DE10023895B4

DE10023895B4 - Vorrichtung zum Auftragen eines Klebstoffauftrags

Info

Publication number: DE10023895B4
Application number: DE10023895A
Authority: DE
Inventors: Josef Rothen
Original assignee: "INATEC INNOVATIVE AUFTRAGSTECHNOLOGIE" GmbH; INATEC INNOVATIVE AUFTRAGSTECHNOLOGIE GmbH
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: DE10023895A1; US20010042507A1

Abstract

Vorrichtung zum Aufbringen eines Klebstoffauftrags veränderbarer Auftragsbreite, mit einem Auftragskopf (1), in dem eine durch eine Leiste und ein Gegenstück gebildete Schlitzdüse (9) angeordnet ist, sowie mit einer der Schlitzdüse (9) vorgelagerten, durch Führungsflächen (13, 14, 15) begrenzten Verteilerkammer (10), in der ein Schieber (16) angeordnet ist, mit welchem die die Auftragsbreite bestimmende Länge des Düsenschlitzes einstellbar ist, und welcher den Führungsflächen (13, 14, 15) zugeordnete Berührungsflächen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich des Schiebers (16) ein Reinigungsmitteleinlass (20) befindet, durch den dem Schieber (16) und/oder der Schieberführung ein Reinigungs- oder Lösungsmittel zuführbar ist, so dass das Reinigungs- oder Lösungsmittel zwischen die Führungsflächen (13, 14, 15) der Verteilerkammer (10) und die Berührungsflächen des Schiebers (16) nach Art einer Schmierung eindringt, wodurch der Schieber (16) in der Verteilerkammer (10) gleitfähig bleibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoffen, bei denen die Gefahr besteht, daß es bei der Verarbeitung in der Auftragvorrichtung zu Verklebungen, beispielsweise zum Entstehen von Ansätzen und Überzügen aus Klebstoffresten kommt.
Um die Breite des Klebstoffauftrags zu verändern, ist es bei Auftragköpfen mit Schlitzdüsen bekannt, die Schlitzdüsenlänge mit Hilfe lösbarer Wechselleisten zu verändern. Hierbei handelt es sich jedoch um eine arbeitsaufwendige und in Folge der notwendigen Stillstandszeiten nicht unerhebliche Kosten verursachende Maßnahme. Bei einem Wechsel der Auftragbreite bzw. der Schlitzlänge muß nämlich zunächst der Betrieb unterbrochen und dann die vorhandene Wechselleiste ausgebaut sowie gegen eine neue Leiste größerer oder geringerer Länge ausgetauscht werden.
Die Verwendung von Schlitzdüsen mit Wechselleisten ist daher insbesondere bei kleinen Losgrößen bzw. Stückzahlen sehr aufwendig, weil diese zu einem entsprechend häufigen Wechsel führen.
Da die Praxis je nach den Abmessungen des zu klebenden Objekts sehr unterschiedliche Schlitzlängen erfordert, gehört zu jedem Auftragkopf ein kompletter Satz von bis zu 40 Wechselleisten mit unterschiedlicher Schlitzlänge.
Klebstoffe werden üblicherweise mit Hilfe eines mit einer oder mehreren Düsen, beispielsweise einer Schlitzdüse ausgestatteten Auftragkopfes auf die zu klebende Fläche gebracht. Derartige Auftragköpfe sind bei thermoplastischen Klebstoffen beheizt, um dem Klebstoff eine verarbeitungsfreundliche geringe Viskosität zu verleihen. Im einzelnen hängt die Gefahr einer Verschmutzung im Bereich der Düse des Auftragkopfes durch Klebstoffreste von der Art des Klebstoffs und insbesondere davon ab, inwieweit der Klebstoff im Auftragkopf bzw. im Bereich der Auftragdüse bereits Reaktionen unterliegt.
Diese Gefahr ist besonders groß bei sogenannten feuchtigkeitsvernetzenden Klebstoffen, beispielsweise feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Schmelzklebstoffen, die zusätzlich zum rein physikalischen Abbinden beim Erstarren unter dem Einfluss der Luft- und/oder Objektfeuchtigkeit nach der sogenannten Urethan-Reaktion, vernetzen. Bei dieser Reaktion entsteht unter dem Einfluss von Feuchtigkeit aus dem thermoplastischen Schmelzklebstoff ein unschmelzbares Duroplast. Dabei reagieren die reaktiven Bestandteile des Klebstoffs in Gestalt von Isocyanatgruppen kontrolliert mit der Feuchtigkeit. Dies hat zur Folge, dass derartige Kunststoffe in feuchtigkeitsdichten Behältern transportiert und gelagert werden müssen, aus denen sie unmittelbar, d. h. mit möglichst wenig Luftberührung, in die Auftragvorrichtung gelangen. Ein völliger Luftabschluss ist jedoch im Bereich der Auftragdüsen nicht möglich, so dass sich hier unerwünschte Vernetzungsreaktionen praktisch nicht vermeiden lassen. Zu solchen Vernetzungsreaktionen kann es auch dann kommen, wenn die Verarbeitungstemperatur bei Thermoplasten höher als zulässig ist.
