DE3300008A1

DE3300008A1 - Leimwalze fuer eine etikettierstation

Info

Publication number: DE3300008A1
Application number: DE19833300008
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Jagenberg AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1982-05-05
Filing date: 1983-01-03
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE3300008C2

Description

Leimwalze für eine Etikettierstation
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leimwalze für eine Etikettierstation mit einem insbesondere auf der Stauseite des Leims eine Hohlkehle aufweisenden Leimschaber, dessen Schabekante mit dem Walzenmantel einen Spalt für den Durchtritt des Leims bildet, und einem Zufuhrorgan für den Leim, mit dem der Leim aus einem Reservoir in Drehrichtung der Leimwalze vor dem Leimschaber, insbesondere in dessen oberem Bereich, im Überschuß zuführbar ist.
Bei einer bekannten Etikettierstation einer Etikettiermaschine für Flaschen wird über die Leimwalze, in der Regel unter Zwischenschaltung einer Leimpalette, der Leim auf ein Etikett übertragen. Aus Kostengründen soll nur eine eine sichere Klebeverbindung gewährleistende Leimmenge auf das Etikett übertragen werden. Die Leimmenge wird durch Einstellung des Spaltes am Lejmschaber eingestellt.
Es hat sich nun gezeigt, daß während des Betriebes, bei unveränderter Einstellung des Leimschabe,die Auftragsmenge kleiner wird. Bei sehr knapper Leimmenge bei Betriebsbeginn reicht schon nach einer halben bis einer Be- triebsstunde die durch den Spalt am Schaber durchgelassene Leimmenge nicht aus, um die gewünschte, sichere Klebeverbindung zu gewährleisten. Deshalb war es bisher erforderlich, von Betriebsbeginn an den Spalt auf eine größere Leimmenge einzustellen. Eine größere Leimmenge ist nicht nur aus Kostengründen, sondern vor allem auch wegen der Gefahr der Leimverschmutzung unerwünscht. Wenn nämlich Leim im Überschuß von der Leimwalze auf die mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden und sich drehenden Leimpaletten übertragen wird, besteht die Gefahr, daß der Leim weggeschleudert wird, wodurch die Etikettierstation verschmutzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leimwalze für eine Etikettierstation der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei unveränderter Einstellung des Leimschabers die während des Betriebes auftretende Änderung der Leimmenge möglichst klein ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Leimschaber ein Heiz- oder Kühlorgan zugeordnet ist, mit dem der am Leimschaber sich stauende Leim kühl- bzw. erwärmbar ist.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Veränderung der Auftragsmenge des Leims bei unveränderter Einstellung des Leimschabers auf die sich während des Betriebes erfolgende starke Erwärmung des Leims zurückzuführen ist. Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ist es möglich, den Leim während des Betriebes auf der für die Verarbeitung optimalen Temperatur zu halten. Deshalb ist es möglich, von Betriebsbeginn an die einmal. am Leinischaber auf sparsamen Leimverbrauch bei ausreichender Klebekraft eingestellte Belagdicke des Leims auf dem Walzenmantel während des Betriebes beizubehalten. Leimspritzer und die da- mit verbundene Verschmutzung der Etikettierstation treten nicht auf.
Da sich der am Leimschaber stauende und eine rotierende, nach unten fließende Leimsäule bildende Leim auf seiner Oberfläche gekühlt oder erwärmt wird, ist die Wärmezu-bzw. -abfuhr für die Bearbeitung optimal und energiesparend, weil immer nur die von der Leimwalze unmittel aufgenommene äußere Schicht dieser Leimsäule gekühlt, bzw.
erwärmt wird. Würde dagegen der Leim bereits in der Zufuhrleitung erwärmt oder gekühlt werden, dann wäre das mit erheblichen Nachteilen verbunden. Bei einer Kühlung von außen würde der Leim in der Leitung im Außenbereich zäher und der Durchfluß deshalb erschwert. Da der Kern des durch die Leitung fließenden Leims dagegen nicht gekühlt wird, die sich vor dem Schaber bildende Leimsäule aber aus einer Mischung mit unbestimmten Anteilen des Leimkerns und des Leimmantels in der Leitung besteht, müßte bei einer Kühlung an der Zufuhrleitung die Kühlung verstrikt sein, damit die resultierende Temperatur die für den Leimauftrag richtige Temperatur ist. Diese Schwierigkeiten würden bis auf die Verminderung der Fließfähigkeit des Leims in der Leimzufuhrleitung auch bei einer äußeren Erwärmung des Leims in der Leimzufuhrleitung in entsprechender Weise gelten. Würde der Leim dagegen über Kühl-oder Wärmelamellen geschickt, ergäben sich Schwierigkeite für die Reinigung dieser Kühlelemente.
