DE4121792A1

DE4121792A1 - Duesenauftragssystem

Info

Publication number: DE4121792A1
Application number: DE4121792A
Authority: DE
Inventors: Horst Rathert
Original assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Current assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1993-01-07

Description

Bei der Beleimung von Buchblockrücken mit PUR-Leimen ergeben sich aufgrund der Reaktion des Leimes mit der Feuchtigkeit der Außenluft Probleme beim Auf trag des Leimes unter Verwendung von üblichen Walzenleimwerken. Es gibt da bei Handlingsschwierigkeiten einerseits und andererseits regelmäßigen Ver lust des teuren Leimes beim Reinigen. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, wird versucht, die offenen Walzenauftragssysteme durch Düsen zu ersetzen.

Bekannt sind Düsenauftragssysteme, bei denen der PUR-Leim in einer Faß schmelzeinrichtung geschmolzen und dann zunächst einem offenen Zwischentank zugeführt wird. Der Speicherkapazität des Zwischentanks kommt dabei die Auf gabe zu, bei Faßwechsel Produktionsausfall zu verhindern. Aus dem Zwischen tank, als offenes System, resultieren bekanntlich Nachteile wie Leimaushärtung, Reinigungsprobleme, usw.

Zwischen dem Zwischentank und der Auftragsdüse befindet sich ein volumenela stisches Schlauchsystem, das die genau dosierte Menge der Förderpumpe im Zwi schentank bei Start und Stop des Leimauftrags verfälschen kann. Dabei sind komplizierte Druckeinstellungen zur Vermeidung von ungleichmäßigem Leimauf trag erforderlich.

Ein anderes System arbeitet nicht mit abgestimmter Fördermenge, sondern mit Einstellung des Förderdrucks. Wegen der starken Abhängigkeit von Auftrags dicke, Buchblockrückenbreite, Überlaufgeschwindigkeit der zu beleimenden Buchblocks und Viskosität des Leimes ist eine definierte Druckeinstellung nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Düsenauftragssystem zum Auftra gen von Hotmelt, insbesondere PUR-Leim, auf Buchblockrücken der gattungsgemä ßen Art zu schaffen, bei dem sich der Förderdruck selbsttätig einstellt und das die Nachteile der offenen Systeme nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In bekannter Weise wird der PUR-Leim geschmolzen und dem Düsenblock, der die Förderpumpe enthält, zugeführt. Vor dem Düsenblock ist ein Speicher, z. B. Kolbenspeicher, angeordnet, der die erforderliche Leimmenge bei Faßwechsel abpuffert. Die direkt vor der Düse befindliche Pumpe vermeidet unter Druck befindliche Schlauchleitungen und somit deren "Atmen". So wird die regelbare Fördermenge direkt auf die Düse übertragen ohne Elastizitäts- und Kompressibilitätsverluste.

Das An- und Absetzen bei der Beleimung wird gesteuert durch ein präzises und schnell arbeitendes Magnet-Sitzventil. Es ist so dicht wie möglich vor dem Düsenaustrittsschlitz angeordnet, um ein präzises Abreißen des Leimfilms zu sichern. Während der Auftragspause (Buchblocklücke) muß die konstant weiter zugeführte Fördermenge der Pumpe weiterlaufen. Sie wird über ein Druckventil abgespritzt, wobei der Abspritzdruck durch mechanische, pneumatische oder elektrische Mittel so geregelt ist, daß er um ca. 1 bar über dem erforderli chen Auftragsdruck der Düse liegt. Der Auftragsdruck der Düse wird zuvor beim Auftrag des Leimes gemessen und gespeichert.

Da bei Produktionsstart der erforderliche Auftragsdruck noch nicht bekannt ist, wird zunächst der Abspritzdruck auf einen von der Pumpendrehzahl abhän gigen Wert automatisch durch die Steuerung voreingestellt. Dieser vorläufige Druck ist auf jeden Fall höher als der erforderliche Auftragsdruck. Bei je dem Arbeitstakt wird der Auftragsdruck neu gemessen und für die nächste Auf tragspause abgespeichert. Auf diese Weise bleibt der Leimfluß durch die Pum pe stets konstant. Außerdem verändert sich der Druck zwischen Düse und Steu erventil nicht bzw. nur ganz geringfügig, weil der Abspritzdruck etwas höher liegt als der Auftragsdruck. Der kurze Kreislauf des Leimes bei geschlosse nem Ventil über das überdruckventil bedeutet, daß beim Starten und Stoppen des Leimauftrags keine Massen in Bewegung gesetzt oder abgestoppt werden müs sen.

