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DE19757237A1 - Applicator head for contact-less application of fluid media - Google Patents

Applicator head for contact-less application of fluid media

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DE19757237A1
DE19757237A1 DE19757237A DE19757237A DE19757237A1 DE 19757237 A1 DE19757237 A1 DE 19757237A1 DE 19757237 A DE19757237 A DE 19757237A DE 19757237 A DE19757237 A DE 19757237A DE 19757237 A1 DE19757237 A1 DE 19757237A1
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Abstract

The applicator head (11) has a housing (12) in which is a roller chamber (20) in which a roller slider (13) is rotationally driven. At least one feed aperture is provided for introduction of medium into the roller chamber and a slot nozzle (18) for application of medium is controllable from the roller slider and extends crossways to the movement direction of the material web. The roller slider has an inner hollow chamber (29) to which medium can be fed via the feed aperture. A cylinder surface can seal the slot nozzle from the inside. Surface grooves (27) in the cylinder surface, dependent upon the rotary position, can communicate with the slot nozzle. Radial outlet holes (28) extend from the inner hollow chamber to the surface grooves.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auftragskopf zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien wie verflüssigten thermoplasti­ schen Kunststoffen oder erschmolzenen Heizschmelzklebern auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn, mit einem Gehäuse, mit einer Walzenkammer im Gehäuse, in der ein Walzen­ schieber rotierend antreibbar gelagert ist, mit zumindest einer Zuführöffnung zur Einleitung von Medium in die Walzenkammer und mit einer Schlitzdüse zum Ausbringen von Medium, die vom Walzen­ schieber steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt.The invention relates to an application head for contactless Application of liquid media such as liquefied thermoplastic plastics or melted hot melt adhesives a material web relatively movable to the application head, with a Housing, with a roller chamber in the housing, in which a rolling slide is rotatably driven, with at least one Feed opening for the introduction of medium into the roller chamber and with a slot nozzle for the discharge of medium from the rolling is controllable and is transverse to the direction of movement Material web extends.

Ein Auftragskopf der vorstehend genannten Art ist aus der 197 14 029.7 bekannt. Dort wird ein Walzenschieber verwendet, der in einem Umfangsbereich, in dem die Zuführöffnung liegt, eine über den gesamten Umfang verlaufende Eindrehung hat. Zu­ mindest in diesem Umfangsbereich kann keine vom Walzenschieber gesteuerte Düsenöffnung liegen. Dies bedeutet, daß in diesem Bereich die Düsenaustrittsöffnungen einen unerwünscht großen Abstand einhalten müssen. Der Walzenschieber ist im übrigen relativ kurz. Bei größerer Länge wäre es erforderlich, eine Mehrzahl von Zuführöffnungen vorzusehen, so daß das vorstehend geschilderte Problem in entsprechender Anzahl mehrfach aufträte.An application head of the type mentioned above is from the 197 14 029.7 known. There is a roller valve used in a peripheral area in which the feed opening is located has a recess running over the entire circumference. To at least in this circumferential area none of the roller valve can controlled nozzle opening. This means that in this Area the nozzle outlet openings an undesirably large Must keep a distance. The roller valve is otherwise relatively short. With a longer length it would be necessary to use a Provide a plurality of feed openings so that the above The problem described occurs in the appropriate number of times.

Aus der US 5,145,689 ist es bekannt, Klebstoff aus Schlitzdüsen aus zubringen, auf die Luftzuführungen gerichtet sind, die zu einer Verwirbelung der austretenden Klebstoffäden führen. Hier­ durch soll ein Abreißen von Klebstoffäden bzw. eine Tropfen­ bildung, die zu einem ungleichmäßigen Klebstoffauftrag führen könnte, verhindert werden. Die Auftragsköpfe werden durch die erforderliche Luftzuführung kompliziert und teuer.From US 5,145,689 it is known to use adhesive from slot nozzles to bring in, directed to the air inlets that to swirling of the emerging adhesive threads. Here should tear off adhesive threads or a drop formation that lead to an uneven application of adhesive  could be prevented. The application heads are made by the required air supply complicated and expensive.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Auftragskopf bereitzustellen, mit dem ein konti­ nuierlicher Auftrag von Medien in Fadenform bei vereinfachter Bauweise des Auftragskopfes möglich wird. Die Lösung hierfür besteht darin, daß der Walzenschieber folgende Merkmale auf­ weist:
Proceeding from this, the present invention is based on the object of providing an application head with which a continuous application of media in thread form with a simplified construction of the application head is possible. The solution to this is that the roller valve has the following features:

