DE8223604U1

DE8223604U1 - Dosiervorrichtung

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Publication number: DE8223604U1
Application number: DE19828223604U
Authority: DE
Original assignee: Breynk Wolfgang Dipl-Ing 5000 Koeln De; Drzevitzky Bernd Dipl-Ing 5024 Pulheim De
Current assignee: Breynk Wolfgang Dipl-Ing 5000 Koeln De; Drzevitzky Bernd Dipl-Ing 5024 Pulheim De
Priority date: 1982-08-21
Filing date: 1982-08-21
Publication date: 1982-11-18
Also published as: US4529103A

Description

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VON KREISLHR SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. Bernd Drzevitzky

Asternweg 126 Dr,lng. von Kre,slert 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln 5024 Pulheim Dr^nd, K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J, F. Fues, Köln

_ . , _ ., . _ _ , DipL-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Ing. Wolf gang Breynk Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Erftstraße 14 Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln 5000 Köln 50

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KULN 1

20. August 1982 |

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Dos iervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf \ ein Trägermaterial, mit einer langgestreckten Ver- |

teilerkammer mit schlitzförmigem Auslaß und einer in j Fließrichtung hinter dem Auslaß angeordneten Schlitzrakeldüse aus zwei parallelen Lippen.

Es ist bekannt, Materialbahnen aus Folie, Papier oder einem anderen Trägermaterial unter Verwendung einer Schlitzrakeldüse mit heißschmelzenden Materialien zu beschichten. Derartige Beschichtungsmaterialien sind beispielsweise Heißschmelzkleber, thermoplastische Kunststoffe, Bitumen o^dgl. Beim Beschichten von Trägermaterialien hat sich die Behandlung und insbesondere die Dosierung des heißschmelzenden Beschichtungsmaterials als außerordentlich schwierig erwiesen. Die Beschichtungsmaterialien werden zumeist in einem zähflüssigen Zustand aufgetragen, wobei insbesondere im Rakelspa.lt der Schlitzrakeldüse extrem hohe Scher-

Telefon: (0731) 131041.·* Teler:'888l3aJao|w!j · fetgmmm: Dompatent Κδΐπ

kräfte auftreten können, die sich hauptsächlich auf die in Transportrichtung des Trägermaterials zurückliegende Lippe auswirken. Infolge der hohen Scherkräfte und der anderweitigen Beschichtungsbedingungen ist eine genaue Dosierung der Auftragsmenge des Beschichtungsmaterials sehr schwierig. Bei den bekannten Dosiervorrichtungen erfolgt die Änderung der Dosiermenge durch Verstellung der Weite des Rakelspaltes zwischen den parallelen Lippen. Infolge der komplexen Druck- und Fließbedingungen des Beschichtungsmaterials können sehr kleine Änderungen der Weite des Rakelspaltes bereits zu erheblichen Änderungen der Dösiermenge führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine sehr genaue Bemessung der Auftragsstärke des Besehichtungsüiaterialö durch Feineinstellung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Verteilerkammer ein drehbar gelagertes, an einem Ende an eine Zulaufleitung angesetztes Rohr ist, daß das Rohr über nahezu seinen gesamten Umfang von einem Gehäuseblock eng umschlossen ist und daß der Gehäuseblock eine sich über einen Teil des Rohrumfangs erstreckende, sich in Umfangsrichtung radial erweiternde Ausnehmung aufweist, die in die Schlitzrakeldüse mündet.

Hierbei fließt das aus der Verteilerkammer bzw. dem Inneren des Rohres durch den schlitzförmigen Auslaß radial austretende Beschichtungsmaterial in die sich erweiternde Ausnehmung ein. In Abhängigkeit von der Drehstellung des Rohres ist die Weite der Drosselstelle, die an der Mündung des schlitzförmigen Auslasses in die Ausnehmung gebildet wird, veränderbar,

so daß in Fließrichtung vor der Schlitzrakeldüse ein spaltförmiges Drosselelement zur Mengenregulierung angeordnet ist. Auf diese Weise können durch Verdrehen des Rohres der Beschichtungsdruck und die Menge des Be-Schichtungsmaterials an der Schlitzrakeldüse variiert werden. Da die Ausnehmung sich in Umfangsrichtung stetig erweitert, erfolgt bei Drehung des Rohres eine Feinver-. stellung der Dosiermenge. Dabei ist davon auszugehen, daß der Zuführdruck, mit dem das Beschichtungsmaterial der Dosiervorrichtung von einer Pumpe oder einer anderen Druckliefervorrichtung zugeführt wird, konstant ist.

