DE102012104696A1

DE102012104696A1 - Vorrichtung zum Auftrag eines Mediums auf ein Substrat

Info

Publication number: DE102012104696A1
Application number: DE201210104696
Authority: DE
Inventors: Markus Jochheim; Achim Skicki; Bernd Scheikowski
Original assignee: Baumer HHS GmbH
Current assignee: Baumer HHS GmbH
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: DE102012104696B4; DE202011050452U1

Abstract

Vorrichtung (100) zum Auftrag eines Mediums (9, 9’, 9a, 9a’) auf ein Substrat, mit mindestens einem Heizelement (2, 2’), mit einem Heizkanal (3), und mit mindestens einem Ventil (5, 5’, 5’’), wobei der Heizkanal (3) mit Hilfe mindestens einer Schleife (8, 8’, 8´´) um das Heizelement (2, 2’) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftrag mindestens eines Mediums auf ein Substrat. Derartige Vorrichtungen, beispielsweise Leimauftragsköpfe sind bereits bekannt. Sie können beispielsweise bei der Herstellung von Produkten dazu dienen, als Flächengebilde vorliegende Substrate mit Klebstoff zu beaufschlagen. Die Substrate können hierzu an der Vorrichtung vorbeigeführt werden und über die Vorrichtung kann der Klebstoff in der gewünschten Form, beispielsweise als Flächenauftrag, Raupenauftrag oder als Punktauftrag aufgebracht werden. Hierzu kann der Klebstoff unter vorgewähltem Druck und vorgewählter Temperatur über ein Ventil einer Auftragsdüse zugeführt werden. Dieses Ventil ist meist elektrisch oder elektropneumatisch antreibbar ausgebildet.
Eine Herausforderung besteht darin, das Medium in der Vorrichtung zuverlässig auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Bekannte Vorrichtungen werden dieser Herausforderung oft nicht gerecht.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine hinsichtlich dieses Nachteils verbesserte Vorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftrag eines Mediums auf ein Substrat umfasst mindestens ein Heizelement. Zudem sind ein Heizkanal und mindestens ein Ventil vorgesehen. Der Heizkanal ist mit Hilfe mindestens einer Schleife um das Heizelement geführt. Hierdurch sind ein optimaler Wärmeübergang und eine entsprechend verlängerte Einwirkzeit gegeben. Dadurch kann das Medium in einem weiten Bereich hinsichtlich der Temperatur und damit der Viskosität stabil gehalten werden. Der Platzbedarf sinkt und die Energieausbeute steigt.
Das Medium kann viskos oder fluid sein. Mit „viskosem Medium“ ist ein flüssiges Medium, wie beispielsweise eine Farbe, ein Lack und insbesondere Klebstoff gemeint. Mit einem „fluiden Medium“ ist ein nichtflüssiger, jedoch über eine Auftragsdüse abgebbarer Stoff gemeint, insbesondere ein fließfähiger Feststoff, wie beispielsweise Magnet- oder Nanopartikel.
Wenn der Heizkanal gerade Bereiche aufweist ergibt sich eine einfache Fertigung.
Vorzugsweise verläuft der Heizkanal mit Ausnahme der mindestens einen Schleife gerade.
Der einfachen Fertigung kommt es weiterhin zugute, wenn die mindestens eine Schleife eine 90°-Abknickung ist.
Der Heizkanal setzt sich also vorzugsweise ausschließlich aus geraden Bereichen zusammen. Er kann dann durch Zylinderbohrungen gefertigt sein.
In der bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Heizelemente vorgesehen, besonders bevorzugt zwei. Genau ein Heizelement ist bevorzugt in unmittelbarer Nähe zu der Austrittsöffnung des Ventils angeordnet, aus der das Medium aus der Vorrichtung austritt. Genau ein weiteres Heizelement ist bevorzugt in einigem Abstand zu dieser Austrittsöffnung angeordnet.
Der Heizkanal kann um beide bzw. alle vorhandenen Heizelemente geführt sein. Vorzugsweise ist der Heizkanal um genau ein Heizelement geführt. Bei diesem Heizelement handelt es sich bevorzugt um das Heizelement, das in einem gewissen Abstand zur Austrittsöffnung des Ventils angeordnet ist. In der Ausführungsform mit mehreren, insbesondere zwei Heizelementen ist der Heizkanal also bevorzugt nicht um alle Heizelemente geführt.
Mit Vorteil sind mehrere Ventile in der Vorrichtung vorgesehen. Es muss dann nicht für jedes Ventil eine separate Aufheizung des Mediums erfolgen.
Vorzugsweise ist mindestens ein Verteilkanal und weiter bevorzugt mindestens ein Zuführkanal vorgesehen. Jeder Zuführkanal führt bevorzugt zu genau einem Ventil. Der Verteilkanal kann auch mit Wärme beaufschlagt sein, also gleichzeitig Heizkanal sein.
Vorzugsweise ist mindestens ein Temperaturfühler vorgesehen.
Die Vorrichtung umfasst bevorzugt eine Temperaturregelung. Es ist also bevorzugt eine Regelungseinrichtung vorgesehen, die die Messwerte des Temperaturfühlers (Ist-Werte) mit Sollwerten vergleicht und bei einem Voneinanderabweichen dieser Werte das mindestens eine Heizelement regelt.