  • - eine Zylinderoberfläche, die die Schlitzdüse von innen abdich­ ten kann,- A cylinder surface that seals the slot nozzle from the inside can,
  • - zumindest eine schnecken- bzw. wendelförmige Oberflächennut in der Zylinderoberfläche, die drehstellungsabhängig abschnitts­ weise mit der Schlitzdüse kommunizieren kann, sowie- At least one helical or helical surface groove in the cylinder surface, the section depending on the rotational position can communicate with the slot nozzle, as well
  • - ein mit der zumindest einen Oberflächennut kommunizierendes Vorratsvolumen für Medium innerhalb der Walzenkammer.- A communicating with the at least one surface groove Storage volume for medium within the roller chamber.

Ein erfindungsgemäßer Auftragskopf erzeugt jeweils an den Schnittstellen der Schlitzdüse mit dem Schraubengang der wendel­ förmigen Oberflächennut Austrittsöffnungen, die bei rotierendem Walzenschieber in einer Richtung längs des Düsenschlitzes wan­ dern. Bei rotierendem Antrieb des Walzenschiebers und gleich­ zeitigem Vortrieb der Materialbahn in Bewegungsrichtung wird hierdurch eine endlose Schar von parallelen Fäden erzeugt, die diagonal zur Bewegungsrichtung der Materialbahn verlaufen. Hier­ mit wird ein in Längsrichtung der Materialbahn kontinuierlicher Auftrag des Mediums dargestellt, wobei die Fadenstärke sehr gering gehalten werden kann. Bei sehr geringer Steigung der wendelförmigen Oberflächennut bzw. bei Verwendung mehrerer Schraubengänge kann eine sehr enge Darstellung des Auftrags­ bildes erzeugt werden. In günstiger Anwendung können zwei hin­ tereinanderliegende Auftragsköpfe vorgesehen werden, die entwe­ der bei gleicher Antriebsrichtung ihrer Walzenschieber entgegen­ gesetzte Steigungen der Oberflächennuten oder die bei gleicher Steigung der Oberflächennuten entgegengesetzte Antriebsrichtung des Walzenschiebers aufweisen. Bei gleichzeitiger Betätigung und Versorgung mit Medium beider Auftragsköpfe wird auf der Materialbahn ein Gespinst aus sich kreuzenden diagonalen Fadenscharen gebildet.An application head according to the invention produces the Interfaces of the slot nozzle with the helical thread of the helix shaped surface groove outlet openings when rotating Roller valve in one direction along the nozzle slot other. With rotating drive of the roller valve and the same advance of the material web in the direction of movement this creates an endless family of parallel threads that run diagonally to the direction of movement of the material web. Here with is a continuous in the longitudinal direction of the material web Order of the medium shown, the thread thickness very can be kept low. If the slope is very low helical surface groove or when using several Screw turns can be a very narrow representation of the job image are generated. In a cheaper application, two can go successive application heads are provided, which ent the opposite with the same drive direction of their roller valve set slopes of the surface grooves or the same Slope of the surface grooves in the opposite drive direction of the roller valve. At the same time  Actuation and supply with medium of both application heads on the material web a web of intersecting diagonals Threads formed.

