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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heißleimwerk für eine Etikettiermaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Etikettiermaschine zum Etikettieren von Behältern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Stand der Technik
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Heißleimwerke in Verbindung mit Etikettiermaschinen im Bereich der getränkeverarbeitenden Industrie sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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So zeigt beispielsweise die
DE 20 2016 104 049 U1 ein Heißleimwerk, dem ein Abzug zum Absaugen von Leimdämpfen aus einer Leimwalze zugeordnet ist.
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Die bisherigen Systeme zum Absaugen von beim Erwärmen des Leimes entstehenden Dämpfen arbeiten hinsichtlich der Absaugung nicht vollständig zuverlässig, sodass in der Umgebung des Heißleimwerkes immer noch Gase austreten können, was zur Verschmutzung der Umgebung (- sluft) führen kann. Insbesondere bei Etikettiermaschinen, die noch offene Behälter etikettieren, kann das Austreten solcher Gase auch zu einer Kontamination des Innenraums der Behälter führen. Ferner ist die für die Absaugung erforderliche Leistung aufgrund des insgesamt angesaugten Gasvolumens verhältnismäßig groß, sodass auch ein erheblicher Energiebedarf besteht.
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Aufgabe
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Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe somit darin, ein Heißleimwerk und ein Heißleimverfahren anzugeben, das eine Absaugung der beim Erwärmen des Heißleims entstehenden Dämpfe zuverlässig und mit verringertem Energiebedarf ermöglicht.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird durch das Heißleimwerk gemäß Anspruch 1 und das Heißleimverfahren gemäß Anspruch 10 und die Etikettiermaschine nach Anspruch 14 sowie die Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
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Das erfindungsgemäße Heißleimwerk für eine Etikettiermaschine in der getränkeverarbeitenden Industrie, umfasst wenigstens eine Leimwalze und einen Leimbehälter, sowie ein Gehäuse, in dem die Leimwalze angeordnet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Heißleimwerk eine mit dem Gehäuse verbundene Absaugung umfasst, die Gase aus dem Inneren des Gehäuses absaugen kann, bevor die Gase das Heißleimwerk verlassen können, wobei in Strömungsrichtung der Gase stromab der Absaugung eine Zykloneinheit vorgesehen ist und die Zykloneinheit über einen Tropfenabscheider mit der Absaugung verbunden ist.
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Die Konstruktion des Gehäuses mit der Filtereinheit und der Absaugung ist dabei so zu verstehen, dass die Luft aus dem Inneren des Gehäuses zunächst, zumindest bei eingeschalteter Absaugung den Tropfenabscheider und dann die Zykloneinheit passieren muss, bevor sie überhaupt in die Umgebung außerhalb des Gehäuses entweichen kann.
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Die Zykloneinheit ist eine Einheit, in der durch eine erzeugte Luftverwirbelung (Zyklon) und die damit auf die Tropfen eingewirkte Zentrifugalkraft ein Abscheiden der Tropfen bewirkt werden kann, während die übrigen Gase die Zykloneinheit passieren.
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Dazu müssen die Tropfen eine Größe besitzen, die eine Mindestgröße abhängig von der verwendeten Zykloneinheit erreicht. Der Tropfenabscheider wird daher so gewählt, dass er Tropfen mit wenigstens dieser Größe, bevorzugt einer Tropfengröße, die wenigstens 20% größer als die für die Zykloneinheit notwendige Mindestgröße abscheiden kann.
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So wird sichergestellt, dass die Absaugung lediglich das Gasvolumen innerhalb des Gehäuses ansaugen muss und ferner eine möglichst vollständige Befreiung der Gase von Flüssigkeitsresten, insbesondere Leimresten erreicht wird, bevor die Gase aus dem Heißleimwerk in die Umgebung austreten können. Der Energiebedarf für die Absaugung kann somit maßgeblich reduziert werden, während die Zuverlässigkeit der Absaugung gesteigert wird.
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In einer Ausführungsform ist in Strömungsrichtung der Gase nach der Zykloneinheit eine Filtereinheit angeordnet, die einen Feinfilter und einen stromab des Feinfilters angeordneten Papierfilter mit Aktivkohle umfasst. Hiermit können auch nach dem Zyklon in dem Gasgemisch verbleibende Partikel herausgefiltert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Frischluftöffnung umfasst, die an einer ersten Seitenfläche des Gehäuses angeordnet ist und wobei die Absaugung eine Absaugöffnung umfasst, durch die Gase aus dem Inneren des Gehäuses abgesaugt werden können, wobei die Absaugöffnung an einer zweiten Seitenfläche des Gehäuses angeordnet ist. Der so entstehende Luftzug von der Frischluftöffnung zur Absaugöffnung erfasst möglichst sämtliche Gase innerhalb des Gehäuses, so dass ein effektives Absaugen erfolgen kann.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Seitenfläche und die erste Seitenfläche einander gegenüberliegen oder zumindest durch zwei weitere Seitenflächen voneinander getrennt sind. Der Effekt der vorherigen Ausführungsform kann so noch gesteigert werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Zykloneinheit einen Auffangbehälter für von der Zykloneinheit aufgefangenes Kondensat umfasst. Die abgeschiedenen Flüssigkeitsreste und vor allem Leimreste können so sicher aufgefangen und entsorgt werden.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Zykloneinheit und/oder der Auffangbehälter und/oder die Filtereinheit schnellwechselbar mit der Absaugung und/oder dem Heißleimwerk verbunden ist.