Untersuchungen an einer Etikettierstation mit einem ausschließlich aus Metall bestehenden Leimschaber und Leimzufuhr am oberen Ende des Leimschabers haben ergeben, daß die Temperatur des Leims vom oberen Ende des Leimschabers ZUITI unteren Ende ansteigt. Ein solcher Temperaturanstieg kann durch verschiedene Maßnahmen vermindert oder gar vrliindrt werden.
Eine Temperaturvergleichmäßigung über die Schaberlänge kann nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß mit dem Heiz- oder Kühlorgan dem Leimschaber eine über seine Länge unterschiedliche Wärmemenge zuführbar bzw. eine unterschiedliche Wärmemenge abführbar ist. Im einzelnen kann dies dadurch geschehen, daß das Heiz- oder Kühlorgan mindestens einen Kanal aufweist, der mit einem Kühlmittel oder Wärmeträger durchströmbar ist.
Die unterschiedliche Wärmemenge läßt sich dabei nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zu- bzw.
dadurch abführen, daß entsprechend der für die Vergleichmäßigung der Leimtemperatur über die Schaberlänge benötigten Erwärmung oder Kühlung die Verteilungsdichte des Kanals bzw. der Kanäle gestaltet ist. Bei einem beispielsweise mäanderförmig verlaufenden Kanal können die benachbarten Kanäle in dem stärker zu kühlenden oder zu erwärmenden Bereich dichter als in dem übrigen Bereich liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die verschiedene Verteilung der Wärmezu- bzw. -abfuhr dadurch erreicht werden, daß dann, wenn Kühlmittel zugeführt wird, dieses den Kanal im Gegenstrom zum Leim durchströmt, während bei einem Wärmeträger dieser den Kanal in Fließrichtung des Leims durchströmt.
Eine Temperaturvergleichmäßigung kann aber auch ohne, vorzugsweise aber mit dem Heiz- oder Kühlorgan dadurch erreicht werden, daß die Oberfläche des Leimschabers zumindest auf der Stauseite des Leims einen wesentlich geringeren Reibungsfaktor gegenüber dem Leim als die Leimwalze hat. Bei einem aus Metall besLeiienden, unbeschiehteten Leimschaber ohne Heiz- und Kühloryan wurde in einem Versuch festgestellt, daß sich der Leim innerhalb von 25 Minuten von 180 C auf 30 C erwärmte, während im gleichen Zeitraum bei Anwendung des insbesondere mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Leimschabers nur eine Erwärmung von 180 C auf 250 C eintrat. Ferner wurde festgestellt, daß längs des Leimschabers im einen Fall ein Temperaturunterschied von 60 C von oben nach unten eintrat, während bei dem erfindungsgemäßen Leimschaber nur ein Temperaturunterschied von oben nach unten von 30 C eintrat.
Als besonders günstig hat sich die Ausbildung eines Leimschabers erwiesen, bei dem die Oberfläche aus fein verteilten kleinen Bereichen mit guter Wärmeleitfähigkeit und anderen, dazwischenliegenden Bereichen mit niedrigem Reibwert besteht. Vorzugsweise besteht ein solcher Leimschaber aus Metall mit in kleinen Öffnungen oder Rissen der Metalloberfläche eingelagertem Stoff mit niedrigem Reibwert. Eine derart strukturierte Oberfläche ist unter dem Warenzeichen Tfe-Lok bekannt.
Bei Etikettiermaschinen wird häufig gefordert, aaß die Leimpaletten von der Leimwalze dann keinen Leim aufnehmen sollen, wenn die Etikettiermaschine leerläuft, d.h., keine Etiketten übertragen werden sollen. Es ist bekannt, in diesem Fall dem Leimschaber einen weiteren Leimschaber vorzuordnen, der zwischen zwei Stellungen verstellbar ist. In der einen Stellung liegt er sehr dicht an der Leimwalze an, so daß er keinen für eine Etikettierung ausreichenden Leimbelag durchläßt, während er im anderen Fall so weit von den Leimwalzen entfernt liegt, daß der von dem ersten Leimschabur durchgelassene Leimbelag ungestört den zweiten Leimschaber passieren kann.
