DE2628086A1

DE2628086A1 - Verfahren und vorrichtung zum gleichmaessigen und glatten bespritzen von oberflaechen in einem herstellungssystem mit periodischem antrieb

Info

Publication number: DE2628086A1
Application number: DE19762628086
Authority: DE
Inventors: Arnoldus Josef Versteege
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1977-01-20
Also published as: SE7607306L; ES449137A1; GB1555225A; NL7507646A; FR2317018A1; JPS5221041A; US4039369A; DK278476A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Arnoldus Josef Versteege 76/8101

Zandvoort, Niederlande 22.6.1976

Verfahren und Vorrichtung zum gleichmäßigen und glatten Bespritzen von Oberflächen in einem Herstellungssystem mit

periodischem Antrieb

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichmäßigen und flachen Bespritzen von Oberflächen in einem periodisch mittels eines Förderbandes angetriebenen Herstellungsprozeß mit Hilfe eines oder mehrerer in der Nähe dieser Oberflächen angeordneten Spritzköpfe*

Beim Beleimen von Stücken aus Karton oder Pappe oder Folienbahnen für die Herstellung von Ordnern, Schutzumschlägen für Bücher, Kofferabv/icklungen und sonstigen Laminaten in einem Herstellungssystem mit periodischem Antrieb taucht das Problem auf, daß durch das intermittierende Starten und Stoppen des

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München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

Förderbandes die Leimschicht nicht gleichmäßig auf der zu beleimenden Oberfläche aufgebracht werden kann und stellenweise zu dick- ist. Die Leimköpfe sind stationär angeordnet und arbeiten mit Düsen zusammen, welche verschiedene Durchlaßöffnungen bzw.- querschnitte aufweisen. Selbst bei Verwendung einer Düse mit kleinstem Durchlaßquerschnitt wird oft noch zu viel Leim abgegeben. Eine weitere Verkleinerung der Leimabgabeöffnung durch spezielle Maßnahmen würde jedoch schnell zur Verstopfung führen.

Die Geschwindigkeit des Förderbandes mit den Folienbahnen und/ oder dem Karton bzw- den Kartonstücken beträgt zum Beispiel während der Mittelphase des Hubes etwa 30 cm/sec. Vor dieser Mittelphase muß die Bewegung des Förderbandes von ITuIl aus beschleunigt werden, um das Förderband in Gang zu bringen und nach der Mittelphase wird die Bewegung verzögert, um das Förderband zum Stillstand zu bringen. Während der beschleunigten Bewegung am Anfang und der verzögerten Bewegung am Ende des Hubes des Förderbandes wird die Leimdicke größer als während der gleichförmigen Bewegung in der Mittelphase sein. Der Hub des Förderbandes ist zum Beispiel auf bis zu 70 cm einstellbar. Wenn zum Beispiel ein Hub von 60 cm gewählt wird und die Geschwindigkeit beträgt 25 cm/sec, so dauert die Mittelphase 2,2 see. und es beträgt die Länge der Anfangs- und der Endphase jeweils 2,5 cm mit je einer Dauer von 0,2 see. Zufolge dieser ungleichmäßigen Bewegung weist die Leimschicht eine

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ungleichmäßige Dicke auf, die von der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes abhängig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die nicht gleichförmigen Zonen bei einem Verfahren der einleitend genannten Art zu beseitigen, d.h. trotz ungleichmäßigem Vorschub eine gleichmäßige Dicke der Leimschicht zu gewährleisten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während Oeder periodischen Fortbewegung der zu bespritzenden Oberfläche die Spritzschicht wenigstens in der Phase mit gleichförmiger Bewegung des Förderbandes aufgebracht wird, und zwar dadurch, daß zum .Beispiel das Leimen später angefangen und eher beendet wird.

Dies läßt sich auf zwei verschiedene Arten realisieren:

a) es wird die Leimzufuhr während der Anfangsphase I und der Endphase III unterbrochen oder verringert;

b) es wird der Leimkopf zu der Stelle versetzt, wo die gleichförmige Bewegung anfängt. Dann wird die Zufuhr zum Leimkopf zum Beispiel dadurch gesteuert, daß die Klemmbalken, welche das Förderband intermittierend antreiben, während ihrer Bewegung einen Mikroschalter oder dergleichen betätigen.

