EP3904679A1 - Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat Download PDF

Info

Publication number
EP3904679A1
EP3904679A1 EP20172294.9A EP20172294A EP3904679A1 EP 3904679 A1 EP3904679 A1 EP 3904679A1 EP 20172294 A EP20172294 A EP 20172294A EP 3904679 A1 EP3904679 A1 EP 3904679A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
movement
reversal point
piston pump
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20172294.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Hofer
Hanspeter Felix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robatech AG
Original Assignee
Robatech AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robatech AG filed Critical Robatech AG
Priority to EP23168193.3A priority Critical patent/EP4219942A1/de
Priority to EP20172294.9A priority patent/EP3904679A1/de
Priority to US17/244,879 priority patent/US11766693B2/en
Priority to CN202110483238.4A priority patent/CN113578688A/zh
Publication of EP3904679A1 publication Critical patent/EP3904679A1/de
Priority to US18/231,123 priority patent/US20230372963A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/0041—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation by piston speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B5/00—Machines or pumps with differential-surface pistons
    • F04B5/02—Machines or pumps with differential-surface pistons with double-acting pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/12—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air
    • F04B9/129—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having plural pumping chambers
    • F04B9/131—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members
    • F04B9/133—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members reciprocating movement of the pumping members being obtained by a double-acting elastic-fluid motor
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1042—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material provided with means for heating or cooling the liquid or other fluent material in the supplying means upstream of the applying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/02—Piston parameters
    • F04B2201/0201—Position of the piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/02—Piston parameters
    • F04B2201/0202—Linear speed of the piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a double-acting, preferably pneumatically driven or drivable piston pump of an application system for applying a flowable medium, in particular a heated adhesive, to a substrate, the piston pump having a piston movable between a first reversal point and a second reversal point for conveying the Has flowable medium. When the respective reversal point is reached, the direction of movement of the piston is reversed.
  • the application system has a dispensing device for intermittent dispensing of the flowable medium conveyed to the dispensing device by means of the piston pump.
  • the invention also relates to a double-acting piston pump for conveying a flowable medium to a dispensing device.
  • the invention also relates to an application system for applying a flowable medium to a substrate.
  • a piston pump for pumping a flowable medium is for example from the EP 2 732 884 A2 known.
  • the pressure drop and its course over time are heavily dependent on the design and the design of some of the components of the piston pump.
  • the stroke direction of a pneumatically driven piston pump with a pneumatic piston is reversed via an electrically operated pneumatic switchover valve.
  • the switching process of this valve requires a certain amount of time.
  • the reduction of the air pressure on one side of the pneumatic piston and the build-up of air pressure on the other side of the pneumatic piston require a certain amount of time.
  • double-acting piston pumps there are often two check valves that are usually not identical in construction.
  • the two check valves are usually designed in the form of movable balls which, when the piston is in a vertical operating direction, alternately seal the top and bottom against a flow of the flowable medium to be conveyed.
  • the ball of one check valve moves from a sealing position to a passage position and the ball of the other check valve moves from a passage position to a sealing position and vice versa. This movement of the balls also takes some time.
  • the reversal process at the first reversal point and at the second reversal point of the piston thus during the actuation of the check valves, there is a slight loss of volume flow of the flowable medium. This loss or pressure drop is typically different in size at the two reversal points.
  • the EP 2 107 241 A2 a piston pump for this purpose, the piston pump having at least two piston-cylinder units for conveying the flowable medium.
  • the two pumps are operated in such a way that a pressure drop during the delivery of the fluid from one pump is compensated for by the other pump.
  • a pressure accumulator is known, the pressure accumulator largely compensating for the drop in pressure when the direction of movement of the piston of the piston pump is reversed.
  • the disadvantage of this solution is that a pressure accumulator is only optimally designed for one operating state can be. Only for a certain pressure setting and only for a certain viscosity of the flowable medium does the compensation of the falling pressure take place satisfactorily. The greater the deviation from the optimum operating point, the worse the compensation of the pressure drop by the pressure accumulator is.
  • the object of the present invention is to provide a method for operating a double-acting piston pump of an application system for applying a flowable medium, in particular a heated adhesive, to a substrate so that effects of the pressure drop on the application image when the direction of movement is reversed are avoided or at least reduced, in particular Constrictions of an application bead can be avoided or at least reduced.
  • a further object of the present invention is to specify a double-acting piston pump for conveying a flowable medium to an output device, with which constrictions in the application of the flowable medium can be avoided.
  • a further object of the present invention is to specify an application system for applying a flowable medium which makes it possible to avoid or at least reduce constrictions in the application of the flowable medium.
  • the method according to the invention is a method for operating a double-acting piston pump of an application system for applying a flowable medium.
  • the flowable medium is in particular a heated adhesive and / or a viscous hot melt adhesive.
  • the piston pump is a double-acting piston pump, thus a piston pump that delivers the flowable medium in both stroke directions of the piston.
  • the application system is used to apply the flowable medium to a substrate, the substrate being, for example, a sheet of paper, a cardboard box or a film.
  • a substrate can consist of a large number of separate structures,
  • the substrate can be a multitude of strip-like elements, for example paper strips, cardboard strips or film strips, which are spaced apart and guided past an application head, which is used to output the medium, one after the other.
  • the piston pump has a piston that can be moved between a first reversal point and a second reversal point for conveying the flowable medium, the direction of movement of the piston being reversed when the respective reversal point is reached.
  • the application system also has an output device, for example one or more spray heads, for intermittent output of the flowable medium conveyed to the output device by means of the piston pump.
  • the method according to the invention provides that the flowable medium is dispensed by means of the dispensing device during dispensing periods and dispensing of the flowable medium by means of the dispensing apparatus is interrupted during periods of interruption.
  • the method according to the invention provides that the direction of movement of the piston is reversed during at least one interruption period of the interruption periods, the piston being in an intermediate position between the first reversal point and the second reversal point during the reversal of the direction of movement during the at least one interruption period. Since a reversal of the direction of movement of the piston takes place during at least one interruption period of the interruption periods, at least this reversal of the direction of movement takes place during a period in which the reversal of the direction of movement of the piston and the associated pressure drop do not affect the application image of the flowable medium, or only slightly the substrate has an effect, since the flowable medium is not being dispensed by the dispensing device during the interruption period.
  • the direction of movement of the piston is reversed during the at least one interruption period of the interruption periods in such a way that the time up to the output period following the at least one interruption period is sufficient to build up a target value for the pressure again until the beginning of the subsequent output period at the beginning of the subsequent output period, the reversal-related, time-limited pressure drop is over.
  • the piston will reach the first reversal point or the second reversal point anyway during one or more other interruption periods, so that the direction of movement of the piston is not reversed in an intermediate position beforehand.
  • the intermittent dispensing of the flowable medium is preferably carried out in such a way that the intermittent dispensing results in a time-recurring pattern of dispensed flowable medium, in particular when a large number of substrates of the same type are provided with the flowable medium.
  • the piston pump preferably has a delivery area and a drive area.
  • the piston is arranged in the conveying area and is used to convey the flowable medium.
  • the components used to drive the movement of the piston are at least partially, preferably completely, arranged in the drive area.
  • the piston pump is preferably a pneumatically driven piston pump.
  • the piston pump preferably has a pneumatic piston which is operatively connected to the piston which is used to convey the flowable medium and which is used to drive the movement of the piston.
  • compressed air is preferably applied to a corresponding side of the pneumatic piston and the other side is vented.
  • the direction of movement of the piston is preferably reversed via an electrically or magnetically actuated pneumatic switchover valve.
  • the piston pump has a pneumatic part, also referred to as a pneumatic area, and a conveying area, the pneumatic piston being arranged in the pneumatic part and the piston, which is used to convey the flowable medium, being arranged in the conveying area.
  • a hydraulic drive in particular with a hydraulic piston
  • an electric drive in particular in the form of a linear motor.
  • the first reversal point and the second reversal point are preferably not designed to be variable, so that the first reversal point and the second reversal point are fixed when the double-acting piston pump is operated.
  • the two reversal points are preferably invariable, in particular due to the design.
  • the first reversal point and the second reversal point are preferably a bottom and top dead center of the piston, respectively.
  • an output quantity of the flowable medium dispensed by means of the dispensing device during the respective dispensing period is smaller than a delivery quantity of the flowable medium dispensed by the piston pump during a piston stroke of the piston pump from the first reversal point to the second reversal point and / or vice versa to the dispensing device funded medium.
  • the flowable medium can be dispensed during the dispensing periods without a reversal of the direction of movement of the piston. This has a particularly advantageous effect on the quality of the application of the flowable medium to the substrate.
  • an output quantity of the flowable medium dispensed by means of the dispensing device during an dispensing period of the dispensing periods is greater than a medium conveyed to the dispensing apparatus for a complete stroke length of the piston pump or when one of the reversal points is reached during an dispensing period of the dispensing periods
  • a spring-loaded accumulator or a pressure accumulator with the principle of a single-acting, pneumatically operated piston pump can be used as the pressure accumulator.
  • a number of reversals of the direction of movement that take place in intermediate positions of the piston between the first reversal point and the second reversal point is preferably greater than a number of reversals of the direction of movement that take place at the reversal points. Consequently the reversal of the direction of movement takes place predominantly in intermediate positions of the piston between the first reversal point and the second reversal point.
  • a piston speed the piston speed being understood as the amount of the piston speed, of the piston is reduced compared to a piston speed during the output periods, in particular the piston speed is zero during the interruption periods. Accordingly, the development of the piston speed over time is correlated with the output periods and the interruption periods. Accordingly, it can be determined via the detection of the piston speed whether an output period or an interruption period is present.
  • the reversal of the direction of movement can be done independently of the higher-level controller or knowledge of the operating status of the output device (output or interruption of the output ) take place solely on the basis of the measured piston speed, so that the piston pump can be operated more or less independently, thus eliminating the need for a higher-level control. Since the piston speed is correlated with the output periods and interruption periods, the direction of movement of the piston can be reversed as a function of the piston speed and, from knowledge of the piston speed, the direction of movement can be reversed Direction of movement take place during the at least one interruption period.
  • the recurring application pattern can be recognized by measuring the piston speed. In this way, at the beginning of an interruption period, the expected stroke path from the piston to the beginning of the next interruption period can be determined.
  • the programmed or predefined order pattern of a higher-level order control is used in order to determine the temporal course of the interruption periods for determining the piston positions to be expected with regard to the interruption periods. As a result, the operational reliability of the invention can be improved, since unexpected changes in the order pattern can be taken into account.
  • the piston pump is subject to leakage with respect to the flowable medium to be conveyed, so that a piston speed of the piston is reduced during the interruption periods compared to a piston speed in the dispensing periods.
  • a piston pump prone to leaks is also to be regarded as advantageous in terms of minimizing wear, avoiding maintenance work and maximizing the life of the piston pump.
  • the leakage takes place between the piston and cylinder. This leakage is primarily dependent on the viscosity and the flow behavior of the flowable medium, on the size of a gap around the piston and on the pressure that the piston pump builds up.
  • a piston speed of the piston is reduced during the interruption periods compared to a piston speed during the dispensing periods, since the resistance to the piston movement is increased during the interruption periods compared to a resistance to the piston movement when the flowable medium is dispensed.
  • the piston of the piston pump is preferably not designed to be sealing with respect to a cylinder and / or the piston pump has a piston rod that is not designed to be sealing with respect to a guide.
  • the piston pump preferably has two non-return valves, one non-return valve being open and the other non-return valve being closed depending on the direction of movement of the piston.
  • the two check valves are usually designed in the form of movable balls which, when the piston is in a vertical operating direction, alternately seal the top and bottom against a flow of the flowable medium to be conveyed.
  • the ball of one check valve moves from a sealing position to a passage position and the ball of the other non-return valve moves from a passage position to a sealing position and vice versa during a subsequent switching process.
  • the piston speed is measured and the direction of movement of the piston is reversed outside the reversal points when the piston speed is equal to a certain value, in particular the certain value corresponds to the piston speed of the piston during the interruption periods.
  • the aforementioned condition namely that the piston speed is less than or equal to a certain value, is to be understood as a necessary condition but not necessarily a sufficient condition for reversing the direction of movement of the piston. However, it is entirely conceivable that this is a sufficient condition for reversing the direction of movement of the piston.
  • a distance between the piston and the reversal point in the direction of movement of the piston is determined, the direction of movement of the piston being reversed during the respective interruption period before the reversal point in the direction of movement of the piston is reached if the distance of the piston falls below a certain value from the reversal point in the direction of movement of the piston, and / or a distance of the piston from the reversal point opposite to the direction of movement of the piston is determined, with a reversal of the direction of movement of the piston during the respective interruption period before reaching the in Direction of movement of the piston lying reversal point takes place when the distance of the piston from the reversal point lying opposite in the direction of movement of the piston exceeds a certain value.
  • the distance of the piston from the respective reversal point used for the comparison with the specific value is preferably determined at the beginning of the respective interruption period.
