DE20202381U1

DE20202381U1 - Ventil für Vorrichtungen zum Auftragen von fließfähigen Stoffen

Info

Publication number: DE20202381U1
Application number: DE20202381U
Authority: DE
Original assignee: HHS LEIMAUFTRAGS SYSTEME GmbH
Current assignee: HHS LEIMAUFTRAGS SYSTEME GmbH
Priority date: 2002-02-16
Filing date: 2002-02-16
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2012-02-17

Description

HHS0201DE j Y'l '- \ \ V* « \) _#/' 13.02.2002

hhs Leimauftrags-SystemlOmbH, Krefefd

Ventil für Vorrichtungen zum Auftragen von fließfähigen Stoffen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil für eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffen, insbesondere von Klebstoffen, Farben oder Lacken oder Trennmitteln.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt und werden z.B. dafür verwendet, portionsweise Leim auf einem Substrat aufzubringen. Der Auftrag des Leims wird dabei über das Dosierventil gesteuert, wobei insbesondere eine punktformige Auftragung möglich ist. Geeignete Dosierventile sind beispielsweise in der DE 40 13 323 C2, der DE 91 15 872 Ul oder der DE 295 08 916 Ul beschrieben. Diese Dosierventile verfügen im allgemeinen über einen durchgehenden, einstückigen Dosierkolben, der Bestandteil eines Elektromagneten ist, durch den der Dosierkolben hochgezogen werden kann. In Verbindung mit einer Feder kann somit durch den wahlweise einschaltbaren Magneten insbesondere ein pulsierender Antrieb des Dosierkolbens erfolgen. Durch den pulsierend auf- und abbewegten Dosierkolben sind mit regulierbarer Folge Tropfen bestimmter Größe abgebbar.

In der DE 41 13 445 Al wird vorgeschlagen, die Austrittsöffhung des Dosierventils mit einem Außenverschluß in Form eines hin- und herbewegbaren Schiebers zu verschließen. Der Schieber soll dabei sich an der Austrittsöffhung des Ventils befindliches Material entfernen und durch eine Abdichtung des Auslasses ein weiteres unerwünschtes Austreten des fließfähigen Stoffes verhindern.

Aus der DE 199 36 670 Al ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt, welche in bekannter Weise einen feststehenden Träger, ein mit dem Träger verbundenes Dosierventil sowie einen Außenverschluß für die Austrittsöffhung des Dosierventils enthält. Das Dosierventil ist zwischen einer Arbeitsstellung und einer Ruhestellung

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beweglich am Träger angeordnet, wobei in der Ruhestellung der Außenverschluß die Austrittsöffnung von außen verschließt.

Die beschriebenen Vorrichtungen sind in der Regel nicht ohne weiteres für den Auftrag von feuchtigkeitsempfindlichen Materialien, z.B. von Klebstoffen geeignet.

Dies gilt insbesondere, wenn Polyurethan-Klebstoffe oder Cyanacrylat-Klebstoffe aufgetragen werden müssen. Hinzu kommt, dass bei Einsatz von chemischen Stoffen es zu Reaktionen mit den metallischen Oberflächen des Dosierkolbens kommen kann.

Dieser ist nach heutigem Stand der Technik regelmäßig aus Metall auszulegen, um die notwendige Magnetisierung sicherstellen zu können.

Um die Probleme der Korrosions- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit zu bewältigen, werden die Ventile nach Möglichkeit aus nicht-metallischen Materialien zum Beispiel PTFE gefertigt. Diese Materialien sind jedoch nicht für alle Teile der Konstruktion geeignet, da sie in der Regel nicht magnetisch sind. Nach heutigem Stand der Technik wird daher das Antriebsteil mit der Magnetspule und dem Magnetkern von dem Flüssigkeit benetzten Raum durch Dichtungen oder Membranen getrennt. Derartige Membranen beeinträchtigen jedoch die Beweglichkeit des Dosierkolbens, so dass dieser insbesondere nicht für schnell laufende Maschinen (z.B.

Verpackungsmaschinen) geeignet ist. Außerdem ist die Lebensdauer der Membranen begrenzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Ventil für eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffen zur Verfügung zu stellen, welches sich insbesondere schnell öffnen und schließen lässt.

