DE20308257U1

DE20308257U1 - Schlitzdüse

Info

Publication number: DE20308257U1
Application number: DE20308257U
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2013-05-24
Also published as: WO2004103576A1

Abstract

Schlitzdüse zum Auftrag von Fluiden, insbesondere Schmelzkleber, auf ein Substrat, mit einem Düsenkörper (11), durch den sich ein an eine Fluidquelle anschließbarer Verteilerkanal (42) in Längsrichtung des Düsenkörpers erstreckt, mit einem sich ebenfalls in der Längsrichtung erstreckenden Schlitz (48) mit in Strömungsrichtung gesehen seitlichen Rändern (47, 49) und zwei diese verbindenden, um die lichte Weite des Schlitzes (48) beabstandete Begrenzungsflächen, der vom Verteilerkanal (42) zu einem Auslass (45) auf der Außenseite des Düsenkörpers führt und mit einem am Düsenkörper vorgesehenen Begrenzer (75) für die Dicke der herzustellenden Klebstoffschicht, der eine abströmseitig am Auslass (45) des Schlitzes beginnende und sich bis zu einer Abreißkante (73) erstreckende Unterfläche (74) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Unterfläche (74) beabstandet von den seitlichen Rändern zumindest eine Ausnehmung (76) mit vorgegebener Tiefe eingearbeitet ist, die sich vom Auslass (45) bis zur Abreißkante (73) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzdüse zum Auftrag von Fluiden, insbesondere Schmelzkleber, auf ein Substrat, mit einem Düsenkörper, durch den sich ein an eine Fluidquelle anschließbarer Verteilerkanal in Längsrichtung des Düsenkörpers erstreckt, mit einem sich ebenfalls in der Längsrichtung erstreckenden Schlitz mit in Strömungsrichtung gesehen seitlichen Rändern und zwei diese verbindenden, um die lichte Weite des Schlitzes beabstandete Begrenzungsflächen, der vom Verteilerkanal zu einem Auslass auf der Außenseite des Düsenkörpers führt und mit einem am Düsenkörper vorgesehenen Begrenzer für die Dicke der herzustellenden Klebstoffschicht, der eine abströmseitig am Auslass des Schlitzes beginnende und sich bis zu einer Abreißkante erstreckende Unterfläche aufweist.
Verschiedene Anwendungsgebiete der Klebetechnik verlangen es, dass der Klebstoffauftrag auf das oder die zu verklebenden Teile in Form einer dünnen und randscharfen Schicht aufgetragen wird, um zu vermei den, dass Klebstoff beim Verpressen der zu verklebendenden Teile über den Rand des flächigen Klebstoffauftrags hinausquillt.
Düsen zum flächigen Auftragen von Klebstoff sind in vielfältiger Weise bekannt. So beschreibt beispielsweise das deutsche Gebrauchsmuster 91 08 543.8 eine Breitschlitzdüse zum Auftragen von Fluiden, insbesondere von Schmelzklebern, mit der eine besonders gleichmäßige Schichtdicke des Auftrages erreicht wird. Übliche Schichtdicken liegen beispielsweise zwischen 0,2 mm und 0,4 mm. Sie hängen wesentlich ab von der Natur des zu verklebenden Werkstoffs.
Eine wichtige Anwendung ist die Beschichtung der Ränder von Spanplatten mit Schmelzkleber, um einen Kantenumleimer aufzubringen. Spanplatten saugen einen Teil des Klebstoffs auf und brauchen daher erfahrungsgemäß mehr Klebstoff und deshalb eine größere Schichtdicke des Klebeauftrags als beispielsweise Sperrholz.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Qualität der Verklebung, beispielsweise eines Kantenumleimers an einer Spanplatte, noch verbessert werden kann. Man hat festgestellt, dass ein Teil der dem hier üblicherweise verwendeten Schmelzkleber innewohnende Klebekraft dadurch verloren geht, dass in dem kurzen Zeitintervall zwischen dem Aufbringen des Schmelzklebers und dem Verpressen der zu verbindenden Teile eine gewisse Temperaturabsenkung des Klebstoffs eintritt, die für die Verminderung der Klebkraft verantwortlich ist.
Der Erfindung lag vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, das Absinken der Temperatur des Klebstoffs zu verlangsamen, um auf diese Weise die Qualität der Verklebung der Teile zu verbessern.
Bei einer Schlitzdüse der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in die Unterfläche beabstandet von den seitlichen Rändern zumindest eine Ausnehmung mit vorgegebener Tiefe eingearbeitet ist, die sich vom Auslass bis zur Abreißkante erstreckt.
