DE8803131U1

DE8803131U1 - Vorrichtung zum Auftragen von tierischen oder pflanzlichen Leimen auf ein Substrat

Info

Publication number: DE8803131U1
Application number: DE8803131U
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1988-03-08
Publication date: 1988-04-21

Description

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Henning J. Ciaassen
Industriegebiet Hafen

2120 Lüneburg

Vorrichtung zum Auftragen von tierischer, oder pflanzlichen Leimen auf ein Substrat

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von tierischen oder pflanzlichen Leimen auf ein Substrat der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

In den letzten Jahren geht man in zunehmendem Maße dazu über, die als Klebstoff verwendbaren, hochpolymeren thermoplastischen Werkstoffe durch tierische oder pflanzliche Leime ("Gelatine") zu ersetzen. Es wird bspw. auf die Cigarettenindustrie hingewiesen, bei der das Verkleben des Cigarettenpapiers in zunehmendem Maße nicht mehr durch thermoplastische, hochpolymere werkstoffe, sondern durch tierische oder pflanzliche Fette ("Gelatine") erfolgt. Hierbei treten jedoch hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten auf, da moderne Cigarettenherstellungsmaschinen eine Laufgeschwindigkeit des Cigarettenpapiers von 6DO m/min haben und auf eine Länge von 100 m Papier drei Gramm Leim mit hoher Genauigkeit aufgebracht werden müssen. Deshalb muß der Leim mit hohem Druck zugeführt werden; die bisher verfüg-

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baren Auftragvorrichtungen sind diesen Arbeitsbedingungen nicht gewachsen, so daß es immer wieder zu Störungen und Ausfällen kommt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auftragen von tierischen oder pflanzlichen Leimen auf ein Substrat der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll eine Auftragvorrichtung vorgeschlagen werden, iiiit der sich alien bei eXtfem honen ÄfueiLscjesChWinuiykeiten die aufgebrachte Leimmenge sehr exakt dosieren läßt.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale erreicht.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche cofiniert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf der Verwendung einer Rückführleitung oder Druckentlastungsstrecke zwischen der Leitung von dem Vorratsbehälter zu dem Auftragkopf einerseits und dem Vorratsbehälter andererseits. In dieser Druckentlastungsstrecke befindet sich ein mit hoher Präzision steuerbares Ventil, insbesondere ein Nadelventil, dessen Betätigung in Abhängigkeit von der momentanen Betriebslage des Ventils im Auftragkopf erfolgt. Beim Anfahren des zu beschichtenden Substrates auf die oben erläuterten, hohen Laufgeschwindigkeiten können sowohl das Ventil im Auftragkopf als auch das Druckentlastungsventil geöffnet werden, so daß der sonst nicht zu vermeidende, zu starke Leimauftrag nicht auftreten kann. Denn gerade beim Anfahren eines solchen Systems muß mit extrem hohen Drücken gearbeitet werden, die sich wegen der geöffneten Druckentlastungsstrecke problemlos verkraften lassen.

Beim kontinuierlichen Dauer-Betrieb wird das Druckentlastungsventil gegenläufig zum Ventil im Auftragkopf geöffnet und geschlossen, so daß bei geschlossenem Druckentlastungsventil an der Auslaßdüse der erforderlich, hohe Druck zur Verfügung steht und beim Schließen dieses Ventils der Druck sofort über die Druckentlastungsstrecke abgebaut wird*

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Um die erforderlichen, präzisen Schaltzeiten einzuhalten, wird ein über ein Elektromagnetventil steuerbares, pneumatisch betätigbares Nadelventil mit einem Stufenkolben verwendet, dessen kleinere Fläche der Druckentlastungsstrecke zugewandt ist. Der zum Schließen dieses Druckentlastungsventils angelegte Luftdruck wirkt also auf die größere Fläche, so daß dieses Druckentlastungsventil wegen der einwirkenden, relativ großen Kraft schlagartig geschlossen wird und nun der gesamte Leimdruck an der Auslaßdüse des Auftragkopfes anliegt. Das Druckentlastungsventil wird bei einer Erhöhung des LciimJrüCkeS Über einen Vüryeyeuefiefi Wert hifiäüS yeöfiTiet, WeHR es &Ggr;&igr;iCut mehr durch den Luftdruck beaufschlagt ist, so daß sich auch eine Sicherheitsfunktion bei einer zu starken Druckerhöhung ergibt.