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Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Ventil, das wenigstens eine Magnetspule mit Magnetkern und wenigstens einen Dosierkolben mit Dichtsitz aufweist und welches für Vorrichtungen zum Auftrag von fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffen einsetzbar ist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Dosierkolben mindestens teilweise mit einer Ummantelung aus einem feuchtigkeitsabweisenden Material versehen ist.

Der Antrieb des Ventile beruht auf dem elektromagnetischen Prinzip. Wird die Magnetspule mit Strom beaufschlagt, so findet eine Aufmagnetisierung des Dosierkolbens sowie des Magnetkerns statt. Durch die entgegengesetzt magnetische Polarisation an den Grenzflächen des Luftspalts, dessen Länge gleichzeitig den Arbeitshub darstellt, findet eine Anziehung des Dosierkolbens zum feststehenden Kern hin statt. Beim Einschalten des Magnetfeldes wird der Dosierkolben entgegen der Schließfeder gezogen. Diese kann sich zwischen Magnetkern und Dosierkolben befinden, andere Positionen wie z.B. am anderen Ende des Dosierkolbens sind möglich. Bei Ausschalten des Magnetfeldes drückt die Schließfeder den Dosierkolben in die Ausgangslage zurück. Hierdurch wird der Dosierkolben mit seinem Ende derart in einem Dichtsitz gedrückt, dass keine Flüssigkeit mehr auszutreten vermag. Die Dosieröffhung des Ventils ist mithin verschlossen.

Erfindungsgemäß wird der Dosierkolben - wie bereits erwähnt - mit einer Ummantelung versehen. Diese Ummantelung wird vorzugsweise in dem Bereich angeordnet, in welchem die Gefahr besteht, dass der Dosierkolben mit den fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffen in Berührung kommt. D.h., der Dosierkolben ist vorzugsweise in dem Bereich des Druckraums außerhalb der Magnetspule mit einer speziellen Ummantelung versehen. Die Ummantelung besteht

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aus einem Material, das zum einen feuchtigkeitsabweisend ist und zum anderen gegen die eingesetzten chemischen Stoffe, insbesondere Klebstoffe inert ist. Ganz besonders bevorzugt ist, wenn das Material für Klebstoffe abweisend ist, so dass diese auch bei längeren Arbeitszyklen nicht an der Oberfläche des Ummantelungsmaterials anhaften.

Als Materialien werden erfindungsgemäß vorzugsweise PTFE (Polytetrafluorethylen), PFA (Perfluoralkoxy-Copolymer), PP (Polyoropylen), PE (Polyethylen) oder PVDF (Polyvinylidenfluorid) eingesetzt. Ebenso können erfindungsgemäß auch Gemische dieser Stoffe zum Einsatz kommen. Ferner können Materialien eingesetzt werden, die Keramik enthalten.

Die Ummantelung wird erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass sie druckstabil ist. Denn bei der Dosierung der fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffe können unter Umständen Drücke von 0,1 bis 5 bar oder höher auftreten. Entsprechend wird die erfindungsgemäße Ummantelung vorzugsweise so ausgelegt, dass sie für Drücke zwischen 0-20 bar, vorzugsweise 0,1 bis 5 bar geeignet ist.

Um den entsprechenden Drücken standhalten zu können, werden erfindungsgemäß spezielle geometrische Ausgestaltungen eingesetzt. Besonders bewährt hat sich die Ausformung der Ummantelung als Faltenbalg bewährt. Die Zahl der Falten beträgt erfindungsgemäß vorzugsweise 2-10.

