DE102022118794A1 - Vorrichtung zum Aufbereiten eines Heißklebers und System zum Aufbringen eines Heißklebers mit einer solchen Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Aufbereiten eines Heißklebers (122). Die Vorrichtung (100) umfasst eine beheizbaren Tankkammer (121), welche ausgebildet ist, den Heißkleber (122) aufzunehmen, und eine Pumpe (150) mit einer Pumpenkammer (132), welche ausgebildet ist, den Heißkleber (122) aufzunehmen und unter Druck zu fördern. Ferner umfasst die Vorrichtung (100) wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124, 154), welche in der Tankkammer (121) und/oder der Pumpenkammer (132) derart angeordnet ist, dass die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124, 154) in Berührung mit dem Heißkleber (122) kommt. Ferner betrifft die Erfindung ein System (10) mit der Vorrichtung (100) zum Aufbereiten und Aufbringen des Heißklebers (122).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten, insbesondere Verflüssigen eines thermoplastischen Heißklebers (auch als Hotmelt-Klebstoff oder Heißleimklebstoff bekannt) sowie ein System zum Aufbringen des aufbereiteten Heißklebers mit einer solchen Vorrichtung.
- Systeme zum Aufbereiten und Aufbringen eines Heißklebers finden unter anderem in der Verpackungsindustrie Anwendung, beispielsweise bei der Herstellung von Verpackungen oder während des Verschlusses einer Verpackung in einer Verpackungsmaschine. Dabei liegt der Heißkleber häufig zunächst in Form eines Granulats oder in Form von Pellets vor, welche von einer Vorrichtung zum Aufbereiten des Heißklebers geschmolzen werden. Der geschmolzene Heißkleber wird sodann unter Druck einer Vorrichtung zugeführt, welche den flüssigen Heißkleber mit einer Verarbeitungstemperatur typischerweise zwischen 120°C und 200°C über eine Düse beispielsweise auf eine Verpackung aufbringt.
- Insbesondere bei der Verwendung von wässrigen, d.h. auf Wasser basierenden Heißklebern, kann das folgende Problem auftreten. Bei der Herstellung einer Vorrichtung zum Aufbereiten und Aufbringen eines wässrigen Heißklebers müssen verschiedene Werkstoffeigenschaften der Komponenten der Vorrichtung berücksichtigt werden. Beispielsweise sollte eine Pumpe der Vorrichtung eine gute Zerspanbarkeit, Selbstschmierung, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweisen und überdies möglichst kostengünstig sein. Falls zur Verwirklichung der gewünschten Eigenschaften der Komponenten der Vorrichtungen unterschiedliche metallische Werkstoffe eingesetzt werden, kann das unedlere Metall durch eine elektrochemische Kontaktkorrosion abgetragen werden und somit rascher verschleißen, was zu einer Fehlfunktion bzw. einem Totalausfall der Vorrichtung führen könnte. Eine bekannte Lösung besteht darin, auf nicht metallische Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe auszuweichen. Beispielsweise werden Gleitlager aus Kunststoff statt aus Messing eingesetzt. Dies ist jedoch oft nur ein Kompromiss, da die Ausweichwerkstoffe nicht die gleichen gewünschten Eigenschaften wie die metallischen Werkstoffe aufweisen.
- Eine elektrochemische Spannungsreihe ist eine Auflistung von Redox-Paaren nach ihrem Standardelektrodenpotential. Bei Metallen wird sie auch Redoxreihe genannt. Das Standardelektrodenpotential ist ein Maß für die Bereitschaft der Ionen, die Elektronen aufzunehmen. Die Ionen von Edelmetallen nehmen bereitwilliger Elektronen auf als die Ionen unedler Metalle, weshalb unter Standardbedingungen das Redoxpotential eines edlen Metalls deutlich positiver ist als das eines unedlen Metalls.
- Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Aufbereiten eines Heißklebers sowie ein System zum Aufbringen des aufbereiteten Heißklebers mit einer solchen Vorrichtung bereitzustellen, bei welcher unterschiedliche metallische Werkstoffe mit gewünschten Eigenschaften eingesetzt werden können, ohne einem erhöhten Verschleiß zu unterliegen.
- Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines Heißklebers gelöst. Die Vorrichtung umfasst eine beheizbaren Tankkammer, welche ausgebildet ist, den Heißkleber aufzunehmen und zu verflüssigen. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Pumpe mit einer Pumpenkammer, welche ausgebildet ist, den Heißkleber aufzunehmen und unter Druck zu fördern. Die Vorrichtung umfasst ferner wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode, welche in der Tankkammer und/oder der Pumpenkammer derart angeordnet ist, dass die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode im Betrieb in Berührung mit dem flüssigen Heißkleber kommt. Somit wird eine verbesserte Vorrichtung zum Aufbereiten, d.h. Verflüssigen eines Heißklebers bereitgestellt, bei welcher unterschiedliche metallische Werkstoffe mit gewünschten Eigenschaften eingesetzt werden können, ohne dass die metallischen Komponenten der Vorrichtung einem erhöhten Verschleiß unterliegen.
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Tankkammer eine metallische Tankgehäusewand und/oder eine Bodenwand, welche von einem metallischen Tankgrundkörper definiert wird, wobei die in der Tankkammer angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als die metallische Tankgehäusewand und/oder der metallische Tankgrundkörper ist.
- In einer Ausführungsform kann die metallische Tankgehäusewand (aus Edelstahl bestehen und/oder der metallische Tankgrundkörper aus Aluminium bestehen, wobei die in der Tankkammer angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode an der Bodenwand der Tankkammer angeordnet.
- In einer Ausführungsform kann die Pumpenkammer von einem metallischen Tankgrundkörper definiert werden und/oder kann wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe in der Pumpenkammer angeordnet sein, wobei die in der Pumpenkammer angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als der metallische Tankgrundkörper und/oder die wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe ist.
- Gemäß einer Ausführungsform kann der metallische Tankgrundkörper aus Aluminium bestehen und/oder kann die wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe aus Messing bestehen, wobei die in der Pumpenkammer angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht.
- In einer Ausführungsform kann die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode eine weitere Komponente der Pumpe sein, wobei die wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe einen metallischen Pumpenblock, eine metallische Feder, eine metallische Kugel, eine metallische Rückschlagscheibe, einen metallischen Dichtring und/oder eine metallische Verschlussschraube umfasst.
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode eine metallische Opferanode.
- In einer Ausführungsform umfasst die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode eine metallische Fremdstromanode, wobei die Vorrichtung ferner eine Spannungsquelle umfasst, welche ausgebildet ist, die metallische Fremdstromanode unter Spannung zu setzen.
- Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein System zum Aufbereiten und Aufbringen eines Heißklebers bereitgestellt. Dabei umfasst das System eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zum Aufbereiten des Heißklebers sowie eine Vorrichtung zum Aufbringen des Heißklebers, beispielsweise auf eine Verpackung. Das System umfasst ferner einen beheizten Förderschlauch, welcher ausgebildet ist, den Heißkleber von der Vorrichtung zum Aufbereiten des Heißklebers gemäß dem ersten Aspekt zu der Vorrichtung zum Aufbringen des Heißklebers zu fördern.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Aufbringen eines Heißklebers mit einer Vorrichtung zum Aufbereiten des Heißklebers gemäß einer Ausführungsform; -