Die Regelung des Überdruckventils kann auch in anderer Weise erfolgen. Wäh rend der Auftragsphase wird im Leimrücklauf zwischen Überdruckventil und Pum penzulauf die im Bypass rücklaufende Leimmenge durch Messung des Druckes vor einer Drossel gemessen und durch Ansteuern des Überdruckventils auf einen kleinen Wert geregelt. Bei der Einstellung der Pumpendrehzahl muß diese klei ne rückfließende Menge berücksichtigt werden. Während der Auftragspause wird die Einstellung des Druckventils aufrechterhalten. Die nun im Rückpaß geförderte volle Pumpenmenge fließt über ein parallel zur Drossel liegendes Druckventil (ca. 1 bar) ab. Der dabei aufgebaute Gegendruck ist mengenunabhängig. Fließt beim Auftrag nicht der minimale Leimstrom im Rückpaß wird das Druckventil entsprechend angesteuert. Bei Produktionsbeginn wird wiederum mit einer der Pumpendrehzahl entsprechenden Druckeinstellung begonnen, die auf jeden Fall größer ist als der erforderliche Druck.

Die Bedienung des Düsensystems beschränkt sich nun darauf, die Pumpendreh zahl einzustellen. Der Einflußfaktor Überlaufgeschwindigkeit stellt sich au tomatisch durch Überlagerung einer Tachometerspannung ein. Die Einflußfakto ren Auftragsdicke d und Rückenbreite B werden durch Überlagerungen von Potentiometerspannungen berücksichtigt. Die Potentiometer können an die Dü seneinstellung gekoppelt sein, so daß keine Einstellungen für den Düsenauf trag außer der Düseneinstellung auf d und B selbst erforderlich sind. Start und Stop des Auftrags werden über Lichtschranken gesteuert, die die Vorder kante und Hinterkante des zu beleimenden Buchblockrückens abfragen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Düsenauftragssystems;

Fig. 2 eine Alternativlösung der Druckregelung;

Fig. 3 einen Düsenblock mit vorgeschaltetem Speicher.

Der PUR-Leim wird von einer Vorschmelzeinrichtung über den Anschluß 18 durch eine von einem regelbaren DC-Motor 2 angetriebene Zahnradpumpe 1 zu einer Breitschlitzdüse 3 über ein Sitzventil 4 gefördert. Das Sitzventil 4 schließt durch eine Feder 4a und öffnet durch einen Magneten 4b. Beim Leim austritt aus der Düse 3 mit der Auftragsdicke d (Schlitzbreite) und der Brei te B baut sich ein entsprechender Förderdruck p₁ auf.
p₁ = f (v, d, B),
v = Überlaufgeschwindigkeit der am Rücken zu beleimenden Buchblocks.

Während des Düsenauftrags wird der Druck p₁ durch einen Sensor 5 gemessen und der Steuerung 6 zugeführt.

Schließt das Ventil 4 am Ende des Auftrags, so wird die weiterlaufende Fördermenge über das Überdruckventil 7 mit der Sitzflächengröße A abgespritzt. Dabei stellt sich der Druck p ein. Die Gegenkraft F dazu wird erzeugt durch einen Magneten 8, dessen Spannung durch die Steuerung 6 so be stimmt wird, daß p = p₁ + Δp ist.

Der vorher während der Auftragsphase gemessene Wert p₁ wird von der Steue rung gespeichert und bei jedem Vorgang aktualisiert (Δp < 1 bar).

Bei Beginn, bevor ein Auftrag erfolgt, wird automatisch der Druck p auf ei nen durch die Pumpendrehzahl n vorgegebenen Wert eingestellt, der höher als der erforderliche Druck p₁ ist, damit beim ersten Leimauftragsvorgang auf jeden Fall der erforderliche Druck vorhanden ist und keine Menge durch Abspritzen über Ventil 7 verloren geht.

Der gesamte Düsenblock wird durch die Heizpatronen 9 auf Temperatur gehalten.

Die Drehzahl der Pumpe 1 wird exakt der erforderlichen Menge angepaßt. Dazu werden die Einflußfaktoren v, d und B in der Steuerung multipliziert und die erforderliche Motorspannung geregelt. Während der Auftragspause erfolgt kei ne Messung durch den Sensor 5.

Die Erzeugung der Kraft für das Überdruckventil 7 kann anstelle des Magneten 8 auch über einen Pneumatikzylinder oder einen Motorstelltrieb mit Feder und Potentiometer-Rückführung erfolgen. Der Drucksensor 5 kann mechanisch, induktiv oder kapazitiv arbeiten.

