EP0479993B1

EP0479993B1 - Leimwerk mit zugeordnetem vorschmelzer für einen klebebinder

Info

Publication number: EP0479993B1
Application number: EP91907822A
Authority: EP
Inventors: Hans-Joachim Schneider
Original assignee: Wohlenberg Vertriebs- und Service GmbH
Current assignee: WOHLENBERG VERTRIEBS- UND SERVICE GMBH
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2011-04-24
Also published as: WO1991016144A1; EP0479993A1; DE59106617D1; ATE128649T1; JPH04506783A; DE4013905C2; DE4013905A1

Description

Leimwerke und Vorschmelzer werden bei Buchbindeanlagen in Klebebindern eingesetzt, um innerhalb der kompletten Buchbindeanlage ein automatisches Verleimen von Buchrücken durchführen zu können. Um einen kontinuierlichen Produktionsablauf zu gewährleisten, wird das Leimbecken des Leimwerks automatisch vom Vorschmelzer mit Leim versorgt, so daß mit Hilfe der in den Leim eintauchenden Auftragswalzen ein automatisches Verleimen der Buchrücken erfolgen kann.
Bei dem Vorschmelzer (auch "Premelter" genannt) kommen als Hotmelt bezeichnete Leime bzw. Klebstoffe zur Anwendung, die als Granulat in den Vorschmelzer eingefüllt und darin geschmolzen werden. Dieser flüssige Leim wird dann dem Leimbecken des Leimwerks für das Verleimen der Buchrücken zugeführt.
Es ist üblich, den Vorschmelzer getrennt von dem Leimwerk als separaten Bestandteil oberhalb des Leimwerks anzuordnen, wie dies in dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U-86 12 0̸70̸.0̸ beschrieben ist. Mit solchen bekannten Vorschmelzern läßt sich zwar grundsätzlich ein Klebebinder betreiben, allerdings treten dabei verschiedene Probleme auf.
Von Nachteil ist die Niveauregelung, mit welcher gewährleistet werden soll, daß im Leimbecken des Leimwerks eine ausreichende Menge von flüssigem Leim zur Verfügung steht, so daß über die Auftragswalzen eine zufriedenstellende Verleimung der Buchrücken gewährleistet ist. Zum Zwecke der Niveauregelung ist es bekannt, im Leimbecken einen Sensor anzuordnen, der die Zufuhr des Heißleims vom Vorschmelzer steuert. Wenn der Sensor feststellt, daß ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau des Heißleims im Leimbecken des Leimwerks unterschritten ist, wird der Zulauf von dem oberhalb angeordneten Vorschmelzer freigegeben, und das Leimbecken wird aufgefüllt. Wenn danach ein bestimmter oberer Pegel von dem Sensor ermittelt ist, wird der Zulauf gestoppt, bis aufgrund des verbrauchten Leims ein unteres Niveau erreicht ist.
Bei dieser Niveauregelung erfolgt ein intermittierender Betrieb, indem der in dem Vorschmelzer verflüssigte Leim zu bestimmten Zeiten in das Leimbecken läuft. Es sind daher Ventile am unteren Boden des Vorschmelzers erforderlich, welche die Leimzufuhr freigeben oder unterbinden, und diese Ventile müssen ständig beheizt werden, damit sie ihre Funktion einwandfrei erfüllen können. Die zur Ermittlung des jeweiligen Niveaus verwendeten Sensoren sind wegen ihres Einsatzes bei dem Heißleim störanfällig, so daß es erforderlich ist, die Sensoren des öfteren zu erneuern bzw. zu reinigen.
Damit von dem Vorschmelzer immer eine ausreichende Menge von Heißleim für das Leimbecken des Leimwerks nachgeliefert werden kann, ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, den Vorschmelzer von oben her mit Granulat zu füllen, aus dem sich beim Erwärmen der flüssige Heißleim bildet. Hier besteht nun ein weiterer Nachteil darin, daß der Vorschmelzer oberhalb des Leimwerks angeordnet ist, und daß es somit schwierig ist, den Vorschmelzer mit dem Granulat zu füllen. Die Bedienungsperson muß zu diesem Zweck auf eine Leiter oder dergleichen steigen, weil die Einfüllhöhe des oberhalb des Leimwerkes angeordneten Vorschmelzers so groß ist, daß sie normalerweise nicht vom Boden aus zu erreichen ist.