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Schnellwechselbare Verbindungen sind bevorzugt solche Verbindungen, die ohne die Verwendung von Werkzeug gelöst oder hergestellt werden können. Dazu zählen beispielsweise Verbindungen, die über Klickverbinder, Klemmen oder Ähnliche allein manuell bedienbare Elemente hergestellt werden.
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Diese Ausführungsform erlaubt einen schnellen Austausch verschmutzter Komponenten, sodass der Betrieb der Maschine nur kurzfristig unterbrochen werden muss.
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In einer Ausführungsform umfasst die Absaugung wenigstens einen stromauf oder stromab der Filtereinheit angeordneten Ventilator. Dieser Ventilator kann für den notwendigen Luftzug sorgen, um ein Absaugen der im Gehäuse entstehenden Gase zu gewährleisten.
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In einer Ausführungsform ist stromab der Zykloneinheit oder optional stromab der Filtereinheit eine Austrittsöffnung angeordnet, durch die die Gase, die die Zykloneinheit oder optional die Filtereinheit passiert haben, austreten können. Ist eine Filtereinheit vorgesehen, so ist die Austrittsöffnung stromab dieser Filtereinheit vorgesehen. Ist stromab der Zykloneinheit keine Filtereinheit vorgesehen, ist die Austrittsöffnung stromab der Zykloneinheit angeordnet.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Heißleimwerk einen Leimschaber zum Abschaben von Leim von der Leimwalze umfasst, wobei der Leimschaber innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Das erfindungsgemäße Heißleimverfahren zum Aufbringen von Heißleim auf Etiketten und/oder Behälter mittels eines Heißleimwerks, umfassend wenigstens eine Leimwalze und einen Leimbehälter, sowie ein Gehäuse, in dem die Leimwalze angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Heißleimwerk eine mit dem Gehäuse verbundene Absaugung umfasst, die Gase aus dem Inneren des Gehäuses absaugt, bevor die Gase das Heißleimwerk verlassen, wobei in Strömungsrichtung der Gase stromab der Absaugung eine Zykloneinheit vorgesehen ist und die Zykloneinheit über einen Tropfenabscheider mit der Absaugung verbunden ist und im Tropfenabscheider Flüssigkeitsbestandteile der Gase in Tropfen einer bestimmten Größe ausgefällt und in der Zykloneinheit abgeschieden werden.
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So wird auch bei geringem energetischen Aufwand zuverlässig gewährleistet, dass insbesondere flüssige Leimbestandteile in dem Gasgemisch abgeschieden werden, bevor sie das Heißleimwerk endgültig verlassen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Zykloneinheit einen Auffangbehälter umfasst, in den die abgeschiedenen Flüssigkeitsbestandteile eingeleitet werden. Eine Trennung und Entsorgung dieser Bestandteile ist somit möglich.
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Außerdem können die Gase nach Passieren der Zykloneinheit eine Filtereinheit, umfassend einen Feinfilter und einen stromab des Feinfilters angeordneten Papierfilter mit Aktivkohle, passieren. Hier können unerwünschte, noch verbliebene Partikel gefiltert werden.
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In einer Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass stromab der Zykloneinheit oder optional stromab der Filtereinheit eine Austrittsöffnung angeordnet ist, wobei die Gase, die die Zykloneinheit passiert haben oder die optional die Filtereinheit passiert haben, durch die Austrittsöffnung austreten. Auch hier gilt, dass die Austrittsöffnung nach der Filtereinheit angeordnet ist, wenn eine Filtereinheit vorgesehen ist und andernfalls die Austrittsöffnung nach der Zykloneinheit angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Etikettiermaschine zum Etikettieren von Behältern wie Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Etikettiermaschine zum Beleimen der Etiketten mit Heißleim ein Heißleimwerk nach einer der obigen Ausführungsformen umfasst.
