EP0850697B1 - Device for applying fluids on a substrate, especially for applying intermittently fluid glues - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem
Material auf ein bewegbares Substrat, insbesondere zum intermittierenden
Auftragen von flüssigem Klebstoff,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der US-A-4 678 100
bekannt.The present invention relates to a device for applying flowable
Material on a movable substrate, especially for intermittent
Applying liquid glue,
according to the preamble of
In der Industrie wird eine derartige Vorrichtung beispielsweise eingesetzt, um folienförmige Substrate mit flüssigem Klebstoff, etwa Heißschmelzkleber, flächig zu beschichten. Häufig wird ein sogenannter intermittierender Auftrag vorgenommen, d.h. daß Intervalle, in denen der Ventilkörper in der Öffnungsstellung ist und Material auf das Substrat aufgetragen wird, sich mit Intervallen abwechseln, in denen der Ventilkörper in der Schließstellung ist, so daß der Materialauftrag unterbrochen ist. Beim intermittierenden Auftrag werden häufig sehr kurze Intervalle verwirklicht, um Auftragszonen mit geringen Abständen zueinander realisieren zu können. Der Materialfluß muß bei manchen Anwendungen bis zu 1000 Mal pro Minute unterbrochen werden.In industry, such a device is used, for example, to flat substrates with liquid adhesive, such as hot melt adhesive to coat. Often a so-called intermittent order is made i.e. that intervals at which the valve body is in the open position and material is applied to the substrate, alternate with intervals, in which the valve body is in the closed position, so that the material application is interrupted. Intermittent jobs often become very short Intervals realized to order zones with short distances to each other to be able to realize. The material flow must be up to in some applications Be interrupted 1000 times per minute.
An das auf dem Substrat entstehende Auftragsmuster wird die Anforderung gestellt, daß eine Materialauftragszone auf dem Substrat scharf begrenzte Ränder aufweist. Im Falle eines flächigen Auftrags mit Hilfe einer bekannten Schlitzdüsenanordnung ist es insbesondere erwünscht, daß die - in Bewegungsrichtung des Substrats relativ zur Auftragsvorrichtung - seitlichen Ränder, aber auch die vorderen und hinteren Ränder einer Materialauftragszone scharf begrenzt sind. Voraussetzung für eine derartige scharfe Begrenzung der vorderen und hinteren Ränder ist, daß der Ventilkörper der Ventilanordnung rasch in seine Schließstellung bewegt wird, so daß der Materialfluß aus der Austrittsöffnung gleichermaßen rasch unterbrochen wird. Beim Öffnen der Ventilanordnung ist es zum Erreichen einer scharfen Begrenzungslinie am vorderen Rand einer Materialauftragszone erforderlich, daß die Ventilanordnung rasch öffnet und der Materialauftrag freigegeben wird.The requirement is based on the application pattern created on the substrate that a material application zone on the substrate has sharply defined edges having. In the case of a flat application using a known slot nozzle arrangement it is particularly desirable that the - in the direction of movement of the Substrate relative to the applicator - side edges, but also the front and rear edges of a material application zone are sharply delimited. requirement for such a sharp delimitation of the front and rear edges is that the Valve body of the valve assembly is quickly moved into its closed position, so that the flow of material from the outlet opening is interrupted equally quickly becomes. When opening the valve arrangement it is to reach a sharp boundary line at the front edge of a material application zone that the Valve arrangement opens quickly and the material order is released.
Im Stand der Technik wird zu diesem Zweck ein sogenanntes Nadelventil verwendet, daß eine Nadel mit einer Nadelspitze als Ventilkörper aufweist, die mit einem der Form der Nadelspitze angepaßten Ventilsitz in Berührung bringbar ist. Zum Schließen der Ventilanordnung wird die Nadel - elektro-pneumatisch betätigt - in Richtung auf den Ventilsitz bewegt und kommt mit diesem in Berührung, so daß der Strömungsquerschnitt des Zuführkanals verschlossen und der Materialfluß dadurch unterbrochen wird. Während der Schließbewegung der Nadel mit Nadelspitze wird diese stromabwärts in Richtung auf das Substrat bewegt. Während der Schließbewegung der Nadelspitze wird Klebstoff von der Nadelspitze stromabwärts in Richtung auf die Austrittsöffnungen verdrängt. Dies hat den Effekt, daß bis zum in Berührung kommen der Nadelspitze mit dem Ventilsitz Material in Richtung auf die Austrittsöffnung gedrückt wird. Dies hat zur Folge, daß der Materialauftrag auf das Substrat nicht so abrupt unterbrochen wird, wie es für eine Herstellung einer scharfen Begrenzungslinie im Endbereich einer Auftragszone erforderlich wäre. Ein "Nachtropfen" aus der Austrittsöffnung beim Schließen der Ventilanordnung kann nicht verhindert werden. A so-called needle valve is used in the prior art for this purpose used that has a needle with a needle tip as the valve body with a valve seat adapted to the shape of the needle tip can be brought into contact. To close the valve arrangement, the needle is actuated electro-pneumatically. moves towards the valve seat and comes into contact with it, so that the flow cross section of the feed channel is closed and the material flow thereby being interrupted. During the closing movement of the needle with The needle tip is moved downstream towards the substrate. During the closing movement of the needle tip, adhesive is removed from the needle tip displaced downstream towards the outlet openings. This has the effect that until the needle tip comes into contact with the valve seat material Direction is pressed onto the outlet opening. As a result, the Material application to the substrate is not interrupted as abruptly as it is for a Creation of a sharp boundary line in the end area of an application zone would be required. A "dripping" from the outlet opening when closing the Valve arrangement cannot be prevented.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der ein Nachtropfen weitgehend vermieden werden kann und scharf begrenzte Materialauftragszonen auf einem Substrat hergestellt werden können. The present invention has for its object a device Specify the type mentioned, with the dripping largely avoided can be and sharply delineated material application zones on a substrate can be produced.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. The object is achieved with a device according to
Erfindungsgemäß wird eine abrupte Unterbrechung des Materialflusses erreicht und ein unerwünschtes "Nachtropfen" beim Unterbrechen des Materialflußes mittels der Ventilanordnung weitgehend verhindert, so daß Materialauftragszonen mit scharf begrenzten Rändern bei einem Materialauftrag auf ein Substrat realisiert werden können. Beispielsweise wird erfindungsgemäß im Falle eines flächigen Auftrags von Klebstoff auf eine Folie mit einer Schlitzdüsenanordnung quer zur Bewegungsrichtung des Substrats eine gerade, "scharfe" hintere Begrenzungslinie realisiert.According to the invention, an abrupt interruption of the material flow is achieved an undesirable "dripping" when interrupting the material flow by means of the Valve arrangement largely prevented, so that material application zones with sharp limited edges when applying material to a substrate can. For example, according to the invention, in the case of a flat application of Adhesive on a film with a slot nozzle arrangement transverse to the direction of movement the substrate realized a straight, "sharp" rear boundary line.
