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Titel: "Leimpumpe"
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Leimpumpe Die Erfindung bezieht sich auf leimpumpen, insbes. für Etikettiermaschinen,
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige leimpumpen sind Gegenstand des DBGM 77 27 990. Solche Pumpen
haben sich im praktischen Betrieb bewährt, es haben sich jedoch gewisse Nachteile
herausgestellt, die mit vorliegender Erfindung beseitigt werden sollen. So bereitet
die Abdichtung an der leimaustrittsstelle Schwierigkeiten. Da die Kolbenstange Im
leimkanal hin- und herbeweglich angeordnet und damit dauernd von leim umgeben ist,
ist eine Abdichtung gegenüber dem übrigen Gehäuse erforderlich. Diese Abdichtung
stellt somit eine Schwach stelle dar. Andererseits ist die Erwärmung des an der
Isimaustrittsstelle abzugebenden leimes nicht immer in ausreichendem Maße gewährleistet,
da der Leimfluß entsprechend dem Bedarf mit unterschiedlicher Geschwindigkeit erfolgt
und dementsprechend die Wärmeübertragung von der Heizpatrone auf den leim bei gleichmäßiger
Eaergiezufuhr an die Heizpatrone wesentliche Schwankungen ergibt, so daß an der
Abgabestelle die Leimtemperatur nicht annähernd konstant ist Ferner hat sich als
nachteilig herausgestellt, daß die Hochleistungsheizpatrone den leim auf indirekte
Weise erwärmt, indem die Wärmeenergie von der Patrone im wesentlichen auf das die
Patrone umschließende Gehäuse und von dort erst auf den leim übertragen wird. Die
Hochleistungspatrone stellt schließlich eine kurze Heizstrecke dar, so daß eine
hohe EQergiekonzentration im Aufheizbereich erforderlich ist, um eine ausreichende
Erwärmung bei unterschiedlichem Leimfluß zu gewahrleisten.
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aufgabe der Erfindung ist es, die Leimpumpe der gattungsgemäßen Art
so zu verbessern, daß das Abdichtproblem beseitigt wird, indem die Kolbenstange
außerhalb des leimkanales angeordnet wird und damit nicht mit dem leim in Berührung
kommt, und daß ferner die Aufheizung des leimes so vorgenommen wird, daß die Temperatur
unabhängig von dem leimdurchsatz auf einem möglichst gleichmäßigen Wert gehalten
wird.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß a) dem Pumpenrohr,
das die tolbenstange und den Zylinder aufnimmt und das leimfrei ist,- ein zweites
Rohr für den Leimfluß nachgeschaltet ist, b) im zweiten Rohr eine leimumströmte
Heizvorrichtung zum Erwärmen des leimes vorgesehen ist, und c) unmittelbar an der
Leimaustrittsstelle eine Temperaturfühlervorrichtung angeordnet ist, die mit einer
elektrischen Steuerschaltung verbunden ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei der erfindungsgemäßen leimpumpe sind die Probleme in bezug auf
die Abdichtung des leimflusses an der Kolbenstange dadurch ausgeschaltet, daß der
Leimfluß ausschließlich im Steigrohr erfolgt, so daß die hin- und hergehende Pumpbewegung
der Kolbenstange in einem.getrennten, ersten Rohr erfolgt, das leimfrei ist. Der
durch den Kolben der Kolbenpumpe geförderte leim wird dabei durch das Zwischenverbindungsstück
und das Kugelventil in das Steigrohr eingeführt und dort bis zur leimaustrittstelle
hochgefördert. Innerhalb des gesamten Bereiches des leimflusses sind deshalb mit
Ausnahme des Kugelventiles keine hin- und hergehenden Teile vorhanden, die Abdicht-probleme
ergeben könnten.
