DE69215631T2

DE69215631T2 - Klebstoffauftragvorrichtung

Info

Publication number: DE69215631T2
Application number: DE69215631T
Authority: DE
Inventors: Paul David Leverick
Original assignee: CB Kaymich and Co Ltd
Current assignee: CB Kaymich and Co Ltd
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2012-09-16
Also published as: EP0534664A1; EP0534664B1; DE69215631D1; GB9120239D0; US5352322A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kleber- bzw. Klebstoffauftragvorrichtung, die primär aber nicht ausschließlich zur Verwendung in Verbindung mit einem Gerät zur Zigarettenproduktion dient.
Zur Zeit sind in einer Vielzahl von Industriezweigen verschiedene Arten von Klebstoffauftragvorrichtungen zum gleichmäßigen Auftragen von Kleber quer über eine Papierbahn in Verwendung. Die meisten davon weisen jedoch zumindest einen von mehreren häufigen Nachteilen auf. Beispielsweise besteht bei der Art von Klebstoffauftragvorrichtung, bei der eine Kleberaufnahmewalze teilweise in eine Klebermasse eintaucht und eine Rakel von einem operativen Teil der Aufnahmewalze beabstandet ist, sodaß auf dem operativen Teil eine gleichmäßig dicke Kleberschicht erzeugt wird, ein spezieller Nachteil darin, daß beim ständigen Eintreten der Walzenoberfläche in den Kleber eine Luftmenge mitgeführt wird, wodurch die Tendenz besteht, daß der Kleber lufthaltig wird, sodaß dadurch Probleme mit seiner gleichmäßigen Verteilung quer über die Papierbahn verursacht werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß, wenn sich ein Materialteilchen, sei es beispielsweise Sand oder verfestigter Kleber, im Spalt zwischen dem operativen Teil der Aufnahmewalze und der Rakel festsetzt, dadurch eine trockene Spur um die Aufnahmewalze herum und eine trockene Spur auf der in der Folge beschichteten Papierbahn entsteht.
Ein weiterer Nachteil der meisten bekannten Kleberauftragvorrichtungstypen besteht darin, daß Änderungen der Viskosität des verwendeten Klebers den Betrieb der Vorrichtung ernsthaft beeinträchtigen können.
Die US-A-3389684 (Talbot) offenbart eine Auftragvorrichtung für Hot-Melt-Kleber, die ein Aufnahmezahnrad umfaßt, das sich innerhalb eines Klebertrogs dreht, sodaß Kleber aufgenommen wird, der zu einer Auftragwalze befördert wird, und die die in der Einleitung von Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Klebstoffauftragvorrichtung bereitzustellen, bei der während des Betriebs der Vorrichtung nicht die Tendenz zur Belüftung des Klebers in einem wesentlichen Ausmaß besteht und die eine gewisse Schwankungsbreite der Viskosität des Klebers zuläßt. Der Hauptvorteil der beträchtlichen Verminderung der Tendenz zur Belüftung des Klebers besteht darin, daß weniger Probleme in Verbindung mit der gleichmäßigen Verteilung des Klebers über die Papierbahn bestehen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Klebstoffauftragvorrichtung bereit, wie im beigefügten Anspruch 1 dargelegt.
Eine Art der Durchführung der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Zeichnungen im Detail beschrieben, die eine spezifische Ausführungsform veranschaulichen, in der:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht der Klebstoffauftragvorrichtung ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung ist, und
Fig. 3 ein Konstruktionsdetail ist, auf das Bezug genommen wird,
Fig. 4 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht ist, die eine andere Ausführungsform der Erfindung darstellt,
Fig. 5 eine Ansicht eines Bestandteils der Vorrichtung in Richtung von Pfeil 5 in Fig. 4 betrachtet ist,
Fig. 6 eine Explosionsansicht der Vorrichtung ist, und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht in Richtung in einen Klebstoffbehälter ist, der Teil dieser Ausführungsform bildet.