Auch bei Beendigung der Produktion, bspw. bei der Umstellung auf eine andere Betriebsart, können beide Ventile geöffnet sein, damit auch hier mit dem jeweils optimalen Druck gefahren werden kann.

Da die beiden Ventile synchron zueinander arbeiten, kann der Betrieb einer solchen Auftragvorrichtung problemlos unterschiedlichen Laufgeschwindigkeiten des Substrates und damit unterschiedlichen Dosiergeschwindigkeiten angepaßt werden, indem die Steuerung für die beiden Ventile bspw. mittels eines Mikroprozessors die anderen Betriebsdaten erfaßt und bei der Einstellung der beiden Ventile berücksichtigt.

So hat es sich bspw. als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Fördereinrichtung für den Transport des fließfähigen Leims über die Zuführleitung aus dem Vorratsbehälter zu dem Auftragkopf durch eine Zahnradpumpe mit Tachogenerator-Rückkopplung gebildet wird, so daß die Leimzufuhr, also die pro Zeiteinheit zugeführte Leimmenge, sehr genau der Laufgeschwindigkeit des Substrates angepaßt werden kann.

Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß nun eine sehr exakte Dosierung des Leimauftrags möglich ist, bspw. die extrem geringe Leimmenge von drei Gramm pro 100 laufende Meter Substrat aufgebracht werden kann, und zwar bis zu einer Laufgeschwindigkeit des Substrates von 600 m/min.

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Die Erfindung wird its "ilgenden anhand von Ausführungsbeispielen untar Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Auftragvorrichtung, und

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab eine Detailansicht der Einzelheit X der Auftragvorrichtung nach Figur 1.

Die au Figur 1 ersichtliche, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Auftragvorrichtung weist einen Vorratsbehälter 12 auf, in dem der tierische oder pflanzliche Leim auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden kann. Unter dem Vorratsbehälter 12 befindet sich eine Auffangwanne 14, aus der über eine Leitung 16 in der Basis 18 der Leim abgezogen wird. An die Leitung 16 ist eine Zahnradpumpe 20 mit Tachogenerator angeschlossen, die den Leim aus dem Vorratsbehälter 12 über die Leitung 16 dem Ausgang 20 zuführt, der über einen Schlauch 22 mit einem Auftragkopf 24 verbunden ist. Der Vorratsbehälter 12 mit der Auffangwanne 14 und der Basis 18, der Schlauch 22 und der Auftragkopf 24 werden über eine Mikroprozessor-Temperatursteuerung auf der gewünschten Temperatur gehalten.

In dem Auftragkopf 24 befindet sich ein pneumatisch betätigbare.s Nadelventil 26 mit einem Stufenkolben zum öffnen und Schließen der Auslaßdüse 2£ des Auftragkopfes 24.

In der Basis 18 ist eine Rückführ- oder Druckentlastungsleitung 30 vorgesehen, die die Leitung Ib mit dem Vorratsbehälter 12, nämlich der Auffangwanne verbindet. In dieser Druckentlastungsleitung 30 befindet sich ein pneumatisch betätigbares Nadelventil 32. Wie man in Figur 2 erkennt, weist das Nadelventil 32 eine in der Druckentlastungsleitung 30 hin- und herbeweglich angeordnete Ventilnadal 34 auf, deren unteres Ende spitz zuläuft und die in ihrer unteren Lage die zur Leitung 16 führende Druckenttast' &khgr;}$- leitung 30 verschließt. Am oberen Ende ist mit der Ventilnadel 34 ein Stufenkolben 36 verbunden, dessen größere Fläche nach oben gewandt ist, d.h. die kleinere Fläche des Stufenkolbens 36 ist nach unten zur Sperrstelle der Druckentlastungsieitung 30 hingewandt.

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Die obere, größere Fläche des Stufenkolbens 36 wird über eine Elektromagnetventil 38 mit Druckluft beaufschlagt. Die Steuerung des Elektromagnetventils 38 erfolgt über eine Mikroprozessorsteuerung 40, die auch ein Elektromagnetventil 42 für die pneumatische Betätigung des Nadelventils 26 in dem Auftragkopf 24 steuert.

