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Schmelzvorrichtung zum Aufschmelzen von festem, vorzugs-
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weise in Granulatform vorliegendem Schmezkleber Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Schmelzvorrichtung zum Aufschmelzen von festem, vorzugsweise in Granulatform
vorliegendem Schmelzkleber, insbesondere für Kantenanleimmaschinen, mit einer mit
Durchtrittsöffnungen ausgestatteten, beheizbaren Schmelzwand, einer in Durchtrittsrichtung
stromaufwärts von der Schmelzwand angeordneten zylinderförmigen Druckkammer, einem
in der Druckkammer in Richtung der Schmelzwand bewegbaren, pneumatisch betätigten
Preßkolben, einer in der Druckkammerwand ausgebildeten Zuführöffnung sowie einem
mit der Zuführöffnung in Verbindung stehenden Vorratsbehälter für den festen Schmelzkleber.
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Bei Schmelzvorrichtungen dieser Art (vgl. DE-PS 31 09 369) besteht
der Preßkolben aus einer massiven Druckscheibe, die am freien Ende einer Kolbenstange
eines Betätigungszylinders befestigt ist, der in der Verlängerung der Druckkammer
außerhalb der Vorrichtung auf einer Konsole angeordnet ist. Der Raumbedarf derartiger
Vorrichtungen
ist daher in bezug auf ihre Erstreckung in Preßkammerlängsrichtung
relativ groß.
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Damit beim Aufschmelzvorgang in einer Stellung, in der sich der Preßkolben
bei relativ weit ausgefahrener Kolbenstange des Betätigungszylinders nahe der Schmelzwand
befindet, kein Granulat auf die Rückseite der Druckscheibe gelangen kann, ist bei
dieser bekannten Vorrichtung ein Verschlußschieber vorgesehen, mit dem die Zuführöffnung
über einen eigenen Schließzylinder verschlossen und damit ein Nachlaufen von Granulat
aus dem Vorratsbehälter in die Druckkammer in den Bereich der Rückseite der Druckscheibe
unterbunden werden kann. Da sich der Verschlußschieber nur während des Preßhubes
der Druckscheibe in seiner Schließstellung befinden darf, ist eine aufwendige Steuerung
vorgesehen, die jeweils in Abhängigkeit der Stellung und der Bewegung der Druckscheibe
die Lage des Verschlußschiebers und damit die Granulatzufuhr zur Preßkammer steuert.
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Trotz der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Granulats besteht aufgrund
der Wärmeabgabe durch die Schmelzwand bei Vorrichtungen der bekannten Art ferner
das Problem, daß das Granulat am Preßkolben anklebt und insbesondere bei einem öffnen
des Verschlußschiebers nach längerer Schließzeit zur Brückenbildung neigt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schmelzvorrichtung
der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß bei verringertem Raumbedarf
der technische Aufwand für die Steuerung der Granulatzufuhr zur Preßkammer reduziert
und die Neigung des Granulates zum Ankleben und zur Brückenbildung verringert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Preßkolben
als Arbeitszylinder ausgebildet ist, der
mit einer Kolbenstange
verbunden ist, die durch eine Bohrung in einer der Schmelzwand abgewandten Stirnplatte
des Arbeitszylinders hindurchragt und mit ihrem Ende an der Vorrichtung befestigt
ist.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Preßkolbens als Arbeitszylinder
kann auf die aufwendige Anordnung eines Verschlußschiebers mit eigenem Schließzylinder,
sowie auf die für dessen Betätigung erforderliche Steuerung vollkommen verzichtet
werden. So wird erfindungsgemäß die der Schmelzwand zugewandte Seite der Stirn-
oder Bodenplatte des Arbeitszylinders als Preßkolben und der mit dieser verbundene
Zylindermantelals Verschlußschieber ausgebildet,der sich ohne zusätzlichen mechanischen
oder steuerungstechnischen Aufwand aufgrund seiner direkten Verbindung mit der Stirn-
oder Bodenplatte stets in der richtigen Stellung befindet. Eine Fehlbefüllung der
Druckkammer ist somit ausgeschlossen.
