WO2012156183A1 - Breitschlitzdüse mit flexiblen lippen - Google Patents

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WO2012156183A1
WO2012156183A1 PCT/EP2012/057532 EP2012057532W WO2012156183A1 WO 2012156183 A1 WO2012156183 A1 WO 2012156183A1 EP 2012057532 W EP2012057532 W EP 2012057532W WO 2012156183 A1 WO2012156183 A1 WO 2012156183A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle
slot die
gap
width
die
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/057532
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ernst Scheidt
Josef Renkl
Original Assignee
Kraussmaffei Technologies Gmbh
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 Kraussmaffei Technologies Gmbh filed Critical Kraussmaffei Technologies Gmbh
Publication of WO2012156183A1 publication Critical patent/WO2012156183A1/de

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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
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet
    • B05C5/0262—Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in width, i.e. having lips movable relative to each other in order to modify the slot width, e.g. to close it

Definitions

  • the present invention relates to a slot die for discharging flowable material with a nozzle body, which defines a Staube empire.
  • a defined gap setting is required for each quantity profile to be discharged, in order to achieve a smooth as possible, splash-free and homogeneous over the entire width of the nozzle discharge.
  • the width of the gap at the exit of the nozzle can be mechanically adjusted, for example by means of diaphragms, for which complicated devices are required.
  • such a two-part metal slot die is still filled with material at the end of the defined discharge time of the reaction mixture or after interruption of the discharge cycle in its interior.
  • the residual material can no longer run out completely by itself, thus remains partly in the nozzle and begins to harden. Consequently, the flow of the material is disturbed by the deposits in the next cycle, whereby the discharge inhomogeneous becomes.
  • the two-part metal slot die must be additionally cleaned after each cycle. In most cases, this requires a suitable solvent, with which the nozzle must be rinsed under increased pressure. Subsequently, an air drying of the nozzle is required. For this purpose, an independent rinsing and drying unit needed. In addition, the required cleaning fluid must be disposed of. This results in additional investment and disposal costs. Further costs arise from the maintenance of the intervals (replacement, disassembly and cleaning of the nozzle) and the acquisition of a large number of two-part metal slot dies in order to ensure continuous production.
  • the object of the invention is therefore to develop a cost-effective and simple as possible slot die with variable nozzle gap width for discharging flowable material, which avoids the disadvantages of the prior art in particular.
  • this object is achieved by a slot die for discharging flowable material, wherein the slot die is formed integrally, the nozzle body terminates in a nozzle exit region with at least one elastically deformable lip, the dust area extends into the nozzle exit region, and the nozzle exit region is designed so that When the internal pressure in the storage area is increased by the material flowing in, the lip opens in such a way that the lip releases a defined nozzle gap for discharging the material.
  • the integrally formed slot die according to the invention provides a nozzle gap defined by the elastically deformable lip, which itself opens when the material to be discharged through the internal pressure arising in the storage area, since the internal pressure in the part of the storage area, in the nozzle exit area with the elastically deformable Lip is applied a force on the elastic deformable lip.
  • the force causes the lip to open, wherein a defined nozzle gap is released in the nozzle exit region, which is adapted to the throughput.
  • the slot die according to the invention is formed from a plastic material, which further reduces the production costs.
  • the slot die according to the invention no longer has to be laboriously cleaned, but instead can be exchanged and disposed of directly after use, eg during a shift change.
  • a change of a slot die according to the invention is simplified because it is substantially simpler than conventional two-part slot dies and can be mounted directly on a mixing head or another metering device.
  • the wall thickness of the nozzle exit area is smaller than the wall thickness of the nozzle body.
  • the reduction of the wall thickness in the nozzle outlet area forms the elastically deformable lip. This ensures that the thin-walled nozzle outlet area or the lip is elastically deformable.
  • the thick-walled nozzle body is inherently rigid.
  • the slot die comprises only one elastically deformable lip.
  • the nozzle exit region comprises two elastically deformable lips lying opposite each other.
  • Slot die is expediently provided that at least one between the nozzle exit area and nozzle body substantially lower right aligned to the flow direction of the material notch is formed.
  • the notch defines a type of rotational or opening axis of the elastically deformable lip about which the lip rotates or opens when discharging the flowable material.
  • the wall thickness of the nozzle body is made so thick-walled that the nozzle body is substantially intrinsically stiff.
  • the support body may comprise an adjusting device, which is designed to adjust the width of the Stützkör- share.
  • the width of the support body gap can be adapted to the variable width of the nozzle gap of the slot die.
  • the slot die according to the invention can comprise guiding and / or interfering elements for the uniform discharge of the flowable material. These allow a uniform distribution of the flowable material in the nozzle body, whereby a broad and homogeneous discharge of the flowable material can be achieved.
  • guiding and / or interfering elements for the uniform discharge of the flowable material can comprise guiding and / or interfering elements for the uniform discharge of the flowable material.
  • the nozzle gap extends over the entire width of the nozzle exit area.
  • the nozzle gap also extends in the longitudinal direction of the nozzle exit region.
  • the wall thickness of the nozzle body about 1, 0 mm to 2.5 mm, preferably 1, 5 mm to 2.0 mm, and the wall thickness of the nozzle exit region is about 0.5 mm to 1 , 2 mm, preferably 0.7 mm to 1, 0 mm.
  • the outlet width of the nozzle gap is less than 1, 0 mm in the idle state, when no pressure for discharging the flowable material is applied and thus no internal pressure is applied to the elastically deformable lips lips.