In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Walzenkam­ mer zumindest in einem Umfangsbereich gegenüber dem Querschnitt des Walzenschiebers erweitert ist und daß der erweiterte Hohl­ raum zwischen der Wandung der Walzenkammer und der Oberfläche des Walzenschiebers das Vorratsvolumen bildet. Diese Ausführung weist sowohl eine einfache Gehäuseform als auch eine einfache Form des massiv ausgeführten Walzenschiebers auf. Die Weglänge zwischen den einzelnen Austrittsöffnungen und dem Vorratsvolumen sind hierbei außerordentlich kurz und werden von den einzelnen Schraubengängen der Oberflächennut gebildet.In a first embodiment it is provided that the rollers came mer at least in a peripheral area compared to the cross section of the roller valve is expanded and that the expanded hollow space between the wall of the roller chamber and the surface of the roller valve forms the storage volume. This execution has both a simple housing shape and a simple one Shape of the solid roller valve. The path length between the individual outlet openings and the storage volume are extremely short and are used by the individual Screw grooves formed in the surface groove.

In einer zweiten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Walzenschieber einen inneren Hohlraum aufweist, der das Vorrats­ volumen bildet, und daß die Walzenkammer den Walzenschieber im wesentlichen dicht mit einer zylindrischen Oberfläche umgibt, wobei Radialbohrungen vom inneren Hohlraum in die Oberflächennut führen. Die hiermit beschriebene Variante hat den Vorteil, daß die Versorgung der Oberflächennut auf äußerst kurzen Wegen radi­ al stattfindet, wobei ein Materialtransport in Längsrichtung der Oberflächennut vollkommen entfallen kann. Hierdurch wird die Präzision der Steuerung der Austrittsöffnungen erhöht. Zum Aus­ gleich von Druckverlusten über die Länge des inneren Hohlraums können die Radialbohrungen mit dem Abstand von der Zuführungs­ stelle zunehmen.In a second embodiment it can be provided that the Roller valve has an internal cavity that the supply forms volume, and that the roller chamber in the roller valve essentially surrounds with a cylindrical surface, with radial bores from the inner cavity into the surface groove to lead. The variant described here has the advantage that the supply of the surface groove on extremely short paths radi al takes place, a material transport in the longitudinal direction of the Surface groove can be completely eliminated. This will make the Precision of the control of the outlet openings increased. To the end equal to pressure drops across the length of the internal cavity can the radial holes with the distance from the feed place increase.

In der erstgenannten Ausführung kann eine Gehäusebohrung mit dem Inneren der Walzenkammer verbunden sein, die die genannte Zu­ führöffnung bildet. In the first-mentioned embodiment, a housing bore with the Be connected inside the roll chamber, the said To guide opening forms.  

Nach einer zweiten Ausführung kann der Walzenschieber zumindest einen aus dem Gehäuse austretenden Zapfen mit einer Axialbohrung aufweisen, die die Zuführbohrung zum Inneren des Walzenschiebers bildet.According to a second embodiment, the roller valve can at least a pin emerging from the housing with an axial bore have the feed hole to the inside of the roller valve forms.

Nach einer alternativen Ausgestaltung zur zweitgenannten kann vorgesehen sein, daß mindestens eine Gehäusebohrung mit einem Ringkanal zwischen Walzenkammer und Walzenschieber verbunden ist und daß Radialbohrungen vom dem Ringkanal ausgehend ins Innere des Walzenschiebers führen und die zumindest eine Zuführbohrung bilden. Hierbei wird über den Ringkanal zunächst das Innere des Walzenschiebers versorgt; von dort tritt das Medium dann über die Radialbohrungen wieder in die Oberflächennut ein.According to an alternative embodiment to the second mentioned be provided that at least one housing bore with a Ring channel between the roller chamber and the roller valve is connected and that radial bores starting from the ring channel into the interior of the roller valve and the at least one feed hole form. Here, the interior of the Roller valve supplied; the medium then passes from there the radial holes in the surface groove again.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen dargestellt.Preferred embodiments of the invention are described below of the drawings.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Auftragskopf mit einer Zuführung über einen erweiterten Hohlraum im Gehäuse; Fig. 1 shows an application head according to the invention with a feed through an enlarged cavity in the housing;