Durch die erfindungsgemäße Bewegung des Ventilkörpers stromaufwärts entgegen der Strömungsrichtung im geöffneten Zustand der Ventilanordnung wird während der Schließbewegung des Ventilkörpers kein Material von dem Ventilkörper in Richtung auf die Austrittsöffnung gedrückt. Vielmehr wird im Gegensatz hierzu sogar Material entgegen der üblichen Strömungsrichtung zusammen mit dem Ventilkörper - durch einen Saug- und Hafteffekt - stromaufwärts bewegt. Auf diese Weise wird eine Materialabgabe aus der Austrittsöffnung während der Schließbewegung abrupt unterbrochen. Folge ist eine scharfe Begrenzungslinie am hinteren Rand der Materialauftragszone.By the movement of the valve body according to the invention upstream the flow direction in the open state of the valve arrangement is during the closing movement of the valve body in no material from the valve body Direction pressed on the outlet opening. Rather, in contrast to this even material against the usual flow direction together with the Valve body - moved by a suction and sticking effect - upstream. To this Material is released from the outlet opening during the closing movement abruptly interrupted. The result is a sharp boundary line at the rear edge the material application zone.
Zum Öffnen der Ventilanordnung wird der Ventilkörper erfindungsgemäß "stromabwärts" bewegt, so daß der Ventilkörper von dem Ventilsitz freikommt. Während dieser Bewegung wird Material, das in Strömungsrichtung vor dem Ventilkörper angeordnet ist, in Richtung auf die Austrittsöffnungen der Düsenanordnung bewegt, so daß nahezu gleichzeitig mit dem Einsetzen der Bewegung des Ventilkörpers aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung Material in Richtung auf die Austrittsöffnungen gefördert wird, indem der Ventilkörper das Material in diese Richtung drückt. Auf diese Weise läßt sich eine scharfe Begrenzungslinie am Anfang oder vorderen Rand einer Auftragszone realisieren, denn der Materialauftrag setzt fast sofort ein, nachdem die Bewegung des Ventilkörpers begonnen hat. Das Auftragsmuster auf dem Substrat läßt sich erfindungsgemäß deutlich verbessern. Ein "Nachtropfen" kann erfindungsgemäß weitgehend vermieden werden.To open the valve arrangement, the valve body is "downstream" according to the invention moves so that the valve body comes free from the valve seat. While This movement becomes material in the direction of flow in front of the valve body is arranged, moved in the direction of the outlet openings of the nozzle arrangement, so that almost simultaneously with the onset of movement of the valve body the closed position in the open position material in the direction of the outlet openings is conveyed by the valve body moving the material in that direction suppressed. In this way, a sharp boundary line at the beginning or Realize the front edge of an order zone, because the material application almost sets immediately after the valve body starts moving. The order sample on the substrate can be significantly improved according to the invention. On According to the invention, “dripping” can largely be avoided.
Der Ventilkörper ist auf Grund des weiteren im wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnittes strömungstechnisch vorteilhaft ausgestaltet, da er während der Schließbewegung aufgrund seiner Form Material stromaufwärts verdrängt und während der Öffnungsbewegung das Material stromabwärts verdrängt, so daß die erfindungsmäße Wirkung verstärkt wird.The valve body is due to the further in essential frustoconical section fluidically advantageously designed because it is due to the closing movement its shape displaces material upstream and during the opening movement the material is displaced downstream, so that the effect according to the invention is enhanced becomes.
