具有至少一个带集成驱动器的泵的涂覆器的制作方法

本申请要求2016年9月8日提交的美国临时专利申请62/385,238的权益，该专利申请的公开内容据此以引用方式并入本文。

本公开涉及用于将热熔粘合剂分配到基材上的涂覆器，该涂覆器具有带集成驱动器的至少一个泵。该涂覆器可以是用于具有计量输出和压力供给输出两者的混合涂覆器。

背景技术：

用于将热熔粘合剂涂覆到基材上的典型粘合剂涂覆器包含连接到一体式歧管或分段式歧管(下文称为歧管)的多个正位移齿轮泵。如行业中众所周知的，多个模块(每个模块包括喷嘴)被施加在歧管的面上。这些齿轮泵具有共同的驱动轴，以使所有泵转动来分配粘合剂。共同的驱动轴提供了使泵转动的装置。然而，共同的驱动轴构型具有缺点。

例如，当所有泵的尺寸相同时，所有泵都以相同的速度(rpm)运行，从而使每个泵的流速一致。此外，如果有缺陷或如果需要不同的尺寸，则改变/更换泵是很费时间的，因为必须首先从涂覆器移除共同的驱动轴和马达。

在典型的涂覆器中，泵和歧管之间的流动路径多少有些固定。这进而消除了在涂覆器的宽度上调节或改变粘合剂流动流的能力。此外，使用上述泵的典型涂覆器被认为是计量型涂覆器。然而，涂覆器可能是压力供给的。但是典型的涂覆器不包括单个涂覆器设计中的计量供给和压力供给的组合。

附图说明

在结合附图阅读时，将更好地理解本申请的例示性实施方案的详细描述。出于说明本申请的目的，在附图中示出了本公开的例示性实施方案。然而，应当理解，本申请不限于所示的精确布置和手段。

图1是根据本公开的实施方案的涂覆器的前部透视图；

图2是图1中所示的涂覆器的顶视图；

图3是图1中所示的涂覆器的后视图；

图4是图1中所示的涂覆器的侧视图；

图5是示出从涂覆器移除的泵组件的后部透视图；

图6是用于图1中所示的涂覆器的泵组件的前部透视图；

图7是用于图1中所示的涂覆器的泵组件的后部透视图；

图8是图6和图7中所示的泵组件的分解图；

图9是图6和图7中所示的泵组件的截面图；

图10是用于图6和图7中所示的泵组件的齿轮组件的透视图；

图11是用于控制图1中所示的涂覆器中的泵组件中的驱动马达单元的操作的控制系统的示意性框图；

图12是根据本公开的另一个实施方案的涂覆器的前部透视图；

图13是用于图10中所示的涂覆器的泵组件的透视图；

图14是图13中所示的泵组件的分解图；并且

图15示出了被构造用于计量和压力供给输入的涂覆器。

具体实施方式

本公开的实施方案包括用于在例如制造个人一次性卫生产品，诸如尿布期间将热熔粘合剂分配到基材上的涂覆器10。参考图1至图4，涂覆器10包括歧管12、联接到歧管12的至少一个分配模块16、联接到分配模块16的至少一个空气控制阀18，以及可移除地安装到歧管12的至少一个泵组件20。歧管12可包括多个歧管区段22，在歧管区段22的任一侧上具有一对端板24和26。另选地，歧管可以是一体式歧管。涂覆器可包括多个喷嘴(未示出)，粘合剂通过这些喷嘴被喷射到基材上。喷嘴可以是喷雾嘴或涂层喷嘴。

在本公开的各种实施方案中，涂覆器10可包括以并排关系布置的多组分配模块16、一个或多个歧管区段22和泵组件20，以增加涂覆器10的处理宽度。因此，涂覆器可包括多个分配模块16和多个泵组件20。如图所示，例如，涂覆器10具有五个泵组件20a、20b、20c、20d和20e。尽管附图示出了五个泵组件20a-20e，但是涂覆器10可包括单个泵组件、两个泵组件或两个以上的泵组件。为清楚起见，下面描述了单个泵组件，并且参考标号20可与参考标号20a-20e互换使用。每个泵组件20可联接到一个歧管区段22和一个分配模块16并与它们相关联。另外，每个分配模块16联接到一个歧管区段22并与其相关联。然而，两个或更多个泵组件以及两个或更多个分配模块16可联接到单个歧管区段22，如图2所示。