Um zu verhindern, daß bei angestelltem, zweiten Leimschabar der Leim sich unzulcissig stark erwärmt, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß auch dieser zweite Leimschaber wi.e der erste Leimschaber gekühlt oder erwärmt wer- den kann. Vorzugsweise kann die Zu- und Abfuhr von Wärme zwischen den beiden Leimschabern umgeschaltet werden. In übrigen kann dieser zweite Leimschaber wie der erste Leimschaber ausgestaltet sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sollte der erste Leimschaber und gegebenenfalls der zweite Leimschaber auf einer Drehachse verschwenkbar angeordnet und in eine oder mehrere Stellungen verstellbar sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Leimschaber auf die entsprechend der Leimtemperatur optimale Spaltbreite einzustellen.
Ein bei vertretbarem Aufwand für die Kühlung oder Erwärmung des Leims nicht ganz zu vermeidendes Schwanken der Leimtemperatur kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Brfindung dadurch kompensiert werden, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit einem Fühler die Leimtemperatur und/oder die Belagdicke des Leims auf dem Walzenmantel der Leimwalze erfaßt und in Abhängigkeit von diesem Meßwert die Zu- und Abfuhr von Wärme und/oder die Spaltbreite des verstellbar angeordneten Leimschabers im Sinne einer konstanten Belagsdicke steuert. Mit dieser Maßnahme werden also sowohl temperaturbedingte als auch durch andere Einflüsse bedingte Schwankungen in der Leimbelagsdicke ausgeregelt. Solche anderen Schwankungen in der Belagsdicke können sich bei absolut konstant gehaltener Leimtemperatur auch dadurch ergeben, daß die sich vor dem Schaber stauende Leimsäule den elastischen Walzenmantel bei hohen Leistungen (hohe Drehgeschwindigkeit der Leimwalze) mehr eindrückt als bei kleinen Leistungen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Im einzelnen zeigen Fig. 1 eine Leimwalze mit Leimschaber in Ansicht, Fig. 2 die Leimwalze mit Leimschaber gemäß Fig. 1 im Querschnitt nach der Linie I - I der Fig. 1, Fig. 3 die Leimwalze mit Leimschaber gemäß Fig. 1 mit einem weiteren Leimschaber im Querschnitt entsprechend der Darstellung der Fig. 2, Fig. 4 eine Leimwalze mit verstellbarem Leimschaber ähnlich der Ausführung der Fig. 1 und 2 im Querschnitt, entsprechend der Darstellung der Fig. 2 und Fig. 5 u. 6 den Leimschaber in seiner Stellung für minimale und maximale Spaltbreite.
Ein an eine rotierende Leimwalze 1 angestellter Leimschaber 2 bildet mst der Leimwalze 1 einen Durchtrittsspalt 3 für den auf die Leimwalze 1 zu übertragenden Leim. Auf der Stauseite weist der Leimschaber 2 eine kreisförmige Hohlkehle 4 auf. Wie Fig. 1 zeigt, wird der Leim über ein Zufuhrorgan oben am Schaber 2 auf dessen Stauseite zugeführt, so daß er vor dem Schaber nach unten fließt. Am unteren Ende wird der nicht von der Leimwalze 1 übernommene Leim in einer nicht dargestellten Wanne aufgefangen und dem nicht dargestellten Leimreservoir zugeführt, von wo er über eine Pumpe dem Zufullrorgan 5 wieder zugeleitet wird.
Die Oberfläche des Leimschabers 2 ist im Bereich der Hohlkeule 4, der Schaberkante und der Rückseite des Schabers derart beschichtet, daß sie bei guter Wärmeleitfähigkeit einen geringen Reibwert hat. Eine solche Oberfläche kann aus Hartchrom mit eingelagertem Polytetrafluoräthylen (bekannt unter dem deutschen Warenzeichen Tfe-Lok) bestehen.
Der Schaber 2 weist auf der der beschichteten Oberfläche 4 gegenüberliegenden Rückseite mehrere sich über die Schaberlänge erstreckende, parallele Kanale 6 auf, denen ei Wärmeträger oder Kühlmittel über einen Einlaß 7a oder 7j zuführbar ist. Im Falle eines Kühlmittels wird dieses über den Einlaß 7a unten zu- und oben über den Auslaß 7b abgeführt, während im Falle eines Wärmeträgers dieser oben zu-und unten abgeführt wird. Das Kühlmittel wird also im Gegenstrom zur Fließrichtung der Leimsäule zugeführt.