Abgesehen davon, daß immer eine Leiter oder dergleichen zur Verfügung stehen muß, wird durch ein solches Einfüllen auch eine gewisse Unfallgefahr hervorgerufen, weil die Bedienungsperson auf der Leiter nicht so sicher steht, wie auf dem Boden.
Außerdem stellt sich auch die Energiebilanz bzw. der Wirkungsgrad als nachteilig dar. Der oberhalb des Leimwerks frei angeordnete Vorschmelzer strahlt nämlich einen wesentlichen Teil der zum Schmelzen des Granulats benötigten Wärme an die Umgebung ab. Da der Vorschmelzer jedoch auf eine bestimmte Mindest-Temperatur gehalten werden muß, um das Granulat zu schmelzen und den geschmolzenen Leim flüssig zu halten, ergibt sich ein schlechter Wirkungsgrad.
Schließlich ist aus der GB-A-20 50 873 ein Leimwerk bekannt, bei dem ein Leimbecken und ein Vorschmelzer in das Leimwerk integriert sind und mittels einer Leimpumpe Heißleim über ein Förderrohr vom Vorschmelzer in das Leimbecken gepumpt wird. Bei dieser Ausführung sind der Vorschmelzer und das Leimbecken seitlich voneinander abgesetzt. Eine Ausnutzung der vom Vorschmelzer abgestrahlten Wärme für das Leimwerk ist dadurch nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leimwerk mit zugeordnetem Vorschmelzer zu schaffen, wobei die Energiebilanz wesentlich verbessert und die Bedienung beim Nachschütten des Granulats gefahrloser und einfacher wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe beschreitet die Erfindung den neuen und überraschenden Weg, den bisher separat vom Leimwerk angeordneten Vorschmelzer in das Leimwerk selbst zu integrieren.
Das Leimwerk stellt sich als ein Gehäuse dar, dessen Seitenwände einen rechteckigen Innenraum bilden. Im oberen Bereich des Leimwerkes befindet sich dabei in an sich bekannter Weise das Leimbecken mit den Auftragswalzen. Erfindungsgemäß wird in vorteilhafter Weise der untere Raum des Gehäuses dadurch ausgenutzt, daß hier der Vorschmelzer in das Leimwerk integriert ist. Die Seitenwände des Leimwerkes bilden also im unteren Teil zugleich die Begrenzungen für den Vorschmelzer. Das Leimwerk selbst kann demnach in vorteilhafter Weise seine ursprünglichen Abmessungen durchaus beibehalten.
Um den flüssigen Heißleim vom unteren Vorschmelzer in den jetzt entgegen dem Stand der Technik oberhalb befindlichen Leimbehälter zu fördern, ist eine Leimpumpe vorgesehen, welche den Heißleim über ein Förderrohr, welches wegen der guten Wärmeleitfähigkeit vorzugsweise als Kupferrohr ausgebildet ist, nach oben zum Leimbehälter transportiert. Dabei endet das Förderrohr am unteren Boden des Leimbehälters, wo der Heißleim in den Leimbehälter eintreten kann. Auch hierbei handelt es sich um eine neue Maßnahme, denn beim Stand der Technik erfolgte die Zufuhr des Heißleims zum Leimbehälter von oben her und nicht von unten.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme ist vorgesehen, mindestens eine Seitenwand des Leimbehälters in ihrer Höhe so zu verringern, daß ein Überlauf gebildet wird. Wenn das Niveau des Heißleims in dem Leimbehälter die Höhe dieses Überlaufs erreicht, läuft der flüssige Heißleim über und gelangt nach unten in den Vorschmelzer zurück. Dadurch kann die beim Stand der Technik erforderliche aufwendige und störanfällige Niveauregelung entfallen. Die Leimpumpe wird nämlich bezüglich ihrer Leistung so eingestellt, daß sie immer geringfügig mehr Heißleim in den Leimbehälte fördert, als von den Auftragswalzen zum Leimen der Buchrücken verbraucht wird. Somit findet ein stetiger Überlauf statt, d.h., der Heißleim wird in einem kontinuierlichen Kreislauf geführt.