Der Ventilkörper ist an einem Schaftabschnitt befestigt. The Valve body is attached to a stem section.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Ventilkörper einen realativ zu dem Schaftabschnitt erweiterten Querschnitt auf. Somit ist auf einfache Weise eine erfindungsgemäße Ventilanordnung gebildet. Der Schaftabschnitt ist bei dieser Ausführungsform innerhalb eines Abschnitts des Zuführkanals mit einem relativ zum Schaftabschnitt größeren Durchmesser bewegbar angeordnet, und der Ventilkörper ist ebenfalls auf konstruktiv einfache Weise zwischen seiner Öffnungs- und Schließstellung bewegbar. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Ventilkörper im wesentlichen als Kugel ausgebildet.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the Valve body a realistic to that Shank section enlarged cross section. So it's easy formed a valve assembly according to the invention. The shaft section is with this Embodiment within a portion of the feed channel with a relative to the Larger diameter shaft section arranged movably, and the valve body is also in a structurally simple manner between its opening and Movable closed position. In a further development of the invention, the valve body essentially formed as a ball.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Ventilkörper einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, der mit dem Ventilsitz in Berührung bringbar ist. Auf diese Weise wird Material, das sich in dem Zuführkanal befindet, besonders wirksam stromaufwärts bewegt, da eine Verdrängungswirkung des Ventilkörpers, hierdes kegelstumpfförmigen Abschnitts, auftritt, die das Material stromaufwärts bewegt.According to a preferred embodiment of the invention, the valve body a substantially frusto-conical section which is connected to the valve seat can be brought into contact. In this way, material that is in the Feed channel is particularly effective upstream because it moves Displacement effect of the valve body, here the frustoconical section, occurs that moves the material upstream.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist der Ventilkörper einen sich an den kegelstumpfförmigen Abschnitt anschließenden, im wesentichen kreisscheibenförmigen Abschnitt auf. Hierdurch wird das Volumen und somit die Verdrängungswirkung des Ventilkörpers weiter vergrößert.According to a development of this embodiment, the valve body has a essentially adjoining the frustoconical section circular disc-shaped section. As a result, the volume and thus the Displacement effect of the valve body further increased.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Schaftabschnitt an einem beiseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Differenzdruck-Kolben befestigt ist und durch Druckbeaufschlagung zusammen mit dem Ventilkörper bewegbar ist. Mit Hilfe eines derartigen Differenzdruck-Kolbens kann eine hochfrequente Wechselbewegung des Ventilkörpers von der Öffnungsin die Schließstellung und umgekehrt realisiert werden, wodurch extrem kurze Phasen des Auftragens von Material auf das Substrat und extrem kurze Phasen der Unterbrechung des Materialflußes und somit des Auftrags verwirklicht werden können. A particularly preferred embodiment of the invention is characterized by this from that the shaft section on a pressurized air on both sides Differential pressure piston is attached and pressurized together with the valve body is movable. With the help of such a differential pressure piston can a high-frequency alternating movement of the valve body from the opening the closed position and vice versa can be realized, making it extremely short Phases of applying material to the substrate and extremely short phases of Interruption of the material flow and thus the order can be realized can.
Durch die unterschiedlich großen Wirkflächen des Kolbens kann beispielsweise eine größere Kraft zum Schließen oder wahlweise zum Öffnen der Ventilanordnung auf den Kolben aufgebracht werden. In vorteilhafter Weise ist der Kolben so angeordnet, daß er den Ventilkörper mittels einer an der größeren Wirkfläche erzeugten Kraft in die Öffnungsstellung bewegt wird. Beispielsweise ist die größere Wirkfläche an der von dem Ventilkörper beabstandeten Seite des Druckkolbens angeordnet, um eine größere Kraft zum Öffnen der Ventilanordnung aufbringen zu können.Through the differently large effective areas of the piston can, for example, have a greater force Close or optionally to open the valve assembly on the piston be applied. Advantageously, the piston is arranged so that it Valve body by means of a force generated on the larger effective area in the Open position is moved. For example, the larger effective area is that of the valve body spaced side of the pressure piston arranged to a to be able to apply greater force to open the valve arrangement.
Zweckmäßigerweise ist ferner eine mit dem Differenzdruck-Kolben zusammenwirkende Feder vorgesehen, die mit ihrer Federkraft mittels des Kolbens den Ventilkörper in Richtung auf die Schließstellung des Ventils vorspannt. Die Feder ist so angeordnet, daß sie in dem Fall, daß eine Druckluftzufuhr ausfällt, der Ventilkörper von der Feder in die Schließstellung bewegt wird.It is also expedient to cooperate with the differential pressure piston Spring provided with the spring force by means of the piston Preloads valve body in the direction of the closed position of the valve. The feather is so arranged that in the event that a compressed air supply fails, the The valve body is moved by the spring into the closed position.
Die Vorrichtung läßt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform strömungstechnisch weiter optimieren, indem der Ventilkörper in der Öffnungsstellung im wesentlichen in einer zylindrischen Ausnehmung angeordnet ist. Die zuvor beschriebene Verdrängungswirkung zur Erzielung einer abrupten Unterbrechnung des Materialflusses kann auf diese Weise weiter verbessert werden. According to a preferred embodiment, the device can be fluidically further optimize by opening the valve body in the is essentially arranged in a cylindrical recess. The one before described displacement effect to achieve an abrupt interruption the material flow can be further improved in this way.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem Klebstoff auf ein Substrat mit einem Auftragskopf in einer Teilschnittsdarstellung;
- Fig. 2
- eine Schnittdarstellung eines Teils einer Ventilanordnung aus Fig. 1 in geöffneter Stellung;
- Fig. 3
- den in Fig. 2 dargestellter Abschnitt in einer geschlossenen Stellung;
- Fig. 4
- ein Steuerteil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in einer Schnittdarstellung;
- Fig. 5
- eine Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoff mit zwei Auftragsköpfen und zwei Ventilanordnungen;
- Fig. 6
- eine Teilschnittdarstellung der Vorrichtung aus Fig. 5;
- Fig. 7
- eine vergrößerte Darstellung eines Auftragskopfs der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Vorrichtung;
- Fig. 8
- ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoff mit zwei Auftragsköpfen und zwei Ventilanordnungen;
- Fig. 9
- eine Mundstückaufnahme einer Düsenanordnung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Querschnitt; und
- Fig. 10
- ein Mundstück einer Ventilanordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Querschnitt.
- Fig. 1
- an inventive device for applying liquid adhesive to a substrate with an application head in a partial sectional view;
- Fig. 2
- a sectional view of part of a valve assembly of Figure 1 in the open position.
- Fig. 3
- the section shown in Figure 2 in a closed position.
- Fig. 4
- a control part of the device shown in Figure 1 in a sectional view.
- Fig. 5
- a side view of an alternative embodiment of a device for applying adhesive according to the invention with two application heads and two valve arrangements;
- Fig. 6
- a partial sectional view of the device of FIG. 5;
- Fig. 7
- an enlarged view of an application head of the device shown in Figures 5 and 6.
