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Dokumentenidentifikation DE202004014885U1 21.04.2005
Titel Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden auf ein Substrat
Anmelder Nordson Corp., Westlake, Ohio, US
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 202004014885
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 21.04.2005
Registration date 17.03.2005
Application date from patent application 22.09.2004
IPC-Hauptklasse B05D 1/28

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat, mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze, auf deren Umfangsfläche Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche der Auftragswalze mit einem Substrat so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche der Auftragswalze auf das Substrat aufgetragen wird.

Solche Auftragsvorrichtungen werden eingesetzt um fließfähige Materialien (nachfolgend als Fluide bezeichnet) wie beispielsweise Kaltleim, Heißschmelzklebstoff, Dichtstoffe oder dgl. auf unterschiedliche Gegenstände (nachfolgend Substrate) aufzutragen. Beispielsweise werden bei der Herstellung von Hygieneartikeln wie Windeln oder Binden Klebstoffe oder Dichtstoffe auf Teile dieser Hygieneartikel aufgetragen. Andere Beispiele sind die Aufbringung von Klebstoffen auf Verpackungen, Folien, Möbelteile, Buchrücken oder dgl.

Aus der veröffentlichten Patentanmeldung DE 100 54 425.8 der Nordson Corporation ist eine Auftragsvorrichtung mit einer rotierbaren Auftragswalze bekannt, in welcher ein in die Umfangsfläche der Auftragswalze mündender Fluidkanal ausgebildet ist, welcher mit einer fluiddurchlässigen Struktur, die eine Vielzahl von kommunizierenden Hohlräumen aufweist, gefüllt ist. Die fluiddurchlässige Struktur kann beispielsweise ein Sintermetallteil sein. Durch die z. B. als Sintermetallteil ausgebildete fluiddurchlässige Struktur lässt sich eine gleichmäßige Verteilung des Fluids und eine gleichmäßige Auftragung von Fluid auf dem Substrat erzielen.

In der Industrie besteht Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen, mit denen unterschiedliche Fluide in unterschiedlichsten Mustern oder Auftragsbildern aufgetragen werden. Beispielsweise besteht Bedarf, Beschichtungen mit dünnen Schichtdicken aufzutragen oder spezielle Formen von Beschichtungen oder Auftragsmustern zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, verbesserte Auftragsvorrichtungen bereitzustellen, mit denen Beschichtungen von unterschiedlichsten Substraten in verschiedenen Formen erzeugt werden können. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, besonders dünne Beschichtungen mit scharfen Rändern bereitzustellen, und es soll ein Nachtropfen oder Nachziehen von Fluid nach der Aufbringung mittels einer Auftragswalze möglichst weitgehend reduziert werden.

Die Erfindung löst die Aufgabe gemäß eines ersten Aspektes der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass in der Auftragswalze zwei separate, mit unterschiedlichen Fluidquellen verbindbare Zuführkanäle ausgebildet sind, durch welche Fluid zu der Umfangsfläche der Auftragswalze geleitet und von dort auf das Substrat aufgetragen werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Aufbringung von Fluiden aus unterschiedlichen Fluidquellen mittels einer Auftragswalze kann vorteilhaft in einem Verfahrensschritt unterschiedliches Fluid auf ein Substrat aufgebracht werden, beispielsweise eine Klebstoffschicht und eine Abdichtungsschicht. Alternativ könnten auch unterschiedlich farbige Fluide mittels der Auftragswalze gleichzeitig aufgetragen werden. Es ist auch erfindungsgemäß möglich, dass mehr als zwei, beispielsweise drei oder vier Fluide aus unterschiedlichen Fluidquellen mittels einer Auftragswalze aufgebracht werden. Hierzu wären mehrere Fluidkanäle in der Auftragswalze ausgebildet und führen zur Umfangsfläche der Auftragswalze. Insbesondere bei Hygieneprodukten ist es wünschenswert, in einem Ablauf auf ein Produkt Klebstoffe oder Dichtstoffe aufzubringen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Fluid vor dem Auftragen auf das Substrat durch eine in dem Fluidkanal der Walze ausgebildete, eine Vielzahl von kommunizierenden Hohlräumen aufweisende fluiddurchlässige Struktur geleitet wird. Zweckmäßigerweise ist die fluiddurchlässige Struktur als Sintermetallteil ausgebildet. Hieraus ergibt sich der besondere Vorteil, dass eine sehr gleichmäßige Verteilung von Fluid erfolgt, denn das Fluid wird beim Durchströmen der miteinander kommunizierenden Hohlräume verteilt. Ferner lässt sich eine sehr dünne, bei Bedarf sogar partiell unterbrochene Beschichtung mit geringen Auftragsmengen je Flächeneinheit realisieren. Dies ist besonders mithilfe von Sintermetallteilen möglich. Auch beim Aufbringen mehrerer Fluide aus unterschiedlichen Fluidquellen durch mehrere separate Zuführkanäle innerhalb der Auftragswalze lässt sich vorteilhaft mit Sintermetalleinsätzen arbeiten, die innerhalb der Fluidkanäle angeordnet sind. Es lassen sich somit gleichmäßige und schart begrenzte Auftragsbilder auch mit geringen sogenannten Flächengewichten (d. h. geringen aufgetragenen Fluidmengen je Fläche) realisieren.

Die Erfindung löst die Aufgabe gemäß eines zweiten Aspektes ferner dadurch, dass zwei Auftragsvorrichtungen mit mindestens zwei Auftragswalzen in Bewegungsrichtung des Substrats hintereinander angeordnet sind, so dass das Substrat mittels der zwei hintereinander angeordneten Auftragswalzen mit Fluid beschichtet wird.

Beim Auftragen von beispielsweise Kleb- oder Dichtstoffen auf Substrate wie Hygieneartikel können erfindungsgemäß nacheinander unterschiedliche Fluide durch hintereinander geschaltete Auftragswalzen aufgebracht werden. Vorteilhafterweise wird die Erfindung so weitergebildet, dass unterschiedliche benachbarte Abschnitte der Oberfläche des Substrates von den zwei oder mehreren Auftragswalzen beschichtet werden. Werden benachbarte Abschnitte durch die nacheinander geschalteten Auftragswalzen beschichtet, können zusammengesetzte Auftragsmuster gebildet werden und es erfolgt keine Vermischung der Fluide und auch keine Übertragung auf die jeweils andere Auftragswalze. So können zusammengesetzte Muster erzeugt werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass gleiche Abschnitte der Oberfläche des Substrates von den zwei oder mehreren Auftragswalzen nacheinander mit unterschiedlichen Fluiden beschichtet werden. Durch Aufbringung unterschiedlicher Fluide mittels – in Substratbewegungsrichtung – nacheinander angeordneten Auftragswalzen können die Fluide auf dem Substrat vermischt werden. Dies kann bei reaktiven Klebstoffen oder sonstigen Substanzen vorteilhaft sein, so dass dann auf dem Substrat eine chemische Reaktion nach der Vermischung erfolgt. Auch können so unterschiedliche Fluide übereinander auf einem Substrat abgelegt werden.

