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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen einer Heißschmelzmasse auf einem Substrat.
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Eine Vorrichtung ist bekannt, welche
eine Heißschmelzmassen-Verteilungs-Rohrleitung
aufweist, welche über
die gesamte Länge
eine Matrize entlang eines Abstreifelements verläuft. Die Verteilungs-Rohrleitung ist mit
einer großen
Anzahl von Ausström-Öffnungen
versehen, die nebeneinander in der longitudinalen Richtung liegen.
Während
eines Betriebs wird die Heißschmelzmasse
zu einer Seite der Verteilungs-Rohrleitung
geführt.
Die Ausström-Öffnungen,
die nebeneinander liegen, weisen Querschnitte auf, die um eine bestimmte
Schritt-Größe zunehmen,
betrachtet in einer Richtung stromabwärts der Heißschmelzmassen-Zuführ-Seite. Dies ist ein
Versuch, den Druckabfall der Heißschmelzmasse in der Verteilungs-Rohrleitung
zu kompensieren und eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Heißschmelzmasse
zu erhalten.
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Ein Nachteil im Fall dieser bekannten
Vorrichtung liegt darin, dass abhängig von der Sorte der Heißschmelzmasse
und der Heißschmelzmassen-Temperatur, die angewendet
wird, eine geeignete Verteilungs-Rohrleitung mit einer spezifischen
Verteilung und Schritt-Größe in den
Ausström-Öffnungen verwendet werden muss.
Die Heißschmelzmassen-Temperatur
kann insbesondere sehr variieren und folglich auch die Viskosität der Heißschmelzmasse.
Abhängig
von der Aufbring-Breite auf das Substrat muss außerdem eine geeignete Länge der
Verteilungs-Rohrleitung gewählt
sein. Dies bedeutet, dass ein Anwender bald mehrere verschiedene
Verteilungs-Rohrleitungen
benötigt.
Es wurde in der Praxis festgestellt, dass die Verteilung der Heißschmelzmasse
viel zu wünschen
lässt.
Bei der Komplettie rung eines Verteilungs-Zyklus und/oder bei einem Umstellen
auf eine andere Sorte einer Heißschmelzmasse
und/oder bei einem Umstellen auf eine andere Verteilungs-Rohrleitung
geht der gesamte Heißschmelzmassen-Inhalt der Verteilungs-Rohrleitung verloren.
Wenn insbesondere eine reaktive Heißschmelzmasse verwendet wird,
z. B. eine Heißschmelzmasse,
die irreversibel beim Kontakt mit Luft aushärtet, müssen spezielle Maßnahmen
durchgeführt
werden, um eine unerwünschte
permanente Aushärtung
der Heißschmelzmasse
zu verhindern. Während
eines ziemlich langen Stillstands oder während einer Lagerung der Verteilungs-Rohrleitung muss
die Verteilungs-Rohrleitung beispielsweise in einem Lösungsmittel
platziert werden, oder die Verteilungs-Rohrleitung muss mit einem
Purgiermittel gefüllt
werden, beispielsweise eine thermoplastische Heißschmelzmasse, die den Reaktionsablauf
der reaktiven Heißschmelzmasse
stoppt. Dies führt
wieder zu großen
Mengen verlorener Heißschmelzmasse.
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Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist aus der
DE-C-197
36 563 bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Matrize,
in welcher ein Abstreifer, ein hohles Profilelement für die Verteilung
von Heißschmelzmasse
und ein Profilelement mit einem Heizelement für das Erhitzen der Heißschmelzmasse
angeordnet sind. Die Profilelemente sind auf gegenüberliegenden
Seiten des Abstreifers angeordnet und verlaufen über im Wesentlichen die gesamte
Länge des
Abstreifers, wodurch folglich der Abstreifer dazwischen eingespannt
wird. Das hohle Profilelement ist im Querschnitt rechtwinklig und
ist in seiner Bodenwand mit einer großen Anzahl von Ausström-Öffnungen
versehen, die in der longitudinalen Richtung nebeneinander liegen.