  • the outlet width of the nozzle gap in the idle state can be selected so that in the idle state without pressure no flowable material emerges from the slot die according to the invention.
  • the width of the slot die according to the invention of the die gap about 0.2 mm to 2.0 mm, preferably 0.6 mm to 1, 5 mm, when discharging the material, the slot die when the applied internal pressure opens the lips and increases the nozzle gap.
  • the width of the storage area in the nozzle body is approximately eight to twelve times, preferably ten times, the width of the nozzle gap at rest.
  • a method for discharging flowable material with a slot die according to the invention comprises conveying the flowable material into the nozzle body, generating an internal pressure in the jam area by nachge appealtes material, which acts on the elastically deformable lip with a force, depending on which the Düsenaustrittsbe- rich with the elastically deformable lip opens and defines the nozzle gap, and discharging the flowable material through the die gap, wherein the width of the die gap depends on the internal pressure in the dust rich sets.
  • the width of the nozzle gap increases when the internal pressure generated in the storage area increases.
  • Figure 1 is a schematic plan view of an embodiment of the slot die according to the invention for discharging flowable material, with a nozzle body defining a storage area;
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a detail of the cross-sectional view of Figure 2;
  • Figure 4 is a schematic side view of the embodiment shown in Figure 1;
  • Figure 5 is a schematic perspective view of an embodiment of a support body in which an embodiment of the slot die according to the invention is incorporated;
  • FIG. 6 is a schematic plan view of another embodiment of the inventive slot die with guiding and / or interfering elements.
  • the slot die 10 according to the invention comprises a nozzle body 20 which terminates in a nozzle exit region 40.
  • the nozzle body 20 is formed fan-shaped, wherein at its narrow end, the flowable material flows in and over the wide end at the Düsenaus- tread area 40 is discharged.
  • the narrow end may, for example, be tubular in order to connect the slot die 10 according to the invention to mixing heads or other metering devices.
  • Such connections and mixing heads or metering devices for flowable material are basically known in the prior art and will not be explained further here.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG.
  • the nozzle exit region 40 is shown enlarged in cross-section in FIG.
  • the wall thickness of the nozzle exit region 40 is smaller than the wall thickness of the nozzle body 20, whereby elastically deformable lips 50 are formed, which are opposite. Due to the reduced wall thickness, the elasticity of the thin-walled nozzle outlet region 40 or of the elastically deformable lips 50 is increased in relation to the thick-walled nozzle body 20.
  • the slot die 10 according to the invention is formed in one piece, and the nozzle body 20 and the nozzle exit region 40 are formed by different wall thicknesses.
  • the nozzle body 20 defines or encloses a storage area 30.
  • the storage area 30 extends from the nozzle body 20 into the nozzle exit area 40.
  • the nozzle area 30 is adjoined by a nozzle gap 60 through which the flowable material emerges from the slot die 10 and through the elastically deformable lips 50 of the nozzle exit area 40 is limited.
  • the nozzle gap 60 extends over the entire upper width of the slot die 10 shown in FIG. 1.
  • the nozzle gap 60 can be longitudinally stretched on the sides of the slot die 10 as far as the transition from the nozzle exit area 40 to the nozzle body 20 - CKEN.
  • a method is provided according to which flowable material is discharged, for example, onto a carrier surface.
  • flowable material is discharged under pressure with the slot die 10 according to the invention.
  • an internal pressure arises in the nozzle body 20 and in the storage area 30. Since the storage area 30 extends from the nozzle body 20 into the nozzle exit area 40, the internal pressure 30 is also present at the nozzle exit area 40.
  • an outwardly directed force is applied to the thin-walled nozzle outlet area 40 with the elastically deformable lips 50. Due to the increased elasticity of the elastically deformable lips 50 compared to the nozzle body move or open them and thus increase the nozzle gap 60, whereby the throughput of the flowable material from the slot die 10 increases.
  • complicated devices for adjusting the slot die 10 are not needed, since the width of the die gap 60 can be controlled by the pressure with which the flowable material is introduced into the slot die 10 according to the invention.
  • indentations 70 may be formed at the transition from the thick-walled nozzle body 20 to the thin-walled nozzle outlet region 40.
  • the notches 70 are aligned substantially perpendicular to the flow direction of the material.
  • the slot die 10 according to the invention is designed so that flowable material that is located in the storage area 30 without any does not leak out of the nozzle gap 60.
  • the reduced wall thickness of the nozzle exit region 40 can be selected such that, although the lips 50 are elastically deformable, they are also under a prestress which prevents opening of the lips 50 without an applied internal pressure.
  • the width of the nozzle gap 60 may be selected such that, without an applied internal pressure due to the viscosity of the flowable material, this does not escape from the non-widened nozzle gap 60.
  • the width of the nozzle gap 60 in the idle state without applied pressure is less than 1 mm.
  • widths are less than 0.3 mm, more preferably widths are less than 0.2 mm.
  • the width of the nozzle gap 60 is about 0.2 mm to 2.0 mm, preferably 0.6 mm to 1, 5 mm. This can be achieved, inter alia, by a wall thickness of the nozzle outlet area 40 of approximately 0.5 mm to 1.2 mm, preferably 0.7 mm to 1.0 mm, while the wall thickness of the nozzle body 20 is approximately 1.0 mm to 2 mm , 5 mm, preferably 1, 5 mm to 2.0 mm; With these wall thicknesses, the nozzle body is inherently rigid.
  • the width of the storage area in the nozzle body is about eight to twelve times, preferably ten times, the width of the nozzle gap at rest.