Fig. 2 zeigt eine alternative Lösung der Druckregelung. Dabei fließt eine kleine Steuerleimmenge stets über den Rückpaß 10 und baut an der Drossel 11 einen kleinen Gegendruck auf, der über Sensor 5 gemessen wird. Das Überdruck ventil wird durch die Steuerung 6 nun so gesteuert, daß dieser Gegendruck, d. h. die kleine Rückpaßmenge erhalten bleibt. Der Wert wird für die Auf tragspause gespeichert. Die volle Leimmenge, die bei der Auftragspause über den Rückpaß fließt strömt über das Rückschlagventil 12 mit der Feder 12a, die den Gegendruck bestimmt. Dieser ist höher als der Steuerdruck für Sensor 5 (Δp ≦ 1 bar).

Wie bei der Ausführung nach Fig. 1 ist der Abspritzdruck also geringfügig höher als der Auftragsdruck. Bei Produktionsbeginn wird p auf einen durch die Pumpendrehzahl vorgegebenen Wert automatisch durch die Steuerung einge stellt.

Fig. 3 zeigt den Düsenblock 14 mit der Düse 3, deren Schlitz auf die Blockstärke B einstellbar ist. Vorgelagert ist der Speicher 13 mit Kolben 19 und Dichtung 15 aus leimabstoßenden Materialien. Der Kolben 19 enthält ein Entlüftungsventil 16, bestehend aus einer Kugel, die leichter als der Leim ist und somit im Leim Auftrieb hat und abdichtet. Sammelt sich Luft an, läßt der Auftrieb nach, die Kugel öffnet den Sitz und die Luft entweicht. Die Pum pe im vorgeschalteten Premelter pumpt solange, bis der Kolben in der oberen Endstellung und der Schalter 17 betätigt ist. Bei Faßwechsel kann der Spei cherinhalt als Puffer dienen. Der Speicher wird nur in Verbindung mit einer Faßschmelzanlage eingesetzt, die bei PUR-Beleimung wegen des Anlieferungszu standes des Leimes meist verwendet wird. Die Einstellung auf Leimauftrags dicke d (= Abstand Oberkante Düse zu Buchblockrücken) erfolgt durch Höhenver stellung des Düsenblocks.

Claims

1. Düsenauftragssystem zum Auftragen von Hotmelt, insbesondere PUR-Leim, auf Buchblockrücken mit einer Breitschlitzdüse (3), über die die Buch blocks im Abstand zueinander hinweggeführt werden, mit einer Pumpe (1) zum Fördern von Leim über eine Zuleitung (18) aus einem Vorrats behälter (13) an die Breitschlitzdüse (3), mit einer Druckmeßeinrich tung (5) in der Zuleitung (18) und mit einer Steuerung (6) zur Drehzahlregelung der Pumpe (1) in Abhängigkeit vom erforderlichen Leimauftrag, mit einem die Leimzufuhr zur Breitschlitzdüse (3) sperrenden und freigebenden Ventil (4), mit einer Leitung (10) zum Umleiten des weiter zulaufenden Leimes bei gesperrtem Ventil (4) und mit einem Regelventil (7) in der Leitung (10) zum Einstellen des Gegendrucks in Abhängigkeit vom erforderlichen Leimauftrag, gekennzeichnet durch ein sich selbsttätig einstellendes, die während der Auftragspause weiter zulaufende Leimmenge abspritzendes Überdruckventil (7) in der Leitung (10), dessen Gegenkraft von Stellmitteln (8) über eine Steuerung (6) derart regelbar ist, daß der Abspritzdruck über dem erforderlichen Auftragsdruck liegt, wobei der Auftragsdruck zuvor gemessen und der Steuerung zum Abspeichern zugeführt wird.

2. Düsenauftragssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragsdruck bei jedem Arbeitstakt neu gemessen und für die nächste Auftragsunterbrechung abgespeichert wird.

3. Düsenauftragssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen des Abspritzdrucks über den erforderlichen Auftragsdruck ein Drosselventil (12, 12a) in der Leitung (10) vorgesehen ist, an dem durch Zufließen einer kleinen Steuerleimmenge ein geringer Gegendruck aufgebaut wird, wobei das Überdruckventil (7) derart regelbar ist, daß dieser geringe Gegendruck aufrechterhalten wird.

4. Düsenauftragssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Pumpe direkt vor der Breitschlitzdüse (3) befindet und Pumpe (1) und Leitungen (10, 18) in einem Block (14) angeordnet sind.

5. Düsenauftragssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leim aus einem Kolbenspeicher (13) der Pumpe (1) zuführbar ist.