Obwohl das Rohr so weit verstellt werden kann, daß sein schlitzförmiger Auslaß den Bereich der Ausnehmung des Gehäuseblocks verläßt und dadurch vollständig varschlossen wird, dient das Rohr nicht nur als Ventil zum öffnen und Schließen des Durchgangs von der Verteilerkammer zur Schlitzrakeldüse, sondern zusätzlich zur Feinverstellung und genauen Dosierung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der Lippen der Schlitzrakeldüse zur Veränderung der Spaltbreite des Rakelspaltes an dem Gehäv deblock verschiebbar angebracht.

Hierbei wird durch Veränderung der Weite des Rakelspaltes eine Grobeinstellung der Stärke der aufzubringenden Beschichtung durchgeführt, wobei diese Grobeinstellung anhand bekannter Kriterien rechnerisch ermittelt werden kann. Die Feineinstellung erfolgt durch Drehen des Rohres bzw. durch Veränderung der der Schlitzrakeldüse im Fließweg vorgeordneten spaltförmigen Drosselstelle.

Zweckmäßigerweise ist die verschiebbare Lippe übar einen Spindelmechanismus von außen bewegbar. Diese Bewegung kann durch Drehen eines Handrades oder auch durch einen Servoantrieb ausgeführt werden- Wichtig ist, daß die Positionierung der verschiebbaren Lippe bzw. die Bemessung des Rakelspaltes der Schlitzrakeldüse mit hoher Genauigkeit erfolgt. Daher sollte der verwendete Antriebsmechanismus möglichst spielfrei sein und eine genaue Feineinstellung ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Spindelmechanismus eine an dem Gehäuseblock gelagerte parallel zu dem Spalt verlaufende Spindel auf, die in Eingriff mit mindestens zwei Keilstücken steht und die Keilflächen der Keilstücke wirken jeweils mit einer Keilfläche der bewegbaren Lippe zusammen. Hierdurch wird eine genaue verkantungsfreie Verstellung der bewegbaren Lippe erreicht und es wird sichergestallt, daß die Spaltbreite über die gesamte Spaltlänge hinweg gleichmäßig ist.

Die Keilstücke können an der bewegbaren Lippe der Schlitzrakeldüse in keilförmigen Ausnehmungen, deren Keilwinkel denjenigen der KeJlstücke entsprechen, längsverschiebbar angeordnet sein. Hierbei führen die Keilstücke die Lippe praktisch ohne freies Spiel, so daß Bewegungen der Keilstücke längs des Rakelspaltes in beiden Lichtung unmittelbar in entsprechende Querbewegungen der bewegbaren Lippe umgesetzt werden, die auf diese Weise vorgeschoben und zurückgezogen werden kann.

Die Spindel ist zweckmäßigerweise in mindestens zwei

axial zueinander ausgerichtete und fest miteinander gekoppelte Spindelabschnitte unterteilt. Dies hat den Vorteil, daß die Keilstücke und Spindelabschnitte bei der Montage unabhängig voneinander positioniert werden können und daß, erst wenn die Keilstücke und Spindelabschnitte einzeln in die jeweils richtige Position gebracht worden sind, die Spindelabschnitte untereinander verbunden werden können.

Bei Beschichtungsvorrichtungen zur Verarbeitung heißschmelzender Materialien ist eine gleichmäßige und sehr genaue Einhaltung der Verarbeitungstemperatur notwendig. Zu diesem Zweck weist der Gehäuseblock eine an Heizleitungen angeschlossene Heizkammer auf, die zwischen Zu- S lauf und Ablauf mit einer Trennwand versehen ist, welche eine Überlaufkante aufweist. Hierdurch füllt sich zunächst der eine Teil der Heizkammer mit der Heizflüssigkeit und erst nach dem überlaufen der andere Teil der | Heizkammer. Wenn der stationäre Heizzustand erreicht ist und beide Kammern gefüllt sind, findet ein ständiger Überlauf des jeweils heißesten Anteils an Heizflüssigkeit über die Trennwand statt, so daß sich die erforder-• liehe Gleichmässigkeit der Temperaturverteilung einstellt, ohne daß aufwendige Heizschlangen oder Wärmeverteilvorrichtungen im Innern des Gehäuseblockes benötigt würden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind ein Spindelmechanismus für die Verstellung der Lippe und ein weiterer Spindelmechanismus .für die Verdrehung des Rohres in einer Stirnwand des Gehäuseblocks | angeordnet und der Zulauf und der Ablauf für die Heizkammer sind in der gegenüberliegenden Stirnwand ange-

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ordnet. Auf diese Weise sind die Wärmeversorgungsseite und die Antriebsseite der Vorrichtung voneinander getrennt, was thermische und herstellungsmäßige Vorteile bringt.

