgefahren hat und der Schuhboden 15 mit Klebstoff be
schichtet ist, wird die Sprühphase beendet und eine Reini
gungsphase zur Beseitigung von an der Klebstoffdüse 41 und
der Sprühluftdüse 55 anhaftenden Klebstoffresten eingelei
tet. Dazu wird bei nicht in Randnähe stehendem Sprühkopf
13 das 3/2-Wegeventil 66A in seine Ruhestellung geschaltet,
womit die Kammer 37 druckfrei wird und die Feder 53 den
Kolben 34 mit der Ventilnadel 29 in die Bohrung 23 hinein
schiebt. Dabei verschließt der Ventilkegel 39 die Kleb
stofföffnung 42. Die Sprühluft liegt über das noch einge
schaltete 3/2-Wegeventil 83 zunächst für ungefähr 0,5 s
weiter an, wobei gröbere Klebstoffreste abgeblasen werden
können.
Nach Ablauf dieser 0,5 Sekunden wird das 3/2-Wegeventil 83
für die Sprühluft für 0,1 s geschlossen. Während dieser
Zeitspanne wird das für das Wasser vorgesehene 3/2-Wege
ventil 84 für einige Millisekunden geöffnet, so daß einige
Tropfen Wasser aus dem unter Druck stehenden Wasservorrat
92 und der Wasserleitung 79 über das Wechselventil 81 in
die Sprühluftleitung gelangen.
Sobald die genannte Zeitspanne von 0,1 s vergangen ist,
wird bei inzwischen geschlossenem 3/2-Wegeventil 84 das
für die Sprühluft vorgesehene 3/2-Wegeventil 83 nochmals
für 0,5 s geöffnet. Die unter dem Druck von 3 bar stehende
Sprühluft verwirbelt nun das in der Sprühluftleitung 66
und möglicherweise bereits in der Sprühluftkammer 57 be
findliche Wasser und spült dadurch die flüssigen Kleb
stoffreste ab, bis auch das 3/2-Wegeventil 83 für die
Sprühluft geschlossen wird. Bei der Reinigungsphase ent
steht auf der Brandsohle, in deren Bereich der Vorgang
abgelaufen ist, ein Wasserklecks, der in wenigen Minuten
abtrocknet.
Der Sprühkopf 13 ist nach der Reinigungsphase wieder in
der Ruhephase, in der er auch längere Zeit bleiben kann
ohne zu verkleben. Die während der Sprühphase abgelagerten
Klebstoffreste, die, wenn sie sich ansammeln, den Sprüh
kopf 13 im Bereich der Klebstoffdüse 41 und der Sprühluft
düse 55 verkleben und damit den Querschnitt und den Sprüh
kegel beeinflussen können, sind damit entfernt.
Claims (21)
1. Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen mit einem
Sprühkopf, dem Sprühluft und Klebstoff zugeführt wer
den, wobei das Verfahren eine Sprühphase, während der
der aufzutragende Klebstoff einem aus einer Düse aus
tretenden Sprühluftstrahl beigemischt wird, der den
Klebstoff zerstäubt und der einen Sprühkegel ausbildet,
eine Ruhephase, während der sowohl die Sprühluftzufuhr
als auch die Klebstoffzufuhr unterbrochen sind, und
eine Reinigungsphase umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigungsphase bei dem Übergang von der
Sprühphase zu der Ruhephase durchlaufen wird und daß in
der Reinigungsphase die Klebstoffzufuhr unterbunden
sowie der Sprühluft wenigstens kurzzeitig ein Lösungs
mittel für den Klebstoff beigegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reinigungsphase am Ende jeder Sprühphase stattfin
det.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Klebstoff wäßriger PU-Klebstoff und als Lösungsmit
tel Wasser verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
während der Reinigungsphase die Sprühluftzufuhr unter
brochen und statt dessen Lösungsmittel zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reinigungphase folgende Schritte umfaßt:
einen ersten Schritt, in dem ausschließlich die Sprühluftzufuhr arbeitet,
einen zweiten Schritt, in dem die Sprühluftzufuhr unterbunden ist und Losungsmittel unter Druck in eine Zuführung für die Sprühluft gegeben wird, und
einen dritten Schritt, in dem die Lösungsmittel zufuhr abgestellt ist und die Sprühluftzufuhr arbeitet.
einen ersten Schritt, in dem ausschließlich die Sprühluftzufuhr arbeitet,
einen zweiten Schritt, in dem die Sprühluftzufuhr unterbunden ist und Losungsmittel unter Druck in eine Zuführung für die Sprühluft gegeben wird, und
einen dritten Schritt, in dem die Lösungsmittel zufuhr abgestellt ist und die Sprühluftzufuhr arbeitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schritt und der dritte Schritt im we
sentlichen gleich lange Zeitspannen beanspruchen.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Schritt im wesentlichen ein Fünftel
der Zeitspanne beansprucht, wie der erste Schritt.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schritt ungefähr 0,5 s dauert.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, es bei der Schuhherstellung
zum Auftragen des Klebstoffes auf Schuhböden (15)
angewendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoffauftrag während der Sprühphase aus
einer Richtung senkrecht zu dem jeweiligen Schuhboden
(15) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoff ausgehend von dem mittleren Vorder
fußteil entlang der Randes des Schuhbodens (15) auf
getragen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigungsphase durchgeführt wird, wenn der
Sprühkopf (13) in einem mittleren Bereich des Schuh
bodens (15) randfern steht.
13. Beschichtungseinrichtung zur Durchführung des Verfah
rens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einem Sprühkopf, der wenigstens mit einem an eine
Sprühluftleitung angeschlossenen Sprühluftanschluß
sowie einen Klebstoffanschluß versehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sprühluftleitung (66) an eine
gesteuerte Umschalteinrichtung (78) angeschlossen
ist, über die die Sprühluftleitung (66) wahlweise an
eine Sprühdruckleitung (80) als Druckluftquelle (67)
oder an eine Lösungsmittelquelle (91) anschaltbar
ist.
14. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sprühkopf (13) ein gesteuer
tes Nadelventil zur Regulierung und Steuerung der
Klebstoffzufuhr aufweist.
15. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Nadelventil eine Ventilnadel
(29) aufweist, die auf die geschlossene Stellung des
Nadelventils zu federbelastet ist.
16. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ventilnadel mit einem Kolben
(34) verbunden ist, der abgedichtet und in Längsrich
tung der Ventilnadel (29) beweglich in einer Kammer
(37) mit einem nach außen geführten Druckluftanschluß
(38) aufgenommen ist.
17. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Arbeitshub des Kolbens (34)
in Richtung auf die geöffnete Stellung des Nadelven
tils durch eine in der axialen Verlängerung der Ven
tilnadel (29) angeordnete Mengenregulierschraube (48)
begrenzt ist.
18. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (78) ein
Ventil (83) für Druckluft und ein Ventil (84) für
Lösungsmittel aufweist.
19. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ventile (83, 84) 3/2-Wegeven
tile (83, 84) sind.
20. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventil (83) für Druckluft und
das Ventil (84) für Lösungsmittel ausgangsseitig über
ein Wechselventil (81) zusammengeschaltet sind.
21. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wechselventil (81) ausgangs
seitig an die zu dem Sprühkopf (13) führende Sprüh
luftleitung (66) angeschlossen ist.
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