EP2248598B1 - Vorrichtung mit mehreren Trockenluftdüsen sowie Verfahren zum Abgeben eines Klebstoffs - Google Patents

Vorrichtung mit mehreren Trockenluftdüsen sowie Verfahren zum Abgeben eines Klebstoffs Download PDF

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EP2248598B1
EP2248598B1 EP09159657A EP09159657A EP2248598B1 EP 2248598 B1 EP2248598 B1 EP 2248598B1 EP 09159657 A EP09159657 A EP 09159657A EP 09159657 A EP09159657 A EP 09159657A EP 2248598 B1 EP2248598 B1 EP 2248598B1
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EP
European Patent Office
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adhesive
nozzle
gas
operating mode
moisture
Prior art date
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EP09159657A
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EP2248598A1 (de
EP2248598B2 (de
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Beatus Michael Ineichen
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Robatech AG
Original Assignee
Robatech AG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2010/055989 priority patent/WO2010128019A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/027—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • B05C5/0275—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve
    • B05C5/0279—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve independently, e.g. individually, flow controlled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C5/0225—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B05B7/062—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet
    • B05B7/066—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet with an inner liquid outlet surrounded by at least one annular gas outlet

Definitions

  • the invention relates to devices having a plurality of nozzle openings and switchable adhesive feeds, which is operable in a first operating mode or a second operating mode, wherein in the first operating mode through all nozzle openings adhesive (eg in the form of adhesive beads) are discharged and in the second mode of operation only by a smaller Number of nozzle openings adhesive (eg in the form of adhesive beads) are discharged.
  • the present invention relates to a device for applying a flowable moisture-curing medium (eg adhesive or sealant) to a workpiece.
  • a flowable moisture-curing medium eg adhesive or sealant
  • it is about the use of 1-component PUR adhesive.
  • the devices for this must be suitable for different applications or workpieces of different sizes to be bonded or sealed.
  • nozzles for example, in a common comb-like arrangement. Some of these nozzles can be closed with a slider or piston to adjust the application width. This type of device has the advantage that only those nozzles are actuated, which are actually required due to the dimensions of the workpiece. The other nozzles remain closed.
  • WO 92/07121 discloses a metering device comprising air channels in the region of the nozzle openings, these air channels serving to convey the adhesive in order to improve the flow of the adhesive through the nozzle opening.
  • One-component adhesives are known which cure once they come into contact with moisture. These adhesives are sometimes referred to as moisture-curing cold glue or moisture-curing adhesive. As soon as these adhesives come in contact with moisture, the crosslinking process begins, which ultimately leads to the curing of the adhesive. Once the adhesive has cured, it can no longer be converted into the liquid form, as is the case with hot glue, for example.
  • membrane-based application systems are used to deliver or apply such moisture-curing adhesives, as the diaphragm valves provide good sealing between the adhesive and the air.
  • the membrane-based application systems have a number of disadvantages. Among others, the tolerated Diaphragm valves no pressures above 20 bar. In addition, the life (calculated in number of valve strokes) is relatively low and the diaphragm valves are expensive.
  • the object was to provide a device for applying a flowable medium, which is adaptively adaptable to different large workpieces or application conditions and avoids the mentioned disadvantages of premature curing or soiling as far as possible.
  • the object is to provide a device for applying a flowable medium, which allow working with a large distance between the nozzle and the material and which makes it possible that the medium forms an intimate connection with the material.
  • the task is to create a corresponding method.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 and by a method according to claim 8.
  • a first device is equipped with a plurality of nozzle openings and switchable adhesive feeders, each nozzle of the apparatus having a needle or piston valve (preferably electromagnetically driven).
  • the apparatus may be operated in a first mode of operation and in a second mode of operation, wherein in the first mode of operation adhesive (e.g., in the form of adhesive beads) is dispensed through all nozzle openings.
  • adhesive e.g., in the form of adhesive beads
  • glue e.g., in the form of adhesive beads
  • Each nozzle opening is formed on or in a housing in which an adhesive channel for supplying the adhesive to the nozzle opening is present.
  • the housing comprises a flow chamber in the region of the nozzle opening and a gas supply, which is connected to the flow chamber.
  • the device has an outlet opening in the region of the nozzle opening, which is arranged so that upon supply of gas through the gas supply into the flow chamber and the supply of adhesive through the adhesive channel to the nozzle opening, through the outlet opening simultaneously adhesive and gas is discharged.
  • the gas stream that exits with the adhesive has two main functions. On the one hand, the gas stream prevents the settling or depositing of adhesive residues at the nozzle opening or in its surroundings. On the other hand, the gas stream provides a gas jacket, which prevents the curing of the adhesive in the region of the nozzle opening. As a result, it is possible to realize devices whose nozzle openings can be switched on or off as required without premature drying or curing of the adhesive.
  • the invention is particularly suitable for moisture-curing (moisture-curing) adhesives.
  • a dry gas eg, a dried air stream
  • gas continues to flow through the outlet opening of this nozzle in order to protect the nozzle or its surroundings from curing of the adhesive, even when switched off.
  • This embodiment is particularly advantageous, since the device can be configured as required by switching individual nozzles on or off, without premature curing of the adhesive taking place.
  • PUR Polyurethane adhesive
  • MAK value maximum workplace concentrations
  • Fig. 1 is a device 10 with a plurality of nozzle openings 11.1 - 11.4 arranged in a row and with switchable adhesive feed lines 12.
  • This device 10 is operable in a first operating mode or a second operating mode.
  • the Fig. 1 is shown through all the nozzle openings 11.1 - 11.4 through adhesive (here adhesive beads) KR delivered.
  • adhesive here adhesive beads
  • Each of the nozzle openings 11.1 - 11.4 is formed on or in a housing 13.1 - 13.4.
  • the housing / s 13.1 - 13.4 have an adhesive channel 15 (see, eg Fig. 3 ) for supplying the adhesive K to the nozzle opening 11.1 - 11.4.
  • Fig. 1 is indicated that the adhesive K via hoses or tubes 12 the adhesive channel 15 or the adhesive channels 15 is supplied.
  • a flow chamber 16 in the immediate region of the nozzle opening 11.1 - 11.4 arranged. Details are the Fig. 3 refer to.
  • a gas supply 17 is connected to the flow chamber 16. In Fig. 1 this gas supply 17 is indicated schematically by a thin line. In practice, this gas supply 17 has a larger diameter because of the required gas flow, or it is per nozzle opening 11.1 - 11.4 own gas supply 17 available.
  • the device 10 each comprises an outlet opening 14.1 - 14.4 (see, for example Fig. 3 ) in the region of each of the nozzle openings 11.1 - 11.4.
  • the outlet openings 14.1 - 14.4 are arranged so that when supplying gas G through the gas supply 17 into the flow chamber 16 and the supply of adhesive K through the adhesive channel 12 to the nozzle opening 11.1 - 11.4 through the outlet opening 14.1 - 14.4 at the same adhesive K and gas G are deliverable.
  • the exiting gas G and the outlet openings 14.1 - 14.4 are in Fig. 1 not recognizable.