  • the specific value with regard to the reversal point lying in the direction of movement of the piston preferably corresponds to an expected stroke of the piston in the direction of movement of the piston until the beginning of the next interruption period.
  • the specific value with regard to the reversal point lying opposite to the direction of movement of the piston preferably corresponds to an expected stroke of the piston opposite to the direction of movement of the piston until the beginning of the next interruption period.
  • the piston speed is measured and a distance between the piston and the reversal point in the direction of movement of the piston is determined, the direction of movement of the piston being reversed when the piston speed falls below a certain value and the distance between the piston is from the reversal point lying in the direction of movement of the piston falls below a certain value, and / or when the piston speed is measured and a distance of the piston from the reversal point opposite to the direction of movement of the piston is determined, the direction of movement of the movable piston being reversed when the piston speed falls below a certain value and the distance between the piston and the reversal point opposite to the direction of movement of the piston exceeds a certain value.
  • the advantage of the aforementioned embodiment of the method is that the piston speed is a criterion for whether there is an interruption period. Since the direction of movement of the piston is to be reversed during an interruption period, the direction of movement of the piston is to be reversed only during a period of time with a reduced piston speed. The reduced piston speed is therefore a first criterion for switching. The distance between the piston and the respective reversal point is used as a further criterion in order to decide whether the direction of movement should be reversed.
  • the piston position for determining the distance value of the piston from the respective reversal point or the distance value of the piston from the respective reversal point is determined when the piston speed falls below a certain value. In this respect, it is first checked whether the first criterion, namely the piston speed falling below a certain speed value, is present. Only when the first criterion is present is the second criterion, namely the distance, checked. This reduces the measurement and evaluation effort.
  • the piston pump has sensors for measuring a piston position and / or a distance of the piston from the first reversal point or the second reversal point and / or for measuring the direction of movement of the piston and / or for measuring the speed of the piston. It is considered to be particularly advantageous if the sensor is designed as a Hall sensor. In connection with a Hall sensor, it is considered particularly advantageous if the piston pump has a magnet, preferably a ring magnet, the magnet together with the Piston is movable. It is entirely conceivable that the piston pump has several Hall sensors, preferably at least four Hall sensors, in particular exactly four Hall sensors.
  • distance is to be understood broadly in the aforementioned contexts.
  • the distance of the piston from the one reversal point to the other reversal point is divided into at least two sections, the "distance” then being that section in which the piston is located.
  • the route can be divided into a first section and a second section, the first section containing the first turning point and the second section containing the second turning point.
  • the section in which the piston is currently located can then be used as a distance criterion or distance.
  • the distance between the piston and the first reversal point is smaller when the piston is located in the first section than when the piston is located in the second section.
  • the knowledge of the section in which the piston is located can therefore be used as a criterion for falling below or exceeding a distance value.
  • the double-acting piston pump according to the invention is used to convey a flowable medium to an output device.
  • the double-acting piston pump is used to convey a heated adhesive, in particular a viscous hot-melt adhesive, to an output device.
  • the output device can in particular be a spray head.
  • the piston pump has one between a first reversal point and a second Reversing point movable piston, which is used to convey the flowable medium.
  • the piston pump has a control device for controlling the direction of movement of the piston, the control device being set up to reverse the direction of movement of the piston when the respective reversal point is reached.
  • the piston pump has a measuring device for measuring a piston speed, the control device being set up to reverse the direction of movement of the piston when the measured piston speed falls below a certain speed value.
  • the piston speed is a measure of whether flowable medium is being dispensed by the dispensing device or whether the dispensing of flowable medium is interrupted by the dispensing device.
  • the double-acting piston pump is therefore suitable for carrying out the method according to the invention with the corresponding advantages.
  • the piston pump is prone to leakage with respect to the flowable medium to be conveyed.
  • the piston is not sealingly designed with respect to a cylinder and / or the piston pump has a piston rod which is not sealingly implemented in a guide.
  • a piston pump prone to leakage has the advantage, on the one hand, that wear of the piston pump is reduced and, with regard to the method, also has the advantage that the speed of the piston is reduced during the interruption periods compared to a speed of the piston during the dispensing periods.
  • the piston pump preferably has two non-return valves, one non-return valve being open and the other non-return valve being closed depending on the direction of movement of the piston, in particular the non-return valves being designed differently.
  • the two check valves are assigned to the part of the piston pump in which the flowable medium is conveyed, thus the conveying area.
  • the double-acting piston pump is preferably designed as a pneumatically driven piston pump.
  • the piston pump has a pneumatic part, also referred to as a pneumatic area, and a conveying area, the pneumatic piston being arranged in the pneumatic part and the piston, which is used to convey the flowable medium, being arranged in the conveying area.
  • the piston pump preferably has a measuring device for measuring a distance between the piston position of the piston and the reversal point in the direction of movement of the piston, the control device being configured to determine the direction of movement of the measured piston speed when the measured piston speed falls below a certain value and the measured distance falls below a certain value To reverse the piston, or the piston pump has a measuring device for measuring a distance of the piston position of the piston from the reversal point lying opposite to the direction of movement of the piston, the control device being configured to, if the measured piston speed falls below a certain speed value and exceeds a certain distance value of the measured Distance to reverse the direction of movement of the piston.
  • the piston pump preferably has one magnet or several magnets, preferably one or more ring magnets, wherein the magnet can be moved together with the piston or the magnets can be moved together with the piston, the measuring device for measuring the piston speed having at least one Hall sensor and / or the measuring device for measuring the distance has at least one Hall sensor.
  • the piston pump preferably has at least three Hall sensors, in particular at least four Hall sensors. If there are several Hall sensors, the piston pump preferably also has several magnets. In particular, a magnet is assigned to each Hall sensor.
  • the control device preferably has an evaluation device for evaluating the magnetic flux density measured by means of the one or more Hall sensors, the evaluation device being set up in particular to determine the first and second derivatives of the measured magnetic flux density. From the measured magnetic flux density, the first derivative of the flux density and the second derivative of the flux density draw conclusions about the piston position, piston speed and piston acceleration.
  • the piston pump preferably has at least two Hall sensors, a distance of the piston from one reversal point to the other reversal point with regard to the measurement of the piston speed and / or a measurement of the piston position being divided into at least two sections, the respective section being one of the at least two sensors is assignable.
  • the distribution of the distance and the assignment of the Hall sensors is such that for the Hall sensor that can be assigned to the respective section, there is an almost linear relationship between the magnetic flux density detected by this Hall sensor and the piston position of the piston when the piston is in the section assigned to this Hall sensor is located.
  • the alignment process also makes it possible to determine the polarity of the magnet during the alignment process.
  • the reference values can be adapted automatically, in particular digital electronics for evaluating the Hall sensors can be programmed according to the installation position of the magnet. It is therefore not necessary to adhere to a specific orientation of the magnet during assembly. Disassembly to correct an incorrect installation position of the magnet is therefore not necessary.
  • This vibration behavior can be used as an indication of wear and tear possible imminent failure of components of the piston pump. It can be used for preventive maintenance or replacement of components. In this way, a production downtime that is expensive for the customer can be avoided.
  • the piston pump is designed as a pneumatically drivable piston pump with a pneumatic piston operatively connected to the piston, the control device having an actuatable valve or an actuatable valve arrangement, with one direction of pressurization of the pneumatic piston when the valve or the valve arrangement is actuated changes.
  • the valve or the valve arrangement By actuating the valve or the valve arrangement, the direction of movement of the piston can thus be reversed in a simple manner.
  • the application system according to the invention for applying a flowable medium, in particular a heated adhesive, to a substrate has a double-acting piston pump according to one of claims 8 to 14 and a dispensing device for intermittently dispensing the flowable medium conveyed to the dispensing device by means of the double-acting piston pump.
  • the Fig. 1 shows an application system 2 for applying a flowable medium, in the present case a heated adhesive, to a substrate 3.
  • the substrate 3 can be, for example, sheets of paper or cardboard.
  • the application system 2 has a double-acting piston pump 1. Since it is a double-acting piston pump 1, the piston pump 1 is effective in both stroke directions of the piston 4.
  • the flowable medium is conveyed from a storage container (not shown) that can be connected to the piston pump 1 to an output device 5.
  • the dispensing device 5 is fluidly connected to the piston pump 1, namely a cylinder bore 12 of the piston pump, by means of a heating hose 11.
  • the adhesive passes from the storage container into a suction space 13 for adhesive. From there, the adhesive is sucked into the cylinder bore 12 and conveyed under pressure to the dispensing device 5 via a pressure connection 14 to which the heating hose 11 is connected.
  • the dispensing device 5 is suitable for intermittently dispensing the adhesive conveyed to the dispensing device 5, so that During dispensing periods, the adhesive is dispensed by means of the dispensing device 5, and dispensing of the adhesive by means of the dispensing device 5 is interrupted during periods of interruption.
  • the adhesive is to be applied to substrates 3, which are arranged at a distance from one another on a conveyor belt 15 and are moved past the output device 5, in particular continuously, by means of this conveyor belt 15 in the direction of the arrow 16, the output device 5 each having an adhesive bead 17 applies to the respective substrate 3.
  • the piston 4 of the piston pump 1 can be moved between a first reversal point 24 and a second reversal point 25.
  • the direction of movement of the piston 4 is reversed.
  • this pressure drop has a negative effect on the amount of adhesive dispensed and thus negatively on the so-called application image.
  • the switching process of the piston pump 1 and thus during the drop in adhesive pressure there is significantly less adhesive application than during a continuous movement of the piston 4 of the piston pump 1. In the applied adhesive bead 17, a clear constriction 18 is then visible.
  • the effects of the switching operations of the piston pump 4 on the amount of adhesive dispensed per unit of time 23 and the adhesive image or the adhesive beads 17 are from FIG Fig. 5 evident.
  • an output quantity of the adhesive dispensed by means of the dispensing device 5 during the respective dispensing period is smaller than a delivery quantity of the adhesive dispensed by the piston pump 1 during a piston stroke of the piston 4 from one reversal point 24, 25 to the other reversal point 24, 25 to the dispensing device 5 funded medium.
  • the piston pump 1 shown is a piston pump 1 that is prone to leakage with regard to the adhesive to be conveyed, so that a piston speed of the piston 4 is reduced during the interruption periods compared to a piston speed during the dispensing periods. This is also evident from the development of the piston position 26 of the piston 4 over time, as shown in FIGS Figures 5 and 6 is shown.
  • the leakage is achieved in that the piston 4 is not sealingly designed with respect to a cylinder bore 12, the cylinder bore 12 being introduced into a housing 19 of the piston pump 1.
  • the piston pump 1 has an upper pneumatic part with a pneumatic piston 20 for the drive.
  • the pneumatic piston 20 is firmly connected to a piston rod 6, which in turn is connected to the piston 4, which is used to convey the adhesive.
  • a ring magnet 9 is also connected to the pneumatic piston 20 and thus to the piston rod 6.
  • An electronics print 21 is also formed adjacent to the pneumatic piston 20 or the ring magnet 9, three Hall sensors 10 being connected to the electronics print 21.
  • the Hall sensors 10 are designed in such a way that they measure the magnetic flux density in the horizontal direction.
  • the ring magnet 9 moves in accordance with the movement of the piston rod 6, so that, due to the change in the position of the ring magnet 9, the sensors from the respective Hall sensor 10 detected magnetic flux density changes.
  • the piston position 26 and the piston speed can then be determined by means of the output signals of the Hall sensors 10. Furthermore, the direction of movement of the piston 4 or of the pneumatic piston 20 can also be determined.
  • both the piston position 26, the piston speed and the direction of movement of the piston 4 can be determined by means of a single Hall sensor 10.
  • a single Hall sensor 10 Preferably, however, at least three Hall sensors 10 are used, since on the one hand the accuracy is increased and on the other hand the redundancy is increased, whereby the failure, functional and operational reliability of the piston pump 1 are increased.
  • the piston 4 is provided with an axial passage, in the area of which a check valve 7 with an associated valve seat is arranged.
  • the piston 4 is guided in a non-sealing manner in the cylinder bore 12 formed in the housing 19.
  • a second check valve 8 is formed in the cylinder bore 12.
  • the check valve 8 is assigned to the suction chamber 13, so that adhesive can enter from the suction chamber 13 into the adhesive delivery chamber of the piston pump 1 when the check valve 8 is in a defined position. If the check valve 7 is in a defined position, adhesive can reach the pressure connection 14 and from there via the heated hose 11 to the dispensing device 5.
  • a dynamic seal 22 without differential pressure is provided between the pneumatic part and the adhesive-conveying part of the piston pump 1.
  • the piston pump 1 also has a control device (not shown) for controlling the direction of movement of the piston 4, the control device being set up to reverse the direction of movement of the piston 4 when the respective reversal point 24, 25 is reached.
  • the piston pump 1 also has a measuring device for measuring the piston speed, the control device being set up to respond when a certain Speed value of the measured piston speed to reverse the direction of movement of the piston 4.
  • the piston pump 1 has a measuring device for measuring a distance of the piston position 26 of the piston 4 from the reversal point lying in the direction of movement of the piston 4.
  • the Hall sensors 10 form components of the measuring device for measuring the piston speed, the piston position 26 or the distance and the direction of movement of the piston 4.
  • the control device is set up to, when the measured piston speed falls below a certain speed value and the measured piston speed falls below a certain distance value Distance to reverse the direction of movement of the piston 4.
  • Such a design of the piston pump 1 has the advantage that the switching process of the direction of movement of the piston 4 takes place solely on the basis of the knowledge of internal measurement data or measurement variables of the piston pump 1. It is therefore not necessary to acquire data about the state of the output device 5 and to transmit them to the control device of the piston pump 1.
  • the piston pump 1 can thus be used completely independently of the actually used output device 5 and can carry out the method described above.
  • the piston pump 1 can thus be used universally.
  • existing application systems 2 can be converted by replacing the piston pump 1 in such a way that these application systems 2 can carry out the method described above.

