Beschreibung der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dosiersystem für Leim oder allgemein für Klebstoffe
und ein Verfahren zum Dosieren von Klebstoffen.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Leim- oder allgemein Klebstoffauftragssysteme finden Ihre Anwendung unter anderem
in der Verpackungsindustrie. Beispielhafte Anwendungsgebiete stellen die Faltschachtelproduktion,
die Bogenverarbeitung (zum Beispiel Briefumschläge, Versandtaschen etc.) und/oder
das Falzkleben, beispielsweise bei der Verarbeitung von Wellpappen dar.
[0003] Bekannte Leimauftragssysteme basieren auf Dosierventilen, wie sie beispielsweise
in der
DE 41 13 445 C2 beschrieben sind. Die Dosierventile verfügen im Allgemeinen über einen Dosierkolben,
der Bestandteil eines Elektromagneten ist und durch den der Dosierkolben nach oben
bewegt werden kann. Die Abwärtsbewegung erfolgt im Allgemeinen durch eine Druckfeder.
In einem nicht eingeschalteten Zustand des Magneten liegt der Dosierkolben durch den
vorhandenen Federdruck auf dem Ventilkörper, im Detail auf der Düse, auf: Das Ventil
ist geschlossen. Es wird kein Klebstoff appliziert. In einem eingeschalteten Zustand
des Magneten wird die Federkraft überwunden und der Dosierkolben von dem Ventilkörper
abgehoben: Das Ventil ist geöffnet. Der Klebstoff wird appliziert.
[0004] Ziel ist hierbei ein möglichst präzises Kleben, insbesondere sowohl hinsichtlich
der Positionierung des Klebstoffs als auch hinsichtlich der applizierten Menge des
Klebstoffs. Die Viskosität des Klebstoffs stellt einen sehr wichtigen Parameter dar.
Eigenschaften, wie Verlauf und/oder Schichtdicke beim ausgehärteten Klebstoff, werden
wesentlich von der Viskosität des Klebstoffs beeinflusst.
[0005] In den bekannten Systemen wird die Viskosität in einem mit dem Dosierventil verbundenen
Vorratsbehälter ermittelt. Im Allgemeinen wird hierbei das Prinzip eines aus dem Stand
der Technik bekannten Rotationsviskosimeters verwendet. Dabei wird das Drehmoment
gemessen, das von einem mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden Zylinder durch
die im Zwischenraum befindliche, insbesondere auch für nichtnewtonsche, Flüssigkeit
auf einen zweiten, koaxialen Zylinder übertragen wird.
[0006] Auftretende Temperatur- und/oder Druckänderungen, wie zum Beispiel in der Verbindung
zur Dosiervorrichtung und/oder innerhalb der Dosiervorrichtung, die zu einer Änderung
der Viskosität führen, können hierbei nicht erfasst werden.
[0007] Eine nicht ausreichend definierte Viskosität des Klebstoffs beim Auftragen des Klebstoffs
resultiert im Allgemeinen in eine nicht ausreichend dosierte Klebstoffmenge an der
Düsenöffnung, so das zum Beispiel auch die Klebenaht nicht ausreichend definiert ist.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
[0008] Vor dem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dosierung für
fließfähige Materialien bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik
zumindest vermindert.
[0009] Dabei soll es insbesondere möglich sein, die Erfindung in bereits bestehende Dosierungskonzepte
integrieren zu können bzw. die bekannten Dosierungskonzepte erweitern zu können.
[0010] Gelöst werden die Aufgaben durch ein Dosierungssystem für ein fließfähigen Material
und ein Verfahren zum Dosieren eines fließfähigen Materials gemäß den unabhängigen
Ansprüchen.
[0011] Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
[0012] Die Erfindung sieht zunächst ein Verfahren vor zum Dosieren eines fließfähigen Materials,
insbesondere zum Auftragen eines Klebstoffs, umfassend die Verfahrensschritte -
[0013] Bereitstellen eines fließfähigen Materials, insbesondere eines Klebstoffes für eine
Dosiervorrichtung in einem Vorratsbehälter,
- Beaufschlagen des fließfähigen Klebstoffes mit einem Druck,
- Dosieren des bereitgestellten fließfähigen Klebstoffes an einem Austrittskanal der
Dosiervorrichtung durch ein Öffnen und Schließen einer Verschlusseinrichtung für den
Austrittskanal, und
- Auftragen des dosierten, aus dem Austrittskanal austretenden fließfähigen Klebstoffes
auf eine Fläche, wobei
- die Viskosität des fließfähigen Klebstoffes in der Dosiervorrichtung bestimmt wird,
und die Dosierung des Klebstoffes anhand des Wertes der Viskosität erfolgt
[0014] Zudem liegt im Rahmen der Erfindung auch ein Dosiersystem zum Bereitstellen eines
fließfähigen Materials, insbesondere zum Auftragen eines Klebstoffs, beziehungsweise
einer Klebstoffauftragvorrichtung mit zumindest einer Dosiervorrichtung. Die Klebstoffauftragvorrichtung
mit Dosiervorrichtung umfasst
- eine Kammer mit einem Austrittskanal zum Bereitstellen des fließfähigen Materials,
- eine Einrichtung zur Druckbeaufschlagung des fließfähigen Materials, und
- eine Verschlusseinrichtung für den Austrittskanal, so dass das bereitgestellte fließfähige
Material dosierbar ist, sowie
- eine Einrichtung zum Erfassen der Viskosität des fließfähigen Materials, und
- eine Regeleinrichtung, welche die Verschlusseinrichtung ansteuert, wobei die Auftragsmenge
unter Berücksichtigung des gemessenen Wertes der Viskosität geregelt wird.
[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ausführbar mittels des erfindungsgemäßen
Systems. Das erfindungsgemäße System ist insbesondere ausgebildet zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0016] Das fließfähige Material ist wie gesagt vorzugsweise ein Klebstoff, der für viele
Anwendungen, insbesondere auch bei der Verleimung cellulosehaltiger Werkstoffe, wie
Karton, Papier und Holz allgemein auch als Leim bezeichnet wird. Das fließfähige Material
ist als solches bei der gewählten Arbeitstemperatur oder der Umgebungstemperatur fließfähig
oder es kann fließfähig gemacht werden, zum Beispiel durch eine Temperaturerhöhung
und/oder ein Verdünnungsmittel. Die Dosiervorrichtung umfasst vorzugsweise ein Dosierventil.
Der Ausgangskanal ist vorzugsweise als eine Düse ausgebildet. Die Verschlusseinrichtung
ist vorzugsweise ein Anker oder ein Dosierkolben.
[0017] Eine Idee der Erfindung basiert darauf, aus der ermittelten Viskosität auf die dosierte
Menge, d.h. der bei gegebenem Druck auf das fließfähige Material aus der Dosiervorrichtung
ausgetretenen und applizierten Menge, an fließfähigem Material schließen zu können.
