DE2125022A1

DE2125022A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vor warmen von Klebemittel

Info

Publication number: DE2125022A1
Application number: DE19712125022
Authority: DE
Inventors: Charles R Willingboro NJ Norman (VStA)
Original assignee: Harris Intertype Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 1970-05-20
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1971-12-02
Also published as: FR2091573A5; US3706298A; JPS5019128B1; GB1306914A

Description

PATE NTANWAL-TE Dipl.-Ing. MA RTI N LICHT

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMAMN, HERRMANN D^r· REINHOLD SCHMIDT

8 MÖNCHEN 2 · THERESIENSTRASSE 33 . „_. , , . ^, - » _t * ki t.

Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN 2125022 Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

München, den 19 . Mai 1971

Ihr Zeichen Unser Zeichen

Ho/vL

HARRIS-INTERTYPE CORPORATION CLEVELAND, OHIO 55 PUBLIC SQUARE V.St.A„

Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen von Klebemittel

Die Erfindung betrifft eine mit erwärmten Klebemittelbzw. Leimwalzen arbeitende Anlage, welche an einer einseitigen Wellpappmaschine und/oder an einer Leimmaschine einer doppelseitigen Wellpappmaschine angewendet werden kann. Jede dieser Maschinen ist mit einer Klebemittelauftragwalze versehen, welche mit einem Stärkevorrat in Berührung ist. Lange Jahre war es üblich, die Temperatur der Stärke in ihrem Behälter auf Umgebungstemperatur oder auf einer Temperatur von etwa 38° C zu halten. Herkömmliche Stärke verkleistert bei einer Temperatur von etwa 63⁰ C bis 68° C und wird bei dieser Temperatur klebrig, so daß sie als Klebemittel verwendet werden kann«

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERES IENSTRASSE 33 · Telefon:281202 · Telegramm-Adresse: Lipatli/München . Boyer. Vereinsbank München, Zweigst Oskor-von-Miltar-Rine, Kto.-Nr. 882495 · Postsdiedc-Konto: München Nr. 163397

Oppenauer BOroi PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Die zusätzlich erforderliche Wärme, um die Temperatur des Klebemittels auf den Rillenkanten an einer Eindeckungs— maschine his zur Temperatur der Verkleisterung zu erhöhen, wurde bislang normalerweise durch Vorwärrawalzen für die Decke und durch eine erwärmte Anpreßwalze erzielt. Diese Walzen können die Decke bis zu einer Temperatur von 23° C und mehr erhöhen. Eine zweiseitige Wellpappmaschine ist normalerweise mit dampfgeheizten Kästen versehen, welche die erforderliche Wärme abgehen, um die Temperatur des Klebemittels auf den Rillenkanten bis zur Höhe der Verkleisterungstemperatur an— fc zuheben.

Die Erwärmung der Leim- bzw. Klebemittelauftragwalze zur Vorwärmung des Klebemittels bis zu einer Temperatur knapp unterhalb der Verkleisterungstemperatur, d.h. bis zu einem Bereich, welcher innerhalb von il° C der Verkleisterungstemperatur liegt, stellt einen beträchtlichen Vorteil dar. An der einseitigen Wellpappmaschine ist eine geringe oder keine Vorwärmung der Decke erforderlich; die bislang bekannten, hohen Klemmkräfte können wesentlich reduziert werden. Die zu starken Klemmbelastungen oder Druckkräfte hatten durch die Anpreßwalze erzeugte Kratzer etc. auf der Oberfläche der Decke hinterlassen. Die Geschwindigkeit bei der Herstellung von Wellpappe P kann beträchtlich gesteigert werden, d.h. um 50 #, da die Temperatur des Leims nur um etwa 2,5 bis 11° C erhöht zu werden braucht, um die Verkleisterung herbeizuführen·

Weitere Vorteile bestehen darin, daß die an der Eindecken— maschine erforderliche Wärmemenge beträchtlich reduziert werden kann, so daß diese kürzer ausgebildet werden kann und weniger Dampfdruck erforderlich ist« Die Dampfkästen können, was die Größe und Festigkeit anbelangt, weniger stark dimensioniert werden« Außerdem besteht ein reduzierter Wasserverlust des Klebemittels in die Wellpappe. Durch den geringeren Wasserverlust kann eine Wellpappe gleichförmigerer Gestalt erzielt werden, welche geringere Neigung besitzt, sich zu verwerfen.