Hierdurch wird ein in seinen Randbereichen dünner, sowie zwischen den Randbereichen örtlich verdickter Klebstofffilm auf das Substrat aufgebracht. Aufgrund dieser Konturierung verbleiben auch nach Abkühlung der oberflächennahen Klebstoftschicht heiße Zonen im Inneren des Klebstoffs. Beim Andrücken des nachfolgend aufgebrachten Umleimers wird der heiße Kleber aus dem zentralen Bereich zu den Seiten hin weggedrückt. Das führt auch dort zu einer im Mittel höheren Klebstofttemperatur als zuvor. Da die Klebewirkung mit der Temperatur steigt, wird eine verbesserte Klebequalität erreicht. Durch Wahl von hinreichend großen Randbereichen und Zahl und Tiefe der Einsenkungen und Ausnehmungen wird trotz der Qualitätsverbesserung eine hohe Kantengenauigkeit gewährleistet, da der zusätzliche Kleber beim Andrücken des Umleimers den Rand nicht erreichen kann.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schlitzdüse ist, dass die erwähnte Steigerung der Klebewirkung ohne aufwändige zusätzliche Konstruktionen erreicht wird.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Düse ist nicht auf Schmelzkleber beschränkt, sondern kann auch für Kaltklebstoffe vorteilhaft sein, wenn das Substrat eine nicht ideal glatte Oberfläche oder örtlich variierende Saugfähigkeiten aufweist. In diesem Fall wird beim Andrücken beispielsweise eines Umleimer der zusätzliche Klebstoff primär in die Regionen gedrückt, in denen Klebstoffmangel herrscht. Auch hier kommt es daher zu einer verbesserten Klebewirkung bei Gewährleistung einer sauberen Kantenverklebung.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:
1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäßen Düse,
2 eine Ansicht eines Teilblocks der Düse entsprechend der Linie A – A in 1,
3 einen Querschnitt entlang der Linie B – B gemäß 1,
4 einen Querschnitt entlang der Linie B – B gemäß 1 durch weitere bevorzugte Ausführungsform der Düse,
5 eine Detailzeichnung aus 2 der an den Schlitz angrenzenden Unterfläche,
6 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Düse von unten und
7 eine schematische Abbildung der Kontur des aufgebrachten Klebers.
1 zeigt eine Schlitzdüse 10 mit einem Düsenkörper 11, der aus zwei Teilblöcken 12 und 14 besteht, die durch Schrauben 16 – 24 fest miteinander verbunden sind. Die Schrauben 18 und 22 ragen dabei über den Teilblock 12 hinaus und dienen dazu, die Schlitzdüse 10 an einer nicht eingezeichneten Halterung zu befestigen. Am Teilblock 12 befinden sich zwei Zapfen 26 und 28 zur präzisen und reproduzierbaren Montage der Schlitzdüse.
Auf seiner in 1 rechten Seite weist die Schlitzdüse 10 eine Kappe 30 auf, die mit Schrauben 32 – 38 jeweils am Teilblock 12 bzw. 14 angeschraubt ist. Die Schrauben 36 und 38 sind in dieser Ansicht nicht zu sehen. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein Kolben 40.
Wie 2 zeigt, kann der Kolben 40 durch eine Öffnung in einen Verteilerkanal 42 eingeschoben werden. Der Verteilerkanal 42 wird durch zwei halbzylinderförmige Bohrungen in den Teilblöcken 12 bzw. 14 gebildet. An der stets in der Schlitzdüse 10 befindlichen Vorderseite des Kolben 40 ist ein Dichtelement 44 montiert. Über einen Kleberzulauf 46 kann Schmelzkleber in den Verteilerkanal 42 gelangen. Der Kolben 40 bestimmt die axiale Länge des Verteilerkanals 42.
In der Trennebene der Teilblöcke 12, 14 verläuft ein Schlitz 48 vom Verteilerkanal 42 zur Außenseite des Düsenkörpers 11 und bildet dort einen Auslass 45. Dieser Auslass 45 liegt in 1 unterhalb der Zeichnungsebene und unterhalb der dortigen Linie A – A, sowie in 2 an der unteren Begrenzungskante des dort gezeigten Teilkörpers 12. Der Schlitz 48 hat zwei seitliche Ränder 47, 49. Der in 2 rechte Rand 49 wird von der Kappe 30 gebildet. Der linke Rand 47 wird durch ein metallisches Fähnchen 44 definiert, welches am Kolben 40 befestigt ist und in den Schlitz hineinragt.
Von Rand zu Rand verlaufen Teilflächen der beiden Teilblöcke 12, 14, die die Bregrenzungsflächen 41, 43 des Schlitzes 48 bilden. In diese Begrenzungsflächen sind Einsenkungen 50 – 70 eingebracht. Wie 3 zeigt, verläuft der Schlitz 48 bis zum Verteilerkanal 42. Die Einsenkungen 50 – 70 beginnen am Auslass 45 und enden im Ausführungsbeispiel der 3 vor dem Verteilerkanal 42. Dadurch, dass die Einsenkungen 50 – 70 vor dem Verteilerkanal 42 enden, bildet das Stück Schlitz 48 zwischen Verteilerkanal 42 und dem Beginn der Einsenkungen eine Drosselstelle für den aus dem Verteilerkanal 42 in den Schlitz 48 fließenden Schmelzkleber.
