DE2031197A1

DE2031197A1 - Klebstoffauftragvornchtung

Info

Publication number: DE2031197A1
Application number: DE19702031197
Authority: DE
Inventors: Dennis Hubbard Henry James London M Hinchchffe
Original assignee: Mohns Machine Co Ltd , London
Priority date: 1969-07-10
Filing date: 1970-06-24
Publication date: 1971-05-06
Also published as: US3648651A; FR2056291A5; GB1322893A; JPS4836403B1

Description

ERNST RIEBENSAHM

RECHTSANWALT
7i3 KARLSRUHE 1

-1122-

' Klebstoffauftragvorrichtung

Die Erfindung betrifft das Auftragen von niedrigviskosen | Klebstoffen, z.B. mit einer Viskosität von etwa zwischen 250 und 750 Centipoises, und insbesondere von heissschmelzenden Klebstoffen, d.h. Klebstoffen, die in flüssigem Zustand heiss aufgetragen uerden und die sich dann beim Abkühlen verfestigen. Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann jedoch auch allgemein dazu verwendet uerden, auf die Oberfläche eines Werkstücks einen Film irgendeines flüssigen Materials aufzutragen, insbesondere uenn dieser Film nur auf eng begrenzte Bereiche der Uerkstücksoberflache aufgetragen werden soll. Der Einfachheit halber wird die Flüssigkeit im folgenden als Klebstoff bezeichnet werden, aber es sei nochmals hervorgehoben, dass eine Vorrichtung nach der Erfindung auch zum Auftragen anderer Flüssigkeiten verwendet werden kann.

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OFHGtNA INSPECTED

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Dia Erfindung ueiat zwei Markmale auf, die getrennt anwendbar sind, vorzugsweise aber kombiniert angewendet klar den* insbesondere im Falle einer Vorrichtung zum Auftragen von heiss» schmalzendem Klebstoff mit niedriger l/iskosität. -

Das erste Merkmal der Erfindung betrifft insbesondere das Problem des Aufbringens eines Klebstoffs auf eine vertikale Fläche, wie z.B. im Falle einer Verpackungsmaschine, die ^ sich um eine vertikale Achse dreht und die an einer Klebstoff auf tragvorrichtung Blätter vorbeiführt, die zu Päckchen geformt werden sollen und die von der Maschine vertikal gehalten werden, während der Klebstoff aufgetragen wird. Ein Beispiel einer solchen Verpackungsmaschine ist in der französischen Patentschrift 1 498 097 beschriebene

Gemüse dem ersten Merkmal der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Auftragen insbesondere eines heissschmelzendens niedrigviskosen Klebstoffes auf ein vertikales Uerkstück, ^ Z₄B. eine Papierbahn oder ein Papierblatt,, eine Aufnahmetrommel auf, die in einem Gehäuse um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist, ferner einen Klebstoffzulauf zum Abgaben von Klebstoff aus einem Vorratsbehälter an das obere Ende einer Vertikalnut im Gehäuse, aus der die Trommel Klebstoff aufnimmt, während sie sich dreht,, souia einan Klebstoff rücklauf kanal zum Rückführen überschüssigen Klebstoffs vom unteren Ende dar Wut in den Vorratsbehälter«,

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Während die Vorrichtung arbeitet, kann sich das Werkstück, vorzugsweise mit einer Rolluirkung, unmittelbar in Berührung mit der Aufnahmetrommel bewegen. Vorzugsweise jedoch bewegt sich das Werkstück in Berührung mit einer über- " tragungstrommel, die Klebstoff von der Aufnahmetrommel aufnimmt, indem die übertragungstromfnel in Berührung mit der Aufnahmetrommel abrollt und dabei den Klebstoff auf das Werkstück überträgt. Dies geschieht vorzugsweise nach dem zweiten Merkmal der Erfindung.

Nach dem zweiten Merkmal der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Auftragen insbesondere niedrigviskosen, heissschmelzenden Klebstoffs auf zumindest einen vorbestimmten Bereich eines Werkstückes (z.B. eines zu einem Päckchen zu formenden Papier blattes) eine Aufnahmetrommel auf, die sich benachbart einem Klebstoffvorrat dreht und Klebstoff an ihrer Oberfläche aufnimmt, sowie eine Übertragungstrommel, die in Berührung mit der Aufnahmetrommel und mit dem Werkstück abrollt und die zumindest eine Ubertragungsoberflache aufweist, die von der zylindrischen Hauptfläche der Trommel vorsteht und so gestaltet ist, dass sie das gewünschte Klebstoffmuster auf den vorbestimmten Bereich des Werkstückes aufträgt, wobei die Ubertragungsoberflache aus Gummi oder gummiähnlichem Material besteht (vorzugsweise in Schwammform), das am HauptkÖrper der Trommel befestigt ist. Die Bereiche der Aufnahmetrommel, von der die Ubertragungstrommel Klebstoff aufnimmt, sind vorzugsweise mit z.B. wabenartigen Ausnehmungen versehen.