参考图1至图4，歧管12具有基部30、沿着竖直方向2与基部30间隔开的顶部32、第一侧34a以及第二侧34b，该第二侧34b沿着垂直于竖直方向2的横向方向4与第一侧34a相对。第一侧34a位于第一平面p1内，并且第二侧表面位于平行于第一平面p1的第二平面p2内。如果第一侧34a和第二侧34b相对于彼此成角度，则第一平面p1和第二平面p2可不平行。歧管12还具有前部36和后部38，该前部和后部沿着垂直于竖直方向2和横向方向4的前后方向6相对于另一个间隔开。第一侧34a和第二侧34b从前部36延伸到后部38并且还从基部30延伸到顶部32。前后方向6被称为机器方向，并且横向方向4被称为横跨机器方向。本段中描述的方向分量也适用于涂覆器10的部件。

参考图6至图8，泵组件20被构造成以给定的体积流量(或流速)将加热的粘合剂供应到歧管12。每个泵组件20a-20e包括泵40以及为泵40提供动力的专用驱动马达单元60。因为每个泵40具有专用驱动马达单元60，所以每个泵组件20可由操作者和/或控制系统110(图11中所示的参考110)独立控制，如下文将进一步描述。泵组件20还包括泵40和驱动马达单元60之间的隔热区域70。热元件23可用于升高歧管12的温度，进而升高每个泵组件20中的泵40的温度。隔热区域70使从泵40到驱动马达单元60的热传递最小化，从而使温度对驱动马达单元60中的电子部件的影响最小化。

继续图6至图8，驱动马达单元60包括马达62、输出驱动轴66以及一个或多个连接器64(被示为线)，这些连接器联接到电源(未示出)并且通过控制系统110联接到控制单元150(图10中所示的控制系统110和控制单元150)。驱动马达单元60还可包括旋转传感器68，该旋转传感器以电子方式联接到控制单元150。驱动马达单元60还可包括齿轮组件67诸如行星齿轮，该齿轮组件将旋转运动从马达的输出驱动轴66传递到泵的输入驱动轴(未示出)以获得所需的泵旋转速度。输出驱动轴66具有驱动轴线a，驱动轴66绕该驱动轴线旋转。

返回参考图3和图4，泵组件20可以多种不同的构型安装到歧管12。在一个示例中，泵组件20安装到歧管12，使得泵40的前表面41(包括出口)面向歧管12。驱动轴轴线a与泵组件20的前表面41和歧管12在与侧面34a和34b间隔开且位于这两个侧面之间的位置处相交。在该构型中，驱动马达轴线a不与涂覆器10的第一侧34a和第二侧34b相交。相反，泵组件20定位在歧管12上，使得驱动马达单元60的驱动马达轴线a位于平面y中，该平面y平行于分别为第一侧34a和第二侧34b的第一平面p1和第二平面p2。每个泵组件20a-20e具有相应的驱动轴线a，该驱动轴线位于平行于第一平面p1和第二平面p2的相应平面内。

继续图3和图4，应当理解，泵组件20可定位在歧管12上，使得驱动马达轴线a在平面y内的任何特定方向上取向。例如，泵组件20可定位在歧管12上，使得驱动马达轴线a位于平面y内并且相对于平面x成角度地偏移。例如，泵组件20可定位在歧管12上，使得驱动马达轴线a与平面x限定角度θ。角度θ可为锐角、钝角或大于180的角。

参考图6至图8，泵40包括壳组件42以及容纳在壳组件42内的一个或多个齿轮组件50(或一个以上的齿轮组件)、用于从歧管区段22接收液体的入口52以及用于将液体排放回歧管区段22中的出口54。根据所示的实施方案，泵的入口和出口在平行于驱动马达的驱动马达轴线a的方向上取向。

继续图6至图8，壳组件42包括上板44a、下板44b和中心块46。上板44a和下板44b沿着与驱动马达单元60的驱动轴线a对齐的方向彼此间隔开。上板44a、中央块46和下板44b通过螺栓48联接在一起。螺栓48分别由上板44a、中心块46和下板44b中的孔49a、49b、49c(未示出)接收并固定在其中。中心块46限定内腔56(图8)，该内腔的尺寸被设计为大致符合齿轮组件50的轮廓。板44b限定前表面41。驱动马达轴线a延伸穿过前表面41。