Nun auf die Fig. 1 und 3 der Zeichnungen Bezug nehmend, ist die darin dargestellte Vorrichtung eine Klebstoffauftragvorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einer Zigarettenherstellungsmaschine. Sie ist vorgesehen, um Kleber gleichmäßig über eine Papierbahn 10 zu verteilen, die zum Anbringen von Filtern an Zigaretten verwendet werden soll.
Die Vorrichtung umfaßt einen Klebstoffbehälter 12, eine Niveauregulierungsanordnung 14, die mit dem Behälter kommuniziert, eine Auftragwalze 16 und eine allgemein mit 18 bezeichnete Rakelanordnung, die so im Behälter montiert ist, daß sie gegen die Auftragwalze wirkt.
Insbesondere auf Fig. 2 Bezug nehmend ist zu erkennen, daß sich die Auftragwalze 16, obwohl sie drehbar im Behälter montiert ist, vollständig oberhalb des Kleberspiegels im Behälter befindet. An einem Ende der Auftragwalze befindet sich jedoch eine Kleberaufnahmescheibe 20, die so angeordnet ist, daß sie sich mit der Walze dreht, wobei die Aufnahmescheibe teilweise in den Kleber eintaucht. Ein Abschnitt der Aufnahmescheibe ist von einem U-förmigen Element 22 flankiert, das von der Rakelanordnung 18 herunterhängt, wobei das U-förmige Element einen Kanal bildet, den entlang die Scheibe 20 eine Klebermenge hinauffördert, die dann in einen Schlitz 24 fließen kann, der ein Aufnahmereservoir darstellt, das Teil der Rakelanordnung ist, wobei der Kleber durch einen Strömungsdurchgang 23 hineinfließt, der mit dem hinteren Ende des Schlitzes kommuniziert. Unmittelbar über dem Schlitz, der das Aufnahmereservoir umfaßt, befinden sich drei nur wenig beabstandete Nuten 26 in der den Teil eines Kreisbogens bildenden Stirnfläche der Rakelanordnung. Unmittelbar über den Nuten befindet sich ein weiterer Schlitz 28, der ein Kleberrückführungsreservoir bildet. Über und unter jeder Nute 26 befinden sich schmale Stege, die Primärrakeln 30 umfassen, die nur einen geringen Abstand vom operativen Teil der Auftragwalze 16 aufweisen. Ein Teil der Anordnung unmittelbar über dem Schlitz 28, der das Kleberrückführungsreservoir bildet, umfaßt eine Endrakel 32.
Es versteht sich, daß, wie durch die Pfeile in Fig. 2 gezeigt, der von der Aufnahmescheibe 20 aufgenommene Kleber das Aufnahmereservoir entlang nach innen gedrängt und in die engen Spalte gezogen wird, die zwischen den Primärrakeln und der Arbeitsfläche der Walze gebildet werden. Der Kleber wird durch die Kraft des das U- förmige Element 22 hinauf fließenden Klebstoffstroms dazu gebracht, seitlich zu fließen, das heißt den Schlitz 24 entlang, sodaß er sich über die volle Breite der Auftragwalze erstreckt. Der in das Rückführreservoir 28 fließende Kleber kann von einem Ende des Rückführreservoirs, das von der Aufnahmescheibe 20 entfernt ist, direkt in das Reservoir für den Kleber im Behälter zurückfließen.
Wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 1 gezeigt, ist der nach oben ragende Abschnitt der Aufnahmescheibe 20 mit einer Abdeckung verkleidet.
Ein besonderer Vorteil der Klebstoffauftragvorrichtung, wie oben beschrieben, besteht darin, daß die Aufnahmescheibe weit weniger als eine herkömmliche Aufnahmewalze die Tendenz hat, dem Kleber im Behälter Luft zuzuführen. Es versteht sich auch, daß es sich beim verwendeten Kleber zu jedem Zeitpunkt um jenen am Aufnahmescheibenende des Behälters 12 befindet. Der Kleber im Behälter wird durch die Niveauregulierunganordnung 14 am gegenüberliegenden Ende des Behälters nachgefüllt, sodaß sich tendenziell kein belüfteter Kleber im Behälter ansammelt.
Nun auf Fig. 3 Bezug nehmend veranschaulicht diese ein Detail der Auftragwalze 16. Wie gezeigt, weist die Walze flache Bänder 34 an jedem Ende auf. Die Rakel drückt gegen die flachen Bänder, sodaß auf diesen Teilen der Walze kein Kleber verteilt wird. Außerdem weist die Walze in der Mitte eine Umfangslinie 36 mit dem gleichen Durchmesser wie die flachen Bänder 34 auf, sodaß diese durch die Rakel ebenfalls reingewischt wird.