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u j? -

Der Schwammgummi ueist "vorzugsweise einen hohen Anteil miteinander verbundener Zellen auf«, Er kann durch Mischen des Gummimaterials mit lösbaren Kristallen (z_oB, Salz) hergestellt werden, die nachfolgend aufgelöst uerden, z.B. durch Kochen in Uasser. Ein geeigneter Silikongummischuamm kann z.B. durch Mischen des Grundmaterials mit ungefähr dem Anderthalbfachen seines Gewichts an Sodium-Chlorid-Kristallen hergestellt uerden.

Ein Beispiel einer l/orrichtung nach der Erfindung^ als Klebstoff auftragvorrichtung bezeichnet,, uird anhand der Zeichnungen beschrieben^ und zuar stellen dars

Figur 1 eine schematische Gesamtansicht der Klebstoffauftrag Vorrichtung,

Figur 2 eine vergrösserte Ansicht·des Hauptteiles der. Klebstoff auf tragvorrichtung^ ,

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie ΪΙΙ-ΪΙΓ in Figur 2,

Figur 4 einen vergrösserten Längsschnitt der Ubertragungsr trommel j, und

Figur 5 einen vergrösserten Teilschnitt in horizontaler Ebene, der die Ubertragungstrommel zeigt,, wie sie Klebstoff von der Aufnahmetrommel abnimmt.

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Uie aus Figur 1 zu ersehen, weist die Klebstoffauftragvorrichtung einen Vorratsbehälter 10 auf, in dem Klebstoff 12 in geschmolzenem Zustand enthalten ist, uenn dia Vorrichtung arbeitet. Zu diesem Zweck kann der Vorratsbehälter z.B. von einer Heizeinrichtung umgeben sein. Eine Zahnradpumpe 14 gibt den Klebstoff aufwärts durch ein Rohr 16 unter einem Druck von ungefähr 7 kg/cm ab. Am oberen Ende des Rohres 16 tritt der Klebstoff in das obere Ende einer Vertikalnut 18 in einem ortsfesten Gehäuse 20 ein, das sich entlang einer Aufnahmetrommel 22 erstreckt. Der überschüssige Klebstoff, der von der Trommel 22 nicht aufgenommen uird, läuft abwärts durch die Nut 18 und wird in den Vorratsbehälter 10 durch eine Rücklaufleitung 23 wieder abgegeben.

Das Rohr 16 kann von einer elektrischen Heizspule umgeben sein, die im Notfall eingeschaltet werden kann. Normalerweise kann Klebstoff, der in der Nut 18 oder im Rohr 16 verbleibt, am Ende einer Arbeitsperiode abwärts zurück in den Vorratsbehälter 10 fliessen. Zu diesem Zweck sei fest- I gestellt, dass das obere Ende des Rohres 16 zum oberen Ende der Nut 18 geneigt ist, wobei kein horizontaler oder nahezu horizontaler Abschnitt vorhanden ist.

Die Aufnahmetrommel 22 dreht sich um eine vertikale flchse und nimmt einem überzug von Klebstoff aus der Nut 18 auf. Insbesondere wird Klebstoff in mit wabenartigen Vertiefungen versehenen Bereichen in der Trommel 22 aufgenommen, gegen die

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die Schuammgummi-Übertragungsglieder auf einer Übertragungstrommel 24 abrollen und so Klebstoff aufnehmen, der dann z.B. auf ein Papierblatt oder eine Länge von einer Papierbahn aufgetragen wird, das oder die von einem Stützglied 26 gehalten uird. Die Ubertragungsstreifen sind in Figur 2 gezeigt und werden später beschrieben. Die weiter aus Figur 1 zu ersehen, wird jeglicher Klebstoff, der von einer der Trommeln 22 oder 24 abläuft, von einem geneigten Boden 28 zur Rücklaufleitung 23 geführt und von dieser zurück zum Vorratsbehälter 10.

