DE3200470C2

DE3200470C2 - Einrichtung zum Auftragen von Leim

Info

Publication number: DE3200470C2
Application number: DE19823200470
Authority: DE
Inventors: Eckart 4019 Monheim Dittberner
Original assignee: Dittberner 4006 Erkrath De GmbH; Dittberner 4006 Erkrath GmbH
Current assignee: Macon Klebetechnik GmbH
Priority date: 1982-01-09
Filing date: 1982-01-09
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE3200470A1

Abstract

Eine Leimauftragsvorrichtung mit einem mit einem Leimbehälter über eine Zuleitung verbundenen Düsenkopf mit einer ersten Leimpumpe am Leimbehälter und mit einer zweiten Leimpumpe nahe am oder im Düsenkopf. Eine Rückleitung führt von dem Düsenkopf zum Leimbehälter zurück. An dem Düsenkopf ist eine Ventilanordnung mit im wesentlichen identischen Leimventilen angebracht, von welchen eines die Austrittsdüse aufweist und das andere in die Rückleitung führt. Die Leimventile sind abwechselnd ansteuerbar, so daß, wenn das Leimventil mit der Austrittsdüse geschlossen ist, der Leim über das andere Leimventil und die Rückleitung in den Leimbehälter zurückgeleitet wird, wobei der Strömungswiderstand im wesentlichen der gleiche ist wie bei dem Austritt des Leims aus der Austrittsdüse. Die Ventilanordnung ist in Strömungsrichtung hinter der zweiten Leimpumpe angeordnet, so daß die zweite Leimpumpe ständig unter dem Vordruck der ersten Leimpumpe steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegenden Art

Eine solche Einrichtung ist aus der US-PS 35 95 204 bekannt. Sie dient zum Auftragen von Leimstreifen auf Papierbahnen. Der Anwendungsbereich derartiger Einrichtungen ist jedoch keineswegs darauf beschränkt Unter »Leim« sollen sämtliche Arten von Bindemitteln verstanden werden, die in flüssiger oder pastenförmiger Konsistenz aufgetragen werden können. Sie können nach dem Auftrag auf die Bahn selbstklebend sein oder zur Herbeiführung der Klebeverbindung einer Anfeuchtung oder Erwärmung bedürfen. Auch die Bahnen sind weitgehend beliebig. Neben Papier kommen auch Vliesstoffe in verschiedenen Dicken, Folien und -»ο dergleichen in Betracht. Der Ausdruck »Bahn« umfaßt auch eine Folge von einzelnen Flächengebilden aus solchen Materialien.

Bei der bekannten Ausführungsform besteht die Ventilanordnung aus einem pneumatisch betätigten Zweistellungs-Schieberventil, bei welchem in die Schieberbohrung einerseits die zur Austrittsdüse führende Austrittsbohrung, andererseits eine mit der Zuleitung verbundene Bohrung und in axialem Abstand davon die mit der Rückleitung verbundene Bohrung münden. In der ersten Stellung ist die Austrittsbohrung mit der Zuleitung, in der zweiten Stellung mit der Rückleitung verbunden. Solange sich der Schieber in der ersten Stellung befindet, tritt Leim an der Austrittsdüse auf die Bahn aus, und sobald der Schieber in die zweite Stellung verlagert wird, wird die Austrittsbohrung vom Schieber überdeckt und der durch die Zuleitung ankommende Leimstrom durch eine entsprechende Ausnehmung in dem Schieber in die zur Rückleitung führende Bohrung umgelenkt. In der Rückleitung sitzt eine Drosselstelle, so daß der Leim auf dem Weg durch die Rückleitung den gleichen Strömungswiderstand erfährt wie auf dem Weg durch die Austrittsdüse.