Erfindungsgemäß erfolgt die Messung oder das Ermitteln der Viskosität in oder innerhalb
der Dosiervorrichtung. Beispielsweise erfolgt die Messung in der Kammer der Dosiervorrichtung
und/oder in dem Austrittskanal und/oder im Bereich des Austrittskanals. Die Einrichtung
zum Erfassen der Viskosität ist der Dosiervorrichtung zugeordnet. In einer ersten
erfindungsgemäßen Ausgestaltung erfolgt ein Vergleichen der ermittelten Ist-Viskosität
mit einer Soll-Viskosität des fließfähigen Materials. Dabei kann es vor dem Hintergrund
einer einfachen Kontrolle oder Überwachung der Qualität ausreichend sein, nur die
Viskosität zu bestimmen, ohne, sofern dies überhaupt erforderlich sein sollte, weitere
Maßnahmen zu ergreifen.
[0018] Sofern jedoch Maßnahmen ergriffen werden sollen, erfolgt in einer ersten Ausführungsform
ein Anpassen der ermittelten Viskosität oder Ist-Viskosität an die Soll-Viskosität
des fließfähigen Materials. Dazu sind Mittel, beziehungsweise ist eine Einrichtung
zur Viskositätsanpassung vorgesehen. Diese Mittel zur Viskositätsanpassung können
für die Dosierung des Klebstoffes anhand des Wertes der Viskosität verwendet werden.
[0019] Die Mittel zur Viskositätsanpassung sind in einer ersten Ausführungsform als Mittel
zur Temperaturanpassung ausgebildet. Zur Viskositätserhöhung kann zum Beispiel die
Temperatur, insbesondere lokal, mittels eines Heizdrahts und/oder einer Mikrowelleneinstrahlung
erhöht werden. Entsprechendes gilt für eine Viskositätserniedrigung, zum Beispiele
mittels eines Peltier-Elements.
[0020] Als Alternative und/oder Ergänzung zur Temperaturanpassung sind die Mittel zur Viskositätsanpassung
ausgebildet als Mittel zum Verdünnen des fließfähigen Materials und somit zur Viskositätserniedrigung
und/oder als Mittel zum Ein- oder Verdicken des fließfähigen Materials und somit zur
Viskositätserhöhung. Diese werden dem fließfähigen Material zugefügt bzw. mit diesem
gemischt.
[0021] Anstelle einer Verdünnung mit einem geeigneten Verdünner kann umgekehrt auch eine
Verdickung vorgenommen werden, indem Verdünner, wie etwa ein Lösungsmittel aus dem
Klebstoff entfernt wird. Eine Entfernung des Verdünners ist in einfacher Weise dadurch
möglich, dass mittels einer Hezieinrichtung der Klebstoff erwärmt und dabei Verdünner
verdampft wird.
[0022] Zum Vergleichen der Ist-Viskosität mit der Soll-Viskosität und/oder zum Anpassen,
insbesondere zum Steuern und/oder Regeln, der Viskosität ist die Regeleinrichtung,
beziehungsweise ein Regelsystem vorgesehen. Das Regelsystem kann zum Beispiel als
eine vorzugsweise elektronische Schaltung und/oder mittels einer Recheneinrichtung
bereitgestellt werden.
[0023] In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform erfolgt mittels der Regeleinrichtung
ein Anpassen des Drucks, mit dem das fließfähige Material für die und/oder in der
Dosiervorrichtung bereitgestellt wird.
[0024] In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Variante erfolgt mittels der Regeleinrichtung
ein Anpassen von Zeiten, in denen sich die Verschlusseinrichtung in einer geöffneten
und/oder in einer geschlossenen Stellung befindet, zum Beispiel durch die Bestimmung
der Position eines Kolbens.
[0025] Eine weitere alternative oder ergänzende Ausführungsform ist gekennzeichnet durch
ein Anpassen eines Durchflussvolumens oder einer Öffnung, das bzw. die zwischen der
Verschlusseinrichtung und dem Austrittskanal in einer geöffneten Stellung der Verschlusseinrichtung
gebildet wird. Beispielsweise wird der Hub einer als Dosierkolben ausgebildeten Verschlusseinrichtung
angepasst.
[0026] Vorzugsweise werden die genannten Größen jeweils alleine und/oder in Kombination
so angepasst, dass eine störende Abweichung von einer Soll-Viskosität kompensiert
wird. Die Kompensation ist insbesondere derart, dass die dosierte oder applizierte
Menge des fließfähigen Materials wieder einem Sollwert entspricht.
[0027] In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Ermitteln der Viskosität
ein Messen der Temperatur des fließfähigen Materials, beispielsweise durch einen in
dem Austrittskanal oder in der Düse angeordneten, vorzugsweise integrierten, Temperatursensor.
Die Temperatur kann direkt in oder an dem fließfähigen Material gemessen werden. Sie
kann aber auch indirekt über die Temperatur der Wand, die in Kontakt mit dem fließfähigen
Material steht, gemessen werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Einrichtung zum Erfassen der Viskosität wenigstens einen Temperatursensor umfasst.
Vorzugsweise erfolgt ein Vergleichen der gemessenen Temperatur mit einer Temperatur-Viskositäts-Kennlinie.
Dabei existiert im Allgemeinen für jedes fließfähige Material in Abhängigkeit von
seinem Grad der Verdünnung oder allgemein von seiner Zusammensetzung eine individuelle
Temperatur-Viskositäts-Kennlinie. Durch einen einfachen Vergleich mit einer Kennlinie,
insbesondere bei Kenntnis der Zusammensetzung und/oder des Verdünnungsgrads des fließfähigen
Materials, kann die Viskosität anhand der zugehörigen Kennlinie, beispielsweise mittels
einer Recheneinrichtung bestimmt werden.
[0028] Die Temperaturmessung basiert in einer ersten Variante auf einer temperaturabhängigen
Ausdehnung oder Schrumpfung zumindest eines Materials. Die Temperaturmessung basiert
in einer zweiten ergänzenden oder alternativen Ausführungsform auf einer Frequenzmessung.
Vorzugsweise basiert die Temperaturmessung jedoch auf einer Messung des elektrischen
Widerstandes, des elektrischen Stroms und/oder der elektrischen Spannung. Ein Beispiel
für einen solchen Temperatursensor ist ein temperaturabhängiger elektrischer Widerstand.
[0029] In einer konkreten Ausgestaltung wird die Temperatur einer Betätigungseinrichtung,
beziehungsweise des Antriebs für die Verschlusseinrichtung, vorzugsweise über eine
Messung des elektrischen Widerstandes der Betätigungseinrichtung, gemessen. Die Betätigungseinrichtung
wird zum Beispiel unter Verwendung einer Spule -oder eines.Spulensystems bereitgestellt,
mit welcher magnetische Kräfte erzeugt werden, die an einem weiteren Element angreifen.