Um die Gefahr einer Ansatzbildung durch anreagierten Schmelzklebstoff zu verringern, ist es bekannt, die klebstoffführenden Teile des Auftraggeräts mit einer Antihaftbeschichtung zu versehen. Mit einer derartigen Beschichtung lässt sich im Einzelfall die Gefahr eines Verklebens zwar verringern, jedoch nicht beseitigen, so dass es von Zeit zu Zeit erforderlich ist, solche Ansätze mit Hilfe frisch aufgeschmolzenen Klebstoffs aus dem Düsenkopf herauszudrücken oder den Düsenkopf mit Hilfe eines Lösungsmittels zu reinigen.
Um die Wechselleisten-Demontage und -Montage bei einer Änderung der Auftragsbreite flüssiger Materialien zu vermeiden, schlagen die DE 92 06 304 U1 , die EP 0595 295 A1 und die WO 00/02667 A1 vor, die Länge des Düsenschlitzes mit Hilfe eines Schiebers bzw. eines an einem Schieber geführten Schwertes einzustellen, mit dessen Hilfe es auf einfache Weise möglich ist, den Düsenschlitz zu vergrößern oder zu verkleinern.
Die Vorrichtung gemäß der EP 0595 295 A1 befasst sich mit dem Auftragen von Farbstoffen. Zur Reinigung der Farbstoffdüse ist eine Reinigungsmittelzufuhr in den zum Auftragen des Farbstoffes verwendeten Bereich der Düse vorgesehen. Auch hier wird die Länge des Düsenschlitzes mit einem oder mehreren beweglichen Schiebern begrenzt.
Ein solcher Schieber bringt jedoch die Gefahr mit sich, dass es je nach der Beschaffenheit des Klebstoffes zu einer Ansatzbildung und demzufolge zu einem Blockieren des Schiebers und/oder einer Verringerung des Querschnitts der Düsenöffnung kommt. Um das zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, dass sich im Bereich des Schiebers ein Reinigungsmitteleinlass befindet, durch den dem Schieber und/oder der Schieberführung ein Reinigungs- bzw. ein Lösungsmittel zugeführt wird, das auf den jeweils zur Verarbeitung kommenden Klebstoff abgestimmt ist. Bei Isocyanat-Polyurethan-Schmelzklebstoffen können als die Cyanatgruppen zerstörende bzw. inaktivierende Lösungsmittel Alkohole, insbesondere Gemische aus höheren Alkoholen zur Verwendung kommen.
Das Zuführen des Reinigungsmittels geschieht erfindungsgemäß nach Art einer Schmiermittelzuführung, beispielsweise mit Hilfe eines Nippels, der ein Zurückfließen der Reinigungsflüssigkeit vermeidet.
Das Lösungs- bzw. Reinigungsmittel verteilt sich über den Schieber und die Schieberführung. Vom Lösungsmittel welch gemachte Ansätze und Überzüge gehen in Lösung oder werden mit Hilfe des Schiebers bei einem Verstellen automatisch von den Gleitflächen entfernt und gehen dann in Lösung. Das den gelösten Klebstoff enthaltende Lösungsmittel kann entweder durch den nicht benutzten Teil des Düsenschlitzes oder einen speziellen Auslass abfließen.
Der Schieber besitzt vorzugsweise einen dreieckförmigen Querschnitt und kann dann in einer komplementären auf einer Seite im Querschnitt winkelförmigen Führung gelagert sein.
Um eine Ansammlung von Klebstoff im Bereich des Düsenschlitzes zu vermeiden, können die Schlitzkanten entgegen der Klebstoffaustrittsrichtung gegeneinander versetzt sein. Auf diese Weise ergibt sich eine Art Stufen-Schlitz, bei dem die tieferliegende Schlitzkante vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Klebeguts hinter der vorkragenden Schlitzkante liegt.
Der Düsenschlitz kann auch durch eine lösbare Leiste begrenzt sein, die vorzugsweise höhenverstellbar ist.
Um die Klebstoffversorgung auch bei sehr unterschiedlichen Schlitzbreiten zu ermöglichen, münden in eine dem Düsenschlitz vorgelagerte Verteilerkammer mehrere Klebstoffleitungen; deren Mündungen können sich in einer Längsnut befinden, die sich mit Hilfe des Schiebers in dem Maße partiell verschließen läßt, wie die benutzte Schlitzbreite geringer wird.