Vorzugsweise wird so operiert, dass das mittels einer ersten Auftragswalze aufgetragene erste Fluid mindestens teilweise aushärtet oder trocknet und anschließend ein weiteres Fluid mittels einer zweiten Auftragswalze auf das erste und auf das Substrat aufgebrachte Fluid aufgetragen wird, so dass die Vermischungseffekte aufgrund der Aushärtung oder Trocknung minimiert werden, falls sie für eine bestimmte Anwendung unerwünscht ist.

Die Erfindung gemäß eines dritten Aspektes löst die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die fluiddurchlässige Struktur sich bis zur Umfangsfläche der Auftragswalze erstreckt und als separates an der Auftragswalze befestigtes Sintermetallteil ausgebildet ist, und dass die äußere Oberfläche der fluiddurchlässigen Struktur am Rand derart gekrümmt ist, dass ein gekrümmtes Auftragsbild auf dem Substrat entsteht.

Mittels einem fluiddurchlässigen, sich bis in die Umfangsfläche der Auftragswalze erstreckenden Sintermetallteil mit gekrümmten, nicht eckigen Randkonturen lassen sich beliebig gekrümmte Konturen von Beschichtungsmustern erreichen, die technischen und/oder ästhetischen Anforderungen genügen. Die Erzeugung abgerundeter gekrümmter Ränder mittels mit Sintermetallteilen versehenden Auftragswalzen ist besonders vorteilhaft, da bis in die Randbereiche eine gleichmäßige Beschichtung auch mit geringen Flächengewichten erzeugt werden kann.

Es können erfindungsgemäß durchgängige flächige Beschichtungen oder auch streifenförmige, kreisförmige oder elliptische oder anders umlaufende Beschichtungen hergestellt werden.

Die Auftragswalze wird mit 350 bis 600 Umdrehungen/Minute, vorzugsweise im Bereich von 500 Umdrehungen pro Minute rotiert.

Derartige Bereiche von Drehzahlen lassen sich bei Auftragswalzen mit im Fluidkanal angeordneten fluiddurchlässigen Strukturen wie Sintermetallteilen verwirklichen, weil in vorteilhafterweise das Fluid in den Hohlräumen der fluiddurchlässigen Struktur teilweise zurückgehalten und nicht unkontrolliert aufgrund der hohen Fliehkräfte herausgeschleudert wird. Statt dessen wird selbst bei derartig hohen Drehzahlen und hohen Substratgeschwindigkeiten eine zuverlässige Beschichtung vorgenommen. Durch solch hohe Drehzahlen lässt sich bei Produktionsanlagen die Effizienz deutlich steigern.

Insbesondere lassen sich gute Beschichtungsergebnisse und insbesondere Klebstoffaufträge ohne unerwünschte Fadenbildung im Kontaktbereich zwischen Auftragswalze und Substrat realisieren, wenn das Fluid mit einer Viskosität im Bereich von 1000 bis 5000 cps (centipoise), vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 2000 cps und mit einer Temperatur im Bereich von 50 bis 170°C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 170°C aufgetragen wird.

Gemäß eines fünften Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Auftragsvorrichtung gelöst, die mit einer Gasdüse ausgestattet ist, durch welche ein punktueller, im Wesentlichen zylindrischer oder besonders bevorzugt ein über die gesamte Breite sich erstreckender Luftfilm oder eine Luftschicht in den Kontaktbereich geleitet werden kann. Ein Gasstrom, vorzugsweise ein Luftstrom wird in den Kontaktbereich zwischen Auftragswalze und Substrat geleitet.

Ein solcher Gasstrom sorgt für eine Verringerung der Fädenbildung beim Fluidauftrag, insbesondere von Klebstoffen. Bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit des Gasstrahles ist eine Art Gasmesser oder Luftmesser (air knife) realisiert, mit dem die aufzubringende Klebstoffschicht getrennt wird von der Auftragswalze, um die Haftung von der Auftragswalze zu lösen, ein Ziehen von Fäden aus Fluid zu vermeiden und einen sicheren Transfer des Fluids auf das Substrat zu unterstützen. Zweckmäßigerweise wird Luft eingesetzt und wird der Gas- bzw. Luftstrom über die gesamte Auftragsbereite der Auftragswalze in den Kontaktbereich zwischen Auftragswalze und Substrat geleitet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Mengen- oder Volumenstrom des Gasstroms und/oder die Geschwindigkeit des Gasstroms in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Substrates relativ zur Auftragswalze eingestellt oder geregelt wird. Auf diese Weise lässt sich automatisch eine Anpassung des Gasstroms an die Substratgeschwindigkeit und somit die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze verwirklichen, so dass in unterschiedlichen Betriebszuständen stets ein möglichst günstiger Fluidtransfer von der Auftragswalze auf das Substrat erfolgt.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung wird bei einer Vorrichtung zum Auftragen von Fluid mit einer Auftragswalze vorgeschlagen, dass die Auftragswalze mehrere lösbar befestigte im Bereich der Peripherie angeordnete Segmente aufweist, die zum Auftragen des Fluids mit dem Substrat in Kontakt bringbar sind. Durch mehrere solcher Segmente können einfach und schnell aufzutragende Auftragsmuster geändert werden, indem die einzelnen Segmente von der Auftragswalze gelöst werden und durch andere Segmente, die ein anderes Auftragsmuster erzeugen, ersetzt werden. Durch die Segmente ist es nicht erforderlich, die gesamte Auftragswalze zu demontieren und durch eine andere Walze, mit der ein abweichendes Auftragsmusters aufgebracht werden kann, zu ersetzen. Erfindungsgemäß brauchen nur die Segmente außen von der Auftragswalze abmontiert und ausgetauscht zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die mehreren Segmente unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind und die Auftragswalze vollständig umhüllen. Vorzugsweise ist ein Segment im Querschnitt im Wesentlichen kreisringförmig. Jedes Segment weist durchgehende Fluidkanäle zum Hindurchleiten von Fluid von der inneren Oberfläche des Segments bis zur äußeren Umfangfläche des Segments auf. Durch eine derartige Gestaltung der Segmente lassen sich mit hoher Geschwindigkeit Auftragsmuster aufbringen und das Fluid zuverlässig zur äußeren Oberfläche der Auftragswalze fördern.

Vorteilhaft ist es, dass in dem Segment in den Fluidkanälen eine fluiddurchlässige Struktur, vorzugsweise in Form von gesintertem Metall oder gesinterter Keramik ausgebildet ist. Durch eine derartige fluiddurchlässige Struktur, beispielsweise in Form von Sintermetalleinsätzen, wird auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Auftragswalze das Fluid nicht unkontrolliert herausgeschleudert. Durch die Anordnung der fluiddurchlässigen Struktur im Bereich der Segmente ergibt sich eine einfache Herstellung, etwa durch Einsintern einer fluiddurchlässigen Struktur in Fluidkanälen der Segmente.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Auftrags-Vorrichtung zum Auftragen von Fluid;

2 eine Auftragswalze einer Vorrichtung gemäß 1 in einer Schnittdarstellung;

3 eine Teilschnittdarstellung einer Vorrichtung gemäß 1;

4 eine Schnittdarstellung entlang Schnittebene A–A gemäß 3;

5 ein alternatives Ausführungsbeispiel in einer Teilschnittdarstellung;

6 die Vorrichtung gemäß 5 in einer Schnittebene A–A

7 eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Gasdüse;

