DE9412935U1 - Schlitzdüse zum Auftragen von fließfähigen Materialien - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlitzdüse zum Auftragen von fließfähigen Materialien und insbesondere von Schmelzkleber, mit einem Zufuhrkanal für das Material, einem hieran angeschlossenen Verteilerkanal sowie mit mehreren Austrittskanälen, die stromaufwärts an unterschiedlichen Stellen des Verteilerkanals angeschlossen sind und in Austrittsöffnungen münden.

In der Industrie müssen immer wieder Klebstoffe wie Schmelzkleber in parallelen Bahnen auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Hierbei werden sehr hohe Anforderungen an die Gleichmäßigkeit gestellt, mit der der Schmelzkleber auf die Oberfläche aufgebracht wird. Insbesondere soll die Masse des Klebstoffes, der die parallelen Bahnen bildet, für jede Bahn möglichst die gleiche sein.

DKS/JVO/dw

Hierzu ist aus dem Stand der Technik eine zum Anschluß an einen Auftragskopf bestimmte Schlitzdüse bekannt, bei der ein Schmelzkleber über einen Zufuhrkanal einem Verteilerkanal zugeführt und von dort aus durch mehrere vom Verteilerkanal abgehende Austrittskanäle mit rechteckigem Längs- und Querschnitt zu schlitzförmigen Austrittsöffnungen geleitet wird. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche Schlitzdüse höheren Anforderungen an einen gleichmäßigen und vor allem an für alle Austrittsöffnungen gleich großen Materialströme noch nicht entspricht. In der Praxis wurden Unterschiede in der Klebstoffmasse paralleler Klebstoffstreifen von bis zu etwa 25% beobachtet. Diese Massendifferenzen waren dabei-nicht einmal reproduzierbar, sondern schwankten von Anwendung zu Anwendung stark.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzdüse zum Auftragen von fließfähigen Materialien, insbesondere Schmelzkleber, mit einem Zufuhrkanal für das Material, einem hieran angeschlossenen Verteilerkanal sowie mit mehreren Austrittskanälen, die stromaufwärts an unterschiedlichen Stellen des Verteilerkanals angeschlossen sind und in Austrittsöffnungen münden anzugeben, die höheren Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der durch die Austrittskanäle abgegebenen Materialmasssen gerecht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schlitzdüse der eingangs genannten Art, bei der der Querschnitt der Austrittskanäle zwischen ihren dem Verteilerkanal zugewandten Ende und der Austrittsöffnung zunimmt.

Vorzugsweise ist in der Schlitzdüse nach der Erfindung die Zunahme des Querschnitts der Austrittskanäle auf den in Strömungsrichtung ersten Teil jedes Austrittskanals beschränkt.

Weiterhin wird eine Schlitzdüse bevorzugt, bei der die Zunahme des rechteckigen Querschnitts des Austrittskanals auf eine Vergrößerung der Breite des Austrittskanals beschränkt ist.

Für viele Anwendungen ist es von Vorteil, wenn Form und Größe der Querschnittszunahme aller Austrittskanäle identisch gestaltet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Schlitzdüse ist der Teil eines jeden Austrittskanals, in dem sein Querschnitt zunimmt, halbkreisförmig gestaltet und in der Mitte des Kreisbogens an den Verteilerkanal angeschlossen.

Weiterhin ist jeder Austrittskanal in einer bevorzugten Ausführungsform etwa so lang, wie er an seiner breitesten Stelle breit ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Schlitzdüse ist außerdem die Längsachse des Verteilerkanals in Richtung auf die Austrittsöffnungen abgewinkelt. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei in der Praxis herausgestellt, wenn die Längsachsen der Teilkanäle des Verteilerkanals zu einer Symmetrieachse für alle Kanäle einen Winkel von etwa +87,6° und -87,6° haben.

Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der Querschnitt des Verteilerkanals einen Kreisbogenabschnitt und einen geraden Abschnitt aufweist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Schlitzdüse sind die Austrittskanäle durch jeweils einen Zwischenkanal an den Verteilerkanal angeschlossen.