Dabei ist die Leimpumpe ständig in Betrieb, so daß auch eine kontinuierliche Zuführung von Heißleim zu dem Leimbecken erfolgt, was im Gegensatz zu dem beim Stand der Technik vorgesehenen intermittierenden Betrieb steht. Dabei ist durch den Überlauf stets ein gleichbleibendes Niveau des flüssigen Heißleimes innerhalb des Leimbehälters gewährleistet.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, die Leistung der Leimpumpe automatisch in Abhängigkeit der Arbeitsleistung bzw. Arbeitsgeschwindigkeit des gesamten Klebebinders zu steuern. Je höher die Arbeitsgeschwindigkeit des Klebebinders eingestellt ist, um so höher wird auch automatisch die Leistung der Leimpumpe. Eine solche Anpassung der Zufuhr des Heißleimes zum Leimbecken des Leimwerkes war beim Stand der Technik nicht bekannt. Erreichen läßt sich diese automatische Anpassung durch eine einfache mechanische Kopplung mit den weiteren Antriebsaggregaten des gesamten Klebebinders. Für die Pumpe selbst kann in vorteilhafter Weise eine Zahnradpumpe verwendet werden.
Als Vorteil bei der Erfindung ist noch anzumerken, daß trotz des stetigen Überlaufs des Heißleimes dieser nicht verlorengeht, denn der Heißleim wird ja im Sinne des schon erwähnten Kreislaufes stets wieder dem Vorschmelzer zugeführt.
Die aus einem wärmeleitfähigen Material bestehende Wandung des Leimbeckens nimmt in an sich bekannter Weise Heißstäbe auf, um den Heißleim auf die erforderliche Temperatur zu halten. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung verläuft das Förderrohr der Leimpumpe nach Art einer Rohrschlange in mehreren Windungen innerhalb der Gehäusewandung bevor es am Boden des Leimbeckens für den Austritt des Heißleimes endet. Dadurch läßt sich erreichen, daß der zugeführte Heißleim bereits mit der gewünschten Temperatur in das Leimbecken eintritt.
Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß im Sinne einer Energieeinsparung die Temperatur des Vorschmelzers geringer als beim Stand der Technik gehalten werden kann, da der dem Leimbecken zugeführte Heißleim seine eigentliche bestimmungsgemäße Arbeitstemperatur innerhalb der sich in der Wandung des Leimbeckens erstreckenden Rohrschlange erhält und dann mit diese Temperatur in das Leimbecken gelangt. Entscheidend ist hier auch die Gleichmäßigkeit der Temperatur des gesamten im Leimbecken befindlichen Heißleimes.
Da bei der Erfindung eine kontinuierliche Zuführung des Heißleimes vorgesehen ist, und da außerdem wegen der voranstehend geschilderten Maßnahme auch für eine gleichmäßige Temperatur gesorgt wird, ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß das Leimbecken des Leimwerks vergleichsweise klein ausgebildet werden kann. Im Vergleich zum Stand der Technik mit der intermittierenden Zuführung ist es nämlich nicht mehr erforderlich, für eine gewisse Reserve zu sorgen. Vielmehr wird wegen des Überlaufes stets das erforderliche Niveau eingehalten, wodurch das Fassungsvermögen des Leimbehälters verringert werden kann.
Das geringere Volumen des Leimbeckens bei dem erfindungsgemäßen Leimwerk hat daneben auch noch den weiteren Vorteil, daß sogenannte Verbrennungen des Heißleims weitgehend vermieden sind. Solche Verbrennungen äußern sich dadurch, daß sich an den Wandungen Feststoffe bilden, die bei einer Reinigung entfernt werden müssen. Die Gefahr der Verbrennungen ist bei der Erfindung aber wesentlich geringer, weil in Verbindung mit der erwähnten Rohrschlange, in der der Heißleim schon weiter aufgeheizt wird, wesentlich weniger Energie erforderlich ist, um den Heißleim auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Die Energieeinsparung kann bis zu 50̸ % betragen.
Da sich der Vorschmelzer innerhalb des Leimwerkes und unterhalb des Leimbeckens befindet, wird die Bedienung wesentlich erleichtert. Es ist nämlich möglich, das Granulat in einer für eine Bedienungsperson normalen Füllhöhe über eine Rutsche in den Vorschmelzer einzufüllen. Diese Rutsche ist in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung als Bestandteil einer der Seitenwände des Leimwerkes ausgebildet und läßt sich bei Bedarf nach außen schwenken, um das Granulat einzuschütten. Im geschlossenen Zustand befindet sich die klappbare Rutsche wie gesagt in einer Ebene mit der betreffenden Seitenwand, so daß nach wie vor durch die Seitenwände des Leimwerkes ein geschlossener Raum gebildet werden kann.
