DE9305877U1

DE9305877U1 - Leimauftragsüberwachung

Info

Publication number: DE9305877U1
Application number: DE9305877U
Authority: DE
Original assignee: Hhs Leimauftrags-Systeme 4030 Ratingen De GmbH
Current assignee: Hhs Leimauftrags-Systeme 4030 Ratingen De GmbH
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2003-04-21

Description

hhs Leimauftrags-Systerne GmbH
20.04.1993

Leimauftragsüberwachung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überwachen des Austrage einer Leimauftragsdüse, wobei diese im Abstand von einem zu be Ieimenden und relativ zur Düse bewegbaren Objekt an einem Menge, Druck und/oder Art des Leimaustrages bzw. -auftrages, bestimmenden, beispielsweise als fallweise intermittierender Strahl oder als Folge von Leimpunkten, mit einer Leimzuführung verbindbaren Ventil angeordnet ist.

Vorrichtungen zum Auftragen von Leim auf Elemente von Klebeverbindungen haben schri11ha Ltend beispielsweise mit der Verpackungsindustrie sowie im Bereich der Weiterverarbeitung von Druckerzeugnissen ein außerordentlich breites Anwendungsgebiet und damit einen hohen Entwicklungsstand erreicht. In gleicher Weise gilt dies auch für die holzverarbeitende Industrie, für das Zusammenfügen und Verleimen von Holz- oder Kunststofftei len, z. B. mittels Dübe I verbindungen.

Die DE 41 13 492 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Einspritzen von Leim in Dübe I lochbohrungen eines Werkstücks mit einem geschlossenen Leimsystem, in dem der Leim druckbelastet ist, wobei mindestens ein mit einer Spritzöffnung versehenes Leimventil und mindestens ein den

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Leim von einem Vorratsbehälter zum LeimventiL führender Leimschlauch vorhanden ist. Mit einer solchen Vorrichtung, welche grundsätzlich bekannt ist, werden in der holzverarbeitenden Industrie impulsweise dosierte Leimmengen in Dübe I lochbohrungen eines Werkstücks gespritzt. Anschließend wird ein Dübel mit seinem Befestigungsteil in die beleimte Bohrung eingedrückt. Eine Kontrolle der richtig erfolgten Belegung einer DübeI Iochbohrung mit Leim vor dem DübeIeint reiben wird bei dieser Vorrichtung dadurch ermöglicht, daß in jedem Leimschlauch ein Durchflußmengendetektor angeordnet ist.

Diese Kontrollvorrichtung ermöglicht zwar eine Aussage darüber, daß Leim aus der Düse austritt bzw. sich der Druck im Leimschlauch ändert, jedoch nicht, ob der Leimstrahl das Dübelloch trifft, oder ob er infolge Verschmutzung an der Düsenspitze bzw. Druckabfall in der Leimzufuhr abgelenkt wird. Für den Auftrag einer Leimspur beispielsweise bei der Herstellung von Papiererzeugnissen wie Briefumschläge, Faltschachteln, Einzelverpackungen von Genußmitteln oder Mitteln des täglichen Bedarfs, ist diese Kontrollvorrichtung infolge der pro Flächeneinheit extrem geringen Auftragsmenge von Leim ungeeignet.

Aus der weit verbreiteten Technik der

Faltschachtelherstellung ist bei kontinuierlich wachsender Leistung der Fa 11schachte I klebemaschinen eine überwachung des fertigen Leimauftrages unter Zuhilfenahme eines Leimnaht-Kontro 11 gerätes bekannt. Die fertige Leimspur wird im Anschluß an den Leimauftrag über eine Meßkufe durch eine Meßkammer hindurchgeführt und mittels elektromagnetischer Wellen, beispielsweise durch UV-Strahlung einer Laserdiode,

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abgetastet. Die Strahlen sind für das menschliche Auge unsichtbar. Es besteht aber bei sorglosem Umgang mit Laserdioden für das menschliche Auge die Gefahr irreparabler gesundheitlicher Schäden, weswegen beim Betrieb einer Laserdiode die VDE-Bestimmungen nach VDE 0837 "Strahlungssicherheit von Laser-Einrichtungen" streng beachtet werden müssen. Dies ist ein ernst zunehmender Risikofaktor.

