DE8907752U1

DE8907752U1 - Düse zum Auftragen von Fluiden, insbesondere von Schmelzklebern

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Publication number: DE8907752U1
Application number: DE8907752U
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1989-06-24
Filing date: 1989-06-24
Publication date: 1990-10-18
Anticipated expiration: 1999-06-25

Description

28601 Clemens Road, *'estlake_f Ohio 44154-1148, U.S.&Lgr;

Düse zum Auftragen von. FJu Jen, insbesondere von Schmelzklebern

Beschreibuno

Die Erfindung betrifft eine Düse zum Auftragen von Fluiden, insbesondere von Schmelzklebern, mit einem Düsenkörper, der einen Kanal für die Zuführung des Fluids enthält und in den von seiner Oberfläche ein mit dem Kanal kommunizierender Schlitz für den Austritt des Fluids eingearbeitet ist.

Eine derartige Düse ist beispielsweise aus der DE-PS 21 00 771 bekannt. Dabei ist der Schlitz für den Austritt des Fluids rechtwinklig zur Auftragsrichtung angeordnet, so daß das Fluid in Form eines Streifens auftragbar ist, dessen Breite der Länge des Schlitzes

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Martinistrasse 24 ■ D-28OO Bremen l· Telefon (J42l-;

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entspricht. Mit der bekannten Düse wird jedoch nur dann ein gleichmäßiger Auftrag des Fluids auf ein Substrat erzielt, wenn die Düse mit ihrem Schlitz für den Austritt des Fluids über dem zu beschichtenden Substrat angeordnet ist, so daß das Fluid auch unter Einwirkung der Schwerkraft im wesentlichen vertikal aus dem Schlitz nach unten austreten und auf das Substrat fließen kann. Dabei ist es für einen gleichförmigen, laminaren Auftrag über die gesamte Breite auch wichtig, daß sowohl der Schlitz als auch dc.s unterhalb des Schlitzes vorbeigeführte Substrat oder Trägermaterial im wesentlichen waagerecht und parallel zueinander angeordnet sind. Demgegenüber können aber Ungleichmäßigkeiten in der Dicke des Fluidaufträges oder Nichtkontinuitäten wie Tropfen oder Schwänze im Fluidauftrag dann auftreten, wenn Düse und Substrat in anderen Winkellagen zur Lotrechten angeordnet werden. Denn nicht alle Anwendungen erlauben eine waagerechte Anordnung des Schlitzes der Düse vertikal oberhalb eines ebenfalls waagerecht anzuordnenden Substrats und die daraus folgende horizontale Relativbewegung von Düse und Subrtrat zueinander. Vielmehr möchte man aus verschiedenen Gründen - z.B. aus Platzgründen - in bestimmten Anwendungsfällen das Substrat -vertikal anordnen und führen. In diesem Falle muß dann die Düse gegenüber dem Substrat so angeordnet verden, daß der Ausstoß des Fluids beispielsweise horizontal auf das Substrat erfolgt. Wegen nicht befriedigender Ergebnisse scheidet jedoch die bekannte Düse für derartige Anwendungsfälle aus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Düse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Auftrag des Fluids unabhängig von der räumlichen Anordnung der Düse gleichmäßiger als bisher wird.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schlitz
mit einem Boden versehen ist und in Längsrichtung nebeneinander in einer Reihe liegende Austrittsöffnun
gen aufweist, die den Schlitz über Bohrungen mit dem
Kanal verbinden.

Mit der erfindungsgemäßen Düse ist ein recht gleichmäßigor und kontinuierlicher laminarer Auftrag von
Fluiden in jeder Sprüh- und Auftragsrichtung möglich. Insbesondere kann mit der erfindungsgemäßen Düse ein
Fluid kontinuierlich und gleichmäßig selbst auf ein
vertikal angeordnetes Substrat aufgetragen werden.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das
Fluid nicht mehr im ganzen - wie beim Stand der Technik - durch den Schlitz gedrückt wird, sondern in ein zelne Ströme aufgeteilt wird, die durch die einzelnen Austrittsöffnungen in den Schlitz und von dort auf
das Substrat gelangen. Da die Austrittsöffnungen erfindungsgemäß in einer Reihe liegen, vereinigen sich
die Fluidströme nach Austritt aus den Austrittsöffnun gen zu einem gemeinsamen, entsprechend der Länge des
Schlitzes breiten, fächerförmigen Band, wodurch das
Fluid auf dem Substrat in einer Bahn oder einem Strei fen aufgetragen wird, dessen Breite der Länge des
Schlitzes entspricht. Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des Fluids in einzelne Ströme wird der Ausstoß des Fluids gleichmäßiger, wodurch die Ausbildung von Tropfen oder Schwänzen behindert wird. Ferner
kann mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Düse das
Fluid auch unter größerem Druck als beim Stand der
Technik abgegeben werden, so daß ein recht gleichmäßi ger Auftrag auch beim Beschichten aus größerer Entfer nung und in horizontaler Abgaberichtung oder über
Kopf erzielt wird. Somit ist die erfindungsgemäße Düse für jede Sprührichtung einsetzbar.

Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen in konstantem Abstand zueinander angeordnet und/oder kreisförmig. Derartige Maßnahmen gewährleisten ein Höchstmaß an Exaktheit, was den gleichmäßigen laminaren Fluß des Fluids betrifft. Dabei werden besonders gute Resultate erzielt, wenn die kreisförmigen Austrittsöffnungen einen Durchmesser von 0,6 mm besitzen und der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Austrittsöffnungen konstant 2,5 mm beträgt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Austrittsöffnungen im Boden des Schlitzes ausgebildet, wodurch das Fluid besonders wirkungsvoll abgegeben werden kann. Vorzugsweise grenzen dabei die Austrittsöffnungen an die Seitenwände des Schlitzes an, wodurch ein besonders hohes Abgabevolumen des Fluids und somit ein besonders großer Wirkungsgrad erzielt wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß beide seitenwänäe des Schützes parallel zueinander verlaufen und der Boden beide Seitenwände im rechten Winkel miteinander verbindet. Dies ist eine besonders einfach herzustellende Form, die darüber hinaus auch eine wirkungsvolle Abgabe des Fluids ermöglicht.

Vorzugsweise weisen beide Seitenwände über die gesamte Länge des Schlitzes eine konstante Tiefe auf, was die Herstellung eines solchen Schlitzes vereinfacht. Besonders gute Resultate erhält man, wenn ein derart ausgebildeter Schlitz etwa 3 mm tief und 0,6 mm breit ist.

Bei einer alternativen Ausführung laufen beide Seitenwände des Schlitzes zum Boden hin spitz zu, so daß
sich der Schlitz V-förmig nach außen öffnet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, daß die Oberfläche des Düsenkörpers eine im Abstand zum Schlitz angeordnete Abrißkante
aufweist, an deren dem Schlitz abgewandter Seite eine Fläche angrenzt, die in einen zurückgesptzten Oberflächenabschnitt bzw. Hinterschnitt hineinverläuft.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer derartigen Abrißkante wird eine Berührung des Substrats, auf das das Fluid aufgetragen wird, mit dem Düsenkörper
verhindert. Gleichzeitig wird ebenfalls vermieden,
daß größere Mengen des abgegebenen und auf dem Substrat aufgetragenen Fluids am dem Schlitz nachfolgenden Abschnitt des Düsenkörpers haften bleiben.

Zweckmaßigerweise verläuft die Abrißkante parallel
zum Schlitz. Ferner kann die an die Abrißkante angrenzende Fläche etwa rechtwinklig zur Oberfläche des Düsenkörpers in den Hinterschnitt hineinverlaufen. Ebenfalls kann vorzugsweise die an die Abrißkante angrenzende Fläche über ihre gesamte Länge eine konstante
Tiefe besitzen. Die genannten baulichen Maßnahmen tragen nicht nur zu einer besseren Wirkung der Abrißkante, sondern auch zu einer einfacheren und kostengünstigeren Herstellung der Abrißkante und des Hinterschnittes bei. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der Abstand der Abrißkante zum
Schlitz im Bereich 0,5 bis 1,0 mm liegt.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführung besitzt der Düsenkörper die Form eines Zylinders mit achsparallel

verlaufendem Schlitz. Uer Hinterschnitt ist hierbei entlang eines Teils des Umfangs ausgebildet und geht an seinem der Abrißkante gegenüberliegenden Ende in die zylindrische Umf angsf läc'.ie über. Der Vorteil der zylindrischen Form des Düsenkörpers liegt darin, daß die dem Schlitz benachbarten Mantelfächenabschnitte des Düsenkürpers aufgrund von dessen Zylinderform einen größeren Abstand vom Substrat aufweisen als der Schlitz. Auf diese Weise wird einerseits ein effoktiver Auftrag des Fluids gewährleistet und andererseits eine Behinderung des relativ zum Düsenkörper und rechtwinklig zu dessen Längsachse bewegten Substrats durrh die übrigen Flächenabschnitte des Düsenkörpers vermieden.

In der bevorzugten Ausführung verläuft der Kanal im Düsenkörper parallel zur Längsrichtung des Schlitzes. Mit dieser Maßnahme wird auf besonders einfache Weise erreicht, daß die Länge aller zum Kanal führenden Durchgangsbohrungen gleich ist und eine gleichmäßige Druckverteilung entlang des Austrittsschlitzes erzielt wird.