Die Bereiche der Walze zwischen der mittleren Umfangslinie 36 und den jeweiligen flachen Bändern 34 haben einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Bänder und die Linie in der Mitte, wobei die Anordnung eine solche ist, daß während des gesamten Betriebs der Vorrichtung ein gleichmäßiger Kleberüberzug auf diesen Bereichen der Walze erzeugt wird, wobei die Dicke des Überzugs vom Abstand der Rakel davon, das heißt von der Tiefe der Bereiche zwischen Linie 36 und den Bändern 34 abhängt.
Es gibt jedoch zusätzlich zu den flachen Bändern 34 und der Umfangslinie 36 in der Mitte am die Rakel berührenden Durchmesser der Walze zwei Leisten 38, die sich in Zickzackform von der Umfangslinie 36 in der Mitte erstrecken, wie gezeigt. Der Zweck dieser gewinkelten Leisten besteht darin, als Abstreifelemente zu wirken, die auf jegliche Materialteilchen, gleichgültig ob Sand oder verfestigten Kleber, wirken, die sich ansonsten im Spalt zwischen dem operativen Teil der Walze und der Rakel festsetzen. Solche Materialteilchen, auf die die gewinkelten Leisten einwirken, werden rasch zu den gegenüberliegenden Enden der Walze abgestreift, von wo sie an den Boden von Behälter 12 zurückgeführt werden.
Nun auf die Fig. 4 bis 7 Bezug nehmend ist die Rakelanordnung 118 bei einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ähnlich wie bei der oben beschriebenen durch Schwenkmontagemittel im Klebstoffbehälter 11 2 angeordnet, die ein Paar allgemein mit 140 bezeichnete lateral beabstandete Kugelgelenkanordnungen umfassen. Jede Kugelgelenkanordnung 140 umfaßt ein an der Wand des Behälters ausgebildetes Kugelelement 139 und ein an der Rakelanordnung 118 ausgebildetes Lagergebilde 141. Jedes Lagergebilde umfaßt einen Ring 143 aus einem Elastomermaterial, wobei die Anordnung eine solche ist, daß die Lagergebilde, wenn sie auf die jeweiligen Kugelelemente gepreßt worden sind, durch die Elastizität der Ringe 143 darauf gehalten werden.
In einem unteren Bereich wirkt ein nachgiebiges Mittel auf die Rakelanordnung, das einen gleitend angeordneten Anschlagteil 119 umfaßt, auf den eine Schraubendruckfeder 121 wirkt. Die Rakelanordnung ist in diesem Fall mit Schlupfelementen 115 an jedem Ende versehen, die gegen Anschlagflächen 117 an den gegenüberliegenden Enden des operativen Teils der Auftragwalze 116 wirken. Bei dieser Ausführungsform ist die Rakelanordnung mit einem Schlitz 124 ausgebildet, der ein Aufnahmereservoir umfaßt, und unmittelbar darüber befindet sich ein weiterer Schlitz 128, der ein Kleberrückführungsreservoir bildet. Ein Teil der Anordnung unmittelbar über dem Schlitz 128, der das Kleberrückführungsreservoir bildet, stellt eine Endrakel 132 dar. Es gibt nur eine einzige Primärrakel 130 zwischen den Schlitzen 124 und 128, die das Aufnahme- und das Rückführungsreservoir bilden.
Die Aufnahmescheibe 120, die der Auftragwalze so zugeordnet ist, daß sie mit ihr rotiert, befindet sich sehr nahe bei einem Ende der Rakelanordnung. Die Anordnung ist eine solche, daß der Kleber, der an der angrenzenden Flanke der Scheibe aufgenommen wird, in den Spalt zwischen Scheibe und Rakel gezogen wird und in das offene Ende des Schlitzes 124 fließen kann, der das Aufnahmereservoir umfaßt. Der Kleber fließt durch den Druck des Klebers den Schlitz entlang in den Spalt zwischen der Aufnahmescheibe und der Rakelanordnung.