- Fig. 8
- an alternative embodiment of an inventive device for applying adhesive with two application heads and two valve arrangements;
- Fig. 9
- a mouthpiece receptacle of a nozzle arrangement for a device according to the invention in a cross section; and
- Fig. 10
- a mouthpiece of a valve assembly of a device according to the invention in a cross section.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem Klebstoff auf ein
relativ zu der Vorrichtung in Richtung des eingezeichneten Pfeils bewegbaren
Substrat 1 weist einen Auftragskopf 2 auf. Der obere Teil des Auftragskopfes 2
umfaßt ein elektro-pneumatisch betätigbares Steuerteil 4 (vgl. Fig. 4), das an ein
Grundteil 6 montiert ist. Eine Düsenanordnung 8 ist an der Unterseite des Grundteils
6 montiert. Das Grundteil 6 ist seinerseits an einem nicht dargestellten, ortsfesten
Träger montiert. Das Steuerteil 4 ist mittels zweier Druckluftleitungen 10, 11 an
eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen, die etwa einen Druck von 6
bar bereitstellt. Mit Hilfe eines Magnetventils 12 kann das Steuerteil 4 mit Druckluft
beaufschlagt werden. Das Grundteil 6 ist mit einer Bohrung 7 ausgebildet, in die ein
unterer Abschnitt des Steuerteils 4 eingesetzt ist. In dem Grundteil 6 sind im oberen
Bereich zwei Anschlußbohrungen 21, 23, die wahlweise mit einer Druckluftleitung
verbunden werden können. Im in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Bohrung 23 mit einem Stopfen 25 verschlossen.The device shown in Fig. 1 for applying liquid adhesive to a
movable relative to the device in the direction of the
Das in Fig. 4 vergrößert dargestellte Steuerteil 4 ist mit einer in den Fig. 2 und 3
teilweise dargestellten Ventilanordnung zum Regulieren der von der Düsenanordnung
8 abgegebenen und auf das Substrat 1 aufzutragenen Klebstoffmenge
ausgebildet, um den Klebstofffluß unterbrechen und freigeben zu können. Die
Ventilanordnung umfaßt im wesentlichen einen Ventilkörper 14, einen mit diesem
verbundenen stabförmigen Schaftabschnitt 16, und einen Ventilsitz 44. Der
Ventilkörper 14 wirkt mit dem Ventilsitz 44 derart zusammen, daß der Materialfluß
durch Bewegung des Ventilkörpers 14 in eine Schließstellung unterbrochen und
durch Bewegung in eine Öffnungsstellung freigegeben wird. Der Ventilkörper 14
kommt durch eine Bewegung entgegen der Flußrichtung des Materials mit dem
Ventilsitz in Berührung, um den Materialfluß zu unterbrechen.The
Ein Differenzdruck-Kolben 18 ist an dem oberen bewegbaren Schaftabschnitt 16
befestigt. Der Kolben 18 ist in einer Bohrung 20 in einem Grundkörper 22 axial
verschieblich angeordnet. Der Kolben 18 ist mit einer zentralen Bohrung 20
ausgebildet, in der ein Teil des Schaftabschnitts 16 angeordnet ist. Auf ein am Ende
des Schaftabschnitts 16 ausgebildetes Außengewinde ist eine Mutter 24
aufgeschraubt, die den Kolben 18 an dem Schaftabschnitt 16 sichert. A
Oberhalb des Kolbens 18 ist ein mit Gas befüllbarer Raum 26 vorgesehen, der mit
Gasdruck beaufschlagbar ist. Hierdurch kann eine Kraft auf den Kolben 18
aufgebracht werden. Unterhalb des Kolbens 18 ist ein weiterer mit Gas befüllbarer
Raum 28 innerhalb der Bohrung 20 in dem Grundkörper 22 ausgebildet, der mittels
eines Anschluß-Kanals 30 durch die Leitung mit Druckluft 10 beaufschlagbar ist.
Der Kolben 18 weist eine obere Wirkfläche 34 auf, die größer ist als eine untere
Wirkfläche 36, so daß bei gleichem Druck in den Räumen 26 bzw. 30 unterschiedlich
große resultierende Kräft auf den Kolben 18 wirken. Bei gleichen Drücken
würde der Kolben - in Fig. 4 nach unten - in Richtung auf die Düsenanordnung 8
gedrückt werden, so daß der Ventilkörper 14 in seine Öffnungsstellung gedrückt
wird. Der Kolben 18 ist in nicht näher beschriebener Weise mit O-Ringen gegenüber
dem Grundkörper 22 abgedichtet.Provided above the
In dem Raum 28 ist konzentrisch zum im wesentlichen zylindrischen Schaftabschnitt
16 eine Spiral-Feder 32 angeordnet, die mit ihrer Federkraft auf den
Kolben 18 wirkt und diesen - in Fig. 4 nach oben - in die Schließstellung der
Ventilanordnung vorspannt.In the
Zum Öffnen der Ventilanordnung und somit Freigeben des Klebstoffflusses wird im
Ausführungsbeispiel das Magnetventil 12 (Fig. 1) geöffnet. Dadurch wird in dem
Raum 26 ein Druck erzeugt, der etwa dem der Druckluftquelle entspricht und der
auf die Wirkfläche 34 wirkt. Im Raum 28 herrscht durchgehend der Druck der
Druckluftquelle. Da die Wirkfläche 34 größer ist als die Wirkfläche 28, wird der
Kolben 18 in Richtung auf das Substrat 1 bewegt. Zum Schließen der Ventilanordnung