Der Grund für diese Konstruktion besteht darin, daß die Strömungsverhältnisse stationär gehalten werden *" können und die Pumpe stetig weiterlaufen kann, ohne daß sich nennenswerte Druckschwankung^ ergeben. Ohne diese Anordnung würde bei einem Verschließen der Austrittsbohrung die Pumpe in der Zuleitung einen erheblichen Druck aufbauen, der sich bei einem anschließenden Öffnen der Austrittsbohrung in einer vergrößerten Leimabgabe durch die Austrittsdüse mit nachfolgenden Abfall entsprechend der Normalisierung der Druckeinstellung äußern würde. Die geschilderte Konstruktion ermöglicht also eine präzisere Einstellung der Leinimenge pro Zentimeter über die Leimspurlänge.

Aus Gründen der Platzverhältnisse an den Auftragsmaschinen ist es häufig nicht möglich, den Leimbehälter in unmittelbarer Nähe der Auftragsstellen anzuordnen. Vielmehr ist es notwendig, den Leimbehälter irgendwo in der Nähe der Maschine unterzubringen, wo der erforderliche Raum zur Verfugung steht, und den sich ergebenden Abstand von einigen Metern durch entsprechende Verlängerungen der Zuleitung und der Rückleitung zu überbrücken. Diese sind ais beheizte Schlauchleitungen ausgebildet, so daß die Frage der Temperaturverluste nicht so gravierend ist. Dünnflüssige Leime lassen sich durchaus such mit Schlauchlär.gen von 5 m bis 6 m verarbeiten.

Problematisch werden derartige Leitungslängen jedoch bei höherviskosen Leimen durch den dabei bei der Strömung längs der Leitung auftretenden stärkeren Druckabfall. Zwar könnten bei stationären Verhältnissen die erforderlichen Drücke am Düsenkopf noch erzielt werden, indem der Arbeitsdruck der am Leimbehälter sitzenden Pumpe entsprechend erhöht werden. Sehr hohe Pumpendrücke sind jedoch grundsätzlich unerwünscht, weil natürlich auch die gesamte bewegliche Leitungsanordnung entsprechend druckfest ausgelegt werden muß. Auch eine wesentliche Vergrößerung der Schlauchquerschnitte kommt aus einer Reihe von Gründen nicht in Betracht.

Es ist daher bereits versucht worden, mit niedrigeren Drücken in der Pumpe am Leimbehälter auszukommen, indem in den Düsenkopf eine zweite Pumpe gesetzt wird. Allerdings handelte es sich dabei nicht um eine Einrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art. Die zweite Pumpe erhöht den Druck im letzten Teil der Förderstrecke auf das erforderliche Maß und gestattet es, den Ausgangsdruck der ersten Pumpe entsprechend abzusenken.

Zusätzliche Schwierigkeiten treten jedoch auf, wenn es rieh um eine nicht stationäre Arbeitsweise handelt, d. h. wenn die Laufgeschwindigkeit der zur beleimenden Bahn erhöht bzw. abgesenkt wird. Solche Fälle kommen in der Praxis durchaus häufig vor, weil die Maschinen, an denen die Auftragseinrichtung eingesetzt ist, im Anschluß an die Auftragsstation weitere Stationen aufweisen, in denen zum Teil recht verwickelte Vorgänge wie Falzen, Doppelungen, Aufstellen, Schneiden, stattfinden. Dabei kann es immer wieder zu Störungen kommen, die ein kürzzeitiges Stillsetzen der Maschine zur Behebung der Störung erzwingen. Ältere Maschinen benötigen zum Wiederanfahren auf volle Arbeitsgeschwindigkeiten einen recht langen Zeitraum von größenordnungsmäßig 30 Sekunden, dem die Auftragseinrichtung noch folgen kann. Es sind aber auch neuere Maschinen auf dem Markt, bei denen das Hochfahren in einer wesentlich kürzeren Zeit von nur wenigen Sekunden erfolgt. In diesem kurzen Zeitraum muß auch der Druck am Düsenkopf von einem sehr geringen Wert, der dem Stillstand entspricht, auf den der vollen Arbeitsgeschwindigkeit entsprechenden Wert von größenordnungsmäßig 30 Bar steigerbar sein, wenn über den ganzen Geschwindigkeitsbereich eine