Ein Leimnaht-Kontrollgerät der vorgenannten Art erfordert darüber hinaus einen vergleichsweise hohen technischen Aufwand und verursacht verhältnism ä &bgr; ig hohe Kosten, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Le im spuren zu überwachen sind. Der Einsatz lohnt sich daher nur bei Faltschachtel- Klebemaschinen mit sehr hohem Produktionsausstoß. Ein Nachteil besteht auch darin, daß die Kontrolle infolge der Größe des Leimmeßkopfes nicht unmittelbar an der Leimauftragsdüse erfolgt, sondern erst bei der fertigen Leimnaht. Auch ist ein derartiges Leimnaht-Kontrollgerät nicht in der Lage, bei Vorrichtungen für punktförmigen Leimauftrag bzw. Leimauftrag in Form von Linien oder speziellen Auftragsmustern zu erkennen, ob die hierfür eingesetzten Leimauftragsvorrichtungen tatsächlich mit der erforderlichen Präzision arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik eine Vorrichtung zum überwachen des Austrags einer Leimauftragsdüse anzugeben, mit welcher es gelingt, das Leimauftrags verha I ten unmittelbar an der Düse beim Auftrag von punktformigen oder strichförmigen oder musterförmigen Leimspuren zu überwachen und praktisch ohne Zeitverzug jede Änderung im Austrag der

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Düse zu erfassen, zu signalisieren und faLLweise den Leimaustrag zu stoppen. Dabei soLl die Vorrichtung bei möglichst geringem technischem Aufwand unkompliziert, schwierigen Einbausituationen problemlos anpaßbar und sicher in der Erkennung und Erfassung von bereits ersten Anzeichen auftretender Störungen, wie beispielsweise beginnender Düsenverschmutzungen etc. sein.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt mit der Erfindung bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art dadurch, daß die Vorrichtung einen im seitlichen Abstand zur Düse angeordneten optoelektronischen Sensor mit Mitteln zum Emittieren eines Lichtstrahles sowie zur Erfassung der Rückstrahlung des Zielobjektes aufweist, wobei der Lichtstrahl gegen den Austrag der Düse als Zielobjekt im Bereich zwischen Düse und Objekt gerichtet ist.

Mit der Erfindung wird also nicht, wie bei üblichen Vorrichtungen zur Kontrolle einer fertig ausgebildeten Leimnaht, das Resultat des Leimauftrages kontrolliert, sondern es wird der Leimaustrag bereits beim Verlassen der Düse im Status nascendi kontrolliert, dabei jede Änderung eines vorgegebenen Austragszustandes in Menge und Richtung erfaßt und über die Auswertungseinheit des optoelektronischen Senors als Abweichung vom Normalzustand signalisiert. Damit gelingt es bereits in einem frühen Stadium - vor Eintreten einer Feh Ibe Ieimung - deren Entstehung anzuzeigen und fallweise die Leimaustragung zwecks Korrektur zu stoppen. Auf diese Weise werden Ausfälle und das Entstehen fehlerhafter Produkte rechtzeitig erkannt und vermieden.

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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur Erfassung des Leimaustrages aus einer Fiberoptik mit
V-förmig ausgebildetem Licht-Aus-und Eintritt sowie einem geeigneten Verstärker bestehen, dessen Schaltsignal einer Aus wertse ha Ltung zugeführt wird. In dieser wird das
Düsen-Ansteuersignal und das Signal über den detektierten Leimstrahl so verknüpft, daß sowohl Veränderungen in der
Geschwindigkeit, Menge und Richtung des Leimaustritts als auch Verschmutzung des Überwachungssensors selektiv als
Fehlersignale zur Verfügung stehen.

Damit wird ermöglicht, unmittelbar neben bzw. an der
Leimauftragsdüse den austretenden Leim zu erfassen und
dabei jedes von der vorgegebenen Normalität abweichende
Austragsverha 11en direkt anzuzeigen. Somit gelingt es, vor Eintritt einer fehlerhaften Beleimung bzw. Verklebung der Düse die Vorrichtung zwecks Kontrolle anzuhalten oder
zumindest ein Warnsignal auszulösen.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

In der Folge wird die Erfindung anhand von schematischen
Zeichnungen in bevorzugten Ausführungsformen gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind.

Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Vorrichtung zum
Leimauftrag auf ein Objekt;

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Fig. 2 die Vorrichtung in Draufsicht;

Fig. 3 in stark vergrößerter Darstellung die Leimauftragsdüse mit zugeordneter überwachungsvorrichtung;

Fig. 4 in Seitenansicht eine Ausgestaltung der Vorrichtung zum Beleimen von Dübe I lochern;

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 4 in Draufsicht

Figur 1 zeigt eine Leimauftragsvorrichtung (1) mit einem Zuteilventil (3), der Leimzuführung (2) sowie der Leimauftragsdüse (4). Das Ventil (3) ist an einer Trägerplatte (25) befestigt. Der Leimauftrag erfolgt aus der Düse (4) auf ein Objekt (20); beispielsweise eine Papierbahn, die auf der Unterlage (21) in Richtung des Pfeiles (22) relativ zur Düse (4) bewegt wird.

Die Leimauftragsvorrichtung (1) ist beispielsweise auf einer Führungsschiene (nicht dargestellt) angeordnet und kann mit Hilfe einer Höheneinstellung (nicht dargestellt) im Abstand zwischen dem Düsenmundstück (8) und dem Objekt (20) in Grenzen eingestellt werden. Während das Objekt (20) in Richtung des Pfeiles (22) unter der Düse (4) entlang gezogen wird, trägt diese entweder in einem fallweise intermittierenden, dünnen Strahl Leimstriche oder in einer schnellen Folge von winzigen Tröpfchen Leimpunkte auf die Oberfläche des Objektes (20) auf. Dabei wird der Aufbau und die Funktion des ZuteiLventi les (3) dem Fachmann

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aLs bekannt vorausgesetzt. Es umfaßt beispielsweise einen innerhalb einer Austrags kämmer angeordneten, magnetisch in Schwingungen erregbaren Anker, welcher in der Leimflüssigkeit rhythmische Druckwellen erzeugt, so daß aus der Düse (4) in schneller Folge mit relativ hoher Frequenz winzige Tröpfchen von Leim gegen das Objekt (20) heraus geschleudert werden. Es kann aber auch bei gleichmäßigem Druckaufbau aus der Düse (4) ein fallweise intermittierender Strahl (9) von Leimflüssigkeit ausgetragen werden, welcher dann auf dem Objekt (20) nach Maßgabe von dessen Relativbewegung zur Düse (4) ein Strichmuster erzeugt.

Der Düse (4) ist im seitlichen Abstand ein optoelektronischer Sensor (10) zugeordnet. Wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich weist der Sensor (10) Mittel zum Emittieren eines Kontroll-Lichtstrahles (14) sowie zur Erfassung der Rückstrahlung des Zielobjektes auf, wobei dieser Lichtstrahl (14) gegen den Austrag (9) der Düse (4) als Zielobjekt im Bereich zwischen Düse (4) und Objekt (20) gerichtet ist. Der Sensor (10) bzw. der Lichtwe Ilen Ieiter (11) sind mit einem nicht gezeigten Verstärker verbunden, an welchem entsprechend den Eigenschaften des Leimstrahls wie Lichtdurchlässigkeit, Reflexionsvermögen, Farbe, Menge, Richtung und/oder Austrittsgeschwindigkeit ein SchaLtsignal über den "GUT"- Zustand bzw. ein anderes Schaltsignal bei Verschmutzung des Sensors (10) erzeugt wird.