8 eine schematische Draufsicht auf zwei hintereinander angeordnete Auftragsvorrichtungen mit zwei Auftragswalzen in einer Draufsicht;

9 ein durch eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung beschichtetes Produkt in einer perspektivischen Draufsicht in einem Ausführungsbeispiel;

10 ein durch eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung beschichtetes Produkt in einer perspektivischen Draufsicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel;

11 ein durch eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung beschichtetes Produkt in einer perspektivischen Draufsicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel;

12 ein durch eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung beschichtetes Produkt in einer perspektivischen Draufsicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel;

13 ein durch eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung beschichtetes Produkt in einer perspektivischen Draufsicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel;

14 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Auftragsvorrichtung zum Auftragen zweiter Fluide aus unterschiedlichen Fluidquellen mit einer Auftragswalze mit mehreren Segmenten;

15 ein Abschnitt der Auftragswalze der Vorrichtung gemäß 14;

16 eine Ansicht der Auftragswalze;

17 eine Schnittdarstellung der Auftragswalze;

18 eine weitere Schnittdarstellung der Auftragswalze im Längsschnitt;

19 die Auftragswalze in einem Querschnitt;

20 die Auftragswalze in einem weiteren Querschnitt;

21 die Auftragswalze in einem Längsschnitt;

22 drei Segmente einer Auftragswalze in perspektivischer Ansicht;

23 die Segmente in einer Seitenansicht;

24 die Segmente in einer Querschnittsdarstellung;

25 ein Segment in einer Abwicklung in Seitenansicht;

26 eine Schnittdarstellung A–A durch das Segment gemäß 25;

27 eine Schnittdarstellung durch ein Segment gemäß B–B in 25; und

28 eine weitere Schnittdarstellung durch ein Segment.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Auftragsvorrichtung 1 dient zum Auftragen von Klebstoff auf einen Hygieneartikel wie eine Windel, kann jedoch gleichermaßen auch für andere Zwecke eingesetzt werden, z. B. zum Beschichten von Folien, Verpackungsteilen, Möbelteilen mit Klebstoffen, Dichtstoffen oder auch zum Besichten von Folien mit unterschiedlich farbigen Flüssigkeiten. Die nachfolgend näher erläuterten Komponenten der Vorrichtung werden von einer Grundplatte 2 getragen, die an einem Gestell einer Produktionsanlage befestigbar ist.

Zwei beabstandete Lager oder Lagerböcke 4, 6 sind an der Grundplatte 2 befestigt und dienen mittels jeweils eines Kugellagers 7 (siehe 2 und 3) oder Gleitlagers zur rotierbaren Lagerung einer Auftragswalze 8, deren äußere Umfangsfläche 9 im Betrieb in Kontakt mit einem zu beschichtenden Substrat kommt, welches mittels nicht näher dargestellter Fördereinrichtungen entlang einer Bewegungsbahn gefördert wird, wie durch Doppelpfeil 10 in 1 angedeutet ist. Die Komponenten Grundplatte 2 und Lagerböcke 4, 6 können als Gehäuse aufgefasst werden, an welchem die Auftragswalze 8 rotierbar gelagert ist.

Zum Antreiben der Auftragswalze 8 ragt ein Endabschnitt 12 der Auftragswalze 8 über den Lagerbock 4 hinaus und ist mit einem formschlüssig verbundenen Zahnrad 14 gekoppelt, welches mit einem Zahnriemen 16 verbunden ist. Der Zahnriemen 16 ist in Eingriff mit einem weiteren Zahnrad 18, welches mit einer Antriebswelle 20 eines Antriebsmotors 22 gekoppelt ist. Der Antriebsmotor 22 ist auf die Grundplatte 2 geschraubt und als Elektromotor oder alternativ auch als Fluidmotor ausgebildet. Mittels des Antriebsmotors 22 lässt sich die Auftragswalze 8 mit einstellbaren Drehzahlen und Drehgeschwindigkeiten antreiben, je nach Anwendung und Substratgeschwindigkeit. So lassen sich Drehzahlen der Auftragswalze 8 von 350 bis 600 Umdrehungen und Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 500 Meter pro Minute und somit entsprechende Substratgeschwindigkeiten erzielen. Der Antriebsmotor 22 ist zweckmäßigerweise mit der nicht dargestellten Fördereinrichtung für das Substrat, genauer gesagt dessen Steuerungseinrichtung gekoppelt.

Wie 1 und 2 gut veranschaulichen, weist die Auftragswalze 8 mindestens einen in die Umfangsfläche 9 der Auftragswalze 8 mündenden Fluidkanal 24 auf, der mit Fluid aus einer nicht dargestellten Fluidquelle, beispielsweise einem Klebstoffbehälter, einem Fassschmelzer oder dgl. gespeist werden kann. Durch den Fluidkanal 24 gelangt Fluid in den Bereich der Umfangsfläche 9 und kann durch Kontakt mit dem Substrat auf dieses aufgetragen werden. In den Fluidkanal 24 ist in dessen Endabschnitt, der bis in die Umfangsfläche 9 mündet, eine fluiddurchlässige Struktur 26 in Form eines oder mehrerer Sintermetallteile ausgebildet, die eine Vielzahl miteinander kommunizierender unregelmäßiger Hohlräume aufweisen, durch die das Fluid hindurchströmen kann. Die Größe der Hohlräume wird an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst, insbesondere die Fluideigenschaften (Viskosität) und die Rotationsgeschwindigkeiten der Auftragswalze 8. So können beispielsweise gesinterte Strukturen verwendet werden, die aus Kugeln aus Metall mit Durchmessern im Bereich von bis zu 0,1 mm gebildet sind. Anstelle von Sintermetallteilen oder -einsätzen, die in den Fluidkanal eingepasst, eingepresst oder, bei Bedarf eingeklebt oder anderweitig befestigt sein können, können auch andere fluiddurchlässige Strukturen mit einer Vielzahl von kommunizierenden Hohlräumen verwendet werden, z. B. poröser Hartschaumstoff.

Wie 2 in Verbindung mit 1 zeigt, wird Fluid, wie durch Pfeile 28 veranschaulicht im Bereich des Lagerbocks 6 in parallel zur Zentral- und Drehachse 30 der Auftragswalze 8 verlaufende Zuführkanäle 32, 34 in die Auftragswalze 8 eingeleitet und strömt dann weiter durch mehrere radial angeordnete Kanäle 36, 38 in einen umlaufenden als Spalt ausgebildeten Querverteilungskanal 40 und von dort in die Fluidkanäle 24, die in die Umfangsfläche 9 münden. In dem Lagerbock 6 kann ein Fluid aus einer Fluidquelle oder aber auch mehreren Fluidquellen durch einen Fluideinleitungsstutzen 42 eingeleitet und in den Zuführkanal 32, 34 eingeleitet werden. Die Zuführkanäle 32, 34 sind durch einschraubbare oder einpressbare Verschlussstopfen 57 auf einer Seite verschlossen.