gleichbleibende Belegung der Leimspur mit Leim vorhanden sein soll. Es muß ja bei der höheren Arbeitsgeschwindigkeit die für eine bestimmte Leimspurlänge benötigte Leimmenge in einer viel kürzeren Zeit durch die Austrittsdüse hindurchgepreßt werden, was die entsprechende Druckerhöhung erfordert- Mit Ausführungsformen nach dem Oberbegriff läßt sich eine solche rasche Druckerhöhung am Düsenkopf nicht erzielen, weil es wegen der hohen Viskosität des Leims viel zu lange dauert, bis eine Druckerhöhung an der am Leimbehälter sitzenden Pumpe am Düsenkopf angekommen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der dem Oberbegriff entsprechenden Art so auszugestalten, daß sie auch beim Arbeiten mit höherviskosen Leimen eine rasche Drucksteigerung im Düsenkopf ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Die in anderem Zusammenhang bekannte zweite Pumpe vermeidet es, daß zur Erzielung einer ausreichenden Drucksteigerungsgeschwindigkeit im Düsenkopf mfc. unmäßigen Druckerhöhungen in der Pumpe am Leimbehälter gearbeitet werden muß.

Die Ventilanordnung mit der Rückleitung gewährleistet es, daß die Bewegung der Leimspur mit Leim auf ihrer ganzen Länge gleichmäßig ist und am Anfang keine Verdickung auftritt. Für die Erfindung wesentlich ist jedoch, wie diese Ventilanordnung relativ zur zweiten Pumpe angeordnet wird. Die erfindungsgemä-Be Anordnung gewährleistet, daß die zweite Pumpe ständig, also auch wenn die Austrittsdüse keinen Leim abgibt, unter dem Vordruck der am Leimbehälter angeordneten ersten Leimpumpe steht. Auf diese Weise kann die zweite, dem Düsenkopf zugeordnete Pumpe eine durchaus rasche Drucksteigerung entsprechend ihrer Drehzahlzunahme bewerkstelligen.

Die Bedeutung dieser nur scheinbar geringfügigen Maßnahme wird im Vergleich zu dem anderen Fall sinnfällig, in welchem die Ventilanordnung vor der zweiten Pumpe angeschlossen ist. Dabei ist die zweite Pumpe vorübergehend immer wieder drucklos und muß den erforderlichen Arbeitsdruck aus einem sehr niedrigen oder überhaupt keinem Vordruck aufbauen, was einer schnellen Arbeitsweise und insbesondere einer Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit hinderlich ist.

Eine Drucksteigerung in der Zuführleitung einer Leimauftragsdüse ist für sich genommen aus der DE-OS 22 58 017 bekannt. Es handelt sich aber um eine Leimaustrittsdüse ohne Ventil, und es dient die Drucksteigening dazu, während der Auftragsphasen Leim an der Auftragsdüse austreten zu lassen. Die Drucksteigerung wird durch einen an die Zuführleitung angeschlossenen intermittierend arbeitenden Kolben erzeugt. Die Aufrechterhaltung eines ständig anstehenden Vordrucks an der Auftragsdüse ist mangels eines Ventils nicht möglich und kommt bei der angegebenen Funktion der bekannten Hinrichtung nicht in Betracht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

F i g. I zeigt schematisch einen Gesamtplan der Einricntung.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Düsenkopf.

Die als Ganzes nut 100 bezeichnete Auftragseinrichtung nach F ι g. I iimlaCt einen l.emibehälter !.der mit Heizregistern 2 und geeigneten Warmclcitkörpern versehen ist und den in dem Leimbehälter 1 befindlichen Leim auf einer erhöhten, großenordnungsmäßig zwischen 100⁰C und 200⁰C liegenden Temperatur zu halten vermag. Die Temperatur wird an einem digitalen Temperaturanzeiger 3 abge* esen.

Der Leimbehälter 1 versorgt zwei Arbeitsstellen d. h. der Leim wird aus ihm zwei Düsenköpfen 10 zugeführt, deren Pumpen- und Leitungsanordnungen untereinander identisch sind Natürlich können im Bedarfsfall auch mehr als zwei Düsenköpfe angeschlossen werden.