Vorteilhafterweise ist der Querschnitt der Zwischenkanäle kleiner als der mittlere Querschnitt der Austrittskanäle.

Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Tiefe der Zwischenkanäle etwa 80% der Tiefe der Austrittskanäle beträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Schlitzdüse weist der Querschnitt auch der Zwischenkanäle einen Kreisbogenabschnitt und einen geraden Abschnitt auf.

Schließlich zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der Schlitzdüse dadurch aus, daß die Querschnittsfläche der Zwischenkanäle zwischen etwa 1/5 und etwa 1/10 der Querschnittsfläche des Verteilerkanals beträgt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Auftragskopfes mit Schlitzdüse;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Auftragskopfes mit Schlitzdüse,

bei der ein Teil des Auftragskopfes im Schnitt dargestellt ist;

Fig. 3 eine Frontansicht der Mundstückaufnahme einer Schlitzdüse; Fig. 4 eine Rückenansicht des Mundstücks einer Schlitzdüse; Fig. 5 einen Querschnitt durch das Mundstück gemäß AA in Fig. 4;

Fig. 6 in stark vergrößertem Maßstab eine Einzelheit des Querschnitts durch das Mundstück; und

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Mundstück und die Mundstückaufnahme im montierten Zustand.

Fig. 1 ist eine Frontansicht eines herkömmlichen Auftragskopfes Der obere Teil dieses Auftragskopfes 10 wird von einem elektropneumatischen Steuerteil 12 gebildet, an dem sich unten ein Grundkörper 14 anschließt, an dessen unterem Ende eine Schlitzdüse 16 montiert ist. Der Grundkörper 14 ist mit zwei Bohrungen 18 versehen, die zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigung des Auftragskopfes an einem nicht dargestellten Träger dienen.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Auftragskopfes 10 aus Fig. 1, bei der der Grundkörper 14 geschnitten dargestellt ist. Am Grundkörper 14 ist ein Anschluß 20 angebracht, durch den flüssiger Schmelzkleber in den Grundkörper 14 einströmt. Im Grundkörper 14 selbst befindet

sich eine Düsennadel 22 zur Regulierung der Klebstoffabgabe. Ist das die Düsennadel 22 beinhaltende Ventil im Grundkörper 14 geöffnet, kann der flüssige Schmelzkleber durch den Anschluß 20 an der Düsennadel 22 vorbei in die Mundstückaufnahme 24 der Schlitzdüse 16 fließen und von dort aus in das Mundstück 26 der Schlitzdüse 16, von dem es aus schlitzförmigen Austrittsöffnungen 28 austritt.

Die Düsennadel 22 ist druckluftbetätigt. Die Druckluft tritt durch einen Druckluftanschluß 30 im Steuerteil des Auftragskopfes 10 ein und wird einem Differenzkolben im Steuerteil 12 einmal direkt und einmal indirekt über ein Magnetventil 32 zugeführt. Mit dem Magnetventil 32 wird die Stellung des Differenzkolbens und der damit verbundenen Düsennadel 22 gesteuert, so daß im Endeffekt der Schmelzkleberstrom durch elektrische Signale am Magnetventil 32 freigegeben oder unterbrochen wird. Um während des Öffnens und Schließens des Ventils für den Schmelzkleberstrom Druckspitzen zu vermeiden, ist am Grundkörper 14 des Auftragskopfes 10 außerdem ein Anschluß 34 für eine bekannte Rezirkulationsleitung für den flüssigen Schmelzkleber vorgesehen.