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Es kann auch an ein Verfahren gedacht sein, bei dem Heißleim in einem Heißleimwerk für eine Etikettiermaschine erwärmt wird und dabei entstehende Gase aus einem Gehäuse, in dem eine Leimwalze und ein Leimbehälter angeordnet sind, durch eine Absaugung einer Filtereinheit abgesaugt und der Filtereinheit zugeführt werden, bevor die Gase das Heißleimwerk verlassen.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Luft aus dem Gehäuse von einer Absaugöffnung in einer zweiten Seitenfläche abgesaugt wird und Frischluft durch eine Frischluftöffnung in einer ersten Seitenfläche in das Gehäuse eintritt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Gase aus dem Gehäuse die Zykloneinheit entlang eines Strömungskanals durchlaufen, der beispielsweise schraubenförmig gewunden ist oder wobei ein Kühlsystem vorgesehen ist, das den Strömungskanal zumindest während des Durchlaufens von Gasen kühlt.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein Leimschaber den erhitzten Leim von der Leimwalze abschabt und den erhitzten Leim auf ein Etikett, das anschließend auf einen zu etikettierenden Behälter appliziert wird, und/oder den erhitzten Leim auf einen zu etikettierenden Behälter überträgt.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der zu etikettierende Behälter nicht verschlossen ist, wenn er etikettiert wird. Durch die Absaugung der beim Erwärmen des Leims entstehenden Gase kann eine Kontamination insbesondere des Innenraums des Behälters vermieden werden.
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In einer Ausführungsform werden die Gase aus dem Inneren des Gehäuses durch eine Absaugöffnung der Absaugung abgesaugt, die an einer zweiten Seitenfläche angeordnet ist, die von einer ersten Seitenfläche, in der eine Frischluftöffnung angeordnet ist, durch die Luft in das Gehäuse einströmt, verschieden ist. Dies gewährleistet eine möglichst vollständige Zirkulation der Gase innerhalb des Gehäuses, sodass sich nur kleine, bevorzugt keine Totbereiche bilden, aus denen die Gase nicht abgesaugt werden können.
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Weiterhin kann das Verfahren umfassen, dass Behälter aus einer Blasformmaschine einer Etikettiermaschine zugeführt werden und mit einem mit heißem Leim beaufschlagten Etikett versehen werden oder mit heißem Leim beaufschlagt werden, wobei der heiße Leim gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt wird, und anschließend einem Füller und/oder Verschleißer zugeführt werden.
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Es ist ferner eine Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern wie Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie vorgesehen, wobei die Behälterbehandlungsanlage in Transportrichtung der Behälter eine Blasformmaschine, eine Etikettiermaschine und einen Füller umfasst, wobei die Etikettiermaschine die Etikettiermaschine der vorangegangenen Ausführungsform ist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Außenansicht des Heißleimwerks gemäß einer Ausführungsform,
- 2 zeigt einen Schnitt durch das Heißleimwerk aus 1,
- 3 zeigt einen Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Schnittebene der 2 durch das Heißleimwerk gemäß 1,
- 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Heißleimwerks.
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Ausführliche Beschreibung
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1 zeigt in schematischer Ansicht ein Heißleimwerk 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Heißleimwerk ist mit einem Gehäuse 101 versehen. In diesem ist, wie bei Heißleimwerken typisch, eine Leimwalze angeordnet. Diese sind hier nicht dargestellt, werden jedoch in 2 näher erläutert. Der Leimwalze kann im Gehäuse ebenfalls ein Leimschaber zugeordnet sein, um den Leim von der Leimwalze abzutragen.
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Das Gehäuse ist, bis auf eine eventuelle Frischluftzufuhr, im Wesentlichen geschlossen. Mit dem Gehäuse ist erfindungsgemäß eine Absaugung 102 verbunden, mit der Luft über eine geeignete Absaugöffnung (hier nicht dargestellt) direkt aus dem Gehäuse abgesaugt werden kann. Die Absaugung 102 ist zu diesem Zweck direkt mit dem Inneren des Gehäuses verbunden, beispielsweise über die bereits erwähnte Absaugöffnung. Bevorzugt sind das Gehäuse und die Absaugung so ausgebildet, dass außer über die Absaugung 102 keinerlei Gase das Gehäuse verlassen können. Das Gehäuse zusammen mit der Absaugung kann somit als ein im Wesentlichen geschlossenes System betrachtet werden.
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Stromab der Absaugung ist zunächst ein Tropfenabscheider 106 angeordnet, der mit der Absaugung 102 derart verbunden ist, dass die von der Absaugung aus dem Gehäuse abgesaugten Gase in den Tropfenabscheider überführt werden können. Er ist in diesem Sinne in Strömungsrichtung der Gase stromab der Absaugung angeordnet.
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Dem Tropfenabscheider 106 können stromauf oder stromab ein oder mehrere Ventilatoren zugeordnet sein, über die eine ausreichende Luftströmung erzeugt wird, um die Gase aus der Absaugung durch den Tropfenabscheider zu befördern. Im Tropfenabscheider werden die in dem aus dem Gehäuse abgesaugten Gase üblicherweise gekühlt, sodass die Temperatur beispielsweise unter eine Kondensationstemperatur der in den Gasen enthaltenen Leimbestandteile sinkt. Dies führt zum Abscheiden von Tropfen.