und somit Unterbrechen des Klebstoffflusses wird das Magnetventil 12 derart
geschaltet, daß der Druck in dem Raum 26 reduziert wird. Zu diesem Zweck wird
Druckluft aus dem Magnetventil 12 an die Umgebung abgelassen. Durch diese
Druckreduzierung in dem Raum 26 wird der Kolben 18 durch die an der Wirkfläche
36 angreifende resultierende Kraft "nach oben" gedrückt und der Ventilkörper 14
wird in die Schließstellung bewegt. Hierbei wirkt die Federkraft der Feder 32
unterstützend.To open the valve assembly and thus release the adhesive flow is in
Embodiment, the solenoid valve 12 (Fig. 1) opened. This will result in the
Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist der Schaftabschnitt 16 des Ventils
14 eine Einkerbung 38 als Markierung auf, die von außen durch ein Sichtfenster 40
in dem Steuerteil 4 sichtbar ist, so daß die Stellung des beweglichen, am
Schaftabschnitt 16 befestigten Ventilkörpers 14 von außen erkennbar ist.As best seen in Fig. 4, the
Zum Zuführen von Klebstoff zu der Düsenanordnung 8, von der der Klebstoff
abgegeben und auf das Substrat 1 aufgetragen wird, ist in einem unteren Abschnitt
des Steuerteils 4 ein Klebstoff-Zuführkanal 46 ausgebildet, der mittels eines Anschlusses
48 mit Klebstoff aus einer Klebstoffquelle gespeist werden kann. Der
Zuführkanal 46 ist im wesentlichen als zylindrische Bohrung innerhalb eines (Ring-)
Körpers 50 ausgebildet. Am unteren Ende des Körpers 50 ist ein Ring 52 befestigt,
der ebenfalls mit einer zentralen Durchgangsbohrung versehen ist, die Teil des
Zuführkanals 46 ist.For supplying adhesive to the
An dem Ring 52 ist der Ventilsitz 44 ausgebildet, der in den Fig. 2 und 3 als
ringförmige Kante dargestellt ist. Der Ventilsitz 44 kann an die Form des Ventilkörpers
14 angepaßt sein. Er kann geschliffen und gehärtet sein. Mittels eines O-Rings
54 ist der Ring 52 realtiv zum Grundteil 6 abgedichtet. Wie aus den Fig. 2 und 3
ersichtlich ist, ist der Ventilkörper 14 innerhalb eines im wesentlichen zylindrischen
Raumes 56 angeordnet, der in dem Grundteil 6 ausgebildet ist. Dem Raum 56
schließt sich in Strömungsrichtung ein Durchlaß 58 an, durch den Klebstoff in die
Düsenanordnung 8 strömen kann.On the
Der einstückig mit dem Schaftabschnitt 16 ausgebildete Ventilkörper 14 ist ebenso
wie der Schaftabschnitt 16 rotationssymetrisch ausgebildet und weist einen sich
an den Schaftabschnitt 16 anschließenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 60 auf,
der mit dem Ventilsitz 44 in der Schließstellung in Berührung ist, wie in Fig. 3
dargestellt ist. An den Abschnitt 60 schließt sich stromabwärts ein im wesentlichen
kreisscheibenförmiger Abschnitt 62 an, der weiter stromabwärts in einen wiederum
kegelstumpfförmigen Abschnitt 64 übergeht, der das unteres Ende des Körpers 14
markiert. Ausgehend von dem Schaftabschnitt 16 hat der Körper 14 zunächst einen
sich erweiternden Querschnitt, dann einen konstantbleibenden Querschnitt und
weiter stromabwärts einen sich verjüngenden Querschnitt. Er weist einen
Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser des Zuführ-Kanals
46, so daß bei Bewegung des Schaftabschnitts 16 zusammen mit dem Ventilkörper
14 letzterer an dem Ventilsitz 44 zur Anlage kommt. Der Durchmesser des
Schaftabschnitts 16 ist geringer als der des Zuführkanals 46, so daß zwischen
beiden ein Ringkanal ausgebildet ist.The
Alternativ kann der Ventilkörper 14 im wesentlichen als Kugel oder Kreisscheibe
ausgebildet sein, die an dem Schaftabschnitt 16 angebracht, vorzugsweise
einstückig mit dieser ausgebildet ist.Alternatively, the
Der Durchlaß 58 mündet in einen innerhalb der als Schlitzdüsenanordnung
ausgebildeten Düsenanordnung 8 ausgebildeten Kanal 66, der in einer in Fig. 9
dargestellten Mundstückaufnahme 68 als gerade Durchgangsbohrung ausgebildet
ist. In Fig. 9 ist der Kanal 66 schräg relativ zu einer Vertikalachse angeordnet. An
die Mundstückaufnahme 68 ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ein Mundstück 70
montiert, das separat in Fig. 10 dargestellt ist und mittels eines in einer Bohrung 71
angeordneten Bolzens an der Mundstückaufnahme 68 angeschraubt ist. Im
montierten in Fig. 1 dargestellten Zustand mündet eine elliptische, untere Öffnung
des schrägverlaufenden Kanals 66 in einen im Betrieb horizontal angeordneten
Verteilerkanal 72, in dem der Klebstoff in mehrere nicht dargestellte Austrittskanäle
geleitet wird, die in an sich bekannter Weise mittels eines zwischen der Mundstückaufnahme
66 und dem Mundstück 70 angeordneten Distanzbleches gebildet sind.