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Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt
darin, dass abhängig
von der gewünschten
Aufbring-Breite, der Sorte der Heißschmelzmasse und der anzuwendenden
Heißschmelzmassen-Temperatur
eine geeignete Anordnung von Abstreifer und Profilelementen verwendet
werden muss. In der Praxis wird es für diesen Vorrichtungs-Typ vorgeschlagen, die
Ausström-Öffnungen alle zusammen luftdicht durch
ein mit Klebstoff versehenes metallisches Band zu verschließen, sollte
ein längerer
Stillstand oder eine Lagerung der Anordnung beabsichtigt sein. Folglich
wird erhofft, ein unerwünschtes
Aushärten der
Heißschmelzmasse
in dem hohlen Profilelement zu verhindern. Dieser Bandaufnahme-Vorgang
ist zeitaufwändig,
da es notwendig ist, die vollständige Anordnung
aus der Matrize zu entfernen, bevor es möglich ist, das Band anzukleben.
Während
der Entfernung der Anordnung existiert das Risiko, dass Heißschmelzmasse
aus den Ausström-Öffnungen
an ungewünschte
Stellen tropft. Für
eine Kompensation des Druckabfalls der Heißschmelzmasse in dem hohlen
Profilelement während
des Gebrauchs wird nicht gesorgt, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der
Heißschmelzmasse
führt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
liegt darin, eine Vorrichtung zu schaffen, in welcher die oben erwähnten Nachteile überwunden
werden, und insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche
bei verschiedenen Aufbring-Breiten und/oder mit verschiedenen Sorten
von Heißschmelzmasse eine
optimale Heißschmelzmassen-Verteilung
in einer flexiblen Weise mit ein und demselben Verteilungs-System
erhalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Aufbringposition zum Aufgingen
von Heißschmelzmasse
auf ein Substrat. Diese Vorrichtung kann ausgebildet sein sowohl
für die
Aufbringung eines Heißschmelzmassen-Drucks als
auch für
die Aufbringung einer Heißschmelz massen-Beschichtung.
Die Aufbringposition umfasst eine Matrize und eine Abstreifervorrichtung
und eine Dosiereinheit, die entlang der Abstreifervorrichtung beweglich
ist. Die Dosiereinheit umfasst eine Düse zum Ausgeben von Heißschmelzmasse.
Die Düse
steht in Strömungsverbindung
mit Heißschmelzmassen-Zuführeinheiten.
Die Heißschmelzmassen-Zuführeinheiten
sind ausgebildet, um der Bewegung der Dosiereinheit zu folgen und
umfassen Heizmittel, um die Heißschmelzmasse
auf der korrekten Temperatur zu halten. Die Dosiereinheit kann hin
und her entlang der Abstreifervorrichtung durch Fördermittel
bewegt werden und kann gleichzeitig durch eine geeignete Steuerung
der Zuführeinheiten
eine gewünschte Menge
von Heißschmelzmasse
an der Position eines Abstreiferelements der Abstreifervorrichtung
ausgeben. Das Abstreiferelement drückt die Heißschmelzmasse durch die Matrize
auf das Substrat. Dank der beweglichen Dosiereinheit kann die Heißschmelzmasse
sehr genau über
der Länge
der Abstreifervorrichtung verteilt werden. Die ausgegebene Heißschmelzmassen-Menge
und die Aufbring-Breite, über
welche die Dosiereinheit hin und her bewegt wird, kann genau in
einer einfachen Weise eingestellt werden. Dies macht die Vorrichtung
flexibel und einfach in der Anwendung und insbesondere leicht anpassbar
an verschiedenen Sorten von Heißschmelzmasse,
verschiedene Heißschmelzmassen-Temperaturen
und verschiedene Aufbring-Breiten. Außerdem ist die Dosierung und
Verteilung zuverlässig, teilweise
wegen der Tatsache, dass die Düse
mit einem relativen großen
Querschnitt ausgebildet sein kann, welcher das Risiko einer Blockierung
verhindert. Am Ende eines Verteilungstaktes und/oder beim Umstellen
auf eine andere Druck-Breite geht nur wenig oder keine Heißschmelzmasse
verloren. Es ist vorteilhaft, dass keine kostenaufwändigen und
zeitintensiven Messungen vorgenommen werden müssen, wenn eine reaktive Heißschmelzmasse
verwendet wird.