Bevorzugt weist der Düsenkörper zusätzlich eine Längsbohrung für ein Heizelement auf, mit dem thermoplastische Fluide im Kanal vor dem Austritt durch die Austrittsöffnungen beheizt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 2 einen Querschnitt durch diese Ausführungsform; und

Fig. 3 denselben Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Wie die Figuren übereinstimmend zeigen, besteht die Düse aus einem Düsenkörper 10, der im Querschnitt kreisförmig ist (vgl. Fig. 2 und 3). Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, enthält der Düsenkörper 10 eine Längsbohrung 12 für Heizelemente sowie einen längsverlaufenden Kanal 14, durch den das Fluid, beispielsweise ein Schmelzklebstoff, geführt wird. Bohrung 12 und Kanal 14 sind achsparallel zur Achse des Düsenkörpers ausgerichtet.

In die Mantelfläche des Düsenkörpers 10 ist ein parallel zu dessen Längsachse verlaufender Schlitz 16 eingearbeitet. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, hat der Schlitz zwei gegenüberliegende Seitenwände 16b bzw. 16b' und 16c bzw. 16C, die durch einen Boden 16a miteinander verbunden sind. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung verlaufen beide Seitenwände 16b und 16c parallel zueinander und der Boden 16a verbindet beide Seitenwände 16b, c im rechten Winkel miteinander. Die beiden Seitenwände 16b, c weisen über die gesamte Länge des Schlitzes 16 eine konstante Tiefe auf. Vorzugsweise ist der Schlitz 16 3,0 mm tief und 0,6 mm breit.

Demgegenüber ist in Fig. 3 eine Ausführungsform dargestellt, bei der beide Seitenwände 16b¹, 16c' des

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Schlitzes 16' zum Boden 16a' hin spitz zulaufen, wodurch sich der Schlitz 16' zur Oberfläche des Düsenkörpers 10 hin erweitert. Auch bei dieser Ausführungsform weisen beide Seitenwände 16b¹, 16c' über di..s gesamte Länge äes Schlitzes 16" eine konstante Tiefe auf.

Bei beiden Avisführungsforroeu Kind, im Bo<5en 16a bzw, 16a¹ des Schlitzes 16 bzw. 16' kreisförmige Austrittsof fnuncjen 18 ausgebildet, die den Schlitz IS bzw. 16' über Bohrungen mit dem Kanal 14 verbinden (vgl. Fig. 2 und 3). Die Austrittsöffnungen 18 sind in konstantem Abstand zueinander angeordnet. Vorzugsweise besitzen die kreisförmigen Austrittsöffnungen 18 einen Durchmesser von 0,6 mm, und der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Austrittsoffr.ungen 18 beträgt konstant 2,5 mm. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, grenzen die Austrittsöffnungen 18 an die Seitenwände 16b, 16c des Schlitzes 16 an, was auch bei der Ausführung gemäß Fig. 3 der Fall ist.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich wird, weist die Oberfläche des Düsenkörpers 10 eine im Abstand zum Schlitz 16 bzw. 16' verlaufende Abrißkante 22 auf, an deren dem Schlitz 16 bzw. 16' abgewandter Seite eine Fläche 23 angrenzt, die Teil eines zurückgesetzten Oberflächenobschnitts bzw. Hinterschnitts 20 ist. Die Abrißkante 22 verläuft parallel zum Schlitz (vgl. Fig. 1), und der Abstand der Abrißkante 22 zum Schlitz 16 liegt bei vorzugsweise etwa 0,5 bis 1,0 mm. Dabei verläuft die an die Abrißkante 22 angrenzende Fläche 23 etwa rechtwinklig zur Oberfläche des Düsenkörpers 10 in den Hinterschnitt 20 hinein und besitzt über ihre gesamte Lan-

ge eine konstante Tiefe (vgl. Fig. 2 und 3)- Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, nimmt der Hinterschnitt einen Teil des Umfanges des zylindrischen Düsenköipers 10 ein, hat seine größte Tiefe im Bereich der Abrißkante 22 und geht mit seinem der Abrißkante gegenüberliegenden Ende 25 wieder in die zylindrische Umfängst lache über, und zwar gemäß den Fig. and 3 nach einem Umfangswinkel vor etwa 70°.