Mit Hilfe des Schiebers läßt sich die Schlitzlänge stufenlos einstellen, während die Reingungsflüssigkeit die Funktionsfähigkeit des Schiebers gewährleistet, wenn es zu Reaktionen des Klebstoffs im Bereich des Schlitzes und demzufolge zu einer Ansatzbildung kommt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Auftragkopfes,
2 eine Ansicht der Stirnseite des Auftragkopfes der 1,
3 die Auftragleiste des Wechselkopfes der 1,
4 einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV in 1 und
5 einen der 4 ähnlichen Querschnitt einer Stufen-Schlitzdüse.
Der erfindungsgemäße Auftragkopf 1 ist mit einem Anschluß 2 für den Klebstoffvorlauf und einem Anschluß 3 für den Klebstoffrücklauf sowie einer elektrischen Leitung 4 für die Innenheizung des Auftragkopfes ausgestattet.
Der Auftragkopf besteht im wesentlichen aus einem Schaltmodul 5 und einem Zirkulationsventil 6, durch das zur Verhinderung einer Ansatzbildung stets über den Vorlaufanschluß 2 zufließender und über den Rücklaufanschluß 3 abfließender Klebstoff zirkuliert.
Im oberen Teil ist der Korpus des Auftragkopfes 1 mit einer lösbaren Leiste 7 versehen, die zusammen mit einem Gegenstück 8 einen Düsenschlitz 9 bildet. Im Innern des Auftragkopfes befindet sich hinter dem Düsenschlitz eine Verteilerkammer 10 mit einer Nut 11, in die vier Klebstoffzuleitungen 12 münden. Die Verteilerkammer 10 besitzt einen Querschnitt in der Form eines rechten Winkels mit Führungsflächen 13, 14 am Gegenstück 8 und einer vertikalen Führungsfläche 15 an der Leiste 7.
In der somit dreieckförmigen Verteilerkammer 10 ist ein Schieber 16 gleichen Querschnitts angeordnet und spielarm geführt, der sich am Ende einer mit einem Antrieb 17 verbundenen Schubstange 18 befindet.
Im Bereich hinter der linken Endstellung des Schiebers 16 mündet in die Verteilerkammer 10 eine Leitung 20, durch die der durch die Führungsflächen 13, 14, 15 begrenzten Verteilerkammer ein Reinigungsmittel zugeführt werden kann. Dieses Reinigungsmittel verteilt sich in dem in Längsrichtung hinter dem Schieber 16 befindlichen Teil der Verteilerkammer und löst dort befindliche Klebstoffreste ab bzw. auf.
Da die Verteilerkammer beiderseits des Schiebers offen ist, kann das klebstoffhaltige Lösungsmittel über den Düsenschlitz abfließen. Andererseits kann der Düsenschlitz jedoch auch mit einem speziellen Abfluß versehen sein, der das klebstoffhaltige Lösungsmittel einem Auffangbehälter zuführt.
Der Auftragkopf ist an seinen beiden Kopfenden mit jeweils drei übereinander angeordneten Bohrungen versehen, in die Schraubbolzen 21, 22 eingreifen. Mit diesen Schraubbolzen läßt sich die Leiste 7 in drei unterschiedlichen Höhen am Gegenstück 8 befestigen. Auf diese Weise ist es möglich, die Schlitzkanten 23, 24 – wie in 2 dargestellt – in gleicher Höhe oder – wie in 5 dargestellt – in unterschiedlicher Höhe anzuordnen. Eine Anordnung der Schlitzkanten in unterschiedlicher Höhe ermöglicht es, daß überschüssiger Klebstoff über die Schulter 25 der Leiste 7 abfließt und sich mithin nicht im Bereich des Schlitzes 9 sammelt.
Mit Hilfe des Schiebers 16 läßt sich die Schlitzbreite entsprechend der erforderlichen Auftragbreite beispielsweise zwischen 3 und 83 mm beliebig einstellen. Dies geschieht ohne die Gefahr einer Ansatzbildung durch anreagierten Klebstoff, weil die Verteilerkammer in dem links von dem Schieber befindlichen, nicht benutzen Teil mit Reinigungsmittel gefüllt ist, das in geringer Menge auch zwischen die Berührungsflächen des Schiebers mit den Begrenzungs- bzw. Führungsflächen 13, 14, 15 der Verteilerkammer 10 eindringt und den Schieber dadurch nach Art einer Schmierung gleitfähig hält.
Im Falle einer Ansatzbildung in dem in Vorschubrichtung vor dem Schieber 16 befindlichen Teil der Verteilerkammer 10 kann der Schieber in seine rechte Endstellung gefahren und auf diese Weise die gesamte Verteilerkammer für das Lösungsmittel zugänglich gemacht werden. Beim Verfahren in der Verteilerkammer reinigt der Schieber zudem die Führungsflächen 13, 14, 15 auch auf mechanische Weise.