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Da - wie im vorangegangenen bereits beschrieben - der Zylindermantel
des Arbeitszylinders als Verschlußschieber wirkt, nimmt die Tendenz des Granulates,
beim Preßvorgang in den Vorratsbehälter zurückzufließen, mit zunehmender Annäherung
der Stirn- bzw. Bodenplatte des Arbeitszylinders an die Schmelzwand ab. Um jedoch
die Rückfließtendenz auch im vollständig geöffneten Zustand der Zuführöffnung zu
reduzieren, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Breite
der Zuführöffnung kleiner gewählt, als der Durchmesser des Arbeitszylinders. Durch
diese Maßnahme verkeilen sich die im Bereich der Zuführöffnung befindlichen Granulatteilchen
in Längs- und Umfangsrichtung der Druckkammer gegeneinander, so daß es zu einer
Art"Gewölbebildung" kommt, die den Rückfluß auch in dieser Phase wirksam hemmt.
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Da der Betätigungszylinder für den Preßkolben erfindungsgemäß in diesen
integriert ist, ist die bisher erforderliche überstehende Anordnung in der Verlängerung
der Preßkammer nicht mehr erforderlich. Der Raumbedarf erfindungsgemäß ausgebildeter
Vorrichtungen ist daher hinsichtlich ihrer Erstreckung in Preßkammerlängsrichtung
erheblich geringer, so daß die Anordnungsmöglichkeiten erhöht werden.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Integration des Betätigungszylinders
in den Preßkolben wird dieser durch die zur Betätigung erforderliche Druckluft bei
jeder Stellbewegung gekühlt, da die Abluft automatisch Wärme aus dem System abführt.
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Grundsätzlich kann die zur Betätigung des als Arbeitszylinder ausgebildeten
Preßkolbens erforderliche Druckluft
in jeder beliebigen Weise in
den Innenraum des Arbeitszylinders eingespeist werden. Da die Kolbenstange bei der
erfindungsgemäßen Anordnung jedoch unbeweglich angeordnet ist, ist es vorteilhaft,
die zur Einspeisung der Druckluft erforderlichen Druckluftkanäle in der Kolbenstange
anzuordnen. Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn in der Kolbenstange
zwei Druckluftkanäle angeordnet werden, die abwechselnd mit einer Druckluftquelle
verbindbar sind und von denen einer auf der einen Seite und der andere auf der anderen
Seite des Betätigungskolbens in den Innenraum des Arbeitszylinders einmündet Um
möglichst viel Wärme mit der Abluft abzuführen, ist es vorteilhaft, daß die der
Schmelzwand zugewandte Stirnplatte des Arbeitszylinders auf ihrer dem Betätigungskolben
zugewandten Seite mit Kühlrippen ausgestattet ist.
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Dadurch steht auf der mit Luft bespülten Seite der Stirnplatte eine
größere Oberfläche zur Verfügung, die ein optimales Abführen von Wärme ermöglicht,
wodurch die Neigung des Granulats zum Ankleben verringert wird.
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Wie eingangs bereits erwähnt, neigt das Granulat bei Schmelzvorrichtungen
der bekannten Art im Bereich der Zuführöffnung zur Brückenbildung. Um eine derartige
Brückenbildung zu vermeiden, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
zwischen der Druckluftquelle und den Druckluftkanälen ein Wegeventil angeordnet,
dessen Anschluß für die Abluft mit einer Leitung in Verbindung steht, die über Düsen
in die Zuführöffnung einmündet. Durch eine derartige Ausgestaltung wird die Abluft
jedes Hubes des Preßkolbens über die Düsen in den Bereich der Zuführöffnung geleitet,
so daß das an dieser Stelle befindliche Granulat aufgewirbelt und damit aufgelockert
wird. Eine Brückenbildung, wie sie bei
Vorrichtungen der bekannten
Art zuweilen auftritt, kann durch diese einfache Maßnahme zuverlässig vermieden
werden.