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe (1) eines Auftragssystems zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat (3), wobei die Kolbenpumpe einen zwischen einem ersten Umkehrpunkt (24) und einem zweiten Umkehrpunkt (25) bewegbaren Kolben (4) aufweist, wobei bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts (24, 25) eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt, wobei das Auftragssystem eine Ausgabevorrichtung (5) zum intermittierenden Ausgeben des mittels der Kolbenpumpe (1) zu der Ausgabevorrichtung (5) geförderten fließfähigen Mediums aufweist, wobei während Ausgabezeiträumen eine Ausgabe des fließfähigen Mediums mittels der Ausgabevorrichtung erfolgt und während Unterbrechungszeiträumen eine Ausgabe des fließfähigen Mediums mittels der Ausgabevorrichtung unterbrochen ist, wobei während zumindest eines Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) erfolgt, wobei sich der Kolben (4) bei der Umkehr der Bewegungsrichtung während des zumindest einen Unterbrechungszeitraums in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Umkehrpunkt (24) und dem zweiten Umkehrpunkt (25) befindet. Eine doppeltwirkende Kolbenpumpe sowie ein Auftragssystem. sind ebenfalls offenbart.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer doppeltwirkenden, vorzugsweise pneumatisch angetriebenen oder antreibbaren Kolbenpumpe eines Auftragssystems zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat, wobei die Kolbenpumpe einen zwischen einem ersten Umkehrpunkt und einem zweiten Umkehrpunkt bewegbaren Kolben zum Fördern des fließfähigen Mediums aufweist. Bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens. Das Auftragssystem weist eine Ausgabevorrichtung auf, zum intermittierenden Ausgeben des mittels der Kolbenpumpe zu der Ausgabevorrichtung geförderten fließfähigen Mediums. Ferner betrifft die Erfindung eine doppeltwirkende Kolbenpumpe zum Fördern eines fließfähigen Mediums zu einer Ausgabevorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Auftragssystem zum Auftragen eines fließfähigen Mediums auf ein Substrat.
  • Eine Kolbenpumpe zum Fördern eines fließfähigen Mediums ist beispielsweise aus der EP 2 732 884 A2 bekannt.
  • Auf dem Gebiet des Auftragens von fließfähigen Medien, insbesondere auf dem Gebiet des Auftragens von Klebstoffen, besteht der Wunsch, ein möglichst präzises Auftragsmuster zu erhalten. Insofern besteht insbesondere Interesse daran, die Einflüsse einer Klebstofffördervorrichtung, beispielsweise einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe, auf das Auftragsbild zu minimieren. Bei der Verwendung von doppeltwirkenden Kolbenpumpen, insbesondere bei doppeltwirkenden, pneumatisch angetriebenen Kolbenpumpen, besteht die Problematik, dass in den Umkehrpunkten, bei deren Erreichen eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt, es zu einem Druckabfall des mittels der Kolbenpumpe geförderten, fließfähigen Mediums kommt. Dieser Druckabfall und dessen zeitlicher Verlauf sind insbesondere abhängig von der Viskosität und den Fließeigenschaften des fließfähigen Mediums, beispielsweise des geförderten erhitzten Klebstoffs. Ferner ist der Druckabfall und dessen zeitlicher Verlauf stark abhängig von der Bauform und von der Ausführung einiger Komponenten der Kolbenpumpe. Beispielsweise erfolgt das Umkehren der Hubrichtung einer pneumatisch antreibbaren Kolbenpumpe mit einem Pneumatikkolben über ein elektrisch betätigtes pneumatisches Umschaltventil. Der Umschaltvorgang von diesem Ventil erfordert eine gewisse Zeit. Ebenso erfordern beim Umschalten der Abbau von anstehendem Luftdruck auf der einen Seite vom Pneumatikkolben und der Aufbau von Luftdruck auf der anderen Seite vom Pneumatikkolben eine gewisse Zeit. Häufig sind bei doppeltwirkenden Kolbenpumpen zwei Rückschlagventile vorhanden, die üblicherweise nicht identische Bauformen aufweisen. Die beiden Rückschlagventile sind üblicherweise in Form von beweglichen Kugeln ausgeführt, die bei vertikaler Betriebsrichtung vom Kolben wechselseitig oben und unten gegen einen Fluss des zu fördernden, fließfähigen Mediums abdichten. Beim Umschaltvorgang bewegt sich die Kugel des einen Rückschlagventils von einer Dichtposition in eine Durchlassposition und die Kugel des anderen Rückschlagventils von einer Durchlassposition in eine Dichtposition und umgekehrt. Diese Bewegung der Kugeln benötigt ebenfalls etwas Zeit. Während des Umkehrvorgangs am ersten Umkehrpunkt und am zweiten Umkehrpunkt des Kolbens, somit während des Betätigens der Rückschlagventile, tritt ein geringfügiger Verlust von Volumenstrom des fließfähigen Mediums auf. Dieser Verlust bzw. Druckabfall ist in den beiden Umkehrpunkten typischerweise unterschiedlich groß. Bei einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe tritt somit die Problematik auf, dass der Druck des geförderten, fließfähigen Mediums bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung des Kolbens für eine begrenzte Zeit abfällt bzw. es eine gewisse Zeit benötigt, bis der Druck des fließfähigen Mediums wieder einen annähernd konstanten Wert einnimmt. Der Druckabfall in den Umkehrpunkten wirkt sich negativ auf die Qualität des auf das Substrat aufgetragenen fließfähigen Mediums bzw. das Auftragsmuster aus. Bei einem kontinuierlichen Auftrag des fließfähigen Mediums auf das Substrat mittels der Ausgabevorrichtung führt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens und ein damit einhergehender Druckabfall zu einer zeitlich begrenzten verminderten Ausgabe von fließfähigem Medium. Dementsprechend kommt es bei einem Auftragssystem mit einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe in den Umkehrpunkten der Kolbenpumpe zu einer verminderten Ausgabe von fließfähigem Medium, was sich negativ auf das Auftragsbild auswirkt. Beispielsweise kommt es bei einer kontinuierlichen Ausgabe des fließfähigen Mediums in Art eines Streifens, auch als Auftragsraupe oder Raupe bezeichnet, in der aufgetragenen Raupe zu deutlichen Einschnürungen im Querschnitt der Raupe, die zeitlich mit den Umkehrpunkten der Bewegungsrichtung des Kolbens der Klebstoffpumpe korrelieren. Das sogenannte Auftragsbild zeigt dann deutliche, regelmäßige Einschnürungen.
  • Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt, den Druckabfall beim Umkehren der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolbenpumpe zu vermeiden oder zu vermindern bzw. die Auswirkungen dieses Druckabfalls auf das Auftragsbild zu minimieren.
  • Beispielsweise schlägt die EP 2 107 241 A2 zu diesem Zweck eine Kolbenpumpe vor, wobei die Kolbenpumpe zumindest zwei Kolben-Zylinder-Einheiten zur Förderung des fließfähigen Mediums aufweist. Die beiden Pumpen werden dabei derart betrieben, dass ein Druckabfall bei der Förderung des Fluids der einen Pumpe durch die jeweils andere Pumpe ausgeglichen wird. Ferner ist aus dem Stand der Technik ES 2 064 183 A2 die Verwendung eines Druckspeichers bekannt, wobei bei einem Umkehren der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolbenpumpe der Druckspeicher den abfallenden Druck weitgehend kompensiert. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass ein Druckspeicher nur für einen Betriebszustand optimal ausgelegt werden kann. Nur für eine bestimmte Druckeinstellung und nur für eine bestimmte Viskosität vom fließfähigen Medium erfolgt die Kompensation vom abfallenden Druck zufriedenstellend. Je größer die Abweichung vom optimalen Betriebspunkt ist, desto schlechter wirkt die Kompensation des Druckabfalls durch den Druckspeicher.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe eines Auftragssystems zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat anzugeben, sodass Auswirkungen des Druckabfalls beim Umkehren der Bewegungsrichtung auf das Auftragsbild vermieden oder zumindest vermindert werden, insbesondere Einschnürungen einer Auftragsraupe vermieden oder zumindest vermindert werden. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine doppeltwirkende Kolbenpumpe zum Fördern eines fließfähigen Mediums zu einer Ausgabevorrichtung anzugeben, mit der Einschnürungen im Auftrag des fließfähigen Mediums vermieden werden können. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Auftragssystem zum Auftragen eines fließfähigen Mediums anzugeben, das es ermöglicht, Einschnürungen im Auftrag des fließfähigen Mediums zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, eine doppeltwirkende Kolbenpumpe, die die Merkmale des Patentanspruchs 8 aufweist, sowie ein Auftragssystem, das die Merkmale des Patentanspruchs 15 aufweist, gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum Betreiben einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe eines Auftragssystems zum Auftragen eines fließfähigen Mediums. Bei dem fließfähigen Medium handelt es sich insbesondere um einen erhitzten Klebstoff und/oder einen viskosen Schmelzklebstoff. Bei der Kolbenpumpe handelt es sich um eine doppeltwirkende Kolbenpumpe, somit eine Kolbenpumpe, die in beiden Hubrichtungen des Kolbens das fließfähige Medium fördert. Das Auftragssystem dient dem Auftragen des fließfähigen Mediums auf ein Substrat, wobei es sich bei dem Substrat beispielsweise um einen Papierbogen, einen Karton oder eine Folie handeln kann. Ein Substrat kann durchaus aus einer Vielzahl von separaten Strukturen bestehen, beispielsweise kann es sich bei dem Substrat um eine Vielzahl von streifenartigen Elementen, z.B. Papierstreifen, Kartonstreifen oder Folienstreifen, handeln, die beabstandet angeordnet und nacheinander an einem Auftragskopf, der der Ausgabe des Mediums dient, vorbeigeführt werden.
  • Die Kolbenpumpe weist einen zwischen einem ersten Umkehrpunkt und einem zweiten Umkehrpunkt bewegbaren Kolben auf zum Fördern des fließfähigen Mediums, wobei bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt. Das Auftragssystem weist ferner eine Ausgabevorrichtung, beispielsweise einen oder mehrere Spritzköpfe auf, zum intermittierenden Ausgeben des mittels der Kolbenpumpe zu der Ausgabevorrichtung geförderten, fließfähigen Mediums. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass während Ausgabezeiträumen eine Ausgabe des fließfähigen Mediums mittels der Ausgabevorrichtung erfolgt und während Unterbrechungszeiträumen eine Ausgabe des fließfähigen Mediums mittels der Ausgabevorrichtung unterbrochen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass während zumindest eines Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt, wobei sich der Kolben bei der Umkehr der Bewegungsrichtung während des zumindest einen Unterbrechungszeitraums in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Umkehrpunkt und dem zweiten Umkehrpunkt befindet.
    Da eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens während zumindest eines Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume erfolgt, erfolgt zumindest diese Umkehr der Bewegungsrichtung während eines Zeitraums, bei dem die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens und der damit einhergehende Druckabfall sich nicht oder nur gering auf das Auftragsbild des fließfähigen Mediums auf das Substrat auswirkt, da während des Unterbrechungszeitraums gerade keine Ausgabe des fließfähigen Mediums durch die Ausgabevorrichtung erfolgt. Insbesondere erfolgt die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens während des zumindest einen Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume derart, dass die Zeit bis zu dem an den zumindest einen Unterbrechungszeitraum anschließenden Ausgabezeitraum ausreichend ist, um einen Soll-Wert des Drucks bis zum Beginn des anschließenden Ausgabezeitraums wieder aufzubauen, insofern zum Beginn des anschließenden Ausgabezeitraums der umkehrbedingte, zeitlich begrenzte Druckabfall vorbei ist.
  • Bei üblichen Kolbenpumpen bzw. Verfahren zum Betreiben einer Kolbenpumpe erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens ausschließlich bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts. Somit erfolgt bei derartigen Verfahren bzw. Kolbenpumpen keine zeitliche Koordination von Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens und Unterbrechungszeitraum bzw. Unterbrechungszeiträumen. Hingegen erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung ein Richtungswechsel der Bewegung vom Kolben der Kolbenpumpe während des zumindest einen Unterbrechungszeitraum der Unterbrechungszeiträume in einer Zwischenposition, somit vor Erreichen des in Bewegungsrichtung liegenden Umkehrpunkts.
  • Es ist durchaus denkbar, dass eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolbenpumpe während eines Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume in einer Zwischenposition zwischen den beiden Umkehrpunkten erfolgt und eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolbenpumpe während eines anderen Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume in einer anderen Zwischenposition zwischen den beiden Umkehrpunkten erfolgt.
  • Es ist durchaus denkbar, dass bei dem Verfahren der Kolben auch den ersten und/oder zweiten Umkehrpunkt erreicht.
  • Es ist auch durchaus denkbar, dass während eines oder mehrerer anderer Unterbrechungszeiträume der Kolben sowieso den ersten Umkehrpunkt oder den zweiten Umkehrpunkt erreicht, sodass keine zeitlich vorgelagerte Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens in einer Zwischenposition erfolgt.