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Stromab des Tropfenabscheiders ist dann eine Zykloneinheit 103 angeordnet. Diese erzeugt eine Luftverwirbelung in Form eines „Zyklons“, beispielsweise über einen oder mehrere Ventilatoren.
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Dadurch können die Tropfen, die noch in dem Gasgemisch nach Verlassen des Tropfenabscheiders enthalten sind, vom den übrigen Gasen getrennt werden, da auf sie eine Zentrifugalkraft einwirkt, die sie zu den äußeren Wänden der Zykloneinheit treibt. Um das Abscheiden noch zu begünstigen, kann die Außenwand der Zykloneinheit, auf die die abgeschiedenen Tropfen auftreffen, gekühlt sein, um ein erneutes Verdampfen zu verhindern. Die Zykloneinheit kann einen Auffangbehälter 104 umfassen oder ein solcher kann ihr zugeordnet sein. In diesen Auffangbehälter können dann die in der Zykloneinheit abgeschiedenen Tropfen geführt werden. Dazu können beispielsweise kleine Poren oder andere Öffnungen an geeigneten Stellen in der Zykloneinheit 103 vorgesehen sein, durch die Flüssigkeit in den Auffangbehälter 104 gelangen kann.
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Die Zykloneinheit kann üblicherweise nur Tropfen zuverlässig abscheiden, die eine bestimmte Mindestmasse/Mindestgröße überschreiten, da andernfalls die auf sie einwirkende Zentrifugalkraft zu gering sein kann, bzw. sie durch die übrige Luftverwirbelung in der Zykloneinheit am nach außen Diffundieren (in Richtung der Wand der Zykloneinheit) gehindert werden. Um sicherzustellen, dass die Zykloneinheit möglichst effizient arbeiten kann und möglichst vollständig unerwünschte Bestandteile aus den Gasen durch Abscheiden entnehmen kann, ist vorgesehen, dass der Tropfenabscheider so ausgebildet ist, dass der Tropfen zumindest entsprechend der Mindestmasse/Mindestgröße aus den Gasen abscheidet. Dies kann beispielsweise durch geeignete Wahl der Temperatur in dem Tropfenabscheider und/oder durch die Kondensationsfläche oder Ähnliches bewirkt werden.
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Die Saugkraft der Absaugung sowie die Leistungsfähigkeit der Zykloneinheit und das Fassungsvermögen des Auffangbehälters 104 können in Abhängigkeit der übrigen Systemparameter, insbesondere in Abhängigkeit von der Gesamtmenge an erwärmtem Leim (beispielsweise eine gewisse Leimmenge pro Stunde) gewählt werden. So kann die Absaugung ausgebildet sein, eine Luftströmung mit einem Durchsatz von 10 Litern/Minute oder 5 Litern/Minute, aber auch mehr oder weniger zu ermöglichen. Die Zykloneinheit muss dann einen entsprechenden Durchsatz ermöglichen und der Auffangbehälter kann beispielsweise ein Volumen von bis zu 500 ml aufweisen. Je größer das Volumen des Auffangbehälters ist, desto seltener muss dieser geleert werden. Auch die Zykloneinheit muss bei geeigneter Dimensionierung nur selten gereinigt werden.
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Da diese Wechselarbeiten jedoch bei längerem Betrieb unvermeidlich sind, kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Zykloneinheit und/oder der Auffangbehälter schnell wechselbar mit der Absaugung oder dem Heißleimwerk oder dem Tropfenabscheider verbunden sind, so dass sie mit nur geringem zeitlichen und geringem mechanischen Aufwand entfernt und durch neue Zykloneinheiten bzw. Auffangbehälter ersetzt werden können. Auch der Tropfenabscheider kann entsprechend schnellwechselbar ausgebildet sein.
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Bevorzugt kann der Zustand der Zykloneinheit überwacht werden. So können geeignete Sensoren, wie beispielsweise Drucksensoren mit der Zykloneinheit verbunden sein, die den Differenzdruck vor und nach der Zykloneinheit messen. Die Messergebnisse können beispielsweise auf einer Steuereinheit (insbesondere Display der Steuereinheit) angezeigt oder anderweitig mittels eines Computers oder ähnlicher Einrichtung zur Datenverarbeitung verarbeitet werden. Auch andere Verfahren zum Messen bestimmter Charakteristika, wie induktive, optische oder kapazitive Verfahren sind hier möglich. Die gewonnenen Messwerte werden genutzt, um festzustellen, ob die Zykloneinheit und insbesondere die Wände, an denen sich Flüssigkeitstropfen abscheiden bereits durch Kondensat des Leims zugesetzt bzw. verstopft ist. Wird dies festgestellt, kann der Bediener zum Wechsel oder zum Reinigen der Zykloneinheit aufgefordert werden.