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Grundsätzlich kann als Wegeventil jedes geeignete Ventil eingesetzt
werden. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, ein handelsübliches 5/2-Wegeventil vorzusehen.
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Um die Neigung des Granulats zum Ankleben und zur Brückenbildung noch
weiter zu verringern, ist es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
zweckmäßig, die Wandung der Druckkammer in einem direkt an die Schmelzwand anschließenden
Bereich mit Kühleinrichtungen auszustatten. Diese Kühleinrichtungen können grundsätzlich
in jeder beliebigen Weise ausgebildet sein. Eine besonders einfache und wirksame
Ausbildung wird bereits dadurch erreicht, daß auf der Außenseite dieses Wandungsbereiches
Kühlrippen angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Wärmeleitfähigkeit der Druckkammer
im schmelzwandnahen Bereich reduziert und dadurch eine wirksame Wärmeabschirmung
gegenüber dem übrigen Teil der Vorrichtung erzielt.
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Sofern im nachgeschalteten Schmelzkleberauftragssystem ein konstanter
Druck benötigt wird, ist es vorteilhaft, zwei erfindungsgemäß ausgestaltete Schmelzvorrichtungen
parallel zueinander, d.h. in Tandemanordnung, arbeiten zu lassen. Durch eine entsprechende
Steuerung kann in einem solchen Fall sichergestellt werden, daß stets dann, wenn
in der einen Schmelzvorrichtung der Preßkolben zurückgezogen werden muß, in der
anderen Schmelzvorrichtung der erforderliche Druck erzeugt wird. Auf diese Weise
ist ein konstanter Abgabedruck für den Schmelzkleber sichergestellt.
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Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt schematisch die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen
Schmelzvorrichtung in einem Vertikalschnitt, und Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß
Fig. 1 in einer teilweise aufgebrochenen Draufsicht.
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Die in den Figuren dargestellte Schmelzvorrichtung besitzt eine Schmelzwand
1, die mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 2 ausgestattet ist, welche in
einen Sammelkanal 3 einmünden. Die Schmelzwand 1 ist in bekannter Weise beheizt.
Die hierfür erforderliche Heizeinrichtung einschl. des Temperaturreglers und dem
Steuerkreis sind der Übersichlichkeit halber in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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An die Schmelzwand 1 schließt sich - in Durchlaufrichtung des Schmelzklebers
gesehen - stromaufwärts einer zylinderförmige Druckkammer 4 an. Diese zylinderförmige
Druckkammer 4 besteht aus mehreren Bereichen oder Abschnitten.
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So ist die Wandung des direkt an die Schmelzwand 1 anschließenden
Bereiches 4a der Druckkammer 4 auf ihrer Außenseite mit Kühleinrichtungen in Form
von Kühlrippen.
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5 ausgestattet. Der daran anschließende Bereich oder Abschnitt der
Druckkammer 4 wiederum besitzt an seiner Oberseite eine Zuführöffnung 6,auf die
ein trichterförmiger Vorratsbehälter 7 aufgesetzt ist. Der Vorratsbehälter 7 aufgesetzt
ist. Der Vorratsbehälter 7 dient zur Aufnahme des festen, vorzugsweise in Granulatform
vorliegenden Schmelzklebers.
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In der Druckkammer 4 ist eine Preßkolben 8 gelagert, der erfindungsgemäß
als Arbeitszylinder ausgebildet ist. Dieser Arbeitszylinder besteht aus einer die
eigentliche Preßfläche bildenden Stirnplatte 9, die ein Stirnende eines Zylindermantels
10 verschließt, der in der Druckkammer 4 hin- und herverschiebbar gelagert ist.
