DE102009015231A1

DE102009015231A1 - (Leim-)Ventil

Info

Publication number: DE102009015231A1
Application number: DE102009015231A
Authority: DE
Inventors: Heiko Neudeck; Sylvia Rose; Jan Schnakenberg; Marc-Daniel Stegen
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2010-10-07
Also published as: JP2012522942A; CN102369380A; WO2010112134A8; CN102369380B; WO2010112134A1; US8833732B2; EP2414714B1; ES2552918T3; US20120313019A1; JP5627665B2; EP2414714A1

Abstract

Bei einem Ventil für die Verarbeitung von Leim oder andere Medien werden Magnete, insbesondere Dauermagnete eingesetzt für die Betätigung eines Verschlussorgans (16). Zwei einander gegenüberliegende Einzelmagnete (22, 23) sind mindestens in einem Bereich, der Kontakt mit dem Medium bzw. Leim hat, mit einer Schutzschicht bzw. Abdeckung (34) versehen, die vorzugsweise als Kappe ausgebildet ist und aus Titan, anderem Metall oder Kunststoff besteht, um die Magnete (22, 23) gegen Einflüsse des Mediums zu schützen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosierventil für strömende Medien, insbesondere eine Leimdüse bzw. ein Leimventil, mit einem Regel- oder Verschlussorgan, welches durch mindestens einen Magneten, insbesondere einem Dauermagneten, verstellbar ist.
Ein derartiges Ventil ist in einer bevorzugten Ausführung dargestellt und beschrieben in WO 2008/155117 . Bei diesem bekannten Ventil wird Leim verarbeitet, nämlich in der Verpackungstechnik zur Übertragung von (kleinen) Leimportionen auf Faltlappen von (Zigaretten-)Packungen. Bei diesem bekannten Ventil wird ein Verschlussorgan, nämlich ein Ventilstößel mit einem kugelförmigen Verschlussorgan am Ende des Ventilstößels, durch Dauermagneten beaufschlagt, nämlich in Schließstellung unter Anlage des Verschlusskopfes an einem Ventilsitz bewegt. In einem Ventilgehäuse sind bei diesem Stand der Technik ein Magnet feststehend und gegenüberliegend ein Magnet vorgesehen, der mit dem Ventilstößel verbunden ist. Diese Betätigungsmagnete sind mit gleichen Polen einander zugekehrt, insbesondere mit den Nordpolen. Dadurch wird ein abstoßendes Magnetfeld erzeugt bzw. auf den Ventilstößel übertragen. Ein taktweise zu betätigender Elektromagnet bewegt den Ventilstößel gegen die Wirkung der Dauermagneten in die Öffnungsstellung des Verschlussorgans.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit und die Lebensdauer von Dosierventilen, insbesondere von Leimventilen oder Leimdüsen, zu erhöhen bzw. zu verlängern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Ventil bzw. die erfindungsgemäße Düse dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet bzw. die Magnete bzw. Dauermagnete mindestens teilweise mit einer gegen Einwirkungen des Mediums resistente, die Magnetkraft nicht beeinträchtigende Beschichtung und/oder Abdeckung versehen ist bzw. sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verarbeitung von aggressiven Medien, insbesondere von (Kalt-)Leim in der Verpackungstechnik, zu einer unerwünschten Veränderung der Magnete führt, wenn diese aufgrund Aufbau und Arbeitsweise des Ventils mit dem Medium in Kontakt kommen. Mindestens diese Kontaktbereiche der Magnete sind erfindungsgemäß geschützt durch eine Abdeckung bzw. Beschichtung mit den vorstehenden Eigenschaften.
Die schützende Abdeckung ist im einfachsten Falle im Bereich einer End- bzw. Stirnfläche des bzw. der Magnete(n) angeordnet. Vorteilhaft ist eine Ausbildung der Abdeckung als auf den Magneten aufgesetzte Kappe oder als kappenförmige Beschichtung, jeweils mit einer Erstreckung auch im Bereich von Seitenflächen des Magneten.
Verschiedene Materialien sind als Schutzabdeckung geeignet, so Kunststoffe, wie Polyester, aber auch Metalle. Besonders geeignet ist Titan mit überraschenden Ergebnissen. Dieses Material ist resistent gegenüber Leim und anderen fließfähigen Medien, hat schwachmagnetische Eigenschaften und verstärkt die Kraftlinien des Magnetfeldes und damit die Rückstellkraft des Magneten.
Die Beschichtung oder Abdeckung ist mittels Kleber (Ein- und Mehrkomponentenkleber) am Magneten befestigt. Darüber hinaus kann die aus Magnet und Beschichtung bzw. Abdeckung/Kappe bestehende Einheit mittels Verankerungsmasse in einer Ausnehmung eines Trägers für den Magneten fixiert sein.
Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
1 ein Ventil, insbesondere Leimventil, im Vertikalschnitt,