继续图8至图10，泵40包括齿轮组件50。根据所示的实施方案中，齿轮组件50具有例如从动齿轮55a和空转齿轮55b，它们是本领域普通技术人员已知的。从动齿轮55a联接到驱动马达单元60的驱动轴66，使得驱动轴66的旋转使从动齿轮55a旋转，进而使空转齿轮55b旋转。从动齿轮55a绕第一轴线(未示出)旋转，而空转齿轮绕第二轴线(未示出)旋转。从动齿轮旋转轴线与驱动马达轴线a同轴。齿轮组件50可包括细长齿轮轴，该细长齿轮轴经由联接件联接到驱动轴66的一端。齿轮轴延伸到从动齿轮55a中，并且被键控以驱动从动齿轮55a。密封构件(诸如涂层和包装)可被放置在细长齿轮轴周围，以便于密封齿轮组件。为清楚起见，未示出细长齿轮轴、联接件和密封构件。

在使用中，齿轮55a和55b的旋转将泵中的粘合剂从腔56的第一部分58a驱动到腔56的第二部分58b，然后被引导到出口54。根据所示的实施方案，齿轮组件50中的每个齿轮的长度l大于或等于其外径d。虽然示出了具有两个齿轮的齿轮组件，但是泵40可具有任意数量的齿轮和/或任何数量的齿轮构型，以便实现泵40的所需流速。可将中心块46分段以支撑齿轮堆叠。例如，多个齿轮组件可沿着泵输入轴堆叠。在这样的示例中，齿轮组件可具有被组合成单个输出流的不同输出。在另一个示例中，齿轮组件具有可保持分离的不同输出，以通过板44b和歧管12中的附加端口提供多个输出。

继续图6至图8，隔热区域70由隔热板72以及隔热板72和壳组件42之间的间隙74限定。螺栓75将隔热板72联接到壳组件42的顶部，使得间隙74形成在壳组件42和隔热板72之间。隔热板72可包括多个间隔件76，这些间隔件设置在螺栓75周围并且位于隔热板72的表面和壳组件42之间。间隔件76可与板72成一体，或可与板72分开以便限定间隙74的深度。隔热板70阻止热量从泵40传递到驱动马达单元60。隔热板72和间隔件可由与形成壳组件42和驱动马达单元60的外壳(未标号)的材料相比热导率较低的材料制成。此外，间隔件76的使用产生了支座区域74，这使壳组件和驱动马达单元60之间的直接接触最小化。

参考图4和图5，涂覆器10被构造成便于从涂覆器移除泵组件20a-20e。如图4所示，泵组件20a-20e用细长板27固定就位，该细长板联接到端板24和26。紧固件29联接到泵组件20和细长板29，从而将泵组件20固定在歧管12上的适当位置。紧固件29可以是系留紧固件。为了移除和/或更换泵组件20(或多个泵组件20a-20e)，操作者可从细长板29松开紧固件29，然后移除泵组件20。与使用共同的驱动轴来操作泵的典型涂覆器相比，该特征减少了更换和/或移除泵组件20所需的时间。

图11是控制系统110的示意性框图，该控制系统被配置为用于控制泵组件20操作的各方面的闭合反馈回路。如图11中可见，控制系统110包括至少一个控制单元150，其可以是逻辑单元。在如图11所示使用多个泵组件20a、20b…20n的实施方案中，控制单元150以电子方式联接到旋转传感器68a、68b…68n。每个旋转传感器68a、68b…68n联接到相应的马达62a、62b…62n，如上所述。旋转传感器可包括旋转编码器、霍尔效应传感器以及可测量旋转的任何装置。另选地，此外，控制单元150还以电子方式联接到每个马达62a、62b…62n。控制单元150可包括一个或多个存储器、用于执行存储在存储器中的指令的一个或多个处理器，以及输入和输出部分。输入和输出部分可以是典型的发送/接收装置，其可将信号发送到控制系统110的其他部件并且/或者从控制系统110的其他部件接收信号。