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In dem ausschließlich dem Leimdurchfluß vorbehaltenen Steigrohr ist
die Heizvorrichtung in Form einer langgestreckten, konzentrischen Heizpatrone angeordnet,
die bis zum vom Eugelventil abgewandten Binde des Steigrohres und in das Gehäuse
der leimpumpe bis unmittelbar an die leimaustrittsstelle geführt und im Gehäuse
eingeschraubt ist. Auf diese Weise umströmt der gesamte, das Steigrohr durchfließende
leim die Heizpatrone und wird damit über einen verhältnismäßig langen Weg und direkt
bis zum Beimaustritt erwärmt. Wird infolge erhöhten leimbedarfes die Ieimdurchflußgeschwindigkeit
erhöht, reicht bi gleichbleibender Eaergiezufuhr an die Heizpatrone die für die
Aufheizung des Leimes zur Verfügung stehende Energie nicht aus, um die leimtemperatur
an der Austrittsstelle konstant zu halten. Die
Temperatur, die an
der leimaustrittsstelle durch einen Temperaturmeßfühler festgestellt wird, sinkt
deshalb und der Fühler mißt diesen Temperatabfall; das dadurch erzeugte fleßsignal
wird einer Steuerschaltung zugeführt, die die Stromzufuhr zur Heizpatrone und damit
die Leimtemperatur erhöht. Da der leimaustrittsstelle die Temperatur dauernd gemessen
wird und Temperaturabweichungen in Form von Steuersignalen an die Steuerschaltung
gegeben werden, kann die Leimtemperatur auf einem weitgehend konstanten Wert gehalten
werden, der nach oben und unten um einen geringen, zulässigen Betrag abweicht, welcher
durch die auftretenden geringen Schwankungen in der Aufheizung bedingt ist, Diese
Temperaturregelung erfolgt selbsttätig innerhalb minimaler und maximaler zulässiger
Werte für die Temperaturabweichung.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Lo-impumpe ist wie folgt: Die
Kolbenstange der Leimpumpe ist in einem ersten Rohr geführt, das einen Kolben in
einem Zylinderabschluß innerhalb des Rohres aufnimmt, an den der leimeinlaß mit
der Leimfördereinheit anschließt. Eine Schutzvorrichtung in Form einer Feder verhindert
die Gefahr einer Verletzung am Leimeinlaß. Die Leimförderung erfolgt dabei in gleicher
Weise wie im Falle des DBGM 77 27 990 Im Gegensatz zu der bekannten Finnchtung wird
der leim bei der erfindungsgemäßen Leimpumpe über einen Umlenkteil in ein zweites
Rohr, das Steigrohr, übergeführt, das parallel zum ersten Rohr angeordnet ist und
das an der Umlenkstelle ein Kugelventil besitzt, welches den Leimpumpeffekt reguliert,
d.h öffnet und sperrt. Bei geöffnetem Kugelventil wird der leim von der Fintrittsstelle
am ersten Rohr durch das Zwischenstück in das Steigrohr nach oben gefördert und
umströmt dort die Heizpatrone, die konzentrisch im Steigrohr angeordnst ist und
die im Gehäuse der Leimpumpe unmittelbar am Leimaustritt befestigt ist. Der die
Heizpatrone umströmende leim verläßt die Leimpumpe über einen Austrittskanal, in
welchem eine Temperaturfühlervorrichtung unmittelbar an der Austrittsstelle angeordnet
ist, die die Temperatur des die Leimpumpe verlassenden leimes laufend feststellt.
Hat der leim eine zu niedrige Temperatur, gibt der
Temperaturfühler
ein Signal an eine Steuerschaltung, die eine höhere Stromzufuhr an die Reizpatrone
bewirkt; ist die Temperatur des austretenden Leimes zu hoch, wird die Reizpatrone
weniger beheizt, so daß eine Regelung um einen bestimmten Temperaturwert erzielt
wird. Diese Regelung erfolgt z.B. über einen Schalttransistor, der mit der Steuerschaltung
(gedruckte Schaltung) kombiniert ist, die die EnergiezuSuhr zur Heizpatrone soeinstellt,
daß die Temperatur des austretenden Leimes einen weitgehend konstanten Wert hat
Die geringen Temperaturschwankungen nach unten und nach oben ergeben sich durch
die Trägheit der Heizwirkung, wobei das Ausmaß der Schwankungen durch die EmpSindlichkeit
des Fühlers gegeben ist.
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In den 1)rickluftweg für die Betätigung der Eolben-Zylindereinheit
ist ein pneumatischer Druckschalter eingeschaltet, der bei Bedarf selbsitig die
Steuervorrichtung abschaltet und damit als Sicherheitsschalter wirkt. Wird nämlich
die DruckluStzufuhr zur Kolbenpumpe abgeschaltet, wird kein Leim mehr gefördert,
so daß der im Steigrohr befindliche leim sich relativ zur Heizpatrone nicht mehr
bewegt und damit von der Heizvorrichtung weiter aufgeheizt wird, sodaß der die Heizvorrichtung
umgebende Leim in sehr kurzer Zeit eine unzulässig hohe Temperatur erreicht hat,
bei der ein Verharzen des Leimes eintritt, ehe die erhöhte Temperatur an der Aufheizstelle
sich im stationären Leim bis zum Temperaturfühler fortgesetzt hat und der Temperaturfühler
ansprechen sowie die Heizvorrichtung abschalten kann. Um eine derartige unzulässige
Aufheizung des Leimes im Steigrohr bei Ausbleiben der laft für die Betätigung des
Pumpkolbens auszuschalten und damit einwandfrei zu verhindern, daß die Leimpumpe
nicht mehr betriebsfähig ist, wird mit vorliegender Erfindung vorgeschlagen, die
Stromzufuhr zur Heizpatrone selbsttätig abzuschalten, sobald der Pumpkolben stillsteht.