Die Austrittskanäle sind als längliche Schlitze ausgebildet und münden an einem
unteren Ende der Düsenanordnung 8 (Fig. 1) in schlitzförmige Austrittsöffnungen,
von denen Material abgegeben werden kann.The
Nahe der Austrittsöffnungen weist die Düsenanordnung 8 einen während des
Auftrags mindestens teilweise mit dem sich relativ zur Austrittsöffnung bewegenden
Substrat in Kontakt befindlichen, äußeren Kontaktbereich 74 auf, der an dem
Mundstück 70 angeordnet ist. Der Kontaktbereich 74 hat, wie aus den Fig. 1 und
10 ersichtlich ist, einen relativ zum Substrat 1 divergierenden, gekrümmten
Abschnitt. Er erstreckt sich ausgehend von einer Austrittsöffnung entgegen der
Bewegungsrichtung des Substrats 1 - in Fig. 1 nach links - und ist im Querschnitt
(Fig. 10) teilkreisförmig ausgebildet. In Fig. 1 ist das Substrat eben dargestellt und
liegt an dem Kontaktbereich 74, es kann aber einen leicht gekrümmeten Verlauf
aufweisen, beispielsweise wenn es als von Rollen geführte Folie ausgebildet ist.Near the outlet openings, the
Das sich bewegende Substrat 1 wird von dem gekrümmten Abschnitt des
Kontaktbereichs 74 zu der Austrittsöffnung oder den mehreren in Reihe nebenenander
angeordneten Austrittsöffnungen der Schlitzdüsenanordnung geführt, wie
in Fig. 10 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Ist die Austrittsöffnung der
Düsenanordnung im Betrieb nicht exakt relativ zum Substrat 1 ausgerichtet,
beispielsweise weil das Substrat von einer Führungsvorrichtung nicht genau auf
einer gewünschten Bahn geführt wird oder weil der gesamte Auftragskopf 2 nicht
exakt in einer gewünschten Position am Träger angeordnet ist, dann wird das
Substrat von dem Kontaktabschnitt ebenfalls zu der Austrittsöffnung geführt.
Versuche haben beispielsweise ergeben, daß in dem Fall, daß das Substrat 1 im
wesentlichen horizontal angeordnet ist und relativ hierzu eine Auftragskopf-Achse
75, die parallel zu einen Austrittskanal in der Düsenanordnung angeordnet ist, um
bis zu etwa 20% gegenüber einer Vertikalachse geneigt ist, ein guter Klebstoffauftrag
noch realisiert werden kann, da das Substrat in diesem Fall von dem
Kontaktbereich 74 so zu einer Austrittsöffnung geführt wird, daß ein sauberer
Klebstoffauftrag realisiert werden kann.The moving
In Bewegungsrichtung des Substrats 1 hinter einer Austrittsöffnung weist die
Düsenanordnung 8 eine Abrißkante 76 auf, die an der Mundstückaufnahme 68
angeordnet ist. In Bewegungsrichtung des Substrats hinter der Abrißkante verläuft
ein Rand 79 der Mundstückaufnahme 68 in einem gegenüber einer Achse 77 (und
damit in den Fig. gegenüber einer Vertikalachse) spitzen Winkel. In dem in Fig. 9
dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel zwischen dem Rand 79 und
der Achse 77 etwa 20°.In the direction of movement of the
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Material, bei der zwei zuvor
anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebene Auftragsköpfe 78, 80 an einem Grundteil 82
befestigt und im wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die
Vorrichtung weist somit zwei Zuführkanäle auf, die eine gemeinsame Düsenanordnung
84 mit Klebstoff versorgen. Die beiden Ventilanordnungen der Auftragsköpfe
78 und 80 sind mittels einer Steuereinrichtung 77 elektro-pneumatisch steuerbar.
Die Düsenanordnung 84 weist, wie zuvor anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben,
eine Mundstückaufnahme 86 sowie ein an dieser befestigtes Mundstück 88 auf.
Das Mundstück 88 ist mit einem gekrümmten Kontaktbereich 74 ausgebildet, der
mindestens teilweise mit einem Substrat in Eingriff kommt.5 and 6 show an alternative embodiment of an inventive
Device for applying flowable material, in the two previously
Application heads 78, 80 described with reference to FIGS. 1 to 4 on a
Die beiden Ventilanordnungen der Auftragsköpfe 78, 80 sind so steuerbar, daß in
einem ersten Betriebszustand beide Ventilanordnungen zeitgleich den Zuführkanal
46 für einen Materialfluß freigeben und in einem zweiten Betriebszustand die
Ventilanordnungen abwechselnd den jeweiligen Zuführkanal 46 freigeben bzw.
verschließen. Auf diese Weise kann entweder ein abwechselnd intermittierender
Betrieb der beiden Auftragsköpfe 78, 80 oder ein gleichzeitiger Materialfluß durch
beide Auftragsköpfe 78, 80 realisiert werden. Werden die beiden Zuführkanäle 46
aus unterschiedlichen Materialquellen gespeist (nicht dargestellt), so können
während des ersten Betriebszustandes die beiden aus den unterschiedlichen
Materialquellen stammenden Materialen miteinander vermischt werden und auf ein
Substrat aufgetragen werden oder in dem zweiten Betriebszustand abwechselnd die
unterschiedlichen Materialen auftragen. The two valve arrangements of the application heads 78, 80 can be controlled so that in
a first operating state, the two valve arrangements simultaneously the