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Insbesondere umfasst die Vorrichtung
ferner eine Purgiermittel-Zuführeinheit
und die Dosiereinheit ist ferner mit einer Purgiermittel-Ausgabedüse versehen,
die in Strömungsverbindung
mit der Purgiermittel-Zuführeinheit
steht. Dies bedeutet, dass nach der Vollendung eines Verteilungstaktes
eine Purgiermittel-Menge über
der Länge
der Abstreifervorrichtung verteilt werden kann unter Verwendung ein
und derselben beweglichen Dosiereinheit. Dies ist wichtig, insbesondere
falls eine reaktive Heißschmelzmasse
verwendet worden ist. Das Purgiermittel spült die reaktive Heißschmelzmasse
aus der Matrize und der Abstreifervorrichtung und verhindert ferner,
dass die reaktive Heißschmelzmasse
unerwünschter
Weise ihre Reaktion fortsetzt.
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Spezieller ist die bereits erwähnte Ausgabedüse für das Purgiermittel
derart angeordnet, dass die Düse
in die Ausgabedüse
für die
Heißschmelzmasse
neben deren freien Ende ausmündet.
Die Zuführung
einer kleinen Purgiermittel-Menge reicht dann aus, um die Heißschmelzmasse
aus dem vorderen Teil der Heißschmelzmassen-Ausgabedüse auszuspülen und,
um einen verschließenden
Stopfen aus Purgiermittel zu veranlassen, sich dort zu bilden. Der
verschließende
Stopfen verhindert, dass die Heißschmelzmasse ihre Reaktion
fortsetzt, so dass diese nicht beispielsweise weiter irreversibel
an der Luft aushärten
kann. In dieser Variante einer Ausführungsform kann das Purgiermittel
beispielsweise durch eine thermoplastische Heißschmelzmasse gebildet sein.
Die Bildung eines verschließenden
Stopfens aus Purgiermittel kann vorteilhafterweise auch automatisch
stattfinden, falls ziemlich große
Purgiermittel-Mengen entlang der Abstreifervorrichtung dosiert werden.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung werden in den Ansprüchen 4 bis 12 beschrieben.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine
bewegliche Dosiereinheit gemäß Anspruch
13, eine Anordnung einer derartigen Dosiereinheit mit einer Abstreifervorrichtung
gemäß Anspruch
14 und ein Verfahren gemäß Anspruch
15.
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Die Erfindung wird detaillierter
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung erläutert
werden, in welcher:
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1 eine
schematische Ansicht im Querschnitt einer Aufbringposition einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung einer Abstreifervorrichtung
mit einer Dosiereinheit in 1 ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Dosiereinheit mit einer Zuführeinheit
in 2 ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Abstreifervorrichtung in 2 ist;
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5 eine
Ansicht von oben einer Variante einer beweglichen Dosiereinheit
ist;
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6 eine
Ansicht im Längsschnitt
von 5 ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht von 5 ist;
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8 eine
Ansicht von 5 mit entfernten Teilen
ist;
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9a und 9b jeweils sehr schematische Ansichten
einer Aufbringposition mit einer Dosiereinheit in einer ersten bzw.
zweiten Position sind;
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10 eine
Ansicht gemäß 9 einer Variante ist;
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11 eine
Ansicht gemäß 9 einer weiteren Variante
ist.
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Die Aufbringposition in 1 umfasst eine antreibbare
Matrize 1 mit einer Abstreifervorrichtung 2, die
darin befestigt ist. Die Abstreifervorrichtung 2 umfasst
ein Abstreiferelement 3 und ein Lagerabschnittsstück 4.