Mit dieser Anordnung ist die Vorrichtung zum überwachen des Leimaustrags (9) in die Lage versetzt, die LeimfLüssigkeit bei deren Austritt unmittelbar zwischen dem Düsenmundstück (8) und dem Auftreffeid auf dem Objekt (20) zu erfassen und

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deren vorschriftsmäßige Ausbildung zu kontrollieren bzw. bei Änderung dieser Ausbildung ein Warn- oder Alarmsignal auszulösen und fallweise die Vorrichtung (1) zu stoppen. Dabei ergibt die Anordnung des Sensors (10) unmittelbar neben dem Düsenmundstück (8) die Möglichkeit, daß im Gegensatz z. B. zu bekannten Leimnaht-Kontro I Lgeräten oder Durchfluß-Meßgeräten die Kontrolle des SOLL-Zustandes beim Leimauftrag unmittelbar "vor Ort" erfolgt. Dadurch kann jede Unregelmäßigkeit beim Leimaustrag frühzeitig erkannt, das Entstehen eines Fehlers beispielsweise durch teilweise Verstopfung der Düse (4), rechtzeitig verhindert und vor Entstehung von Ausschuß durch eine entsprechende Warnung für Abhilfe gesorgt werden.

Dabei geht aus der Darstellung der Figuren 1 bis 5 hervor, daß die überwachungsvorrichtung wegen der Miniaturisierung des Sensors (10) und dessen Ausführung mit einem flexiblen Lichtleiterkabel (11) in Bezug auf ihre Anordnung an einer Leimauftragsvorrichtung (1) unproblematisch ist, wenn ein Mindestmaß an Abstand zwischen Düsenspitze (8) und Objekt (20) vorhanden ist. Dies geht auch aus der Draufsicht der Figur 2 hervor, welche ebenfalls die Einbausituation erkennen läßt. Diese zeigt, daß der Führungsschuh (23) mit einem Ausschnitt (24) ähnlich dem Steppfuß einer Nähmaschine um die Austragsdüse (4) bzw. deren Mundstück (8) herum angeordnet ist. Sehr zweckmäßig ist der Sensor (10) neben der Düse (4) an einer diesem sowie dem Ventil (3) gemeinsam zugeordneten Trägerplatte (25) angeordnet.

Mit einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann erreicht werden, daß bei der Kontrolle eines z. B. intermittierenden Leimaustrags (9) im mathematischen

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Vergleich zwischen der während der Zeit des Austrags (9) anfallenden Anzahl von Lichtpulsen die effektive Austragszeit , oder im Vergleich mit der Transportgeschwindigkeit des Objektes (20) in Richtung des Pfeiles (22) die Strichlänge gemessen und damit das vorgegebene Leimmuster überwacht werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Sensor (10) auch mit einer einstellbaren Ein- und Ausschaltverzögerung ausgebildet sein. Damit können z. B. Theologische Eigenschaften wie die kinematische Zähigkeit der Leimmasse bzw. Leimflüssigkeit kompensiert werden.

Eine Ausgestaltung sieht ferner vor, daß der Sensor (10) mit einer programmierbaren HELL-DUNKEL-Scha 11ung und PNP/NPN seines Ausganges ausgestattet ist, sowie mit einem Alarmausgang. Mit dieser Schaltung wird der Sensor problemlos an entsprechende Eigenschaften des Zielobjektes (9) wie Lichtdurchlässigkeit, Reflektionsvermögen. Farbe etc. angepaßt bzw. entsprechend sensibilisiert.

Und schließlich ist vorgesehen, daß das Lichtleitermaterial Kunststoff ist und der Lichtleiter (11) durch Abschneiden verkürzbar ist. Diese Möglichkeit erleichtert eine exakte Anpassung des Lichtleiters (11) an die aus der Montagesituation sich ergebenden Anordnungsverhältnisse und ermöglicht eine entsprechende Korrektur beispielsweise beim Austausch einer Leimauftragsdüse (4) oder Umbau der Leimauftragsvorrichtung (1).

Während in den Figuren 1 bis 3 eine Anordnung und Ausgestaltung der Vorrichtung (1) zum überwachen des

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Austrags einer Leimauftragsduse (4) gezeigt ist, bei welcher ein Strich- und/oder Punktmuster von Leim auf ein bandförmiges Objekt (20), beispielsweise eine Papierbahn, aufgebracht wird, ist den Figuren 4 und 5 eine Anordnung der Vorrichtung (1) zum Beleimen von Dübellöchern (30) gezeigt. Dabei ist die Leimauftragsvorrichtung (1) mit ihrer Achse (y) im Winkel (Alpha) von etwa 55 Grad gegen die Horizontale geneigt, derart, daß die Leimschußrichtung (9) des aus der Düse (4) austretenden Leimaustrags etwa in der Mitte der Dübe I lochtiefe die DübeIloch-Mi11e 11 i&eegr;ie (x) schneidet. Dadurch ist eine sichere Beleimung des Dübelloches gewährleistet, weil der später eindringende Zapfen den in das Dübelloch (30) eingesprühten Leim durch Verdrängung im Bereich der gesamten Leimfuge zur Verteilung bringt .