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Hier ist auch denkbar, dass ein zukünftiger Zustand der Zykloneinheit anhand der Messwerte und/oder eines geeigneten Durchfluss- und Kondensationsmodells für die Zykloneinheit für einen zukünftigen Zeitpunkt vorhergesagt wird und beispielsweise eine automatische Bestellung einer neuen Zykloneinheit durch die Etikettiermaschine bzw. eine ihr zugeordnete Steuereinheit, wie einen Computer über das Internet oder eine andere Datenverbindung erfolgt. Auch können Wartungsintervalle basierend auf dem vorhergesagten, zukünftigen Zustand ermittelt und einem Bediener mitgeteilt werden.
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Es kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass zumindest der Auffangbehälter über eine Ablassöffnung verfügt, über die in bestimmten Zeitintervallen Kondensat abgelassen werden kann. So kann beispielsweise bei Erreichen eines Füllstands von 80 % der Bediener über eine Steuereinheit (beispielsweise ein Computer) darauf hingewiesen werden, dass der Auffangbehälter geleert oder gewechselt werden muss. Hierzu kann beispielsweise ein Füllstandssenor im Auffangbehälter vorgesehen sein. Dieser kann mechanisch möglichst einfach in Form eines Schwimmers ausgebildet sein.
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In 1 ist ferner eine Austrittsöffnung 105 dargestellt, durch die die Gase zumindest nach Passieren der Zykloneinheit das Heißleimwerk verlassen können. Während in dieser Figur nicht dargestellt, kann jedoch stromab der Zykloneinheit und stromauf der Austrittsöffnung noch eine Filtereinheit angeordnet sein. Diese Filtereinheit kann in Strömungsrichtung der in sie eingeleiteten Gase ausgehend von der Zykloneinheit einen oder mehrere Filter, insbesondere einen Feinfilter und einen stromab des Feinfilters angeordneten Papierfilter mit Aktivkohle umfassen.
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Während durch die Zykloneinheit die flüssigen Reste des Leims aus dem Gasen abgesaugt werden können, die von der Absaugung aus dem Gehäuse abgesaugt werden, erlaubt diese Filtereinheit auch kleine Partikel zu filtern.
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2 zeigt einen Schnitt durch das Heißleimwerk gemäß der 1. Wie hier dargestellt, umfasst das Heißleimwerk im Inneren des Gehäuses 101 eine Leimwalze 222 aus der Leim austreten und über den Leimschaber 221 abgeschieden werden kann. Zu diesem Zweck kann die Leimwalze in Drehung versetzt werden.
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Ferner ist in dieser Figur die Frischluftöffnung 223 im Gehäuse 101 dargestellt. Diese befindet sich auf einer Seite 230 des Gehäuses 101, beispielsweise auf der einen Seite der Leimwalze 222. An der Seitenfläche 231 ist in dieser Darstellung die Absaugöffnung 224 gezeigt, mit deren Hilfe die Absaugung Gase aus dem Gehäuse absaugen kann. Wie zu erkennen, sind Frischluftöffnungen 223 und Austrittsöffnungen 224 an unterschiedlichen Seitenflächen des Gehäuses vorgesehen. Der sich so ergebende Strömungsweg der Gase erfasst damit möglichst alle Bereiche innerhalb des Gehäuses. Besonders vorteilhaft kann eine Anordnung der Absaugöffnung 224 auf der von der Leimwalze aus gesehen gegenüberliegenden Seitenfläche des Gehäuses zu der Seitenfläche, in der die Frischluftöffnung 223 vorgesehen ist, sein. Es können auch mehrere Absaugöffnungen vorgesehen sein, um „Totbereiche“, aus denen Gase nur wenig effektiv angesaugt werden können, zu vermeiden.
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Die Absaugung kann im Bereich der Absaugöffnung 224 aber auch stromab der Absaugöffnung 224, aber zumindest stromauf der Zykloneinheit oder optional der Filtereinheit einen Ventilator umfassen, dessen Drehsinn so ausgerichtet ist, dass er Gase aus dem Gehäuse 101 durch die Absaugöffnung absaugt und der Zykloneinheit 103 zuführt. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere weitere Ventilatoren zum Erzeugen einer ausreichenden Luftströmung vorgesehen sein, beispielsweise stromauf oder stromab des Tropfenabscheiders und/oder stromauf oder stromab der optional vorgesehenen Filtereinheit.
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Die Absaugöffnung oder ein sich daran unmittelbar anschließender Kanal bzw. der Tropfenabscheider (hier nicht gezeigt) kann dabei mit einem Strömungskanal der Zykloneinheit verbunden sein, so dass die durch die Absaugöffnung hindurchtretenden Gase die Zykloneinheit erreichen.