[0030] In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Viskosität über eine Messung
des lokalen Drucks des fließfähigen Materials ermittelt. Dazu umfasst die Einrichtung
zum Erfassen der Viskosität wenigstens einen Drucksensor. Der in der Dosiervorrichtung
herrschende Druck im fließenden Klebstoff ist abhängig von der Druckbeaufschlagung.
Dabei besteht in einem fließenden Zustand, insbesondere wenn sich die Verschlusseinrichtung
in einer Offenstellung befindet, zwischen dem Druck, der in der Dosiervorrichtung
herrscht und dem beaufschlagten Druck eine Druckdifferenz. Die Druckdifferenz ist
verursacht durch das aus dem Austrittskanal austretende fließfähige Material und den
dadurch entstehenden Druckabfall. Der Druckabfall oder die Druckdifferenz ist abhängig
ist von der Viskosität des fließfähigen Materials. Bei dieser Ausführungsform der
Erfindung ist es daher zweckmäßig, den Druck dort mit einem Drucksensor zu messen,
wo das fließfähige Material beim Applizieren strömt. Vorzugsweise wird daher eine
Druckänderung oder der Druckabfall im Austrittskanal ermittelt. Gemäß einer Ausführungsform
ist die Erfindung bei der Bestimmung eines Drucks oder einer Druckdifferenz gekennzeichnet
durch ein Bestimmen einer unter Einwirkung des fließfähigen Materials bedingten Verformung
einer vorzugsweise in der Dosiervorrichtung angeordneten, an den Austrittskanal angeschlossenen
Membran. Der Drucksensor kann somit mit einer Membran ausgebildet sein. Die Verbiegung
der Membran kann zum Beispiel induktiv, kapazitv und/oder piezoelektrisch erfasst
werden.
[0031] In einer anderen Ausführungsform wird die Viskosität über eine Bewegung eines Testkörpers
in dem fließfähigen Material und/oder eine Eindringtiefe des Testkörpers in das fließfähige
Material ermittelt. Dazu weist die Einrichtung zum Erfassen der Viskosität einen Testkörper
auf, dessen Bewegung in dem fließfähigen Material, zum Beispiel über ein Drehmoment,
auswertbar ist.
[0032] In einer Ausführungsform wird kein zusätzlicher Testkörper eingesetzt. Vielmehr kann
der Testkörper zum Beispiel auch durch die Verschlusseinrichtung bereitgestellt und
dabei vorzugsweise deren Bewegungsverhalten ausgewertet werden. Dabei wird die Viskosität
insbesondere über eine Bewegung der Verschlusseinrichtung in dem fließfähigen Material
und/oder eine veränderte relative Position oder Höhe der Verschlusseinrichtung in
dem fließfähigen Material, insbesondere in Bezug auf den Austrittskanal beim Öffnen,
ermittelt. Zum Beispiel ist bei einem gleichen Stromimpuls zum Öffnen des Ventils
bzw. der Verschlusseinrichtung die Höhe oder der Hub der Verschlusseinrichtung abhängig
von der Viskosität des fließfähigen Materials.
[0033] Eine weitere erfindungsgemäße Ermittlung der Viskosität basiert auf einer akustischen
Messung und/oder auf einer Hochfrequenz-Messung. Dazu weist die Einrichtung oder weisen
die Mittel zum Erfassen der Viskosität einen Sender und einen Empfänger für Schall,
vorzugsweise Ultraschall, und/oder für Hochfrequenz auf. Sender und Empfänger können
in der Dosiervorrichtung beliebig angeordnet sein. Im Allgemeinen sind Sender und
Empfänger getrennt angeordnet. Sender und Empfänger bilden in einer Ausgestaltung
eine Einheit bzw. sind als ein einzelnes Bauteil ausgebildet.
[0034] In einer Variante der beispielsweise akustischen Messung wird die Güte, beispielsweise
der Schwingungsverlauf, vorzugsweise die Dämpfung, einer Schwingung ausgewertet. Beispielsweise
wird die Schwingung eines Schwingquarzes in einem fließfähigen Material höherer Viskosität
stärker gedämpft als in einem fließfähigen Material geringerer Viskosität. Somit kann
die Viskosität des fließfähigen Materials durch das Abklingen der gesendeten Wellen,
zum Beispiel Ultraschallwellen, bei einer gegebenen und/oder gemessenen Temperatur
und/oder einer bestimmten und/oder gemessenen Zusammensetzung des fließfähigen Materials
bestimmt werden. Die Wellen, beispielsweise Ultraschallwellen, können auch gepulst
werden.
[0035] In einer weiteren Variante der beispielsweise akustischen Messung kann die Viskosität
des fließfähigen Materials durch eine Frequenz- und/oder eine Phasenverschiebung eines
Signals bestimmt werden. Die Welle, beispielsweise Ultraschallwelle, kann hierzu beliebig
moduliert sein.
[0036] Eine weitere alternative oder ergänzende Ausgestaltung der beispielsweise akustischen
Messung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität durch das Erfassen einer Frequenzverschiebung,
insbesondere als Folge des Dopplereffekts, bestimmt wird. Dabei wird über die Fließgeschwindigkeit
oder über eine Veränderung der Fließgeschwindigkeit auf die Viskosität des fließfähigen
Materials geschlossen. Vorzugsweise ist die Anordnung von Sender und Empfänger an
der Fließrichtung des fließfähigen Materials ausgerichtet. Zum Beispiel kann mit mindestens
Sender, beispielsweise einem Ultraschall-Sender, und mindestens einem Empfänger, beispielsweise
Ultraschall-Empfänger, der Fluss bei einer gegebenen Temperatur bestimmt werden. Dabei
ist es zudem möglich, eine Viskositätsbestimmung durchzuführen. Aus dieser Messung
können zusätzliche Informationen über die Viskosität gewonnen werden. Die Genauigkeit
der Messung wird erhöht. Vorzugsweise ist die Anordnung von Sender und Empfänger an
der Fließrichtung des fließfähigen Materials ausgerichtet. Zum Beispiel können die
Sensoren, insbesondere mit mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger,
derart ausgerichtet angeordnet sein, das deren Verbindungslinie in Richtung, vorzugsweise
parallel, zur Fließrichtung des fließfähigen Materials liegt.
[0037] Die Kenntnis und/oder das Einstellen der Viskosität des fließfähigen Materials ist
auch insoweit wichtig, da die Viskosität auch abhängig ist, von dem Träger, auf dem
das fließfähige Material dosiert oder appliziert werden soll.
[0038] Ein Träger ist zum Beispiel eine Kartonboden zum Herstellen einer Faltschachtel oder
ein Papier zum Herstellen eines Briefumschlags. Als wichtig werden die Eigenschaften
des Trägers oder der Trägeroberfläche erachtet, zum Beispiel hinsichtlich des Materials,
der Rauheit, der Abmessungen und/oder der Geometrie. Daher ist die Erfindung in einer
Ausführungsform auch dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des zu dosierenden
bzw. applizierenden fließfähigen Materials an den Träger angepasst wird.