Im folgenden .werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht der Dosiervorrichtung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine Frontansicht der Dosiervorrichtung aus Richtung des Pfeiles III der Fig. 1, teilweise geschnitten, und

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung des Schnittes entlang ' der Linie IV-IV aus Fig. 2.

Die dargestellte Dosiervorrichtung weist einen Gehäuselt block 10 aus einem ersten Gehäuseteil 11 und einem an die 20 Unterseite des ersten Gehäuceteils 11 angeschraubten

zweiten Gehäuseteil 12 auf. Die beiden Gehäuseteile 11 und 12 sind mit plangeschliffenen Anlageflächen 13 gegeneinandergesetzt und durch Schrauben 14 miteinander verbunden. Sie weisen halbzylindrische Ausnehmungen auf, die zusammengenommen eine Bohrung zur Aufnahme eines

Rohres 15 bilden. Dieses Rohr 15 erstreckt sich über die

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gesamte Länge des Gehäuseblockes.Es weist einen durchgehenden Längsschlitz 16 auf, der sich radial von der Rohrinnenfläche bis zur Rohraußenfläche erstreckt und über die gesamte Rohrlänge geht. Die Außenfläche des Rohres 15 liegt eng an den halbzylindrischen Flächen der Gehäuseteile 11 und 12 an, jedoch kann das Rohr 15 durch einen noch zu erläuternden Spindelmechanismus um' seine Rohrachse gedreht werden.

Der zur Aufnahme der unteren Rohrhälfte dienende HaIbzylinder des Gehäuseteiles 12 weist einen Spalt 17 auf, der sich ebenfalls über die c-asamte Länge des Rohres 15 erstreckt und radial von der Außenfläche des Rohres nach unten führt. Von dem Spalt 17 geht nach einer Seite hin eine Ausnehmung 18 ab, die sich ebenfalls über die gesamte Rohrlänge erstreckt und deren Boden sich tangential an die Außenfläche des Rohres 15 annähert. Die Umfangserstreckung der Ausnehmung 18, bezogen auf das Rohr 15, beträgt etwa 30°. Die Ausnehmung 18 bildet einen nach unten hin durch ihren Boden und nach oben hin durch die Außenfläche des Rohres 15 begrenzten Spalt, der rechtwinklig in den Spalt 17 mündet und dessen Weite sich, aus-. gehend von dem Spalt 17, in Gegenuhrzeigerrichtung stetig bis auf Null verringert. Beim Drehen des Rohres 15 gelangt der schlitzförmige Auslaß 16 in den Bereich der Ausnehmung 18. Da die Länge (UmfangserStreckung) der Ausnehmung 18 ein Mehrfaches der Weite des schlitzförmigen Auslasses 16 beträgt, wird an der Übergangsstelle zwischen dem Auslaß 16 und der Ausnehmung 18 eine Drosselstelle gebildet, deren Weite von der jeweiligen Drehstellung des Rohres 15 abhängt.

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Unter dem Gehäuseteil 12 ist mit Schrauben 19 eine be- I

wegbare Lippe 20 befestigt. Die Schrauben 19 gehen durch j'

Bohrungen des Gehäuseteils 12 hindurch und sind in als ,

Sacklöcher ausgebildete Gewindebohrungen 21 des ersten j

Gehäuseteils 11 eingeschraubt. Ferner ist an dem unteren !

Gehäuseteil 12 eine bewegbare Lippe 22 angebracht, die γ

zusammen mit der feststehenden Lippe 20 den vertikalen |

Rakelspalt 23 begrenzt. Der Rakelspalt 23 bildet die 1

Fortsetzung des Spaltes 17. Die Lippe 20 und 22' bilden .·

zusammen die Schlitzrakeldüse.