  • Fig. 1 shows the following exemplary further details.
  • a plurality of adhesive beads KR are dispensed parallel to one another onto a material M (also called a material) with the device 10. It is provided for this purpose, a relative movement V between the device 10 and the material M.
  • Fig. 1 It can be seen that one housing or housing part 13.n can be provided per nozzle opening 11.n. But it is also conceivable that all nozzle openings are housed 11.n in a common housing. If a housing or housing part 13.n is provided per nozzle opening 11.n, then an adhesive feed 12 and / or a gas feed 17 is preferably also provided per nozzle opening 11.n.
  • the individual flow chamber 16 and the outlet opening 14.1 - 14.4 arranged in relation to the respective nozzle opening 11.1 - 11.4 so that the gas G forms a gas jacket around the adhesive K around.
  • This principle is in Fig. 3 indicated schematically, where it is shown that a leaking adhesive bead KR is surrounded by a slightly conical gas jacket G.
  • the device 10 is designed in such a way that all the nozzle openings 11.1 - 11.4 can always be supplied with the gas G through the gas supply 17 both in the first operating mode and in the second operating mode.
  • a sufficiently powerful gas source 20 must be used, which is able to permanently provide a gas volume flow of sufficient size.
  • the device 10 operates with a pressure tank 21 as a buffer between the gas source 20 and the flow chambers 16.
  • the pressure tank 21 is optional.
  • FIG. 2A another device 10 of the invention is shown in a schematic plan view.
  • the device also comprises four nozzle openings 11.1 - 11.4 arranged in a row here. That is to say, the nozzle openings 11.1 - 11.4 sit along a common line L.
  • the nozzle openings 11.1 - 11.4 can, however, also be grouped in a different arrangement (eg staggered relative to one another).
  • device 10 is operated in the moment shown in the first mode of operation. In this mode, adhesive beads KR are delivered through all the nozzle openings 11.1-11.4. This results in a first application width transverse to the movement V of the material M, which is designated here by B1.
  • Fig. 2B the same device 10 of the invention is shown in a schematic plan view.
  • device 10 is operated in the moment shown in the second mode of operation.
  • less than four nozzle openings 11.1 - 11.4 (here the nozzle openings 11.1 and 11.2) are supplied with adhesive K. Therefore, only two adhesive beads KR are produced.
  • B2 is smaller than B1.
  • Fig. 2C the same device 10 of the invention is shown in a schematic plan view.
  • device 10 is operated in the moment shown in a third mode of operation.
  • less than four nozzle openings 11.1 - 11.4 (here the nozzle openings 11.1, 11.2 and 11.4) are supplied with adhesive K. Therefore, only three adhesive beads KR are produced in this example. This results in an application width transverse to the movement V of the material M, which corresponds to the application width B1, wherein, however, the distance between two of the adhesive beads KR is greater.
  • Fig. 3 shows a section through a part of a further embodiment of the invention. It is the section through a housing 13.1 shown with a nozzle opening 11.1.
  • the adhesive K is guided from the right through an adhesive channel 15 into a nozzle chamber 18 of the housing 13.1.
  • a nozzle needle 19 can be moved up and down to open or close the nozzle opening 11.1.
  • the individual flow chamber 16 surrounds a lower portion of the nozzle 24 at 360 degrees. That is, the flow chamber 16 is arranged rotationally symmetrically around the nozzle 24 around. This can be achieved by placing or attaching a cap-like housing 22 to the lower region of the nozzle 24.
  • a sealing ring 23 may be arranged in the upper area, as in FIG Fig. 3 indicated. Laterally (here from the right), the gas stream G is blown through a gas supply 17 into the flow chamber 16. The gas stream G circulates around the nozzles 24 as it enters the flow chamber 16, where it leads to a cooling effect if cold gas G is introduced. If you want to prevent premature cooling, the gas G is preheated.
  • Fig. 4 shows a view of a part of another embodiment of the invention. It is a view of a housing 13.n shown with a nozzle 24 with nozzle opening 11.n. The nozzle 24 and the nozzle opening 11.n are shown in dashed lines, since they are surrounded by a cap-like housing 22 are having a sealing ring 23 or a rubber-like sealing collar above.
  • the gas flow G is injected at such a pressure in the flow chamber 16 that there is an overpressure. Due to this overpressure, gas G, together with the adhesive K, exits downwards through an outlet opening 14.1.
  • the gas G encases the adhesive bead KR as indicated.
  • the housing 22 is designed so that the outlet opening 14.1 is formed in the housing 22.
  • the outlet opening 14.1 can also be provided on the housing 13.1 of the nozzle 24.
  • each nozzle opening 11.n is individually switchable, which can be achieved, for example, with an electromagnetically movable nozzle needle 19 in a nozzle chamber 18.
  • a cap-like housing 22 made of a plastic material or rubber material is used, which can be inserted by hand over the nozzles and replaced if necessary.
  • the cap-like housing 22 may have a side gas port 17 for connection to a gas source 20, as in FIG Fig. 4 shown.
  • the adhesive supply and / or the gas supply can be completely controlled by a controller 30 (clocked switched on and off).
  • the controller 30 is in Fig. 1 indicated schematically.
  • a device 10 according to the invention can be equipped with various control and control elements in order to be able to monitor the method according to the invention. These control and control members can be controlled by the controller 30, for example.
  • the mentioned gas source 20 and / or the pressure tank 21 is / are preferably provided in the various embodiments with a sensor 32 which, like a hygrometer, measures the moisture content of the air.
  • the dried gas (preferably in the form of dried air) preferably has a relative humidity 46 in a range of 0-0.5%, preferably 0.45%.
  • Particularly preferred is one of the devices 10 previously described, but which is designed so that the gas stream G exiting the exit opening 14.n has a dew point (or dew point temperature) of 40 ° C atm.
  • the gas source 20 and / or the pressure tank 21 are designed so that exits per nozzle opening 11.n between 1 and 1.5 standard liters of gas per minute through the outlet opening 14.n. Per day and nozzle opening 11.n you need about 40 m 3 of dry gas. By providing the individual flow chambers per nozzle, the consumption of dry gas can be kept relatively small.
  • the gas source 20 In a device 10 with twenty nozzle openings 11.1 - 11.20, the gas source 20 must thus be able to produce about 20 to 30 standard liters of gas per minute.
  • the nozzle orifices 11.n which are not needed, are immersed in a liquid bath containing a liquid which prevents the adhesive from curing. In this case, no gas G must be supplied to the respective nozzles 24 as soon as the nozzles 24 are immersed in the liquid.
  • a compressed-air refrigerant dryer or an adsorption dryer or a membrane or disk dryer is used as the gas source 20.
  • the device 10 in addition to the flow chamber 16 per nozzle on a protective chamber 40 with a protective medium SM.
  • the protective chamber 40 is arranged in the rear region of the needle or piston valve so that the needle or the piston 19 of the valve penetrates the protective chamber 40.
  • Fig. 5 statically in the protective chamber 40
  • the protective chamber 40 dynamic flows through
  • FIG. 2 shows the example of an embodiment of a device 10 equipped with a protective chamber 40 containing the protective medium SM (here a liquid).
