DE3908453A1 - Verfahren und vorrichtung zum diskontinuierlichen ausbringen von an der luft erstarrenden applikationsfluessigkeiten aus auftragsduesen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum diskontinuierlichen Ausbringen von an der Luft er­ starrenden Applikationsflüssigkeiten aus Auftragsdüsen.

Die Erfindung ist beispielsweise auf die Applikation von meistens aus Kunststoffdispersionen bestehenden Klebern anwendbar, kann aber auch auf Farben oder andere Applikationsflüssigkeiten angewandt werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Papierverarbeitung, bei der mit Dosierventilen beschickte Düsen die bezeichneten Flüssigkeiten vor­ zugsweise nach einem vorgegebenen Muster, z.B. in Tropfenform auf eine Papierunterlage aufgebracht werden, wobei die Applikation von Pausen unterbrochen ist, die während längerer Zeiträume Teile der Applikationsflüs­ sigkeit an der Düse in Ruhe belassen und so lange dauern, daß die Applikationsflüssigkeitreste in und an der Düse erstarren würden, wenn nicht für einen Luft­ abschluß gesorgt würde. Erstarrte Flüssigkeitsreste ver­ hindern bei den folgenden Applikationsvorgängen, daß die vorgegebenen Flüssigkeitsmengen in vorgegebenen Zeit­ räumen ausgebracht werden. Verschlüsse der Düsenbohrung durch erstarrte Flüssigkeitsreste werden erfindungs­ gemäß regelmäßig entfernt, damit die Applikationsvor­ richtung störungsfrei funktioniert.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird außerdem die Bildung erstarrender Flüssigkeitsreste in der Düsenbohrung mit dem Schließorgan verhindert, welches deswegen gegen die Düsenbohrung abgedichtet ist, um den Zutritt von Luft zu dem Flüssigkeitsrest in der Düse zu verhindern. Dieses Schließorgan ist mit einem Antrieb quer erschieb­ lich und kann dadurch in den Pausen zwischen den einzel­ nen Applikationsvorgängen in seine Verschlußstellung und aus dieser zu Beginn eines neuen Applikationsvorganges in eine Stellung verbracht werden, in der es die Düsen­ bohrung freigibt. Diese Bewegungen des Schließorganes lassen sich mit der Steuerung der Applikationsvorgänge synchronisieren. Das Schließorgan wirkt erfindungsgemäß auf die Düsenstirnseite und schränkt deshalb den Quer­ schnitt des Düsenkanals nicht ein. Daher ist die Erfin­ dung auch auf Düsen anwendbar, welche enge Düsenkanäle aufweisen.

Die Erfindung ersetzt die Handarbeit, die bei vielen Applikationsvorrichtungen nicht erfolgreich ist, bei denen etwa Kaltleim-Dispersionen verwendet werden, die bei Pausendauern ab ca. 60 sec eintrocknen, insbeson­ dere wenn 0,4 mm Düsen mit einem Applikationsdruck von ca. 1 bar verwendet werden, der nicht in der Lage ist, einen erstarrten Flüssigkeitsrest aus dem Düsenkanal auszutreiben. Handarbeit ist außerdem aufwendig, weil sie die Abdichtung des Düsenkanals mit Fett voraussetzt, das vor jedem Applikationsvorgang wieder entfernt werden muß.

Die Erfindung geht von einem vorbekannten Verfahren bzw. einer zu seiner Durchführung vorgesehenen Vor­ richtung aus, welche die Handarbeit mechanisiert. Hierbei bildet eine Verschlußplatte das Schließorgan für eine Mehrzahl von Düsen, die in einem Düsenblock vereinigt sind und sämtliche Düsen verschließt oder frei­ gibt. Die Platte weist für jede Düse eine Blindbohrung und eine Durchgangsbohrung auf. Ein Linearantrieb ver­ stellt die Platte so, daß entweder die Blindbohrungen oder die Durchgangsbohrungen mit den Düsenöffnungen ausgefluchtet sind und diese verschließen oder frei­ geben. Die für den luftdichten Abschluß der Platte erforderliche Abdichtung setzt an den Düsen Dichtungs­ ringe voraus, welche mit dem erforderlichen Druck auf der Platte dichten und dadurch den Spalt zwischen der Platte und der Düsenstirnseite verschließen. Die Blind­ bohrungen sind mit Innenkanälen der Platte an eine Pumpe angeschlossen, welche Reinigungsflüssigkeit durch die Kanäle in die Düsen pumpt.