Der aus dem Auslass 45 austretende Schmelzkleber trifft gemäß 3 auf ein Substrat 72 und bildet dort einen Klebstoffauftrag. Das Substrat 72 bewegt sich relativ zur Schlitzdüse 10 in die durch einen Pfeil angedeutete Richtung; hierdurch entsteht ein flächiger Klebstofffilm 110.
4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einsenkungen 50 – 70 über die gesamte Höhe des Schlitzes 48 verlaufen und somit am Auslass 45 der Schlitzdüse 10 beginnen und im Verteilerkanal 42 enden.
Die Schlitzdüse 10 weist sowohl bei der in 3, als auch bei der in 4 gezeigten Ausführungsform auf ihrer dem Substrat zugewandten Seite am Ende von Schlitz 48 einen Begrenzer 75 mit einer substratseitigen Unterfläche 74 auf. Der aus dem Schlitz 48 austretende Schmelzkleber passiert zwischen Begrenzer 75 und Substrat 72 und verlässt den Kontakt mit der Schlitzdüse 10 an einer Abreißkante 73. Die Abreißkante 73 bildet mit der Unterfläche 74 des Begrenzers 75 bevorzugterweise einen spitzen Winkel, was dazu führt, dass sich der Klebstofffilm sauber von der Schlitzdüse löst und sich keine Ansammlungen aus erkaltendem Schmelzkleber bilden.
Die Dicke des Klebstofffilms richtet sich nach dem Abstand x der Schlitzdüse 10 vom Substrat, der Geschwindigkeit des Substrats relativ zur Schlitzdüse 10, der temperaturabhängigen Viskosität und dem Druck des Schmelzklebers. Die Filmdicke kann über diese Parameter einzeln oder in Kombination gesteuert werden.
Wie 5 in Verbindung mit 3 oder 4 zeigt, weist der Begrenzer 75 auf seiner Unterfläche 74 in regelmäßigen Abständen vorgesehenen Ausnehmungen 76 – 96 mit halbkreisförmigem Querschnitt auf. Die Ausnehmungen 76 – 96 erstrecken sich in Strömungsrichtung (Pfeil P in 3 oder 4) von den Stellen der Begrenzungswände des Schlitzes 48, an denen sich die Einsenkungen 50 – 70 befinden bis zu der Abreißkante 73 am abströmseitigen Ende des Begrenzers 75. Quer zur Strömungsrichtung hat die jeweils äußere der vom Schmelzkleber durchströmten Ausnehmungen 78, 96 (5) einen vorgegebenen Abstand von den seitlichen Rändern des Klebstofffilms.
Auf diese Art und Weise sind kanalartige Vertiefungen gebildet, die in einer Ansicht von unten in 6 gezeigt sind. Der Schmelzkleber gelangt in die Schlitzdüse 10 durch den Kleberzulauf 46 (2) und strömt von dort durch den Schlitz 48 in Richtung auf den Begrenzer 75 zu. In den Bereichen der Einsenkungen 50 – 70 ist der Querschnitt des Schlitzes 48 erweitert, sodass sich in diesen Regionen ein höherer Klebstofffluss ausbildet. Dieser zusätzliche Schmelzkleber fließt durch die Aus nehmungen 76 – 96 in der Unterfläche 74 des Begrenzer 75 und bildet so Erhebungen 98 – 108 (7) auf dem Klebstofffilm 110, so dass man als Ergebnis einen konturierten Klebstofffilm erhält.
Die Höhe des Films von der Unterseite bis zu den Spitzen beträgt beispielsweis ca. 0,5 mm bis 1 Millimeter, wobei die Erhebungen etwa die Hälfte der Gesamthöhe ausmachen.
Dieser Klebstofffilm wird beispielsweise auf die Kante einer Spanplatte aufgetragen. Nach Verlassen der Düse beginnt der Schmelzkleber sich abzukühlen. Im Querschnitt gesehen verlaufen die Äquitemperaturlinien dabei im Wesentlichen stets in gleichem Abstand zur Oberfläche. Innerhalb der Erhebungen verbleiben daher Temperaturnester, die deutlich langsamer abkühlen als die Bereiche unmittelbar an der Oberfläche. Wird anschließend der Umleimer aufgesetzt und angedrückt, so wird der Schmelzkleber aus den Temperaturnestern auf eine größere Fläche verteilt und entfaltet seine erhöhte Klebewirkung.
Dieser Effekt kann verstärkt werden, wenn zwischen je zwei Erhebungen, beispielsweise 98 und 100, 100 und 102,.., die Höhe des Klebstofffilms geringer gewählt wird als im Randbereich. In diesem Falle wird am Rand eine sichere, wenngleich geringere Klebewirkung erzielt, während es beispielsweise zwischen den Erhebungen zu dem oben beschriebenen Effekt kommt, dass beim Andrücken mehr Schmelzkleber zur Verfügung steht.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist jeweils nur eine Einsenkung und/oder eine Ausnehmung von rechteckigem Querschnitt vorgesehen, die quer zur Strömungsrichtung schmaler ist als der Schlitz.