  • Vorzugsweise erfolgt das intermittierende Ausgeben des fließfähigen Mediums derart, dass sich bei der intermittierenden Ausgabe ein zeitlich wiederkehrendes Muster von ausgegebenem fließfähigen Medium ergibt, insbesondere wenn eine Vielzahl von gleichartigen Substraten mit dem fließfähigen Medium versehen werden.
  • Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe einen Förderbereich und einen Antriebsbereich auf. Der Kolben ist im Förderbereich angeordnet und dient der Förderung des fließfähigen Mediums. Die dem Antrieb der Bewegung des Kolbens dienenden Komponenten sind zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Antriebsbereich angeordnet.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Kolbenpumpe um eine pneumatisch antreibbare Kolbenpumpe. Die Kolbenpumpe weist vorzugsweise einen mit dem Kolben, der der Förderung des fließfähigen Mediums dient, wirkverbundenen Pneumatikkolben auf, der dem Antrieb der Bewegung des Kolbens dient. Vorzugsweise wird für die Hubbewegung des Kolbens in Richtung des ersten Umkehrpunkts bzw. des zweiten Umkehrpunkts eine entsprechende Seite des Pneumatikkolbens mit Druckluft beaufschlagt und die andere Seite entlüftet. Die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt vorzugsweise über ein elektrisch oder magnetisch betätigbares pneumatisches Umschaltventil.
  • Insbesondere weist die Kolbenpumpe einen Pneumatikteil, auch als pneumatischer Bereich bezeichnet, und einen Förderbereich auf, wobei der Pneumatikkolben im Pneumatikteil angeordnet ist und der Kolben, der der Förderung des fließfähigen Mediums dient, im Förderbereich angeordnet ist.
  • Es sind auch andere Antriebe als ein pneumatischer Antrieb denkbar, die eine alternierende Bewegung des Kolbens bewirken. Beispielsweise ein hydraulischer Antrieb, insbesondere mit einem Hydraulikkolben, ein elektrischer Antrieb, insbesondere in Art eines Linearmotors.
  • Vorzugsweise sind der erste Umkehrpunkt und der zweite Umkehrpunkt nicht variabel gestaltet, sodass der erste Umkehrpunkt und der zweite Umkehrpunkt beim Betreiben der doppeltwirkenden Kolbenpumpe fix sind. Vorzugsweise sind die beiden Umkehrpunkte unveränderlich, insbesondere konstruktionsbedingt.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Umkehrpunkt und dem zweiten Umkehrpunkt um einen unteren bzw. oberen Totpunkt des Kolbens.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn ausschließlich oder zumindest mehrheitlich während der Unterbrechungszeiträume eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt. Dadurch sind die negativen Einflüsse des jeweiligen Umkehrens der Bewegungsrichtung auf das Auftragsbild besonders gering. Allerdings erfolgt nicht notwendigerweise während jedes Unterbrechungszeitraums eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens.
  • Es wird als besonders bevorzugt angesehen, wenn eine Ausgabemenge des während des jeweiligen Ausgabezeitraums mittels der Ausgabevorrichtung ausgegebenen fließfähigen Mediums kleiner ist als eine Fördermenge des mittels der Kolbenpumpe bei einem Kolbenhub der Kolbenpumpe von dem ersten Umkehrpunkt zu dem zweiten Umkehrpunkt und/oder umgekehrt zu der Ausgabevorrichtung geförderten Mediums. Bei einer derartigen Ausführungsform kann während der Ausgabezeiträume eine Ausgabe des fließfähigen Mediums ohne eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgen. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Qualität des Auftrags des fließfähigen Mediums auf das Substrat aus.
  • Für den Fall, dass eine Ausgabemenge des während eines Ausgabezeitraums der Ausgabezeiträume mittels der Ausgabevorrichtung ausgegebenen fließfähigen Mediums größer ist als eine bei einer kompletten Hublänge der Kolbenpumpe zu der Ausgabevorrichtung geförderten Mediums oder bei Erreichen eines der Umkehrpunkte während eines Ausgabezeitraums der Ausgabezeiträume, ist es durchaus denkbar, den Druckabfall beim Umkehren der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolbenpumpe zu kompensieren. Zu diesem Zweck ist es denkbar, einen Druckspeicher gesteuert zu aktivieren, damit der Druckabfall beim Umschaltvorgang ausgeglichen wird. Als Druckspeicher kommt ein Federspeicher oder ein Druckspeicher mit dem Prinzip einer einfachwirkenden pneumatisch betätigten Kolbenpumpe in Frage.
  • Beim Betrieb der Kolbenpumpe ist vorzugsweise eine Anzahl der Umkehrungen der Bewegungsrichtung, die in Zwischenpositionen des Kolbens zwischen dem ersten Umkehrpunkt und dem zweiten Umkehrpunkt erfolgen, größer als eine Anzahl der Umkehrungen der Bewegungsrichtung, die in den Umkehrpunkten erfolgen. Somit erfolgt die Umkehr der Bewegungsrichtung vorwiegend in Zwischenpositionen des Kolbens zwischen dem ersten Umkehrpunkt und dem zweiten Umkehrpunkt.
  • Es ist durchaus denkbar, dass beim Betrieb eine Umkehr der Bewegungsrichtung ausschließlich in Zwischenpositionen erfolgt, insofern die Umkehrpunkte nicht erreicht werden. Die Umkehrpunkte würden dann lediglich erreicht, wenn, beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion der Pumpe beim Ausführen des Verfahrens bzw. einer Steuerung zur Durchführung des Verfahrens, eine Umkehr der Bewegungsrichtung in der Zwischenposition ungewollt nicht erfolgt. Da dann eine Umkehr der Bewegungsrichtung hinsichtlich einer Bewegung des Kolbens in Richtung eines der Umkehrpunkte spätestens bei Erreichen dieses Umkehrpunkts erfolgt, wird eine Beschädigung von Komponenten der Kolbenpumpe vermieden.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn während der Unterbrechungszeiträume eine Kolbengeschwindigkeit, wobei unter Kolbengeschwindigkeit der Betrag der Kolbengeschwindigkeit verstanden wird, des Kolbens reduziert ist gegenüber einer Kolbengeschwindigkeit während der Ausgabezeiträume, insbesondere die Kolbengeschwindigkeit während der Unterbrechungszeiträume gleich Null ist. Dementsprechend ist die zeitliche Entwicklung der Kolbengeschwindigkeit korreliert mit den Ausgabezeiträumen und den Unterbrechungszeiträumen. Dementsprechend kann über die Erfassung der Kolbengeschwindigkeit ermittelt werden, ob ein Ausgabezeitraum oder ein Unterbrechungszeitraum vorliegt. Dementsprechend ist es nicht notwendig, eine übergeordnete Steuerung vorzusehen, welche erfasst, ob die Ausgabevorrichtung das Medium ausgibt oder die Ausgabe unterbrochen ist, sondern die Umkehr der Bewegungsrichtung kann losgelöst von der übergeordneten Steuerung bzw. Kenntnis des Betriebszustands der Ausgabevorrichtung (Ausgabe oder Unterbrechung der Ausgabe) allein anhand der gemessenen Kolbengeschwindigkeit erfolgen, sodass die Kolbenpumpe quasi autark betrieben werden kann, somit eine übergeordnete Steuerung entfallen kann. Da die Kolbengeschwindigkeit mit den Ausgabezeiträumen und Unterbrechungszeiträumen korreliert ist, kann eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens abhängig von der Kolbengeschwindigkeit erfolgen und aus einer Kenntnis der Kolbengeschwindigkeit eine Umkehr der Bewegungsrichtung während des zumindest einen Unterbrechungszeitraums erfolgen.
  • Bei einem wiederkehrenden Auftragsmuster, kann das wiederkehrende Auftragsmuster durch Messung der Kolbengeschwindigkeit erkannt werden. Dadurch lässt sich zu Beginn von einem Unterbrechungszeitraum der erwartete Hubweg vom Kolben bis zum Beginn vom nächsten Unterbrechungszeitraum bestimmen. Alternativ ist es denkbar, dass das programmierte respektive vorgegebene Auftragsmuster einer übergeordneten Auftragssteuerung verwendet wird, um den zeitlichen Verlauf der Unterbrechungszeiträume zur Bestimmung der zu erwartenden Kolbenpositionen bezüglich der Unterbrechungszeiträume zu bestimmen. Dadurch kann die Betriebssicherheit der Erfindung verbessert werden, da unerwartete Änderungen im Auftragsmuster berücksichtigt werden können.
  • Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Kolbenpumpe bezüglich des zu fördernden fließfähigen Mediums leckagebehaftet ist, sodass während der Unterbrechungszeiträume eine Kolbengeschwindigkeit des Kolbens reduziert ist gegenüber einer Kolbengeschwindigkeit in den Ausgabezeiträumen. Eine leckagebehaftete Kolbenpumpe ist auch hinsichtlich einer Minimierung des Verschleißes, einer Vermeidung von Wartungsarbeiten und einer möglichst langen Lebensdauer der Kolbenpumpe als vorteilhaft anzusehen. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Leckage zwischen Kolben und Zylinder stattfindet. Diese Leckage ist vor allem abhängig von der Viskosität und vom Fließverhalten des fließfähigen Mediums, von einer Größe eines Spalts um den Kolben und von dem Druck, den die Kolbenpumpe aufbaut. Bei einer leckagebehafteten Kolbenpumpe ist während der Unterbrechungszeiträume eine Kolbengeschwindigkeit des Kolbens reduziert gegenüber einer Kolbengeschwindigkeit während der Ausgabezeiträume, da während der Unterbrechungszeiträume der Widerstand der Kolbenbewegung erhöht ist gegenüber einem Widerstand der Kolbenbewegung bei Ausgabe des fließfähigen Mediums.
  • Vorzugsweise ist der Kolben der Kolbenpumpe nicht dichtend bezüglich eines Zylinders ausgeführt und/oder die Kolbenpumpe weist eine nicht dichtend bezüglich einer Führung ausgeführte Kolbenstange auf.
  • Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe zwei Rückschlagventile auf, wobei je nach Bewegungsrichtung des Kolbens das eine Rückschlagventil offen und das andere Rückschlagventil geschlossen ist. Die beiden Rückschlagventile sind üblicherweise in Form von beweglichen Kugeln ausgeführt, die bei vertikaler Betriebsrichtung vom Kolben wechselseitig oben und unten gegen einen Fluss des zu fördernden, fließfähigen Mediums abdichten. Beim Umschaltvorgang bewegt sich die Kugel des einen Rückschlagventils von einer Dichtposition in eine Durchlassposition und die Kugel des anderen Rückschlagventils bewegt sich von einer Durchlassposition in eine Dichtposition und bei einem darauffolgenden Umschaltvorgang entsprechend umgekehrt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Kolbengeschwindigkeit gemessen und eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens außerhalb der Umkehrpunkte erfolgt, wenn die Kolbengeschwindigkeit gleich einem bestimmten Wert ist, insbesondere der bestimmte Wert der Kolbengeschwindigkeit des Kolbens während der Unterbrechungszeiträume entspricht. Die vorgenannte Bedingung, nämlich dass die Kolbengeschwindigkeit kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist, ist als notwendige Bedingung aber nicht zwingend hinreichende Bedingung für die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens zu verstehen. Es ist allerdings durchaus denkbar, dass es sich um eine hinreichende Bedingung für die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens handelt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Abstand des Kolbens von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens während des jeweiligen Unterbrechungszeitraums vor Erreichen des in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkts erfolgt, wenn der Abstand des Kolbens von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt einen bestimmten Wert unterschreitet, und/oder wobei ein Abstand des Kolbens von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens während des jeweiligen Unterbrechungszeitraums vor Erreichen des in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkts erfolgt, wenn der Abstand des Kolbens von dem entgegen der in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt einen bestimmten Wert überschreitet.
  • Es ist durchaus denkbar, dass die Kolbenposition dauerhaft gemessen wird.
  • Der für den Vergleich mit dem bestimmten Wert verwendete Abstand des Kolbens von dem jeweiligen Umkehrpunkt wird vorzugsweise zu Beginn des jeweiligen Unterbrechungszeitraums bestimmt.
  • Der bestimmte Wert hinsichtlich des in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkts entspricht vorzugsweise einem erwarteten Hub des Kolbens in Bewegungsrichtung des Kolbens bis zum Beginn des nächsten Unterbrechungszeitraums.
  • Der bestimmte Wert hinsichtlich des entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkts entspricht vorzugsweise einem erwarteten Hub des Kolbens entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens bis zum Beginn des nächsten Unterbrechungszeitraums.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Kolbengeschwindigkeit gemessen wird und ein Abstand des Kolbens von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt, wenn die Kolbengeschwindigkeit einen bestimmten Wert unterschreitet und der Abstand des Kolbens von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt einen bestimmten Wert unterschreitet, und/oder wenn die Kolbengeschwindigkeit gemessen wird und ein Abstand des Kolbens von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des bewegbaren Kolbens erfolgt, wenn die Kolbengeschwindigkeit einen bestimmten Wert unterschreitet und der Abstand des Kolbens von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt einen bestimmten Wert überschreitet.