Die Klebstoffauftragvorrichtung kann dazu verwendet werden, Klebstoff auf Papierabschnitte aufzutragen, aus denen weiche Päckchen für Zigaretten gebildet werden sollen, so wie sie in der französischen Patentschrift 1 498 097 beschrieben sind. Die Klebstoffauftragvorrichtung ist in den Figuren 2 bis 15 jener Patentschrift gezeigt. Der Klebstoff wird in jenem Falle auf das Papier aufgetragen, nachdem es von einer fortlaufenden Bahn abgeschnitten ist, wobei die einzelnen Papierstücke durch Saugzug auf Blocken 15 gehalten werden, die sich ihrerseits um die vertikale Drehachse der Verpackungsmaschine als Ganzes drehen. Mit anderen Uorten, die Blöcke 15 (die dem Stützglied 25 nach der vorliegenden Anmeldung entsprechen) haben konvexe Aussenflachen, deren Zentrum auf der Drehachse der Waschine liegt.

Uie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen, weist die Aufnahmetrommel 22 einen vertikalen, mit wabenartigen Ausnehmungen

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versehenen Streifenbereich 30 und einen Umfangsstreifenbereich 32 auf. Diese Bereiche entsprechen vertikalen und umfangsstreifenartigen Übertragungsgliedern 34 und 36 auf der übertragungstrommel 24. Diese Glieder 34 und 36 bestehen aus geformten) Schwammgummi. Die Trommeln 22 und 24 drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit und sind von gleichem Durchmesser, so dass die Übertragungsglieder 34 und 36 bei jeder Umdrehung einmal mit den mit wabenartigen Ausnehmungen versehenen Streifenbereichen 30 und 32 zur Deckung kommen. Der Abstand zwischen den Achsen der Trommeln 22 und 24 ist so gewählt, dass deren Umfange sich überschneiden mit Bezug auf die Schwammgummi-Übertragungsglieder 34 und 36. Dies stellt sicher, dass der Gummi in die mit wabenartigen Ausnehmungen versehenen Bereiche der Aufnahmetrommel eindringt, um eine ausreichende Menge von Klebstoff aufzunehmen. Es ist wichtig festzustellen, dass die Verwendung von Schwammgummi in diesem Zusammenhang infolge seiner Kompressibilität zur Folge hat, dass die Einstellung der Achsen der Trommeln 22 und 24 zueinander nicht besonders kritisch ist. Entsprechend ist die Stallung des Stützgliedes 26 für das Papier mit Bezug auf die Übertragungstrommel 24 nicht besonders kritisch, da hier wiederum eine Überschneidung zwischen den Übertragungsgliedern 34 und 36 einerseits und dem Stützglied andererseits vorhanden sein kann. Die Oberfläche des Stützgliedes, entlang deren sich die übertragungstrommel 24 mit einer Rollwirkung bewegt, ist in gestrichelten Linien in Figur 3 dargestellt.

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Das untere Ende der Nut 18 wird von einer Platte 78 begrenzt, die eine begrenzte Öffnung 80 schafft, durch die der Klebstoff abwärts fliesst, aus der Nut 18 heraus, um in den Vorratsbehälter 10 zurückzugelangen. Diese Öffnung kann kleiner als dargestellt sein, um den Klebstoff in der Nut 18 auf
einem bestimmten Druck zu halten. Anstatt die Öffnung 80 als Nase in der Kante der Platte 78 auszubilden, könnte der Rand der Platte auch dicht um die Trommel 22 passen und so eine
angemessene Dichtung schaffen, uobei die Öffnung die Gestalt eines Loches mit kleinem Durchmesser haben könnte, das durch die Platte 78 gebohrt ist.

Das äusserste obere Ende der Nut 18 im Gehäuse 20 uird von
einem Glied 38 (siehe Figur 2) begrenzt, das dicht an der
Trommel 22 anliegt und eine Dichtung bildet. Uie aus Figur 3 zu ersehen, ist keine Dichtung unmittelbar benachbart den
Längsseiten der Nut 18 vorgesehen, aber Glieder 40 und 42
erstrecken sich längs mit Bezug auf die Trommel 22 und begrenzen den Klebstoff, uobei das Glied 40 ein federbelasteter Streifen ist, uährend das Glied 42 eine Stange ist, deren
Gestalt grundsätzlich zylindrisch ist, die jedoch einen Ausschnitt 44 aufweist. Ein Rand 46 der Stange 42 liegt dicht
an der Oberfläche der Trommel 22 an. Die winkelstellung der.. Stange 42 um ihre Achse ist einstellbar, um einen abdichtende«! Sitz zu sichern. Alternativ könnte die Stange 42 einen radialen Hebelarm an einem Ende aufweisen, der auaserhalb des

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Gehäuses liegt und auf den eine Feder wirken kann, um die Kante 46 gegen die Trommel 22 zu drücken, indem die Feder die Stange entgegen dem Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von Figur 3) zu drehen versucht.