Mit Vorteil temperiert die Vorrichtung das Medium auf eine Temperatur von 40° C bis 60° C. Ein Vorteil hiervon ist, dass der Auftragsprozess dann weitgehend unabhängig von der Umgebungstemperatur bzw. Temperaturschwankungen ist, die sich etwa durch wechselnde Jahreszeiten ergeben.
Bevorzugt kann die Vorrichtung eine Temperaturerhöhung des Mediums um bis zu 100 Kelvin erzielen. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Medium bei dem Eintritt in die Vorrichtung und dem Medium bei dem Austritt aus der Vorrichtung beträgt also bis zu 100 Kelvin.
Mit anderen Worten ermöglicht es der Temperaturfühler, die Temperatur über eine Regelung in engen Grenzen stabil zu halten. Der Umgebungstemperatureinfluss auf die Viskosität wird dadurch vermieden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Austrittstemperatur auf eine Temperatur oberhalb der höchsten zu erwartenden Umgebungstemperatur geregelt wird.
In einer Ausführungsform ist das Medium ein Leim, beispielsweise ein Dispersionsleim oder ein anderer Kaltleim.
In einer anderen Ausführungsform ist das Medium ein Lack, wie beispielsweise ein Dispersions- oder strahlhärtender Lack (zum Beispiel UV-Lack).
Die Erfindung soll nun anhand eines in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
1 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei der als Ganzes mit 100 gekennzeichneten Vorrichtung handelt es sich um einen Kopf für den Auftrag eines Mediums 9, 9´, dass aus Leim bzw. Lack 9a, 9a´ besteht.
Das Medium 9, 9´, 9a, 9a´ gelangt in den Kopf durch eine Mediumszufuhr 1 bzw. Leim bzw. Lackzufuhr 1a. Es sind drei Ventile 5, 5’, 5’’ in dem Kopf zusammengefasst. Es kann auch eine andere Anzahl von Ventilen in einem Kopf bzw. einer Vorrichtung 100 angeordnet sein. Die Ventile 5, 5’, 5’’ weisen jeweils eine Düse 6, 6’, 6’’ auf, durch die das Medium aus dem Kopf austritt. Die Ventile 5, 5’, 5’’ können beispielsweise elektrisch oder elektropneumatisch antreibbar sein und werden auch als „Auftragsventile“ bezeichnet.
Der Kopf weist zwei Heizelemente 2, 2’ auf. Ein Heizelement 2’ ist in unmittelbarer Nähe zu den Austrittsdüsen 6, 6’, 6’’ angeordnet. Das andere Heizelement 2 ist in gewisser Entfernung zu den Austrittsdüsen angeordnet. Um das von den Austrittsdüsen entfernte Heizelement 2 wird der Leim bzw. Lack 9a, 9a’ in einem Heizkanal 3 mit Hilfe mindestens einer Schleife 8, 8’. 8’’ geführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Leim bzw. Lack mit Hilfe von drei Schleifen 8, 8’, 8’’ um das Heizelement 2 geführt. Der Heizkanal umgibt das Heizelement 2 von der Seite betrachtet von allen vier Seiten (links, rechts, oben, unten), ist also um das Heizelement 2 einmal herum geführt. Die obere Seite des Heizelements 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel nur teilweise von dem Heizkanal 3 umgeben bzw. abgedeckt. Es ist denkbar, dass der Heizkanal 3 auch die gesamte obere Seite des Heizelements und damit (von der Seite betrachtet) alle Seiten des Heizelements vollständig umgibt, also ganz um das Heizelement 2 herum geführt ist.
Der Heizkanal weist unter anderem zwischen den Schleifen 8, 8’, 8’’ gerade Bereiche 3a, 3a’, 3a’’ auf und die Schleifen sind als 90°-Abknickungen ausgeführt. Der Heizkanal 3 setzt sich ausschließlich aus geraden Bereichen zusammen. Er geht in einen Verteilkanal 4 über, der ebenfalls mit Wärme beaufschlagt ist, also gleichzeitig auch ein Heizkanal ist. Aus dem Verteilkanal 4 werden die Ventile 5, 5’, 5’’, die nicht detailliert dargestellt sind, über jeweils einen Zuführkanal 4a, 4a’, 4a’’ gespeist. Aus den Ventilen 5, 5’, 5’’ wird über die Düsen 6, 6’, 6’’ ein nicht gezeigtes Substrat mit Leim bzw. Lack 9a, 9a’ beaufschlagt.
Ferner weist der Kopf einen Temperaturfühler 7, zum Beispiel einen PT 100, auf. Es können mehrere Temperaturfühler vorgesehen sein. Eine ebenfalls vorhandene Temperaturregelung mit Hilfe des Heizelements 3 und des Temperaturfühlers 7 ist nicht dargestellt.
Die Pfeile P symbolisieren die Durchflussrichtung des Mediums 9, 9’ bzw. des Leims bzw. Lacks 9a, 9a’ durch die Vorrichtung 100.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung zum Auftrag eines Mediums auf ein Substrat
1: Mediumszufuhr
1a: Leim- bzw. Lackzufuhr
2, 2’: Heizelement
3: Heizkanal
3a, 3a’, 3a’’: gerade Bereiche des Heizkanals
4: Verteilkanal
4a, 4a’, 4a’’: Zuführkanal
5, 5’, 5’’: Ventile
6, 6’, 6’’: Düsen
7: Temperaturfühler
8, 8’, 8’’: Schleife
9, 9’: Medium
9a, 9a’: Leim bzw. Lack
P: Pfeil