2 einen Ausschnitt II des Ventils gemäß 1 in vergrößertem Maßstab,
3 eine Darstellung entsprechend 2 eines anderen Ausführungsbeispiels,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung analog 2, 3.
1 zeigt ein Beispiel eines bevorzugten Anwendungsbereichs der Erfindung, nämlich eine Leimdüse bzw. ein Leimventil. Mit diesem werden Portionen des strömenden Mediums Leim erzeugt und an Träger abgegeben. Insbesondere dient das Leimventil zur Übertragung von Leimportionen auf Faltlappen von Verpackungen, vorzugsweise bei der Herstellung von Zigarettenpackungen.
Das Ventil besteht aus einem Ventilgehäuse 10 mit einer Ventilkammer 11, der das zu verarbeitende Medium, also insbesondere Leim, zugeführt wird, vorliegend über einen (horizontalen) Leimkanal 12, der in der Ventilkammer 11 mündet.
Das Medium bzw. der Leim tritt aus dem Ventil über eine Ventilöffnung 13 im Bereich eines Ventilsitzes 14 aus. Der Ventilsitz 14 ist mit einer nach unten konvergierenden, konischen Sitzfläche 15 ausgebildet, die zu der mittigen Ventilöffnung 13 führt. Dieser ist ein Verschlussorgan 16 zugeordnet, welches innerhalb des Ventilgehäuses 10 in Längsrichtung bzw. Vertikalrichtung zwischen Schließstellung (1) und Öffnungsstellung bewegbar ist. Das Verschlussorgan besteht aus einem Kolbenstück 17, einem Zwischenstück 18 und einem an diesem angebrachten Schließstück 19. Letzteres ist in der äußeren Form auf den Ventilsitz 14 bzw. die Sitzfläche 15 abgestimmt und vorliegend als Kugel ausgebildet. Die Querabmessung bzw. der Durchmesser des Betätigungsorgans 16, nämlich des Kolbenstücks 17, ist deutlich geringer als die entsprechende Abmessung der Ventilkammer 11. Das Medium in der Ventilkammer 11 umgibt demnach das Kolbenstück 17 und gelangt bis an den Abschluss der Ventilkammer 11.
Zur Betätigung des Verschlussorgans 18, nämlich zur Bewegung in Schließstellung und Öffnungsstellung, sind voneinander unabhängige Betätigungsorgane vorgesehen. Ein erstes Betätigungsorgan dient zur Verstellung des Verschlussorgans 16 in Öffnungsstellung, gemäß 1 in aufwärtsgerichteter Bewegung. Es handelt sich dabei um einen Elektromagneten 20, dessen Wicklung in einem im Querschnitt U-förmigen Haltestück 21 liegt. Der Elektromagnet 20 ist mittig zum Ventilgehäuse 10 angeordnet und umgibt mit einem (unteren) Teilbereich das stößelartige Verschlussorgan 16. Durch impulsartige Beaufschlagung des Elektromagneten 20 wird das Verschlussorgan 16 und damit das Schließstück 19 in eine Öffnungsstellung bewegt.
Die Schließbewegung des Verschlussorgans 16 wird ebenfalls magnetisch bewirkt, und zwar durch zwei aufeinander abgestimmte Einzelmagnete 22, 23. Diese sind vorzugsweise als Dauermagnete ausgebildet. Ein erster Einzelmagnet 22 ist feststehend im Ventilgehäuse 10 positioniert, nämlich in einem die Ventilkammer 11 gegenüberliegend zum Ventilsitz 14 begrenzenden Tragstück 24. Dieses ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und in einem teilweise vom Elektromagneten 20 umschlossenen Bereich feststehend, jedoch für die Veränderung der Begrenzung der Ventilkammer 11 verstellbar gelagert. Zu diesem Zweck ist das Tragstück 24 mit einer von außen bedienbaren Stellschraube 25 verbunden, mit deren Hilfe die Relativstellung des Tragstücks 24 als oberer Anschlag für das Verschlussorgan 16 einstellbar ist. Dieses erhält in der Öffnungsstellung, in 1 in der oberen Endstellung, Anlage an einer freien Endfläche 26 des Tragstücks 24.
Ein erster (oberer) Einzelmagnet 22 ist in einer Ausnehmung 27 mittig zum Tragstück 24 in bzw. an diesem angebracht. Die Befestigung des Einzelmagneten 22 kann mittels mechanischer Verbindungsorgane, vorzugsweise aber durch ein Haftmedium, insbesondere Kleber 28 erfolgen. Die Ausnehmung 27 ist geringfügig größer bemessen als der Einzelmagnet 22, sodass der Kleber 28 den Einzelmagneten 22 vollständig, mindestens aber im Bereich von Seitenflächen 29 umfasst und mit einer ringsherum laufenden Innenwand der Ausnehmung 27 verbindet.
Der zweite Einzelmagnet 23 ist gegenüberliegend an dem Verschlussorgan 16 angebracht, insbesondere im Bereich einer End- bzw. Stützfläche 30 des Kolbenstücks 17. Auch dieses weist eine Ausnehmung 31 auf, in der der Einzelmagnet 23 verankert ist, vorzugsweise durch Kleber 32. Die im Querschnitt vorzugsweise zylindrischen Einzelmagnete 22, 23 sind mit gleichen Polen, hier mit den Nordpolen, einander zugekehrt.