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Außerdem kann die Herstellungsgeschwindigkeit doppelseitiger und dreiseitiger Wellpappe um etwa 25 % gesteigert werden.

Durch die Anlage nach der vorliegenden Erfindung wird kontinuierlich Heißwasser durch die Auftragwalze oder durch die Walzen gefördert, solange diese in Umdrehung versetzt sind. Wasser aus den Walzen wird einem Zwischenbehälter zugeführt. Von dem Zwischenbehälter wird das Wasser durch einen Wärmetauscher gepumpt und wird zur Einlaßseite der Auftragwalzen zurückgeleitet. Die Temperatur des Wassers nach Austritt aus dem Wärmetauscher wird abgefühlt und wird verwendet, um den Einlaß des Dampfes in den Wärmetauscher zu steuern.

Die Auftragwalzen sind vorzugsweise mit einem Leitkörper versehen, welcher das eingeführte Wasser direkt an den Innen— umfang der Auftragwalze heranführt. Der Leitkörper weist Torzugsweise die Gestalt eines abgedichteten Hohlkörpers auf, welcher abgeschrägte bzw, spitz zulaufende Enden aufweist· Der Hohlkörper ist durch Stegkörper oder Rippen vom Innendurchmesser der Auftragwalze getrennt. Auf diese Weise kann sich das Wasser nicht in direkter Linie rom Einlaß zum Auslaß der Auftragwalzen bewegen.

Die Anlage nach der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise als verpackte Einheit ausgebildet, welche auf einer gemeinsamen Auflage befestigt und als Einheit auf der Maschinenbrücke oder auf anderen, herkömmlichen Halterungen nahe der Auftragwalzen angebracht werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung soll infolgedessen eine verbesserte Anlage mit erwärmten Klebemittelwalzeh geschaffen werden. Es soll mit der Erfindung ein Was serumlauf sys tem geschaffen werden, welches die Oberflächentemperatur der Auftragwalzen auf einer vorbestimmten Höhe unterhalb der Ver— kleisterungstemperatur von Stärkeklebemitteln hält, solange die

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Walzen sich drehen.

Das Wasserumlauf—Heizsystem für Leimauftragwalzen soll für Wellpappe-Herstellungsmaschinen geeignet sein, wobei die gesamte Anlage als Einheit an Maschinen dieser Art befestigbar ist.

Das Wasserumlaufsystem zum Erwärmen von Leimwalzen soll die oben erwähnten Vorteile aufweisen.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine schematisohe Darstellung der erwärmbaren Klebemittelwalzenanlage nach der vorliegenden Erfindung ;

Pig» 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der in Fig. i fdargestellten Anlage;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht der in Fig. 2 dargestellten Anlage j

Fig. 4 ist eine Seitenansicht der in Fig, 3 dargestellten Anlage, gesehen von der linken Seite;

Fig. 5 ist eine sehematische Ansicht einer Klebemittelauftragwalze in ihrer Zuordnung mit einer Leimpfanne ; und

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, in welcher die

Stärketemperatur gegenüber der Viskosität in 0,45 kp/o,3 m und h dargestellt ist.

In Fig. i der Zeichnungen ist eine heizbare Klebemittel«· walzenanlage erfindungsgemäßer Art mit Bezugsnummer IO dargestellt« Die Anlage iö ist insbesondere geeignet zur Verwendung mit einer Klebemittelauftragswalze 12, welche die Auftragwalze einer Eindeckenmaschine und/oder eines Leimgerätes

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sein kann. Die Valze 12 ist in ihrem Inneren mit einem Leitkörper 14 ausgestattet. Der Leitkörper 14 weist vorzugsweise die Gestalt eines abgedichteten Hohlteils auf, besitzt schräg zulaufende Enden und ist gegenüber der Innenfläche der Walze 12 mittels im Abstand zueinander befindlicher Hippen 16 abgestützt. Der Leitkörper 14 leitet das eingeführte Wasser von der Einlaßleitung 18 entlang der inneren Umfangsfläche der Walze 12, so daß das Wasser nicht auf direktem Wege in die Auslaßleitung 20 gelangen kann.