  • Der Vorteil bei der vorgenannten Ausführungsform des Verfahrens liegt darin, dass die Kolbengeschwindigkeit ein Kriterium dafür ist, ob ein Unterbrechungszeitraum vorliegt. Da eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens während eines Unterbrechungszeitraums erfolgen soll, soll eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens nur während eines Zeitraums mit reduzierter Kolbengeschwindigkeit erfolgen. Daher ist die reduzierte Kolbengeschwindigkeit ein erstes Kriterium für das Umschalten. Der Abstand des Kolbens von dem jeweiligen Umkehrpunkt wird als weiteres Kriterium herangezogen, um zu entscheiden, ob eine Umkehr der Bewegungsrichtung erfolgen soll. Dies vor dem Hintergrund, dass bei einem zu geringen Abstand des Kolbens von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt die Gefahr besteht, dass bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolben in dem nachfolgenden Ausgabezeitraum diesen Umkehrpunkt erreicht, folglich eine Umkehr der Bewegungsrichtung in diesem Ausgabezeitraum erfolgt und dementsprechend ein Druckabfall während der Ausgabe des Mediums auftritt mit den entsprechenden negativen Auswirkungen auf das Auftragsbild.
  • Es ist durchaus denkbar, dass die Kolbenposition zur Bestimmung des Abstandswerts des Kolbens von dem jeweiligen Umkehrpunkt oder der Abstandswert des Kolbens von dem jeweiligen Umkehrpunkt dann bestimmt wird, wenn die Kolbengeschwindigkeit einen bestimmten Wert unterschreitet. Insofern wird zuerst geprüft, ob das erste Kriterium, nämlich das Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswerts der Kolbengeschwindigkeit, vorliegt. Erst bei Vorliegen des ersten Kriteriums wird das zweite Kriterium, nämlich der Abstand, geprüft. Dadurch wird der Mess- und Auswerteaufwand reduziert.
  • Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Kolbenpumpe Sensoren zur Messung einer Kolbenposition und/oder eines Abstands des Kolbens von dem ersten Umkehrpunkt oder dem zweiten Umkehrpunkt und/oder zur Messung der Bewegungsrichtung des Kolbens und/oder zur Messung der Geschwindigkeit des Kolbens aufweist. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Sensor als Hall-Sensor ausgebildet ist. Im Zusammenhang mit einem Hall-Sensor wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Kolbenpumpe einen Magneten aufweist, vorzugsweise einen Ringmagneten aufweist, wobei der Magnet gemeinsam mit dem Kolben bewegbar ist. Es ist durchaus denkbar, dass die Kolbenpumpe mehrere Hall-Sensoren, vorzugsweise zumindest vier Hall-Sensoren, insbesondere genau vier Hall-Sensoren, aufweist.
  • Der Begriff "Abstand" ist in den vorgenannten Zusammenhängen weit zu verstehen. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Strecke des Kolbens von dem einen Umkehrpunkt zu dem anderen Umkehrpunkt in zumindest zwei Abschnitte aufgeteilt wird, wobei dann unter "Abstand" derjenige Abschnitt zu verstehen ist, in dem sich der Kolben befindet. Bspw. kann die Strecke in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufgeteilt sein, wobei der erste Abschnitt den ersten Umkehrpunkt und der zweite Abschnitt den zweiten Umkehrpunkt beinhaltet. Als Abstandskriterium bzw. Abstand kann dann herangezogen werden, in welchem Abschnitt sich der Kolben gerade befindet. So ist der Abstand des Kolbens von dem ersten Umkehrpunkt geringer, wenn sich der Kolben in dem ersten Abschnitt befindet, als wenn sich der Kolben in dem zweiten Abschnitt befindet. Die Kenntnis, in welchem Abschnitt sich der Kolben befindet, kann daher als Kriterium für das Unterschreiten bzw. Überschreiten eines Abstandswertes herangezogen werden.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, bei einem Auftragssystem mit zwei doppeltwirkenden Kolbenpumpen in ähnlicher Art und Weise die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens der jeweiligen Kolbenpumpe derart zu steuern, sodass eine Umkehr der Bewegungsrichtung der Kolben der beiden Kolbenpumpen nicht gleichzeitig erfolgt, sondern die Bewegungsrichtung des Kolbens der einen Kolbenpumpe vorzeitig zu ändern, wenn absehbar ist, dass eine Umkehr der Bewegungsrichtung der einen Kolbenpumpe in dem ersten oder zweiten Umkehrpunkt mit einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens der anderen Pumpe in dem ersten Umkehrpunkt oder dem zweiten Umkehrpunkt zusammenfallen würde.
  • Die erfindungsgemäße doppeltwirkende Kolbenpumpe dient dem Fördern eines fließfähigen Mediums zu einer Ausgabevorrichtung. Insbesondere dient die doppeltwirkende Kolbenpumpe dem Fördern eines erhitzten Klebstoffs, insbesondere eines viskosen Schmelzklebstoffs, zu einer Ausgabevorrichtung. Bei der Ausgabevorrichtung kann es sich insbesondere um einen Spritzkopf handeln. Die Kolbenpumpe weist einen zwischen einem ersten Umkehrpunkt und einem zweiten Umkehrpunkt bewegbaren Kolben auf, der dem Fördern des fließfähigen Mediums dient. Ferner weist die Kolbenpumpe eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bewegungsrichtung des Kolbens auf, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts die Bewegungsrichtung des Kolbens umzukehren. Ferner weist die Kolbenpumpe eine Messeinrichtung zum Messen einer Kolbengeschwindigkeit auf, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswerts der gemessenen Kolbengeschwindigkeit die Bewegungsrichtung des Kolbens umzukehren.
  • Da die Geschwindigkeit des Kolbens in der Regel davon abhängig ist, ob von der Ausgabevorrichtung fließfähiges Medium ausgegeben wird oder nicht, ist die Kolbengeschwindigkeit ein Maß dafür, ob von der Ausgabevorrichtung fließfähiges Medium ausgegeben wird oder die Ausgabe von fließfähigem Medium mittels der Ausgabevorrichtung unterbrochen ist. Die doppeltwirkende Kolbenpumpe ist somit dazu geeignet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen mit den entsprechenden Vorteilen.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Kolbenpumpe bezüglich des zu fördernden fließfähigen Mediums leckagebehaftet ist. In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Kolben nicht dichtend bezüglich eines Zylinders ausgeführt ist und/oder die Kolbenpumpe eine nicht dichtend in einer Führung ausgeführte Kolbenstange aufweist. Eine leckagebehaftete Kolbenpumpe hat zum einen den Vorteil, dass ein Verschleiß der Kolbenpumpe vermindert ist und zudem bezüglich des Verfahrens den Vorteil, dass die Geschwindigkeit des Kolbens während der Unterbrechungszeiträume gegenüber einer Geschwindigkeit des Kolbens während der Ausgabezeiträume reduziert ist.
  • Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe zwei Rückschlagventile auf, wobei je nach Bewegungsrichtung des Kolbens das eine Rückschlagventil offen und das andere Rückschlagventil geschlossen ist, insbesondere die Rückschlagventile unterschiedlich gestaltet sind. Die beiden Rückschlagventile sind dabei dem Teil der Kolbenpumpe zugeordnet, in dem eine Förderung des fließfähigen Mediums stattfindet, somit dem Förderbereich.
  • Die doppeltwirkende Kolbenpumpe ist vorzugsweise als pneumatisch antreibbare Kolbenpumpe ausgebildet. Insbesondere weist die Kolbenpumpe einen Pneumatikteil, auch als pneumatischer Bereich bezeichnet, und einen Förderbereich auf, wobei der Pneumatikkolben im Pneumatikteil angeordnet ist und der Kolben, der der Förderung des fließfähigen Mediums dient, im Förderbereich angeordnet ist.
  • Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe eine Messeinrichtung zum Messen eines Abstands der Kolbenposition des Kolbens von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt auf, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswerts der gemessenen Kolbengeschwindigkeit und Unterschreiten eines bestimmten Abstandswertes des gemessenen Abstands die Bewegungsrichtung des Kolbens umzukehren, oder die Kolbenpumpe weist eine Messeinrichtung zum Messen eines Abstands der Kolbenposition des Kolbens von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt auf, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes der gemessenen Kolbengeschwindigkeit und Überschreiten eines bestimmten Abstandswertes des gemessenen Abstands die Bewegungsrichtung des Kolbens umzukehren.
  • Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe einen Magneten oder mehrere Magnete auf, vorzugsweise einen oder mehrere Ringmagnete auf, wobei der Magnet gemeinsam mit dem Kolben bewegbar ist oder die Magnete gemeinsam mit dem Kolben bewegbar sind, wobei die Messeinrichtung zum Messen der Kolbengeschwindigkeit zumindest einen Hallsensor aufweist und/oder die Messeinrichtung zum Messen des Abstands zumindest einen Hallsensor aufweist. Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe zumindest drei Hall-Sensoren, insbesondere zumindest vier Hall-Sensoren, auf. Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe bei mehreren Hall-Sensoren auch mehrere Magnete auf. Insbesondere ist jedem Hall-Sensor ein Magnet zugeordnet. Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der mittels des einen oder der mehreren Hall-Sensoren gemessenen magnetischen Flussdichte auf, wobei die Auswerteeinrichtung insbesondere dazu eingerichtet ist, die erste und die zweite Ableitung der gemessenen magnetischen Flussdichte zu bestimmen. Aus der gemessenen magnetischen Flussdichte, der ersten Ableitung der Flussdichte und der zweiten Ableitung der Flussdichte lassen sich Rückschlüsse auf die Kolbenposition, die Kolbengeschwindigkeit und die Kolbenbeschleunigung ziehen.
  • Vorzugsweise weist die Kolbenpumpe zumindest zwei Hallsensoren auf, wobei eine Wegstrecke des Kolbens von dem einen Umkehrpunkt zu dem anderen Umkehrpunkt bezüglich der Messung der Kolbengeschwindigkeit und/oder einer Messung der Kolbenposition in zumindest zwei Abschnitte aufgeteilt ist, wobei dem jeweiligen Abschnitt einer der zumindest zwei Sensoren zuordenbar ist. Insbesondere ist die Aufteilung der Wegstrecke und die Zuordnung der Hallsensoren derart, dass für den dem jeweiligen Abschnitt zuordenbaren Hallsensor zwischen der von diesem Hallsensor erfassten magnetischen Flussdichte und der Kolbenposition des Kolbens ein nahezu linearer Zusammenhang besteht, wenn sich der Kolben in dem diesem Hallsensor zugeordneten Abschnitt befindet.
  • In Hinblick auf eine Messung der Kolbenposition und/oder Kolbengeschwindigkeit aufgrund der magnetischen Flussdichte durch die Hall-Sensoren wird es als vorteilhaft angesehen, einen Abgleichvorgang durchzuführen, insbesondere um Fertigungstoleranzen der Einzelteile auszugleichen. Es ist möglich, diesen Abgleichvorgang automatisch bei Inbetriebnahme der Kolbenpumpe durchzuführen. Dazu kann der Kolben mit kleiner Geschwindigkeit während mehreren Zyklen ohne Klebstoff bewegt werden. Dabei können die Referenzwerte der Flussdichten eingelernt werden.
  • Der Abgleichvorgang ermöglicht es ferner, die Polarität vom Magneten beim Abgleichvorgang festzustellen. Die Referenzwerte können automatisch angepasst werden, insbesondere eine digitale Elektronik zur Auswertung der Hall-Sensoren entsprechend der Einbaulage des Magneten programmiert werden. Somit ist es nicht notwendig, bei der Montage eine bestimmte Ausrichtung des Magneten einzuhalten. Eine Demontage zwecks Korrektur einer falschen Einbaulage des Magneten ist somit nicht notwendig.
  • Durch eine Bestimmung der Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung vom Kolben ist es möglich ein Schwingverhalten oder eine Vibration vom Kolben zu messen. Dieses Schwingverhalten kann als Indikation für eine Abnutzung und ein mögliches baldiges Versagen von Komponenten der Kolbenpumpe dienen. Es kann damit eine präventive Wartung oder Ersatz von Komponenten erfolgen. Damit kann ein für den Kunden teurer Produktionsausfall vermieden werden.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Kolbenpumpe als pneumatisch antreibbare Kolbenpumpe mit einem mit dem Kolben wirkverbunden Pneumatikkolben ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung ein betätigbares Ventil oder eine betätigbare Ventilanordnung aufweist, wobei bei Betätigen des Ventils oder der Ventilanordnung eine Richtung einer Druckbeaufschlagung des Pneumatikkolbens wechselt. Durch Betätigen des Ventils oder der Ventilanordnung kann somit auf einfache Art und Weise eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Auftragssystems zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat, weist eine doppeltwirkende Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 14 auf und eine Ausgabevorrichtung zum intermittierenden Ausgeben des mittels der doppeltwirkenden Kolbenpumpe zu der Ausgabevorrichtung geförderten fließfähigen Mediums.
  • In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Auftragssystem zum Auftragen eines fließfähigen Mediums aufweisend eine doppeltwirkende Kolbenpumpe und aufweisend eine Ausgabevorrichtung,
    Fig. 2
    die Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 mit einem Kolben in einem ersten Umkehrpunkt,
    Fig. 3
    die Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 mit dem Kolben in einer Zwischenposition,
    Fig. 4
    die Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 mit dem Kolben in einem zweiten Umkehrpunkt,
    Fig. 5
    ein Diagramm zur Veranschaulichung eines zeitlichen Verlaufs einer Kolbenposition einer Kolbenpumpe, einer Ausgabemenge des fließfähigen Mediums pro Zeiteinheit sowie eine schematische Darstellung der daraus resultierenden Auftragsraupe, einer Kolbenpumpe bzw. eines Verfahrens zum Betreiben der Kolbenpumpe bei der/dem eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens ausschließ in fixen Umkehrpunkten erfolgt,