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Auftragskopf mit einer Zuführung von Medium zur Spiralnut über das Innere des Walzenschiebers. Fig. 2 shows an application head according to the invention with a supply of medium to the spiral groove via the inside of the roller valve.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils a) unten ein Auftragskopf mit einer Materialbahn, b) darüber ein Walzenschieber als Einzelheit in perspektivischer Darstellung und c) nochmals darüber ein Gehäuse mit dem Walzenschieber im Querschnitt dargestellt. Zur perspektivischen Darstellung des Walzenschiebers als Einzelheit gehören jeweils d, e) zwei vergrößert dargestellte Oberflächen­ bereiche. In Figs. 1 and 2 are each a) below applicator head with a web of material) b about a rotary slide valve as a detail in a perspective view and c) about once a housing shown with the rotary slide valve in cross section. The perspective view of the roller slide as a detail includes d, e) two enlarged surface areas.

In Fig. 1 ist ein Auftragskopf 11 mit einem Gehäuse 12 dar­ gestellt, in dem ein Walzenschieber 13 rotiert, von dem ein Zapfen 14 aus dem vorderen Ende des Gehäuses 12 herausragt. Unterhalb des Gehäuses 12 ist eine Schlitzdüse 15 erkennbar. Der Walzenschieber 13 hat, wie die Einzelheit erkennen läßt, eine wendelförmige Oberflächennut 18. Wie der Querschnitt zeigt, ist der Walzenschieber 13 mit Abstand von einer Walzenkammer 16 umgeben und hat ausschließlich im Bereich eines Düsenschlitzes 17 abdichtenden Kontakt mit deren Oberfläche. Die Oberflächennut 18 ist in einem Umfangsbereich geschnitten dargestellt. Die Walzenkammer 16 wird über Anschlußstutzen 19 mit Medium ver­ sorgt. Das Medium tritt von dort unmittelbar in die Oberflächen­ nut ein. Bei dem durch einen Drehpfeil angedeuteten Antrieb des Walzenschiebers 13 wandern die Schnittbereiche zwischen der Oberflächennut 18 und dem Düsenschlitz 17 jeweils von links nach rechts entlang der Schlitzdüse 15. Aus der Schlitzdüse 15 tritt ein Materialschleier von einzelnen Fäden aus, der auf einer Materialbahn 20 bei dem Transport eine Fadenschar von diagonal zur Materialbahn verlaufenden Kleberfäden bildet. Die Bewegungs­ richtung der Materialbahn 20 ist mit einem Pfeil angedeutet.In Fig. 1, an application head 11 is provided with a housing 12 , in which a roller slide 13 rotates, from which a pin 14 protrudes from the front end of the housing 12 . A slot nozzle 15 can be seen below the housing 12 . As can be seen from the detail, the roller slide 13 has a helical surface groove 18 . As the cross-section shows, the roller valve 13 is surrounded at a distance by a roller chamber 16 and has sealing contact with the surface thereof only in the region of a nozzle slot 17 . The surface groove 18 is shown cut in a peripheral region. The roller chamber 16 is provided ver with connection piece 19 with medium. From there, the medium immediately enters the surface groove. In the direction indicated by an arrow rotational driving of the roll spool 13, the sectional areas between the surface groove 18 and the nozzle slot 17 move from left to right along the slit 15 °. From the slot die 15, a material curtain of individual filaments emerges from forming on a web of material 20 in the transport a yarn sheet from diagonal to the material web adhesive threads. The direction of movement of the material web 20 is indicated by an arrow.