Dieser weitgehend abgeschlossene Raum des Leimwerks, in welchen der Vorschmelzer integriert angeordnet ist, führt zu einem weiteren Vorteil der Erfindung. Die sich beim Vorschmelzer zwangsläufig bildenden schädlichen Dämpfe bzw. die sich beim Heißleim bildenden Gase können nämlich über einen in einer Seitenwand angeordneten Absaugstutzen abgesaugt werden und somit nicht einfach in die unmittelbare Umgebung austreten. Da diese Dämpfe über den Ablaufstutzen stetig entfernt werden, schadet es auch nicht, wenn die voranstehend erwähnte klappbare Rutsche kurzzeitig geöffnet wird, um Granulat nachzufüllen.
Das Absaugen der schädlichen Heißleim-Dämpfe wirkt sich vorteilhaft auf die Wartungsarbeiten aus, weil damit eine wesentlich verringerte Kondensatbildung im gesamten Bereich des Leimwerkes erzielt wird, so daß Reinigungsarbeiten nur noch in großen Zeitabständen erforderlich sind.
Im übrigen wirkt sich das im wesentlichen geschlossene Gehäuse des Vorschmelzers bzw. des Leimwerks auch dahingehend positiv aus, daß die Abwärme des Vorschmelzers zum größten Teil innerhalb des Gehäuses verbleibt und nicht als nutzlose Wärme nach außen gelangt. Dadurch wird die Energiebilanz weiter verbessert.
Es wurde weiter oben schon erwähnt, daß der Transport des Heißleims vom Vorschmelzer zum Leimbecken über die beheizten Rohrschlangen erfolgt, wodurch eine Temperaturerhöhung des Leimes auf die Verarbeitungstemperatur erfolgt, und daß nur ein relativ kleines Leimvolumen im Leimbecken erforderlich ist. Dadurch ergeben sich in der Praxis sehr kurze Aufheizzeiten sowie eine schnellere Umwälzung mit der Folge, daß kaum ein Verbrennen des Leimes zu beobachten ist. Von entscheidender Bedeutung ist hierbei aber die wesentliche Energieeinsparung, die wie gesagt bis zu 50̸ % gegenüber der herkömmlichen Lösung beim Stand der Technik beträgt.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Querschnittsansicht eines Leimwerkes mit einem integrierten Vorschnmelzer,
Fig. 2: eine Seitenansicht eines Leimbehälters,
Fig. 3: eine Draufsicht eines Leimbehälters, und
Fig. 4: eine schematische perspektivische Darstellung eines Leimbehälters.

Das in Fig. 1 zeichnerisch dargestellte Leimwerk 10̸ umfaßt in seinem unteren Teil einen in das Leimwerk 10̸ integrierten Vorschmelzer 12. Das Leimwerk 10̸ besitzt vier Seitenwände 14, die im unteren Teil zugleich auch die Seitenwände für den Vorschmelzer 12 mit dem Boden 44 bilden. Unterhalb dieses Bodens 44 befinden sich vier Rollen 16, so daß das Leimwerk 10̸ mit dem integrierten Vorschmelzer 12 selbständig bewegbar ist.
Der unten innerhalb des durch die Seitenwände 14 und den Boden 44 gebildeten Raumes als Bestandteil des Leimwerkes 10̸ befindliche Vorschmelzer 12 besitzt mehrere senkrecht verlaufende Heizelemente 18, um ein eingefülltes Granulat zu erhitzen, um so den flüssigen Heißleim zu bilden. Zur Erzielung einer optimalen Ausnutzung der erzeugten Wärme werden die Heizelemente im Querschnitt etwa kreuzförmig ausgebildet, wodurch sich eine große Oberfläche für die abzugebende Wärme ergibt.
An einer Seitenwand 14, vorzugsweise an der Rückwand, befindet sich oberhalb des Vorschmelzers 12 ein Absaugstutzen 20̸, über welchen die von dem Heißleim des Vorschmelzers 12 erzeugten Dämpfe abgesaugt werden können.