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In 3 ist schematisch ein Schnitt durch das Heißleimwerk hindurch dargestellt. Dieser Schnitt erfolgt senkrecht zu der in 2 dargestellten Schnittebene und verläuft durch den Auffangbehälter bzw. die Zykloneinheit 103 hindurch. Hier zu erkennen ist der Tropfenabscheider 353, der die Absaugung mit der Zykloneinheit 103 am unteren bzw. zumindest der Austrittsöffnung am oberen Ende der Zykloneinheit gegenüberliegenden Teil verbindet. Unterhalb der Zykloneinheit 103 ist der Auffangbehälter 104 angeordnet. Dieser kann beispielsweise auf der dargestellten Halterung 352 gelagert sein.
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Wie bereits weiter oben beschrieben, kann es vorteilhaft sein, den Füllstand des Auffangbehälters bestimmen zu können und basierend darauf beispielsweise mit Hilfe einer Steuereinheit den Bediener auf ein Leeren oder Wechseln des Auffangbehälters 104 hinzuweisen. Hierzu kann die Halterung 352 vorteilhaft als Wägezähler ausgebildet sein oder einen solche umfassen, sodass der Füllstand des Auffangbehälters aufgrund eines Vergleichs des Leergewichts des Auffangbehälters mit einem gemessenen Gewicht des Auffangbehälters ermittelt werden kann. Erreicht diese Differenz einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 200 g, kann der Bediener zu einem Wechsel des Auffangbehälters aufgefordert werden.
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Die hier dargestellte Zykloneinheit kann im Inneren einen schraubenförmigen Strömungskanal aufweisen, den das von der Absaugung aus dem Inneren des Gehäuses 101 abgesaugte Gas passieren muss, bevor es zu der Austrittsöffnung 105 gelangt. Während des Passierens des Strömungskanals 354 kühlt sich das Gas weiter ab und die nach dem Tropfenabscheider enthaltenen oder während des Durchlaufens des Strömungskanals neu gebildeten Tropfen können beispielsweise an der Seitenwand des Strömungskanals abgeschieden werden. So wird sichergestellt, dass Kondensate effektiv in der Zykloneinheit verbleiben und in den Auffangbehälter 104 geführt werden können, indem sie beispielsweise dem Strömungskanal entlanglaufen und am unteren Ende nicht zurück in den Tropfenabscheider laufen, sondern über geeignete Öffnungen oder Poren in den Auffangbehälter gelangen können.
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Ferner ist schematisch im Bereich der Zykloneinheit und des Tropfenabscheiders ein Kühlsystem 355 dargestellt. Dieses Kühlsystem kann nicht nur als Teil der Zykloneinheit 103 bzw. des Tropfenabscheiders ausgebildet sein, sondern kann auch vollständig oder teilweise in die Zykloneinheit 103 und/oder den Tropfenabscheider 353 integriert sein.
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Das Kühlsystem ist in einer Ausführungsform ausgebildet, zumindest den Strömungskanal 354 und/oder das Kondensationsmedium im Tropfenabscheider zu kühlen, was die Bildung von Kondensat begünstigt. Dieses Kondensat besteht üblicherweise aus den Ausgasungen des Heißleims, die unweigerlich bei der Erwärmung des Heißleims entstehen. Durch gezieltes Abkühlen des den Strömungskanal 354 und den Tropfenabscheider 353 durchlaufenden Gasgemisches (bestehend aus Luft und den Gasen des Heißleims) kann eine möglichst vollständige Kondensation der Gase des Heißleims und damit einhergehende Trennung von der übrigen Luft gewährleistet werden, so dass ein effektives Abscheiden des Kondensats in den Auffangbehälter gewährleistet werden kann.
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Der Auffangbehälter selbst kann zusätzlich mit einem Heizelement (beispielsweise ein Infrarotstrahler oder Heizwendel) ausgestattet sein oder ihm kann ein Heizelement zugeordnet sein. Mit diesem Heizelement kann das sich in dem Auffangbehälter befindliche Kondensat im flüssigen Zustand gehalten werden, was ein Ablassen des Kondensats und damit ein Wiederverwenden des Auffangbehälters ermöglicht. Das Kühlsystem und das optional vorgesehene Heizelement können zum Zwecke der Energieeinsparung miteinander über ein gängiges Wärmetauschersystem verbunden sein, sodass die Abwärme des Heizelements zum Betreiben des Kühlsystems verwendet werden kann. Ferner können sowohl das Kühlsystem als auch das Heizelement über eine geeignete Steuereinheit, beispielsweise die zentrale Steuereinheit einer Etikettiermaschine, in der sich das Heißleimwerk befindet, gesteuert werden, so dass ihre jeweilige Leistung (also Kühlleistung und Heizleistung) abhängig von den übrigen Systemparametern gesteuert wird. Ist beispielsweise der Gasdurchfluss durch die Zykloneinheit und/oder den Tropfenabscheider vergleichsweise gering, kann auch nur eine geringe Kühlleistung bewirkt werden. Steigt der Gasdurchfluss, kann die Kühlleistung geeignet erhöht werden. Ebenso kann das Heizelement so gesteuert werden, dass abhängig vom Füllstand des Auffangbehälters dessen Heizleistung erhöht wird. Damit kann gewährleistet werden, dass auch bei hohem Füllstand das Kondensat im Auffangbehälter möglichst flüssig bleibt und bei niedrigem Füllstand das Kondensat nicht unbeabsichtigt zu kochen beginnt oder zumindest eine erhebliche Dampfentwicklung einsetzt.