Dieser vorveröffentlichte Stand der Technik bedeutet einen erheblichen technischen Aufwand infolge der Viel­ zahl von Dichtungen und der schwierig herzustellenden und zu beherrschenden Verschlußplatte. Eine solche Einrichtung läßt sich auch nur für eine Vielzahl von in einem Block zusammengefaßten Düsen verwenden. Das ist ein Mangel, weil von mehreren Düsen einzelne Düsen nicht einzeln, sondern nur gleichzeitig auf- und zu­ gesteuert werden können. Der bauartbedingte Spalt zwi­ schen der Düsenstirnseite und der starren Platte führt insbesondere bei besonders ungünstigen Applikations­ flüssigkeiten, etwa bei flüssigen Kalt- oder Heißklebern dazu, daß die beweglichen Teile, wie insbesondere die Dichtungen, nicht zufriedenstellend funktionieren, weil sie auch durch Feuchthalten mit der erwähnten Flüssig­ keit nicht freigehalten werden. Die Verwendung solcher Reinigungsflüssigkeiten bedeutet außerdem einen erheb­ lichen Aufwand, der für die Dosierung und die Fort­ leitung zu den Blindbohrungen getrieben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß Betriebsstörungen an jeder Einzeldüse verhindert werden.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird nach jedem Applikationsvorgang jede Dose durch Abstreifen ihrer Stirnseite gereinigt und mit dem Ölfilm luftdicht mit dem Schließorgan ver­ schlossen. Der Ölfilm hat die Eigenschaft, die Düsen­ bohrung nicht zu verschließen, so daß beim folgenden Applikationsvorgang der flüssig gebliebene Rest im Düsenkanal problemlos ausgetrieben wird. Je nach Aus­ bildung der Düse und den Eigenschaften der Applikations­ flüssigkeit, insbesondere ihrer Oberflächenspannung wird der Ölfilm ganz oder teilweise durch die austre­ tende Applikationsflüssigkeit, spätestens jedoch beim erwähnten Verschließen der Düse abgetragen und erneuert. Er erschwert daher das Anhaften erstarrender Appli­ kationsflüssigkeiten, weil er die Benetzungsfähigkeit der Oberflächen herabsetzt oder ausschließt.

Da erfindungsgemäß in den Düsen Dichtungen ebenso wie die Blind- und Durchgangsbohrungen nicht mehr verwen­ det werden, weil die Vorgänge des Abstreifens und Aufbringens des Ölfilms unmittelbar aufeinanderfolgen, tritt eine wesentliche Vereinfachung ein, die eine starre Platte überflüssig macht. Das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Abstreifen, bei dem das Verschlußorgan schleifend über die Düsen­ stirnseite geführt wird, schafft die Möglichkeit, das Schließorgan wesentlich zu verkleinern. Es läßt sich deswegen mit einem mitgeführten Ölvorrat versehen und zum Verschluß einer Einzeldüse verwenden.

Durch entsprechende Auswahl des Öls wird über längere Zeiträume verhindert, daß der Ölvorrat austrocknet, so daß er für eine Vielzahl von Applikationsvorgängen funktionsfähig bleibt.

Mit den Merkmalen des Anspruches 2 wird ein besonders geeignetes Öl vorgeschlagen, das vor allem nicht an der Luft austrocknen und daher auch bei Luftzutritt im Vorrat in dem Schließorgan flüssig bleibt. Silikonöl hat sich insbesondere zur Vermeidung von Verstopfern aus Kaltleim als zweckmäßig erwiesen.