2a eine perspektivische Ansicht (teilweise im Schnitt) einer Vorrichtung zum Aufbereiten eines Heißklebers gemäß einer Ausführungsform; -
2b eine Schnittansicht der Vorrichtung zum Aufbereiten eines Heißklebers von2a ; -
3a eine Detailansicht eines Pumpenabschnitts der Vorrichtung von2a und2b ; und -
3b eine Explosionsdarstellung von Komponenten des Pumpenanschnitts der Vorrichtung von2a und2b . - In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
- Die Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung zu vermitteln.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 zum Aufbereiten und Auftragen eines Heißklebers 122, beispielsweise auf eine Verpackung. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 100 zum Aufbereiten, insbesondere Verflüssigen und Aufbewahren des Heißklebers 122, eine Vorrichtung 300 zum Aufbringen des Heißklebers 122 und einen beispielsweise mittels einer Heizspirale beheizten Förderschlauch 200, welcher ausgebildet ist, den Heißkleber 122 von der Vorrichtung 100 zum Aufbereiten des Heißklebers 122 zu der Vorrichtung 300 zum Aufbringen des Heißklebers 122 zu fördern. Wie in1 dargestellt, kann die Vorrichtung 300 zum Aufbringen des Heißklebers 122 auf ein Werkstück insbesondere eine Pumpe 301 und eine Düse 302 umfassen. - Im Folgenden wird unter weiterer Bezugnahme auf die
2a,b und3a,b die Vorrichtung 100 zum Aufbereiten und Aufbewahren des Heißklebers 122 im Detail beschrieben. Die Vorrichtung 100 umfasst eine beheizbare Tankkammer 121, welche ausgebildet ist, den Heißkleber 122 aufzunehmen, zu verflüssigen und aufzubewahren. Die Tankkammer 121 kann durch eine oder mehrere metallische Tankgehäusewände 120 und eine metallische Bodenwand definiert werden, die Teil eines metallischen Tankgrundkörpers 130 ist. Zum Beheizen der Tankkammer 121 können Heizkanäle 133 in dem Tankgrundkörper 130 ausgebildet sein. Ein oberes Ende der Tankkammer 121 kann durch einen an einem Scharnier 112 angelenkten Tankdeckel 110 geöffnet und geschlossen werden, um den beispielsweise in Form eines Granulats vorliegenden Heißkleber 122 in die Tankkammer 121 zu füllen. In dem Tankdeckel 110 kann ein Ventil 111 vorgesehen sein. - Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Pumpe 150 (welche im Detail in den
3a und3b dargestellt ist) mit einer Pumpenkammer 132, welche ausgebildet ist, den flüssigen Heißkleber 122 von der Tankkammer 121 aufzunehmen und unter Druck an die Vorrichtung 300 zur Abgabe des flüssigen Heißklebers 122 zu fördern. Bei der in1 dargestellten Ausführungsform wird die Pumpenkammer 132 durch den metallischen Tankgrundkörper 130 definiert. Bei der in den2a,b und3a,b dargestellten Ausführungsform wird die Pumpenkammer 132 durch einen separaten Pumpenblock 151 definiert. - Wie dies nachstehend detaillierter beschrieben wird, umfasst die Vorrichtung 100 erfindungsgemäß ferner wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode 124, 154, welche in der Tankkammer 121 und/oder der Pumpenkammer 132 derart angeordnet ist, dass die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode 124, 154 im Betrieb in Berührung mit dem in der Tankkammer 121 und/oder der Pumpenkammer 132 vorliegenden Heißkleber 122 kommt. Vorteilhafterweise erlaubt die erfindungsgemäße metallische Antikorrosionsanode 124, 154 den Einsatz von unterschiedlichen metallischen Werkstoffen mit gewünschten Eigenschaften für die metallischen Komponenten der Vorrichtung 100, ohne dass die metallischen Komponenten der Vorrichtung 100 einem erhöhten Verschleiß durch elektrochemische Kontaktkorrosion unterliegen.