[0039] Dazu ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Träger, auf
den das fließfähige Material zu dosieren bzw. zu applizieren ist, vor dem Applizieren
des fließfähigen Materials erkannt wird. Zur Erkennung ist ein, vorzugsweise optischer,
Sensor zum Erkennen des Trägers, auf den das fließfähige Material zu dosieren ist,
vorgesehen. Dieser Sensor ist vorzugsweise vor der Dosiervorrichtung angeordnet. D.h.
der Sensor zum Erkennen des Trägers ist in einer Abfolge von Arbeitsschritten zumindest
einen Arbeitsschritt vor dem Dosieren durch die bzw. vor der Dosiervorrichtung angeordnet.
[0040] Um die entsprechenden Viskositäten und/oder Träger ermitteln oder bestimmen und/oder
anpassen zu können, weist das erfindungsgemäße Dosiersystem ein Regelsystem auf. Das
Regelsystem umfasst vorzugsweise einen Speicher, in dem zumindest eine Temperatur-Viskositäts-Kennlinie
und/oder eine Druck-Viskositäts-Kennlinie und/oder Bewegungs-Viskositäts-Kennlinie
und/oder Träger-Viskositätskennlinie hinterlegt ist bzw. sind. Das Regelsystem kann
durch eine, vorzugsweise elektronische, Schaltung und/oder eine Recheneinrichtung
bereitgestellt sein.
[0041] Das Regelsystem kann an der Dosiervorrichtung positioniert sein. In einer weiteren
Ausführungsform ist das Regelsystem jedoch entfernt von der Dosiervorrichtung positioniert.
Die Dosiervorrichtung kann hierbei kabellos gesteuert und/oder geregelt werden. WLAN
stellt ein Beispiel einer kabellosen Übertragung dar. Dadurch können gezielt und/oder
autonom die Parameter zum Betrieb der Dosiervorrichtung übermittelt werden, zum Beispiel
direkt zu einem Empfänger und/oder zu vernetzten kabellosen Einrichtungen. Über diese
kabellose Verbindung kann die Dosiervorrichtung ferner parametriert und/oder angesprochen
werden.
[0042] Somit kann die Dosiervorrichtung aus der Ferne und/oder mittels Parametern, welche
kabellos übertragen werden, zum Beispiel aus dem Netzwerk, gesteuert und/oder geregelt
werden. Es sei hierzu das Beispiel erwähnt, wenn der Sensor zum Erfassen des Trägers,
der die Überwachung von dem zugeführten zu beklebenden Material übernimmt, entdeckt,
dass beispielsweise eine andere Kartonart auf die Dosiervorrichtung oder Düse zukommt.
In diesem Fall wird dann kabellos ein Signal an die Düse gesendet. Das gesendete Signal
kann die gewünschte Viskosität enthalten und/oder wird in einer Recheneinrichtung
dazu benutzt, um die Viskosität zu berechnen und, vorzugsweise lokal und/oder zeitlich
begrenzt, zu ändern.
[0043] In einer Weiterbildung können die übertragenen Signale den Mitteln zur Temperaturanpassung
derart zugeordnet sein, dass die Signale die Mittel zur Temperaturanpassung nicht
nur steuern und/oder regeln sondern an diese ankoppeln und insbesondere Energie bereitstellen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Temperatur lokal mittels einer Art Mini-
oder Mikro-Erhitzer, zum Beispiel mittels eines Heizdrahts und/oder einer, vorzugsweise
lokalen, Mikrowelleneinstrahlung, wie einer HF-Mikroantenne, erwärmt werden. Dabei
kann die Antenne oder der Empfänger für die Signale auch der Erhitzer sein, der zum
Beispiel die Viskosität für eine variable Zeitdauer erhöht. Entsprechendes gilt für
eine Viskositätserniedrigung, beispielsweise mittels eines Peltier-Elements. Entsprechend
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das die Dosiervorrichtung kabellos
regelbar ist und die Mittel zur Viskositätsanpassung des fließfähigen Materials an
die kabellos übertragenen Signale ankoppelbar sind.
[0044] Ferner werden die Viskositäten je nach Bedarf geändert, um das Auftreten von störenden
Partikeln, die beim Auftragen entstehen, zumindest zu reduzieren. Die störenden Partikel
werden insbesondere durch das Öffnen und Schließen der Verschlusseinrichtung verursacht.
Sie sind sozusagen Reste des fließfähigen Materials, die beim Öffnen und Schließen
noch in dem Zwischenraum zwischen Verschlusseinrichtung und Austrittskanal liegen
und beim Schließen wegspritzen.
[0045] Vorzugsweise erfolgt auch ein Messen der Viskosität in einem Vorratsbehälter, welcher
mit der Dosiervorrichtung verbunden ist. Dies ergibt den Grundwert der Viskosität
bei der Umgebungstemperatur.
[0046] Im Bereich der Erfindung liegt auch ein Ergänzungsbausatz oder ein Bausatz zum Nachrüsten
für ein erfindungsgemäßes Dosiersystem, das sich vorzugsweise bereits im Betrieb befindet.
Der Bausatz umfasst einen Sensor zum Ermitteln der Temperatur in der Dosiervorrichtung
und/oder einen Sensor zum Ermitteln des Drucks in der Dosiervorrichtung und/oder einen
Testkörper, dessen Bewegung auswertbar ist, zum Bewegen in der Dosiervorrichtung und/oder
einen Sender für Ultraschall und/oder einen Empfänger für Ultraschall und/oder einen
Sender für Hochfrequenzen und/oder einen Empfänger für Hochfrequenzen und/oder Mittel
zum Anpassen der Viskosität eines fließfähigen Materials.
[0047] Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele im Einzelnen
erläutert. Hierzu wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. Die gleichen
Bezugszeichen in den einzelnen Zeichnungen beziehen sich auf die gleichen Teile.
Fig. 1 zeigt ein Dosierventil in einer perspektivischen Darstellung.
Fig. 2.a bis 2.c zeigen das Dosierventil aus Fig. 1 in einer Seitenansicht (Fig. 2.a),
in einer Frontansicht (Fig. 2.b) und in einer Unteransicht (Fig. 2.c).
Fig. 3 zeigt die Bestandteile des Dosierventils aus Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung.
Fig. 4 zeigt das Dosierventil aus Fig. 1 in seinem Querschnitt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Detailansicht der Kammer, des Austrittskanals und der
Verschlusseinrichtung des Dosierventils aus Fig. 4.
Fig. 6.a bis 6.c zeigen anhand schematischer Detailansichten der Seitenwand (Abschnitts
Z1) der Kammer drei Ausführungsformen von Mitteln, beziehungsweise Einrichtungen zum
Erfassen der Viskosität des Klebstoffs über den Druck (Fig. 6.a), mittels eines Testkörpers
(Fig. 6.b) und über das Schwingungsverhalten (Fig. 6.c).