Claims

Vorrichtung zum Aufbringen eines Klebstoffauftrags veränderbarer Auftragsbreite, mit einem Auftragskopf (1), in dem eine durch eine Leiste und ein Gegenstück gebildete Schlitzdüse (9) angeordnet ist, sowie mit einer der Schlitzdüse (9) vorgelagerten, durch Führungsflächen (13, 14, 15) begrenzten Verteilerkammer (10), in der ein Schieber (16) angeordnet ist, mit welchem die die Auftragsbreite bestimmende Länge des Düsenschlitzes einstellbar ist, und welcher den Führungsflächen (13, 14, 15) zugeordnete Berührungsflächen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich des Schiebers (16) ein Reinigungsmitteleinlass (20) befindet, durch den dem Schieber (16) und/oder der Schieberführung ein Reinigungs- oder Lösungsmittel zuführbar ist, so dass das Reinigungs- oder Lösungsmittel zwischen die Führungsflächen (13, 14, 15) der Verteilerkammer (10) und die Berührungsflächen des Schiebers (16) nach Art einer Schmierung eindringt, wodurch der Schieber (16) in der Verteilerkammer (10) gleitfähig bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (16) einen dreieckförmigen Querschnitt besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber in einer komplementären dreieckförmigen Führung (13, 14, 15) gelagert Ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzkanten entgegen der Klebstoffaustrittsrichtung gegeneinander versetzt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenschlitz (9) durch eine Leiste (7) begrenzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiste (7) höhenverstellbar ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragkopf (1) mit mehreren, in unterschiedlichem Abstand vom Düsenschlitz (9) angeordneten Bohrungen zum Befestigen der Leiste (7) mittels Schraubzapfen (21, 22) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mehrere in eine Verteilerkammer (10) mündende Klebstoffleitungen (12).
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffleitungen (12) in einer Nut (11) münden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (16) am freien Ende einer Schubstange (18) angeordnet ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Reinigungs- oder Lösungsmittel umfasst, das auf den jeweils zur Verarbeitung kommenden Klebstoff abgestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Isocyanat-Polyurethan-Schmelzklebstoffen als die Cyanatgruppen zerstörende oder inaktivierende Lösungsmittel Alkohole zur Verwendung kommen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Gemische aus höheren Alkoholen zur Verwendung kommen.