Beim Aid aufen des zu beschichtenden, extrem schnell laufenden Substrates (nicht dargestellt) öffnet die Steuerung 40 sowohl das Nadelventil 26 im Auftragkopf 24 als auch das Druckentlastungsventil 32 in der Druckentlastungsleitung 30, so daß die Pumpe 20 mit voller Leistung arbeiten und damit den größten Druck erzeugen kann, wie er für diesen Betriebszustand zweckmäßig wird, ohne daß die Gefahr eines zu starken Leim-Auftrags besteht, da ein etwaiger Leim-Überschuß über die Druckentlastungsstrecke aus der Leitung 16 abgezweigt und wieder dem Vorratsbehälter 12 zugeführt wird.

Bei Erreichen einer bestimmten, vorgegebenen Bahngeschwindigkeit und damit eines stabilen Betriebszustandes wird das Druckentlastungsventil 32 von der Steuerung 40 geschlossen, so daß nun der erforderliche, hohe Druck von der Pumpe 20 an der Auslaßdüse 28 erzeugt wird, die aufgrund der entsprechenden Lage des Nadelventils 26 geöffnet ist.

Schließt die Steuerung 40 nun das Nadelventil 26, so wird parallel hierzu das Druckentlastungsventil 32 geöffnet, so daß nun die Pumpe 20 den Leim im Kreislauf von dem Vorratsbehälter 12 über die Leitung 16 und die Druckentlastungsstrecke 30 zum Vorratsbehälter 12 zurückführt. In diesem Wartezustand ist die Vorrichtung 10 betriebsbereit.

Soll nun wieder Leim aufgetragen werden, so wird das Nadelventil 26 geöffnet und parallel hierzu das Druckentlastungsventil 32 geschlossen, so daß nun wieder die gesamte Leimmenge dem Auftragkopf 24 zugeführt wird.

Auch gegen Ende der Produktion» wenn das zu beschichtende Substrat seine Geschwindigkeit kontinuierlich verringert, kann bei Bedarf das Druckentlastungsventil 32 geöffnet werden, um auch hier den Betriebszustand zu

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beeinflussen.

Tritt beim Betrieb eine Störung in der Leimabgabe auf, so erhöht sich der Leimdruck, bis schließlich das Ventil 32 gegen den anliegenden pneumatischen Druck geöffnet wird. Dadurch erfüllt das Ventil 32 auch eine Sicherheitsfunktion.

Die Düse 28 kann als Sprühdüse oder als Loch- bzw. Schlitzdüse für das Aufbringen einer geschlossenen Leimschicht ausgebildet sein.

Claims

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1. Vorrichtung zum Auftragen von tierischen oder pflanzlichen Leimen auf ein Substrat

a) mit einem Vorratsbehälter für den Leim,

b) mit einer Fördereinrichtung für den Transport des fließfähigen Leims über eine Leitung aus dem Vorratsbehälter zu einem Auftragkopf mit einer Auslaßdüse, und

c) mit einem gesteuerten Ventil zum Offnen oder Schließen der Auslaßdüse, dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Leitung (16) über eine Rückführleitung (30) mit dem Vorratsbehälter (12) verbunden ist, und daß

e) in der Rückführleitung (30) ein zweites Ventil (32) zum öffnen oder Schließen der Rückführleitung (30) in Abhängigkeit vom Betriebszustand des ersten Ventils (26) angeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (32) als pneumatisch betätigbares Ventil ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (32) eine Ventilnadel (34) mit einem Stufenkolben (36) aufweist, der durch Druckluft beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Fläche dss Stufenkolbens (36) der Ventilnadel (34) zugewandt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein Elektromagnetventil (38) zur Steuerung der Druckluftbeaufschlagung des zweiten Ventils (32).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, qekennzeichnet durch eine Steuerung (40) für das Elektromagnetventil (38) einerseits und ein zweites Elektromagnetventil (32) für die pneumatische Steuerung des ersten Ventils (26) des Auftragkopfes (24) andererseits.