Auch bei dieser Anordnung kann der Sensor (10) mit seinem Lichtleiter (11) in sehr kurzer Entfernung und mit annähernd vertikalem Kontro I L-Lichtstrah L (14) so positioniert werden, daß dieser Lichtstrahl (14) den Leimaustrag (9) erfaßt und demzufolge seine Kontro 11 funktion sicher ausüben kann.

Aus Figur 5 ist erkennbar, daß der Kontroll-Lichtstrahl (14) und der Austrag (9) der Düse (4) in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen.

Wie aus den Figuren 1 bis 5 und der Beschreibung ersichtlich, ist die erfindungsgemaße Vorrichtung zum überwachen des Austrags einer Leimauftragsdüse unkompliziert, vielseitig verwendbar und geeignet, den Leimaustrag nach einem vorgegebenen Programm zu steuern.

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Insofern stellt die Erfindung eine optimale Lösung der eingangs gestellten Aufgabe dar.

Die erfindungsgemäße Leimauftragsüberwachung ist nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise im Rahmen der Erfindung ein oder mehrere Sensoren in beliebiger Zuordnung zu einer oder mehreren Düsen, beispielsweise in paralleler Anordnung vorgesehen sein. Die konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die jeweilige spezielle Verwendung der Anlage dem Fachmann anheimgestellt.

Claims

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1. Vorrichtung zum überwachen des Austrags einer Leimauftragsdüse, wobei diese im Abstand von einem zu beLeimenden und reLativ zur Düse bewegbaren Objekt an einem Menge, Druck und/oder Art des Leimaustrages bzw. -aufträges bestimmenden, beispielsweise als fallweise intermittierender Strahl oder als Folge von Leimpunkten, bestimmenden, mit einer Leimzuführung verbindbaren Ventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen im seitlichen Abstand zur Düse (4) angeordneten optoelektronischen Sensor (10) mit Mitteln (11) bzw. (13) zum Emittieren eines Lichtstrahles (14) sowie zur Erfassung der Rückstrahlung aufweist, wobei der Lichtstrahl (14) gegen den Austrag (9) der Düse (4) als Zielobjekt im Bereich zwischen Düse (4) und Objekt (20) gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Emittieren des Lichtstrahles (14) eine Lichtquelle (13) und ein diese mit dem Sensor (10) verbindendes, flexibles Lichtkabel (11) mit einer Fiberoptik mit V-förmig ausgebildetem Licht-Aus- und -Eintritt sowie einen geeigneten Verstärker umfassen, dessen Scha 11signa Ie einer Auswertscha 11ung zuführbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) neben der Düse (4) an einer diesem sowie dem Ventil (3) gemeinsam zugeordneten Trägerplatte (25) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Sensor (10) nach Maßgabe der Art des Zielobjektes (9) wie Lichtdurchlässigkeit, RefLektions vermögen , Farbe etc. anpassbare Lichtleiter (11) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) Mittel zur Ausbildung als Einweg-Lichtschranke aufweist oder als solche ausgebildet i st .

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) Mittel zur Ausbildung als Lichttaster aufweist oder als solcher ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) mit einer einstellbaren Ein- und Ausschaltverzögerung verbunden und geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) mit einer Verschmutzungsanzeige, einer Einste11hiIfe sowie einer überwachung ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) mit einer programmierbaren Hell- Dunkel- Schaltung und PNP/NPN seines Ausgangs ausgestattet ist, sowie mit einem Alarmausgang.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleiter-Material Kunststoff ist und der Lichtleiter durch Abschneiden verkürzbar ist.