Dies wird beispielsweise mit einem in den Druckluftweg der Kolbenpumpe eingeschalteten
pneumatisch-elektrischen Druckwandler erreicht; es kann jedoch auch ein Sicherheitsschalter
anderer Art verwendet werden,
der in Abhangigkeit von der Bewegung
der Kolbenstange bzw. des Kolbens anspricht.
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Nachstehend wird die Erfindung in Ver-bindung mit der Zeichnung anhand
eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht durch
eine Leimpumpe gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Leimpumpe nach
Fig. 1 längs der Schnittlinie A-A, in vergrößertem Maßstab, und Fig. 3 schematisch
eine Ausführungsform der Temperaturfühlervorrichtung.
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Das Gehäuse 1 der leimpumpe gemäß der Erfindung besteht aus einem
Deckstück 2, einem Mantel 3 und einem Bodenstück 4, an das ein Zusatzgehäuse 5 zur
Aufnahme der Vorrichtungen für die leiiatemperatursteuerung und leimführung anschließt.
Das Zusatzgehäuse 5 ist mit Hilfe eines Verbindungsflansches 6 am Bodenstück 4 befestigt.
Der Mantel 3 umschließt eine Kolben-Zylinder-Einheit 7 mit Zylinder 8, Kolben 9
und Kolbenstang-e 10. Mit 11 sind Steuerventile für die Kolbenbewegung angedeutet.
Der Teil der Leimpumpe, der hier mit 1 bis 4 und 7 bis 11 bezeichnet ist, ist im
einzelnen in DBGM 77 27 990 beschrieben und wird hier nicht naher erläutert, da
er nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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Im Zusatzgehäuse 5 ist eine Kammer 12 ausgebildet, die die elektrische
Steuerschaltung aufnimmt und die einen Anschluß 13 für die Stromzufuhr besitzt.
Das Zusatzgehäuse 5 nimmt in seinem Inneren ein Trennrohr 14 auf, das den Raum 12
frei von Verunreinigungen, Kondenswasser und Luft hält, und in dem die Kobenstange
10 gleitend angeordnet isto Am Trennrohr 14 ist ein erstes Rohr bzw. Führungsrohr
15 konzentrisch zur Kolbenstange 10 befestigt.
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Die Kolbenstange 10 besitzt am unteren Ende einen im Rohr 15 gleitenden
Pumpkolben 16, an den sich nach außen Leimauslaßöffnungen 17 anschließen. Das äußere
Ende des Rohres 15 mit Pumpkolben 16
ist von einer Feder 18 umschlossen,
die einen Schutz gegen Berühren sowie gegen das Eindringen von groben Verunreinigungen
darstellt. Das Fukrungsrohr 15 ist am freien Ende mit einem Querstück 19 abgeschlossen,
das einen Umlenkkanal 19' für den Leimdurchfluß aufweist, in welchem der durch die
Beimeinlaßöffnungen 17 eingetretene Leim um 1800 umgelenkt wird. Am austrittseitigen
Ende des Querstückes 19 ist ein Kugelventil 20 vorgesehen, das in Leimeintritt in
das zweite Rohr bzw. Steigrohr 21 steuert. Das Kugelventil 20 entspricht dem Kugelventil
nach DBGM 77 27 990 und ist nicht Gegenstand der Erfindung. Dies gilt auch für die
leimförderung an sich. Das Steigrohr 21 verläuft parallel und in unmittelbarer Nähe
zum Rohr 15. Es wird von dem Zusatzgehäuse 5 aufgenommen. Das Steigrohr 21 umschließt
die Heizpatrone 22 konzentrisch; die Heizpatrone 22 ist in das Gehäuse 5 an der
Stelle 23 dicht eingeschraubt. An diesem Ende steht die Heizpatrone 22 mit dem Leimaustrittskanal
25 in Verbindung. Der Temperaturfühler 24 ist in unmittelbarer Nahe der leimaustrittsstelle
25 angeordnet. Er stellt die Temperatur des aus der Austrittsstelle 25 austretenden
Leimes fest und beaufschlagt in Abhängigkeit davon eine Schaltvorrichtung für die
Stromregulierung der Heizpatrone. Der Temperaturfühler 24 ist vom Zusatzgehäuse
5 aufgenommen und steht mit einer Platine 27 in Verbindung, die die gedruckte Schaltung
für die Temperaturregelung aufnimmt.