  • the length of the nozzle gap 60 shown in FIG. 4 can also influence the elasticity or the prestress of the elastically deformable lips 50 in the longitudinal direction on the sides of the slot die 10.
  • the slot die 10 is formed from plastic. It may be formed smooth-walled in the interior, to blow out with compressed air from outside or via a metering device for quick cleaning of To facilitate slot die 10. Otherwise, the slot die 10 can be produced as a one-piece plastic part relatively inexpensively, so that the slot die 10 is also suitable for single use. Furthermore, the entire upper width of the slot die 10 may be about 80 mm to 250 mm. When discharging pressures smaller than 10 bar in the slot die 10 according to the invention are preferred.
  • the slot die 10 according to the invention can be accommodated as an insert in a support body 80 as shown in FIG.
  • the support body 80 has a receiving device (not shown) with which the support body 80 can be mounted on a mixing head or other metering devices.
  • the support body 80 may be formed in several parts and divisible and thereby comprise mechanical, magnetic or electromagnetic locking elements (not shown), which allow a quick change of the slot die 10 according to the invention.
  • the support body 80 may be made of metal, plastic or any other suitable rigid material.
  • the support body has a defined support body gap 82, which completely or partially releases the nozzle gap of the slot die.
  • the slot die 10 is arranged in the support body 80 such that the slot die 10 has a projection with respect to the support body 80. This prevents the support body 80 from coming into contact with the escaping material and thereby becoming dirty.
  • the support body 80 may include an adjustment device 84 configured thereto is to adjust the width of the support body gap 82.
  • the adjustment device 84 may be disposed in one, preferably in both support body halves in the front parallel region of the support body and adjusting elements 84a and spring elements 84b which provide an adjustable bias on the elastically deformable lips 50 of the slot die 10.
  • the deposit strength of the material web can thus be adjusted so that a uniform and homogeneous discharge of the flowable material is ensured.
  • the adjustment elements 84a and spring elements 84b ensure that the slot die 10 remains closed and dripping of the flowable material is prevented.
  • the slot die 10 is opened only upon reaching a certain internal pressure.
  • the adjusting elements 84a and spring elements 84b can be integrated directly into the supporting body 80 as shown in FIG. 5 or can be inserted over the supporting body 80 or attached thereto as an additional clamping unit (not shown).
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the slot die 10 according to the invention for discharging flowable material.
  • the slot die 10 in the nozzle body 20 additionally lent Leit- and interference elements 90 to discharge a wide strand of material.
  • the guiding and disturbing elements 90 guide the material strand over the entire upper width of the nozzle exit region 40 of the slot die 10 and ensure a homogeneous discharge distributed over the entire width of the slot die 10.
  • the guiding and interfering elements 90 are formed as n webs and are arranged with variable angles a n , lengths l n and widths b n in the slot die 10 so that the material flow breaks down into individual partial flows with a similar velocity profile is, whereby over the entire discharge width of the slot die 10, a homogeneous discharge is ensured.
  • the elastically deformable lips 50 can close again, whereby a reduced discharge is achieved. It is also conceivable that the elastically deformable
  • Lips 50 do not taper as shown in Figures 2 to 4 in the upper region and thus are tapered, but that the elastically deformable lips 50 in the upper region have no taper and close, for example, substantially folded. In this way, due to the higher wall thickness at the top of the elastically deformable lips 50 reduces their elasticity at the lip edge and thus the discharge behavior of the slot die 10 can be further varied. In other words, the inherent rigidity of the lip at the venue is increased. Such a rigid lip edge can lead to a particularly defined and uniform discharge of the flowable material.
  • the slot die 10 according to the invention is produced in one piece and with a constant wall thickness of the nozzle body 20 for the example of a plastic material and is then slit, so that a nozzle gap 60 or slot as described above is formed ,
  • a blank of the slot die 10 the Example in a plastic mold by injection molding can be made quite easily, are not further edited on the slits.
  • such a slot die 10 is suitable for single use and its use is conceivable in processes in which it does not necessarily depend on an exactly uniform discharge.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Breitschlitzdüse (10) zum Austragen von fließfähigem Material, mit einem Düsenkörper (20), der einen Staubereich (30) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitschlitzdüse (10) einstückig gebildet ist; der Düsenkörper (20) in einen Düsenaustrittsbereich (40) mit zumindest einer elastisch verformbaren Lippe (50) ausläuft; und der Staubereich (30) sich in den Düsenaustrittsbereich (40) erstreckt, und der Düsenaustrittsbereich (40) so gestaltet ist, dass bei Erhöhung des Innendrucks im Staubereich (30) durch nachfließendes Material sich die Lippe (50) öffnet und einen definierten Düsenspalt (60) zum Austragen des Materials freigibt.

Description

BREITSCHLITZDÜSE MIT FLEXIBLEN LIPPEN
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse zum Austragen von fließfähigem Material mit einem Düsenkörper, der einen Staube- reich definiert.
Um fließfähiges Material wie zum Beispiel Reaktionssysteme aus chemisch reaktiven Kunststoffkomponenten großflächig in Kavitäten oder auch auf Gelege, Gewebe oder sonstige Trägerflächen aufzutragen, wur- den bisher zweiteilige Breitschlitzdüsen aus Metall verwendet.
Jedoch ist bei diesen Breitschlitzdüsen für jedes auszutragende Mengenprofil eine definierte Spalteinstellung erforderlich, um einen möglichst ruhigen, spritzfreien und über die gesamte Breite der Düse homoge- nen Austrag zu erzielen. Die Breite des Spaltes am Ausgang der Düse kann zum Beispiel mittels Blenden mechanisch eingestellt werden, wofür komplizierte Vorrichtungen benötigt werden.