Die Matrize 1 ist oberhalb einer separat antreibbaren Gegendruck-Walze 5 (von
welcher nur der oberer Teil dargestellt ist) befestigt. Ein Substrat 6 kann
zwischen der Matrize 1 und der Gegendruck-Walze 5 gefördert werden.
Das Lagerabschnittsstück 4 der
Abstreifervorrichtung 1 ist hohl ausgebildet. Eine Dosiereinheit 10,
die hin und her beweglich ist, ist innerhalb des hohlen Lagerabschnittstücks 4 vorgesehen.
Die Dosiereinheit 10 ist mit einer Düse 11 zum Ausgeben
von Heißschmelzmasse
ausgestattet. Die Vorrichtung ist vorgesehen zum Aufbringen von
Heißschmelzmasse
auf das Substrat 6. Während
eines Aufbringungstaktes wird das Substrat 6 entlang der
Matrize 1 gefördert,
wobei die Matrize 1 und die Gegendruck-Walze 5 separat angetrieben
werden. Gleichzeitig wird die Dosiereinheit 10 hin und
her durch das Lagerabschnittsstück 4 bewegt.
Die Bewegungs-Richtung
der Dosiereinheit 10 ist in diesem Fall senkrecht zu der
Förder-Richtung des Substrats 6.
Durch die Düse 11 wird
Heißschmelzmasse über der
Aufbring-Breite wiederholt verteilt, während der Hin- und Her-Bewegungen der Dosiereinheit 10 und
wird nahe bei dem Abstreiferele ment 3 ausgegeben. Das Abstreiferelement 3 drückt die
Heißschmelzmasse
durch die Matrize 1. Durch Synchronisierung der Bewegungs-Geschwindigkeit der
Dosiereinheit 10 mit der Durchsatz-Geschwindigkeit des
Substrats 6 kann vorteilhafterweise sichergestellt werden,
dass ausreichend Heißschmelzmasse über der
gesamten Länge
des Abstreiferelements 3 während des gesamten Aufbringtaktes
vorliegt.
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Es ist klar aus den 2 bis 4 ersichtlich, dass das hohle
Lagerabschnittsstück 4 mit
einem langgestreckten Schlitz 15 versehen ist, durch den die
Düse 11 nach
außen
ragt und hin und her bewegt werden kann.
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Die Dosiereinheit 10 ist
mit drei reibungsreduzierenden Führungseinheiten 16 versehen,
welche um die externe Peripherie befestigt sind und beispielsweise
durch kleine Räder
gebildet sind. Zusätzlich
ist ein Führungsrad 17 vorgesehen,
welches an einem der langgestreckten Ränder des Schlitzes 15 anliegt.
Dies bedeutet, dass die Dosiereinheit 10 mit wenig Kraft
hin und her bewegt werden kann.
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Die Dosiereinheit 10 ist
mit einem Zuführschlauch 20 (siehe 2 und 3)
verbunden. Der Zuführschlauch 20 ist
durch Führungsräder 21 an
einer Endfläche
der Abstreifervorrichtung 2 getragen. Während der Hin- und Her-Bewegung
der Dosiereinheit 10 entlang der Abstreifervorrichtung 2 wird
sich der Schlauch 20 hin und her entlang dieser bewegen.
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Der Zuführschlauch 20 kann
mit einer einzelnen Durchsatz-Leitung versehen sein, die in Strömungsverbindung
mit der Düse 11 steht.
Während
eines Aufbringtaktes wird dann Heißschmelzmasse durch den Zuführschlauch 20 geführt, während, nachdem
ein Aufbringtakt beendet worden ist, Purgiermittel durch die gleiche
Durchsatz-Leitung in dem Zuführ schlauch 20 zu
der Düse 11 geführt werden kann.
Die gesamte Durchsatz-Leitung
und die Düse werden
auf diese Weise mit Purgiermittel rein gespült. Außerdem kann soviel Purgiermittel
zugeführt werden,
dass die Matrize 1 und die Abstreifervorrichtung 2 auch
in gewissem Ausmaß von
Heißschmelzmasse
sauber gespült
werden.