Im oberen Teil des Leimwerkes befindet sich ein Leimbecken 22, dem Auftragswalzen 24 zugeordnet sind. Die Auftragswalzen 24 tauchen in den im Leimbecken befindlichen flüssigen Leim ein und bewirken in bekannter Weise die Verleimung von Buchrücken, die oben über die Auftragswalzen 24 geführt werden. Der geschmolzene flüssige Leim des Vorschmelzers 12 wird mit Hilfe einer Leimpumpe 32 über ein Förderrohr 34 nach oben in das Leimbecken 22 transportiert. Dabei verläuft das Förderrohr nach Art einer Rohrschlange in mehreren Windungen innerhalb der Wandung des Leimbeckens 22, wobei sich in dieser Wandung auch noch Heizstäbe 30 befinden. Das Förderrohr 34 verläuft dabei möglichst nahe zu den Heizstäben 30̸, und das Förderrohr 34 endet am unteren Boden des Leimbeckens in einer Zuführungsöffnung 36.
Wie insbesondere in Fig. 1 - 4 zu erkennen ist, besitzt das Leimbecken 22 an den beiden Längsseiten je einen Überlauf 26. Nach außen hin schließt sich an den Überlauf 26 jeweils ein Trichter 28 an, durch den der überschüssige Leim wieder nach unten in den Vorschmelzer gelangt.
Fig. 3 zeigt an der linken Querwand des Leimbeckens 20̸ noch zwei zusätzliche Überläufe 42. Durch die Drehung der linken Auftragswalze wird in diesem Bereich der Pegel des flüssigen Leimes nämlich etwas angehoben, weil die Auftragswalze 24 den flüssigen Leim mitnimmt. Durch die beiden zusätzlichen Überläufe wird der überschüssige Leim ebenfalls nach unten zum Vorschmelzer 12 abgeleitet und steht wieder zur Verfügung.
Zum Nachfüllen des Vorschmelzers 12 mit Granulat befindet sich gemäß Fig. 1 in der einen Seitenwand 14 eine klappbare Rutsche 40̸. Durch den Doppelpfeil A ist die mögliche Schwenkbewegung dieser Rutsche angedeutet, die in ihrer in Fig. 1 gezeigten Offenstellung den Nachfüllvorgang ermöglicht. Da sich der Vorschmelzer 12 im unteren Teil des Leimwerkes 10̸ befindet, ergibt sich eine bedienungsfreundliche und angenehme Füllhöhe. Nach dem Verfüllen wird die Rutsche in die gestrichelt gezeichnete Lage zurückgeschwenkt, wodurch die Seitenwand 14 wieder geschlossen ist.

Claims

Leimwerk (10) mit zugeordnetem, in das Leimwerk (10) integriertem Vorschmelzer (12) für einen Klebebinder, wobei das Leimwerk ein Leimbecken (22) umfaßt, das vom Vorschmelzer (12) mittels einer Leimpumpe (32) über ein Förderrohr (34) automatisch mit Heißleim versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vier Seitenwände (14) und einen Boden (44) umfassende Leimwerk (10) im unteren Teil zugleich die Seitenwände (14) und den Boden (44) des Vorschmelzers (12) bildet und daß das Leimbecken (22) im oberen Bereich des Leimwerkes (10) angeordnet ist.
Leimwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (34) an unteren Boden des Leimbeckens (22) endet.
Leimwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (34) nach Art einer Rohrschlange in mehreren Windungen innerhalb der Gehäusewandung des Leimbeckens (22) verlauft.
Leimwerk nach einem der vorherigen Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seitenwand (14) des Leimbeckens (22) in ihrer Höhe verringert ist, so daß ein Überlauf (26) gebildet wird.
Leimwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimpumpe (32) ständig in Betrieb ist, so daß eine kontinuierliche Zufuhrung von Heißleim zum Leimbecken (22) erfolgt.
Leimwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Leimpumpe (32) automatisch in Abhängigkeit von der Arbeitsleistung bzw. Arbeitsgeschwindigkeit des Klebebinders gesteuert ist.
Leimwerk nach einem der vorherigen Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Seitenwand (14) des Leimwerkes (10) eine nach außen schwenkbare Rutsche (40) vorgesehen ist.
Leimwerk nach einem der vorherigen Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Seitenwand (14) des Leimwerkes (10) bzw. des Vorschmelzers (12) ein Absaugstutzen (20) vorgesehen ist.