Mit den Merkmalen des Anspruches 3 wird eine Steuerung von Einzeldüsen eines Düsenblockes möglich. Das bedeutet eine Verbesserung der Applikationstechnik, weil sich dadurch die Applikationsvorgänge mehrerer Düsen voneinander unabhängig vollziehen können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeigneten Vorrichtung anhand der Figuren in der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Applikationsvorrichtung beim Ausbringen einer Applikationsflüssigkeit in Stirnansicht und

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in Seitenansicht.

Mit Hilfe eines für sich bekannten Dosierventiles wird Klebstoff durch eine Düse (2) in Form mehrerer Tropfen (3) auf eine nicht dargestellte Papierunterlage appli­ ziert. Der Klebstoff wird durch einen Schlauch (4) ein­ geführt. Das Dosierventil besitzt einen Kolben, der magnetisch pulsierend auf- und abbewegt wird. Die Steuerung des Magnetantriebes erfolgt über eine Leitung (5), die zu einem nicht dargestellten Regler führt, welcher auch Beginn und Ende eines Applikationsvor­ ganges steuert. Die von dem Kolben des Dosierventils in die Düse (2) getriebene Applikationsflüssigkeit tritt im Rhythmus der Kolbenbewegung aus und bildet die Tropfenreihe (3), die in Fig. 1 dargestellt ist. Die Düse ist in das Gehäuse (6) des Dosierventils mit einer Mutter (7) eingeschraubt, die einstückig mit einem Düsenkegel (8) ausgeführt ist, den zentrisch eine Düsenbohrung durchsetzt.

Mit Hilfe einer Schelle (9) ist ein pneumatischer Zylinder (10) am Gehäuse (6) derart befestigt, daß sich der Kolben (11) und die Kolbenstange (12) mit einem Winkelarm (13), der auf dem Ende der Kolben­ stange (12) drehfest angebracht ist, quer zum Düsen­ kanal in Richtung des Doppelpfeiles (17) der Fig. 2 hin- und herbewegen lassen. Im Zylinder liegt eine Spiralfeder (14), welche den Kolben in die Verschluß­ stellung eines Schließorgans (15) drückt. Der Zutritt der Druckluft ist schematisch bei (16) angedeutet, so daß die Druckluft die Kolbenstirnseite beaufschla­ gen kann, die der auf der Feder (14) abgestützten Kolbenseite gegenüberliegt. Wird Druckluft bei (16) zugeführt, so spannt der Kolben (11) die Feder (14) und zieht das Verschlußorgan (15) in seine Offen­ stellung.

Das Verschlußorgan hat die Form einer Scheibe (18). Sie besteht aus einem Schwamm, der beispielsweise aus offenporigem, geschäumten Kunststoff besteht. Der Schwamm ist mit Silikonöl getränkt, das die Poren ausfüllt und verschließt.

Die Ebene der durch den Doppelpfeil (17) gekennzeich­ neten Bewegung der Schwammoberfläche ist so gewählt, daß die Stirnseite (19) des Schwammes (18) zunächst vor die Kegelfläche (20) des Düsenkegels läuft, wodurch der Schwamm infolge seiner Elastizität verformt wird. Die Stirnkante (19) wischt im Zuge der Schließbewegung über die Düsenstirnseite (21) und entfernt dabei einen Rest der Applikationsflüssigkeit, welche in der Düsen­ bohrung ansteht und gegebenenfalls auch die Düsen­ stirnseite (21) bedeckt. Infolge der Formänderung des Schwammes (18) wird aus dem zusammengedrückten Bereich ein Teil des in den Poren enthaltenden Ölvorrates ausgepreßt. Dieser bildet auf der von dem Schwamm erreichbaren Fläche der Düse einem filmartigen Überzug.