Weiterhin ist eine solche zweiteilige Breitschlitzdüse aus Metall nach Ende der definierten Austragszeit des Reaktionsgemisches oder nach Unterbrechung des Austragszyklus in ihrem Inneren noch mit Material gefüllt. Mit steigender Viskosität und zunehmender Reaktivität bei Mehrkomponentensystemen kann das Restmaterial nicht mehr vollständig von selbst herauslaufen, verbleibt somit zum Teil in der Düse und beginnt dort auszuhär- ten. Folglich ist die Strömung des Materials beim nächsten Zyklus durch die Ablagerungen gestört, wodurch der Austrag inhomogen wird.
Aus diesem Grund muss die zweiteilige Breitschlitzdüse aus Metall nach jedem Zyklus zusätzlich gereinigt werden. Meist ist dazu ein entspre- chendes Lösungsmittel erforderlich, mit dem die Düse unter erhöhtem Druck gespült werden muss. Anschließend ist eine Lufttrocknung der Düse erforderlich. Dafür wird ein eigenständiges Spül- und Trocknungsaggregat benötigt. Zusätzlich muss die dafür benötigte Reinigungsflüssigkeit entsorgt werden. Somit entstehen zusätzliche Investitions- und Entsorgungskosten. Weitere Kosten entstehen durch die Intervallwartung (Wechseln, Zerlegen und Reinigen der Düse) und die Anschaffung einer Mehrzahl von zweiteili- gen Breitschlitzdüsen aus Metall, um eine kontinuierliche Produktion zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige und möglichst einfach aufgebaute Breitschlitzdüse mit veränderbarer Düsenspalt- breite zum Austragen von fließfähigem Material zu entwickeln, die insbesondere die geschilderten Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Breitschlitzdüse zum Austragen von fließfähigem Material gelöst, wobei die Breitschlitzdüse einstückig gebildet ist, der Düsenkörper in einen Düsenaustrittsbereich mit zumindest einer elastisch verformbaren Lippe ausläuft, der Staubereich sich in den Düsenaustrittsbereich erstreckt, und der Düsenaustrittsbereich so gestaltet ist, dass bei Erhöhung des Innendrucks im Staubereich durch nachfließendes Material sich die Lippe dergestalt öffnet, dass die Lippe ei- nen definierten Düsenspalt zum Austragen des Materials freigibt.
Somit stellt die erfindungsgemäße einstückig ausgebildete Breitschlitzdüse einen durch die elastisch verformbare Lippe definierten Düsenspalt bereit, der sich beim Durchsatz des auszutragenden Materials durch den im Staubereich entstehenden Innendruck selbst öffnet, da der Innendruck in dem Teil des Staubereichs, der sich im Düsenaustrittsbereich mit der elastisch verformbaren Lippe befindet, eine Kraft auf die elastische verformbare Lippe beaufschlagt. Die Kraft bewirkt ein Öffnen der Lippe, wobei im Düsenaustrittsbereich ein definierter Düsenspalt freigegeben wird, der dem Durchsatz angepasst ist. Auf diese Weise kann auf Grund der Düsenspaltöffnung über den Innendruck darauf verzichtet werden, an einer Breitschlitzdüse komplizierte Vorrichtungen zum Einstellen der Düsenspaltbreite anzubringen, wodurch sich niedrige Herstellungskosten ergeben. Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse aus einem Kunst- stoffmaterial gebildet, wodurch sich die Herstellungskosten weiter verringern. Somit muss die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse nicht mehr auf- wendig gereinigt werden, sondern kann nach ihrem Einsatz z.B. bei einem Schichtwechsel direkt ausgetauscht und entsorgt werden. Zudem wird ein Wechseln einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse vereinfacht, da diese im Wesentlichen einfacher als herkömmliche zweiteilige Breitschlitzdüsen aufgebaut ist und direkt an einem Mischkopf oder eine anderweitige Do- siervorrichtung montierbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse ist vorgesehen, dass die Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs kleiner ist als die Wandstärke des Düsenkörpers. Die Verringe- rung der Wandstärke im Düsenaustrittsbereich bildet die elastisch verformbare Lippe aus. Dadurch wird erreicht, dass der dünnwandige Düsenaustrittsbereich bzw. die Lippe elastisch verformbar ist. Weiterhin ist zweckmäßiger Weise vorgesehen, dass der dickwandige Düsenkörper eigensteif ist. Somit kann die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse ohne zusätzliche Stütz- körper an einem Mischkopf oder einer beliebigen Dosiereinrichtung angebracht werden.
Grundsätzlich ist in einer einfachen Ausführungsform vorstellbar, dass die Breitschlitzdüse nur eine elastisch verformbare Lippe umfasst. Um einen möglichst großen Düsenspalt beim Austragen bereitzustellen, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse vorgesehen, dass der Düsenaustrittsbereich zwei sich gegenüberliegende elastisch verformbare Lippen umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Breitschlitzdüse ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass wenigstens eine zwischen Düsenaustrittsbereich und Düsenkörper im Wesentlichen senk- recht zur Fließrichtung des Materials ausgerichtete Einkerbung ausgebildet ist. Die Einkerbung definiert dabei eine Art Dreh- bzw. Öffnungsachse der elastisch verfornnbaren Lippe, um die sich die Lippe beim Austragen des fließfähigen Materials dreht bzw. öffnet.