Beide Methoden weisen insoferne Nachteile auf, weil man so

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leimlose Zonen erhält, die doppelte Abmessungen bekommen, weil zu der End- bzw. Bremsperiode (III) eines Zyklus die Start- bzw. Beschleunigungsperiode (I) des nächsten Zyklus addiert werden muß. Man würde auf diese Weise also breite Abfallstreifen bekommen. Überdies kann die Etart- und Stoppzeit des Förderbandes größer sein als die oben angenommene Zeit, welche nur unter sehr idealen Umständen erzielbar ist.

Wenn man also einen größeren Bereich in Bandrichtung ausnutzen will, können so relativ breite leimlose Zonen unerwünscht sein, wie sie bei den beiden beschriebenen Methoden entstehen.

Um die den Beschleunigungs- und Verzögerungszonen entsprechenden leimlosen Zonen zu eliminieren, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Leimkopf in einer Eichtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der zu verleimenden Werkstoffe zu verschieben, wodurch sich eine Verringerung der Leimabgabe pro Flächeneinheit während der Anlauf- und Auslaufphase ergibt, ohne daß sich die unerwünschten leimlosen Zonen bilden.

Wenn man also den Leimkopf entgegengesetzt zur Förderbandbewegung verschiebt, kann dafür gesorgt werden, daß die Start- und Stoppzonen I und II eliminiert werden. Der Anlauf und

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Auslauf des Bandes und des Spritzkopfes fallen somit jedes Mal in die effektive Spritzzeit. Außerdem gibt es die zusätzliche Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Spritzkopfes zu variieren, womit die Dicke der Spritzschicht stark beeinflußt werden kann. Es wird also erfindungsgemäß zur Einstellung der Dicke bzw. Stärke der Leimschicht die gegenseitige Geschwindigkeit zwischen dem zu verleimenden Material und dem Leimkopf variiert. Dank der entgegengesetzten Bewegung des Leimkopfes zur Bewegung des Förderbandes kann man die relative Geschwindigkeit zwischen dem Leimkopf und dem Förderband derart variieren, daß man neben jeder erwünschten Leimdicke auch eine so geringe Leimdicke erhalten kann, die mit einem Satz herkömmlicher Düsen wegen der Verstopfungsgefahr der engen Durchlaßöffnungen nicht realisierbar ist. Überdies wird erst durch die Erfindung ermöglicht, Leimarten zu verwenden, welche eine größere Verschiedenheit der Viskosität aufweisen. Der Variationsbereich in der Dicke der aufzubringenden Leimschicht wird durch diese Maßnahme erheblich vergrößert, während andererseits die Leimschicht über nahezu den ganzen Hub eine gleichmäßige Dicke erhält, die auch den Anlauf wie den Auslauf des Hubes einschließt.

Eine weitere Lösung, die nahezu zu ähnlich günstigen Ergebnissen führt, ist erfindungsgemäß in einem Verfahren zu sehen, bei dem jeder Spritzkopf starr montiert ist und während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen die Menge des aufzu-

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spritzenden Spritzwerkstoffes intermittierend abgegeben wird. Bei den oben geschilderten Verhältnissen bezüglich Bandgeschwindigkeit und Zeitdauer der verschiedenen Phasen wird in der Anfangs- und in der Endphase pro Sekunde die doppelte Menge an Spritzwerkstoff abgegeben, als in der Mittelphase. Wenn man nun die während der Anfangs- bzw. Anlaufphase oder während der End- bzw. Auslaufphase pro Zeiteinheit abgegebene Menge dadurch halbiert, daß man sie zum Beispiel auf vier Stöße verteilt, welche von vier Zeitintervallen getrennt sind, in denen nicht gespritzt wird, dann wird die Schichtdicke in der An- oder Auslaufphase einen fluktuierenden Verlauf, nämlich nach Art einer Sägezahnschwingung aufweisen, deren scharfe Eänder durch das Ineinanderfließen bzw. Ausbreiten der Leimmasse sich etwas verwischen, so daß schließlich der Dickeverlauf eine kleine Wellung zeigt mit einer mittleren Schichtdicke, die nahezu der während der gleichförmigen Mittelphase aufgebrachten Schichtdicke entspricht.

Diese Dosierungsweise ist dadurch zu realisieren, daß man die Leimfüllung, welche während der An- oder Auslaufphase deponiert werden muß, mit vier Stoßen aus dem Spritzkopf heraustreibt. Während der gleichförmigen Mittelphase kann dann die Leimabgabe aus dem Spritzkopf wieder kontinuierlich stattfinden. Die Anzahl der Stöße oder die Unterbrechungsfrequenz können

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selbstverständlich variiert werden.