Die Ausgestaltung der Ummantelung als Faltenbalg weist eine Reihe von Vorteilen auf. So wird der Arbeitshub des Dosierkolbens durch mehrere Falten aufgenommen. Daraus ergibt sich für die einzelne Falte ein durch die Anzahl der Falten zu teilender Hub, was einerseits zu einer über die Faltenanzahl direkt beeinflussbaren Minimierung der Materialermüdung fuhrt, andererseits höhere Schaltfrequenzen

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zulässt. Damit ist der Faltenbalg insbesondere für ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils besser geeignet als die bisher eingesetzten Membranen. Gleiches gilt für die Lebensdauer des Faltenbalgs. Ein weiterer Vorteil ist, dass die unerwünschte zusätzliche Öffiiungskraft, die sich aus der wirksamen, druckbeaufschlagten Fläche ergibt, mit einem Faltenbalg bei gleichem Hub kleiner ausgeführt werden kann. Dadurch arbeitet das Ventil in einem größeren Druckbereich, der eine höhere Austrittsmenge oder die Verarbeitung höherviskoser Flüssigkeiten zulässt.

Das erfindungsgemäße Ventil wird vorzugsweise für Vorrichtungen eingesetzt, mit denen die fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffe aufgetragen werden sollen. Demgemäß wird das Ventil überall dort eingesetzt, wo Klebstoffe, Farben oder Lacke auf eine Fläche aufgetragen werden sollen. Besonders bevorzugt ist der Einsatz für Klebstoffe.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert.

In der Figur ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils dargestellt.

Die Funktionsweise des Ventils ist folgende: Sobald die Magnetspule 4 mit Strom beaufschlagt wird, findet eine Aufmagnetisierung des Dosierkolbens 3 sowie des Magnetkernes 1 statt. Durch die entgegengesetzt magnetische Polarisation an den Grenzflächen des Luftspaltes, dessen Länge gleichzeitig den Arbeitshub darstellt, findet eine Anziehung des Dosierkolbens zum feststehenden Kern 1 hin statt. Diese Anziehung erfolgt entgegen der Federkraftwirkung der Schließfeder 2.

Der Faltenbalg 5 mit den Falten 5b und Dichtkonus 5c wird durch die feste Verbindung mit dem Dosierkolben 3 vom Dichtsitz 7 abgehoben, so dass die unter Druck zugeführte Flüssigkeit aus der Austrittsbohrung des Ventils austreten kann. Hierbei kann die Austrittsbohrung direkt an dem Dichtsitz 7 geformt sein, oder auch

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wie dargestellt durch eine Vorschraubdüse 8. Wird die Magnetspule stromlos geschaltet, bricht das Magnetfeld zusammen und der Dosierkolben 3 wird durch die Schließfeder 2 in Schließrichtung gedrückt, so dass die Austrittsbohrung verschlossen und der Flüssigkeitsstrom unterbrochen wird.

Durch die dargestellte Konstruktion wird der Antrieb (Magnetspule 4, Magnetkern 1, Dosierkolben 3) von dem mit Flüssigkeit benetzten Druckraum 6 getrennt. Durch die Auswahl der Materialien des Faltenbalgs wird sichergestellt, dass Feuchtigkeit und Einflüsse von chemischen Stoffe den Dosierkolben nicht schädigen können. Ebenso kann das fließfähige oder fließfähig gemachte Material nicht durch Feuchtigkeit oder andere Einflüsse beeinträchtigt werden. Um insbesondere zu verhindern, dass Feuchtigkeit sich in der Ummantelung ansammelt, werden vorzugsweise PTFE, PFA, PE, PP und PVDF für den Faltenbalg eingesetzt.

Claims

1. Ventile umfassend Magnetspule (4) mit Magnetkern (1) und Dosierkolben (3) mit Dichtsitz (6) für Vorrichtungen zum Auftrag von ftießfähigen oder fließfähig gemachten Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkolben (3) mindestens teilweise mit einer Ummantelung aus einem feuchtigkeitsabweisenden Material versehen ist.

2. Ventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung derart ausgestaltet ist, dass der Dosierkolben (3) vom Druckraum (7) getrennt ist.

3. Ventile nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialoberfläche gegen die eingesetzten fließfähigen oder fließfähig gemachten Stoffe inert ist.

4. Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialoberfläche der Ummantelung (5) klebstoffabweisend ist.

5. Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung druckstabil ausgestaltet ist.

6. Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (5) für Drücke zwischen 0-20 bar, vorzugsweise 0,1 bis 5 bar ausgelegt ist.

7. Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (5) die Form eines Faltenbalgs aufweist.

8. Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Falten des Faltenbalgs (5) 2-10 beträgt.