An den Enden des Düsenkörpers 10 sind Befestigung»- abschnitte 24, 26 vorgesehen, die der Befestigung des Düsenkörpers 10 an einem Gerät sum Auftragen von Fluiden dienen=

Im folgenden wird die Fyr<k" ionsweise der erfindungsgemäßen Düse beschrieben:

Nach Anschluß des Kanals 14 an eine unter Druck stehende Fluid-Quelle wird das beispielsweise von Schmelzkleber gebildete Fluid durch die Austrittsöffnungen 18 abgegeben. Dabei wird die Düsv? relativ zu einem Substrat, auf das das Fluid aufgetragen werden soll, bewegt, und zwar gemäß den Figuren nach links, wie in Fig. 1 mit Hilfe des Pfeils 30 angedeutet ist. Dabei wird die Düse üblicherweise so bewegt, daß ihr Schlitz 18 im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung liegt. Für den Auftrag des Fluids ist der Schlitz 16 dem zu beschichtenden Substrat zugewandt und verläuft parallel zu diesem. Durch die im Boden 16a bzw. 16a' des Schlitzes 16 bzw. 16' ausgebildeten Austrittsöffnungen 18 tritt das Fluid in Form von Fäden oder Strömen radial aus dem Düsenkörper 10 in den Schlitz 16, 16' aus. Da die Austrittsöffnungen 18 nebeneinander in einer Reihe liegen, werden die einzelnen Ströme des Fluids zu

einem gemeinsamen fächerförmigen Band vereint, so daß das Fluid in Form eines Bandes oder Streifens auf das Substrat aufgetragen wird, In Bewegungsrichtung (Pfeil 30) gesehen liegt hinter dem Schlitz IS bzw, 16" öle Abrißksnt·? 22 mit dem Hinterschnitt 20, der eine Berührung des Düsenkörpers 10 mit dem Substrat und ein Festhaften von Teilen des bereits abgegebenen und aufgetragenen Fluides verhindert.

Anzumerken ist noch, daß die Düse in allen Einbaulagen Fluid abgeben kann.

Claims

Ansprüche

1. Düse zum Auftragen von Fluiden, insbesondere von Schmelzklebern, mit einem Düsenkörper (10), der einen Kanal (14) für die Zuführung des Fluids enthält und in den von seiner Oberfläche aus ein mit dem Kanal (14) kommunizierender Schlitz (16) für den Austritt des Fluids eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (16) mit einem Boden (16a) versehen ist und in Längsrichtung nebeneinander in einer Reihe liegende Austrittsöffnungen (18) aufweist, die deü Schlitz (16) über Bohrungen mit dem Kanal (14) verbinden.

2. Düse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (18) in konstantem Abstand zueinander angeordnet sind.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (18) kreisförmig sind.

4. Düse nach Anspruch 2 und 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmigen Austrittsöffnungen (18) einen Durchmesser von 0,6 mm b« sitzen und der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Austrittsöffnungen (18) konstant 2,5 mm beträgt.

5. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (18) im Boden (16a) des Schlitzes (16) ausgebildet

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6. Düse nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (18) an die Seitenwände (16b, 16c) des Schlitzes (16) angrenzen.

7. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenwände (16b, 16c) des Schlitzes (16) paralle¹. zueinander verlaufen und der Boden (16a) beide Seitenwände (16b, 16c) im rechten Winkel miteinander verbindet.

8. Düse nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenwände (16b, 16c) über die gesamte Länge des Schlitzes (16) eine konstante Tiefe aufweisen.

9. Düse nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (16) 3 mm tief und 0,6 mm breit ist.

10. Düse nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenwände (16b¹, 16c¹) des Schlitzes (16') zum Boden (16a¹) hin spitz zulaufen.

11. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Düsenkörpers (10) eine im Abstand zum Schlitz (16) angeordnete Abrißkante (22) aufweist, an deren dem Schlitz (16) abgewandter Seite eine Fläche (23) angrenzt, die Teil eines zurückgesetzten Oberflächenabschnitts bzw. H.interschnitts (20) ist und in den Düsenkörper hineinverläuft.

12. Düse nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abrißkante (22) parallel zum Schlitz (16) verläuft.

13. Düse nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Abrißkante (22) zum Schlitz (16) im Bereich 0,5 bis 1 mm liegt.

14. Düse nach einem der Ansprüche 11 bi~, 13, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Abrißkants (22) angrenzende Fläche (23) etwa rechtwinklig zur Oberfläche des Düsenkörpers (10) in den Hinterschnitt (20) hineinverläuft.

15. Düse nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die an die Abrißkante (22) angrenzende Fläche über ihre gesamte Länge eine konstante Tiefe besitzt.

16. Düse nach einem der Ansprüche 11 bis 15,

be', welcher der Düsenkörper (10) die Form eines Zylinders besitzt, der Schlitz (16) achsparallel verläuft, der Hinterschnitt (20) entlang eines Teils des Umfangs ausgebildet ist und mit seinem der Abrißkante (22) gegenüberliegenden Ende (25) in die zylindrische Umfangsflache übergeht.

17. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (14) im Düsenkörper (10) parallel zur Längsrichtung des Schlitzes (16) verläuft.

18. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (10) zusätzlich eine benachbart zum Kanal Bohrung (12) für Heizelemente enthält.