    Fig. 6
    ein Diagramm zur Veranschaulichung des zeitlichen Verlaufs der Kolbenposition, der Ausgabemenge des fließfähigen Mediums pro Zeiteinheit sowie eine schematische Darstellung der daraus resultierenden Auftragsraupe, bei einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe bzw. erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Kolbenpumpe.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Auftragssystem 2 zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, vorliegend eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat 3. Bei dem Substrat 3 kann es sich beispielsweise um Papierbögen oder Pappbögen handeln. Das Auftragssystem 2 weist eine doppeltwirkende Kolbenpumpe 1 auf. Da es sich um eine doppeltwirkende Kolbenpumpe 1 handelt, ist die Kolbenpumpe 1 in beiden Hubrichtungen des Kolbens 4 wirksam. Mittels der Kolbenpumpe 1 wird das fließfähige Medium aus einem mit der Kolbenpumpe 1 verbindbaren, nicht dargestellten Vorratsbehältnis zu einer Ausgabevorrichtung 5 gefördert. Die Ausgabevorrichtung 5 ist mittels eines Heizschlauchs 11 mit der Kolbenpumpe 1, nämlich einer Zylinderbohrung 12 der Kolbenpumpe, fluidverbunden. Beim Betrieb der Kolbenpumpe gelangt der Klebstoff aus dem Vorratsbehältnis in einen Ansaugraum 13 für Klebstoff. Von dort wird der Klebstoff in die Zylinderbohrung 12 angesaugt und unter Druck über einen Druckanschluss 14, mit dem der Heizschlauch 11 verbunden ist, zu der Ausgabevorrichtung 5 gefördert.
  • Die Ausgabevorrichtung 5 ist vorliegend dazu geeignet, den zu der Ausgabevorrichtung 5 geförderten Klebstoff intermittierend auszugeben, sodass während Ausgabezeiträumen eine Ausgabe des Klebstoffs mittels der Ausgabevorrichtung 5 erfolgt und während Unterbrechungszeiträumen eine Ausgabe des Klebstoffs mittels der Ausgabevorrichtung 5 unterbrochen ist. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn, wie in der Fig. 1 schematisch dargestellt, der Klebstoff auf Substrate 3 aufgetragen werden soll, die beabstandet voneinander auf einem Förderband 15 angeordnet sind und mittels dieses Förderbands 15 in Richtung des Pfeils 16 an der Ausgabevorrichtung 5, insbesondere kontinuierlich, vorbeibewegt werden, wobei die Ausgabevorrichtung 5 jeweils eine Klebstoffraupe 17 auf das jeweilige Substrat 3 aufträgt. Um einen sauberen Klebstoffauftrag auf die Substrate 3 zu gewährleisten, ist es sinnvoll, die Ausgabe des Klebstoffs mittels der Ausgabevorrichtung 5 zeitweise zu unterbrechen, insbesondere zu solchen Zeiten, zu denen unterhalb der Ausgabevorrichtung 5 kein Substrat 3 angeordnet ist.
  • Der Kolben 4 der Kolbenpumpe 1 ist zwischen einem ersten Umkehrpunkt 24 und einem zweiten Umkehrpunkt 25 bewegbar. Bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts 24, 25 erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 4. Bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 kommt es zu einem zeitlich begrenzten Abfall des Drucks des geförderten Klebstoffs. Wenn während dieses begrenzten Zeitraums eine Ausgabe von Klebstoff mittels der Ausgabevorrichtung 5 erfolgt, wirkt sich dieser Druckabfall negativ auf die Ausgabemenge des Klebestoffs und somit negativ auf das sogenannte Auftragsbild aus. Während des Umschaltvorgangs der Kolbenpumpe 1 und somit während des Abfalls vom Klebstoffdruck, erfolgt ein deutlich geringerer Klebstoffauftrag wie während einer kontinuierlichen Bewegung des Kolbens 4 der Kolbenpumpe 1. Bei der aufgetragenen Klebstoffraupe 17 ist dann eine deutliche Einschnürung 18 sichtbar. Die Auswirkungen der Umschaltvorgänge der Kolbenpumpe 4 auf die Ausgabemenge des Klebstoffs pro Zeiteinheit 23 und das Klebstoffbild bzw. die Klebstoffraupen 17 sind aus der Fig. 5 ersichtlich.
  • Üblicherweise erfolgt der Wechsel der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 bei Kolbenpumpen 1 bzw. bei Verfahren zum Betreiben einer Kolbenpumpe 1, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, stets und ausschließlich an fixen Positionen, nämlich in den beiden fixen Umkehrpunkten 24, 25, welche typischerweise mit den Totpunkten der Kolbenpumpe 1 zusammenfallen: Nachdem ein kompletter Hub vom Kolben 4 erfolgt ist, wird der Umschaltvorgang eingeleitet und anschließend erfolgt ein kompletter Hub in der Gegenrichtung bis zu dem jeweils anderen Umkehrpunkt der Umkehrpunkte 24, 25. Üblicherweise erfolgt die Betätigung vom Umschaltvorgang somit der Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 4, rein mechanisch oder durch das Betätigen von einem elektrischen oder elektronischen Schalter. Es erfolgt keine zeitliche Koordination vom Umschaltvorgang der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 der Kolbenpumpe 1 und der Ausgabezeiträume und Unterbrechungszeiträume des Klebstoffauftrags.
  • Bei dem in der Figur 6 dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ausschließlich während der Unterbrechungszeiträume eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 erfolgt. Die zeitliche Entwicklung der Kolbenposition 26 und der Ausgabemenge des Klebstoffs pro Zeiteinheit 23 sind schematisch in der Fig. 6 dargestellt. Wie aus einem Vergleich der Fig. 5 und 6 ersichtlich wird, kommt es bei der Fig. 6 nicht zu einem Abfall der Ausgabemenge des Klebstoffs pro Zeiteinheit 23 während der Ausgabezeiträume, da eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 ausschließlich während der Unterbrechungszeiträume erfolgt. Dementsprechend weisen die in der Fig. 6 dargestellten Klebstoffraupen 17 im Gegensatz zu den in der Fig. 5 dargestellten Klebstoffraupen 17 keine Einschnürungen 18 auf.
  • Wie ebenfalls aus der Fig. 6 ersichtlich ist, befindet sich der Kolben 4 bei der Umkehr der Bewegungsrichtung jeweils in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Umkehrpunkt 24und dem zweiten Umkehrpunkt 25, wobei die Zwischenpositionen unterschiedlich sind.
  • Wie aus der Fig. 6 ebenfalls ersichtlich ist, ist eine Ausgabemenge des während des jeweiligen Ausgabezeitraums mittels der Ausgabevorrichtung 5 ausgegebenen Klebstoffs kleiner als eine Fördermenge des mittels der Kolbenpumpe 1 bei einem Kolbenhub des Kolbens 4 von dem einen Umkehrpunkt 24, 25 zu dem anderen Umkehrpunkt 24, 25 zu der Ausgabevorrichtung 5 geförderten Mediums.
  • Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Kolbenpumpe 1 handelt es sich um eine Kolbenpumpe 1, die bezüglich des zu fördernden Klebstoffs leckagebehaftet ist, sodass während der Unterbrechungszeiträume eine Kolbengeschwindigkeit des Kolbens 4 reduziert ist gegenüber einer Kolbengeschwindigkeit während der Ausgabezeiträume. Dies wird auch aus der zeitlichen Entwicklung der Kolbenposition 26 des Kolbens 4 ersichtlich, wie sie in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Die Leckage ist dadurch verwirklicht, dass der Kolben 4 nicht dichtend bezüglich einer Zylinderbohrung 12 ausgeführt ist, wobei die Zylinderbohrung 12 in ein Gehäuse 19 der Kolbenpumpe 1 eingebracht ist.
  • Die Kolbenpumpe 1 weist einen oberen Pneumatikteil mit einem Pneumtikkolben 20 für den Antrieb auf. Der Pneumatikkolben 20 ist fest mit einer Kolbenstange 6 verbunden, die wiederum mit dem Kolben 4 verbunden ist, der dem Fördern des Klebstoffs dient. Im pneumatischen Bereich der Kolbenpumpe 1 ist ferner ein Ringmagnet 9 mit dem Pneumatikkolben 20 und somit mit der Kolbenstange 6 verbunden. Benachbart des Pneumatikkolbens 20 bzw. des Ringmagneten 9 ist ferner ein Elektronikprint 21 ausgebildet, wobei drei Hall-Sensoren 10 mit dem Elektronikprint 21 verbunden sind. Die Hall-Sensoren 10 sind derart ausgebildet, dass diese die magnetische Flussdichte in horizontaler Richtung messen. Bei einem Hub des Pneumatikkolbens 20 bzw. des Kolbens 4, die mittels der Kolbenstange 6 miteinander verbunden sind, bewegt sich der Ringmagnet 9 entsprechend der Bewegung der Kolbenstange 6, sodass aufgrund der Veränderung der Position des Ringmagneten 9 sich die von dem jeweiligen Hall-Sensor 10 erfasste magnetische Flussdichte ändert. Mittels der Ausgabesignale der Hall-Sensoren 10 kann dann eine Ermittlung der Kolbenposition 26 und der Kolbengeschwindigkeit erfolgen. Ferner kann auch die Bewegungsrichtung des Kolbens 4 bzw. des Pneumatikkolbens 20 ermittelt werden.
  • Grundsätzlich können sowohl die Kolbenposition 26, die Kolbengeschwindigkeit als auch die Bewegungsrichtung des Kolbens 4 mittels eines einzigen Hall-Sensors 10 ermittelt werden. Vorzugsweise werden allerdings zumindest drei Hall-Sensoren 10 verwendet, da dadurch zum einen die Genauigkeit erhöht wird und zum anderen die Redundanz erhöht wird, wodurch die Ausfall-, Funktions- und Betriebssicherheit der Kolbenpumpe 1 erhöht werden.
  • Außerhalb des pneumatischen Teils der Kolbenpumpe 1, somit im Klebstoffförderbereich der Kolbenpumpe 1, weist diese im Bereich des dem Pnaumatikkolben 20 abgewandten Endes der Kolbenstange 6 eine Erweiterung auf, die den doppeltwirkenden Kolben 4 bildet.
  • Der Kolben 4 ist mit einem axialen Durchgang versehen, im Bereich dessen ein Rückschlagventil 7 mit zugehörigem Ventilsitz angeordnet ist. Der Kolben 4 ist nicht dichtend in der in dem Gehäuse 19 ausgebildeten Zylinderbohrung 12 geführt. In der Zylinderbohrung 12 ist ein zweites Rückschlagventil 8 ausgebildet. Das Rückschlagventil 8 ist dem Ansaugraum 13 zugeordnet, sodass Klebstoff vom Ansaugraum 13 in den Klebstoffförderraum der Kolbenpumpe 1 eintreten kann, wenn sich das Rückschlagventil 8 in einer definierten Position befindet. Befindet sich das Rückschlagventil 7 in einer definierten Position, kann Klebstoff zum Druckanschluss 14 und von dort über den Heizschlauch 11 zu der Ausgabevorrichtung 5 gelangen.
  • Zwischen dem pneumatischen Teil und dem klebstofffördernden Teil der Kolbenpumpe 1 ist eine dynamische Dichtung 22 ohne Differenzdruck vorgesehen.
  • Bei einem Hub der Kolbenstange 6 vom ersten Umkehrpunkt 24 in Richtung des zweiten Umkehrpunkts 25 wird gleichzeitig Klebstoff zu der Ausgabevorrichtung 5 gefördert und Klebstoff aus dem nicht dargestellten Vorratsbehältnis in den Ansaugraum 13 angesaugt. Es treten Leckageverluste zwischen der Kolbenstange 6 und dem Gehäuse 19 und zwischen dem Kolben 4 und dem Gehäuse 19 auf. Bei einem Verfahren der Kolbenstange 6 in entgegengesetzter Richtung, somit beim Bewegen der Kolbenstange 6 vom zweiten Umkehrpunkt 25 in Richtung des ersten Umkehrpunkts 24 wird kein Klebstoff angesaugt, sondern lediglich Klebstoff zu der Ausgabevorrichtung 5 gefördert.
  • Die Kolbenpumpe 1 weist ferner eine nicht dargestellte Steuereinrichtung zum Steuern der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 auf, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts 24, 25 die Bewegungsrichtung des Kolbens 4 umzukehren. Die Kolbenpumpe 1 weist ferner eine Messeinrichtung zum Messen der Kolbengeschwindigkeit auf, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes der gemessenen Kolbengeschwindigkeit die Bewegungsrichtung des Kolbens 4 umzukehren. Ferner weist die Kolbenpumpe 1 eine Messeinrichtung zum Messen eines Abstands der Kolbenposition 26 des Kolbens 4 von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens 4 liegenden Umkehrpunkt auf. Die Hall-Sensoren 10 bilden dabei Bestandteile der Messeinrichtung zum Messen der Kolbengeschwindigkeit, der Kolbenposition 26 bzw. des Abstands und der Bewegungsrichtung des Kolbens 4. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes der gemessenen Kolbengeschwindigkeit und Unterschreiten eines bestimmten Abstandswertes des gemessenen Abstands die Bewegungsrichtung des Kolbens 4 umzukehren. Eine derartige Gestaltung der Kolbenpumpe 1 hat den Vorteil, dass der Umschaltvorgang der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 allein anhand der Kenntnis von internen Messdaten bzw. Messgrößen der Kolbenpumpe 1 erfolgt. Es ist somit nicht notwendig, Daten über den Zustand der Ausgabevorrichtung 5 zu erfassen und an die Steuereinrichtung der Kolbenpumpe 1 zu übermitteln. Die Kolbenpumpe 1 kann damit völlig unabhängig von der konkret verwendeten Ausgabevorrichtung 5 verwendet werden und das vorher beschriebene Verfahren ausführen. Somit ist die Kolbenpumpe 1 universell einsetzbar. Insbesondere können bestehende Auftragssysteme 2 durch einen Austausch der Kolbenpumpe 1 derart umgerüstet werden, dass diese Auftragssysteme 2 das vorher beschriebene Verfahren ausführen können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kolbenpumpe
    2
    Auftragssystem
    3
    Substrat
    4
    Kolben
    5
    Ausgabevorrichtung
    6
    Kolbenstange
    7
    Rückschlagventil
    8
    Rückschlagventil
    9
    Ringmagnet
    10
    Hallsensoren
    11
    Heizschlauch
    12
    Zylinderbohrung
    13
    Ansaugraum
    14
    Druckanschluss
    15
    Förderband
    16
    Pfeil
    17
    Klebstoffraupe
    18
    Einschnürung
    19
    Gehäuse
    20
    Pneumatikkolben
    21
    Elektronikprint
    22
    Dynamische Dichtung
    23
    Ausgabemenge pro Zeiteinheit
    24
    erster Umkehrpunkt
    25
    zweiter Umkehrpunkt
    26
    Kolbenposition