  • the needle or the piston 19 of the valve has at its output end here a spherical shape 44. However, it may also have a different shape.
  • a spherical shape 44 At the rear end of the needle or piston 19, it penetrates a chamber 40, as shown.
  • the needle or piston 19 is enclosed by sealing elements (eg, sealing rings) to prevent or reduce the backward leakage of adhesive K.
  • seals 41, 42 are disposed immediately below and above the protection chamber 40.
  • a channel 43 or a reservoir for the protective medium SM is provided, as in Fig. 5 to recognize. Should during an up and down movement (in Fig.
  • Fig. 6 the example of an embodiment of a device 10 is shown, which is equipped with a protective chamber 40, in which the protective medium SM (here a liquid) is introduced via a feed channel 43.1 and removed via a discharge channel 43.2.
  • the needle or the piston 19 of the valve has a slightly pointed shape at its output end here. But it can also have a different shape.
  • the needle or piston 19 is enclosed by sealing elements (eg, sealing rings) to prevent or reduce the backward leakage of adhesive K.
  • seals 41, 42 are disposed immediately below and above the protection chamber 40. Laterally, a reservoir may be provided for the protective medium SM, which in Fig. 6 can not be seen.
  • a liquid is used as the protective medium SM.
  • a solvent liquid which serves as a solvent for the adhesive K, which is processed in the device 10. If smaller adhesive residues should escape to the rear, these residues in the protective chamber 40 are virtually dissolved by the solvent. There is therefore no lumping and damage to the seal (s).
  • Ruetasolv (from RKS GmbH, Germany) has proven to be particularly suitable as a solvent for 1-K PUR adhesive, since this solvent is also used as a softener in this adhesive becomes.
  • the protective medium SM is moved in the protective chamber 40, that is, is conveyed, as by means of an exemplary embodiment in FIG Fig. 6 shown.
  • a small pumping system which keeps the protective medium SM in motion so that never a supersaturation of the protective medium SM can occur with adhesive residues.
  • the described devices 10 have a long service life and can easily complete significantly more than 100,000 strokes of the nozzle valves without maintenance. It can even be reached 1'000'000 strokes.
  • the present invention is particularly suitable for use in the wood industry, where, for example, load bearing roof beams with high reliability.
  • distances L between the nozzle and material M which are larger than 20 mm and preferably up to 50 mm can be made possible.
  • the solution according to the invention can also be used in the "near range” e.g. between 2 and 5 mm distance.
  • the invention enables a precise and intimate wetting of the material M, since the adhesive K is discharged at a high exit speed.
  • the measures described, the maintenance costs compared to conventional devices is significantly lower.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Vorrichtungen mit mehreren Düsenöffnungen und schaltbaren Klebstoffzuführungen, welche in einem ersten Betriebsmodus oder einem zweiten Betriebsmodus betreibbar ist, wobei in dem ersten Betriebsmodus durch alle Düsenöffnungen Klebstoff (z.B. in Form von Klebstoffraupen) abgegeben werden und in dem zweiten Betriebsmodus nur durch eine kleinere Zahl der Düsenöffnungen Klebstoff (z.B. in Form von Klebstoffraupen) abgegeben werden.
  • Es gibt eine parallele Europäische Patentanmeldung mit dem Titel "Vorrichtung mit mehreren Hochdruckdüsen und Schutzkammern sowie Verfahren zum Abgeben eines Klebstoffs", die am selben Tag eingereicht wurde wie die vorliegenden Anmeldung.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Auftragen eines fließfähigen feuchtigkeitsaushärtenden Mediums (z.B. Klebstoff oder Dichtmasse) auf ein Werkstück. Inbesondere geht es um die Verwendung von 1-Komponenten PUR Klebstoff. Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
  • In zahlreichen industriellen Bearbeitungsprozessen kommen Klebstoffe, Dichtmassen und ähnliche fließfähige Medien zur Anwendung, die in flüssiger Form auf ein Werkstück aufgetragen bzw. aufgespritzt werden.
  • Die Vorrichtungen hierfür müssen aus wirtschaftlichen Gründen für unterschiedliche Anwendungen bzw. unterschiedlich große zu verklebende bzw. abzudichtende Werkstücke geeignet sein.
  • Teilweise gibt es Vorrichtungen, die eine Reihe von Düsen, zum Beispiel in einer gemeinsamen kammartigen Anordnung aufweisen. Ein Teil dieser Düsen kann mit einem Schieber oder Kolben geschlossen werden, um die Auftragsbreite anzupassen. Diese Art von Vorrichtungen bringt den Vorteil, dass nur diejenigen Düsen betätigt werden, die aufgrund der Abmessungen des Werkstücks auch tatsächlich benötigt werden. Die anderen Düsen bleiben geschlossen. WO 92/07121 offenbart eine Dosiervorrichtung, die Luftkanäle im Bereich der Düsenöffnungen umfasst, wobei diese Luftkanäle zum Fördern des Klebstoffs dienen, um die Strömung des Klebstoffs durch die Düsenöffnung zu verbessern.
  • Solche Vorrichtungen haben einige Nachteile, die vor allem dann auftreten, wenn Medien verarbeitet werden, die feuchtigkeitsaushärtend sind. Neben dem hohen konstruktiven Mehraufwand sind Undichtigkeiten, Austrocknung und ungenaue bzw. ineffiziente Applikation des fließfähigen Mediums anzuführen.
  • Es gibt Vorrichtungen, die mit mehreren Düsen in einem Gehäuse ausgestattet sind. Durch einen gemeinsamen Schieber oder Kolben kann ein Teil der Düsen von der Zufuhr des Mediums abgetrennt werden. Aber auch hier ist der konstruktive Mehraufwand relativ gross.
  • Es sind Einkomponenten-Klebstoffe bekannt, die aushärten sobald sie mit Feuchtigkeit in Verbindung kommen. Diese Klebstoffe werden teilweise auch als feuchtigkeitsaushärtender Kaltleim oder feuchtigkeitsaushärtender Klebstoff bezeichnet. Sobald diese Klebstoffe mit Feuchtigkeit in Berührung kommen, beginnt der Vernetzungsprozess einzusetzen, der letztendlich zum Aushärten des Klebstoffs führt. Sobald der Klebstoff einmal ausgehärtet ist, kann er nicht mehr in die flüssige Form überführt werden, wie das zum Beispiel beim Heissleim der Fall ist.
  • Polyurethan (PUR) Einkomponenten-Klebstoff (1K-PUR) zum Beispiel wird häufig eingesetzt, da dieser Klebstoff im Vergleich zu anderen Heissleimen zahlreiche Vorteile bietet, wie im Folgenden beispielhaft erläutert:
    • Sehr gute Adhäsionseigenschaften;
    • Geringes Einlaufen/Schrumpfen des Klebstoffs;
    • Beständig gegen Mineralöle;
    • Klebstofffilm mit wesentlich höherer mechanischer Festigkeit als PUR Heissleim;
    • Kälte- und wärmebeständiger als PUR Heissleim, sowie ausgezeichnete Flexibilität auch bei niedrigen Temperaturen;
    • Besonders gut für Flächenverklebungen und Keilverzinkungen im Holzbau geeignet;
    • Minimale Auftragstärke von 0,1 bis 0,2 mm und demzufolge geringerer Klebstoffverbrauch als bei Heissleim.