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung gibt es eine Aufnahmebegrenzungsrakel 124 in gegabelter Form, die der Aufnahmescheibe 120 zugeordnet ist, wobei diese einen so geringen Abstand sowohl von der Peripherie als auch von der Flanke der Aufnahmescheibe aufweist, die an die Rakelanordnung 118 angrenzt, daß die Strömungsrate von Kleber in den das Aufnahmereservoir umfassenden Schlitz 124 begrenzt ist und nur etwas über jener liegt, die erforderlich ist, um die Papierbahn zu beschichten, die die Auftragwalze berührt. Folglich ist die Menge an Kleber, die von der Rakelanordnung 118 zur Kleberzufuhr im Behälter zurückgeführt wird, relativ gering. (Der Pfeil unter der Aufnahmebegrenzungsrakel in Fig. 6 gibt an, auf welche Weise der von der Aufnahmescheibe aufgenommene Kleber dünn und gleichmäßig auf den Flanken der Scheibe verteilt wird. Diese Ansicht zeigt auch, wie einfach die Rakelanordnung 118 zum Reinigen der Vorrichtung entfernt werden kann, wenn die Aufnahmescheibenabdeckung sowie die Auftragwalze und die zugeordnete Scheibe entfernt worden sind.)
Wie durch Pfeile in Fig. 4 angegeben, erstrecken sich Kleberrückführungsdurchgänge 142 durch die Kugelgelenkanordnungen 140 hindurch und verbinden das durch den Schlitz 128 gebildete Kleberrückführungsreservoir mit einer Kleberrückführungsöffnung 144, die sich unter dem Spiegel des Klebers in den Behälter öffnet.
So wird eine Klebstoffauftragvorrichtung bereitgestellt, die, wie festgestellt worden ist, über lange Zeitspannen arbeiten kann, ohne daß sie für durch Belüftung des Klebers verursachte Probleme anfällig ist. Die Tatsache, daß Belüftung des Klebers nur durch die relativ schmale Aufnahmescheibe verursacht werden kann, die in den Klebervorrat im Behälter eintritt, verringert die Belüftung beträchtlich. Die Tatsache, daß bei der Konstruktion in den Fig. 4 bis 7 die dem Aufnahmereservoir zugeführte Klebermenge durch die Aufnahmebegrenzungsrakel reguliert wird, die der Aufnahmescheibe zugeordnet ist, führt dazu, daß dem Kleberbehälter während des Betriebs der Vorrichtung eine relativ kleine Klebermenge zugeführt wird, und trägt insgesamt zur Verringerung der Belüftung des Klebers bei. Es ist auch festgestellt worden, daß die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung Schwankungen der Viskosität des verwendeten Klebers in einem weiten Bereich verträgt, das heißt mit einer Reihe verschiedener Kleber gut arbeitet.
Es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Während es beispielsweise im allgemeinen am zweckmäßigsten ist, die Aufnahmescheibe der Auftragwalze zuzuordnen und sie zusammen mit dieser zu drehen, ist dies kein essentielles Merkmal. Die Aufnahmescheibe könnte getrennt montiert und beispielsweise von der Auftragwalze angetrieben werden, während sie weiterhin so angeordnet ist, daß dem Aufnahmereservoir, das Teil der Rakelanordnung bildet, Kleber zugeführt wird. Auf diese Weise muß die Aufnahmescheibe nicht über die Auftragwalze nach oben ragen.
An der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung könnte eine Aufnahmebegrenzungsscheibe angebracht werden. Ebenso könnte die Auftragwalze der Ausführungsform von Fig. 4 bis 7 mit zumindest einer gewinkelten Leiste versehen sein, die bewirkt, daß jegliche Materialteilchen zur Seite gestreift werden, die sich ansonsten im Spalt zwischen dem operativen Teil der Walze und der Rakelanordnung festsetzen, wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt. Obwohl die Leisten 38 in den Fig. 1 und 3 zum Zweck der einfachen Darstellung als kontinuierliche Leisten gezeigt werden, ist das nicht wesentlich, und es versteht sich, daß die oder jede gewinkelte Leiste eine diskontinuierliche Leiste sein könnte, die aus einer Vielzahl gewinkelter Leistenelemente bestehen, die um den Umfang der Auftragwalze herum beabstandet sind, wobei aufeinanderfolgende Leistenelemente quer über den operativen Teil der Walze überlappen.
Es versteht sich, daß eine Klebstoffauftragvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung zwar in Verbindung mit einer Zigarettenherstellungsmaschine besonders nützlich ist, aber nicht ausschließlich für eine solche Verwendung bestimmt ist. Eine Auftragvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung könnte beispielsweise auch bei der Pappkartonerzeugung verwendet werden.