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe (1) eines Auftragssystems (2) zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat (3), wobei die Kolbenpumpe (1) einen zwischen einem ersten Umkehrpunkt (24) und einem zweiten Umkehrpunkt (25) bewegbaren Kolben (4) aufweist, zum Fördern des fließfähigen Mediums, wobei bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts (24, 25) eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) erfolgt, wobei das Auftragssystem (2) eine Ausgabevorrichtung (5) zum intermittierenden Ausgeben des mittels der Kolbenpumpe (1) zu der Ausgabevorrichtung (5) geförderten fließfähigen Mediums aufweist, wobei während Ausgabezeiträumen eine Ausgabe des fließfähigen Mediums mittels der Ausgabevorrichtung (5) erfolgt und während Unterbrechungszeiträumen eine Ausgabe des fließfähigen Mediums mittels der Ausgabevorrichtung (5) unterbrochen ist, wobei während zumindest eines Unterbrechungszeitraums der Unterbrechungszeiträume eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) erfolgt, wobei sich der Kolben (4) bei der Umkehr der Bewegungsrichtung während des zumindest einen Unterbrechungszeitraums in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Umkehrpunkt (24) und dem zweiten Umkehrpunkt (25) befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) mehrheitlich während der Unterbrechungszeiträume erfolgt, insbesondere ausschließlich während der Unterbrechungszeiträume erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Anzahl der Umkehrungen der Bewegungsrichtung, die in Zwischenpositionen des Kolbens (4) zwischen dem ersten Umkehrpunkt (24) und dem zweiten Umkehrpunkt (25) erfolgen, größer ist als eine Anzahl der Umkehrungen der Bewegungsrichtung, die in den Umkehrpunkten (24, 25) erfolgen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während der Unterbrechungszeiträume eine Kolbengeschwindigkeit des Kolbens (4) reduziert ist gegenüber einer Kolbengeschwindigkeit während der Ausgabezeiträume, insbesondere die Kolbenpumpe (1) bezüglich des zu fördernden fließfähigen Mediums leckagebehaftet ist, sodass während der Unterbrechungszeiträume eine Kolbengeschwindigkeit des Kolbens (4) reduziert ist gegenüber einer Kolbengeschwindigkeit während der Ausgabezeiträume.
  5. Verfahren nach Anspruch 1-4, wobei die Kolbengeschwindigkeit gemessen wird und eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) erfolgt, wenn die Kolbengeschwindigkeit kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist, insbesondere der bestimmte Wert der Kolbengeschwindigkeit des Kolbens (4) während der Unterbrechungszeiträume entspricht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Abstand des Kolbens (4) von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) während des jeweiligen Unterbrechungszeitraums vor Erreichen des in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkts (24, 25) erfolgt, wenn der Abstand des Kolbens (4) von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) einen bestimmten Wert unterschreitet,
    und/oder
    wobei ein Abstand des Kolbens (4) von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) während des jeweiligen Unterbrechungszeitraums vor Erreichen des in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkts (24, 25) erfolgt, wenn der Abstand des Kolbens (4) von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) einen bestimmten Wert überschreitet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kolbengeschwindigkeit gemessen wird und ein Abstand des Kolbens (4) von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) erfolgt, wenn die Kolbengeschwindigkeit einen bestimmten Wert unterschreitet und der Abstand des Kolbens (4) von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Umkehrpunkt (24, 25) einen bestimmten Wert unterschreitet,
    und/oder
    wobei die Kolbengeschwindigkeit gemessen wird und ein Abstand des Kolbens (4) von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) bestimmt wird, wobei eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) erfolgt, wenn die Kolbengeschwindigkeit einen bestimmten Wert unterschreitet und der Abstand des Kolbens (4) von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) einen bestimmten Wert überschreitet.
  8. Doppeltwirkende Kolbenpumpe zum Fördern eines fließfähigen Mediums zu einer Ausgabevorrichtung (5), wobei die Kolbenpumpe (1) einen zwischen einem ersten Umkehrpunkt (24) und einem zweiten Umkehrpunkt (25) bewegbaren Kolben (4) aufweist, zum Fördern des fließfähigen Mediums, wobei die Kolbenpumpe (1) eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Erreichen des jeweiligen Umkehrpunkts (24, 25) die Bewegungsrichtung des Kolbens (4) umzukehren, wobei die Kolbenpumpe (1) eine Messeinrichtung zum Messen einer Kolbengeschwindigkeit aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes der gemessenen Kolbengeschwindigkeit die Bewegungsrichtung des Kolbens (4) umzukehren.
  9. Doppeltwirkende Kolbenpumpe nach Anspruch 8, wobei die Kolbenpumpe (1) bezüglich des zu fördernden fließfähigen Mediums leckagebehaftet ist, vorzugsweise der Kolben (4) nicht dichtend bezüglich eines Zylinders ausgeführt ist, und/oder die Kolbenpumpe (1) eine nicht dichtend bezüglich einer Führung ausgeführte Kolbenstange (6) aufweist.
  10. Doppeltwirkende Kolbenpumpe nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Kolbenpumpe (1) zwei Rückschlagventile (7, 8) aufweist, wobei je nach Bewegungsrichtung des Kolbens (4) das eine Rückschlagventil der Rückschlagventile (7, 8) offen und das andere Rückschlagventil der Rückschlagventile (7, 8) geschlossen ist, insbesondere die Rückschlagventile (7, 8) unterschiedlich gestaltet sind.
  11. Doppeltwirkende Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Kolbenpumpe (1) eine Messeinrichtung zum Messen eines Abstands der Kolbenposition (26) des Kolbens (4) von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes der gemessenen Kolbengeschwindigkeit und Unterschreiten eines bestimmten Abstandswertes des gemessenen Abstands die Bewegungsrichtung des Kolbens (4) umzukehren,
    und/oder
    wobei die Kolbenpumpe (1) eine Messeinrichtung zum Messen eines Abstands der Kolbenposition (26) des Kolbens (4) von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes der gemessenen Kolbengeschwindigkeit und Überschreiten eines bestimmten Abstandswertes des gemessenen Abstands die Bewegungsrichtung des Kolbens (4) umzukehren.
  12. Doppeltwirkende Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Kolbenpumpe (1) einen Magneten oder mehrere Magnete aufweist, vorzugsweise einen oder mehrere Ringmagnete (9) aufweist, wobei der Magnet oder die Magnete gemeinsam mit dem Kolben (4) bewegbar ist bzw. sind, wobei die Messeinrichtung zum Messen der Kolbengeschwindigkeit zumindest einen Hallsensor (10) aufweist und/oder die Messeinrichtung zum Messen des Abstands der Kolbenposition (26) des Kolbens (4) von dem in Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) zumindest einen Hallsensor (10) aufweist und/oder die Messeinrichtung zum Messen des Abstands der Kolbenposition (26) des Kolbens (4) von dem entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) liegenden Umkehrpunkt (24, 25) zumindest einen Hallsensor (10) aufweist.
  13. Doppeltwirkende Kolbenpumpe nach Anspruch 12, wobei die Kolbenpumpe (1) zumindest zwei Hallsensoren (10) aufweist, vorzugsweise vier Hallsensoren (10) aufweist, wobei eine Wegstrecke des Kolbens (4) von dem einen Umkehrpunkt (24, 25) zu dem anderen Umkehrpunkt (24, 25) bezüglich der Messung der Kolbengeschwindigkeit und/oder einer Messung der Kolbenposition (26) in zumindest zwei Abschnitte aufgeteilt ist, wobei dem jeweiligen Abschnitt einer der zumindest zwei Sensoren (10) zuordenbar ist, insbesondere für den dem jeweiligen Abschnitt zuordenbaren Hallsensor (10) zwischen der von diesem Hall-Sensor (10) erfassten magnetischen Flussdichte und der Kolbenposition (26) des Kolbens (4) ein nahezu linearer Zusammenhang besteht, wenn sich der Kolben (4) in dem diesem Hallsensor (10) zugeordneten Abschnitt befindet.
  14. Doppeltwirkende Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Kolbenpumpe (1) als pneumatisch antreibbare Kolbenpumpe (1) ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung ein betätigbares Ventil oder eine betätigbare Ventilanordnung aufweist, wobei bei Betätigen des Ventils oder der Ventilanordnung eine Richtung einer Druckbeaufschlagung eines Pneumatikkolbens (20) wechselt, wobei der Pneumatikkolben (20) mit dem Kolben (4) wirkverbunden ist.
  15. Auftragssystem zum Auftragen eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines erhitzten Klebstoffs, auf ein Substrat (3), aufweisend eine doppeltwirkende Kolbenpumpe (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 14 und aufweisend eine Ausgabevorrichtung (5) zum intermittierenden Ausgeben des mittels der doppeltwirkenden Kolbenpumpe (1) zu der Ausgabevorrichtung (5) geförderten fließfähigen Mediums.
EP20172294.9A 2020-04-30 2020-04-30 Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat Pending EP3904679A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23168193.3A EP4219942A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat
EP20172294.9A EP3904679A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat
US17/244,879 US11766693B2 (en) 2020-04-30 2021-04-29 Method for operating double-acting piston pump of application system
CN202110483238.4A CN113578688A (zh) 2020-04-30 2021-04-30 用于运行活塞泵的方法、活塞泵以及涂覆系统
US18/231,123 US20230372963A1 (en) 2020-04-30 2023-08-07 Double-Acting Piston Pump Of Application System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20172294.9A EP3904679A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23168193.3A Division EP4219942A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3904679A1 true EP3904679A1 (de) 2021-11-03