In der aus Fig. 2 ersichtlichen Verschlußstellung liegt die gesamte Düsenstirnfläche (21) etwa in der Mitte der Scheibe (18), die infolge ihrer Formänderung im Bereich der Düsenstirnseite (21) zusammengedrückt ist und deshalb auf dieser einen ausreichenden Dicht­ druck erzeugt. Die Oberfläche der Scheibe (18) wirkt mit dem Ölfilm zusammen, der einen luftdichten Verschluß an den sich berührenden Oberflächen der Scheibe und der Düsenstirnseite (21) bildet. Der in den Poren enthaltene Ölvorrat sorgt für eine vollständige Abdichtung gegen den Zutritt von Außenluft durch die Poren des Schwammes.

Sobald der Winkelarm (13) unter dem Einfluß der bei (16) einströmenden Druckluft von dem Kolben (11) zurückgezogen wird, bewegt sich der Schwamm (18) über die Düsenstirnseite (21) und gibt schließlich die Düsenöffnung frei. Er hinterläßt einen Ölfilm auf der Düsenstirnseite (21) und im Bereich der Öffnung des Düsenkanals, der ganz oder zum Teil beim Austritt der Tropfen (3) aus der Düse mitgenommen und entfernt wird. Ölfilmreste erschweren das Anbacken von Resten der Applikationsflüssigkeit nach dem Applikations­ vorgang.

Claims (7)

1. Verfahren zum diskontinuierlichen Aus­ bringen von an der Luft erstarrenden Applikationsflüssigkeiten aus Auftrags­ düsen, bei dem in den Pausen zwischen dem Ausbringen mit einem auf die Düsen­ stirnseite wirkenden, abgedichteten Schließorgan die Düsenöffnung verschlos­ sen und vor Beginn des Ausbringens durch einen Antrieb des Schließorganes die Düsen­ öffnung freigegeben wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei der Verschlußbewegung des Schließorganes die Düsenstirnseite schleifend abgewischt und im Anschluß daran aus einem von dem Schließorgan mitgeführten Ölvorrat auf der gewischten Fläche ein Ölfilm aufge­ tragen wird, der als Abdichtung des Schließ­ organes dient, und daß bei der Freigabe der Düsenöffnung der gegen Austrocknen geschützte Ölfilm bis zum folgenden Wischvorgang wenig­ stens teilweise aufrechterhalten und/oder von der austretenden Applikationsflüssigkeit ent­ fernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von dünnflüssigem Silikonöl.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Auftragsdüsen jede Auftragsdüse einzeln gewischt und mit einem Ölfilm versehen wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, die mit einem Linearantrieb, vorzugs­ weise einem Schubkolbengetriebe das Schließorgan quer zur Achse eines Dosierventiles und einer Düse verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan (18) elastisch und offen­ porig ausgebildet, sowie mit dem Öl getränkt ist, der auf der Düsenseite eines von dem Linearantrieb (10, 11) bewegten Armes befe­ stigt ist, welcher den Schwamm gegen die Düsenflanke (20) führt und dabei unter Ver­ formung mit seiner Vorderkante über die Düsenstirnfläche (21) führt, wobei das durch die Verformung aus den Schwammporen austre­ tende Öl als Film und der Schwammoberfläche über die Düsenstirnseite (21) gezogen wird und daß die Bewegungsbahn der Querver­ schiebung des Schließorganes (18) die Flanke (20) der Düse trifft, wobei der Antrieb (10, 11) das Schließorgan (18) elastisch verformt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schließorgan (18) eine Schwammscheibe ist, die auf einem mit dem Linearantrieb (10, 11) zusammenwirkenden Träger befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) des Schließorgans (18) ein Winkelarm ist, der drehfest mit der Kolben­ stange (12) des Schubkolbengetriebes (10, 11) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (10, 11) mit einem Band (9) am Gehäuse (6) der Applikationsvorrichtung (1) befestigt ist.