Die Drehrichtungen der Trommeln sind durch Pfeile in Figur

angezeigt. Der Streifen40 yirkt als Schrapper, der jeglichen

Klebstoff abnehmen wird, der auf der Oberfläche der Trommel

22 verbleibt» bevor firscher Klebstoff von der Trommel auf- | genommen uird, während sie an der Nut 18 vorbeiläuft. Dies stellt sicher, dass der Klebstoff kontinuierlich zirkuliert und nicht auf der Trommel bleibt, uobei er sich verfestigen könnte. Jeglicher Klebstoff, der von dem Glied 40 abgenommen uird, läuft auf den geneigten Boden 28 und uird durch die

Leitung 23 zum Vorratsbehälter zurückgeführt. Das untere Ende der Trommel 22 liegt tiefer als das der Trommel 24. Dies stellt sicher, dass jeglicher Klebstoff, -

der auf der Oberfläche der Trommel 22 abuärtsläuft und an deren unterem Ende schliesslich abgeschleudert uird, nicht auf die Trommel 24 gelangen kann,

Uie aus Figur 5 zu ersehen, ist das vertikale Schuammgummiübertragungsglied 34 in seiner Lage festgeklemmt mittels Schrauben, die auf eine gekrümmte Platte 4Θ uirken, die einen Schlitz aufweist, durch den der Hauptteil des Gliedes 34 vorsteht. Das Glied 34 hat eine Lähgsbohrung 52, so dass

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überschüssiger Klebstoff, der in die Zellen des Schuammgummis eingesogen uird, durch die Bohrung 52 abwärts und über den geneigten Boden 28 zurück in den Vorratsbehälter gelangen kann. Das Umfangsubertragungsgiied 36 kann entsprechend an der Trommel 24 befestigt sein.

Die. Verwendung von Schwammgummi mit untereinander verbundenen Zellen zum übertragen des Klebstoffs von der Trommel 22 auf das Werkstück stellt ein wirksames Mittel zum übertragen ausreichender Mengen von Klebstoff dar, ohne dass eine nennenswerte Menge von Klebstoff in unkontrollierter Weise abgeschleudert werden könnte. Darüberhinaus stellen die untereinander verbundenen Zellen sicher, dass der Gummi sich nicht ausdehnt und verzieht, wenn er heiss ist.

Figur 4 zeigt, wie die Übertragungstrommel 24 montiert ist. Die Trommel weist einen Innenflansch 52 auf, mittels dessen sie befestigt ist an und aufgekeilt auf eine Ueiie 54, die ein Zahnrad 56 an ihrem unteren Ende trägt. Dieses Zahnrad kämmt mit einem entsprechenden Zahnrad auf einer Uelle innerhalb der Trommel 22, und diese letztere Uelle ist verbunden mit einer Eingangswelle 58 (siehe Figur 2). Die Uelle 54 für die Trommel 24 ist in Lagern 6D, 62 und 64 gelagert, die in einem ortsfesten Glied 66 angeordnet sind, das sich an seinem oberen Ende in die Trommel 24 hinein erstreckt. Die Lagerung der Trommel 22 kann allgemein entsprechend ausgebildet sein.

abgesehen davon, dass sich in diesem Falle der ortsfeste Teil weiter aufwärts in die Trommel hinein erstrecken und das obere Lager (entsprechend dem Lager 60) näher dem Zentrum der Trommel angeordnet sein kann. Dies wird im Falle der Trommel 24 durch die Gegenwart eines ortsfesten Kernes 68 unmöglich gemacht, der sich von oben her in die Trommel hinein erstreckt und der an einem Gehäuseteil 70 mittels Schrauben 72 befestigt ist und drei Heizelemente 74 enthält sowie einen zentralen Thermostat 75 (siehe auch Figur 3). Diese Elemente können z.B. die Trommel 24 auf einer Temperatur von 90° bis 110° Celsius halten, um sicherzustellen, dass der Klebstoff sich nicht verfestigt, während er sich auf der Trommel 24 befindet. Die Temperatur des Klebstoffes im Vorratsbehälter 10 (Figur 1) kann z.B. zwischen 120° und 140° Celsius liegen.