In Fig. 2 ist ein Auftragskopf 31 mit einem Gehäuse 32 dar­ gestellt, in dem ein Walzenschieber 33 rotiert, von dem ein Zapfen 34 aus dem vorderen Ende des Gehäuses 32 herausragt. Unterhalb des Gehäuses 32 ist eine Schlitzdüse 35 erkennbar. Der Walzenschieber 33 hat, wie die Einzelheit erkennen läßt, eine wendelförmige Oberflächennut 38. Wie der Querschnitt zeigt, ist der Walzenschieber 33 abdichtend von einer zylindrischen Walzen­ kammer 36 umgeben. Der Walzenschieber 33 hat einen inneren Hohl­ raum 41, der über eine Axialbohrung 42 im Zapfen 34 mit Medium versorgt wird, von dort tritt das Medium über eine Vielzahl von Radialbohrungen 43 in die Oberflächennut 38 über. Von dort kann das Medium aus einem gesteuerten Düsenschlitz 17 austreten. Die Größe der Radialbohrungen 43 nimmt mit der Entfernung von der Zuführung durch die Axialbohrung 42 zu, um einen Druckabfall im Medium auszugleichen. Die Oberflächennut 18 ist in einem Um­ fangsbereich geschnitten dargestellt. Bei dem durch einen Dreh­ pfeil angedeuteten Antrieb des Walzenschiebers 33 wandern die Schnittbereiche zwischen der Oberflächennut 38 und dem Dü­ senschlitz 17 jeweils von links nach rechts entlang der Schlitzdüse 15. Aus der Schlitzdüse 15 tritt ein Materialschlei­ er von einzelnen Fäden aus, der auf der Materialbahn 40 eine Fadenschar von diagonal zur Materialbahn verlaufenden Kleberfä­ den bildet. Die Bewegungsrichtung der Materialbahn 40 ist mit dem Pfeil 24 angedeutet.In Fig. 2, an application head 31 is provided with a housing 32 , in which a roller slide 33 rotates, from which a pin 34 protrudes from the front end of the housing 32 . A slot nozzle 35 can be seen below the housing 32 . As can be seen from the detail, the roller slide 33 has a helical surface groove 38 . As the cross section shows, the roller valve 33 is sealingly surrounded by a cylindrical roller chamber 36 . The roller valve 33 has an inner hollow space 41 , which is supplied with medium via an axial bore 42 in the pin 34 , from there the medium passes through a plurality of radial bores 43 into the surface groove 38 . From there, the medium can emerge from a controlled nozzle slot 17 . The size of the radial bores 43 increases with the distance from the feed through the axial bore 42 in order to compensate for a pressure drop in the medium. The surface groove 18 is shown cut in an order to order. When indicated by a rotary arrow drive of the roller valve 33, the intersections between the surface groove 38 and the nozzle slot 17 migrate from left to right along the slot nozzle 15 . From the slot nozzle 15 , a material loop emerges from individual threads, which forms on the material web 40 a family of threads of adhesive threads running diagonally to the material web. The direction of movement of the material web 40 is indicated by the arrow 24 .

Claims (6)