Die Auftragswalze 8 weist eine Welle 31, eine erste seitliche Begrenzungsplatte 42, eine gegenüberliegende zweite Begrenzungsplatte 44 sowie einen umlaufenden, die Fluidkanäle 24 und die Sintermetallteile umlaufenden Ringabschnitt 46 auf, an welchem die Platte 44 angeschraubt ist mittels Schraubverbindungen 48. Die Platte 44 ist mit einem Wellenlagerabschnitt 50 einstückig ausgebildet. Die Kanäle 36 sind innerhalb eines weiteren im Wesentlichen ringförmigen Walzenelement 52 angeordnet, welches mittels O-Ring-Dichtungen 54 gegenüber einem Wellenabschnitt 56 und mittels O-Ringen 58 gegenüber dem Ringabschnitt 46 abgedichtet ist.

Die Auftragswalze 8 ist mittels einer Walzenheizung 60 (1) elektrisch beheizbar. Alternativ kann selbstverständlich in nicht dargestellter Weise die Anordnung des Zahnriemens 16 und des gesamten Antriebs sowie die Walzenheizung 60 sowie die Fluidzufuhr in die Auftragswalze 8 seitenvertauscht sein.

Wie 1 zeigt, kann mittels zweier rotierbar gelagerter Andruckwalzen 62 das vorbeigeführte Substrat in einer gewünschten Position relativ zur Umfangsfläche 9 der Auftragswalze 8 und gegebenenfalls in einem gewünschten Umschlingungswinkel geführt und angedrückt werden. Mittels einer Linearführung 64 mit einer Führungsschiene und nicht gezeigten Rollenlagern lassen sich die Führungswalzen 62 vertikal verstellen und in einer gewünschten Position feststellen.

Die 3 und 4 veranschaulichen die Zuführung von Fluid durch die Vorrichtung 1 in die Auftragswalze 8. Ein im Bereich des Lagerbocks 6 mit einem Kugellager 7 eingeschraubter Anschlussstutzen 66 (4) ist mit einer Fluidquelle verbindbar und dient zum Einleiten von Fluid. Ein in das Gehäuse 68 des Lagerbocks 6 einschraubbares Filterelement zum Filtern des Fluids ist in eine vertikale zylindrische Bohrung 72 eingeschraubt, welche mit einer horizontalen Bohrung 76 kommuniziert, die unterhalb einer zylindrischen Bohrung 74 zur Aufnahme der Auftragswalze 8 angeordnet ist. Bohrung 76 ist mit einer Vertikalbohrung 78 verbunden, welche ihrerseits mit einer weiteren horizontalen Bohrung 80 verbunden ist, welche wiederum in eine horizontale zylindrische Bohrung 82 einmündet. Einschraubbare Verschlussstopfen 92 verschließen die Bohrungen 76, 78 und 80.

Ein pneumatisch mittels einer (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung ansteuerbares Steuerteil 84 dient zum Freigeben bzw. Unterbrechen des Fluidflusses durch die zuvor genannten Bohrungen 72, 76, 78, 80 und ist mit einer als Nadelventil ausgebildeten Ventilanordnung gekoppelt, die eine herkömmliche hin- und herbewegbare Ventilnadel 86 aufweist, welche mit einem im unteren Bereich der Bohrung 82 angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt. Das Steuerteil 84 ist in an sich bekannter Weise mittels Druckluft beaufschlagbar, um die Ventilnadel 86 in die Öffnungs- oder Schließstellung zu bringen.

Wie die 3 und 4 zeigen, schließt sich an den Ventilsitz stromabwärts eine Bohrung 88 an, die in einen Ringkanal 90 mündet, welcher konzentrisch um die Welle 31 angeordnet ist und mit einer in der Welle 31 ausgebildeten Nut oder Bohrung 33 (siehe auch 2) verbunden ist. Durch Ringkanal 90 und Bohrung 33 gelangt Fluid in die Zuführkanäle 32, 34 (2). Dichtungen 96, 98 (3) sorgen für eine Abdichtung des Ringkanals 90 und können beispielsweise als Lippen-, Stopfbuchs- oder Gleitringdichtungen ausgebildet sein. Innerhalb des in 3 – links – gezeigten Lagerbocks 4 ist innerhalb dessen Gehäuses 94 ein nicht gezeigtes Kugellager zur Lagerung der Welle 31 angeordnet und auf herkömmliche Weise gesichert.

Das in den 5 und 6 gezeigte alternative Ausführungsbeispiel einer Auftrags-Vorrichtung 1 dient zum Einleiten zweier Fluide aus unterschiedlichen Fluidquellen in eine einzige Auftragswalze 8. Einige Gestaltungsmerkmale dieser Vorrichtung 1 sind ähnlich oder identisch wie bei dem zuvor anhand der 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel; soweit gleiche oder identische Teile vorhanden sind, werden gleiche Bezugszeichen verwendet und es wird auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen.

Bei den in 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist sowohl in dem Lagerbock 6, der zuvor anhand der 3 und 4 ausführlich beschrieben ist, als auch im Bereich des gegenüberliegenden Lagerbocks 104 (linke Seite in 5) die Möglichkeit der Zuführung von Fluid in die Auftragswalze 8 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist im Bereich des Lagerbocks 104 eine prinzipiell gleiche Gestaltung wie im Bereich des Lagerbocks 6 vorhanden, d. h. es ist im Bereich des Lagers 104 ein zusätzliches Steuerteil 106 in ein Gehäuse 68' eingelassen. Durch Kanal 88' kann Fluid in einen Ringkanal 90' und von dort in eine in der Welle 31 ausgebildete Nut oder einen Kanal 33' und von dort in in der Welle 31 ausgebildete axial verlaufende Zuführkanäle 32', 34' (durch gestrichelte Linien in 5 angedeutet) gelangen, welche anhand von 2 zuvor beschrieben worden sind. Durch die Zuführkanäle 32' und 34' kann Fluid durch in 5 nicht näher gezeigte Kanäle 36 (2) und mit Sintermetallteilen gefüllte Fluidkanäle 24 (2) in den Bereich der Umfangsfläche 9 strömen. Auf gleiche Weise gelangt Fluid durch die in den Lagerbock 6 (5 und 6) gezeigten Fluidströmungswege aus einer Fluidquelle in die Zuführkanäle 32, 34 (5) und von dort in mit diesen kommunizierende in die Umfangsfläche 9 mündende Fluidkanäle 24, wie sie in 2 gezeigt sind. Es können somit durch die eine Auftragswalze 8 unterschiedliche Fluide aus einer ersten Fluidquelle, die mit dem Lagerbock 6 gekoppelt ist, und einer zweiten Fluidquelle, die mit dem Lagerbock 104 gekoppelt ist, in den Bereich der Umfangsfläche 9 der Auftragswalze 8 transportiert und von dort auf ein Substrat aufgebracht werden. Je nach Form der Austrittsöffnungen der Fluidkanäle 24, die mit den unterschiedlichen Fluidquellen gekoppelt sind, können gleiche oder unterschiedliche Fluide auf das Substrat aufgebracht werden in unterschiedlichen Formen. Die konkreten Formen der erzeugbaren Auftragsbilder sind durch die jeweilige Gestaltung der Austrittsöffnungen der Zuführkanäle 24 im Bereich der Umfangsfläche 9 bestimmt.