Wie oben beschrieben ist die Wandstärke des Düsenkörpers so dickwandig gestaltet, dass der Düsenkörper im Wesentlichen eigensteif ist. Um jedoch bei hohen Innendrücken eine Verformung der gesamten Breitschlitzdüse zu vermeiden und einen konstanten Strömungskanal in der Breitschlitzdüse zu gewährleisten, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Breitschlitzdüse in einem Stützkörper aufgenommen ist, der einen Stützkörperspalt aufweist, welcher den Düsenspalt der Breitschlitzdüse ganz oder teilweise freigibt. Weiterhin kann der Stützkörper eine Versteilvorrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, die Breite des Stützkör- perspalts zu verstellen. Dadurch kann die Breite des Stützkörperspalts an die veränderliche Breite des Düsenspalts der Breitschlitzdüse angepasst werden.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse Leit- und/oder Störelemente zum gleichmäßigen Austragen des fließfähigen Materials umfassen. Diese ermöglichen eine möglichst gleichmäßige Verteilung des fließfähigen Materials im Düsenkörper, wodurch ein breiter und homogener Austrag des fließfähigen Materials erreicht werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Breitschlitzdüse ist vorgesehen, dass der Düsenspalt über die gesamte Breite des Düsenaustrittsbereichs verläuft. Um eine möglichst gleichmäßige Verformung der elastisch verformbaren Lippe über die gesamte Breite des Düsenaustrittsbereichs zu erreichen, ist weiterhin vorgesehen, dass sich der Düsenspalt auch in Längsrichtung des Düsenaustrittsbereichs erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse ist vorgesehen, dass die Wandstärke des Düsenkörpers etwa 1 ,0 mm bis 2,5 mm, bevorzugt 1 ,5 mm bis 2,0 mm, beträgt und die Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs etwa 0,5 mm bis 1 ,2 mm, bevor- zugt 0,7 mm bis 1 ,0 mm beträgt.
Weiterhin ist die Austrittsbreite des Düsenspalts kleiner als 1 ,0 mm im Ruhezustand, wenn kein Druck zum Austragen des fließfähigen Materials beaufschlagt wird und somit kein Innendruck an den elastisch verform- baren Lippen anliegt. Bevorzugt wird eine Breite des Düsenspalts von maximal 0,3 mm, noch bevorzugter sind Breiten kleiner als 0,2 mm. Dabei kann die Austrittsbreite des Düsenspalts im Ruhezustand so gewählt sein, dass im Ruhezustand ohne Druck kein fließfähiges Material aus der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse austritt.
Vorteilhafterweise beträgt die Breite der erfindungsgemäße Breitschlitzdüse des Düsenspalts etwa 0,2 mm bis 2,0 mm, bevorzugt 0,6 mm bis 1 ,5 mm, beim Austragen des Materials die Breitschlitzdüse, wenn der anliegende Innendruck die Lippen öffnet und den Düsenspalt vergrößert.
Weiterhin beträgt vorteilhafterweise die Breite des Staubereichs im Düsenkörper etwa das Acht- bis Zwölffache, bevorzugt das Zehnfache, der Breite des Düsenspalts im Ruhezustand. Ein Verfahren zum Austragen von fließfähigem Material mit einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse umfasst das Befördern des fließfähigen Material in den Düsenkörper, Erzeugen eines Innendrucks im Staubereich durch nachgefördertes Material, der die elastisch verformbare Lippe mit einer Kraft beaufschlagt, in Abhängigkeit derer sich der Düsenaustrittsbe- reich mit der elastisch verformbaren Lippe öffnet und den Düsenspalt definiert, und Austragen des fließfähigen Materials durch den Düsenspalt, wobei die Breite des Düsenspalts sich abhängig vom Innendruck im Staube- reich einstellt. Dabei vergrößert sich die Breite des Düsenspalts, wenn der im Staubereich erzeugte Innendruck steigt.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tragevor- richtung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse zum Austragen von fließfähigem Material, mit einem Düsenkörper, der einen Staubereich definiert;
Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform; Figur 3 einen Detailausschnitt der Querschnittsansicht von Figur 2;
Figur 4 eine schematische Seitenansicht der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform; Figur 5 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Stützkörpers, in dem eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse aufgenommen ist; und
Figur 6 eine schematische Aufsicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse mit Leit- und/oder Störelementen.
Der Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 10 zum Austragen von fließfähigem Material wird zunächst anhand Figur 1 erläutert. In dieser Figur umfasst die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 einen Düsenkörper 20, der in einen Düsenaustrittsbereich 40 ausläuft. Der Düsenkörper 20 ist fächerförmig gebildet, wobei an seinem schmalen Ende das fließfähige Material einströmt und über das breite Ende am Düsenaus- trittsbereich 40 ausgetragen wird. Das schmale Ende kann zum Beispiel rohrförmig gebildet sein, um die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 an Mischköpfe oder sonstige Dosiereinrichtungen anzuschließen. Solche Anschlüsse und Mischköpfe bzw. Dosiereinrichtungen für fließfähiges Material sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt und werden hier nicht weiter erläutert.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform. Zur Verdeutlichung ist der Düsenaustrittsbereich 40 im Querschnitt vergrößert in Figur 3 dargestellt. In der Querschnittsansicht der Figuren 2 und 3 ist deutlich erkennbar, dass die Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs 40 kleiner ist als die Wandstärke des Düsenkörpers 20, wodurch elastisch verformbare Lippen 50 gebildet werden, die sich gegenüber liegen. Durch die verringerte Wandstärke wird die Elastizität des dünn- wandigen Düsenaustrittsbereichs 40 bzw. der elastisch verformbaren Lippen 50 im Verhältnis zum dickwandigen Düsenkörper 20 erhöht. Dabei ist zu beachten, dass die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 einstückig gebildet ist, und der Düsenkörper 20 und der Düsenaustrittsbereich 40 durch unterschiedliche Wandstärken gebildet werden.