Sofern die Etikettierstation unter Bedingungen betrieben wird, unter denen eine für die Verarbeitung optimale Temperatur des Leims nicht erreicht wird, wird über den Einlaß 7b den Kanälen 6 von oben ein Wärmeträger zugeführt und über den Auslaß 7a abgeführt. Die in der Hohlkehle 4 bei sich drehender Leimwalze 1 drehende Leimsäule wird in ihrer äußeren Schicht gekühlt, die von der Leimwalze 1 abgenommen wird.
Der Leimschaber 2 ist an einer Führungsbüchse 8 angeschraubt, die auf einer Drehachse 9 sitzt. Mittels einer federbelasteten Kugel 10, die in eine Ausnehmung 11 der Drehachse 9 einrastet, wird der Schaber 2 in Betriebsstellung gehalten. Um den Schaber 2 von sich vor ihm stauenden Etiketten zu reinigen, kann er entgegen dem Uhrzeigersinn auf der Drehachse 9 verschwenkt werden.
Das Ausführungsbeispicl der Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 nur dadurch, daß zwischen dem Zufuhrorgan 5 für den Leim und dem Leimschaber 2 ein weiterer Leimschaber 12 vorgesehen ist, der über einen Arm 13 vrschwenkbdr auf der Drehachse 9 gelagert ist. Mittels nicht dargcstellter Stellorgane kann dieser Leimschaber 12 aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung, in der er den auf die Leimwalze 1 aufgetragenen Leim ungehindert durchläßt, in eine praktisch mit seiner Schaberkante den Walzenmantel berührende Stellung gebracht werden. In dieser Stellung verhindert der Leimschaber 12, daß Leim in einer für die Beleimung der Etiketten ausreichenden Menge durchgelassen wird. Damit der sich in diesem Fall am Schaber 12 stauen-Leim de/nicht unzulässig stark erwärmt oder nicht zu sehr abkühlt, sind an diesem Leimschaber 12 die gleichen Maßnahmen für die Kühlung bzw. Erwärmung wie am Leimschaber 2 verwirklicht, so daß darauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Da bei dieser Ausgestaltung der Erfindung entweder nur der Leimschaber 2 oder der Leimschaber 12 den Leim staut, brauchen nicht beide Leimschaber gleichzeiting gekühlt oder erwärmt zu werden. Deshalb ist nach einem Vorschlag der Erfindung vorgesehen, die Zu- bzw.
Abfuhr von Wärme zwischen den beiden Leimschabern umzuschalten.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 darin, daß die Spaltbreite des Leimschabers 2 während des Betriebes einstellbar ist. Dafür greift an der Führunyshülse 8 ein Stellorgan 14 an, das über einen Arm 15 von der Drehachse 9 getragen wird. Das Stellorgan kann als Schrittmotor ausgebildet sein und erhält seine Steuerbefehle von einer Steuereinrichtung, die die Leimtemperatur mittels eines vorzugsweise am unteren Ende des Schabers angeordneten Fühlers und/oder die Leimbelagsdicke mittels eines Fühlers 16 erfaßt. Da die Belägsdicke des Leimes von der Leimtemperatur abhängt, geht in den Meßwert der Leimbelagsdicke die Temperatur ein. Deshals ist os im allgemeinen nicht erforderlich, bei Messung der Leimbelagsdicke auch noch die Temperatur zu erfassen.
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Claims

Ansprüche: 1. Leimwalze für eine Etikettierstation mit einem insesondere auf der Stauseite des Leims eine Hohlkehle aufweisenden Leimschaber, dessen Schabekante mit dem Walzenmantel einen Spalt für den Durchtritt des Leims bildet, und einem Zufuhrorgan für den Leim, mit dem der Leim aus einem Reservoir in Drehrichtung der Leimwalze vor dem Leimschaber, insbesondere in dessen oberem Bereich, im überschuß zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leimschaber (2) ein Heiz- oder Kühlorgan (6) zugeordnet ist, mit dem der Leim auf der Stauseite kühl-bzw. erwärmbar ist.
2. Leimwalze nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß mit dem Heiz- oder Kühlorgan (6) dem Leimschaber (2) eine über seine Länge unterschiedliche Wärmemenge zuführbar ist und von dem eine unterschiedliche Wärmemenge abführbar ist.