  • Leider jedoch sind derartige feuchtigkeitsaushärtende Klebstoffe schwierig in der Handhabung. Besonders kritisch ist die Reinigung von Ventilen, Düsen und Werkzeugen, da der Klebstoff auszuhärten beginnt nachdem er Feuchtigkeit aufgenommen hat.
  • Häufig werden membran-basierte Auftragssysteme eingesetzt, um solche feuchtigkeitsaushärtenden Klebstoffe abgeben, respektive auftragen zu können, da die Membranventile eine gute Abschottung zwischen dem Klebstoff und der Luft bieten. Die membran-basierten Auftragssysteme haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Unter anderem vertragen die Membranventile keine Drücke, die oberhalb von 20 bar liegen. Ausserdem ist die Lebensdauer (gerechnet in Anzahl der Ventilhübe) relativ niedrig und die Membranventile sind teuer.
  • Besonders beim Verarbeiten von feuchtigkeitsaushärtenden Medien hat sich gezeigt, dass es bei einer individuellen oder gruppenweisen Abschaltung einzelner Düsen zum vorzeitigen Aushärten des Mediums kommt. Dadurch werden Zuleitungen, die Düsenmechanik oder die Düsenöffnungen verschmutzt oder sogar komplett blockiert. Je nach Medium, das verwendet wurde, kann der Reinigungsaufwand enorm gross sein. Während einer solchen Reinigung ist die Vorrichtung notwendigerweise ausser Betrieb, was einen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit hat. Bei der erwähnten membran-basierten Auftragssystemen kommt noch der häufige Wechsel der Membranventile hinzu.
  • Es besteht aber seit längerem der Bedarf, Auftragssysteme für feuchtigkeitsaushärtende Medien bereitzustellen, die eine Distanz zwischen Düse und Werkstoff ermöglichen, der grösser ist als 20 mm. Ausserdem soll das Medium möglichst nach dem Abgeben auf den Werkstoff eine innige Verbindung mit dem Werkstoff eingehen.
  • Vor diesem Hintergrund stellte sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Auftragen eines fließfähigen Mediums zu schaffen, die an unterschiedliche große Werkstücke oder Auftragsbedingungen adaptiv anpassbar ist und die angeführten Nachteile des frühzeitigen Aushärtens oder des Verschmutzens weitestgehend vermeidet.
  • Zusätzlich stellt sich die Aufgabe eine Vorrichtung zum Auftragen eines fließfähigen Mediums zu schaffen, die das Arbeiten mit einer grossen Distanz zwischen Düse und Werkstoff ermöglichen und die es möglich macht, dass das Medium eine innige Verbindung mit dem Werkstoff eingeht.
  • Zusätzlich stellt sich die Aufgabe, ein entsprechendes Verfahren zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruche 8.
  • Eine erste erfindungsgemässe Vorrichtung ist mit mehreren Düsenöffnungen und schaltbaren Klebstoffzuführungen ausgestattet, wobei jede Düse der Vorrichtung ein Nadel- oder Kolbenventil (vorzugsweise elektromagnetisch angetrieben) aufweist. Die Vorrichtung kann in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wobei in dem ersten Betriebsmodus durch alle Düsenöffnungen Klebstoff (z.B. in Form von Klebstoffraupen) abgegeben wird. In dem zweiten Betriebsmodus hingegen wird nur durch eine kleinere Zahl der Düsenöffnungen Klebstoff (z.B. in Form von Klebstoffraupen) abgegeben. Jede Düsenöffnung ist an oder in einem Gehäuse ausgebildet, in dem auch ein Klebstoffkanal für das Zuführen des Klebstoffs zur Düsenöffnung vorhanden ist. Ausserdem umfasst dass Gehäuse eine Strömungskammer im Bereich der Düsenöffnung sowie eine Gaszufuhr, die mit der Strömungskammer verbunden ist. Die Vorrichtung weist eine Austrittsöffnung im Bereich der Düsenöffnung auf, die so angeordnet ist, dass beim Zuleiten von Gas durch die Gaszufuhr in die Strömungskammer und beim Zuleiten von Klebstoff durch den Klebstoffkanal zur Düsenöffnung, durch die Austrittsöffnung hindurch gleichzeitig Klebstoff und Gas abgegeben wird.
  • Der Gasstrom, der mit dem Klebstoff austritt, hat zwei Hauptfunktionen. Einerseits verhindert der Gasstrom das Festsetzen oder Ablagern von Klebstoffresten an der Düsenöffnung oder in deren Umfeld. Andererseits stellt der Gasstrom einen Gasmantel bereit, der das Aushärten des Klebstoffs im Bereich der Düsenöffnung verhindert. Dadurch lassen sich Vorrichtungen realisieren, deren Düsenöffnungen bei Bedarf zu- oder abschaltbar sind, ohne dass es zum vorzeitigen Trocknen oder Aushärten des Klebstoffs kommt.
  • Die Erfindung eignet sich ganz besonders für feuchtigkeitsaushärtende (feuchtigkeitsvernetzende) Klebstoffe. In diesem Fall wird ein trockenes Gas (z.B., ein getrockneter Luftstrom) eingesetzt, um den Klebstoff beim Austritt aus der Düsenöffnung zu ummanteln. Wird eine Düse in einem Betriebsmodus nicht gebraucht, so strömt trotzdem weiter Gas durch die Austrittsöffnung dieser Düse, um auch im abgeschalteten Zustand die Düse oder deren Umfeld vor dem Aushärten des Klebstoffs zu schützen.
  • Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da die Vorrichtung je nach Bedarf durch das Zu- oder Abschalten einzelner Düsen konfigurierbar ist, ohne dass es zu dem vorzeitigen Aushärten des Klebstoffs kommt.
  • Seit einiger Zeit kommt insbesondere Polyurethanklebstoff (PUR) als Klebstoff besonderer Güte zum Einsatz. PUR hat den Nachteil, dass Feuchtigkeit, z.B. Umgebungsfeuchtigkeit, die Vernetzung oder Aushärtung bewirkt. Dies führt zu verschiedenen Problemen. Als Beispiel ist der grosse Reinigungsaufwand der Komponenten der Vorrichtung zu nennen. PUR Klebstoffe sind auch problematisch, da bei der Verarbeitung giftige Dämpfe entstehen können. Diese Dämpfe können zum Beispiel Erkrankungen der Atemwege oder Hauterkrankungen auslösen. Aus diesem Grund müssen gewisse maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK-Wert) eingehalten werden. Durch das Bereitstellen eines Gasmantels beim Austritt der Klebstoffraupen wird gleichzeitig auch für einen Schutz vor den Dämpfen gesorgt. Die Schutzwirkung kann verbessert werden, indem im Bereich der Vorrichtung eine Absauganlage eingesetzt wird, um das Gas und die Dämpfe aufzusaugen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen Nadel- oder Kolbenventile in der Vorrichtung zum Einsatz, die mit Drücken oberhalb von 30 bar, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 35 bar und 100 bar, betrieben werden können. Gemäss Erfindung kommen also sogenannte Hochdruck-Düsen mit Nadel- oder Kolbenventil zum Einsatz. Solche Vorrichtungen haben, anderes als die eingangs erwähnten membran-basierten Auftragssysteme, den Vorteil, dass sie eine Strahlgeschwindigkeit des abgegebenen Mediums erreichen, die größer ist als 4 m/s und die vorzugsweise zwischen 4 m/s und 12 m/s liegt.