Die 'Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Beleimung von J?olienbahnen und/ oder Verstärkungsmaterial mit Vorratsspulen für wenigstens zwei Kunststoffbahnen, einem Förderband, einem .Antriebsmechanismus für die intermittierende Fortbewegung des Förderbandes, einer Zufuhreinrichtung für die Zufuhr von Verstärkungsmaterial zwischen zwei Kunststofffolienbahnen und einem oder mehreren Leimköpfen für das Spritzen von Leim auf die zu verleimenden Oberflächen und ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, um den Leimkopf in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Förderbandes zu bewegen oder eine intermittierende Leimabgabe zu ermöglichen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der hierfür verwendeten Vorrichtung beispielsweise veranschaulicht ist.

Es zeigen

Fig. 1 einen Bewegungszyklus eines intermittierend fortbewegten Förderbandes, das beim vorliegenden Verfahren verwendet wird;

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Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab die auf eine Kunststoff οIienbahn oder ein Versteifungsblatt mittels eines Satzes von Spritzköpfen aufgebrachte Leimschicht; und

Fig. 3 einen Schweißautomaten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist ein Bewegungszyklus eines Förderbandes eines Schweißautomaten zur Herstellung von aus einer Kunststoffolienbahn und einem Streifen von Versteifungsmaterial zusammengesetzten Laminaten dargestellt. Die Bahn und der Streifen werden nach Beleimung miteinander verklebt, um den Umschlag eines Ordners, Buches oder dergleichen zu bilden.

Der Bewegungszyklus besteht aus drei Phasen I, II und III. Phase I ist die Anlaufphase, Phase II ist die Phase in der die Bewegung gleichförmig ist und Phase III ist die Auslaufphase.

Wenn ein Spritzkopf k stationär oberhalb einer Folienbahn b angeordnet ist, wird er bei dem in Figur 1 dargestellten Bewegungsablauf der Folienbahn eine Leimschicht von ungleichmäßiger Dicke d aufbringen, wie dies in stark vergrößertem Maßstab in Figur 2 durch die Linienstücke 4- und 6 dargestellt ist. Wenn der Spritzkopf k während des Leimvorgangs jedoch

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entgegengesetzt zur Bandrichtung (in der Figur nach links) verschoben wird, werden die Linienstücke 4- und 6 einen weniger steilen ("bis flachen) Verlauf zeigen, wie dies durch die Linienstücke 4a und 6a dargestellt ist.

In Figur 3 ist ein kompletter Schweißautomat für die' Herstellung der erfindungsgemäßen Laminate dargestellt.

Der schematisch dargestellte Automat weist ein Gestell 11 auf, in dem ein endloses Förderband 12 aus Kunststoff, wie Polyester, oder einem anderen Werkstoff angeordnet ist, das an den beiden Enden des Gestells 11 über nicht dargestellte Umlenkführungen läuft. Am Eingang der Maschine, links in Figur 3 ist ein Rollenkasten 13 angebracht, in dem eine Anzahl von Vorratsrollen 14 mit Material für die Folienbahnen gelagert ist. Im dargestellten Beispiel sind zwei Vorratsrollen 14-vorgesehen. Das Material dieser Vorratsrollen 14 verläuft nach unten über Umlenkrollen 15 und nachher wieder nach oben zu einem Paar Hollen 16, wobei die obere Folienbahn 18 in der Längsrichtung des Förderbandes 12 im Abstand über diesem ungefähr horizontal zu einer Rolle 20 und von dort nach unten zum Förderband 12 läuft, während die untere Folienbahn 19 von ihrer Rolle 16 aus nahezu direkt zum Anfangsbereich des Förder bandes läuft. Zwischen den beiden Bahnen 18 und 19 ist in diesem Teil der Maschine eine Einlegevorrichtung 21 vorgesehen, die aus einem Behälter besteht, in dem sich ein Stapel von

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Kartonblättern oder- Platten 22 befindet, wie sie für die Versteifung von zum Beispiel Bucheinbänden verwendet werden. Vor dem Schweißvorgang kann jedes Mal mit Hilfe einer Schiebeplatte 23 eine Kartonplatte 22 zwischen die beiden PoIienbahnen 18 und 19 eingelegt werden, wodurch die Platte 22 mit diesen Bahnen überzogen bzw. von diesen Bahnen umschlossen wird. Nach dieser Stelle ist gesehen in Förderrichtung des Bandes 12, eine Schweißeinheit 24· vorhanden, in der eine auf- und niederbewegbare Schweißelektrode 25 angeordnet ist, welche an ihrer Unterseite eine den mittels Hochfrequenz anzubringenden Laschen entsprechende Elektrodenform aufweist und die mit einer nicht dargestellten unterhalb des Förderbandes angeordneten Unterelektrode zusammenwirkt.