Die Auslaßleitung 20 ist mit einem Filter 22 versehen und ist an einen Zwischenbehälter 24 angeschlossen. Der Zwischenbehälter 24 kann über ein Ventil 28 an einen Vorratsbehälter angeschlossen sein. Der Vorratsbehälter 26 kann ein Kesselsteinlösungsmittel, ein Frostschutzmittel oder jedes andere Antikorrosionsmittel enthalten, welches periodisch über das intermittierend betätigbare Ventil 28 in den Zwischenbehälter eingegeben wird. Das Ventil 28 kann ein durch eine Uhr betätigbares Ventilelement sein.

Der Zwischenbehälter 24 ist mit einer Überlaufleitung 30 ausgestattet. Die Auslaßleitung 32 des Zwischenbehälters 24 ist an die Einlaßseite einer Pumpe 34 angeschlossen, welohe das Wasser durch einen Wärmetauscher 36 pumpt« Der Auslaß des Wärmetauschers 36 steht mit einem Ende der Leitung 18 in Verbindung.

An dem einen Ende der Leitung 18 sind ein Temperaturzeiger 38 und ein Temperaturfühler 40 angeordnet. Der Dampf von einer Dampfquelle 42 wird über eine Leitung 46 in den Wärmetauscher 36 eingespeist. Die Leitung 46 ist zu diesem Zweck mit einem Auelaßdruckregler 44 und mit einem steuerbaren Ventil 48 ausgestattet. Das Ventil 48 wird durch den Temperaturfühler 40 so gesteuert, daß die Temperatur des Wassere in der Leitung 18 das Einführen des Dampfes in den Wärme-

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tauscher 36 bestimmt.

Die den Dampf einspeisende Leitung 46 kann mit einem Filter und mit einem herkömmlichen Druckentlastungsventil ausgestattet sein« Das Kondensat, welches sich im Wärmetauscher 36 sammelt, wird mit Hilfe einer Leitung 52 und einer Pumpe 54 in den Zwischenbehälter 24 geptrapt» Der Betrieb der Pumpe 54 kann bei Bedarf durch den Pegel des Kondensats innerhalb des Wärmetauschers 56 gesteuert werden.

} Die Pumpe 34 ist über ein Relais 58 und einen An-Ausschalter 60 aufweisende Leitungen an eine elektrische Spannungsquelle 56 angeschlossen» Bas Relais 58 wird darch einen Motor 62 gesteuert, welcher diß Auftragwalze 18 um ihre Lengsachse antreibt« Solange der Motor 62 die Auftragwalze 12 in Umdrehung versetzt, verbleibt die Pumpe 34 in Betrieb, εο daß das Wasser kontinuierlich durch die Aaftragwalse 12 zirkuliert wird» Wenn der Motor 62 abstoppt, wird der Betrieb der Pumpe 34 unterbrochen, sofern nicht ein Leerlaufiaotor vorhanden ist, welcher den Drehantrieb der Auftragwalze und der Pumpe fortsetzt.

Wenn die Pumpe 34 abstoppt, dann steigt die Temperatur des W Wassers innerhalb der Leitung 18 Ms ssu dem Punkt an, an welchem der Temperaturfühler 40 das Ventil 48 absperrt_β Nach Wunsch kann die den Dampf einspeisende Laitung 46 mit einem Druckzeiger 47 ausgestattet sein.

In Figur 2 der Zeichmmgaig. ist «ine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, dnroh Bezugsmummer 10^f gekennzeichnet, dargestellt. Di« Anlage 10^r dieiit ins besondere zur Verwendung an einer Zwei—Stagen—Leisaiiaoliine eine χ Zwitiüeekenmasehine.Die Anlage 10* entspricht der Anlage 10, weist darüber hinaus folgende zusätzliche Merkmale auf.

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Eine Klebemittelauftragwalze 64 ist parallel zur Walze 12 vorgesehen. Die Walze 64 weist eine Einlaßleitung 66 und eine Auslaßleitung 68 auf. Die Leitung 68 ist an die Leitung 20 angeschlossen.

Eine Nebenleitung 70 erstreckt sich von der Leitung 32 und steht mit der Einlaßseite einer Pumpe 72 in Verbindung. Der Auslaß der Pumpe 72 ist an die Einlaßseite des Wärmetauschers 74 angeschlossen. Der Auslaß.des Wärmetauschers 74 steht mit dem Einlaß der Leitung 66 in Verbindung.