    • Generell bringt eine erfindungsgemäße (Auftrage-)Vorrichtung folgende Vorteile:
      • die Düsen sind je nach Abmessungen des Werkstücks variabel ansteuerbar.
      • Es können auch punktuelle Applikationen des fließfähigen Mediums realisiert werden.
      • Düsen, die sich nicht im Einsatz befinden, trocknen nicht aus und verstopfen nicht.
      • Mit entsprechenden Sensorsteuerungen ist eine laufende Adaption an unterschiedlich große Werkstücke realisierbar.Es können hohe Drücke oberhalb von 30 bar, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 35 bar und 100 bar, erreicht werden. Die Selbstdichtheit der einzelnen Hochdruckdüsen mit Nadel- oder Kolbenventil liegt entsprechend oberhalb von 30 bar.
    • Es können Distanzen zwischen Düse und Material M erzielt werden, die grösser sind als 20mm.
    • Es können Strahlgeschwindigkeiten des abgegebenen Mediums erreicht werden, die größer sind als 4 m/s und die vorzugsweise zwischen 4 m/s und 12 m/s liegen.
    • Durch den Einsatz der Strömungskammer im Bereich der Düsenöffnung ist keine austrittsseitige Reinigung mehr erforderlich.
    • Falls die Vorrichtung mit einer Schutzkammer und einem Schutzmedium ausgestattet ist, reduziert sich auch dadurch der Wartungsaufwand deutlich.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung aufgeführt.
    • Abbildungen
  • Im Folgenden werden weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und teilweise mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Alle Figuren sind schematisiert und nicht maßstäblich, und entsprechende konstruktive Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn sie im Einzelnen unterschiedlich gestaltet sind. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2A-2C
    schematische Draufsichten einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Betriebszuständen;
    Fig. 3
    einen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 4
    eine Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 5
    einen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 6
    einen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden wird das Prinzip der Erfindung anhand einer ersten Ausführungsform beschrieben. In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 mit mehreren in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 und mit schaltbaren Klebstoffzuleitungen 12. Diese Vorrichtung 10 ist in einem ersten Betriebsmodus oder einem zweiten Betriebsmodus betreibbar. In dem ersten Betriebsmodus, der Fig. 1 gezeigt ist, wird durch alle Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 hindurch Klebstoff (hier Klebstoffraupen) KR abgegeben. In dem zweiten Betriebsmodus werden nur durch eine kleinere Zahl der Düsenöffnungen (z.B. nur die Düsenöffnungen 11.1 und 11.2, wie in Fig. 2B gezeigt) Klebstoff (hier Klebstoffraupen) KR abgegeben.
  • Jede der Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 ist an oder in einem Gehäuse 13.1 - 13.4 ausgebildet. Das/die Gehäuse 13.1 - 13.4 weisen einen Klebstoffkanal 15 (siehe z.B. Fig. 3) für das Zuführen des Klebstoffs K zur Düsenöffnung 11.1 - 11.4 auf. In Fig. 1 ist angedeutet, dass der Klebstoff K über Schläuche oder Rohre 12 dem Klebstoffkanal 15 oder den Klebstoffkanälen 15 zugeführt wird. Außerdem ist gemäß Erfindung in oder an dem Gehäuse 13.1 - 13.4 eine Strömungskammer 16 im unmittelbaren Bereich der Düsenöffnung 11.1 - 11.4 angeordnet. Details hierzu sind der Fig. 3 zu entnehmen. Es ist weiterhin eine Gaszufuhr 17 mit der Strömungskammer 16 verbunden. In Fig. 1 ist diese Gaszufuhr 17 schematisch durch eine dünne Leitung angedeutet. In der Praxis hat diese Gaszufuhr 17 wegen der benötigten Gasflußmenge einen größeren Durchmesser, oder es ist pro Düsenöffnung 11.1 - 11.4 eine eigene Gaszufuhr 17 vorhanden.
  • Die Vorrichtung 10 umfasst je eine Austrittsöffnung 14.1 - 14.4 (siehe z.B. Fig. 3) im Bereich jeder der Düsenöffnungen 11.1 - 11.4. Die Austrittsöffnungen 14.1 - 14.4 sind so angeordnet, dass beim Zuleiten von Gas G durch die Gaszufuhr 17 in die Strömungskammer 16 und beim Zuleiten von Klebstoff K durch den Klebstoffkanal 12 zur Düsenöffnung 11.1 - 11.4 durch die Austrittsöffnung 14.1 - 14.4 hindurch gleichzeitig Klebstoff K und Gas G abgebbar sind. Das austretende Gas G und die Austrittsöffnungen 14.1 - 14.4 sind in Fig. 1 nicht zu erkennen.
  • Fig. 1 zeigt folgende beispielhafte weitere Details. Mit der Vorrichtung 10 werden im gezeigten Beispiel mehrere Klebstoffraupen KR parallel zueinander auf ein Material M (auch Werkstoff genannt) abgegeben. Es ist zu diesem Zweck eine Relativbewegung V zwischen der Vorrichtung 10 und dem Material M vorgesehen.
  • In Fig. 1 ist zu erkennen, dass pro Düsenöffnung 11.n ein Gehäuse oder Gehäuseteil 13.n vorgesehen sein kann. Es ist aber auch denkbar, dass alle Düsenöffnungen 11.n in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Wenn pro Düsenöffnung 11.n ein Gehäuse oder Gehäuseteil 13.n vorgesehen ist, dann ist vorzugsweise auch pro Düsenöffnung 11.n eine Klebstoffzufuhr 12 und/oder eine Gaszufuhr 17 vorgesehen.
  • Gemäß Erfindung sind die individuelle Strömungskammer 16 und die Austrittsöffnung 14.1 - 14.4 so in Bezug zur jeweiligen Düsenöffnung 11.1 - 11.4 angeordnet, dass das Gas G einen Gasmantel um den Klebstoff K herum bildet. Dieses Prinzip ist in Fig. 3 schematisch angedeutet, wo gezeigt ist, dass eine austretende Klebstoffraupe KR von einem leicht konischen Gasmantel G umgeben ist.
  • Die Vorrichtung 10 ist so ausgelegt, dass sämtliche Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 sowohl im ersten Betriebsmodus als auch im zweiten Betriebsmodus stets durch die Gaszufuhr 17 hindurch mit dem Gas G versorgbar sind. Zu diesem Zweck muss eine ausreichend leistungsstarke Gasquelle 20 eingesetzt werden, die in der Lage ist permanent einen Gasvolumenstrom von ausreichender Größe bereit zu stellen. Vorzugsweise arbeitet die Vorrichtung 10 mit einem Drucktank 21 als Puffer zwischen der Gasquelle 20 und den Strömungskammern 16. Der Drucktank 21 ist optional.