Die Magnete, hier die Einzelmagnete 22, 23, sind gegenüber mechanischen und/oder chemischen Beeinträchtigungen geschützt. Insbesondere sind die Einzelmagnete 22, 23 gegen aggressive Medien, wie Leim in der Verpackungstechnik, geschützt. Dieser Schutz wird durch eine Abdeckung und/oder Beschichtung mindestens im Bereich von einander zugekehrten Magnetflächen 33 bewirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Magnetfläche 33 und ein angrenzender Bereich der Seitenfläche 29 des Einzelmagneten 22, 23 mit einer kappenförmigen Abdeckung 34 versehen. Besonders vorteilhaft ist eine Abdeckung 34 aus Metall, insbesondere Titan. Dieser Werkstoff kann bei einer sehr dünnen Wandstärke (z. B. etwa 0,05 mm) verarbeitet werden. Überraschenderweise hat dieser Werkstoff schwachmagnetische Eigenschaften und verstärkt die Kraftlinien der Einzelmagnete 22, 23. Die Abdeckung 34 bzw. Titankappe ist vorzugsweise mittels Kleber an dem Einzelmagneten 22 oder 23 befestigt, vorliegend durch den Kleber 28, 32 zum Fixieren des Magneten 22, 23. Die Anordnung ist so getroffen, dass im Bereich des Tragstücks 24 die Abdeckung 34 bündig liegt mit der Endfläche 26 des Tragstücks 24.
Auch gegenüberliegend im Bereich des Einzelmagneten 23 ist die Abdeckung 34 bündig mit der Stützfläche 30. In diesem Bereich sind jedoch einzelne, ringsherum angeordnete Stege 35 vorgesehen, die über die Stützfläche 30 bzw. über den Einzelmagneten 23 und über die Abdeckung 34 hinwegragen und in der oberen Endstellung des Betätigungsorgans 16 Anlage erhalten an der Endfläche 26, um einen unmittelbaren Kontakt der Einzelmagnete 22, 23 bzw. der Abdeckungen 34 in der oberen Endstellung zu vermeiden. Zur Anpassung an die Kontur der Abdeckung 34 mit einer Rundkante 36 sind die Einzelmagnete 22, 23 im Bereich der Magnetfläche 33 mit einer Abschrägung bzw. Phase 37 versehen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von dem voranstehend beschriebenen durch die Schutzmaßnahme für den bzw. die Einzelmagnete 22, 23. Diese sind im Bereich der Magnetflächen 33 mit einer Deckplatte 38 versehen, die sich über den vollen Querschnitt der Ausnehmung 27, 31 erstreckt. Die Deckplatte 38 ist vorzgusweise durch den Kleber 28, 32 fixiert bzw. mit der Magnetfläche 33 verbunden. Die Deckplatte 38 besteht vorzugsweise aus Titan, geeignet sind aber auch andere Metalle oder Kunststoff. Die Deckplatten 38 sind jeweils zurückgesetzt gegenüber den Endflächen 26 bzw. den Stegen 35, sodass ein wechselseitiger Kontakt vermieden wird. Die Deckplatten 38 sind passend in die Ausnehmung bzw. Vertiefung 27 bzw. 31 eingesetzt, sodass der Bereich der Magnete abgedichtet ist.
Statt gesonderter Abdeckmittel für die Magnete 22, 23 können diese mit einer bei der Fertigung der Magnete oder nach dem Einsetzen in die erforderliche Stellung innerhalb des Ventils mit einer Schutzschicht 39 versehen werden. Auch diese hat die Eigenschaft, die Magnete 22, 23 zu schützen, deren Wirkung aber nicht zu beeinträchtigen. Die Schutzschicht 39 besteht vorzugsweise aus einer Substanz, die beim Anbringen formbar ist und danach dauerhaft aushärtet. Beispielsweise kann die Schutzschicht 39 aus Kunststoff (Polyester) bestehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 erstreckt sich die Schutzschicht 39 über den gesamten Mündungsbereich der Ausnehmung 27 bzw. 31. Die Schutzschicht 39 schließt demnach an die die Ausnehmung 27, 31 umgebende Fläche dichtend an. Alternativ kann sich die Schutzschicht 39 zusätzlich im Bereich der Seitenflächen 29 der Magnete erstrecken oder diese vollständig umgeben.
Bei der Montage der Einzelmagnete 22, 23 wird vorzugsweise so verfahren, dass die betreffenden Flächen der Magnete 22, 23 mit der verbindenden Beschichtung, also dem Kleber 28, 32 versehen und sodann in die betreffende Ausnehmung 27, 31 eingesetzt werden. Danach wird die Abdeckung 34, die Deckplatte 38 oder die Schutzschicht 39 angebracht. Bei Verwendung einer Abdeckung 34 oder Schutzschicht 39 kann diese auch vor Einsetzen des Magneten 22, 23 in die zugeordnete Ausnehmung 27, 31 an den Magneten angebracht werden.
In der Ausnehmung 27, 31, nämlich im Bereich einer Bodenfläche, ist eine Vertiefung 40 eingeformt, in die eine Überschlussmenge an Kleber 28, 32 beim Einsetzen des Magneten 22, 23 eintreten kann.