Eine Nebenleitung 76 erstreckt sich von der den Dampf einspeisenden Leitung 46 zum Wärmetauscher 74. Der Temperaturfühler 80 in der Leitung 66 steuert das Ventil 78 in der Leitung 76, um das Einleiten des Dampfes in den Wärmetauscher 74 zu steuern. Eine Nebenleitung 82 erstreckt sich vom Wärmetauscher 74 zur Leitung 52, so daß das Kondensat vom Wärmetauscher 74 mit Hilfe der Pumpe 54 in den Zwischenbehälter 24 gepumpt werden kann. Der Motor 62 ist an jede der Walzen 12 und 64 angeschlossen, um diese in Umdrehung zu versetzen.

In Fig. 3 und 4 der Zeichnungen ist die Anlage 10⁽ als Einheit dargestellt, welche auf der Riffelungsbrücke einer Leimmaschine einer zweiseitigen Wellpappmaschine installierbar ist. Wie sich insbesondere aus Fig. 4 der Zeichnungen ergibt, ist eine Strebe 84 an der Brücke angeordnet, um die als Einheit aufgebaute Anlage zu befestigen. Die Strebe 84 ist an einem trogfUrmigen Rahmen 86 befestigt, welcher eine nach oben und nach außen gerichtete Verderwand 88 aufweist.

Die Vorderwand 88 trägt in herkömmlicher Weise das Temperaturanzeigegerät für den Umlauf des Wassers in die Walze 12, den Dampfdruckzeiger 47 und das Anzeigegerät 90, welches die Temperatur des durch die Walze 64 zirkulierenden Wassers angibt. Alle diese Anzeigegeräte sind so angeordnet, daß sie

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durch einen am Boden stehenden, nach oben blickenden Bedienungsmann eingesehen werden können.

Der Rahmen zur Fixierung der Anlage weist eine senkrechte, rückwärtige Wand 96 auf. Die Wärmetauscher 36 und 74 sind mit der Vorderwand 88 und der rückwärtigen Wand 96 über im Abstand zueinander befindliche Streben 98 verbunden. Ein elektrischer Kasten 100 wird durch die Wand 96 getragen. Wie sich insbesondere aus Figur 4 der Zeichnungen ergibt, wird die Parallelführung der echematisch in Figur 2 dargestellten ) Wasserzirkulation in der in den Figuren 3 und 4 ersichtlichen Einheit beibehalten. Naoh Wunsch kann die Leitung 52 mit einer Dampffalle bzw. einem Dampftopf 102 ausgestattet sein, während die zur Einspeisung des Dampfes dienende Leitung vit einem Sicherheitsventil 104 versehen sein kann.

Die Klebemittelauftragwalzen können mit dem Klebemittel in Berührung gebracht werden, welches sich innerhalb einer Pfanne bzw. innerhalb eines Troges befindet. Dies ist schematisch in Figur 5 der Zeichnungen dargestellt und ist von herkömmlicher Form. Die Klebemittelauftragwalze 12 gemäß Figur 5 ist mit dem in der Pfanne 106 befindlichen Klebemittel 108 in Berührung· Eine Streich- bzw* Rakelwalze 110 kann verwendet w werden, um mit der Oberfläche der Auftragwalze 12 zusammenzuwirken.

Die Oberfläche der Streichwalze 110 ist in einem Abstand von 0,127 bis 0,406 mm von der Auftragwalze angeordnet. Die Walze 110 ist vorzugsweise hohl geformt und auf eine Temperatur von etwa iO°C bis 16⁰C abgekühlt, um Feuchtigkeit an der chromplatiertcn Oberfläche kondensieren zu lassen· Die Feuchtigkeit erzeugt eine Waseersohicht, welche die Oberfläche der Auftragwalze im wesentlichen frei von Klebemittel hält. Das Abkühlen der Walze IiO kann durch Hindurchleiten von Wasser geschehen. Die Drehriohtung der Walze ist in Figur 5

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der Zeichnungen angegeben.