  • In Fig. 2A ist eine weitere Vorrichtung 10 der Erfindung in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Die Vorrichtung umfasst auch hier vier in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen 11.1 - 11.4. D.h. die Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 sitzen entlang einer gemeinsamen Linie L. Die Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 können aber auch in einer anderen Anordnung (z.B. gegeneinander versetzt) gruppiert sein. Die in Fig. 2A gezeigte Vorrichtung 10 wird im gezeigten Moment im ersten Betriebsmodus betrieben. In diesem Modus werden durch alle Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 Klebstoffraupen KR abgegeben. Es ergibt sich dadurch eine erste Auftragsbreite quer zur Bewegung V des Materials M, die hier mit B1 bezeichnet wird.
  • In Fig. 2B ist dieselbe Vorrichtung 10 der Erfindung in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Die in Fig. 2B gezeigte Vorrichtung 10 wird im gezeigten Moment im zweiten Betriebsmodus betrieben. In diesem Modus werden weniger als vier Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 (hier die Düsenöffnungen 11.1 und 11.2) mit Klebstoff K versorgt. Daher werden nur zwei Klebstoffraupen KR erzeugt. Es ergibt sich dadurch eine zweite Auftragsbreite quer zur Bewegung V des Materials M, die hier mit BB bezeichnet wird. B2 ist kleiner als B1.
  • In Fig. 2C ist dieselbe Vorrichtung 10 der Erfindung in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Die in Fig. 2C gezeigte Vorrichtung 10 wird im gezeigten Moment in einem dritten Betriebsmodus betrieben. In diesem Modus werden weniger als vier Düsenöffnungen 11.1 - 11.4 (hier die Düsenöffnungen 11.1, 11.2 und 11.4) mit Klebstoff K versorgt. Daher werden in diesem Beispiel nur drei Klebstoffraupen KR erzeugt. Es ergibt sich dadurch eine Auftragsbreite quer zur Bewegung V des Materials M, die der Auftragsbreite B1 entspricht, wobei jedoch der Abstand zwischen zwei der Klebstoffraupen KR größer ist.
  • Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Es ist der Schnitt durch ein Gehäuse 13.1 mit einer Düsenöffnung 11.1 gezeigt. Der Klebstoff K wird hier von rechts durch einen Klebstoffkanal 15 hindurch in eine Düsenkammer 18 des Gehäuses 13.1 geführt. In dieser Düsenkammer kann eine Düsennadel 19 auf- und abbewegt werden, um die Düsenöffnung 11.1 zu öffnen oder zu schließen. Im gezeigten Beispiel umgibt die individuelle Strömungskammer 16 einen unteren Bereich der Düse 24 mit 360 Grad. D.h. die Strömungskammer 16 ist rotationssymmetrisch um die Düse 24 herum angeordnet. Dies kann erreicht werden, in dem auf den unteren Bereich der Düse 24 ein kappenartiges Gehäuse 22 aufgesetzt oder aufgesteckt wird. Um das Gehäuse 22 dicht mit der Düse 24 verbinden zu können, kann im oberen Bereich ein Dichtungsring 23 angeordnet sein, wie in Fig. 3 angedeutet. Seitlich (hier von rechts) wird der Gasstrom G durch eine Gaszufuhr 17 hindurch in die Strömungskammer 16 geblasen. Der Gasstrom G zirkuliert beim Eintritt in die Strömungskammer 16 um die Düsen 24 herum und führt dort zu einer Kühlwirkung, falls kaltes Gas G eingeleitet wird. Will man ein vorzeitiges Abkühlen verhindern, wird das Gas G vorgewärmt.
  • Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Es ist eine Ansicht eines Gehäuses 13.n mit einer Düse 24 mit Düsenöffnung 11.n gezeigt. Die Düse 24 und die Düsenöffnung 11.n sind gestrichelt dargestellt, da sie von einem kappenartigen Gehäuse 22 umgeben sind, das oben einen Dichtungsring 23 oder einen gummiartigen Dichtkragen aufweist.
  • Der Gasstrom G wird mit einem solchen Druck in die Strömungskammer 16 eingeblasen, dass sich dort ein Überdruck ergibt. Bedingt durch diesen Überdruck, tritt Gas G zusammen mit dem Klebstoff K nach unten hin durch eine Austrittsöffnung 14.1 hindurch aus. Das Gas G ummantelt die Klebstoffraupe KR, wie angedeutet.
  • Vorzugsweise ist das Gehäuse 22 so ausgelegt, dass die Austrittsöffnung 14.1 in dem Gehäuse 22 ausgebildet ist. Die Austrittsöffnung 14.1 kann aber auch an dem Gehäuse 13.1 der Düse 24 vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise ist jede Düsenöffnung 11.n individuell schaltbar, was zum Beispiel mit einer elektromagnetisch bewegbaren Düsennadel 19 in einer Düsenkammer 18 erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise kommt ein kappenartiges Gehäuse 22 aus einem Kunststoffmaterial oder Gummimaterial zum Einsatz, dass von Hand über die Düsen gesteckt und bei Bedarf ausgetauscht werden kann.
  • Bevorzugt ist eine Ausführungsform des kappenartigen Gehäuses 22, die zum Nachrüsten von existierenden Vorrichtungen 10 geeignet ist. In diesem Fall kann das kappenartige Gehäuse 22 einen seitlichen Gasanschluss 17 zum Verbinden mit einer Gasquelle 20 aufweisen, wie in Fig. 4 gezeigt.
  • Die Klebstoffzufuhr und/oder die Gaszufuhr kann komplett von einer Steuerung 30 ansteuerbar (getaktet an- und abschaltbar) sein. Die Steuerung 30 ist in Fig. 1 schematisch angedeutet.
  • Eine Vorrichtung 10 gemäß Erfindung kann mit verschiedenen Steuer- und Kontrollgliedern ausgestattet sein, um das erfindungsgemäße Verfahren überwachen zu können. Diese Steuer- und Kontrollglieder können z.B. von der Steuerung 30 angesteuert werden.
  • Die erwähnte Gasquelle 20 und/oder der Drucktank 21 ist/sind bei den verschiedenen Ausführungsformen vorzugsweise mit einem Sensor 32 versehen, der, ähnlich einem Hygrometer, den Feuchtigkeitsgehalt der Luft misst. Das getrocknete Gas (vorzugsweise in Form von getrockneter Luft) weist vorzugsweise eine relative Luftfeuchte 46in einem Bereich von 0-0,5 %, vorzugsweise von 0,45 % auf.
  • Besonders bevorzugt ist eine der vorher beschriebenen Vorrichtungen 10, die jedoch so ausgelegt ist, dass der Gasstrom G, der aus der Austrittsöffnung 14.n austritt, einen Taupunkt (oder eine Taupunkttemperatur) von 40°C atm hat.