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In der 3 ist ebenfalls stromab der Zykloneinheit, aber vor der Austrittsöffnung 105 ein weiterer Ventilator 351 angedeutet. Dieser kann die Luft bzw. das Gasgemisch aus der Zykloneinheit ansaugen und über die Austrittsöffnung 105 ausstoßen, so dass unbeabsichtigte Verwirbelungen innerhalb der Zykloneinheit den Gasdurchfluss nicht negativ beeinflussen und die Zyklon-Luftverwirbelung möglichst effektiv zum Abscheiden der Flüssigkeitstropfen beitragen kann.
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Um die in der 3 beschriebene Kühlung der Gase und die damit einhergehende Kondensation noch zu verbessern, kann ein hier nicht dargestelltes Kühlsystem vorgesehen sein, das zusätzlich das Gehäuse 101 kühlt.
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Die Kühlung des Gehäuses 101 und/oder des Strömungskanals 354 und/oder des Tropfenabscheiders kann allgemein durch einen doppelwandigen Aufbau gewährleistet werden, wobei in einen Zwischenraum in dem doppelwandigen Gehäuse beispielsweise über eine externe Luftzufuhr und/oder mittels eines (externen) Klimageräts kalte Luft geleitet werden kann, die die Gehäusewand und auch (indirekt) das Innere des Gehäuses und damit die beim Erhitzen des Leims entstehenden Gase kühlt. Die kalte Luft kann beispielsweise aus der Abluft einer Blasformmaschine, die mit der Etikettiermaschine zu einer Behälterbehandlungsanlage zusammengeschaltet (geblockt) ist, gewonnen werden. Auch Flüssigkühlung, beispielsweise unter Verwendung von Kühlwasser für Schaltschränke o.ä. ist hier denkbar. Ebenso kommen adiabatische Kühlungen in Betracht.
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Als Filtermedien für die optional vorgesehene Filtereinheit (siehe 1) kommen unterschiedliche Stoffe in Betracht. So können Kartonfilter, Papierfilter oder Filterwatte, aber auch Glasfaservlies, keramische Filter, Sintermetall, Stahlwolle, chemische Filterstoffe im Allgemeinen, Tiefenfilter, Elektrofilter, Wasserfilter verwendet werden. Besonders bevorzugt sind hier jedoch in Strömungsrichtung der Gase ein Feinfilter und ein danach angeordneter Papierfilter mit Aktivkohle, da hiermit nicht-flüssige, kleine Partikel gut gefiltert werden können.
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Zum möglichst vollständigen Neutralisieren unangenehmer Gerüche im Bereich der Etikettiermaschine können ferner bevorzugt Kohlefilter zum Einsatz kommen. Die Filtereinheit aber auch die Zykloneinheit kann auch mit einem Reinigungssystem (Rückspülung beispielsweise) verbunden sein, um ein Verstopfen möglichst lang zu verhindern. Die Rückspülung kann zum Beispiel in bestimmten zeitlichen Abständen oder je nach Zustand des Filters (näheres zu dessen Bestimmung wurde oben erläutert) die Filtereinheit und/oder die Zykloneinheit mit einem geeigneten Spülmedium, bevorzugt einem Medium, in dem sich sämtliche Rückstände des Leims lösen, spülen, womit Rückstände entfernt werden können. Hier kann an Wasser oder spezialisierte Lösungsmittel gedacht sein. Das Spülmedium mit den ggf. gelösten Leimresten kann dem Auffangbehälter 104 zugeführt werden. Dies ist besonders von Vorteil, da so die weiteren Leimreste im Auffangbehälter von einem Aushärten abgehalten werden können.
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Zykloneinheit über einen U-förmigen Tropfenabscheider mit dem Gehäuse bzw. der Absaugung verbunden ist, wie dies in 4 gezeigt wird.