Fig. 7.a und 7.b zeigen eine schematische Detailansicht der Seitenwand (Abschnitts
Z2) der Kammer mit eingebauten Mitteln zum Anpassen der Viskosität des Klebstoffs.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0048] Ventile, Pumpen und Druckbehälter bilden die wesentlichen Komponenten für ein Auftragssystem,
welches für ein fließfähiges Material, insbesondere für einen Klebstoff oder einen
Leim, verwendet wird.
[0049] Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Dosiervorrichtung 1, die auch als Dosierventil oder
Ventil oder Auftragsventil bezeichnet wird, in verschiedenen Darstellungen. Fig. 4
zeigt zusätzlich weitere Elemente einer Klebstoffauftragvorrichtung 9 mit der Dosiervorrichtung
1. Das gezeigte Ventil 1 ist ein Ventil zum Auftragen von vorzugsweise niedrigviskosen
Klebstoffen, insbesondere mit einer Viskosität von bis zu etwa 500 mPa.s (Brookfield).
Beispiele für Klebstoffe sind insbesondere wasserbasierte Dispersionsklebstoffe, Stärkeklebsstoffe
und/oder Dextrinklebstoffe. Da in Abhängigkeit von der Anwendung oftmals gleichzeitig
klebende und abdichtende Eigenschaften gefordert werden, werden unter einem Klebstoff
auch ein Dichtungsstoff und/oder ein Bindemittel verstanden. Der Klebstoff kann beispielsweise
ein Holzklebstoff, Metallklebstoff, Papierklebstoff, Automobilklebstoff, Verpackungsklebstoff,
Belagsklebstoff und/oder Fliesenklebstoff sein.
[0050] Das gezeigte Ventil 1 ist ein schnellschaltendes, elektrisch betätigtes Ventil. Vorzugsweise
liegt der Arbeitsdruck in einem Bereich von etwa 1 bis 6 bar.
[0051] Der Klebstoff tritt durch den Austrittskanal 170 aus. Der Durchmesser des Austrittskanals
170, der auch als Düse bezeichnet wird, kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
einen Durchmesser im Bereich von 0,2 bis 0,8 Millimetern, beispielsweise 0.4 mm betragen.
Für die Verschlusseinrichtung 160, die auch als Anker oder Kolben oder Dosierkolben
bezeichnet wird, sind Schaltfrequenzen von bis zu etwa 600 Schaltungen/Sekunde erreichbar.
Das Gerät ermöglicht einen kontaktlosen Klebstoffauftrag. Der Abstand zwischen Düse
170 und einem Produkt beträgt im Allgemeinen 5 bis 10 mm.
[0052] Die Arbeitsweise des Ventils 1 wird anhand von Figur 4 erläutert. Das Gerät ist mit
einer Magnetspule 120, einem federbelasteten Anker, beziehungsweise einer Verschlusseinrichtung
160, vorzugsweise mit einer Kugelnadel 161, und einer Düse 170, vorzugsweise einer
Edelstahldüse, ausgerüstet. Die Kugelnadel 161 verschließt im unbetätigten Zustand
den Ventilsitz in der Düse 170. Der Klebstoff steht unter Druck am Ventilsitz an.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, wird der Klebstoff zum Beispiel mit einem Druck
in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 6 bar bereitgestellt. Dazu weist die Dosiervorrichtung
1 als Einrichtung zur Druckbeaufschlagung des Klebstoffs 15 einen Druckluftanschluss
500 auf, an welchem eine Pumpe 16 zur Bereitstellung des verwendeten Überdrucks angeschlossen
ist.
[0053] Der Klebstoff 15 wird der Dosiervorrichtung 1 über eine am Boden eines Vorratsbehälters
17 angeschlossene Zuleitung 18 einem Klebstoffanschluss 300 zugeführt. Um den Klebstoff
15 unter Überdruck zuzuführen, können alternativ oder zusätzlich zum Druckluftanschluss
500 auch andere Einrichtungen zur Druckbeaufschlagung vogesehen werden. Beispielsweise
ist auch eine Fördereinrichtung in der Zuleitung 18, wie etwa eine Exzenterschneckenpumpe
zur Förderung viskoser Medien denkbar.
[0054] Durch einen Stromimpuls zur Spule 120 wird der Anker, beziehungsweise die Verschlusseinrichtung
160 gegen die Feder 270 nach oben gezogen und gibt die Düsenöffnung 170 frei, so dass
der Klebstoff austritt. Nach Abklingen des Stromimpulses schließt die Verschlusseinrichtung
160 unter dem Federdruck, der Klebstofffluss ist unterbrochen. Das Gerät ermöglicht
einen Punkt- als auch einen Strichauftrag des Klebstoffs. Bei Maschinenstillstand
schließt der Verschluss 290 unter Federdruck und deckt die Düse 170 luftdicht ab.
Dazu wird vorzugsweise ein elektropneumatisches 2/2-Wegeventil verwendet. Der Verschluss
290 wird automatisch geöffnet, sobald ein Produkt unter dem Auftragsventil 1 einläuft.
In Arbeitspausen wird der Verschluss 290 automatisch geschlossen.
[0055] Die Klebstoffmenge oder die Punktgröße pro Hub ist abhängig von der Viskosität des
Klebstoffs, dem anstehendem Druck, der Offenzeit und/oder dem Ankerhub. Das Einstellen
der erforderlichen Klebstoffmenge erfolgt zum Beispiel durch ein Einstellen des Klebstoffdrucks,
ein Einstellen des Ankerhubs und/oder ein Einstellen der Ansteuerzeit des Ventils
1 (beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Steuergeräts). Beispielsweise führt
eine Erhöhung des Klebstoffdrucks zu größeren Punkten. Der Druck ist dabei an die
Klebstoffviskosität angepasst. Je höher die Viskosität desto höher ist der Druck zu
wählen. Die Punktgröße kann zum Beispiel mit Hilfe des Ventilhubs eingestellt werden.
Dazu ist eine Hubeinstellung 140 vorgesehen. Diese dient dazu, eine angepasste Einstellung
des Arbeitshubs zu erreichen. Diese angepasste Einstellung kann auch über einen Regelkreis
automatisch erfolgen. Es werden durch eine Anpassung des Hubs eine obere und eine
untere Grenze festgelegt. Die untere Grenze ist die sogenannte Nullhubjustierung:
es tritt kein Klebstoff aus. Die obere Grenze ist die Arbeitshubeinstellung: die gewünschte
Punktgröße des Klebstoffs ist erreicht.
[0056] Eine entscheidende Rolle spielt die Kenntnis der Viskosität des Klebstoffs. Bei den
bekannten Systemen wird die Viskosität außerhalb des in Figuren 1 bis 4 gezeigten
Ventils 1 ermittelt. Zum Beispiel wird die Viskosität in einem mit dem Dosierventil
1 verbundenen Vorratsbehälter ermittelt. Temperatur- und/oder Druckänderungen, wie
zum Beispiel in der Verbindung zur Dosiervorrichtung 1 und/oder innerhalb der Dosiervorrichtung
1, die zu einer Änderung der Viskosität führen, können nicht erfasst werden.