  • Vorzugsweise sind bei den verschiedenen Ausführungsformen die Gasquelle 20 und/oder der Drucktank 21 so ausgelegt, das pro Düsenöffnung 11.n zwischen 1 und 1,5 Normliter Gas pro Minute durch die Austrittsöffnung 14.n austritt. Pro Tag und Düsenöffnung 11.n braucht man ca. 40 m3 trockenes Gas. Durch das Vorsehen der individuellen Strömungskammern pro Düse kann der Verbrauch an trockenem Gas relativ klein gehalten werden.
  • Bei einer Vorrichtung 10 mit zwanzig Düsenöffnungen 11.1 - 11.20, muss die Gasquelle 20 somit ca. 20 bis 30 Normliter Gas pro Minute erzeugen können.
  • In einer der vorher beschriebenen besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Düsenöffnungen 11.n die nicht gebraucht werden in ein Flüssigkeitsbad getaucht, das eine Flüssigkeit enthält, die ein Aushärten des Klebstoffs verhindert. In diesem Fall muss den entsprechenden Düsen 24 kein Gas G zugeführt werden, sobald die Düsen 24 in die Flüssigkeit eintauchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Druckluft-Kältetrockner oder ein Adsorptionstrockner oder ein Membran- oder Lamellentrockner als Gasquelle 20 eingesetzt.
  • Der Einsatz einer Gasströmung, wie erwähnt, hat den Vorteil, dass sich auch keine Schmutzpartikel (z.B. Papierabrieb) an den Düsen 24 festsetzen kann.
  • In einer der vorher beschriebenen besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung 10 zusätzlich zu der Strömungskammer 16 pro Düse eine Schutzkammer 40 mit einem Schutzmedium SM auf. Die Schutzkammer 40 ist im rückwärtigen Bereich des Nadel- oder Kolbenventils so angeordnet, dass die Nadel oder der Kolben 19 des Ventils die Schutzkammer 40 durchdringt. Die Schutzkammer 40 zusammen mit dem Schutzmedium SM, das sich statisch in der Schutzkammer 40 befindet (siehe Fig. 5) oder das die Schutzkammer 40 (dynamisch) durchströmt (siehe Fig. 6), bilden eine Barriere gegen Luft. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei Hochdruck-Ventilen, die mit Drücken oberhalb von 30 bar betrieben werden und die eine große Zahl an Hüben absolvieren müssen, kleine Mengen an Klebstoff K rückwärts entlang der Nadel oder des Kolbens 19 austreten können. Dieser Klebstoff K härtet aus oder verklumpt. Ohne spezielle Gegenmaßnahmen werden Ventildichtungen beschädigt, was dazu führt, dass häufig manuelle Eingriffe zur Wartung der Vorrichtung 10 vorgenommen werden müssten.
  • In Fig. 5 ist das Beispiel einer Ausführungsform einer Vorrichtung 10 gezeigt, die mit einer Schutzkammer 40 ausgestattet ist, die das Schutzmedium SM (hier einen Flüssigkeit) enthält. Die Nadel oder der Kolben 19 des Ventils hat an seinem ausgangsseitigen Ende hier eine Kugelform 44. Es kann aber auch eine andere Form aufweisen. An dem rückwärtigen Ende der Nadel oder des Kolbens 19 durchdringt diese eine Kammer 40, wie gezeigt. Die Nadel oder der Kolben 19 wird durch Dichtungselemente (z.B. Dichtringe) umschlossen, um das rückwärtige Austreten von Klebstoff K zu verhindern oder zu reduzieren. Vorzugsweise sind Dichtungen 41, 42 unmittelbar unterhalb und oberhalb der Schutzkammer 40 angeordnet. Seitlich ist ein Kanal 43 oder ein Reservoir für das Schutzmedium SM vorgesehen, wie in Fig. 5 zu erkennen. Sollte bei einer Auf- und Abbewegung (in Fig. 5 durch den Doppelpfeil P1 dargestellt) der Nadel oder des Kolbens 19 Klebstoff aus dem Bereich 18 nach hinten dringen, wird dieser Klebstoffrest in der Schutzkammer 40 vom Schutzmedium SM aufgenommen. Bei der Auf- und Abbewegung P1 öffnet und schließt sich das Ventil, da die Kugel 44 in einer unteren Stellung in einem Ventilsitz 45 zum dichten Anliegen kommt.
  • In Fig. 6 ist das Beispiel einer Ausführungsform einer Vorrichtung 10 gezeigt, die mit einer Schutzkammer 40 ausgestattet ist, in die das Schutzmedium SM (hier einen Flüssigkeit) über einen Zufuhrkanal 43.1 eingebracht und über einen Abfuhrkanal 43.2 entnommen wird. Die Nadel oder der Kolben 19 des Ventils hat an seinem ausgangsseitigen Ende hier eine leicht spitze Form. Es kann aber auch eine andere Form aufweisen. An dem rückwärtigen Ende der Nadel oder des Kolbens 19 durchdringt diese eine Kammer 40, wie gezeigt. Die Nadel oder der Kolben 19 wird durch Dichtungselemente (z.B. Dichtringe) umschlossen, um das rückwärtige Austreten von Klebstoff K zu verhindern oder zu reduzieren. Vorzugsweise sind Dichtungen 41, 42 unmittelbar unterhalb und oberhalb der Schutzkammer 40 angeordnet. Seitlich kann für das Schutzmedium SM ein Reservoir vorgesehen, das in Fig. 6 nicht zu erkennen ist. Sollte bei einer Auf- und Abbewegung (in Fig. 6 durch den Doppelpfeil P1 dargestellt) der Nadel oder des Kolbens 19 Klebstoff K aus dem Bereich 18 nach hinten dringen, wird dieser Klebstoffrest in der Schutzkammer 40 vom Schutzmedium SM aufgenommen. Bei der Auf- und Abbewegung P1 öffnet und schließt sich das Ventil, da die Nadel- oder Kolbenspitze in einer unteren Stellung in einem Ventilsitz zum dichten Anliegen kommt.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der eine Flüssigkeit als Schutzmedium SM eingesetzt wird. Besonders geeignet ist eine Lösungsmittelflüssigkeit, die als Lösungsmittel für den Klebstoff K dient, der in der Vorrichtung 10 verarbeitet wird. Falls kleinere Klebstoffreste nach hinten hin austreten sollten, werden diese Reste in der Schutzkammer 40 durch das Lösungsmittel quasi aufgelöst. Es kommt daher nicht zu Klumpenbildung und Beschädigung der Dichtung(en). Ganz besonders hat sich Ruetasolv (von RKS GmbH, Deutschland) als Lösungsmittel für 1-K PUR Klebstoff bewährt, da dieses Lösungsmittel in diesem Klebstoff auch als Weichemacher eingesetzt wird.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Schutzmedium SM in der Schutzkammer 40 bewegt, d.h. gefördert wird, wie anhand einer beispielhaften Ausführungsform in Fig. 6 gezeigt. Dazu eignet sich ein kleines Pumpsystem, welches das Schutzmedium SM so in Bewegung hält, dass nie eine Übersättigung des Schutzmediums SM mit Klebstoffresten auftreten kann.