Family

ID=70482314

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23168193.3A Pending EP4219942A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat
EP20172294.9A Pending EP3904679A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23168193.3A Pending EP4219942A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11766693B2 (de)
EP (2) EP4219942A1 (de)
CN (1) CN113578688A (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116324168A (zh) * 2020-11-09 2023-06-23 海德鲁西昂公司 马达速度控制系统、装置以及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2064183A2 (es) 1992-02-27 1995-01-16 Murgui Jose Maria Razquin Sistema para mantenimiento de la presion en instalaciones suministradoras de materiales viscosos.
EP2107241A2 (de) 2008-04-02 2009-10-07 Thermo Fischer Scientific Kolbenpumpe mit einem Kraftaufnehmer und Verfahren zur Steuerung der Pumpe
EP2732884A2 (de) 2012-11-19 2014-05-21 Nordson Corporation Klebemittelabgebendes System und Verfahren mit einer Pumpe mit integrierter Diagnostik
US20160008834A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Graco Minnesota Inc. Material dispense tracking and control
WO2017044685A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Henkel IP & Holding GmbH Remote adhesive monitoring system
DE202019000576U1 (de) * 2019-02-06 2019-02-28 TÜNKERS-NICKEL Dosiersysteme GmbH Vorrichtung zum Auftragen mittel- bis hochviskoser flüssiger Materialien

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4286929A (en) * 1977-03-23 1981-09-01 Rodney T. Heath Dual pressure gas motor, and method of operation
DE2923621C2 (de) * 1979-06-11 1984-07-19 Walter 7758 Meersburg Holzer Anlage zur Ausnutzung der Sonnenwärme mit einem Sonnenwärmekollektor und einer Kraftmaschine
US5423662A (en) * 1993-04-22 1995-06-13 Binks Manufacturing Company Precision metered multiple fluid pumping system
DE10300280A1 (de) * 2003-01-08 2004-07-22 Itw Gema Ag Pumpeneinrichtung für Pulver, Verfahren hierfür und Pulverbeschichtungseinrichtung
JP4942449B2 (ja) * 2006-10-18 2012-05-30 株式会社コガネイ 薬液供給装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2064183A2 (es) 1992-02-27 1995-01-16 Murgui Jose Maria Razquin Sistema para mantenimiento de la presion en instalaciones suministradoras de materiales viscosos.
EP2107241A2 (de) 2008-04-02 2009-10-07 Thermo Fischer Scientific Kolbenpumpe mit einem Kraftaufnehmer und Verfahren zur Steuerung der Pumpe
EP2732884A2 (de) 2012-11-19 2014-05-21 Nordson Corporation Klebemittelabgebendes System und Verfahren mit einer Pumpe mit integrierter Diagnostik
US20160008834A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Graco Minnesota Inc. Material dispense tracking and control
WO2017044685A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Henkel IP & Holding GmbH Remote adhesive monitoring system
DE202019000576U1 (de) * 2019-02-06 2019-02-28 TÜNKERS-NICKEL Dosiersysteme GmbH Vorrichtung zum Auftragen mittel- bis hochviskoser flüssiger Materialien

Also Published As

Publication number Publication date
CN113578688A (zh) 2021-11-02
EP4219942A1 (de) 2023-08-02
US20210340964A1 (en) 2021-11-04
US20230372963A1 (en) 2023-11-23
US11766693B2 (en) 2023-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005014416B4 (de) Luftservozylindervorrichtung und Steuerverfahren hierfür
EP0643814B1 (de) Verfahren und einrichtung zur prüfung einer durch ein medium angetriebenen armatur
EP2032878B1 (de) Einrichtung zum steuern eines fluidbetätigten doppelwirkenden stellzylinders
EP3247503B1 (de) Pumpenanordnung und entsprechendes betriebsverfahren
DE2557869B2 (de) Flüssigkeitsstrahlschreiber
DE102005044796A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Dosiereinrichtung für flüssige oder pasteuse Medien
EP2184492B1 (de) Verfahren zur Peristaltikpumpensteuerung
DE102008062289A1 (de) Verfahren zur weg- und drucksensorischen Verschleißzustandsermittlung einer Ventilmechanik sowie eine solche nutzende Ventilanordnung
DE102006049440A1 (de) Verfahren, Sensor und Diagnosegerät zur Pumpendiagnose
EP3904679A1 (de) Verfahren zum betreiben einer doppeltwirkenden kolbenpumpe, doppeltwirkende kolbenpumpe sowie auftragssystems zum auftragen eines fliessfähigen mediums auf ein substrat
DE19927372C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Fehlfunktion von Stellantrieben
EP4229298A1 (de) Verfahren zur feststellung von leckagen einer verdrängerpumpe
DE102016200924B4 (de) Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Bestimmen eines Verschleißzustands
DE10303889B3 (de) Diagnoseverfahren und -vorrichtung für einen pneumatischen Stellantrieb
DE102014004876B3 (de) Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems
EP3441612B1 (de) Pumpen-einheit, damit ausgestattete lagervorrichtung sowie verfahren zum betreiben der lagervorrichtung
DE102014004877B3 (de) Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems
EP3458201B1 (de) Beschichtungsmittelpumpe
WO2021259981A1 (de) Verfahren zum betreiben eines hydraulischen antriebs
EP3599377B1 (de) Verfahren zum bestimmen eines mittels einer kolbenpumpe geförderten volumens sowie doppeltwirkende, pneumatisch antreibbare kolbenpumpe zur durchführung des verfahrens
DE102015120381A1 (de) Automatische Förderdruckregelung
DE102018219365A1 (de) Hydromaschine, Steuerungsanordnung, Hydraulisches System und Verfahren
DE102016106483B4 (de) Verfahren zur Kompensation von zyklischen Störungen beim Betrieb einer Pumpe sowie Regelungseinheit
DE102006001584A1 (de) Verfahren zur Kompensierung von Pumpenverschleiß
WO2012122977A1 (de) Kolben-zylinder-einheit für eine kolbenpumpe, insbesondere für die hochleistungsflüssigkeitschromatographie

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

B565 Issuance of search results under rule 164(2) epc

Effective date: 20200917

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220215

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20221205

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230517

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20231208

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED