DE4239228A1

DE4239228A1 - Vorrichtung zum dosierten Aufbringen von Klebstoffen

Info

Publication number: DE4239228A1
Application number: DE19924239228
Authority: DE
Inventors: Alois Kornexl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-21
Filing date: 1992-11-21
Publication date: 1994-06-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum dosierten Aufbringen von Klebstoff, insbesondere von hochviskosem Klebstoff auf eine Fläche oder einen Arbeitsbereich.

Das maschinelle punktförmige Aufbringen hochviskoser Kleb stoffe bereitet in der Praxis größte Schwierigkeiten. Das heute üblicherweise praktizierte Verfahren, bei dem der Klebstoff mit Dosierdüsen aufgebracht wird, hat den Nachteil, daß es beim Aufbringen zur Bildung von Fäden aus dem Kleb stoff kommt, was zumindest zu einer unerwünschten Verschmut zung des jeweiligen Werkstückes und/oder der vorhandenen Einrichtung führt. Vielfach ist es auch erforderlich, einen Klebstoff auf leicht oder sehr empfindliche Gegenstände aufzubringen, die ganz oder teilweise über die Klebstoffäden an der Dosier- bzw. Auftragsdüse hängenbleiben und/oder zerstört werden. Ein spezielles Problem dieser Art besteht beispielsweise dann, wenn mit Hilfe des dosierten Klebstoff auftrages die letzte Windung einer aus dünnem Draht gewickel ten elektrischen Spule fixiert werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet und ein maschinelles punktförmiges Aufbringen auch von hochviskosen Klebstoffen problemlos ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein genau dosiertes Aufbringen eines Klebstoffes auf einen Gegenstand oder eine Fläche möglich, und zwar ohne daß es hierbei zu einer Fadenbildung aus Klebstoff kommt.

Die Vorrichtung kann insbesondere so betrieben werden, daß beim Auftrag des Klebstoffes auf das Werkstück zu keinem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen dem Klebstoff- Übertragungs- oder Dosierelement, welches bevorzugt nadel förmig, d. h. als Dosiernadel ausgebildet ist, und dem Werkstück über die Klebstoffmenge besteht.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Bauteil mit zwei punktförmigen Aufträgen eines zähflüssigen, hochvis kosen Klebstoffes;

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum dosierten Aufbringen des Kleb stoffes;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung das untere Ende einer Dosiernadel und die Situation unmittelbar vor dem Aufbringen einer dosierten, tröpfchenförmigen Menge des Klebers.

In den Figuren ist 1 ein Werkstück in Form eines C-förmigen Ferritkerns, der an den beiden Stirnflächen 2 seiner Schenkel jeweils mit einem Auftrag eines zähflüssigen Klebers, beispielsweise eines unter Einwirkung von Hitze aushärtenden Klebers in Form eines Kleber-Tröpfchens 3 versehen ist, um so beispielsweise eine Klebeverbindung mit den Schenkeln bzw. mit den betreffenden Stirnflächen eines weiteren Ferritkernes herzustellen.

Zum Auftragen der Kleber-Tröpfchen 3 dient eine Vorrichtung, die nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 näher erläutert wird.

Die Vorrichtung besteht bei dieser Ausführungsform im wesentlichen aus einem Vorratstank 4 für den verwendeten Kleber sowie aus einem Dosier- und Auftragskopf 5, der über einem Transporteur 6 angeordnet ist, auf dem die Bauteile 1 an der Vorrichtung bzw. an dem Dosier- und Auftragskopf 5 vorbeibewegt werden.

Mit 7 ist ein Gehäuse bezeichnet, welches sich ebenfalls mit genügendem Abstand über dem Transporteur 6 befindet. In diesem Gehäuse ist ein vertikaler, von der Oberseite bis an die Unterseite des Gehäuses reichender Dosierkanal 8 ausge bildet, der bei der dargestellten Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. In diesen Dosierkanal 8 mündet ein Produkt- bzw. Kleberkanal 9, der bei der darge stellten Ausführungsform mit seiner Achse radial bzw. senkrecht zur Achse des Dosierkanales 8 liegt. Über eine Leitung 10, die beispielsweise von einem flexiblen Schlauch gebildet ist, ist der Kleberkanal 9 mit dem Vorratstank 4 verbunden.

Das Gehäuse 7 des Dosierkopfes 5 ist ortsfest an einem Rahmengestell der Vorrichtung gehalten, wie dies mit 11 schematisch angedeutet ist. Ein Dosierstößel 12, der eben falls Bestandteil des Dosier- und Auftragskopfes 5 ist, ist am Maschinengestell 11 sowie im Bereich seines unteren Endes 12′ in dem Gehäuse 7 bzw. in dem dortigen Dosierkanal 8 axial bzw. in vertikaler Richtung verschiebbar geführt, und zwar zwischen einer oberen Hubstellung, in welcher sich das untere Ende 12′ im Kanal 8 oberhalb der Einmündung des Kleberkanales 9 befindet, und einer unteren Hubstellung, in der das untere Ende 12′ über die Unterseite des Gehäuses 7 vorsteht, und zwar soweit, daß sich dieses Ende 12′ mit einem vorgegebenen Abstand von der Fläche (beispielsweise Stirnfläche 2) befindet, auf die der Kleberauftrag erfolgen soll.