Claims

Schlitzdüse zum Auftrag von Fluiden, insbesondere Schmelzkleber, auf ein Substrat, mit einem Düsenkörper (11), durch den sich ein an eine Fluidquelle anschließbarer Verteilerkanal (42) in Längsrichtung des Düsenkörpers erstreckt, mit einem sich ebenfalls in der Längsrichtung erstreckenden Schlitz (48) mit in Strömungsrichtung gesehen seitlichen Rändern (47, 49) und zwei diese verbindenden, um die lichte Weite des Schlitzes (48) beabstandete Begrenzungsflächen, der vom Verteilerkanal (42) zu einem Auslass (45) auf der Außenseite des Düsenkörpers führt und mit einem am Düsenkörper vorgesehenen Begrenzer (75) für die Dicke der herzustellenden Klebstoffschicht, der eine abströmseitig am Auslass (45) des Schlitzes beginnende und sich bis zu einer Abreißkante (73) erstreckende Unterfläche (74) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Unterfläche (74) beabstandet von den seitlichen Rändern zumindest eine Ausnehmung (76) mit vorgegebener Tiefe eingearbeitet ist, die sich vom Auslass (45) bis zur Abreißkante (73) erstreckt.
Schlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den die Begrenzungsflächen bildenden Wänden des Schlitzes (48) mindestens eine Einsenkungen eingearbeitet ist, die von den seitlichen Rändern beabstandet ist und vom Auslass (45) in Richtung auf den Verteilerkanal verläuft.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einsenkungen vorgesehen sind und auf beiden Begrenzungsflächen des Schlitzes verteilt sind.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der mehrere Ausnehmung vorgesehenen und etwa parallel zueinander in die Unterfläche des Begrenzer eingearbeitet sind.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Einsenkungen und Ausnehmungen über ihre Länge hinweg eine konstante Tiefe haben.
Schlitzdüse nach Anspruch 5, bei der die Einsenkungen in den Begrenzungsflächen paarweise gegenüber liegen.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einsenkung vom Auslass (45) bis zum Verteilerkanal durchläuft.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, bei der jede Einsenkung Auslass-seitig in eine zugeordnete Ausnehmung des Begrenzers übergeht.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (76, 78) einen bogenförmigen Querschnitt haben.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Ausnehmungen (76, 78, 80) vorhanden und diese in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abreißkante mit der Unterseite einen spitzen Winkel bildet.
Schlitzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzer heizbar ist.