DE4121792A1 - Book back gluing nozzle system - has self adjusting pressure relief discharge at higher than application pressure - Google Patents

Book back gluing nozzle system - has self adjusting pressure relief discharge at higher than application pressure

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Abstract

The nozzle system applies heat-melted, and particularly polyurethane, glue to the backs of book blocks passed over at intervals. A pump delivers the glue by pipe from a storage tank to a wide slot-shaped nozzle. There is a pressure-measuring unit in the pipe. The pump speed is regulated to give the pref rate of delivery,. A second pipe diverts the incoming glue when a valve in the first one shuts, and in the second pipe is a regulator valve adjusting the back-pressure dependent on the amt. of glue to be applied. The regular valve forms a pressure-relief valve, being self-adusting, and discharges the incoming glue during the intervals between applications. Its opposing force is adjusted so that its discharge pressure is above the necessary application pressure. The latter is measured beforehand, and fed to the controller for storage. ADVANTAGE - Even and precise application of glue is obtd..

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.When gluing book block spines with PUR glues result from the reaction of the glue with the humidity of the outside air problems when opening application of the glue using conventional roller gluing units. There is in the case of handling difficulties on the one hand and regular ver lust for expensive glue when cleaning. To fix these difficulties attempts are being made to replace the open roller application systems with nozzles.

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.Nozzle application systems are known in which the PUR glue is in a drum melting device melted and then first an open intermediate tank is fed. The storage capacity of the intermediate tank comes up admitted to preventing production downtime when changing barrels. From between tank, as an open system, is known to result in disadvantages such as Glue curing, cleaning problems, etc.

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.There is a volumenela between the intermediate tank and the application nozzle tical hose system, which the precisely metered amount of the feed pump in the intermediate falsify the tank when starting and stopping the glue application. Are there complicated pressure settings to avoid uneven glueing necessary.

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.Another system does not work with a coordinated delivery rate, but with Setting the delivery pressure. Because of the strong dependence on orders  thick, book block spine width, overflow speed of the to be glued Book blocks and viscosity of the glue is a defined pressure setting not possible.

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.The object of the invention is to provide a nozzle application system for the application gene of hotmelt, in particular PUR glue, on book block spines of the generic type to create a way in which the delivery pressure adjusts itself automatically and that does not have the disadvantages of open systems.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1 solved. Further advantageous features emerge from the subclaims.

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.In a known manner, the PUR glue is melted and the nozzle block, which is the Feed pump contains supplied. In front of the nozzle block is a memory, e.g. B. Piston accumulator, arranged, the required amount of glue when changing the barrel buffers. The pump located directly in front of the nozzle avoids pressure located hose lines and thus their "breathing". So the controllable Transfer flow directly to the nozzle without elasticity and Loss of compressibility.

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. The application and removal during gluing is controlled by a precise and fast-acting magnetic seat valve. It is as close as possible before Nozzle outlet slot arranged to allow the adhesive film to be torn off precisely to back up. During the break in the order (book block gap) it must continue constantly the pump delivery rate continues to run. It is via a pressure valve hosed, the spray pressure by mechanical, pneumatic or electrical means is regulated so that it is about 1 bar above the required Chen application pressure of the nozzle is. The application pressure of the nozzle is previously measured and stored when applying the glue.  

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.Since the required order printing is not known at the start of production the spray pressure will depend on the pump speed value is automatically preset by the controller. This preliminary The pressure is definitely higher than the required job pressure. At each At the work cycle, the order pressure is measured again and for the next job saved break. In this way, the flow of glue through the pump remains pe always constant. In addition, the pressure between the nozzle and the control changes valve or only very slightly because the spray pressure is somewhat higher lies as the order print. The short cycle of glue at closed A valve via the pressure relief valve means that when starting and stopping of the glue application no masses have to be set in motion or stopped 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.The pressure relief valve can also be regulated in another way. Wuh During the application phase, there is a glue return between the pressure relief valve and the pump the amount of glue returning in the bypass by measuring the pressure a throttle and measured by controlling the pressure relief valve on one regulated small value. When setting the pump speed, this must be small ne reflowing quantity are taken into account. During the break in the order maintain the pressure valve setting. Now in the back pass pumped full amount of pump flows through a parallel to the throttle Pressure valve (approx. 1 bar). The back pressure built up is independent of quantity. If the minimum glue flow does not flow in the application Back pressure, the pressure valve is controlled accordingly. At the start of production in turn with a pressure setting corresponding to the pump speed started, which is definitely greater than the required pressure.

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.The operation of the nozzle system is now limited to the pump rotation set number. The influencing factor overflow speed arises automatically by superimposing a tachometer voltage. The influencing factor ren order thickness d and back width B are by overlaps of  Potentiometer voltages taken into account. The potentiometers can be connected to the Dü must be coupled so that no settings are made for the nozzle besides the nozzle setting on d and B itself are required. begin and stop of the order are controlled via light barriers, the front Query the edge and rear edge of the book block spine to be glued.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigenThe invention is described below with reference to the drawings. It demonstrate

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Düsenauftragssystems; Fig. 1 shows an embodiment of a nozzle applicator system;

Fig. 2 eine Alternativlösung der Druckregelung; FIG. 2 shows an alternative solution of the pressure control;

Fig. 3 einen Düsenblock mit vorgeschaltetem Speicher. Fig. 3 shows a nozzle block with an upstream memory.