3. Leimwalze nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k- e n n z e i c h n e t daß das Heiz- oder Kühlorgan (6) mindestens einen Kanal aufweist, der von einem Kühlmittel oder Wärmeträger durchströmbar ist.
4. Leimwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der für die Vergleichmäßigung der Leimtemperatur über die Länge des Leimschabers (2) benötigte Erwärmung oder Kühlung die Verteilungsdichte des Kanals oder der Kanäle (6) gestaltet ist.
5. Leimwalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, (7 a daß der Kühlmitteleinlaß/sic im unteren Bereich des (7b) Leimschabers (2) und der Kühlmittelauslaß/sich im oberen Bereich des Leimschabers (2) befindet.
6. Leimwalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträgereinlaß sich im oberen Bereich des Leimschaber (2) und der Wärmeträgerauslaß sich im unteren Bereich des Leimschabers (2) befindet.
7. Leimwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Leimschaber (12) mit entsprechend dem ersten Leimschaber (2) ausgestatteten Heiz- und Kühlorgan zwischen dem Zufuhrorgan (5) für den Leim und dem ersten Leimschaber (2) angeordnet ist, wobei der weitere Leimschaber (12) zwischen einer ersten Stellung dicht an dem Mantel der Leimwalze (1) und einer zweiten Stellung mit einem für den ungestörten Durchtritt des unverbrauchten Leimbelags ausreichenden Abstand von dem Mantel der Leimwalze befindlichen Stellung verstellbar ist.
8. Leimwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abfuhr von Wärme zwischen den beiden Leimschabern(2,12) um-haltbar ist.
9. Leimschaber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leimschaber (2) und gegebenenfalls der zweite Leimschaber (12) auf einer Drehachse (9) verschwenkbar angeordnet und in eine oder mehrere Stellungen verstellbar sind.
10. Leimschaber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit einem Fühler (16) die Leimteperatur und/oder die Belagsdicke des Leims auf dem Mantel der Leimwalze (1) erfaßt und in Abhängigkeit von diesem Meßwert bzw. diesen Meßwerten die Zu- und Abfuhr von Wärme und/oder die Spaltweite des ersten, verstellbar angeordneten Leimschabers (2) im Sinne einer konstanten Belagsdicke steuert.
11. Leimschaber nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z ewi c h n e t , daß an dem ersten Leimschaber (2) ein von der Drehachse (9) gehaltenes Verstelloryan (14) angreift, das von der Steuereinrichtung mit Stellbefehle beaufschlagbar ist.
12. Leimwalze für eine Etikettierstation mit einem insbesondere auf der Stauseite des Leims eine Hohlkehle aufweisenden Leimschaber, dessen Schabekante mit dem Walzenmantel einen Spalt für den Durchtritt des Leims bildet, und einem Zufuhrorgan für den Leim, mit dem der Leim aus einem Reservoir in Drehrichtung der Leimwalze vor dem Leimschaber, insbesondere in dessen oberem Bereich, im Überschuß zuführbar ist, insbesondere nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Oberfläche des Leimschabers (2) zumindest auf der Stauseite des Leims einen wesentlich geringeren Reibwert gegenüber dem Leim als die Leimwalze (1) hat.
13. Leimwalze nach Anspruch 12, d a d u r c h -g e k e n n z e i c h n e t daß die den Spalt begrenzende, zum Walzenmantel etwa parallel verlaufende Spaltfläche einen wesentlich geringeren Reibwert gegenüber dem Leim als die Leimwalze (1) hat.
14. Leimwalze nach Anspruch12oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche des Leimschabers (2) aus Polytetrafluoräthylen (Tfe-Lok) besteht.
15. Leimwalze nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Leimschabers (2) aus fein verteilten kleinen Bereichen mit guter Wärmeleitfähigkeit und dazwischenliegenden kleinen Bereichen mit geringem Reibwert besteht.
16. Leimwalze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, mit daß der Leimschaber (2) aus Metall/in kleinen Öffnungen oder Rissen der Metalloberfläche eingelagerten Stoffteilchen mit geringem Reibwert besteht.
17. Leimwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i ch n e t, daß der Leimschaber (2) auf seiner Rückseite eine scharfe Abrißkante hat.
18. Leimwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Leimschabers (2) zur Bildung der scharfen Kante entgegen der Laufrichtung der Leimwalze (2) zurückspringt.