  • Die Lösungen, die mit der Schutzkammer 40 und dem Schutzmedium SM ausgestattet sind, zeigen eine deutlich geringere Wartungsanfälligkeit, da sowohl der Verschleiß von Ventildichtungen als auch die Verschmutzung oder Blockade durch Klebstoffreste verhindert oder verringert werden kann.
  • Die beschriebenen Vorrichtungen 10 haben eine hohe Lebensdauer und können problemlos deutlich mehr als 100'000 Hübe der Düsenventile ohne Wartung absolvieren. Es können sogar 1'000'000 Hübe erreicht werden.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für den Einsatz in der Holzindustrie, wo zum Beispiel tragende Dachbalken mit hoher Zuverlässigkeit zu verkleben sind.
  • Vorzugsweise können Distanzen L zwischen Düse und Material M ermöglicht werden, die größer sind als 20 mm und vorzugsweise bis zu 50 mm betragen können. Die erfindungsgemässe Lösung lässt sich aber auch im "Nahbereich" z.B. zwischen 2 und 5 mm Distanz einsetzen.
  • Die Erfindung ermöglicht eine präzise und innige Benetzung des Materials M, da der Klebstoff K mit großer Austrittgeschwindigkeit abgegeben wird. Durch die beschriebenen Maßnahmen ist der Wartungsaufwand gegenüber konventionellen Vorrichtungen deutlich geringer.

Claims (12)

  1. Vorrichtung (10) mit mehreren Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) und schaltbaren Klebstoffzuführungen (12, 15), welche in einem ersten Betriebsmodus oder einem zweiten Betriebsmodus betreibbar ist, wobei in dem ersten Betriebsmodus durch alle Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) feuchtigkeitsaushärtender Klebstoff (K) abgegeben wird und in dem zweiten Betriebsmodus nur durch eine kleinere Zahl der Düsenöffnungen (11.1 - 11.2) feuchtigkeitsaushärtender Klebstoff (K) abgegeben wird, wobei:
    - jede Düsenöffnung (11.1 - 11.4) an oder in einem Gehäuse (13.1 - 13.4) ausgebildet ist, in dem ein Klebstoffkanal (15) für das Zuführen des feuchtigkeitsaushärtenden Klebstoffs (K) zur Düsenöffnung (11.1 - 11.4) vorhanden ist,
    - eine Strömungskammer (16) im Bereich der Düsenöffnung (11.1 - 11.4) angeordnet ist,
    - eine Gaszufuhr (17) mit der Strömungskammer (16) verbunden ist,
    - die Vorrichtung (10) eine Austrittsöffnung (14.1 - 14.4) im Bereich der Düsenöffnung (11.1 - 11.4) aufweist, die so angeordnet ist, dass beim Zuleiten von trockenem Gas (G) durch die Gaszufuhr (17) in die Strömungskammer (16) und beim Zuleiten von feuchtigkeitsaushärtendem Klebstoff (K) durch den Klebstoffkanal (12) zur Düsenöffnung (11.1 - 11.4), feuchtigkeitsaushärtender Klebstoff (K) und trockenes Gas (G) gleichzeitig durch die Austrittsöffnung (14.1 - 14.4) hindurch abgebbar sind
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Gasquelle (20) umfasst, die dazu ausgelegt ist während des Betriebs der Vorrichtung (10) permanent ein trockenes Gasvolumen bereitzustellen und zuzuführen, damit sämtliche Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) sowohl im ersten Betriebsmodus als auch im zweiten Betriebsmodus stets durch die Gaszufuhr (17) hindurch mit dem trockenen Gas (G) versorgbar sind, wobei
    die Gasquelle einen Druckluft-Kältetrockner oder einen Absorptionstrockner oder einen Membran- oder Lamellentrockner umfasst.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskammer (16) und die Austrittsöffnung (14.1 - 14.4) so in Bezug zur Düsenöffnung (11.1 - 11.4) angeordnet sind, dass das trockene Gas (G) einen Gasmantel um den feuchtigkeitsaushärtenden Klebstoff (K) herum bildet.
  3. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) sowohl im ersten Betriebsmodus als auch im zweiten Betriebsmodus stets durch die Gaszufuhr (17) hindurch mit dem trockenen Gas (G) versorgbar sind.
  4. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskammer (16) durch ein kappenartiges Gehäuse (22) gebildet wird.
  5. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie pro Düsenöffnung (11.1 - 11.4) ein Hochdruck-Nadel- oder Kolbenventil umfasst.
  6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schutzkammer (40) im rückwärtigen Bereich des Nadel- oder Kolbenventils umfasst, welche eine Nadel oder einen Kolben (19) des Nadel- oder Kolbenventils dichtend umgibt.
  7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkammer (40) mit einer Flüssigkeit oder mit trockener Luft als einem Schutzmedium (SM) befüllt oder gefüllt ist.
  8. Verfahren zum Abgeben mehrerer parallel angeordneter Klebstoffraupen - oder bahnen (KR) aus feuchtigkeitsaushärtendem Klebstoff (K) durch mehrere Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) hindurch auf ein Material (M), mit den folgenden Schritten:
    - Bereitstellen von trockenem Gas (G),
    - Einbringen des trockenen Gases (G) in individuelle Strömungskammern (16), die im Bereich jeder Düsenöffnung (11.1 - 11.4) angeordnet sind,
    - Auswählen eines ersten Betriebsmodus oder eines zweiten Betriebsmodus, wobei in dem ersten Betriebsmodus durch alle Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) feuchtigkeitsaushärtender Klebstoff (K) abgegeben wird und in dem zweiten Betriebsmodus nur durch eine kleinere Zahl der Düsenöffnungen (11.1 - 11.2) feuchtigkeitsaushärtender Klebstoff (K) abgegeben wird,
    - Einbringen von feuchtigkeitsaushärtendem Klebstoff (K) in individuell an- und abschaltbare Düsenkammern (18), wobei
    ○ der feuchtigkeitsaushärtende Klebstoff (K) in Form von Klebstoffraupen oder -bahnen (KR) durch diejenigen Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) austritt, die durch Auswahl des Betriebsmodus angeschaltet sind,
    ○ das trockene Gas (G) um die Klebstoffraupen- oder bahnen (KR) herum einen Gasmantel bildet, und
    ○ wobei auch aus den abgeschalteten Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) trockenes Gas (G) ausströmt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil oder alle Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) in eine Flüssigkeit eingetaucht werden, falls ein Teil oder alle Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) nicht im Betrieb sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasquelle (20) pro Düsenöffnung (11.n) zwischen 1 und 1,5 Normliter Gas pro Minute bereit stellt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffraupen - oder bahnen (KR) nach dem Austritt aus den Düsenöffnungen (11.1 - 11.4) eine Strahlgeschwindigkeit haben, die größer ist als 4 m/s und die vorzugsweise zwischen 4 m/s und 12 m/s liegt.
  12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Hochdruck-Nadel- oder Kolbenventile eingesetzt werden, die mit einem Innendruck oberhalb von 30 bar, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 35 bar und 100 bar, betrieben werden.
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