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Die Temperaturfühlervorrichtung 24 ist im einzelnen in Fig. 3 darsestellt.
Das FUhl- und Trennelement 26 des Temperaturfühlers 24 ist ein Kupferplättchen,
das im dargestellten Ausführungsbeispiel den Boden eines aus Kupfer bestehenden
Zylinders 31 darstellt. Das Kupferplättchen 26 ist direkt in den teimdurchflußpfad
an der leimaustrittsstelle 25 eingesetzt, so daß die Temperatur des vorbeiströmenden
Leimes direkt auf das Kupferplättchen 26 übertragen wird. Der Eupfer-zylinder 31
ist mit Klebemasse 32 ausgegossen, in der ein Schalttransistor 33 vorgesehen ist.
Dieser Schalttransistor 33 ist vorzugsweise ein temperaturabhängiger Schalttransistor,
der die Temperatur des Plättchens 26
direkt aufnimmt und bei einer
Abweichung der festgestellten Temperatur nach oben oder unten ein entsprechendes
Steuersignal an die elektrische Steuerschaltung (gedruckte Schaltung) auf der Platine
27 abgibt. Der Zylinder 31 ist von einer Kunststoffmasse 35 umgeben, in die zu Abdichtzwecken
ein O-Ring 36 eingesetzt ist, Die Kunststoffmasse 35 dient zur Wärmeisolierung gegenüber
dem Gehäuse 5.
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Durch druckluftgesteuerte Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 9 mit
Kolbenstange 10 wird der Pumpkolben 16 der leimfördereinheit im Endstück des Führungsrohres
15 hin- und herbewegt. Die Kugel des Kugelventils 20 wird dabei periodisch geöffnet9
so daß der über die Einlaßöffnungen 17 eingetretene leim durch das Kugelventil 20
in das Steigrohr 21 eintritt und im Steigrohr 21 bis zur Leimaustrittsstelle 25
hochgefördert wird. Auf diese Weise wird der leim im Steigrohr 21 an der langgestreckten
Heizpatrone 22 vorbeigeführt und dabei fortlaufend erwärmt, so daß bei entsprechender
Auslegung der Heizpatrone der an der leimaustrittsstelle 25 austretende Leim die
für den Betrieb gewünschte Temperatur hat, wenn ein bestimmter leimdurchsatz zugrunde
gelegt wird.
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Bei einer verringerten Leimgeschwindigkeit wird die BfarmUng des leimes
zu stark, so daß durch die beschriebene Temperaturregelvorrichtung die Heispatrone
22 weniger aufgeheizt wird.
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Dadurch sinkt die Temperatur des Leimes bis auf einen unteren zulässigen
Wert, bei dessen Erreichen die Regelvorrichtung wieder anspricht und die Heizpatrone
stärker erwärmte Durch Regelung der Beheizung der Heizpatrone 22 zwischen einem
minimalen und einem maximalen Wet läßt sich erreichen, daß die Leimtemperatur an
der leimaustrittsstellemit geringen Schwankungen selbsttätig auf einem im wesentlichen
konstanten Temperaturwert gehalten werden kann, so daß an der Leimaustrittsstelle
ets leim der erforderlichen Temperatur zur Verfügung gestellt wird.
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Um zu verhindern, daß bei Abschaltung bzw. Ausfall der Druckluft für
die Betätigung der Kolbenpumpe eine übermäßige Aufheizung der Heizpatrone und des
diese umgebenden stationären Leimes
eintritt, ist in den Druckluftweg
der Kolbenpumpe ein pneumatischelektrischer Druckwandler 37 eingeschaltet, der über
eine Steuerleitung 38 mit der Steuerschaltung 27 verbunden ist. Ein Ansprechen des
Druckwandlers 37 (bei Druckluftausfall) bewirkt, daß die Steuerschaltung 27 die
Stromzufuhr zur Heizpatrone 22 abschaltet, so daß eine weitere leimaufheizung unterbu-nden
wird.
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