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Der Zylindermantel 10 ist auf seiner der Stirnplatte 9 entgegengesetzten
Stirnseite mit einer zweiten Stirnplatte 11 verschlossen, die eine Bohrung für eine
Kolbenstange 12 aufweist. Die Kolbenstange 12, welche in der Symmetrieachse der
Druckkammer 4 angeordnet ist, weist im Bereich ihres im Innenraum des Arbeitszylinders
angeordneten Endes einen Betätigungskolben 13 auf, der mit seinem Umfang dichtend
an der Innenfläche des Zylindermantels 10 anliegt Das dem Betätigungskolben 13 entgegengesetzte
Ende 14 der Kolbenstange 12 ist an einer Platte 15 befestigt, die die Druckkammer
4, den Vorratsbehälter 7 und die übrigen Teile der Vorrichtung trägt.
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In der Kolbenstange 12 sind in Längsrichtung zwei Druckluftkanäle
16 und 17 ausgebildet, von denen der eine (16) auf der einen und der andere (17)
auf der anderen Seite des Betätigungskolbens 13 in den Innenraum des Arbeitszylinders
einmündet. Im Bereich des Kolbenstangenendes 14 sind die Druckluftkanäle 16 und
17 mit Leitungen verbunden, die an ein in Fig. 1 lediglich schematisch dargestelltes
5/2-Wegeventil V angeschlossen sind.
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Dieses 5/2-Wegeventil V steht über eine Zuluftleitung mit einer Druckluftquelle
18 und mit einer Abluftleitung 19 mit einer Vielzahl von Düsen 20 in Verbindung,
die in die Zuführöffnung 6 einmünden, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt
ist.
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Die Stirnplatte 9 des als Arbeitszylinder ausgebildeten Preßkolbens
8 ist auf ihrer dem Betätigungskolben 13 zugewandten Seite mit Kühlrippen 21 ausgestattet,
deren Funktion später noch erläutert werden wird.
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Wenn sich der als Arbeitszylinder ausgebildete Preßkolben 8 in der
in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet, kann im Vorratsbehälter 7 befindliches
Granulat durch die Zuführöffnung 6 in die Druckkammer 4 der Vorrichtung gelangen.
Wird nun Schmelzkleber im aufgeschmolzenen Zustand in der an die Schmelzvorrichtung
angeschlossenen, nicht dargestellten Auftragvorrichtung benötigt, so erhält das
5/2-Wegeventil V ein Signal, wodurch Druckluft aus der Druckluftquelle 18 in den
Druckluftkanal 17 gelangt und die Stirnplatte 9 in Richtung der Schmelzwand 1 bewegt.
Dadurch wird das im Druckraum 4 befindliche Granulat durch die Durchtrittsöffnungen
2 hindurchgepreßt, aufgeschmolzenen und über den Sammelkanal 3 zu der nicht dargestellten
Auftragvorrichtung weitergeleitet.
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Da die Stirnplatte 9, der Zylindermantel 10 und die zweite Stirnplatte
11 fest miteinander verbunden sind, verringert sich bei diesem Vorgang der zwischen
dem Betätigungskolben 13 und der zweiten Stirnplatte 11 befindliche Innenraum des
Arbeitszylinders.Die in diesem Innenraum befindliche Luft wird somit durch den Druckluftkanal
16 ausgepreßt und über das 5/2-Wegeventil V in die Abluftleitung 19 gefördert. Über
diese Abluftleitung gelangt die Abluft zu den Düsen 20 und strömt durch diese in
den Bereich der Zuführöffnung 6 ein. Das in diesem Bereich befindliche Granulat
wird dadurch aufgewirbelt und einer Brückenbildung auf diese Weise entgegengewirkt.
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Durch die feste Verbindung verschiebt sich bei dem oben beschriebenen
Arbeitsgang außer der Stirnplatte 9 auch der Zylindermantel in Richtung der Schmelzwand
1. Somit wird die Zuführöffnung 6 mit fortschreitender Bewegung der Stirnplatte
9 in Richtung der Schmelzwand 1 in zunehmendem Maße abgedeckt. Selbst in der in
Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellten vordersten Stellung der Stirnplatte
9 kann deshalb kein Granulat hinter den Preßkolben 8 gelangen. Zusätzliche Verschlußschieber,
wie sie bei bekannten Schmelzvorrichtungen notwendig sind, sind aufgrund der erfindungsgemäßen
Ausbildung nicht erforderlich.