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In dieser Ausführungsform führt der Tropfenabscheider 470 aus der Absaugung bzw. aus dem Gehäuse 101. Der Tropfenabscheider 470 weist eine U-Form auf, wobei der Auffangbehälter 104 mit dem tiefsten Punkt der U-Form verbunden ist. Damit wird das Ablaufen des Kondensats bereits aus dem Tropfenabscheider begünstigt, wenn sich hier so große Tropfen gebildet haben, dass diese durch die Luftströmung nicht mehr weiterbewegt werden und sich absetzen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die innere Oberfläche des Tropfenabscheiders Prallbleche, Prallsiebe oder Rippen umfasst, sodass die Kondensation der Gase durch eine erhöhte Oberfläche begünstigt wird. Weiterhin kann die innere Oberfläche des Tropfenabscheiders mit einer lipophoben Beschichtung versehen sein. So kann das Ablaufen des Kondensats an der Oberfläche des Rohres begünstigt werden. Hierzu zählen nicht nur geeignete Beschichtungen, auch ein Polieren oder Versiegeln sowie andere Oberflächenvergütungen können diesen Effekt bewirken.
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Der Tropfenabscheider kann an der äußeren Oberfläche Verrippungen aufweisen und/oder doppelwandig ausgeführt sein. So kann die Kühlung des Innenraums begünstigt und damit ein Kondensieren der Gase besser erreicht werden.
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Der Tropfenabscheider kann auch eine weitere, hier nicht dargestellte Bypassstrecke aufweisen, die mit dem Leimbehälter 480 verbunden ist und zumindest in einen Bereich in das Rohr mündet, der stromauf des Auffangbehälters 104 angeordnet ist. So können beim Erhitzen des Leims im Leimbehälter 480 entstehende Gase unmittelbar abgesaugt und dem Auffangbehälter zugeführt werden.
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Bevorzugt kann im „absteigenden“ Ast 471 des U-förmigen Tropfenabscheiders 470 ein Medium angeordnet sein, das das Abscheiden von Tropfen besonders begünstigt, sodass diese bereits in den Auffangbehälter 104 laufen können. Der absteigende Ast kann dann im Wesentlichen eine weitere Kühlung der Gase bewirken oder einen Ventilator umfassen, der die Gase dann zur Zykloneinheit 103 befördert.
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Die nach der Zykloneinheit 103 eventuell vorgesehenen zusätzlichen Vorrichtungen wie Ventilatoren können analog zu obigen Ausführungsformen vorgesehen sein. Entsprechend ist die hier auf der Zykloneinheit angedeutete Austrittsöffnung nur beispielhaft zu verstehen.
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Der Tropfenabscheider und sämtliche weiteren Komponenten der in 4 beschriebenen Ausführungsform können auch sämtliche Einrichtungen zur Kühlung umfassen, wie sie bereits beschrieben wurden. Insbesondere kann der Tropfenabscheider doppelwandig ausgebildet sein und innerhalb dieser Doppelwand kann ein Kühlmedium zirkulieren, um ein Kondensieren der Gase zu begünstigen.
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Während hier nicht dargestellt, kann dennoch vorgesehen sein, dass das Gehäuse 101 nicht vollständig „blickdicht“ ist. Zwar ist grundsätzlich eine robuste Ausführung des Gehäuses, beispielsweise aus Stahl bevorzugt. Jedoch kann zur Überwachung der Abläufe innerhalb des Gehäuses (insbesondere Wechselwirkung zwischen Leimwalze und Leimschaber und Übertragung des Leims auf die Etiketten mittels des Leimschabers) vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest teilweise transparent ausgebildet ist, insbesondere ein Sichtfenster umfasst. Das Sichtfenster kann zum Öffnen ausgebildet sein, wobei dieses Öffnen bevorzugt nicht im Betrieb möglich ist, um das Austreten eventuell gesundheitsgefährdender Gase zu vermeiden. Daher kann das Sichtfenster mit einem geeigneten Detektor, beispielsweise in Form eines Magnetschalters oder Ultraschallsensors verbunden sein, der das Öffnen oder den Versuch des Öffnens des Sichtfensters registriert und ein Abschalten der Etikettiermaschine und des Heißleimwerks bewirkt.
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Insgesamt ist das erfindungsgemäße Heißleimwerk zusammen mit dessen Tropfenabscheider und Zykloneinheit so ausgebildet, dass die am Ende aus der Zykloneinheit in die Umgebung ausgelassene Luft (also nach Durchlaufen des Tropfenabscheiders, der Zykloneinheit und gegebenenfalls der Filtereinheit) Atemluftqualität, bevorzugt sogar Reinraumqualität aufweist.
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen können sämtlichst sowohl in separat ausgeführten Etikettiermaschinen aber auch in „geblockten“ Etikettiermaschinen eingesetzt werden. Letztere werden im Rahmen von Behälterbehandlungsanlagen zusammen mit einer vorgeschalteten (stromauf in Transportrichtung der Behälter angeordneten) Blasformmaschine oder anderer Vorrichtung zum Herstellen von Behältern und einem nachgeschalteten (stromab in Transportrichtung der Behälter angeordneten) Füller und/oder Verschließer betrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202016104049 U1 [0003]