Für den Hub des Dosierstößels 12 ist eine Betätigungsein richtung bzw. Hubvorrichtung vorgesehen, die bei der darge stellten Ausführungsform von einem pneumatischen Hubzylinder 13 gebildet ist, dessen Kolbenstange antriebsmäßig mit dem Dosierstößel 12 verbunden ist. Bei der dargestellten Ausfüh rungsform ist der Dosierstößel 12 mittels einer Heizeinrich tung 14 beheizt, die den Dosierstößel 12 an einem in beiden Hubstellungen dieses Stößels über die Oberseite des Gehäuses 7 vorstehenden Bereich umschließt.

Wie die Figuren zeigen, ist der Dosierstößel 12 mit einem axial verlaufenden Kanal 15 versehen, der an dem unteren Ende 12′ bzw. an der dortigen ebenen Stirn- oder Mitnehmerfläche des Dosierstößels offen ist und am oberen Ende des Dosier stößels über eine Leitung 16 mit einem Steuerventil 17 an eine Quelle für ein gasförmiges Druckmedium, bevorzugt Druckluftquelle angeschlossen ist. Auch der nach außen hin dicht verschlossene Vorratsbehälter 4 ist im Bereich eines dicht verschließbaren Deckels 18 an eine Leitung 19 ange schlossen, die ebenfalls mit der Quelle für das gasförmige Druckmedium verbunden ist, und zwar über ein Ventil 20 zum Regeln des Druckes.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung läßt sich, wie folgt, beschreiben:

Unter dem Dosier- und Auftragskopf 5 befindet sich beispiels weise die Stirnfläche 2 eines Ferritkernes, auf die eine bestimmte Klebstoffmenge dosiert, d. h. in Form eines Tropfens vorgegebener Größe aufgebracht werden soll. Der Dosierstößel 12 befindet sich zunächst in seiner zwischen der oberen und unteren Hubstellung liegenden Ausgangsstellung, in der die Einmündung des Kanales 9 in den Kanal 8 durch den Dosier stößel 12 abgedeckt ist. Aus dieser Ausgangsstellung wird der Dosierstößel 11 in seine obere Hubstellung bewegt, so daß aufgrund des im Vorratsbehälters 4 über dem dortigen Kleb stoffvorrat herrschenden Druck Klebstoff aus dem Kanal 9 in den Kanal 8 gedrückt wird und sich im Bereich der Einmündung des Kanales 9 im Kanal 8 ein Klebstoffmenge bildet, der in der Fig. 2 mit 21 bezeichnet ist. Durch Nachuntenbewegen des Dosierstößels 12 wird die Klebstoffmenge 21 im Bereich der Einmündung des Kanals 9 abgestreift und mit dem Dosierstößel 12, der gleichzeitig die Einmündung des Kanals 9 verschließt, nach unten mitgeführt. Die Klebstoffmenge 21 bildet hierbei an der Unterseite des Dosierstößels 12 einen Klebstofftropfen 22, der auch dann noch an dem Dosierstößel 12 haftet, wenn sich dieser in seiner untersten Stellung befindet.

Dieser Zustand ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Figur zeigt, daß die unterste Hubstellung des Dosierstößels 12 derart eingestellt ist, daß der an diesem haftende Kleb stofftropfen 22 die Stirnfläche 2 nicht berührt. Durch kurzzeitiges Öffnen des Steuerventils 17 wird mit dem den Kanal 15 durchströmenden Druckmedium der Klebstofftropfen 22 vom Dosierstößel entfernt bzw. fällt auf die Fläche 2, so daß dann keine Verbindung mehr zwischen dem Klebstoffauftrag und dem Dosierstößel 12 ,besteht und beim Nachobenbewegen des Dosierstößels evtl. das Bauteil bzw. der Ferritkern 1 mitgeführt werden könnte. Das Auftragen der Klebstoffmenge erfolgt somit derart, daß zu keinem Zeitpunkt die Verbindung zwischen Werkstück und dem Dosierstößel 12 über den Klebstoff besteht.

Durch die Heizeinrichtung 14 ist der Dosierstößel 12 auf eine solche Temperatur erwärmt, daß die Viskosität des Klebstoff tropfens 22 an der Grenzschicht zum Dosierstößel 12 so stark reduziert ist, daß einerseits ein Anhaften des Klebstoff tropfens 22 am Dosierstößel 12 noch gewährleistet ist, andererseits aber ein problemloses Entfernen des Klebstoff tropfens 22 vom Dosierstößel 12 mittels des Druckmediums möglich ist.

Der Teil des Hubes der Dosiernadel 12 zwischen der Aus gangsstellung, der oberen Hubstellung und dem erneuten Erreichen der Ausgangsstellung wird "Dosierhub" bezeichnet. Der restliche Teil des Hubes ist der "Arbeitshub".