Die bewegbare Lippe 22 ist auf ihrer dem Rakelspalt 23 j

abgewandten Seite mit einem Steg 22' versehen, der mit !

dem übrigen Teil der Lippe 22 einen Spalt bildet, in j welchen der schräg zum Rakelspalt 23 verlaufende Schenkel 25 eines Keilstückes 26 hineinragt. Die dem Rakelspalt 23 zugewandte Seite 24 des Steges 22* ist entsprechend der Schrägstellung des Schenkels 25' ebenso abgeschrägt wie die dem Rakelspalt 23 abgewandte Wand 27 der Lippe 22. Die Wände 24 und 27 sind somit gemäß .Fig. 4 parallel, verlaufen unter einem Winkel von annähernd 10° zur Richtung des Rakelspaltes 23 und schließen zwischen

sich den Schenkel 25 des Keilstücks 26 ein. |

Das Keilstück 26 ist als Schlitten ausgebildet, der mit |·

einer in Längsrichtung durchgehenden Spindel 28 in Eingriff j,

steht. Der Schlitten wird auf der dem Rakelspalt 23 züge- _f

wandten Seite durch den Schenkel 25 und auf der entgegen- ί

gesetzten Seite durch einen Ansatz 29 geführt, welcher f

in eine Nut eines Haltestückes 30 eingreift, das an dem I

Gehäuseteil 12 mit Schrauben 19'befestigt ist. Die §

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Schrauben 31 halten außerdem eine Stützplatte 30', die das Keilstück 26 von unten abstützt.

Wie Fig. 4 zeigt, sind über die Länge der Dosiervorrichtung zwei Keilstücke 26 hintereinander angeordnet, von denen jedes ein eigenes Spindelteil 28 aufweist.

Die Spindelteile 28 sind an ihren einander zugewandten Enden durch ein Kupplungsstück 31 verbunden. Die beiden Spindelteile 28 bilden daher gemeinsam eine über die gesamte Länge durchgehende Spindel 32, deren Enden an den stirnseitigen Enden des Gehäuseblockes 10 gelagert sind und die außerdem im Mittelteil beidseitig des Kupplungsstückes 31 in einem gewindelosen Abschnitt in Stützlagern 33 an dem Halter 30 gelagert sind. Durch Drehen der Spindel 32 werden beide Keilstücke 26 in Längsrichtung synchron verstellt, wodurch die bewegbare Lippe 22 in Querrichtung des Rakelspaltes 23 bewegt wird. Hierdurch wird die Spaltbreite des Rakelspaltes 23 verändert.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Gehäuseteil 11 als " langgestreckter Hohlkörper ausgebildet, der eine ebene | Bodenwand 33 und eine annähernd halbkreisförmige Oberwand 34 aufweist. Die Bodenwand 33 ist oberhalb des | halbzylindrischen Kanals für das Rohr 15 mit einer Aufwölbung 35 versehen, von der sich eine vertikale Trenn- | wand 36 bis zum Scheitelpunkt der oberen Wand 34 erstreckt. Durch die Trennwand 36 wird die im Innern des Gehäuseteiles 11 gebildete Heizkammer in zwei Teile 37a und 37b unterteilt. In die Kammer 37a mündet von der einen Stirnseite her die Zulaufleitung 38, während aus der Kammer 37b von derselben Stirnseite her die Ablauf-

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leitung 39 herausführt. Durch die Leitungen 38 und 39 läuft eine geheizte Flüssigkeit, z.B. öl/ um den gesamten Gehäuseblock auf einer möglichst gleichmäßigen Temperatur zu halten. Die Mündungsstelle der Leitung befindet sich im unteren Bereich des Teiles 37a der Heizkammer und die Mündungsstelle der Leitung 39 befindet sich im oberen Bereich des Teiles 37b der Heizkammer.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Trennwand 36 an demjenigen Ende, das den Mündungen 38 und 39 abgewandt ist, im oberen Bereich eine überlaufkante 40 auf, über die die Heizflüssigkeit aus dem Teil 37a in den Teil 37b überströmt, wenn eine gewisse Füllhöhe in dem Teil 37a der Heizkammer erreicht ist.

Die Leitungen 38 und 39 befinden sich im Innern einer Stirnwand 42, die das eine Ende des Gehäuseblocks 10 und der Heizkammer 37a, 37b abschließt. In dieser Stirnwand 42 befindet sich auch der Zulaufkanal 43 für das Beschichtungsmaterial. Das Ende des Zulaufkanals 42 fluchtet mit dem Innern des Rohres 15, das die Verteilerkammer 44 bildet. Die Stirnwand 4 2 bildet somit die Versorgungsseite .