In 7 ist in einer schematischen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Gasdüse 110 zum Erzeugen mindestens eines Gasstroms, insbesondere eines Luftstroms dargestellt, die Teil der Vorrichtung 1 ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gasdüse 110 als eine Schlitzdüse mit einer länglichen, sich über die gesamte Auftragsbreite der Auftragswalze 8 erstreckenden Austrittsöffnung 112 ausgebildet, so dass ein Luftfilm oder eine Luftschicht zwischen der Umfangsfläche 9 und dem Substrat 3 in den Kontaktbereich K strömen kann. Durch den austretenden Gasstrom wird das mittels der Auftragswalze 8 aufgebrachte Fluid vorteilhaft von der Umfangsfläche 9 abgelöst, und es werden eine Fadenbildung oder ein unerwünschtes Anhaften an der Umfangsfläche 9 reduziert oder verhindert. Die Gasdüse 110 kann auch als Luftmesser bezeichnet, werden, mit dessen Hilfe das Fluid gewissermaßen von der Auftragswalze 8 abgeschnitten wird im Kontaktbereich K.

Die Gasdüse 110 ist in nicht näher gezeigter Weise an einer Trägerstruktur für die Auftragsvorrichtung 1 oder einer in 1 gezeigten Tragstruktur 13 unterhalb der Führungs- oder Andruckwalze 62 befestigt. Die Tragstruktur 13 dient zur Halterung und Lagerung zweier in 7 gezeigter Andruckwalzen 62 oder Führungswalzen 62 zum definierten Führen des Substrates 3 entlang einer definierten Bewegungsbahn im Bereich der Auftragswalze 8. Wie 7 andeutet, können die Führungswalzen 62 vertikal (Pfeile 114 in 7) mittels einer Linearführung 64 verstellt werden. Die Führungswalzen 62 können alternativ auch verschwenkbar angeordnet sein, um sie von der Auftragswalze 8 abschwenken zu können.

In 8 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auftragen von Fluid dargestellt, bei der zwei nacheinander angeordnete Fluidauftrags-Vorrichtungen 1 vorgesehen sind, um ein schematisch dargestelltes Substrat 3 mittels zweier Auftragswalzen 8 beschichten zu können. Die zwei hintereinander angeordneten Auftragsvorrichtungen 1 können wie das in 1 und 2 oder 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel ausgebildet sein und sind in Richtung der Bewegung des Substrates 3, illustriert durch Pfeile 5 in 3, nacheinander angeordnet, so dass das Substrat 3 zunächst an der Auftragswalze 8 der ersten, in 3 linken Auftragsvorrichtung 1 und anschließend entlang der weiteren Auftragswalze 8 der weiteren, in 3 rechten Auftragsvorrichtung 1 vorbeigeführt und beschichtet wird mit unterschiedlichen oder gleichen Fluiden. Im Hinblick auf die Gestaltung der Auftragsvorrichtung 1 wird auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen.

Anhand der 9 bis 13 werden erfindungsgemäß hergestellte beschichtete Substrate 3 beispielhaft gezeigt. Es ist erkennbar, dass die Ränder der erzeugten Auftragsbilder oder -muster auf den Substraten 3 im Wesentlichen nicht eckige, sondern gekrümmte, abgerundete Konturen oder Ränder 15 mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweisen. Die Ränder 15 können wenigstens abschnittsweise kreisförmig konvex oder konkav gekrümmt sein oder/oder ellipsenförmig, parabelförmig oder dergleichen. Die gekrümmten Abschnitte der Ränder 15 können in gerade Abschnitte übergehen. Auch können unterschiedliche Fluide aufeinander geschichtet auf das Substrat nacheinander aufgetragen werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die äußere Begrenzungsfläche der fluiddurchlässigen Struktur 26 der Auftragswalze 8, insbesondere der Sintermetallteile im Bereich der Umfangsfläche 9 entsprechend gekrümmt ausgebildet ist, wie beispielsweise in 1 und 8 erkennbar ist. Durch eine an den jeweiligen Anwendungsfall und das gewünschte Auftragsmuster gemäß den 9 bis 13 angepasste Gestaltung der Struktur 26 lassen sich Auftragsbilder mit gekrümmten Konturen oder Rändern oder wenigstens Randabschnitten erzeugen.

9 zeigt ein flächiges Substrat 3, zum Beispiel eine Kunststofffolie für die Produktion von Hygieneartikel (z.B. Windeln), ein Papierstreifen oder dergleichen mit einer erfindungsgemäß aufgetragenen flächigen durchgehenden Beschichtungen 116 mit konvex abgerundet gekrümmten Rändern 15 und konkav abgerundet gekrümmten Randabschnitten 17. Die einzelnen Beschichtungen 116 sind benachbart zueinander mittels der Auftragswalze 8 aufgebracht worden. Es kann ein Verfahren mit nur einer Auftragswalze 8 oder auch ein Verfahren mit zwei hintereinandergeschalteten Auftragswalzen 8, wie in 8 gezeigt, angewendet werden, wobei im letzteren Fall jede zweite Beschichtung 116 von einer und die jeweils benachbarten Beschichtungen 116 von der anderen Auftragswalze 8 aufgetragen werden können. Die Beschichtung kann Klebstoff, Dichtstoff, ein Polster aus Kunststoff oder Gel oder dergleichen sein. Es lassen sich somit Beschichtungen mit definierten Rändern oder Konturen, vorzugsweise mit beliebig gekrümmten, abgerundeten Konturen, aber im Bedarfsfall auch zusätzlich mit eher eckigen Konturen erzeugen.

10 veranschaulicht ein mit mehreren durchgehenden flächigen Beschichtungen 118 versehendes Substrat. Die Beschichtungen 118 werden zunächst appliziert und dann werden auf diese zusätzliche im Ausführungsbeispiel ringförmig umlaufende streifen- oder raupenförmige Beschichtungen 120 zusätzlich aufgebracht, beispielsweise als Dichtung (sealing). Die so erzeugten Auftragsbilder werden vorzugsweise mittels zweier hintereinander geschalteter Auftrags-Vorrichtungen 1 (8) erzeugt, wobei die erste Vorrichtung 1 die flächige Beschichtung 118 und die zweite Auftragsvorrichtung 1 die zusätzliche Beschichtung 120 auf die erste Beschichtung 118 aufträgt. Die streifenförmige Beschichtung 120 ist ebenfalls mit gekrümmten abgerundeten Rändern versehen. Hierzu ist die entsprechende Auftragswalze 8 mit einem entsprechend geformten Fluidkanal 24 mit einem Einsatz aus einer fluiddurchlässigen Struktur 26, vorzugsweise einem Sintermetallteil, ausgebildet. Soweit erforderlich, kann die erste Beschichtung 118 zunächst getrocknet oder angetrocknet werden, etwa mit einem Luftstrom oder Infrarotstrahlern oder dergleichen, die zwischen die zwei in 8 gezeigten hintereinandergeschalteten Vorrichtungen 1 geschaltet sein kann.

11 veranschaulicht ein Substrat 3, das mit einer als Firmenlogo ausgebildeten Beschichtung 122 versehen ist, die aus mindestens einer durchgehenden hier quaderförmigen Beschichtung 124 und einem aus Buchstaben gebildeten Firmennamen 126 und einem zusätzlichen Ringelement 128 gebildet ist. Zunächst kann die durchgehende Beschichtung 124 mittels einer ersten Auftragswalze 8 aufgebracht, dann mittels einer zweiten Auftragswalze die aus Buchstaben bestehende Beschichtung 126 erfindungsgemäß aufgebracht und dann schließlich mittels einer dritten nachgeschalteten Vorrichtung 1 die ringförmige Beschichtung 128 erfindungsgemäß aufgetragen werden.