1. Auftragskopf (11, 21) zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien wie verflüssigten thermoplastischen Kunst­ stoffen oder erschmolzenen Heizschmelzklebern auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn (20, 40), mit einem Gehäuse (12, 32), mit einer Walzenkammer (16, 36) im Gehäuse, in der ein Walzenschieber (13, 33) rotierend an­ treibbar gelagert ist, mit zumindest einer Zuführöffnung (19, 42) zum Einleiten von Medium in die Walzenkammer (16, 36) und mit einer Schlitzdüse (15, 35) zum Ausbringen von Medium, die vom Walzenschieber (13, 33) steuerbar ist und sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (13, 33) folgende Merkmale aufweist:
  • - eine Zylinderoberfläche, die die Schlitzdüse (15, 35) von innen abdichten kann,
  • - zumindest eine schnecken- bzw. wendelförmige Oberflächen­ nut (18, 38) in der Zylinderoberfläche, die drehstellungs­ abhängig abschnittsweise mit der Schlitzdüse (15, 35) kom­ munizieren kann, sowie
  • - ein mit der zumindest einen Oberflächennut (18, 38) kom­ munizierendes Vorratsvolumen für Medium innerhalb der Wal­ zenkammer (16, 36).
1. application head ( 11 , 21 ) for the contactless application of liquid media such as liquefied thermoplastic materials or melted hot melt adhesives onto a material web ( 20 , 40 ) that is relatively movable relative to the application head, with a housing ( 12 , 32 ), with a roller chamber ( 16 , 36 ) in the housing, in which a roller slide ( 13 , 33 ) is rotatably mounted to be drivable, with at least one feed opening ( 19 , 42 ) for introducing medium into the roller chamber ( 16 , 36 ) and with a slot nozzle ( 15 , 35 ) for dispensing medium that can be controlled by the roller slide ( 13 , 33 ) and extends transversely to the direction of movement of the material web, characterized in that the roller slide ( 13 , 33 ) has the following features:
  • a cylinder surface which can seal the slot nozzle ( 15 , 35 ) from the inside,
  • - At least one helical or helical surface groove ( 18 , 38 ) in the cylinder surface, which can communicate depending on the rotational position in sections with the slot nozzle ( 15 , 35 ), and
  • - A with the at least one surface groove ( 18 , 38 ) communicating supply volume for medium within the roller chamber ( 16 , 36 ).
2. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenkammer (16) zumindest in einem Umfangsbereich gegenüber dem Querschnitt des Walzenschiebers (13) erwei­ tert ist und der erweiterte Hohlraum zwischen der Wandung der Walzenkammer (16) und der Oberfläche des Walzenschie­ bers (13) das Vorratsvolumen bildet.2. Application head according to claim 1, characterized in that the roller chamber ( 16 ) at least in a circumferential area compared to the cross-section of the roller valve ( 13 ) is expanded and the expanded cavity between the wall of the roller chamber ( 16 ) and the surface of the roller valve ( 13 ) forms the volume of the stock. 3. Auftragskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (33) einen inneren Hohlraum (41) aufweist, der das Vorratsvolumen bildet, und daß die Wal­ zenkammer (36) den Walzenschieber (33) im wesentlichen dicht mit einer zylindrischen Oberfläche umgibt, wobei Radialbohrungen (43) vom inneren Hohlraum (41) in die Ober­ flächennut (38) führen.3. Application head according to claim 1, characterized in that the roller valve ( 33 ) has an inner cavity ( 41 ) which forms the storage volume, and that the roller chamber ( 36 ) surrounds the roller valve ( 33 ) substantially tightly with a cylindrical surface , whereby radial bores ( 43 ) lead from the inner cavity ( 41 ) into the upper surface groove ( 38 ). 4. Auftragskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gehäusebohrung (19) mit dem Inneren der Walzenkammer (16) verbunden ist, die die Zuführöffnung bildet.4. Application head according to claim 2, characterized in that at least one housing bore ( 19 ) is connected to the inside of the roller chamber ( 16 ) which forms the feed opening. 5. Auftragskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschieber (33) zumindest einen aus dem Gehäuse (32) austretenden Zapfen (42) mit einer Axialbohrung auf­ weist, die die Zuführöffnung zum inneren Hohlraum (41) des Walzenschiebers bildet. 5. Application head according to claim 3, characterized in that the roller slide ( 33 ) has at least one pin ( 42 ) emerging from the housing ( 32 ) with an axial bore which forms the feed opening to the inner cavity ( 41 ) of the roller slide. 6. Auftragskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gehäusebohrung mit einem Ringkanal zwi­ schen Walzenkammer und Walzenschieber verbunden ist und daß Radialbohrungen von dem Ringkanal ausgehend ins Innere des Walzenschiebers führen und die zumindest eine Zuführ­ öffnung zum inneren Hohlraum des Walzenschiebers bilden (ohne Figur).6. application head according to claim 3, characterized, that at least one housing bore with an annular channel between The roller chamber and roller slide is connected and that radial bores starting from the ring channel into the interior of the roller slide and the at least one feed Form the opening to the inner cavity of the roller valve (without figure).
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