ίο Der hei3e Leim gelangt aus dem Leimbehälter 1 zunächst in eine Zahnradpumpe 4 und wird von dieser unter einem gesteuerten Druck durch einen Filter 5 und in eine Leitung 6 gefördert, von der er in eine zweite Pumpe 7 übertritt die unmittelbar an oder in dem Düsenkopf 10 angeordnet oder jedenfalls nur über eine kurze Zuleitung 6' mit diesem verbunden ist. Die Pumpe

7 erhält von der Pumpe 4 einen Vordruck, der schon geregelt ist und beispielsweise von dem Füllstand in dem Leimbehälter 1 nicht mehr abhängt. Wegen dieser definierten Eingangsverhältnisse kann die Pumpe 7 als Dosierpumpe arbeiten und eine zeitlich sehr genau bestimmte Leimmenge an dem Düsenkopf i0 abgeben.

In dem Düsenkopf 10 wird der Leim entweder über

die Austrittsdüse 8 auf die gemäß F i g. 1 senkrecht ?ur Zeichenebene sich bewegende Bahn B abgegeben oder aber, wen:· die Leimspur auf der Bahn B beendet sein soll, über die Rückleitung 9 in den Leimbehälter 1 zurückgeleitet. Die Umsteuerung von der Austrittsdüse

8 auf die Rückleitung 9 erfolgt nach Maßgabe des «ι gewünschten Leimmusters in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit der Bahn.

In dem Ausführungsbeispiel sind auf beiden Seiten der Bahn B gleiche Leimmuster erwünscht und werden daher die den beiden Seiten zugeordneten Pumpe 4, 4

r> bzw. 7,7 gemeinsam angetrieben.

Zur Vermeidung schädlicher Überdrücke bei Betriebsstörungen ist zwischen den Pumpen 4 und 7 ein Überdruckventil 11 vorgesehen. An der tiefsten Stelle des Leimbehälters 1 bzw. des Filters 5 ist außerdem ein

•»o Anschlußventil 12 zur Abpumpen des Leims bei der Entleerung der Anlage angeordnet.

Die Leitungen sind in F i g. 1 nur schematisch als Linien dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich bei den Leitungen 6, 6' und 9 um beheizte Schlauchleitun-

->5 gen, die eine Abkühlung des Leims beim Transport verhindern.

In Fig.2 ist einer der Düsenköpfe 10 im einzelnen Dargestellt. Er umfaßt ein Gehäuse 13, in welches die Leitung 6' an einem Anschluß 14 mündet. Der Leim

"'" durchsetzt dann einen Filter 15 und passiert anschließend einen Wärmetauscher 16, der durch geeignete Heizregister beheizt ist und aus einem zylindrischen Körper aus gut wärmeleitendem Metall besteht, der eine Vic'zühl von Längsbohrungen 17 aufweist, durch

"'■> den der Leim hindurchtritt und in dem er wirkungsvoll und gleichmäßig und lokale Überhitzungen auf die gewünschte Austrittstemperatur aufgeheizt wird. Die Temperatur wird durch einen Temperaturfühler 18 ermittelt, dessen elektrisches Signal über eine Leitung

w 19 einem digitalen Temperaturanzeigegerät 20 (F i g. 1) zugeleitet wird.

In Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wärmetauscher 16 verzweigt sich die Leimfü'nrung in zwei Kanäle 21, 22, die zu zwei außen an das Gehäuse 13

" angesetzten untereinander gleichen Leimventilen 30 führen.

jedes Leimventil 30 umfaßt einen zylindrischen Ventilsehicber 31. der mit seiner konischen Spitze mit

32 OO 470

einem die Alistrittsöffnung 32 umgebenden ringförmigen Dichtsit/. 33 zusammenwirkt, der der Austrittsstellc