控制系统110作为闭环反馈操作，以将泵速维持在目标操作范围内。控制单元150可具有由操作者设定并存储在存储器中的目标驱动马达旋转速度(或“目标rpm”)。编码器68可确定实际驱动马达旋转速度(或“实际rpm”)。实际rpm被发送到控制单元150。由控制单元150执行的软件1)确定实际rpm是否不同于目标rpm，并且2)如果检测到任何不同，则确定与目标rpm的差异大小(+/-)。如果控制单元150确定目标rpm与实际rpm之间存在差异，则控制单元150向马达62发送信号以增大或减小轴旋转速度，直到实际rpm与目标rpm一致(在计量应用中典型的合理处理限制范围内)。该反馈回路可应用于安装在涂覆器上的每个泵组件。以这种方式，控制系统110用于维持驱动马达62处的目标旋转速度，进而随时间维持一致的体积流速。这可限制在常规系统中可能随时间逐渐发生的处理漂移。因为每个泵组件都是独立驱动的，所以每个特定泵组件的反馈回路有助于控制各个泵输出。

图12至图14示出了本公开的另一个实施方案。图12示出了涂覆器210，其类似于图1至图4中所示并如上所述的涂覆器10。然而，涂覆器210包括泵组件220，每个泵组件具有在相对于横向方向4偏移的方向上取向的驱动轴轴线b。如图所示，泵组件220具有相对于竖直平面x成角度地偏移并且平行于水平平面y的驱动马达轴线。在大多数其他方面，涂覆器10和涂覆器210基本上相似。因此，相同的参考符号将用于识别涂覆器10和涂覆器210共有的特征。

继续图12至图14，泵组件220被构造成以给定的体积流量(或流速)将加热的液体供应到歧管12。每个泵组件220包括泵240以及为泵240提供动力的专用驱动马达单元260。泵组件220还可包括泵240和驱动马达单元260之间的隔热区域270。隔热区域270使由泵240产生的热量到驱动马达单元260的热传递最小化，从而使温度对驱动马达单元260中的电子部件的影响最小化。专用驱动马达单元260和隔热区域270与如上所述并在图6至图8中所示的驱动马达单元60和隔热区域70相同。

继续图12至图14，驱动马达单元260包括马达62以及一个或多个连接器64(被示为线)和输出驱动轴266。连接器64联接到电源(未示出)和控制系统110。驱动轴266具有驱动轴线b，驱动轴266绕该驱动轴线旋转。当泵组件220联接到涂覆器210时，驱动轴线b与平行于平面y的平面x相交并且/或者可相对于该平面x成角度地偏移。在该构型中，驱动马达轴线b不与涂覆器210的第一侧34a和第二侧34b相交。相反，泵组件20定位在歧管12上，使得驱动马达单元60的驱动马达轴线b位于平面y中，该平面y分别平行于第一侧34a和第二侧34b的第一平面p1和第二平面p2。

泵240包括壳组件242以及容纳在壳组件242内的一个或多个齿轮组件250、用于从歧管区段22接收液体的入口252以及用于将液体排放回歧管区段22中的出口254。根据所示的实施方案，泵240的入口和出口在垂直于驱动马达单元260的驱动马达轴线b的方向上取向。

如本文所述的泵组件20、220、420可独立控制。例如，控制系统110可用于独立调节驱动马达单元60的rpm。驱动马达rpm的变化改变了泵组件20的体积流速，并因此改变了离开分配模块的喷嘴的粘合剂的流速。因此，可通过调节驱动马达单元60的rpm来单独控制离开分配模块的每个粘合剂流。可在不必更换泵的情况下独立调节或控制泵组件20处的流速。此外，与粘合剂涂覆器中使用的常规泵相比，泵组件20对于给定范围的rpm具有宽范围的流速。换句话讲，如本文所述的一个泵组件20具有被设计用于粘合剂涂覆器的两个或更多个常规泵的有效操作范围。此外，这种操作范围的泵的尺寸可以是紧凑的。

在与热熔粘合剂一起使用的常规泵中，必须更换泵才能改变某些操作范围之外的流速。例如，在给定一组输入旋转速度的情况下，泵内的一个齿轮组可被设计用于一系列流速。为了获得更高的流速(或更低的流速)，必须使用具有被设计用于更高(或更低)流速的齿轮组的不同泵。下表1包括常规小型泵(“泵1”)、常规大型泵(“泵2”)以及本公开中所述的泵组件20、120、420的体积流速，单位为立方厘米/分钟(cc/min)。下表中的泵1具有0.16立方厘米/转(cc/rev)。下表中的泵2具有0.786cc/rev。下表中的“泵组件”具有0.34cc/rev。泵1和泵2分别代表常规粘合剂涂覆器中所用的较小尺寸的泵和较大(或最大)尺寸的泵。