Fig. 7 zeigt einen Teil des Auftrageskopfs 78 und die Steuereinrichtung 77 sowie
Durckluftleitungen 90, 92, durch die das Steuerteil zur Bewegung des Ventilkörpers
14 mit Druckluft beaufschlagt werden kann.7 shows part of the
Fig. 8 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum
Auftragen von fließfähigem Material mit zwei Auftragsköpfen 94, 96 die parallel
zueinander angeordnet sind und eine Schlitzdüsenanordnung 98 mit Material
speisen. Die Auftragsköpfe 94, 96 dieser Vorrichtung sind im wesentlichen
identisch ausgebildet, wie der anhand der Fig. 1 - 4 beschriebene Auftragskopf 2,
und sind auf gleiche Weise steuerbar, wie die zuvor anhand der Fig. 5 - 7
beschriebene Vorrichtung, so daß auf die vorstehende Beschreibung Bezug
genommen wird. Mittels zweier Anschlüsse 100, 102 sowie zweier Klebstoff-Filter
104, 106 wird Klebstoff zu zwei Anschlüssen 48 in dem Steuerteil 4 (vgl. Fig. 4)
eingeleitet. Die Klebstoffströme sind mittels zweier individuell steuerbarer
Ventilanordnungen der Auftragsköpfe 94, 96 unabhängig voneinander auf die zuvor
beschriebene Weise steuerbar und speisen die gemeinsame Schlitzdüsenanordnung
98.8 shows a further alternative exemplary embodiment of a device for
Application of flowable material with two application heads 94, 96 in parallel
are arranged to each other and a
Nachfolgend ist die Betriebsweise der zuvor beschriebenen Vorrichtungen beschrieben:The following is the operation of the previously described devices described:
Aus einer oder mehrerer Klebstoffquellen wird flüssiger Klebstoff oder ein anderes
fließfähiges Material mittels Zuführleitungen (nicht dargestellt) in einen Auftragskopf
2, 78, 80, 94, 96 eingeleitet und in den Zuführkanal 46 (Fig. 2 bis 4) eines
Steuerteils 4 eingeleitet. In der Öffnungsstellung des Ventilkörpers 4 (Fig. 2) strömt
das Material durch den zwischen dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 60 und dem
Ventilsitz 44 gebildeten Durchlaß in den zylindrischen Raum 56 und weiter durch
den Durchlaß 58 in die Düsenanordnung 8, dort durch den schräg in der Mundstückaufnahme
68 ausgebildeten Kanal 66 in den im wesentlichen horizontalen
Verteilerkanal 72 in dem Mundstück 70. Das Material wird in dem Verteilerkanal 72
auf mehrere schlitzförmige Austrittskanäle verteilt und strömt in Richtung auf die
mehreren schlitzförmigen Austrittsöffnungen am unteren Ende der Düsenanordnung
8, um von diesem abgegeben und auf das sich bewegende Substrat 1 aufgetragen
zu werden.One or more sources of adhesive become liquid adhesive or another
flowable material by means of feed lines (not shown) into an
Das Substrat kann eine dünne Folie aus Kunststoff sein, das mittels mehrerer Rollen
geführt wird. In Fig. 1 liegt das Substrat im wesentlichen in einer Ebene und steht
mit dem Kontaktbereich 74, genauer gesagt mit einem Teil des gekrümmten
Abschnitts des Kontaktbereichs 74 in Berührung. Versuche haben gezeigt, daß
durch den relativ zum Substrat 1 divergierenden, gekrümmten Abschnitt des
Kontaktbereichs 74 eine für den Materialauftrag optimale Führung und Anordnung
des Substrats 1 relativ zur Austrittsöffnung verwirklicht wird. Durch die Abrißkante
76 in Bewegungsrichtung des Substrats hinter der Austrittsöffnung ist gewährleistet,
daß sich zwischen der Mundstückaufnahme 68 und dem Substrat 1 kein
Material staut, das im Falle eines sich Ablösens von dem Teil der Mundstückaufnahme
68, die dem Substrat 1 gegenüberliegt, zu einem ungleichmäßigen Auftrag
von Material führen könnte. In den Ausführungsbeispielen ist die Düsenanordnung
8 als Schlitzdüsenanordnung für einen flächigen Auftrag ausgebildet, sie könnte
ebenfalls als Düsenanordnung ausgebildet sein, deren Austrittsöffnungen andere
Formen aufweisen.The substrate can be a thin film made of plastic, which is by means of several rollers
to be led. In Fig. 1 the substrate lies essentially in one plane and stands
with the
Die Auftragsköpfe können mit Hilfe der Steuereinrichtung 77 derart gesteuert
werden, daß ein kontinuierlicher oder diskontinuierlicher intermittierender
Materialauftrag auf das Substrat vorgenommen wird. Durch eine entsprechende
Steuerung der Druckluft kann der Ventilkörper 14 während einer Minute bis zu etwa
1200 Mal geöffnet bzw. geschlossen werden.The application heads can be controlled in this way with the aid of the
Im intermittierenden Betrieb wird der Kolben 18 über die Leitungen 10, 11, 90, 92
mit Druckluft beaufschlagt, die in den Räumen 26 und 28 mit variierenden Drücken
bereitgestellt werden kann. In der Öffnungsstellung des Ventilkörpers 14 wird der
Kolben 18 durch eine in Richtung auf das Substrat 1 nach unten wirkende Kraft in
die in Fig. 2 dargestellte Stellung gedrückt. Hierzu wird das Magnetventil 12 (Fig
1) geöffnet, und Druckluft wirkt auf den Kolben 18. Da die Wirkfläche 34 größer
ist, als die Wirkfläche 36, wird der Kolben in Richtung auf das Substrat 1 bewegt.