In Fig. 6 der Zeichnungen ist in einer Graphik die Klebemittel— bzw« Leimtemperatur gegenüber der Klebemittelviskosität in O₁45 kp/0,3 m und h angegeben· Die graphische Darstellung basiert auf einer Maisstärke, welche eine Temperatur der Verkleisterung von 63° C aufweist. Die Viskosität der Stärke ist bei der Gelatinierungs- bzw. Verkleisterungstemperatur auf einem Maximum. Die Kurve stellt dar, daß bis zu einer Temperatur von etwa 54° C eine sehr geringe Änderung in der Viskosität stattfindet. Es ist infolgedessen möglich, die Stärke von einer herkömmlichen Temperatur von etwa 38° C auf eine optimale Temperatur zu erwärmen, welche etwa 2,5 C unterhalb der Verkleisterungstemperatur liegt. Wenn anschließend der Leim auf den Rillenkanten ist, braucht die Temperatur nur um etwa 2,5° C erhöht zu werden, um eine Verkleisterung und daraus sich ergebende Abbindung herbeizuführen.

Je nach Material, aus welchem die Auftragwalzen gefertigt sind, kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Innenfläche der Auftragwalzen mit einer korrosionsfesten Beschichtung zu versehen, so mit einer Bronzeschicht, mit einer Chromplatierung, mit einer Galvanisierung, etc. Die Anlage nach der vorliegenden Erfindung kann Auftragwalzen bereits bestehender Maschinen zugeordnet werden, wobei lediglich der Leitkörper 14 innerhalb der neuen Walze anzuordnen ist.

Es ist erkennbar, daß die Wasser-Umlaufanlage ein geschlossenes System darstellt, in welchem das Wasser kontinuierlich verwendet wird. Die Verwendung eines Zwischen- bzw. Druckbe— hälters erübrigt, die Anlage unter Druck zu setzen, wodurch Lufttaschen oder andere Hochdruckprobleme im Umlaufsystem auftreten können, so beispielsweise die Reduzierung der Wärmeübertragung durch die Auftragwalze.

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In jeder der Anlagen 10 und 10' ist die Pumpe bzw, sind die Pumpen solange in Betrieb, als die Auftragwalzen 12 und/oder 64 in Umdrehung versetzt werden. Es wird dadurch verhindert, daß die Walzen einer ungleichförmigen Wärmeexpansion ausgesetzt sindj da diese den Rundbau der Walzen beeinträchtigen kann, falls das Heißwasser durch in Ruhelage befindliche Walzen hindurchgeleitet wird» Bei der Anlage 10^r ist der zum Antrieb der Walzen dienende Motor elektrisch an den Leerlaufmotor der doppelseitigen Wellpappmaschine bzw, der Leimmaschine angeschlossenj rau einen gleichzeitiges. Umlauf zu erzielen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Vorwärmen eines Klebemittels durch Steuerung

der Oberflächentemperatur einer Klebemittelauftragwalze einer Rillenmaschine zur Herstellung von Wellpappe durch Auftragen eines Stärkeklebemittels mit Hilfe einer hohlen Auftragwalze auf eine Pappebahn unter gleichzeitiger Drehung der Auftragwälze um ihre Längsachse, Pumpen von Wasser durch die Walze, Erhitzen des Wassers mit Hilfe eines Dampfwärmetauschers, bevor es in die Walze eintritt und Erhitzen der Walzenfläche durch Berührung mit dem erhitzten Wasser, welches durch die Walze hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des erhitzten Wassers so gesteuert wird, daß die Oberflächentemperatur der Walze (i2, 64) 2,5 bis 8,3° C unterhalb der Verkleisterungstemperatur des Klebemittels liegt, und daß das Hin— durohpumpen von Wasser durch die Walze unterbrochen wird, wenn die Walze aufhört, sich zu drehen.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusammengesetzte Einheit aus Wasserpumpe (34, 72) und Wärmetauscher (36, 74) zur Befestigung an den Enden der Walze (i2, 64), um zwischen der Walze und einen Tank (24) einen geschlossenen Wasserkreislauf zu bilden.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (36, 74) einen Kreislauf (40, 48, 78, 80) aufweist, in welchem die Wassertemperatur vor Eintreten des Wassers in die Walze (l2, 64) gemessen wird, so daß die Temperatur des in die Walze (l2, 64) eingepumpten Wassers zwischen 39° C und 65* C liegt.

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