In den Querschnittsansichten der Figuren 2 und 3 ist erkennbar, dass der Düsenkörper 20 einen Staubereich 30 definiert bzw. umschließt. Beim Austragen befindet sich im Staubereich 30 das fließfähige Material. Der Staubereich 30 erstreckt sich dabei vom Düsenkörper 20 in den Dü- senaustrittsbereich 40. An den Staubereich 30 schließt sich im Düsenaustrittsbereich 40 ein Düsenspalt 60 an, durch den das fließfähige Material aus der Breitschlitzdüse 10 austritt und der durch die elastisch verformbaren Lippen 50 des Düsenaustrittsbereichs 40 begrenzt wird. Der Düsenspalt 60 verläuft dabei über die gesamte obere Breite der in Figur 1 gezeig- ten Breitschlitzdüse 10. Zusätzlich kann sich der Düsenspalt 60 wie in Figur 4 gezeigt in Längsrichtung an den Seiten der Breitschlitzdüse 10 bis etwa zum Übergang vom Düsenaustrittsbereich 40 zum Düsenkörper 20 erstre- cken. Somit wird ein gleichmäßiges Öffnen der elastisch verformbaren Lippen 50 über die gesamte obere Breite des Düsenaustrittsbereichs 40 der Breitschlitzdüse 10 ermöglicht, wodurch ein homogener Austrag des fließfähigen Materials gewährleistet wird. Das Öffnen der Lippen 50 wird nach- folgend beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, gemäß dem fließfähiges Material beispielsweise auf eine Trägeroberfläche ausgetragen wird. Dabei wird fließfähiges Material unter Druck mit der er- findungsgemäßen Breitschlitzdüse 10 ausgetragen. Somit entsteht im Düsenkörper 20 und im Staubereich 30 ein Innendruck. Da sich der Staubereich 30 vom Düsenkörper 20 in den Düsenaustrittsbereich 40 erstreckt, liegt der Innendruck 30 auch am Düsenaustrittsbereich 40 an. Dadurch wird eine nach außen gerichtete Kraft auf den dünnwandigen Düsenaustrittsbe- reich 40 mit den elastisch verformbaren Lippen 50 beaufschlagt. Aufgrund der erhöhten Elastizität der elastisch verformbaren Lippen 50 im Vergleich zum Düsenkörper bewegen bzw. öffnen sich diese und vergrößern damit den Düsenspalt 60, wodurch sich der Durchsatz des fließfähigen Materials aus der Breitschlitzdüse 10 erhöht. Somit werden komplizierte Vorrichtun- gen zum Einstellen der Breitschlitzdüse 10 nicht benötigt, da sich die Breite des Düsenspalts 60 über den Druck, mit dem das fließfähige Material in die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 eingeführt wird, steuern lässt.
Um die Elastizität der elastisch verformbaren Lippen 50 weiter zu er- höhen und/oder um eine Öffnungsachse der elastisch verformbaren Lippen 50 besser zu definieren, können am Übergang vom dickwandigen vom Düsenkörper 20 zum dünnwandigen Düsenaustrittsbereich 40 Einkerbungen 70 ausgebildet sein. Dabei sind die Einkerbungen 70 im Wesentlichen senkrecht zur Fließrichtung des Materials ausgerichtet.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 so gestaltet, dass fließfähiges Material, dass sich im Staubereich 30 befindet, ohne an- gelegten Druck nicht aus dem Düsenspalt 60 austritt. Beim Unterbrechen des Austragens kann so ein Nachlaufen des fließfähigen Materials verhindert werden. Dafür kann zum Beispiel die verringerte Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs 40 so gewählt sein, dass zwar die Lippen 50 zwar elastisch verformbar sind, aber auch noch unter einer Vorspannung stehen, die ein Öffnen der Lippen 50 ohne angelegten Innendruck verhindert. Weiterhin kann die Breite des Düsenspalts 60 so gewählt sein, dass ohne angelegten Innendruck aufgrund der Viskosität des fließfähigen Materials dieses nicht aus dem unverbreitertem Düsenspalt 60 austritt.
Je nach Art und Viskosität des fließfähigen Materials ist die Breite des Düsenspalts 60 im Ruhezustand ohne angelegten Druck kleiner als 1 mm. Bevorzugt aber werden Breiten kleiner als 0,3 mm, bevorzugter sind Breiten kleiner als 0,2 mm.
Bei Austragen des fließfähigen Materials beträgt die Breite des Düsenspalts 60 etwa 0,2 mm bis 2,0 mm, bevorzugt 0,6 mm bis 1 ,5 mm. Dies kann unter anderem durch eine Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs 40 von etwa 0,5 mm bis 1 ,2 mm, bevorzugt 0,7 mm bis 1 ,0 mm erreicht wer- den, während die Wandstärke des Düsenkörpers 20 etwa 1 ,0 mm bis 2,5 mm, bevorzugt 1 ,5 mm bis 2,0 mm, beträgt; bei diesen Wandstärken ist der Düsenkörper eigensteif. Darüber hinaus beträgt die Breite des Staubereichs im Düsenkörper etwa das Acht- bis Zwölffache, bevorzugt das Zehnfache, der Breite des Düsenspalts im Ruhezustand.