表1

如上表中可见，本文所述的泵组件20、220、420(泵组件420)对于给定范围的马达rpm具有宽范围的体积流速。对于10-150rpm的泵速，泵1的体积流速的范围为1.6至24cc/min，泵2的体积流速的范围为7.86至117.9cc/min。泵组件20、220、420可在宽范围的泵速下提供一系列体积流速，其范围与两个不同的常规泵的流速一样宽。换句话讲，泵组件20、220、220可操作以提供当前的典型泵需要两个不同的泵才能完成的体积流速。这产生了更大的过程灵活性，因为可单独控制每个泵组件以在更宽范围的可能体积流速中提供目标体积流量。此外，这种控制水平和可能的变化在多个泵和粘合剂流中是可能的。

此外，泵组件20、220、420为操作者提供了更多的过程灵活性。在与热熔粘合剂一起使用的常规泵中，改变或调节泵的rpm的唯一方式是改变驱动每个泵的共同驱动轴的rpm。因为使用共同的驱动轴来驱动泵，所以在涂覆器的整个宽度上使用不同的泵，以便改变涂覆器的整个宽度上的流速。增加(或减小)共同驱动轴的rpm使得所有泵的流速同样增加(或减少)。因此，常规泵设计限制了在线调整过程参数(诸如宽度上的体积流速)的能力。相反，为了将流速改变到安装在机器上的泵的期望操作范围之外，必须用尺寸适合该应用的泵更换该泵。如上所述，更换典型的泵耗时且复杂。如本文所述的泵组件允许单独的泵控制，同时还使移除/更换时间最短。

使用涂覆器和泵组件有几个额外的优点。如上所述，可独立控制粘合剂涂覆器内每个泵组件的体积位移。通过沿着涂覆器长度对相邻泵进行独立位移控制，现在可通过改变驱动马达速度来改变差分流速。需要较少的泵组件来满足宽范围的处理需求，例如宽范围的流速。这减少了部件数量并且有助于在使用过程中管理产品转换。此外，可容易地添加(或移除)粘合剂流动流。

本公开的另一个实施方案是一种用于分配热熔粘合剂的混合涂覆器。图15示出了涂覆器410。混合涂覆器410被构造用于计量输出和压力供给输出。涂覆器410类似于上述涂覆器10和210。例如，混合涂覆器410包括一个或多个分配模块416、一个或多个空气控制阀以及歧管412(分段式或一体式)。

混合涂覆器410包括至少一个泵组件420(或泵组件220)和至少一个压力供给块520，它们中的每一者联接到歧管。在本公开中，除非另外指出，否则参考标号420可与参考标号420a-420c互换使用。根据图15所示的实施方案，涂覆器10包括三个泵组件420a、420b和420c以及四个压力供给块520a、520b、520c和520d。然而，涂覆器410可包括任何数量的泵组件和压力供给块。

继续图15，泵组件420与上述泵组件20(或泵组件220)基本上相同。泵组件420从歧管中端接到输入端419c的流动通道接收粘合剂。压力供给块520a和520c包括入口和出口，该入口和出口从通过输入端419c供应的歧管接收粘合剂。压力供给块520b和520d通过输入端419a和419b供应粘合剂。输入端419a和419b从位于上游的熔融单元(未示出)接收粘合剂。熔融单元附近的泵(未示出)用于通过软管将粘合剂供给输入端419a和419b，这两个输入端分别联接到压力供给块520b和520d。来自歧管412的热量被传递到压力供给块520a-520d，从而加热压力供给块520内的粘合剂。如图所示，混合涂覆器410具有多个输入配件419a-419c，一些输入配件与压力供给块相关联，可用于将不同类型的粘合剂供应给涂覆器。

将泵组件420与压力供给块520组合增加了涂覆器410的过程灵活性。例如，泵组件420允许精确计量来自分配模块的粘合剂流，而其他粘合剂流与没那么精确的压力供给块520相关联。应当理解，可根据需要完全在单个歧管中对混合涂覆器410进行计量、压力供给和多区域压力供给。

虽然本文使用有限数量的实施方案描述了本公开，但是这些具体实施方案并不旨在限制本文中以其他方式描述和要求保护的本公开的范围。不应将本文所述的各种元件的精确布置以及物品和方法的步骤顺序视为限制性的。例如，尽管参考附图中顺序系列的参考符号和块的进展来描述方法的步骤，但是可根据需要以特定的顺序来实现该方法。