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Die 5 bis 8 zeigen eine bevorzugte
Ausführungsform
der Dosiereinheit 50, in welcher der Dosierschlauch 51,
der mit der Dosiereinheit 50 verbunden ist, sowohl eine
Heißschmelzmassen-Zuführleitung 52 als
auch eine separate Purgiermittel-Zuführleitung 53 unterbringt.
Die Heißschmelzmassen-Zuführleitung 52 ist
durch ein Heizelement umschlossen, welches dazu dient, die Heißschmelzmasse
am Abkühlen
zu hindern. Die Heißschmelzmassen-Zuführleitung 52 steht
in Strömungsverbindung
mit einer Heißschmelzmassen-Ausgabedüse 55 auf
der Dosiereinheit 50. Die Purgiermittel-Zuführleitung 53 steht
in Strömungsverbindung
mit einer Purgiermittel-Ausgabedüse 56.
Die Purgiermittel-Zuführleitung 53 kann
ebenso durch ein Heizelement umschlossen sein, welches dazu dienen
kann sicherzustellen, dass das Purgiermittel bei einer Temperatur
bleibt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, falls eine thermoplastische
Heißschmelzmasse
als Purgiermittel verwendet wird. Die Purgiermittel-Ausgabedüse 56 ist
vorteilhafterweise derart angeordnet, dass diese in die Heißschmelzmassen-Ausgabedüse 55 neben
deren freien Ende ausmündet.
Falls jetzt die Heißschmelzmassen-Zuführung gestoppt
wird, wenn ein Aufbringtakt beendet worden ist, und die Purgiermittel-Zuführung eingeschaltet
wird, ist das Resultat, dass die Heißschmelzmasse, die in dem letzten
Teil der Heißschmelzmassen-Ausgabedüse 55 vorliegt, durch
die Purgiermittel-Einführung herausgedrückt wird.
Durch dies sperrt das Purgiermittel gleichzeitig automatisch die
Heißschmelzmasse
von der Umgebung ab, die noch in der Heißschmelzmassen-Zuführleitung 52 vorliegt.
Dies ist insbe sondere vorteilhaft, falls eine reaktive Heißschmelzmasse
verwendet wird. Die Verwendung einer thermoplastischen Heißschmelzmasse
als Purgiermittel ist dann ein einfacher Weg, die reaktive Heißschmelzmasse
in der Dosiereinheit 50 oder in der Heißschmelzmassen-Zuführleitung 5 an
einem permanenten Aushärten
an der Umgebungsluft zu hindern. Die thermoplastische Heißschmelzmasse
in dem letzten Teil der Heißschmelzmassen-Ausgabedüse 55 bildet
eine gute Abdichtung, welche nicht dauerhaft aushärtet, und
kann einfach aus dem letzten Teil der Düse 55 bei Beginn des
nächsten
Aufbringtaktes durch die Heißschmelzmasse
herausgedrückt
werden, die wieder durch die Zuführleitung 52 zu
der Düse 55 geführt wird.
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In einer Variante sind die Heißschmelzmassen-Zuführleitung
und die Purgiermittel-Zuführleitung in
separaten Zuführschläuchen untergebracht,
wobei jede mit der Dosiereinheit verbunden ist.
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In einer anderen Variante ist die
Dosiereinheit mit einer separaten Purgiermittel-Ausgabedüse versehen,
welche in Strömungsverbindung
mit einer separaten Purgiermittel-Zuführleitung steht.
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Zusätzlich zu der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform, in welcher die
Dosiereinheit in einem hohlen Teil der Abstreifervorrichtung geführt ist,
kann die Dosiereinheit in einer Variante auch über einen Führungs-Abschnitt geführt werden,
der auf der Außenseite
einer Abstreifervorrichtung vorgesehen ist. Es ist außerdem möglich, einen
separaten Führungs-Abschnitt
vorzusehen, welcher über
mindestens die Aufbring-Breite der Aufbringposition entlang einer
Abstreifervorrichtung verläuft.