[0057] Anhand von Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Stromversorgung der Magnetspule 120 über
den elektrischen Anschluss 400 der Dosiervorrichtung 1 erfolgt. Die Stromversorgung
erfolgt dabei über eine am elektrischen Anschluss 400 angeschlossene Regeleinrichtung
25. Über den elektrischen Anschluss 400 ist außerdem eine Einrichtung zum Erfassen
der Viskosität des Klebstoffs in Form eines Viskositätssensors 20 an die Regeleinrichtung
25 angeschlossen. Die Regeleinrichtung 25, welche die Verschlusseinrichtung ansteuert,
regelt die Auftragsmenge unter Berücksichtigung des vom Viskositätssensor 20 gemessenen
Wertes der Viskosität. Eine einfache Möglichkeit der Regelung besteht in einer Anpassung
des Verhältnisses der Öffnungs- und Schließzeiten des Ventils. Insbesondere kann durch
die Regelung auch die Auftragsmenge unabhängig vom Viskositätswert konstant gehalten
werden.
[0058] Figur 5 zeigt eine Detailansicht der Kammer 10, des auch als Düse bezeichneten Austrittskanals
170 und der auch als Anker bezeichneten Verschlusseinrichtung 160 des Ventils 1 aus
Figur 4. Aus Gründen einer verbesserten Übersicht ist die Feder 270 nicht dargestellt.
[0059] In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird vor dem eigentlichen Betrieb des
Geräts eine Art Eichmessung zur Bestimmung der Viskosität vorgenommen. Hierzu wird
ein definierter Stromimpuls an der Spule 120 angelegt. Der Anker 160 wird als Funktion
der Viskosität eine unterschiedliche Beschleunigung erfahren und/oder eine unterschiedliche
Höhe H erzielen. Durch eine Beschleunigungskennlinie und/oder eine Höhenkennlinie
kann auf die Viskosität des Klebstoffs geschlossen werden. Die Beschleunigungskennlinie
und/oder die Höhenkennlinie kann bzw. können experimentell bzw. empirisch und/oder
basierend auf Modellrechnungen, insbesondere mit einer definierten Variation der Viskosität,
ermittelt werden.
[0060] In einer zweiten Variante ist zur Bestimmung der Viskosität eine Messung der Temperatur
vorgesehen. Die Kenntnis der Temperatur-Viskositäts-Kennlinie für den verwendeten
Klebstoff erlaubt eine indirekte Bestimmung der Viskosität. Dazu ist in dem Ventil
1 ein Temperatursensor vorgesehen. Dieser kann vorzugsweise im Bereich der Düse 170,
zum Beispiel innerhalb der Düse 170, in der Wand 101 der Kammer 10 und/oder wie angedeutet
im oder am Anker 160, angeordnet sein.
[0061] Mögliche Prinzipien zum Bestimmen der Temperatur basieren zum Beispiel auf einer
mechanischen Erfassung der Temperatur, einer Messung elektrischer Größen und/oder
einer Frequenzmessung. Ein konkretes Beispiel für die zuerst genannte Gruppe stellen
Materialien mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten dar. Hier sei
insbesondere ein Bimetallthermometer genannt. Konkrete Beispiele für die an zweiter
Stelle genannte Gruppe sind Thermoelemente und/oder die Nutzung des temperaturabhängigen
elektrischen Widerstandes von Leitern und Halbleitern. Hier sei insbesondere ein Pt100-Widerstand
genannt. Ein konkretes Beispiel für die zuletzt genannte Gruppe stellt die temperaturabhängige
Differenzfrequenz verschieden geschnittener Schwingquarze dar. Es sei darauf hingewiesen,
dass die Aufzählung nur beispielhaft und nicht abschließend ist.
[0062] Ein elegantes Prinzip für die vorstehend beschriebene Dosiervorrichtung 1 basiert
auf dem Prinzip der Widerstandsmessung. Im Detail könnte hierbei der Widerstand R
in der Spule 120, der von der Temperatur des Klebstoffs abhängt, vermessen werden.
Ein solches System könnte auch in einfacher Weise als ein Art Ergänzungsbausatz für
Dosiervorrichtungen 1 bereitgestellt werden, die bereits im Betrieb sind.
[0063] Die Figuren 6.a bis 6.c zeigen weitere Möglichkeiten zur Bestimmung der Viskosität.
Sie zeigen eine schematische Detailansicht der Seitenwand 101 der Kammer 10 mit eingebauten
Einrichtungen 20 zum Erfassen der Viskosität des Klebstoffs.
[0064] In Figur 6.a erfolgt die Messung der Viskosität über den Druck, mit dem der Klebstoff
an einer Membran 21 anliegt. Ein Abschnitt der Wand 101 der Kammer 10 ist dazu als
eine bzw. mit einer Membran 21 ausgebildet. Die Membran ist für einen nicht verformten
Zustand (mit einer durchgezogenen Linie) und für zwei belastete und daher verformte
Zustände (jeweils mit einer gestrichelten Linie) dargestellt. In Abhängigkeit von
dem in der Kammer vorherrschenden oder anliegenden Druck ist die Membran 21 unterschiedlich
stark verformt. Sie weist einen unterschiedlichen Krümmungsradius KR auf. Es kann
eine integrierte, auf die Bauform angepasste Membran, oder auch ein an der Wand angeschlossener
kommerzieller Drucksensor verwendet werden. Der Druck ist zum einen von dem Arbeitsdruck,
mit dem der Klebstoff in der Dosiervorrichtung 1 bereitgestellt wird, abhängig. Dieser
wird zunächst initial eingestellt. Der finale oder eigentliche Druck in der Dosiervorrichtung,
insbesondere im Bereich der Düse 170 ist jedoch zusätzlich abhängig von der Temperatur
und/oder Viskosität des Klebstoffs. Ein Erfassen dieser Membranverformung kann zum
Beispiel durch kapazitive Sensoren, piezo-elektrische Sensoren und/oder wie dargestellt
durch induktive Sensoren erfolgen. Vorzugsweise kann mittels einer Verformungs-Viskositäts-Kennlinie
die Viskosität bestimmt werden.
[0065] Bei der in Figur 6.b dargestellten Ausführungsform erfolgt die Messung der Viskosität
über einen Testkörper 22. Der Testkörper 22 ist hier seitlich in einer Aussparung
der Kammerwand angeordnet. Dieser ist beispielhaft zylindrisch ausgebildet dargestellt.
Dem Testkörper 22 ist zum Beispiel ein kapazitiver Aktor, ein piezo-elektrischer Aktor
und/oder wie hier dargestellt ein induktiver Aktor zugeordnet, mit welchem eine Kraft
auf den Testkörper ausgeübt wird. Im Falle des induktiven Aktors wird wird ein definierter
Stromimpuls an der Spule angelegt. Der Testkörper 22 wird in Abhängigkeit von der
Viskosität des Klebstoffs eine unterschiedliche Beschleunigung erfahren und/oder eine
unterschiedliche Eindringtiefe L in die Kammer hinein erzielen. Die Eindringtiefe
L kann zum Beispiel über eine an dem Testkörper 22 angeordnete Skala gemessen werden.