In 12 ist ein Substrat 3 mit zwei übereinander angeordneten grafischen Beschichtungen 130 mit gekrümmten Randkonturen 15 und einer darüber aufgebrachten weiteren hier im Wesentlichen kreisförmigen Beschichtung 132 aus einem anderen Fluid aufgebracht worden. Auch hierzu wird vorzugsweise ein Verfahren und eine Anordnung 2 in Substratbewegungsrichtung nacheinander angeordneten Vorrichtungen 1 mit Auftragswalzen 8 verwendet.

13 zeigt schließlich ein Substrat 3 mit einer ersten unteren flächigen Beschichtung 134 mit konvex gekrümmten Randabschnitten 15 sowie mit einer den beiden äußeren Randbereichen der Beschichtung 138 zusätzlich auf dieser abgelegten ebenfalls flächigen Beschichtungen 136. Schließlich sind mittig auf die Beschichtung 134 jeweils zwei streifen- oder raupenförmige Beschichtungen 138 erfindungsgemäß aufgebracht worden.

Die Arbeitsweise mit erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtungen werden zusätzlich zu obigen Beschreibungen nachfolgend anhand der Figuren beschrieben:

Aus einer nicht gezeigten Fluidquelle wird Fluid durch Anschluss 66 (4 und 6) im Bereich des Lagerbocks 6 eingeführt und strömt dann bei geöffnetem Ventil, d. h. in der Öffnungsstellung befindlichen Ventilnadel 86 durch Filter 70, Bohrungen 72, 76, 78, 80 und 82 sowie 88 in den Ringkanal 90 (3 und 5). Bei Verwendung einer Vorrichtung gemäß 5 mit zwei Fluidzuführungen strömt auch im Bereich des Lagerbocks 104 Fluid auf die zuvor beschriebene Weise in den Ringkanal 90'. Von dort gelangt das Fluid dann durch die Zuführkanäle 32, 34 bzw. 32', 34' in die Auftragswalze 8 und von dort in die Fluidkanäle 24 (2) die mit einer fluiddurchlässigen Struktur, vorzugsweise mit Sintermetalleinsätzen gefüllt sind.

Wie 7 zeigt, wird ein Substrat 3 mittels Walzen 62 an der Umfangsfläche 9 der Walze 8 so vorbeigeführt, dass das Fluid übertragen wird auf das Substrat 3, dieses somit beschichtet wird. Dabei können sehr hohe Substratgeschwindigkeiten, im zuvor beschriebenen Bereich, erzielt werden. Dabei ist die fluiddurchlässige Struktur insoweit sehr vorteilhaft, als trotz hoher Umfangsgeschwindigkeiten und somit Fliehkräfte das Fluid nicht unkontrolliert von der Auftragswalze 8 abgeschleudert wird.

Mittels eines von der Gasdüse 110 (7) erzeugten Luftstroms in Richtung auf den Kontaktbereich K wird die Übertragung des Fluids auf das Substrat 3 begünstig. Der Gasstrom aus der Gasdüse 110 wird vorzugsweise erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Substrats bzw. der Drehgeschwindigkeit der Auftragswalze 8 eingestellt. Je höher die Geschwindigkeit, desto stärker der Gasstrom, d. h. desto größer der Volumen- und Mengenstrom und die Gasgeschwindigkeit.

Bei Einsatz einer Vorrichtung gemäß 5 und 6 können mittels einer Auftragswalze 8 unterschiedliche Fluide aus den zwei Fluidquellen der Auftragswalze 8 gleichzeitig aufgebracht werden.

Bei einer Anordnung gemäß 8 mit zwei in Reihe nacheinander geschalteten Vorrichtungen 1 können Fluide nacheinander auf ein Substrat aufgetragen werden. Dabei kann entweder eine Vorrichtung gemäß 3 mit Fluidzufuhr aus einer Fluidquelle und/oder eine Vorrichtung gemäß 5 mit Fluidzufuhr aus zwei oder mehreren Fluidquellen nacheinander geschaltet sein.

14 veranschaulicht ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Auftragsvorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht; soweit Gemeinsamkeiten zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bestehen, wird auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen und sind die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Nachfolgend sind deshalb im Wesentlichen abweichende Strukturen und Unterschiede zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert. Die gezeigte Auftragsvorrichtung 1 weist eine Auftragswalze 8 mit mehreren, namentlich drei lösbar im Bereich der Peripherie angeordneten Segmenten 150 auf, welche lösbar an der Auftragswalze 8 befestigt sind und im Betrieb zum Auftragen des Fluids mit dem Substrat in Kontakt bringbar sind. Wie unten näher beschrieben ist, weist jedes Segment 150 Fluid-Kanäle auf, die mit mehreren, im Ausführungsbeispiel zwei Fluidquellen so verbindbar sind, dass unterschiedliche Fluide in einem durch die Ausbildung der Fluidkanäle vorgegebenen Auftragsmuster auf das Substrat aufbringbar sind. Die Verläufe der Fluidkanäle in den Segmenten 150 lassen sich vielfältig gestalten, so dass nahezu beliebige Auftragsmuster aufbringbar sind.

Die Zuführung des Fluids in die Auftragswalze 8 aus zwei Fluidquellen ist nachfolgend anhand der 1527 näher erläutert. Die generelle Gestaltung der Auftragsvorrichtung 1 entspricht im Wesentlichen der der zuvor anhand der 16 beschriebenen Ausführungsbeispiele, so dass auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen wird. Die in 1 dargestellten Antriebselemente wie Antriebswelle 20, Zahnräder 14, 18, Zahnriemen 16 sind innerhalb eines Gehäuses 152 untergebracht und deshalb nicht erkennbar. Im Bereich des Lagerbocks 6 wird Fluid in die Auftragswalze 8 eingeleitet, wobei mittels zweier Steuerteile 84 (1, 5 und 6) und zugehöriger in dem Lagerbock 6 ausgebildeter Bohrungen 72, 74, 76, 78, 80, 82 Fluide aus unterschiedlichen Fluidquellen eingeleitet werden können, um sie in die Auftragswalze 8 einzuleiten.

Wie die 1521 zeigen, ist axial beabstandet zu einem schematisch in 15 dargestellten Kugellager 7 des Lagerbocks 6 im Bereich des Pfeils 28 eine an der Auftragswalze 8 umlaufende Nut 154 ausgebildet, die in der zuvor in den 5 und 6 beschriebenen Weise mit den Bohrungen 88 und einem Ringkanal 90 (vgl. 5 und 6 sowie 3 und 4) kommuniziert. Die Nut 154 ist mit insgesamt drei axial in der Auftragswalze 8 ausgebildeten zylindrischen Kanälen 156 in Verbindung (vgl. 19 und 21). Jeder Kanal 156 ist mit je einem radial nach außen in den Bereich der Peripherie der Auftragswalze 8 verlaufenden Kanal 158 verbunden. Die Kanäle 156 sind in nicht dargestellter Weise durch Verschlussstopfen 57 (siehe 2) verschlossen, die in Gewindebohrungen 160 einschraubbar sind (21). Der in den 1521 gezeigten Auftragswalze 8 schließt sich in diesen Figuren nach rechts eine prinzipiell in 2 gezeigte Platte 44 an, die mittels Schraubverbindungen 48 befestigt ist, an. Die Platte 44 ist mit einem prinzipiell in 2 gezeigten Wellenlagerabschnitt 50 verbunden, welcher in den Lagerbock 4 hineinragt und dort mittels eines Kugellagers 7 (entsprechend dem in 15 gezeigtem Kugellager) gelagert ist. Somit ist die Auftragswalze 8 mittels zweier gegenüberliegender Kugellager 7 in den Lagerböcken 4 und 6 gelagert.