10: Ventilgehäuse
11: Ventilkammer
12: Leimkanal
13: Ventilöffnung
14: Ventilsitz
15: Sitzfläche
16: Verschlussorgan
17: Kolbenstück
18: Zwischenstück
19: Schließstück
20: Elektromagnet
21: Haltestück
22: Einzelmagnet
23: Einzelmagnet
24: Tragstück
25: Stellschraube
26: Endfläche
27: Ausnehmung
28: Kleber
29: Seitenfläche
30: Stützfläche
31: Ausnehmung
32: Kleber
33: Magnetfläche
34: Abdeckung
35: Steg
36: Rundkante
37: Phase
38: Deckplatte
39: Schutzschicht
40: Vertiefung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2008/155117 [0002]

Claims

Dosierventil für strömende Medien, insbesondere Leimdüse bzw. Leimventil, mit einem Regel- oder Verschlussorgan (16), welches durch mindestens einen Magneten (22, 23), insbesondere durch einen Dauermagneten, verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22, 23) bzw. Dauermagnet mindestens teilweise mit einer gegen Einwirkungen des Mediums resistente, die Magnetkraft nicht beeinträchtigende Beschichtung und/oder Abdeckung (34, 38, 39) versehen ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Querschnitt runde oder eckige Magnet (22, 23) mindestens im Bereich einer freien, dem Medium zugekehrten Endfläche bzw. Magnetfläche (33) mit einer Abdeckung (34) und/oder Trennwand bzw. Deckplatte (38) und/oder Beschichtung (39) versehen ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34) oder die Deckplatte (38) aus Metall besteht, insbesondere aus Titan.
Ventil nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34) als Kappe ausgebildet ist, die die freie Endfläche bzw. Magnetfläche (33) des Magneten (22, 23) und mindestens angrenzende Bereiche von Seitenflächen (29) abdeckt.
Ventil nach Anspruch 3 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34) oder Kappe aus Titan eine Schicht- bzw. Wanddicke von vorzugsweise etwa 0,05 mm aufweist.
Ventil nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34) oder Deckplatte (38) durch Verbindungsmittel, insbesondere mittels Kleber am Magneten (22, 23) befestigt ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzschicht (39) auf den Magneten (22, 23) aufgebracht ist, insbesondere aus einem ursprünglich fließfähigen oder formbaren und am Magneten (22, 23) aushärtenden und haftenden Material, insbesondere aus Kunststoff (Polyester) oder Metall.
Ventil nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22, 23) in einer Ausnehmung (27, 31) eines Magnetträgers (17, 24) angeordnet und die freie Seite der Ausnehmung (27, 31) mit einer Abdeckung oder Schutzschicht versehen ist, insbesondere mit einer passend in der Ausnehmung (27, 31) verankerten Deckplatte (38).
Ventil nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22, 23) in der Ausnehmung (27, 31) des Magnetträgers (17, 24) auf einem Boden abgestützt ist, der eine Vertiefung (40) zur Aufnahme überschüssiger Verklebungs- oder Einbettungsmasse aufweist.
Verfahren zum Anbringen von Magneten (22, 23) an einem Magnetträger (17, 24) durch Einführen in eine Ausnehmung (27, 31) des Magnetträgers (17, 24), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Magnet (22, 23) wird mit einer Abdeckung (34), einer Deckplatte (38) und/oder einer Schutzschicht (39) versehen, die jeweils resistent sind gegen strömende Medien, b) der Magnet (22, 23) wird sodann mindestens im Bereich von Seitenflächen (29) mit einer Haftmasse bzw. einem Kleber versehen, c) der mit dem Kleber und der Abdeckung (34) und/oder Deckplatte (38) und/oder Schutzschicht (39) versehende Magnet (22, 23) wird sodann in die Ausnehmung (27, 31) eingeführt.