34 der Austriltsdüsc 8 nahegelegen ist. Der Venlilschieber 31 wird durch die Feder 35 gegen den Dichtsit/. 33 gedrückt. Auf der Seite der Keder 35 besitzt der Ventilschieber 31 einen im Durchmesser vergrößerten Kolben 36, der in einem in dem Gehäuse des Leimventils 30 ausgebildeten Zylinderraum 37 verschiebbar ist, in welchen über einen Anschluß 38 Druckluft einleitbar ist. mittels deren der Kolben 36 gegen die Kraft der Feder

35 angehoben und der Ventilschieber 31 von dem Dichtsitz 33 abgehoben werden kann, so daß Leim aus der Austrittsdüse 8 austritt. Der Leim steht in den Kanälen des Düsenkopfes 10 unter dem von der Pumpe 7 erzeugten Druck in der Größenordnung von 10 bis 50 bar, so daß es nur eines Hubes des Ventilschiebers 31 von wenigen zehntel Millimetern bedarf, um die gewünschte Leimmenge austreten zu lassen.

Druck herrscht, ist der Durchfluß an dem Dichtsitz 33 geöffnet und strömt Leim über den Kanal 21 aus. In dieser Phase ist der Anschluß 39 des obet en Leimventils 30 drucklos. Wenn aber der Anschluß 39 Druck führt, ist

> der Anschluß 38 drucklos und das Leimventii 30 geschlossen. Der Leim strömt dann über den Kanal 22 in die Rückleitung 9 ab. Der Strömungswiderstand in dem cberen Leimventil 30 ist der gleiche, wie er vorher in dem unteren Leimventil 30 vorgelegen hat, so daß sich

" durch das Umschalten keine Druckänderung oder Druckstöße ergeben und der Leim dem Düsenkopf 10 und das Leitungssystem 6,6';9 stetig durchsetzt.

Wesentlich ist, daß die Umsteuerung des Leims in die Rückleitung 9. in Strömungsrichtung gesehen, hinter der

> Zahnradpumpe 7 und nicht etwa davor erfolgt. Im letzteren Fall wäre nämlich die Zahnradpumpe 7 bei umgesteuertem Leim ohne Vordruck, was beim Zurücksteuern des Leims in die Austrittsdüse 8 einen

L/UJ IM I I5. 4 WK.

ventil 38 :

von dem unteren Leimventil 30 nur dadurch, daß statt der Austrittsdüse 8 ein einen entsprechenden Strömungswiderstand aufweisendes Zwischenstück 40 sowie eine entsprechend abgewandelte, als Anschlußstück für die Rückleitung 9 ausgebildete Gewindekappe 41 vorgesehen sind.

Wenn an dem Anschluß 38 des unteren Leimventils 30 gezeigten Anordnung jedoch verbleibt die Zahnradpumpe 7 jedoch dauernd unter dem Vordruck der Zahnradpumpe 4 und kann somit die Arbeitsgeschwindigkeit sehr rasch und ohne zwischenzeitliches »Wegsacken« oder »Nachhinken« des Leimdrucks gesteigert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zum längenabschnittweisen Auftragen von Leim auf eine Bahn, mit einem Leimbehälter und mindestens einem mit dem Leimbehälter über eine Zuleitung verbundenen, der Bahn dicht benachbart angeordneten Düsenkopf, mit mindestens einer am Leimbehälter angeordneten Leimpumpe, mittels deren der Leim in der Zuleitung unter Druck setzbar und zu dem Düsenkopf förderbar ist, mit einer von dem Düsenkopf zu dem Leimbehälter zurückführenden Rückleitung und mit einer in dem Düsenkopf vorgesehenen Ventilanordnung, mittels deren wahlweise eine Verbindung von der Zuleitung zur Austrittsdüse oder eine Verbindung von der is Zuleitung zur Rückleitung herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung an eine zweite nahe am oder im Düsenkopf (10) angeordnete Leimpumpe (7) angeschlossen und die Ventilanordnung £$0, 30) in Strömungsrichtung gesehen, hinter der zweiten Leimpumpe (7) angeordnet ist.