Fig. 3 ist eine Frontansicht der Mundstückaufnahme 24 aus Fig. 2. Zu erkennen ist ein Zufuhrkanal 36, der aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Bohrungen 38, 40 besteht. Eine von diesen Bohrungen, die erste Zuführbohrung 38, ragt von der Oberseite der Mundstückaufnahme 24 in diese hinein. Sie trifft in der Mundstückaufnahme 24 auf die zweite Zuführbohrung 40. Diese mündet in einer Öffnung in der planen, polierten Frontfläche 42 der Mundstückaufnahme 24. Gewindebohrungen 44 in der Mundstückaufnahme 24 sind zur Aufnahme der Schrauben 15 (Fig. 1) bestimmt, mit denen das Mundstück 26 an der Mundstückaufnahme 24 befestigt wird.

Fig. 4 ist eine Rückenansicht auf das Mundstück 26 aus Fig. 2. In dieses Mundstück 26 sind ein Verteilerkanal 46, vier Zwischenkanäle 48 und Austrittskanäle 50 als Vertiefungen in der Rückenfläche 52

eingefräst. Außerdem sind vier Bohrungen 54 dargestellt, die zur Aufnahme der Schrauben 15 dienen, mit denen das Mundstück 26 an der Mundstückaufnahme 24 festgeschraubt wird. Abgesehen von den eingefrästen Kanälen und den Bohrungen ist die Rückenfläche 52 des Mundstücks 25 plan und poliert. Von dem Verteilerkanal 46 zweigen die Zwischenkanäle 48 ab, an die die Austrittskanäle 50 direkt anschließen. Die Austrittskanäle 50 münden an der Unterseite des Mundstücks 26 in Austrittsöffnungen 28. Bohrungen 54, Kanäle 46, 48, 50 und Austrittsöffnungen 28 sind symmetrisch zu einer Symmetrieachse 58 angeordnet. Die Längsachse des Verteilerkanals 46 ist dort, wo sie auf die Symmetrieachse 58 stößt, in Richtung auf die Austrittsöffnungen, in der Fig. 4 also nach unten abgewinkelt. Die Winkel zwischen den Längsachsen der dadurch gebildeten Teilstücke 46a, 46b des Verteilerkanals 46 und der Symmetrieachse 58 betragen +87,6° und -87,6°. Die an den Verteilerkanal 46 angeschlossenen Zwischenkanäle 48 haben eine Breite, die etwa 1/4 der Breite des Verteilerkanals 46 entspricht und münden in einem oberen, in der Ansicht der Fig. 4 halbkreisförmigen Abschnitt 60 der Austrittskanäle 50, und zwar in der Mitte des Halbkreises, wie Fig. 4 der Zeichnung gut erkennen läßt. In Folge der Halbkreisform nimmt die Breite der Austrittskanäle 50 in ihren halbkreisförmigen Abschnitten 60 mit zunehmendem Abstand von den Zwischenkanälen 48 zunächst stark und dann schwächer zu. An die halbkreisförmigen Abschnitte 60 der Austrittskanäle schließen sich Rechteckabschnitte 62 mit konstanter Breite an, die in den Austrittsöffnungen 28 am unteren Ende des Mundstückes 26 münden. Die Breite der Zwischenkanäle 48 beträgt etwa 1/5 der Breite der Rechteckabschnitte 62 der Austrittskanäle 28. In einem praktischen Ausführungsbeispiel haben die Zwischenkanäle 48 eine Länge von etwa 1/2 bis 1/3 der Gesamtlänge der Austrittskanäle 50 und eine maximale Tiefe von 0,2 mm; die gleichmäßige Tiefe der Austrittskanäle beträgt hierbei 0,25 mm.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch das Mundstück 26 aus Fig. 2 und Fig. 4. Zu erkennen ist eine der Bohrungen 54 zwischen der Front-

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fläche des Mundstücks 26 und dessen planer polierter Rückenfläche 52. Außerdem ist zu erkennen, daß die Einfräsung, die den Verteilerkanal 46 erzeugt, die Querschnittsform eines Kreisbogenabschnitts 64 hat. An seiner Oberfläche geschlossen wird der durch die Einfräsung definierte Verteilerkanal 46 bei der Montage des Mundstücks 26 an der Mundstückaufnahme 24. Diese weist im Bereich des Verteilerkanals 46 die nur von der Zuführbohrung 40 unterbrochene glatte Frontfläche 42 auf, welche also eine ebene Begrenzungswand für den Verteilerkanal 46 bildet. An den dargestellten Bereich des Verteilerkanals 46 schließt sich - in Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 6 erkennbar - einer der Zwischenkanäle 48 mit einem der Austrittskanäle 50 an.

Eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z aus Fig. 5 findet sich in Fig. 6.

Fig 6 ist so angelegt, daß ein Teil des erwähnten Zwischenkanals 48 und ein Austrittskanal 50 im Längsschnitt deutlich zu erkennen sind. Aus Fig. 6 geht hervor, daß die maximale Tiefe des dargestellten Zwischenkanals 48 und die Tiefe des gezeigten Austrittskanals 50 über deren Länge jeweils konstant sind. Die Tiefe t der Zwischenkanäle 48 beträgt dabei 80% der Tiefe der Austrittskanäle 50. Aus Fig. 6 nicht zu entnehmen ist, daß der Querschnitt der Zwischenkanäle 48 ebenso einen Kreisbogenabschnitt aufweist, wie der Querschnitt des Verteilerkanals 46, während der Querschnitt der Austrittskanäle 50 rechteckig ist.

Fig. 7 zeigt schließlich einen Querschnitt durch die gesamte Schlitzdüse 16, die aus miteinander verschraubtem Mundstück 26 und Mundstückaufnahme 24 besteht. Ein Pfeil 66 deutet die Strömungsrichtung des Schmelzklebers an. Der Schmelzkleber tritt von oben in die erste Zuführbohrung 38 des Zufuhrkanals 36 ein und fließt weiter in die zweite Zuführbohrung 40 des Zufuhrkanals 36, die im unteren Bereich der ersten Zuführbohrung 38 senkrecht auf dieselbe stößt. Der Fluß des Schmelzklebers durch die zweite Zuführbohrung 40 mündet

in einer Öffnung in der Frontfläche 42 der Mundstückaufnahme 24. Dieser Öffnung gegenüber liegt die Mitte des Verteilerkanals 46 in dem Mundstück 26, so daß der Schmelzkleber aus dem Zufuhrkanal 36 in den Verteilerkanal 46 fließt. Da die Frontfläche 42 der Mundstückaufnahme 24 und die Rückenfläche 52 des Mundstücks 26 vollkommen plan sind und direkt aneinander angrenzen, wird ein gerader Abschnitt 68 im Querschnitt des Verteilerkanals 46 von einem Teil der Frontfläche 42 der Mundstückaufnahme 24 gebildet. Gleiches gilt für die Zwischenkanäle 48 und die Austrittskanäle 50: Die Querschnitte der Zwischenkanäle 48 und der Austrittskanäle 50 werden von den Einfräsungen in der Rückenfläche 52 des Mundstücks 26 einerseits und der planen Frontfläche 42 der Mundstückaufnahme 24 andererseits gebildet. Da sowohl der Verteilerkanal 46, die Zwischenkanäle 48 und die Austrittskanäle 50 im Mundstück 26 nach Montage des Mundstückes 26 mit der Mundstückaufnahme 24 von der Frontfläche 42 der Mundstückaufnahme 24 abgedichtet abgedeckt sind, wird der Schmelzkleber vom Verteilerkanal 46 in die Zwischenkanäle 48 und die Austrittskanäle 50 zwangsgeführt und tritt an den in einer gemeinsamen Ebene liegenden schlitzförmigen Austrittsöffnungen 28 an der Unterseite der Schlitzdüse 16 aus der Schlitzdüse aus.

Versuche haben gezeigt, daß mit einer Schlitzdüse der beschriebenen Ausführung der Schmelzkleber sehr gleichmäßig auf parallele Bahnen aus Klebstoff verteilt werden kann. Die Abweichungen der Klebstoffmasse fallen zwischen den einzelnen Klebstoffbahnen mit maximal 6% wesentlich geringer aus, als es mit einer Schlitzdüse nach dem Stand der Technik zu erreichen ist.