Die Antriebsseite wird von der gegenüberliegenden Stirnwand 45 gebildet. In dieser Stirnwand 45 ist in einer quer zum Rohr 15 verlaufenden Bohrung eine Spindel 4 6 zum Antrieb des Rohres 15 gelagert. An dem Ende des Rohres 15 ist ein Achsstummel 15' befestigt, auf den ein Schneckenrad 47 aufgekeilt ist. Dieses Schneckenrad steht mit dem Gewinde der Spindel 4 6 in Eingriff, so daß durch Drehen des äußeren Endes der Spindel 46 das Rohr 15 über den Spindeltrieb 46,47 langsam und kontrolliert gedreht werden kann, wodurch sich die Drehstellung des Schlitzes

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16 verändert.

In einer weiteren Bohrung der Stirnwand 45 verläuft eine zweite Spindel 48 parallel zur Spindel 46. Die zweite Spindel 48 steht mit einem Schneckenrad 49 in Eingriff, welches die Spindel 32 zum Verstellen der Keilstücke antreibt. Auf diese Weise kann durch Verstellung von außen der Rakelspalt 23 verändert werden.

Zur Verhinderung des Austretens von Heizflüssigkeit oder heißem Beschichtungsmaterial aus den für diese Medien vorgesehenen Kammern und Kanälen sind an den Enden des Rohres 15 Ringdichtungen 50,51 angebracht, von denen

die Ringdichtung 50 nur aus Sicherheitsgründen erforderlich ist, da das betreffende Ende des Rohres 15 durch den angeschweißten Achsstummel 15 ohnehin abgedichtet ist.

Claims

I ■ · · - 12 Ansprüche

1. Dosiervorrichtung zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf ein Trägermaterial, mit einer langgestreckten Verteilerkammer mit schlitzförmigem Auslaß und einer in Fließrichtung hinter dem Auslaß angeordneten Schlitzrakeldüse aus zwei parallelen Lippen, dadurch gekennzeichnet , daß die Verteilerkammer (44) ein drehbar gelagertes, an einem Ende an eine Zulaufleitung (43) angesetztes Rohr (15) ist, daß das Rohr (15) über nahezu seinen gesamten Umfang von einem Gehäuseblock (10) eng umschlossen ist und daß der Gehäuseblock (10) eine sich über einen Teil des Rohrumfangs erstreckende, sich in Umfangsrichtung radial erweiternde Ausnehmung (18) auf-./eist, die in die Schlitzrakeldüse (23) mündet.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Lippen (20,22) der

κ Schlitzrakeldüse zur Veränderung der Spaltbreite des

Rakelspaltes (23) an dem Gehäuseblock (10) verschiebbar

angebracht ist.

3. Dosiervorrichtung nau. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Lippe (22) über mindestens einen Spindelmechanismus (48,49;26,32) von außen bewegbar ist.

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4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelmechanismus (26,32) eine an dem Gehäuseblock (10) gelagerte, parallel zu dem Rakelspalt (23) verlaufende Spindel (32) aufweist, die in Eingriff mit mindestens zwei Keilstücken

(26) steht,und daß die Keilflächen (25) der Keilstücke (26) jeweils mit einer Keilfläche (24) bzw.

(27) der bewegbaren Lippe (22) zusammenwirken.

5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilstücks (26) an der bewegbaren Lippe (22) in keilförmigen Ausnehmungen, deren Keilwinkel demjenigen der Keilstücke (26) entsprechen, längsverschiebbar angeordnet sind.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (32) in mindestens zwei axial zueinander ausgerichtete und fest miteinander gekoppelte Spindelabschnitte (28) unterteilt ist.

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseblock (10) eine an Heizleitungen angeschlossene Heizkammer (37a, 37b) aufweist, die zwischen Zulauf (38) und Ablauf (39) mit einer Trennwand (36) vesehen ist, welche eine überlaufkante (40) aufweist.

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8. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß ein Spindelmechanismus (48,49) für die Verstellung der Lippe (22) und ein weiterer Spindelmechanismus (46,47) für die Verdrehung des Rohres (15) in einer Stirnwand (45) des Gehäuseblockes (10) angeordnet sind und daß der Zulauf (38) und der Ablauf (39) für die Heizkammer (37a,37b) in der gegenüberliegenden Stirnwand (42) angeordnet sind.