Claims

1. Kleber- bzw. Klebstoffauftragvorrichtung umfassend eine drehbare Auftragwalze bzw. -rolle (16, 116) einen Kleberbehälter (12, 112) zum Zuführen von Kleber zur Walze und zumindest eine Rakel bzw. einen Papiermaschinenschaber, die bzw. der der Auftragwalze operativ zugeordnet ist, wobei die Auftragwalze (16, 116) so angeordnet ist, daß sie sich vollständig über dem Kleberspiegel im Behälter befindet und die Vorrichtung auch eine Kleberaufnahmescheibe (20, 120) umfaßt, die lateral von der Walze versetzt ist und auf eine geringere Höhe bzw. ein niedrigeres Niveau als die Walze herabreicht, um Kleber im Behälter einem Aufnahmereservoir (24, 124) zuzuführen, das der Rakel bzw. dem Papiermaschinenschaber (18, 118) zugeordnet ist, wobei das Aufnahmereservoir mit einem Betriebsteil der Auftragwalze (16, 160) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Rotationsachse für die Drehung der Aufnahmescheibe (20, 120) und der Auftragwalze (16, 116) vorgesehen ist.

2. Kleberauftragvorrichtung nach Anspruch 1, bei der zumindest eine Rakel zwischen einem Schlitz (24, 124), der das Aufnahmereservoir bildet, und einem weiteren Schlitz (28, 128) angeordnet ist, der ein Kleberrückführreservoir zur Rückführung von überschüssigem Kleber zur Kleberzufuhr im Kleberbehälter (12, 112) bildet.

3. Kleberauftragvorrichtung nach Anspruch 2, bei der sich zwischen den Schlitzen (24 und 28), die die Aufnahme- und Rückführreservoirs bilden, zumindest eine Rille (26) befindet, über und unter der sich Stege befinden, die primäre Rakeln (30) bilden, die vom operativen Teil der Auftragwalze (16) beabstandet sind, sowie unmittelbar über dem das Kleberrückführreservoir bildenden Schlitz 28 ein Teil, der eine Endrakel (32) umfaßt.

4. Kleberauftragvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der ein Teil der Aufnahmescheibe (20) von einem U-förmigen Element (22) flankiert ist, das einen Kanal zum Fließen von Kleber in den das Aufnahmereservoir umfassenden Schlitz (24) bildet.

5. Kleberauftragvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend eine(n) Kleberaufnahmebegrenzungsrakel bzw. -papiermaschinenschaber (123), die bzw. der der Aufnahmescheibe (120) zugeordnet ist.

6. Kleberauftragvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die zumindest eine Rakel in einer Rakelanordnung (18, 118) ausgebildet ist.

7. Kleberauftragvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Rakelanordnung (118) durch Schwenkmontagemittel im Kleberbehälter (12) angeordnet ist und gegen elastsich montierte Widerlagermittel anliegt.

8. Kleberauftragvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Schwenkmontagemittel zumindest zwei lateral beabstandete Kugelgelenkanordnungen (140) umfassen.

9. Kleberauftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der sich Kleberrückführdurchgänge (142) durch die Schwenkmontagemittel zu einem unteren Bereich des Kleberbehälters (112) erstrecken.

10. Kleberauftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der auf die Rakelanordnung elastische Mittel (119, 121) einwirken, die sie gegen die Auftragwalze (116) drängen.

11. Kleberauftragvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Auftragwalze (16) mit zumindest einer gewinkelten Leiste (38) versehen ist, die sich quer über einen operativen Teil der Walze am die Rakel berührenden Durchmesser der Walze erstreckt, wobei die winkelige Leiste bewirkt, daß jegliche den operativen Teil erreichenden Materialteilchen seitlich abgestreift werden.

12. Kleberauftragvorrichtung nach Anspruch 11, in der zumindest ein Paar gewinkelter Leisten (38) vorhanden ist, die sich in Zickzackform entlang der Auftragwalze (16) erstrecken.

13. Kleberauftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der die zumindest eine gewinkelte Leiste (38) eine kontinuierliche Leiste ist.

14. Kleberauftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der die gewinkelte Leiste (38) eine diskontinuierliche Leiste ist, die aus einer Vielzahl gewinkelter Leistenelemente zusammengesetzt ist, die den Umfang entlang um die Auftragwalze (16) beabstandet sind, wobei aufeinenderfolgende Leistenelemente einander über den operativen Teil der Walze überlappen.