Die Beschleunigung kann zum Beispiel mit einem am Testkörper 22 angeordneten Beschleunigungssensor
ermittelt werden: Mittels einer Bewegungskennlinie, wie zum Beispiel einer Beschleunigungskennlinie
und/oder einer Eindringkennlinie, kann auf die Viskosität des Klebstoffs geschlossen
werden.
[0066] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung basiert auf einer akustischen Vermessung
der Viskosität, vorzugsweise mittels Ultraschall. Die Messung der Zeit und/oder der
Ausbreitungsgeschwindigkeit eines akustischen Pulses ermöglicht einen Rückschluss
auf die Viskosität des Klebstoffs. Dazu können zum Beispiel in der Aussparung der
Wand 101 (siehe dazu in Figur 6.b) ein Sender und am Anker 160 (siehe dazu in Figur
5) ein Empfänger, insbesondere mit beliebigen Winkeln zueinander, angeordnet sein.
[0067] Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung wird die Viskosität anhand der Güte
eines schwingenden Systems bestimmt. Dieses Messprinzip basiert darauf, dass in einem
viskosen Medium die Dämpfung eines Signals, wie etwa der Schwingung eines in Resonanz
schwingenden Elements zunimmt. Der Gütefaktor einer Schwingung nimmt mithin ab. Ein
Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6.c dargestellt. Durch die Wand 101 der Kammer 10
sind Anschlußleitungen durchgeführt, welche eine schwingende elektromechanische Einrichtung
kontaktieren. Bei dem in Fig. 6.c gezeigten Beispiel ist ein Schwinquarz 23 oder ein
anderer piezoelektrischer Kristall vorgesehen. Wird der Kristall, beispielsweise über
einen elektrischen Impuls angeregt, so schwingt der Kristall mit einer entsprechend
der Güte des System zeitlich abklingenden, beziehungsweise gedämpften Schwingung,
die als elektrisches Signal an den Zuleitungen 24 abgegriffen werden kann. Die Dämpfung
ist abhängig von der temperaturabhängigen Viskosität des umgebenden Mediums. Anhand
des Abklingverhaltens der Schwingung kann daher die Viskosität bestimmt werden.
[0068] Abschließend zeigen die Figuren 7.a und 7.b zwei mögliche Varianten zur Anpassung
der Viskosität. Die Mittel zur Viskositätsanpassung 30 sind jeweils in Flussrichtung
vor dem oder den Viskositätssensoren 20 angeordnet (siehe dazu Figur 5). Die Mittel
zur Viskositätsanpassung 30 sind jeweils, insbesondere zusammen mit dem Viskositätssensor
20, mit dem Regelsystem gekoppelt oder sogar Bestandteil des Regelsystems.
[0069] In Figur 7.a ist zunächst die Viskositätsanpassung mittels einer Temperaturanpassung
illustriert. Es ist ein Heizdraht 31 in die Seitenwand eingebracht. Dieser kann auch
lediglich auf der Oberseite der Seitenwand, innen oder außen, angeordnet sein. Eine
günstige Position der Heizeinrichtung ist im Bereich oder innerhalb der Austrittsöffnung
170. Die Temperatur wird lokal in dem Klebstoff mittels des Heizdrahts erhöht. Zusätzlich
kann die Steuerung der Kolbenbewegung anhand des durch die unterschiedlichen Temperaturen
an der Austrittsöffnung und am Kolben verursachten Viskositätsgradienten erfolgen.
[0070] Der Heizdraht kann direkt konduktiv, vorzugsweise mit einem Stromfluss im Heizdraht,
beheizt werden. Um eine schnelle, genaue Anpassung zu erreichen, können auch mehrere
Heizeinrichtungen vorgesehen werden. In der Variante mit den Heizdrähten kann ein
erster Heizdraht weiter aufwärts entlang der Strömungsrichtung für eine gröbere Regelung
der Viskosität und ein weiterer, schneller heizbarer Heizdraht direkt an der Austrittsöffnung
170 vorgesehen werden.
[0071] Neben einer konduktiven Beheizung ist auch eine induktive Beheizung möglich. In der
gezeigten Variante wirkt der Heizdraht 31 als Antenne für Strahlung, zum Beispiel
für Mikrowellenstrahlung. Der Heizdraht 31 wird somit über die einfallende Strahlung
beheizt.
[0072] Durch eingestrahlte elektromagnetische Strahlung können weiterhin auch lokal selektiv
Teile der Dosiervorrichtung aufgeheizt werden. So kann beispielsweise ein elektromagnetisches
Wechselfeld direkt auf die Kugelnadel gerichtet sein und die Kugelnadel selektiv aufgeheizt
werden.
[0073] In Figur 7.b ist die Viskositätsanpassung durch Mittel zum Verdünnen 32 und/oder
durch Mittel zum Verdicken 33 des fließfähigen Materials illustriert. Es ist dazu
ein Ventil 34 in der Seitenwand eingebracht. An der Außenseite sind zwei Behälter
mit den Mitteln 32 und 33 angeordnet. In Abhängigkeit davon, ob die Viskosität des
Klebstoffs erhöht oder erniedrigt werden soll, wird das eine Mittel 32 oder das andere
Mittel 33 dem Klebstoff beigemischt.
[0074] Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft
zu verstehen sind. Die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt sondern kann in vielfältiger
Weise variiert werden, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. Merkmale einzelner
Ausführungsformen und die im allgemeinen Teil der Beschreibung genannten Merkmale
können jeweils untereinander als auch miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
[0075]
- 1
- Dosiervorrichtung oder Dosierventil oder Ventil
- 10
- Kammer
- 101
- Wand von 10
- 20
- Viskositätssensor
- 21
- Drucksensor oder Membran
- 22
- Testkörper
- 25
- Regeleinrichtung
- 30
- Mittel zum Anpassen der Viskosität
- 31
- Mittel zum Erwärmen des fließfähigen Materials oder Heizdraht
- 32
- Mittel zum Verdünnen des fließfähigen Materials
- 33
- Mittel zum Verdicken des fließfähigen Materials
- 34
- Ventil
- 100
- Ventil ohne Haube
- 110
- Bügel (komplett)
- 111
- Leimanschlussnippel
- 112
- O-Ring
- 120
- Magnetspule
- 130
- Ankergehäuse
- 140
- Hubregulierung kompl.