Auch kann die in Figur 4 gezeigte Länge des Düsenspalts 60 in Längsrichtung an den Seiten der Breitschlitzdüse 10 die Elastizität bzw. die Vorspannung der elastisch verformbaren Lippen 50 beeinflussen. Die Breitschlitzdüse 10 ist dabei aus Kunststoff gebildet. Dabei kann sie im Inneren glattwandig gebildet sein, um ein Ausblasen mit Druckluft von extern oder über eine Dosiereinrichtung zur schnellen Reinigung der Breitschlitzdüse 10 zu erleichtern. Ansonsten lässt sich die Breitschlitzdüse 10 als einstückiges Kunststoffteil relativ kostengünstig herstellen, sodass die Breitschlitzdüse 10 auch für den Einmalgebrauch geeignet ist. Weiterhin kann die gesamte obere Breite der Breitschlitzdüse 10 etwa 80 mm bis 250 mm betragen. Beim Austragen werden Drücke kleiner als 10 bar in der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 10 bevorzugt.
Bei hohen Drücken kann jedoch eine Verformung des eigensteifen Düsenkörpers 20 nicht ausgeschlossen werden. Um solch eine Verformung zu vermeiden und einen konstanten Strömungskanal in der Breitschlitzdüse zu gewährleisten, kann die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 wie in Figur 5 dargestellt als Einsatz in einem Stützkörper 80 aufgenommen sein. Zudem weist der Stützkörper 80 eine Aufnahmevorrichtung (nicht gezeigt) auf, mit der der Stützkörper 80 an einem Mischkopf oder sonstigen Dosiervorrichtungen montiert werden kann. Der Stützkörper 80 kann mehrteilig und teilbar gebildet sein und dabei mechanische, magnetische oder elektromagnetische Verriegelungselemente (nicht gezeigt) umfassen, die ein schnelles Wechseln der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 10 ermögli- chen. Der Stützkörper 80 kann aus Metall, Kunststoff oder jedem anderen geeigneten steifen Material gefertigt sein.
Darüber hinaus weist der Stützkörper einen definierten Stützkörperspalt 82 auf, welcher den Düsenspalt der Breitschlitzdüse ganz oder teil- weise freigibt. Dabei ist die Breitschlitzdüse 10 so in dem Stützkörper 80 angeordnet, dass die Breitschlitzdüse 10 einen Überstand gegenüber dem Stützkörper 80 aufweist. Dadurch wird verhindert, dass der Stützkörper 80 mit dem austretenden Material in Berührung kommt und dadurch verschmutzt.
Um einen variablen Stützkörperspalt 82 bereitzustellen, kann der Stützkörper 80 eine Versteilvorrichtung 84 umfassen, die dazu ausgelegt ist, die Breite des Stützkörperspalts 82 zu verstellen. Dadurch kann die Breite des Stützkörperspalts 82 an die veränderliche Breite des Düsenspalts 60 der Breitschlitzdüse 10 angepasst werden und es ist nicht erforderlich, für unterschiedliche Austragsdicken entsprechende Stützkörper 80 zu fertigen. Die Versteilvorrichtung 84 kann in einer, bevorzugten in beiden Stützkörperhälften im vorderen parallelen Bereich des Stützkörpers angeordnet sein und Einstellelemente 84a und Federelemente 84b umfassen, welche eine verstellbare Vorspannung auf die elastisch verformbaren Lippen 50 der Breitschlitzdüse 10 bereitstellen. Mit den flexiblen Einstellele- menten 84a und Federelementen 84b kann somit die Ablagestärke der Materialbahn eingestellt werden, sodass ein gleichmäßiger und homogener Austrag des fließfähigen Materials gewährleistet ist. Ohne Innendruck in der Breitschlitzdüse 10 sorgen die Einstellelemente 84a und Federelemente 84b dafür, dass die Breitschlitzdüse 10 geschlossen bleibt und ein Nach- tropfen des fließfähigen Materials verhindert wird. Ebenso wird die Breitschlitzdüse 10 erst bei Erreichung eines bestimmten Innendrucks geöffnet. Die Einstellelemente 84a und Federelemente 84b können direkt wie in Figur 5 gezeigt in den Stützkörper 80 integriert sein oder als zusätzliche Spanneinheit über den Stützkörper 80 gesteckt oder daran befestigt wer- den (nicht gezeigt).
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 10 zum Austragen von fließfähigem Material. In dieser Ausführungsform weist die Breitschlitzdüse 10 im Düsenkörper 20 zusätz- lieh Leit- und Störelemente 90 auf, um einen breiten Materialstrang auszutragen. Die Leit- und Störelemente 90 leiten dabei den Materialstrang über die gesamte obere Breite des Düsenaustrittsbereichs 40 der Breitschlitzdüse 10 und gewährleisten einen homogenen, über die gesamte Breite der Breitschlitzdüse 10 verteilten Austrag. Die Leit- und Störelemente 90 sind dabei als n Stege gebildet und sind mit variablen Winkeln an , Längen ln und Breiten bn in der Breitschlitzdüse 10 so angeordnet, dass der Materialstrom in einzelne Teilströme mit ähnlichem Geschwindigkeitsprofil zerlegt wird, wodurch über die gesamte Austragsbreite der Breitschlitzdüse 10 ein homogener Austrag gewährleistet wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend rein beispielhaft präsen- tierten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der beigefügten Ansprüche möglich. So ist zu betonen, dass die genannten Abmessungen stets so verändert werden können, um den Austrag von unterschiedlichen fließfähigen Materialen mit der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 10 zu gewährleisten.
