DE68906384T2

DE68906384T2 - Struktur des lippenantriebs einer breitschlitzduese.

Info

Publication number: DE68906384T2
Application number: DE8989114757T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Shibakubo Apa Tomita
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: US4990078A; DE68906384D1; EP0412187A1; EP0412187B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Struktur oder Ausgestaltung eines Lippenantriebsabschnitts einer Breitschlitzdüse (T-die) mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Für Kaschierprozesse, in denen ein aus Papier, Aluminiumfolie oder Kunststoff bestehender Schichtträger mit einem Harz beschichtet wird, werden in zunehmendem Maße Systeme zum Steuern oder Regeln der Beschichtungsdicke zwecks Verbesserung der Güte der Verarbeitungserzeugnisse sowie zur Verringerung der erforderlichen Harzmenge benötigt. Für die Realisierung solcher Systeme stellt die Entwicklung einer Breitschlitzdüse, mit welcher die Menge oder Geschwindigkeit, mit der ein aufgeschmolzenes Harz strömt, geregelt werden kann, eine bedeutsame technische Aufgabe dar.
Üblicherweise wird die Menge oder Geschwindigkeit, mit welcher aufgeschmolzenes Harz bzw. Harzschmelze aus einer Breitschlitzdüse ausströmt, durch von Hand erfolgendes Drehen von Spalteinstellschraubbolzen eingestellt, die dem Lippenabschnitt der Düse zugeordnet sind. Für die Automatisierung dieser Einstellung sind verschiedene Antriebssysteme, wie ein Wärmeschraubbolzensystem und ein Servomotorsystem, eingesetzt worden. Das Wärmeschraubbolzensystem beruht auf der Nutzung der Wärmeausdehnung von Schraubbolzen. Bei diesem System ist aber die für das Erwärmen oder Abkühlen erforderliche Zeit lang; das Ansprechen des Antriebssystems erfolgt daher ziemlich langsam. Das Servo- oder Stellmotorsystem stützt sich auf den Gedanken der Verwendung eines Roboter- bzw. Arbeitsautomatsystems anstelle der herkömmlichen manuellen Betätigung. Bei diesem System werden ein oder mehrere Motoren zum aufeinanderfolgenden Drehen von Schraub- Bolzen benutzt. Es ist dabei jedoch nicht möglich, alle Schraub-Bolzen gleichzeitig anzutreiben, wodurch sich die Einstellzeit verlängert.
Ein anderer Breitschlitzdüsen-Lippenantriebsmechanismus ist in der JP-A-1/67325 offenbart und umfaßt eine Hauptkörperstruktur mit einer langgestreckten Düsenöffnung, die durch zwei Lippenabschnitte festgelegt wird, wobei der eine Lippenabschnitt über ein(e) elastisch verformbare(s) Profil oder Sektion einheitlich mit dem Hauptkörper verbunden ist. Der Lippenabschnitt wird mittels Druckkammern, die im Hauptkörper vorgesehen sind, um das (die) elastische Profil oder Sektion herum angetrieben.
Im Hinblick auf die Probleme beim Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Breitschlitzdüse mit einer Lippenantriebsstruktur, bei welcher der Spalt mit hoher Geschwindigkeit und genau eingestellt werden kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Lippenantriebsstruktur für eine Breitschlitzdüse, umfassend: ein Hauptkörperstrukturelement mit einer langgestreckten Düsenöffnung, die durch zwei einander zugewandte Lippenabschnitte festgelegt ist, einen den einen der Lippenabschnitte beinhaltenden Düsenstrukturabschnitt, der am unteren Ende des Hauptkörperstrukturelements so geformt ist, daß er mit letzterem über einen elastisch verformbaren Abschnitt einheitlich verbunden ist, die gekennzeichnet ist durch eine Anzahl von an einer Seitenfläche des Hauptkörperstrukturelements an der Seite des Düsenstrukturabschnitts angeordneten Balgen, ein an seinem oberen Abschnitt an den Balgen und an seinem unteren Abschnitt am Düsenstrukturabschnitt angebrachtes Antriebssektionsstrukturelement und im Antriebssektionsstrukturelement ausgebildete Luftspeiseöffnungen zur Ermöglichung der Speisung der Balgen mit Druckluft.
Über die Luftspeiseöffnungen des Antriebsstrukturelements kann Druckluft in das Innere der Balgen eingespeist werden, um die Balgen sich ausdehnen zu lassen und vom Antriebssektionsstrukturelement über ein Düsenstrukturelement ein Moment an einen Düsenabschnitt anzulegen und damit letzteren auszulenken. Das Antriebssektionsstrukturelement ist durch dazwischen geformte Teilungsnuten oder -schlitze unterteilt, so daß die jeweiligen Antriebssektionen ohne Interferenz bzw. Überlagerung zwischen benachbarten Antriebssektionen betätigt werden können.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Breitschlitzdüsen-Lippenabschnitts,
Fig. 2 eine Darstellung, in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 gesehen,
Fig. 3 eine Darstellung, von der Unterseite von Fig. 2 her gesehen,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine Darstellung des Verformungsvorgangs einer Antriebssektion und
Fig. 6 eine graphische Darstellung einer Druck/Auslenkungs-Kennlinie eines Lippenabschnitts.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Lippenabschnitt einer Breitschlitzdüse, auf welche die Erfindung angewandt ist. Die Breitschlitzdüse besteht im wesentlichen aus drei Arten von Bauelementen: einem Hauptkörperstrukturelement 1, einer Anzahl von über einer Seitenwand des Hauptkörperstrukturelements 1 angeordneten Balgen 2 und einem die Balgen 2 und einen Lippenabschnitt 4 verbindenden Antriebssektionsstrukturelement 3. Bei dieser Kombination kann die Zahl der Antriebssektionen beliebig gewählt werden.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 gesehen; Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Unterseite von Fig. 2, und Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2. Die Balgen 2 sind am Hauptkörperstrukturelement 1 mit Hilfe von Maschinen-Schrauben 8 angebracht und befestigt und weiterhin mittels Maschinen-Schrauben 7 am Antriebssektionsstrukturelement 3 angebracht und befestigt. An den Befestigungsbereichen der Balgen 2 sind Dichtungen 4 und 5 (Fig. 4) zur Verhinderung eines Austritts von Druckluft aus den Balgen 2 angeordnet.
Das Hauptkörperstrukturelement 1 umfaßt einen elastisch verformbaren Abschnitt 11 und einen Düsenstrukturabschnitt 12, die in der Nähe eines Düsenabschnitts am Hauptkörperstrukturelement 1 materialeinheitlich miteinander geformt sind. Der Düsenstrukturabschnitt 12 und das Antriebssektionsstrukturelement 3 sind mit Hilfe von Maschinen-Schrauben 6 einheitlich befestigt bzw. miteinander verbunden.
Das Antriebssektionsstrukturelement 3 weist in jeder seiner getrennten Sektionen jeweils Paare von Luftspeiseöffnungen 10 auf, die den beiden, dem Antriebssektionsstrukturelement 3 zugeordneten Balgen entsprechen. Jeder Balgen 2 weist eine Luftspeiseöffnung 13 (Fig. 4) auf, die koaxial zur Luftspeiseöffnung 10 angeordnet ist. Das Antriebssektionsstrukturelement 3 ist in eine Anzahl von strukturellen Elementen 3a, 3b, 3c,... unterteilt. Zwischen diesen benachbarten strukturellen Elementen sind lotrechte und querverlaufende Schlitze 9a und 9b ausgebildet. Diese unabhängigen strukturellen Elemente bilden somit eine Anzahl von Ansteueroder Antriebssektionen.
Wenn den einzelnen Balgen 2 über die Luftspeiseöffnung(en) 10 Druckluft zugespeist wird, wird eine durch den Pfeil x&sub1; in Fig. 4 angedeutete Kraft zwischen dem Hauptkörperstrukturelement 1 und dem Antriebssektionsstrukturelement 3 erzeugt, weil die mechanische Steifheit der Balgen in Axialrichtung kleiner ist als die der anderen strukturellen Elemente. Die Kraft in der Richtung x&sub1; wird als Moment auf den elastisch verformbaren Abschnitt 11 übertragen. Da die mechanische Steifheit des elastisch verformbaren Abschnitts 11 kleiner ist als die von Hauptkörperstrukturelement 1 und Antriebssektionsstrukturelement 3, wird der elastisch verformbare Abschnitt 11 einer elastischen Verformung unterworfen, wodurch der Lippenabschnitt 14 in einer Richtung x&sub2; (Fig. 5 bzw. 4) bewegt wird. Die dadurch hervorgerufene Auslenkung δ ist im wesentlichen dem von den Balgen 2 übertragenen Moment oder dem Druckgasdruck, welcher die Quelle oder Ursache dieses Moments ist, proportional.
Fig. 6 veranschaulicht ein Beispiel der Auslenkungs- Charakteristik oder -Kennlinie.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Öffnen der Lippen durch Wahl des Drucks des den Balgen zugespeisten Druckgases beliebig gesteuert werden. Außerdem ist es möglich, das Öffnen der Lippen an einer Anzahl von Stellen gleichzeitig und unabhängig zu steuern, indem die den jeweiligen Antriebsmechanismen zugespeisten Gasdrücke gleichzeitig und (voneinander) unabhängig gesteuert bzw. eingestellt werden.
Wenn ein Teil des Lippenabschnitts in der oben angegebenen Richtung angetrieben oder angesteuert wird, werden andere, dem angetriebenen Teil benachbarte Teile durch Interferenz oder Überlagerung ebenfalls ausgelenkt. Die zahlreichen Schlitze 9a und 9b sind zur Minimierung dieser Interferenz und mithin der Auslenkung aufgrund dieser Interferenz vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf den Antrieb oder die Ansteuerung von Breitschlitzdüsen- Lippenabschnitten realisiert worden. Sie ist jedoch auch auf Präzisionsantriebsmechanismen für verschiedene Arten von Präzisionsinstrumenten oder -geräten, wie Arbeitsmaschinen, dreidimensionale Meßgeräte, Halbleiterfertigungsvorrichtungen und dgl. anwendbar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beruht die Betätigung jeder Antriebssektion auf der Ausdehnung von Balgen, und sie ist deshalb bezüglich des Ansprechens verbessert. Bei der gewöhnlichen Antriebseinheit des Wärmeausdehnungstyps beträgt die Zeitkonstante etwa 10 - 20 min. Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt dagegen die Zeitkonstante 1 s oder weniger.
1 Die Ausdehnungskraft der Balgen wird vom Antriebssektionsstrukturelement auf das Düsenstrukturelement übertragen, um die elastische Verformung des Düsenabschnitts zu steuern. Dieses System ist praktisch frei von Hysterese und besitzt eine hohe Antriebsauflösung.
Bei der Struktur der geteilten Antriebssektionen ist der Interferenz- oder Überlagerungsgrad zwischen benachbarten Antriebssektionen klein.
Die geteilten Antriebssektionen können gleichzeitig an einer Vielzahl von Stellen angetrieben oder angesteuert werden, und der Antrieb oder die Ansteuerung kann ohne Interferenz bzw. Überlagerurg zwischen benachbarten Antriebssektionen erfolgen, wodurch die Antriebssteuerbarkeit bzw. Ansteuerbarkeit beträchtlich verbessert wird.

Claims

1. Lippenantriebsstruktur für eine Breitschlitzdüse, umfassend:

ein Hauptkörperstrukturelement (1) mit einer langgestreckten Düsenöffnung, die durch zwei einander zugewandte Lippenabschnitte (14) festgelegt ist,

einen den einen der Lippenabschnitte (14) beinhaltenden Düsenstrukturabschnitt (12), der am unteren Ende des Hauptkörperstrukturelements (1) so geformt ist, daß er mit letzterem über einen elastisch verformbaren Abschnitt (11) einheitlich verbunden ist,

gekennzeichnet durch

eine Anzahl von an einer Seitenfläche des Hauptkörperstrukturelements (1) an der Seite des Düsenstrukturabschnitts (12) angeordneten Balgen (2),

ein an seinem oberen Abschnitt an den Balgen (2) und an seinem unteren Abschnitt am Düsenstrukturabschnitt (12) angebrachtes Antriebssektionsstrukturelement (3) und

im Antriebssektionsstrukturelement (3) ausgebildete Luftspeiseöffnungen (10) zur Ermöglichung der Speisung der Balgen (2) mit Druckluft.

2. Lippenantriebsstruktur für eine Breitschlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssektionsstrukturelement (3) durch Teilungsnuten oder Schlitze (9a, 9b) in der Längsrichtung in eine Anzahl von Elementen (3a, 3b, 3c) unterteilt ist.