Durch eine weitere umlaufende Nut 162 ist auf die zuvor beschriebene Weise entsprechend Fluid aus einer weiteren Fluidquelle in die Auftragswalze 8 einleitbar. Die Nut 162 kommuniziert mit drei axial verlaufenden im Querschnitt zylindrischen Kanälen 164 (20 und 21), die an ihrem der Nut 162 gegenüberliegendem Ende jeweils durch in eine Gewindebohrung eingeschraubte Verschlussstopfen 166 verschlossen sind. Wie die Querschnittsdarstellung gemäß 20 zeigt, sind die Kanäle 164 jeweils mit zwei V-förmig angeordneten nach außen in die Peripherie mündenden Kanälen 166 verbunden, so dass das Fluid nach außen gefördert werden kann. Die Kanäle 166 sind in 15 an der Stelle E–E und auch an der Stelle E'–E' dargestellt.

Die Auftragswalze weist mehrere, im Ausführungsbeispiel drei in 22 perspektivisch dargestellte Segmente 150 auf, die benachbart zueinander angeordnet sind, im Querschnitt kreisringförmig gestaltet und mittels mehrerer Schrauben lösbar an der Auftragswalze 8 befestigbar sind. Jedes Segment 150 weist zur Befestigung im Randbereich mehrere gestufte Durchgangsbohrungen 168 auf. Mittels in 14 gezeigter Gewindeschrauben 170, die in in 17 gezeigte Gewindebohrungen 172 einschraubbar sind, sind die Segmente 150 lösbar an der Auftragswalze 8 befestigt. Alternativ können beispielsweise auch zwei, vier, fünf oder sechs oder mehr einzelne Segmente an der äußeren Peripherie der Auftragswalze 8 befestigt werden.

Zur Erzeugung eines bestimmten Auftragsmusters auf einem Substrat sind in jedem Segment 150 Fluidkanäle zum Hindurchleiten von Fluid von einer inneren Oberfläche zur äußeren Umfangsfläche 172 ausgebildet, die nachfolgend insbesondere anhand der 2528 dargestellt sind. Wie 23 und 25 zeigen, ist im Bereich der äußeren Umfangsfläche 172 eine dem gewünschten Auftragsmuster entsprechende umlaufende Nut 174 in jedem Segment 150 ausgebildet. Die Nut 174 weist gegenüberliegende halbkreisförmige Abschnitt 176 und dazwischenliegende ebenfalls sich gegenüberliegend angeordnete im Wesentlichen U-förmige Abschnitte 178 auf. Wie in 25 und dem Schnitt B–B gemäß 27 erkennbar ist, sind im Bereich der inneren Oberfläche 171 jedes Segments insgesamt vier Aussparungen oder Nuten 180 vorgesehen, in die Fluid einleitbar ist. Jede Nut 180 liegt jeweils einer äußeren Mündungsöffnung 182 der Kanäle 166 (siehe 20) gegenüber und steht somit im Betriebszustand in Fluidverbindung zu den Kanälen 166. Jede Nut 180 steht in Verbindung mit je einer im Bereich der inneren Oberfläche 171 ausgebildeten, den Nuten 174 gegenüberliegenden Nut 184 (siehe 27) in Verbindung, so dass das Fluid sich im Bereich der inneren Oberfläche 171 vollständig entlang des gewünschten Auftragsmusters verteilen kann.

Wie 28 prinzipiell veranschaulicht, ist zwischen den innenliegenden Nuten 184 und der im Bereich der äußeren Umfangsfläche 174 liegenden Nuten 174 durch eine Vielzahl von Bohrungen 186 (25) eine Fluid-Verbindung durch mehrere Fluidkanäle hergestellt, so dass Fluid in den Bereich der äußeren Umfangsfläche hinein in die Nut 174 strömen kann, um von dort in dem gewünschten Auftragsmuster auf ein Substrat abgegeben werden zu können. Durch die mehreren, dicht beabstandeten Bohrungen 186 sind eine Vielzahl von Fluidkanälen gebildet, durch welche Fluid wie Klebstoff oder dergleichen durch die Segmente 150 hindurch nach außen in den Bereich der Umfangsfläche strömen kann.

Wie insbesondere 23 und 25 zeigen, ist in jedem Segment ferner eine weitere umlaufende Nut 188 ausgebildet, durch welche ein weiteres Fluid aus einer weiteren Fluidquelle auf das Substrat abgegeben werden kann. Der äußeren umlaufenden Nut 188 liegt eine im Bereich der inneren Oberfläche 171 ausgebildete korrespondierende umlaufende Nut 190 gegenüber (vgl. 26 und 27). Die umlaufende Nut 190 kommuniziert mit einer quer verlaufenden Ausnehmung oder Nut 192 (vgl. 25 und 26), welche im Bereich der inneren Oberfläche 171 jedes Segments 150 ausgebildet ist. Die Nut 192 liegt im montieren Zustand gegenüber von jeweils einer Austrittsöffnung 194 eines radialen Kanals 158 (siehe 19), so dass Fluid durch den Kanal 156 und die Austrittsöffnung 194 hinein in die Nut 192 und von dort in die umlaufende Nut 190 eingeleitet werden kann durch eine Vielzahl von durch jedes Segment 150 durchgehende Fluidkanäle in Form von prinzipiell in 28 dargestellten Bohrungen 186' Das Fluid strömt durch die umlaufende Nut 190 hindurch nach außen in die äußere Nut 188 und verteilt sich von dort quer in der Nut 188, so dass von dort das Fluid gleichmäßig auf das Substrat aufgebracht werden kann.

Im Ausführungsbeispiel sind die durch ein Segment 150 hindurchgehenden Bohrungen 186 bzw. 186' mit einer eine Vielzahl von miteineiander kommunizierenden Hohlräumen oder Öffnungen aufweisenden fluiddurchlässigen Struktur, vorzugsweise einem gesinterten Metall oder einer gesinterten Keramik gefüllt. Auch die äußeren umlaufenden Nuten 174 und 188 sind mit einer Vielzahl von kommunizierenden Hohlräumen aufweisenden fluiddurchlässigen Struktur, vorzugsweise einem Sintermetall oder einer gesinterten Keramik gefüllt. Durch derartige Einsätze aus Sintermetall oder dergleichen wird eine bessere Querverteilung entlang der Nuten 174 bzw. 188 und somit eine gleichmäßigere Fluidverteilung auf dem Substrat erzielt. Darüber hinaus wird durch einen derartigen Sintermetalleinsatz oder dgl. erreicht, dass bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Auftragswalze 8 das Fluid nicht unkontrolliert von der Auftragswalze 8 aufgrund der Fliehkräfte abgeschleudert wird.