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Hat die Stirnplatte 9 die in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellte
vorderste Stellung erreicht und wird in der nachgeschalteten Auftragvorrichtung
kein aufgeschmolzener Schmelzkleber benötigt, so wird über das 5/2-Wegeventil V
Druckluft aus der Druckluftquelle 18 in den Druckluftkanal 16 gefördert. Dadurch
wird die zweite Stirnplatte 11 mit Druckluft beaufschlagt und aufgrund der festen
Verbindung der Zylindermantel 10 und die Stirnplatte 9 zurückgezogen.
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In dieser Arbeitsphase verringert sich der zwischen der Stirnplatte
9 und dem Betätigungskolben 13 befindliche Innenraum des Arbeitszylinders. Die darin
befindliche Luft wird dadurch über den Druckluftkanal 17 ausgepreßt.
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Aufgrund der Kühlrippen 21 kann die durch das Granulat auf die Stirnplatte
9 übertragene Wärme an die Luft übertragen und damit die Stirnplatte 9 gekühlt werden,
wodurch die Neigung zum Ankleben des Granulats an der Stirnplatte verringert wird.
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Da beim Zurückziehen der Stirnplatte 9 der Zylindermantel 10 in zunehmendem
Maß die Zuführöffnung 6 freigibt, kann
Granulat aus dem Vorratsbehälter
7 in die Druckkammer 4 hineinrieseln. Brücken- und Hohlraumbildung wird bei diesem
Vorgang wiederum durch die über den Druckluftkanal 17 abgeführte Druckluft verhindert,
welche über das 5/2-Wegeventil V als Abluft über die Abluftleitung 19 zu den Düsen
20 geleitet wird.
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Sobald durch die nachgeschaltete Auftragvorrichtung wieder Schmelzkleber
im aufgeschmolzenen Zustand angefordert wird, wird der Zurückziehvorgang unterbrochen
und über das 5/2-Wegeventil V Druckluft aus der Druckluftquelle 18 wieder in den
Druckluftkanal 17 gepreßt. Diese relativ kalte Druckluft kühlt über die Kühlrippen
21 erneut die Stirnplatte 9, so daß ein Ankleben von Granulat selbst bei längerem
Betrieb nicht möglich ist. Auch im Verlaufe dieser Vorschubbewegung wird das Granulat
-wie oben bereits beschrieben - durch Einspeisen von Abluft durch die Düsen 20 aufgewirbelt.
Diese Abluft stammt aus dem zwischen dem Betätigungskolben 13 und der zweiten Stirnplatte
11 vorhandenen Innenraum des Arbeitszylinders, dessen Volumen bei der Vorschubbewegung
verringert und dadurch die darin enthaltene Luft über den Druckluftkanal 16 ausgepreßt
wird.
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Um zu verhindern, daß in größerem Maße Wärme von der Schmelzwand 1
auf die Wandung der Druckkammer 4 übertragen wird, ist der Bereich 4a mit Kühlrippen
5 ausgestattet. Durch diese Kühlrippen wird Wärme an die Umgebungsluft abgegeben,
so daß der übrige Bereich der Druckkammer relativ kühl bleibt, wodurch Verklebungstendenzen
beim Betrieb entgegengewirkt wird.
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Sofern in der nachgeschalteten Auftragvorrichtung aufgeschmolzener
Schmelzkleber mit konstantem Druck benötigt
wird, können zwei Schmelzvorrichtungen
der erfindungsgemäßen Art parallel zueinander aufgebaut und derart gesteuert werden,
daß bei einem erforderlichen Rückhub der einen Vorrichtung stets die andere Vorrichtung
der erforderlichen Druck erzeugt. Grundsätzlich wird die Steuerung der Schmelzvorrichtung
stets so ausgelegt sein, daß der Preßkolben 8 in seine Ausgangsstellung zurückfährt,
sobald von der nachgeschalteten Auftragvorrichtung kein Schmelzkleber angefordert
wird.
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