Claims

Vorrichtung (100) zum Auftrag eines Mediums (9, 9’, 9a, 9a’) auf ein Substrat, mit mindestens einem Heizelement (2, 2’), mit einem Heizkanal (3), und mit mindestens einem Ventil (5, 5’, 5’’), wobei der Heizkanal (3) mit Hilfe mindestens einer Schleife (8, 8’, 8´´) um das Heizelement (2, 2’) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkanal (3) gerade Bereiche (3a, 3a’, 3a´´) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schleife (8, 8’, 8´´) eine 90°-Abknickung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Heizelemente (2, 2’) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkanal (3) um genau ein Heizelement (2) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventile (5, 5’, 5’’) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperaturfühler (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungseinrichtung vorgesehen ist, die die Messwerte des Temperaturfühlers (7) (Ist-Werte) mit Sollwerten vergleicht und bei einem Voneinanderabweichen dieser Werte das Heizelement (2, 2’) regelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung das Medium (9, 9’, 9a, 9a’) auf eine Temperatur von 40° C bis 60 °C temperiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Temperaturerhöhung des Mediums (9, 9’, 9a, 9a’) um maximal 100 Kelvin erreicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (9, 9’, 9a, 9a’) Leim (9a, 9a’) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (9, 9’, 9a, 9a’) Lack (9a, 9a´) umfasst.