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.The PUR glue is conveyed from a premelting device via the connection 18 by a gear pump 1 driven by a controllable DC motor 2 to a slot die 3 via a seat valve 4 . The seat valve 4 closes by a spring 4 a and opens by a magnet 4 b. When glue emerges from the nozzle 3 with the application thickness d (slot width) and the width te B, a corresponding delivery pressure p 1 builds up.
p 1 = f (v, d, B),
v = overflow speed of the book blocks to be glued on the back.

Während des Düsenauftrags wird der Druck p1 durch einen Sensor 5 gemessen und der Steuerung 6 zugeführt.During the nozzle application, the pressure p 1 is measured by a sensor 5 and fed to the controller 6 .

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.If the valve 4 closes at the end of the order, the continuous flow rate is sprayed with the seat size A via the pressure relief valve 7 . This sets the pressure p. The counterforce F to this is generated by a magnet 8 , the voltage of which is determined by the controller 6 so that p = p 1 + Δp.

Der vorher während der Auftragsphase gemessene Wert p1 wird von der Steue­ rung gespeichert und bei jedem Vorgang aktualisiert (Δp < 1 bar).The value p 1 previously measured during the order phase is saved by the control and updated with every process (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.At the beginning, before an order is placed, the pressure p is automatically set to a value predetermined by the pump speed n, which is higher than the required pressure p 1 , so that the required pressure is present in any case during the first glue application process and no quantity Spraying through valve 7 is lost.

Der gesamte Düsenblock wird durch die Heizpatronen 9 auf Temperatur gehalten.The entire nozzle block is kept at temperature by the heating cartridges 9 .

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.The speed of the pump 1 is adjusted exactly to the required amount. For this purpose, the influencing factors v, d and B are multiplied in the control and the required motor voltage is regulated. No measurement by sensor 5 takes place during the break in the order.

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.Instead of the magnet 8 , the force for the pressure relief valve 7 can also be generated via a pneumatic cylinder or a motor actuator with spring and potentiometer feedback. The pressure sensor 5 can work mechanically, inductively or capacitively.

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). Fig. 2 shows an alternative solution to pressure control. A small amount of control glue always flows through the back pass 10 and builds up a small back pressure at the throttle 11 , which is measured via sensor 5 . The pressure relief valve is now controlled by the controller 6 so that this back pressure, that is, the small back pass quantity is maintained. The value is saved for the job break. The full amount of glue that flows through the back pass during the break in the order flows through the check valve 12 with the spring 12 a, which determines the back pressure. This is higher than the control pressure for 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.As in the embodiment according to FIG. 1, the spray pressure is therefore slightly higher than the application pressure. At the start of production, p is automatically set by the control to a value specified by the pump speed.

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. Fig. 3 shows the nozzle block 14 with the nozzle 3 , the slot of which can be adjusted to the block thickness B. Upstream is the memory 13 with piston 19 and seal 15 made of glue-repellent materials. The piston 19 contains a vent valve 16 , consisting of a ball that is lighter than the glue and thus has buoyancy in the glue and seals. If air accumulates, the buoyancy decreases, the ball opens the seat and the air escapes. The pump in the upstream premelter pumps until the piston is in the upper end position and the switch 17 is actuated. When changing the barrel, the content of the memory can serve as a buffer. The memory is only used in connection with a barrel melting system, which is mostly used for PUR glueing because of the delivery status of the glue. The setting for glue application thickness d (= distance from the upper edge of the nozzle to the back of the book block) is made by adjusting the height of the nozzle block.

Claims (5)

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. 1. Nozzle application system for applying hotmelt, in particular PUR glue, on the spine of the book block with a slot die ( 3 ) over which the book blocks are guided at a distance from one another, with a pump ( 1 ) for conveying glue via a feed line ( 18 ) a storage container ( 13 ) to the slot die ( 3 ), with a Druckmeßeinrich device ( 5 ) in the feed line ( 18 ) and with a controller ( 6 ) for speed control of the pump ( 1 ) depending on the required glue application, with a glue supply to the wide slot nozzle ( 3 ) blocking and releasing valve ( 4 ), with a line ( 10 ) for diverting the glue that continues to flow when the valve ( 4 ) is blocked and with a control valve ( 7 ) in the line ( 10 ) for adjusting the back pressure depending of the required glue application, characterized by an automatically setting pressure valve ( 7 ) injecting the amount of glue that continues to flow during the break in the application the line ( 10 ), the counterforce of which can be regulated by adjusting means ( 8 ) via a control ( 6 ) in such a way that the spray pressure is above the required application pressure, the application pressure being measured beforehand and fed to the control for storage. 2. Düsenauftragssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragsdruck bei jedem Arbeitstakt neu gemessen und für die nächste Auftragsunterbrechung abgespeichert wird.2. Nozzle application system according to claim 1, characterized in that the Job pressure measured anew at every work cycle and for the next one Job interruption is saved. 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.3. Nozzle application system according to claim 1 or 2, characterized in that a throttle valve ( 12 , 12 a) in the line ( 10 ) is provided for setting the spray pressure above the required application pressure, to which a small back pressure is built up by inflowing a small amount of control glue , The pressure relief valve ( 7 ) being controllable in such a way that this low back pressure is maintained. 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.4. nozzle application system according to claim 1 to 3, characterized in that the pump is located directly in front of the slot die ( 3 ) and the pump ( 1 ) and lines ( 10 , 18 ) are arranged in a block ( 14 ). 5. Düsenauftragssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leim aus einem Kolbenspeicher (13) der Pumpe (1) zuführbar ist.5. nozzle application system according to claim 1 to 4, characterized in that the glue from a piston accumulator ( 13 ) of the pump ( 1 ) can be fed.
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