Die Trommel 24 ist mit einer in einem Abstand von ihr angeordneten Ummantelung 76 versehen, die dazu beiträgt zu verhindern, dass überschüssiger Klebstoff von der Trommelober- <( fläche unter der Wirkung der Zentrifugalkraft auswärts auf das Werkstück abgeschleudert wird. Die Ummantelung ist ausgeschnitten, um so zu ermöglichen, dass die Übertragungsglieder durch sie hindurch vorstehen können, ist im übrigen aber ununterbrochen, um so den Klebstoff auf die Trommel zu btgrajizen. Klebstoff, der zwischen der Trommel und der Ummantelung abwärts läuft, gelangt auf den geneigten Boden 28 undflieset somit in den Vorratsbehälter zurück.

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Die in dan Zeichnungen dargestellte Klebstoffauftragvorrichtung ist insbesondere zweckmässig zum Aufbringen heissschmelzenden Klebstoffs, der druckempfindlich ist, d.h. der klebrig bleibt, selbst nachdem er abgekühlt ist. Ein solcher Klebstoff ist in der deutschen Patentschrift 1 953 182 beschrieben.

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Claims

Patentansprüche

.\ l/orrichtung zum Auftragen insbesondere eines niedrigviskosen, heissschmelzenden Klebstoffs auf ein vertikales Werkstück, gekennzeichnet durch eine Aufnahmetrommel, die in einem Gehäuse um eine vertikale Achse drehbar montiert ist, einen Klebstoffzulauf zum Abgeben von Klebstoff aus einem Vorratsbehälter an das obere Ende einer Vertikalnut in dem Gehäuse, aus der die Trommel Klebstoff aufnimmt, | während sie sich dreht, und durch einen Klebstoffrücklaufkanal zum Rückführen überschüssigen Klebstoffs vom unteren Ende der Nut in den Vorratsbehälter,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine übertragungstrommel, die um eine vertikale Achse drehbar montiert ist und zumindest ein übertragungsglied aufweist, das in Berührung mit zumindest einem vorbestimmten Bereich der Aufnahmetrommel abrollt und Klebstoff aufnimmt und das in Berührung mit einem vertikalen Werkstück abrollt, um so Klebstoff auf das Werkstück in einem Bereich zu übertragen, der dem erwähnten vorbestimmten Bereich entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass . der erwähnte vorbestimmte Bereich der Aufnahmetrommel mit z.B. wabenartigen Ausnehmungen versehen ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, ,gekennzeichnet durch einen Schrapper, der Klebstoff vom nicht mit Ausnehmungen versehenen Bereich der Aufnahmetrommel abschrappt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied aus Schwammgummi besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwammgummi einen hohen Anteil an untereinander verbundenen Zellen aufweist..
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, ,dass die Achsen der Aufnahmetrommel und der Übertragungstrommel so angeordnet sind, dass das Übertragungsglied zwischen beiden Trommeln zusammengedrückt wird^ um so in die Vertiefungen des mit Ausnehmungen versehenen Bereichs der Aufnahmetrommel eingepresst zu werden.
8. Vorrichtung zum Auftragen von isbesondere niedrigviskosem, heissschmelzendem Klebstoff durch rollenden Eingriff mit zumindest einem vorbestimmten Bereich eines Werkstücks, gekennzeichnet durch eine Aufnahmetrommel, die sich neben einem Klebstoffvorrat dreht und so Klebstoff an ihrer Oberfläche aufnimmt, und durch eine Übertragungstrommel, die in Berührung mit der Aufnahmetrommel und mit dem Werkstück abrollt und zumindest eine Übertragungsoberfläche aufweist, die von der

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zylindrischen Hauptflache der Trommel vorsteht und so gestaltet ist, dass sie Klebstoff in dem gewünschten Muster auf den vorbestimmten Bereich des Werkstückes aufträgt, wobei die übertragungsoberflache aus Gummi oder gummiänlicham Material besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied aus Schwammgummi besteht.
10» Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwammgummi einen hohen Anteil untereinander verbundener Zellen aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Aufnahmetrommel, der von dem übertragungsglied angegriffen wird, mit z.B. wabenartigen Ausnehmungen versehen ist.

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