- Bei der in den
2a und2b dargestellten Ausführungsform sind beispielhaft drei metallische Antikorrosionsanoden 124 an der Bodenwand der Tankkammer 121 angeordnet. Dabei sind die am Boden der Tankkammer 121 angeordneten metallischen Antikorrosionsanoden 124 in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als die metallische Tankgehäusewand 120 und/oder der metallische Tankgrundkörper 130, welcher die Bodenwand der Tankkammer 121 definiert. In einer Ausführungsform kann die metallische Tankgehäusewand 120 aus Edelstahl bestehen und/oder der metallische Tankgrundkörper 130 aus Aluminium bestehen, wobei die an der Bodenwand der Tankkammer 121 angeordneten drei metallischen Antikorrosionsanoden 124 aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht. Wie in den2a und2b dargestellt, kann die Tankgehäusewand 120 von einer Tankisolierung 127 umgeben sein und kann in der Tankkammer 121 ferner ein Vorfilter 125 zum Schutz der Pumpe 150 vorgesehen sein. - Wie bei der Ausführungsform von
1 dargestellt, kann die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode 154, in der Pumpenkammer 132 derart angeordnet sein, dass die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode 154 im Betrieb in Berührung mit dem in der Pumpenkammer 132 vorliegenden Heißkleber 122 kommt. Dabei ist die in der Pumpenkammer 132 angeordnete metallische Antikorrosionsanode 154 in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als der metallische Tankgrundkörper 130 bzw. der metallische Pumpenblock 151. In einer Ausführungsform besteht der metallische Tankgrundkörper 130 bzw. der metallische Pumpenblock 151 aus Aluminium, wobei die in der Pumpenkammer 132 angeordnete metallische Antikorrosionsanode 154 aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht. - Der sich in der Pumpenkammer 132 befindende Heißkleber wird mittels einer Kolbenstange 157 der Pumpe über einen Kanal 131 an den beheizten Förderschlauch 200 befördert. Wie in
1 dargestellt, kann ferner ein Rückschlagventil 159 zur Vermeidung des Rückflusses von Heißkleber 122 in die Tankkammer 121 sowie ein Entlüftungsventil 140 vorgesehen sein. - Bei der in den
2a,b und3a,b dargestellten Ausführungsform ist die metallische Antikorrosionsanode 154 eine Komponente der Pumpe 150. Wie sich insbesondere den3a und3b entnehmen lässt, kann die Pumpe neben der metallischen Antikorrosionsanode als weitere metallische Komponente eine metallische Feder 152, eine metallische Kugel 153, eine metallische Rückschlagscheibe 153a, einen metallischen Dichtring 155 und/oder eine metallische Verschlussschraube 156 umfassen. Dabei ist die metallische Antikorrosionsanode 154 in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als eine oder mehrerer dieser metallischen Komponenten der Pumpe 150. In einer Ausführungsform bestehen eine oder mehrerer dieser metallischen Komponenten der Pumpe 150 aus Messing, wobei als Komponente der Pumpe 150 ausgebildete metallische Antikorrosionsanode 154 aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht. - Die Verschlussschraube 156 ist vorzugsweise mit einer Öffnung versehen, in welchem die Antikorrosionsanode 154 befestigbar ist, wobei die Antikorrosionsanode 154 ein freies Ende aufweist, welches zumindest teilweise von der metallischen Rückschlagscheibe 153a umgeben ist. Ist die Antikorrosionsanode 154 darüber hinaus in der elektrochemischen Reihe unedler als die Rückschlagscheibe 153a und unedler als die Verschlussschraube 156 ausgebildet, so kann sie beide Bauteile während des Kleber-Pumpbetriebs besonders wirksam schützen und damit die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Pumpenblocks 151 erhöhen.
- Gemäß einer Ausführungsform können die metallischen Antikorrosionsanoden 124, 154 eine metallische Opferanode umfassen. Zusätzlich oder alternativ können die metallischen Antikorrosionsanoden 124, 154 eine Fremdstromanode umfassen, wobei die Vorrichtung 100 ferner eine Spannungsquelle umfasst (nicht in den Figuren dargestellt), welche ausgebildet ist, die metallische Fremdstromanode unter Spannung zu setzen.