- 141
- O-Ring
- 160
- Verschlusseinrichtung oder Anker (komplett)
- 161
- Kugelnadel
- 170
- Düse oder Austrittskanal oder Austrittsöffnung
- 200
- Haube mit Düsenverschluss
- 210
- Verschlusshaube
- 220
- Schraube
- 230
- Luftanschlussnippel
- 240
- O-Ring
- 250
- Distanzhülse
- 260
- Luftkolben
- 270
- Feder
- 280
- Verschlussschraube
- 290
- Verschluss oder Schieber (komplett)
- 291
- Schiebergummi
- 292
- Senkschraube
- 300
- Klebstoffanschluss
- 400
- Elektrischer Anschluss
- 500
- Druckluftanschluss
1. Verfahren zum Dosieren und Auftragen eines Klebstoffs, umfassend die Verfahrensschritte
- Bereitstellen eines fließfähigen Klebstoffes für eine Dosiervorrichtung in einem
Vorratsbehälter,
- Beaufschlagen des fließfähigen Klebstoffes mit einem Druck,
- Dosieren des bereitgestellten fließfähigen Klebstoffes an einem Austrittskanal der
Dosiervorrichtung durch ein Öffnen und Schließen einer Verschlusseinrichtung für den
Austrittskanal, und
- Auftragen des dosierten, aus dem Austrittskanal austretenden fließfähigen Klebstoffes
auf eine Fläche, wobei
- die Viskosität des fließfähigen Klebstoffes in der Dosiervorrichtung bestimmt wird,
und die Dosierung des Klebstoffes anhand des Wertes der Viskosität erfolgt.
2. Verfahren nach vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch ein Vergleichen der ermittelten Viskosität mit einer Soll-Viskosität des fließfähigen
Materials.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Anpassen der Viskosität an die Soll-Viskosität des fließfähigen Materials.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Viskositätserniedrigung Mittel zum Erwärmen und/oder zur Viskositätserhöhung
Mittel zum Kühlen des fließfähigen Materials bereitgestellt werden und/oder
dass zur Viskositätserniedrigung Mittel zum Verdünnen und/oder zur Viskositätserhöhung
Mittel zum Verdicken des fließfähigen Materials bereitgestellt werden.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
ein Anpassen eines Drucks, mit dem das fließfähige Material für die Dosiervorrichtung
bereitgestellt wird und/oder
durch ein Anpassen von Zeiten, in denen sich die Verschlusseinrichtung in einer geöffneten
oder in einer geschlossenen Stellung befindet und/oder
durch ein Anpassen eines Durchflussvolumens, das zwischen der Verschlusseinrichtung und
dem Austrittskanal in einer geöffneten Stellung der Verschlusseinrichtung gebildet
wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der Viskosität ein Messen der Temperatur des fließfähigen Materials
und insbesondere ein Vergleichen der gemessenen Temperatur mit einer Temperatur-Viskositäts-Kennlinie
umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperaturmessung auf einer temperaturabhängigen Ausdehnung oder Kontraktion
zumindest eines Materials basiert und/oder
dass die Temperaturmessung auf einer Frequenzmessung basiert und/oder
dass die Temperaturmessung auf einer Messung des elektrischen Widerstandes, des elektrischen
Stroms und/oder der elektrischen Spannung basiert und/oder
dass die Viskosität über eine Messung des Drucks des fließfähigen Materials ermittelt
wird und/oder
dass die Viskosität über eine Bewegung eines Testkörpers in dem fließfähigen Material
und/oder eine Eindringtiefe des Testkörpers in das fließfähige Material ermittelt
wird und/oder
dass die Viskosität über eine Bewegung der Verschlusseinrichtung in dem fließfähigen Material
und/oder eine relativ veränderte Position der Verschlusseinrichtung in dem fließfähigen
Material' ermittelt wird und/oder
dass die Viskosität über eine akustische Messung und/oder über eine Hochfrequenz-Messung
ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger, auf welchem das fließfähige Material zu dosieren ist, vor dem Applizieren
des fließfähigen Materials erkannt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des zu dosierenden fließfähigen Materials an den Träger angepasst
wird.
10. Klebstoffauftragvorrichtung mit zumindest einer Dosiervorrichtung, umfassend weiterhin
- eine Kammer mit einem Austrittskanal zum Bereitstellen des fließfähigen Materials,
- eine Einrichtung zur Druckbeaufschlagung des fließfähigen Materials, und
- eine Verschlusseinrichtung für den Austrittskanal, so dass das bereitgestellte fließfähige
Material dosierbar ist, sowie
- eine Einrichtung zum Erfassen der Viskosität des fließfähigen Materials, und
- eine Regeleinrichtung, welche die Verschlusseinrichtung ansteuert, wobei die Auftragsmenge
unter Berücksichtigung des gemessenen Wertes der Viskosität geregelt wird.
11. Klebstoffauftragvorrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zum Erfassen der Viskosität wenigstens einen Temperatursensor umfassen
und/oder
dass die Mittel zum Erfassen der Viskosität wenigstens einen Drucksensor umfassen und/oder
dass die Mittel zum Erfassen der Viskosität einen Testkörper umfassen, dessen Bewegung
in dem fließfähigen Material auswertbar ist und/oder
dass die Mittel zum Erfassen der Viskosität einen Sender und vorzugsweise einen Empfänger
für Ultraschall und/oder für Hochfrequenz umfassen.
12. Klebstoffauftragvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch ein Regelsystem zum Anpassen der Viskosität des fließfähigen Materials,
vorzugsweise umfassend Mittel zur Anpassung der Viskosität und/oder einen Speicher,
in dem zumindest eine Temperatur-Viskositäts-Kennlinie und/oder eine Druck-Viskositäts-Kennlinie
und/oder eine Bewegungs-Viskositäts-Kennlinie und/oder eine Träger-Viskositätskennlinie
hinterlegt ist.
13. Klebstoffauftragvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch einen Sensor zum Erkennen des Trägers, auf welchem das fließfähige Material zu dosieren
ist, wobei der Sensor zum Erkennen des Trägers vor der Dosiervorrichtung angeordnet
ist und/oder
durch einen Sensor zum Erkennen des Trägers, auf welchem das fließfähige Material zu dosieren
ist, wobei der Sensor zum Erkennen des Trägers sich in der Dosiereinrichtung befindet
und aus dieser Dosiermessvorrichtung eine Vormessung vornimmt.
14. Klebstoffauftragvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung kabellos regelbar ist und/oder die Mittel zur Viskositätsanpassung
des fließfähigen Materials an kabellos übertragene Signale ankoppelbar sind.
15. Ergänzungsbausatz für eine Klebstoffauftragvorrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche umfassend einen Sensor zum Ermitteln der Temperatur in der Dosiervorrichtung
und/oder einen Sensor zum Ermitteln des Drucks in der Dosiervorrichtung und/oder einen
Testkörper, dessen Bewegung auswertbar ist, zum Bewegen in der Dosiervorrichtung und/oder
einen Sender für Ultraschall und/oder einen Empfänger für Ultraschall und/oder einen
Sender für Hochfrequenzen und/oder einen Empfänger für Hochfrequenzen und/oder Mittel
zum Anpassen der Viskosität eines fließfähigen Materials.