Wird der Druck der Druckluft in dem Raum 26 gegenüber dem zuvor beschriebenen
Zustand reduziert, indem ein Magnetventil betätigt wird, so wirkt auf den Kolben
18 einerseits die Kraft der Feder 32 nach oben, und gleichzeitig wird eine Kraft in
die gleiche Richtung erzeugt, deren Größe sich im wesentlichen als das Produkt aus
Druck und Wirkfläche 36 berechnen läßt. Der Kolben 18 wird nun zusammen mit
dem Schaftabschnitt 16 nach oben bewegt, so daß der Ventilkörper 14 in Richtung
auf den Ventilsitz 44 (Fig. 2 und 3) bewegt wird, bis er mit dem Ventilkörper 44 in
Berührung ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist.In intermittent operation, the
Durch die bewegliche Anordnung des Ventilkörpers 14 wirkt dieser innerhalb des
zylinderischen Raumes 56 während der Schließbewegung nach Art eines innerhalb
eines Zylinders angeordneten Kolbens und erzeugt eine Druckverminderung in dem
zylindrischen Raum 56. Ferner haftet Klebstoff an der Oberfläche des Ventilkörpers
14 an, so daß das anhaftende Material zusammen mit dem sich entgegen der
Flußrichtung des Materials während des Materialauftrags bewegenden Ventilkörper
14 nach oben "mitgezogen" wird.Due to the movable arrangement of the
Durch die Bewegung des Ventilkörpers 14 stromaufwärts während des Schließens
kommt es innerhalb des Zuführkanals 46, dem zylindrischen Raum 56, dem
Durchlaß 58 sowie den Austrittskanälen zu einer (geringen) Rückströmung entgegen
der Strömungsrichtung während des Materialauftrags, wie in Fig. 3 durch die
eingetragenen Pfeile angedeutet ist, so daß aufgrund dieser Rückströmung erreicht
wird, daß während der Schließbewegung abrupt der Austritt von Material durch die
Austrittsöffnungen und somit der Materialauftrag auf das Substrat 1 unterbrochen
wird, so daß ein Auftragsmuster mit scharfen Begrenzungslinien ohne wesentliche
Nachlaufzonen auf das Substrat aufgetragen werden kann. Durch eine Bewegung
des Ventilkörpers 14 stromabwärts in Richtung auf die Öffnungsstellung wird von
dem Ventilkörper 14 Material in Richtung auf den Durchlaß 58 gedrückt.By the movement of the
Dadurch, daß zwei bei den in den Fig. 5 - 8 dargestellten Vorrichtungen je zwei
Auftragsköpfe 78, 80, 94, 96 eine Düsenanordnung mit Material speisen, können
die Ventilanordnungen der beiden Auftragsköpfe derart mit Hilfe der Steuereinrichtung
gesteuert werden, daß die Ventilanordnungen abwechselnd den
Zuführkanal für einen Materialfluß freigeben bzw. verschließen, so daß ein
Auftragsbild auf dem Substrat 1 erzeugt werden kann, das in Abhängigkeit von
einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Substrats 1 sehr geringe Zwischenräume
zwischen einzelnen Auftragszonen und geringe Breiten der Auftragszonen aufweist.
Dies kann beispielweise erwünscht sein, wenn das während des Auftrags
einstückige Substrat 1 später in mehrere Teile separiert werden soll, die jeweils eine
definierte Zone mit Materialauftrag versehen sind.The fact that two in the devices shown in Figs. 5 - 8 each two
Application heads 78, 80, 94, 96 can feed a nozzle arrangement with material
the valve arrangements of the two application heads in this way with the aid of the control device
are controlled that the valve arrangements alternately the
Release or close the feed channel for a material flow, so that a
Order image can be generated on the
Alternativ kann die Vorrichtung derart mit Hilfe der Steuereinrichtung geschaltet
werden, daß beide Auftragsköpfe gleichzeitig geöffente Ventilanordnungen
aufweisen, so daß durch beide Zuführkanäle Material zu den Austrittsöffnungen
(oder einer Austrittsöffnung) gefördert und aufgetragen wird. Wird eine der beide
Ventilanordnungen in die Schließstellung gebracht, in der der Materialfluß durch den
Zuführkanal unterbrochen wird, während die andere Ventilanordnung in der
Öffnungsstellung bleibt, so entsteht ein im Vergleich zu dem Betriebszustand, in
dem beide Ventilanordnungen in der Öffnungsstellung sind, ein geringerer
Materialsaustritt durch die Auftrittsöffnung (oder Austrittsöffnungen). Wird eine
Ventilanordnung kontinuierlich und die andere intermittierend betrieben, so kann ein
Auftragsbild auf dem Substrat 1 erzeugt werden, welches Zonen stärkeren und
geringeren Auftrags auf dem Substrat aufweist.Alternatively, the device can be switched using the control device
that both guns open valve assemblies simultaneously
have, so that material through both feed channels to the outlet openings
(or an outlet opening) is promoted and applied. Become one of the two
Valve assemblies brought into the closed position in which the material flow through the
Feed channel is interrupted while the other valve assembly in the
The open position remains, compared to the operating state, in
which both valve arrangements are in the open position, a smaller one
Material exits through the entrance opening (or exit openings). Will one
Valve arrangement operated continuously and the other intermittently, so one
Order image are generated on the
Claims (7)
- Apparatus for applying a liquid material to a moveable substrate (1) movable with respect thereto, in particular for intermitted application of liquid adhesive, comprising at least one supply channel (46) for supplying of fluid material,
a valve seat (44),
a movable valve body (14), said valve body (14) having a first section with essentially the shape of truncated cone (60) section, which is moveable in an upstream direction into contact with the valve seat (44), to stop the flow of material,
and said valve body (14) being movable in a downstream direction into an open position and out of contact with said valve seat, to permit the flow of material,
a movable piston (18),
and a shaft segment (16), to which the valve body (14) and the piston (18) is attached, so that the piston (18) and the valve body (14) can be moved in coordination through the application of pressure,
characterized in that the valve body (14) has an additional section shaped essentially like a truncated cone (64), marking an end of the valve body (14). - Apparatus of claim 1,
characterized in that the valve body (14) comprises an essentially circular disk shaped section (62) that is connected to the first essentially truncated cone shaped section (60). - Apparatus of claim 1,
characterized in that the piston (18) comprises to opposing effective surfaces (34, 36) of different size, to each of which air pressure can be applied independently of each other. - Apparatus of claim 3,
characterized in that the piston is arranged such that the piston (18) moves the valve body (14) into the open position by means of a force produced on the larger effective surface (34). - Apparatus of claim 3 or 4,
characterized by a spring which works together with the piston (18), the spring force, operating on the piston, biasing the valve body (14) in the direction of the closed position. - Apparatus of at least one of the preceding claims,
characterized in that the valve body (14) is arranged within a cylindrical cavity when in the open position. - Apparatus of at least one of the preceding claims,
characterized in that the piston (18) is designed as a differential pressure piston.
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