Claims (10)
- Vorrichtung (100) zum Aufbereiten eines Heißklebers (122), wobei die Vorrichtung (100) umfasst: eine beheizbare Tankkammer (121), welche ausgebildet ist, den Heißkleber (122) aufzunehmen; eine Pumpe (150) mit einer Pumpenkammer (132), welche ausgebildet ist, den Heißkleber (122) aufzunehmen und unter Druck zu fördern; und wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124, 154), welche in der Tankkammer (121) und/oder der Pumpenkammer (132) derart angeordnet ist, dass die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124, 154) in Berührung mit dem Heißkleber (122) kommt.
- Vorrichtung (100) nach
Anspruch 1 , wobei die Tankkammer (121) eine metallische Tankgehäusewand (120) und/oder eine Bodenwand umfasst, welche von einem metallischen Tankgrundkörper (130) definiert wird, und wobei die in der Tankkammer (121) angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124) in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als die metallische Tankgehäusewand (120) und/oder der metallische Tankgrundkörper (130) ist. - Vorrichtung (100) nach
Anspruch 2 , wobei die metallische Tankgehäusewand (120) aus Edelstahl besteht und/oder der metallische Tankgrundkörper (130) aus Aluminium besteht, wobei die in der Tankkammer (121) angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124) aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht. - Vorrichtung (100) nach
Anspruch 2 oder3 , wobei die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124) an der Bodenwand der Tankkammer (121) angeordnet ist. - Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpenkammer (132) von einem metallischen Tankgrundkörper (130) definiert wird und/oder wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe (150) in der Pumpenkammer (132) angeordnet ist, und wobei die in der Pumpenkammer (132) angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (154) in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als der metallische Tankgrundkörper (130) und/oder die wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe (150) ist.
- Vorrichtung (100) nach
Anspruch 5 , wobei der metallische Tankgrundkörper (130) aus Aluminium besteht und/oder die wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe (150) aus Messing besteht, wobei die in der Pumpenkammer (132) angeordnete wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (154) aus einer Aluminium-Indium-Verbindung besteht. - Vorrichtung (100) nach
Anspruch 5 oder6 , wobei die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (154) eine weitere Komponente der Pumpe (150) ist und wobei die wenigstens eine metallische Komponente der Pumpe (150) einen metallischen Pumpenblock (151), eine metallische Feder (152), eine metallische Kugel (153), eine metallische Rückschlagscheibe (153a), einen metallischen Dichtring (155) und/oder eine metallische Verschlussschraube (156) umfasst. - Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124, 154) eine metallische Opferanode umfasst.
- Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine metallische Antikorrosionsanode (124, 154) eine metallische Fremdstromanode (124, 154) umfasst und wobei die Vorrichtung (100) ferner eine Spannungsquelle umfasst, welche ausgebildet ist, die metallische Fremdstromanode (124, 154) unter Spannung zu setzen.
- System (10) zum Aufbereiten und Aufbringen eines Heißklebers (122), wobei das System (10) umfasst: eine Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Aufbereiten des Heißklebers (122); eine Vorrichtung (300) zum Aufbringen des Heißklebers (122); und einen beheizten Förderschlauch (200), welcher ausgebildet ist, den Heißkleber (122) von der Vorrichtung (100) zum Aufbereiten des Heißklebers (122) zu der Vorrichtung (300) zum Aufbringen des Heißklebers (122) zu fördern.
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-
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- 2022-07-27 DE DE102022118794.2A patent/DE102022118794A1/de active Pending
Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
DE3305612A1 (de) | 1983-02-18 | 1984-08-23 | Grillo-Werke Ag, 4100 Duisburg | Galvanische opferanode auf aluminiumlegierungsbasis |
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EP4063027A1 (de) | 2021-03-26 | 2022-09-28 | Baumer hhs GmbH | Heissleimauftragssystem |
Non-Patent Citations (2)
Title |
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URL: https://breuckmann.de/leistungen/opferanoden/ archiviert durch: URL: http://www.archive.org am 19.10.2021 [abgerufen am 06.02.2023] |
URL: https://www.heizung.de/ratgeber/diverses/die-opferanode-fuer-warmwasserspeicher.html erstellt am 007.10.2021 von A. Rosenkranz [abgerufen am 06.02.2023] |
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