Es sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Erweiterung des Querschnitts jedes Austrittskanals nicht auf die Kanalbreite beschränkt zu sein braucht, sondern alternativ oder additiv eine Tiefenzunahme des Austrittskanals bedeuten kann; so ist eine halbkugelförmige Ausbildung des Austrittskanals in dessen ersten Bereich möglich mit einem sich daran anschließenden Abschnitt von kreisrun-

dem Querschnitt. Alternativ kann die Querschnittszunahme - insbesondere der Breite - von einer V-förmigen Erweiterung gebildet sein. Nach dem derzeitigen Erkenntnisstand gleichwertig der beschriebenen Ausführungsform ist im übrigen eine Ausführung, bei der die Kanäle 46, 48 und 50 aus dem Mundstück 26 herausgenommen und in die Mundstückaufnahme 24 verlegt sind. In diesem Fall ist die Rückenfläche 52 des Mundstücks 26 eine plane polierte Fläche, die nur von den erforderlichen Bohrungen für die Befestigung des Mundstückes durchbrochen ist.

Claims (15)

- 10 - Schutzansprüche

1. Schlitzdüse zum Auftragen von fließfähigen Materialien, insbesondere Schmelzkleber, mit einem Zufuhrkanal für das Material, einem hieran angeschlossenen Verteilerkanal sowie mit mehreren Austrittskanälen, die stromaufwärts an unterschiedliche Stellen des Verteilerkanals angeschlossen sind und in Austrittsöffnungen münden, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Austrittskanäle zwischen ihrem dem Verteilerkanal zugewandten Ende und der Austrittsöffnung zunimmt.

2. Schlitzdüse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme des Querschnitts der Austrittskanäle auf den in Strömungsrichtung ersten Teil jedes Austrittskanals beschränkt ist.

3. Schlitzdüse nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme des rechteckigen Querschnitts der Austrittskanäle auf eine Vergrößerung der Breite der Austrittskanäle beschränkt ist.

4. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß Form und Größe der Querschnittszunahme aller Austrittskanäle identisch gestaltet sind.

5. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Teil eines jeden Austrittskanals in dem sein Querschnitt zunimmt halbkreisförmig gestaltet ist und in der Mitte des Kreisbogens an den Verteilerkanal angeschlossen ist.

6. Schlitzdüse nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Austrittskanal in etwa so lang ist, wie er an seiner breitesten Stelle breit ist.

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7. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, .

dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Verteilerkanals in Richtung auf die Austrittsöffnungen abgewinkelt ist.

8. Schlitzdüse nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Teilstücke (46a, 46b) des Verteilerkanals zu einer Symmetrieachse für alle Kanäle einen Winkel von etwa +87,6° und -87,6° haben.

9. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des*Verteilerkanals einen Kreisbogenabschnitt und und einen graden Abschnitt aufweist.

10. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle durch jeweils einen Zwischenkanal an den Verteilerkanal angeschlossen sind.

11. Schlitzdüse nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Zwischenkanäle kleiner als der mittlere Querschnitt der Austrittskanäle ist.

12. Schlitzdüse nach Anspruch 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Zwischenkanäle etwa 80% der Tiefe der Austrittskanäle beträgt.

13. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 10 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Zwischenkanäle einen Kreisbogenabschnitt und und einen graden Abschnitt aufweist.

14. Schlitzdüse nach einem der Ansprüche 10 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Zwischenkanäle zwischen etwa einem Fünftel und etwa einem Zehntel der Querschnittsfläche des Verteilerkanals beträgt.

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15. Schlitzdüse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (46, 48 und 50) in der Mundstückaufnahme (24) ausgebildet sind und die Rückfläche (52) des Mundstückes eine nur von der Befestigung dienenden Löchern durchbrochene ebene, glatte Oberfläche ist.