Zur Abdichtung des Fluids im Zwischenraum zwischen der in 15 gezeigten Auftragswalze 8 und den an dieser befestigten Segmente 150 (2224) sind, wie 15, 18 und 21 gut zeigt, umlaufende Nuten 196 an der Auftragswalze 8 ausgebildet, in welche jeweils ein umlaufender O-Ring eingelegt ist.

Ferner ist, wie 25 und 26 zeigen, im Bereich der inneren Oberfläche 171 um die umlaufende Nut 190 herum eine Ringnut 198 ausgebildet, in welche ebenfalls ein O-Ring eingelegt ist, um einen Fluidfluss weiter nach außen zu verhindern. Somit bleibt das Fluid vollständig im Bereich der Nut 190 und strömt durch die Bohrungen 186' nach außen in den Bereich der umlaufenden Nut 188, um von dort auf das Substrat abgegeben werden zu können.

Erfindungsgemäß können die beispielhaft gezeigten Auftragsbilder und Beschichtungen gemäß den 8 bis 11 oder auch abweichende beliebig gestaltete Beschichtungen erzeugt werden. Dabei können je nach konkreter Anwendung unterschiedliche fließfähige Materialien (Fluide) erfindungsgemäß appliziert werden zur Herstellung ganz unterschiedlicher Produkte. Zur Verringerung der Fadenbildung während des Auftrags können beispielsweise Fluide mit geringerer Kohäsion verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat (3), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze (8), auf deren Umfangsfläche (9) Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) mit einem Substrat (3) so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) auf das Substrat (3) aufgetragen wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass in der Auftragswalze (8) zwei separate, mit unterschiedlichen Fluidquellen verbindbare Zuführkanäle (32, 34) ausgebildet sind, durch welche Fluid zu der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) geleitet und von dort auf das Substrat (3) aufgetragen werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei separaten Zuführkanäle (32, 34) axial bezogen auf die Drehachse der Auftragswalze (8) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführkanäle (32, 34) innerhalb einer die Auftragswalze (8) antreibenden Antriebs-Welle (31) angeordnet sind und mit in Richtung auf die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) verlaufenden, in der Auftragswalze (8) angeordneten Kanälen (36) verbunden sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzufuhr in die Zuführkanäle (32, 34) im Bereich mindestens eines Lagers zur Lagerung der Auftragswalze (8) erfolgt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu mindestens einem Lager in der Welle (31) eine Nut oder Bohrung (33) ausgebildet ist, die einerseits mit einem um die Welle (31) angeordneten Ringkanal (90) für Fluid und andererseits mit mindestens einem in der Auftragswalze (8) ausgebildeten Zuführkanal (32, 34) kommuniziert.
  6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzufuhr in die Zuführkanäle (32, 34) mittels mindestens eines Steuerteils (84) wahlweise ein- oder ausschaltbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (84) benachbart zu einem Lager (7) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (84) ein Nadelventil betätigt und mittels Druckluft ansteuerbar ist.
  9. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat (3), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze (8), auf deren Umfangsfläche (9) Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) mit einem Substrat (3) so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) auf das Substrat (3) aufgetragen wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass zwei Auftragsvorrichtungen (1) mit mindestens jeweils einer Auftragswalze (8) in Bewegungsrichtung des Substrats (3) hintereinander angeordnet sind, so dass das Substrat (3) mittels der zwei hintereinander angeordneten Auftragswalzen (8) mit Fluid beschichtet wird.
  10. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat (3), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze (8), auf deren Umfangsfläche (9) Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) mit einem Substrat (3) so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) auf das Substrat (3) aufgetragen wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass die fluiddurchlässige Struktur (26) sich bis zur Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) erstreckt und als separates an der Auftragswalze (8) befestigtes Sintermetallteil ausgebildet ist,

    und dass die äußere Oberfläche der fluiddurchlässigen Struktur am Rand derart gekrümmt ist, dass ein Auftragsbild mit gekrümmten Rand (15) auf dem Substrat (3) entsteht.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Begrenzungsfläche der fluiddurchlässigen Struktur im Bereich der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) nicht eckig ausgebildet ist, vorzugsweise abgerundet ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat (3), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze (8), auf deren Umfangsfläche (9) Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) mit einem Substrat (3) so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) auf das Substrat (3) aufgetragen wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Auftragswalze (8) im Bereich von 150–1700 mm ist.
  13. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat (3), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze (8), auf deren Umfangsfläche (9) Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) mit einem Substrat (3) so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) auf das Substrat (3) aufgetragen wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer Gasquelle verbindbare Gasdüse (110) zur Abgabe eines Gasstromes benachbart zu der Auftragswalze (8) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdüse (110) eine sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Auftragswalze erstreckende Schlitzdüse oder mehrere benachbart zueinander angeordnete Einzeldüsen aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdüse (110) so angeordnet ist, dass der Gasstrahl in den Kontaktbereich K zwischen Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) und Substrat (3) geleitet werden kann.
  16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdüse (110) mit einer Steuerungseinrichtung zum Einstellen und/oder Regeln des Gasstromes gekoppelt ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung mittels eines Signals, das ein Maß für die Geschwindigkeit des Substrates (3) oder die Drehgeschwindigkeit der Auftragswalze (8) beinhaltet, so gesteuert wird, dass der austretende Gasstrom in Abhängigkeit von der Substratgeschwindigkeit bzw. Drehgeschwindigkeit einstellbar ist.
  18. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steuerteil (84) im Bereich eines Lagers (4, 6) und ein weiteres Steuerteil (106) im Bereich eines weiteren Lagers zur Lagerung der Auftragswalze (8) angeordnet ist.
  19. Vorrichtung zum Auftragen von Fluid, insbesondere Klebstoff auf ein Substrat (3), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    mit einer an einem Gehäuse rotierbar gelagerten Auftragswalze (8), auf deren Umfangsfläche (9) Fluid aus einer Fluidquelle aufbringbar ist, wobei die Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) mit einem Substrat (3) so in Kontakt bringbar ist, dass Fluid von der Umfangsfläche (9) der Auftragswalze (8) auf das Substrat (3) aufgetragen wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragswalze (8) mehrere lösbar befestigte im Bereich der Peripherie angeordnete Segmente aufweist, die zum Auftragen des Fluids mit dem Substrat in Kontakt bringbar sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Segmente unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind und die Auftragswalze vollständig umhüllen.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segment im Querschnitt im Wesentlichen kreisringförmig ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Segment durchgehende Fluidkanäle zum Hindurchleiten von Fluid von der inneren Oberfläche des Segments bis zur äußeren Umfangfläche des Segments aufweist.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Segment im Wesentlichen identisch ausgebildete Fluidkanäle vorgesehen sind.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Segment voneinander getrennte Fluidkanäle ausgebildet sind, die mit unterschiedlichen Fluidquellen verbindbar sind.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Segment in den Fluidkanälen eine fluiddurchlässige Struktur, vorzugsweise in Form von gesintertem Metall oder gesinterter Keramik ausgebildet ist.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Segment mittels Schraubverbindung an der Auftragswalze lösbar befestigt ist.
  27. Beschichtetes Substrat (3), insbesondere Hygieneprodukt wie Windel, Binde oder dgl., dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt worden ist.
Es folgen 13 Blatt Zeichnungen






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