Hinter der Schweißeinheit 24 ist eine intermittierende Antriebseinheit vorgesehen, die aus zwei Klemmplatten oder-Balken 26 und 27 besteht, welche quer zum Förderband12 verlaufen. Der Klemmbalken 27 kann mittels eines hydraulischen Zylinders mit Kolben 28 aus der in Figur 3 dargestellten Lage zum Klemmbalken 26 hin bewegt werden und von dort aus zu seiner in der Figur 3 dargestellten Lags wieder zurück, wobei er bei der Zurückbewegung das Förderband mit den aufliegenden Folienbahnen 18 und 19 mitnimmt. Hinter den Klemmbalken 26 und 27 ist noch eine Schneidevorrichtung 30 vorgesehen, die zum Ausschneiden des Gegenstandes, zum Beispiel eines Buchumschlages

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aus den beiden Folienbahnen dient.

Für das Beleimen der Folienbahnen und gegebenenfalls der Versteifungsplatten sind vor der Schweißeinheit 24 Leimspritzköpfe $1 und 32 vorgesehen, die in der durch Pfeile angedeuteten Richtung verschiebbar sind. Der Spritzkopf 31 zerstäubt den Leim auf die obere Folie 18 und der Spritzkopf 32 auf die untere Folie 19·

Obwohl die -Erfindung nur an Hand eines Verfahrens zum Bespritzen einer Folie mit Leim erläutert worden ist, liegen hinsichtlich des Bespritzens mit Farbe ähnliche Verhältnisse vor und das erfindungsgemäße Verfahren kann analog angewandt werden.

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Claims

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1.' Verfahren zum gleichmäßigen und flachen Bespritzen von Oberflächen mit Hilfe eines oder mehrerer in der -Nähe dieser Oberflächen angeordneten Spritzköpfe in einem Herstellungsprozeß mit periodisch angetriebenem Förderband, dadurch gekennzeichnet, daß während jeder periodischen Fortbewegung der zu bespritzenden Oberfläche die Spritzschicht wenigstens in der Phase (II) mit gleichförmiger Bewegung des Förderbandes aufgebracht wird.

2.· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Phase (II) mit gleichförmiger Bewegung eine konstante Dosis an Spritz-

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München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergan · Zwirner

masse und in den Phasen (I, III) mit ungleichförmiger Bewegung (Beschleunigungs- und Verzögerungsphase) eine geringere Dosis an Spritzmasse auf die Oberfläche aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß bei ortsfest montiertem Spritzkopf während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase (I und III) die Menge an aufzuspritzender Spritzmasse intermittierend abgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum gleichmäßigen und glatten Beleimen von Kunststoffolien und/oder Verstärkungswerkstoffen und dergleichen für die Herstellung von Laminaten aus Folien- und/oder Verstärkungswerkstoff, bei dem diese Werkstoffe periodisch mit einer Leimschicht mit Hilfe eines oder mehrerer Leimköpfe bespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Leimkopf in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung in der die zu leimenden Werkstoffe bewegt werden, verschoben bzw. versetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zur Einstellung der Dicke (Stärke) der Leimschicht die gegenseitige Geschwindigkeit

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zwischen aem zu verleimenden Material und dem Leimkopf variiert wird. -

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4- oder 5 für die Beleimung von Folienbahnen und/ oder Verstärkungsmaterial mit Vorratsspulen für wenigstens zwei Kunststoffbahnen, einem Förderband, einem Antriebsmechanismus für die intermittierende Fortbewegung des Förderbandes, einer Zufuhreinrichtung für die Zufuhr von Verstärkungsmaterial zwischen zwei Bahnen aus Kunststofffolie und mit einem oder mehreren Leimköpfen für das Spritzen von Leim auf die zu verleimenden Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leimkopf in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungs-

richtung des Förderbandes bewegbar ist. j

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