Ebenso können sich bei verringertem Druck die elastisch verformbaren Lippen 50 wieder schließen, wodurch ein verringerter Austrag erzielt wird. Auch ist grundsätzlich vorstellbar, dass die elastisch verformbaren
Lippen 50 nicht wie in Figuren 2 bis 4 dargestellt sich im oberen Bereich verjüngen und damit spitz zulaufend sind, sondern dass die elastisch verformbaren Lippen 50 im oberen Bereich keine Verjüngung aufweisen und beispielsweise im Wesentlichen abgekantet abschließen. Auf diese Weise kann auf Grund der höheren Wandstärke an der Spitze der elastisch verformbaren Lippen 50 deren Elastizität an der Lippenkante verringert und somit das Austrageverhalten der Breitschlitzdüse 10 weiter variiert werden. In anderen Worten wird die Eigensteifigkeit der Lippe am Austragungsort erhöht. Solch eine eigensteife Lippenkante kann dabei zu einem besonders definierten und gleichmäßigen Austrag des fließfähigen Materials führen.
Weiterhin ist grundsätzlich vorstellbar, dass in einer besonders einfachen Ausführungsform die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 10 einstückig und mit einer konstanten Wandstärke des Düsenkörpers 20 zum Be- spiel aus einem Kunststoffmaterial hergestellt wird und dann geschlitzt wird, sodass ein wie oben beschriebener Düsenspalt 60 bzw. Schlitz gebildet wird. Auf diese Weise muss ein Rohling der Breitschlitzdüse 10, der zum Beispiel in einer Kunststoffform im Spritzgussverfahren recht einfach hergestellt werden kann, bis auf das Schlitzen nicht weiter nachbearbeitet werden. Eine solche Breitschlitzdüse 10 eignet sich aufgrund ihrer einfachen Herstellung zum Einmalgebrauch und deren Einsatz ist bei Prozessen vor- stellbar, bei denen es nicht unbedingt auf einen exakt gleichmäßigen Austrag ankommt.

Claims

Ansprüche
Breitschlitzdüse (10) zum Austragen von fließfähigem Material, mit einem Düsenkörper (20), der einen Staubereich (30) definiert, wobei die Breitschlitzdüse (10) einstückig gebildet ist;
der Düsenkörper (20) in einen Düsenaustrittsbereich (40) mit zumindest einer elastisch verformbaren Lippe (50) ausläuft;
der Staubereich (30) sich in den Düsenaustrittsbereich (40) erstreckt, und der Düsenaustrittsbereich (40) so gestaltet ist, dass bei Erhöhung des Innendrucks im Staubereich (30) durch nachfließendes Material sich die Lippe (50) öffnet und einen definierten Düsenspalt (60) zum Austragen des Materials freigibt.
Breitschlitzdüse (10) nach Anspruch 1 , wobei eine Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs (40) kleiner ist als eine Wandstärke des Düsenkörpers (20).
Breitschlitzdüse (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Düsenaustrittsbereich (40) zwei sich gegenüberliegende elastisch verformbare Lippen (50) umfasst.
Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine zwischen Düsenaustrittsbereich (40) und Düsenkörper (20) im Wesentlichen senkrecht zur Fließrichtung des Materials ausgerichtete Einkerbung (70) ausgebildet ist.
Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breitschlitzdüse (10) in einem Stützkörper (80) aufgenommen ist, der einen Stützkörperspalt (82) aufweist, welcher den Düsenspalt (60) der Breitschlitzdüse (10) ganz oder teilweise freigibt.
6. Breitschlitzdüse (10) nach Anspruch 5, wobei der Stützkörper (80) eine Versteilvorrichtung (84) umfasst, die dazu ausgelegt ist, die Breite des Stützkörperspalts (82) zu verstellen.
7. Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breitschlitzdüse (10) Leit- und/oder Störelemente (90) zum gleichmäßigen Austragen des fließfähigen Materials umfasst.
8. Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Düsenspalt (60) über die gesamte Breite des Düsenaustrittsbereichs (40) verläuft.
9. Breitschlitzdüse (10) nach Anspruch 13, wobei sich der Düsenspalt (60) in Längsrichtung des Düsenaustrittsbereichs (40) erstreckt.
10. Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandstärke des Düsenkörpers (20) etwa 1 ,0 bis 2,5 mm beträgt und die Wandstärke des Düsenaustrittsbereichs (40) etwa 0,5 mm bis 1 ,2 mm beträgt.
1 1 . Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Austrittsbreite des Düsenspalts (60) kleiner als 1 ,0 mm im Ruhezustand ist.
12. Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Austrittsbreite des Düsenspalts (60) 0,2 mm bis 2,0 mm beim Austragen des Materials beträgt.
13. Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite des Staubereichs (30) im Düsenkörper (20) etwa das Acht- bis Zwölffache der Breite des Düsenspalts im Ruhezustand beträgt.
14. Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breitschlitzdüse (10) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.
15. Verfahren zum Austragen von fließfähigem Material mit einer Breitschlitzdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das fließfähige Material in den Düsenkörper (20) befördert wird;
im Staubereich (30) einen Innendruck erzeugt, der die elastisch ver- formbare Lippe (50) mit einer Kraft beaufschlagt, in Abhängigkeit derer sich der Düsenaustrittsbereich (40) öffnet; und
ein Austragen des fließfähigen Materials durch den Düsenspalt (60) erfolgt, wobei die Breite des Düsenspalts (60) abhängig vom Innendruck im Staubereich (30) ist.
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