Das vorteilhafterweise verwendete Abstreiferelement ist eine Abstreiferschneide,
da diese durch die Heißschmelzmassen-Fäden schneiden
kann, die in jedem Fall während
eines Druckens gebildet werden.
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Die Dosiereinheit, die hin und her
beweglich ist, kann hin und her entlang der Abstreifervorrichtung
in verschiedenen Weisen geführt
werden. Die 9 bis 11 zeigen drei Varianten
davon.
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In den 9a und 9b ist eine Dosiereinheit 90 mit
einer steifen Zuführ-Rohrleitung 91 verbunden.
Die Letztgenannte ist wiederum mit einem flexiblem Zuführschlauch 92 verbunden.
Der Zuführschlauch 92 kann,
wie gewünscht,
entweder in Strömungsverbindung
mit einer Heißschmelzmassen-Zuführung 93 oder
mit einer Purgiermittel-Zuführung 94 gebracht
werden. Antriebseinheiten 95 sind zum Bewegen der Dosiereinheit 90 hin
und her vorgesehen, wobei die Antriebseinheiten auf die äußere peripherische
Wand der Zuführ-Rohrleitung 91 wirken.
Die Antriebseinheiten 95 sind auf einer der Endflächen einer
Abstreifervorrichtung 96 befestigt, die durch eine Matrize 97 verläuft. Durch
Antreiben der Antriebseinheiten 95 in einer geeigneten
Weise werden die Antriebseinheiten die Zuführ-Rohrleitung vorwärts und rückwärts drücken. Die Dosiereinheit 90 bewegt
sich zusammen mit der Zuführ-Rohrleitung 91 hin
und her entlang der Abstreifervorrichtung.
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Die in 10 gezeigte
Variante entspricht weitgehend der von 9, der Unterschied liegt darin, dass
Antriebseinheiten 105 in diesem Fall an einem Befestigungspunkt
befestigt sind, der an einer Außenseite
der Abstreifervorrichtung und der Matrize liegt. Dies bedeutet,
dass die Abstreifervorrichtung entfernt werden kann, wenn die Vorrichtung
stillsteht, ohne dass die Dosiereinheit, die Zuführ-Rohrleitung und die Antriebseinheiten gleichzeitig
entfernt werden müssen.
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11 zeigt
eine Variante mit einem völlig flexiblen
Zuführschlauch 111,
welcher auf eine Rolle 112 gewickelt und von dieser wieder
abgewickelt werden kann. Der Schlauch ist flexibel, aber ausreichend
steif, um in der Lage zu sein, die Dosiereinheit vor diesem zu schieben,
während
des Abwickelns.
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Viele Varianten sind zusätzlich zu
den gezeigten Ausführungsformen
möglich,
in welchen die Antriebseinheiten mit den Zuführmitteln in Wechselbeziehung
stehen. Zum Beispiel kann die Dosiereinheit auch mit einem separaten
Bewegungsmittel, zum Beispiel einem separaten Zug- und/oder Druckelement
verbunden sein.
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Folglich kann eine Mehrzweck-Vorrichtung zum
Dosieren und Verteilen von Heißschmelzmasse auf
einem Substrat gemäß der Erfindung
erhalten werden. Die Dosiereinheit, die hin und her beweglich ist,
ist einfach an verschiedene Aufbring-Breiten und verschiedene Sorten
von zu dosierender und zu verteilender Heißschmelzmasse anpassbar. Eine
Purgiermittel-Ausgabedüse, welche
in den letzten Teil der Heißschmelzmassen-Zuführdüse ausmündet, kann
sehr vorteilhaft auch an der Dosiereinheit vorgesehen sein. Dies
minimiert den Verlust von Heißschmelzmasse
außerhalb
der Aufbringtakte und verhindert, dass sich die Heißschmelzmassen-Wirkungen
in einem negativen Sinn während
einer ziemlich langen Stillstands-Periode ändern.