Durch Änderung des Druckes im Vorratstank 4 und/oder der Zeitdauer des Dosierhubes und/oder durch Änderung der Größe des Dosierhubes bzw. der oberen Hubstellung kann die Kleb stoffmenge, die von dem Dosierstößel 12 jeweils als Kleb stofftropfen 22 mitgeführt wird, exakt dosiert bzw. einge stellt werden.

Die Vorrichtung ermöglicht somit ein genau dosierte, punkt förmiges Aufbringen von hochviskosen Klebstoffen auf Ober flächen oder Gegenstände.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwand lungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

So ist es beispielsweise möglich, die Vorrichtung so aus zubilden, daß in einem Arbeitsgang bzw. bei einem Hub gleichzeitig mehrere Klebstoffaufträge erfolgen. In diesem Fall sind dann in einem gemeinsamen Gehäuse 7 mehrere Dosierstöße 12 verschiebbar vorgesehen, oder aber es sind mehrere Gehäuse mit jeweils einem Dosierstöße 12 verwendet, die (Gehäuse) modulartig miteinander verbunden sind.

Weiterhin können auch mehrere in einen Dosierkanal mündende Klebstoffkanäle 9 vorgesehen sein, falls dies für bestimmte Anwendungen notwendig ist. Auch die Beheizung des Dosier stößels kann auf andere Weise als vorstehend beschrieben erfolgen.

Aufstellung der verwendeten Bezugsziffern

1 Werkstück
2 Stirnfläche
3 Kleberauftrag
4 Vorratstank
5 Dosier- und Auftragskopf
6 Transporteur
7 Gehäuse
8 Dosierkanal
9 Kleber
10 Leitung
11 Maschinengestell
12 Dosierstößel
13 Hubeinrichtung
14 Heizeinrichtung
15 Kanal
16 Leitung
17 Steuerventil
18 Deckel
19 Leitung
20 Druckregelventil
21 Klebstoffmenge
22 Klebstofftropfen

Claims

1. Vorrichtung zum dosierten Aufbringen von Klebstoffen, insbesondere von hochviskosen Klebstoffen auf eine Fläche (2), gekennzeichnet durch wenigstens ein Dosierelement (12), welches mindestens in einem Abschnitt kolben- oder stößelartigen ausgebildet ist und an einem dortigen Ende eine Mitnehmerfläche (12′) bildet, durch einen für den kolben- oder stößelartigen Abschnitt in einem Gehäuse (7) gebildeten Dosierkanal (8), in welchen der Abschnitt des Dosierelementes (12) angeordnet ist, durch eine Be tätigungs- bzw. Hubeinrichtung (13) zum axialen Ver schieben des Dosierelementes (12) zumindest zwischen einer ersten Hubstellung, in der sich die Mitnehmerfläche (12′) im Dosierkanal (8) befindet, und einer zweiten Hubstellung, in der die Mitnehmerfläche (12′) über eine Unterseite des Gehäuses (7) vorsteht, sowie durch wenigstens einen im Gehäuse (7) ausgebildeten Kleberkanal (9), der zum Zuführen des Klebers aus einem Vorrats behälter (4) dient und in den Dosierkanal (8) an einer Position mündet, die in Bewegungsrichtung des Dosier elementes (12) aus der ersten Hubstellung in die zweite Hubstellung auf diejenige Position folgt, an der sich die Mitnehmerfäche (12′) des Dosierelementes (12) in der ersten Hubstellung befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement ein Stößel oder eine Dosiernadel (12) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hub des Dosierelementes (12) sich aus einem Dosierhub, während dessen die Einmündung des Kleber-Kanales in den Dosierkanal (8) offen ist, und aus einem Arbeitshub zusammensetzt, während dessen die Einmündung des Kleber-Kanales in den Dosierkanal (8) von dem Abschnitt des Dosierelementes (12) verschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement (12) bezüglich seines Hubes eine Ausgangsstellung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement (12) in der Ausgangsstellung die Einmündung des Kleber-Kanales (9) in den Dosierkanal (8) verschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstellung zwischen der ersten und zweiten Hubstellung gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, gekenn zeichnet durch einen an der Mitnehmerfläche (12′) des Dosierelementes (12) mündenden Kanal (15), der gesteuert mit einem Druckmedium, vorzugsweise mit Druckluft beauf schlagbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal (15) zumindest über einen Bereich des Dosierelementes (12) erstreckt, der in beiden Hubstel lungen über die Oberseite des Gehäuses (7) vorsteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kanal (15) über eine Steuerventil einrichtung (17) mit einer Druckquelle für das Druck medium verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, gekenn zeichnet durch Mittel zum Beheizen des Dosierelementes (12).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Mitnehmer fläche (12′) der Durchmesser des Kanales (15) bzw. die dortige Öffnung des Kanales (15) einen Durchmesser aufweist, der wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Dosierelementes (12).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, gekenn zeichnet durch Mittel zum Steuern der Größe und/oder der Zeitdauer des Dosierhubes und/oder des Druckes des Klebstoffes im Kleber-Kanal (9).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber-Kanal (9) im Bereich der Einmündung in den Dosierkanal (8) mit seiner Achse radial zur Achse des Dosierkanals (8) liegt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerfläche vom unteren Ende (12′) des Dosierelementes (12) gebildet ist.