EP2805776A2 - Leimbehälter für Heissleimapplikationen - Google Patents

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Publication number
EP2805776A2
EP2805776A2 EP14150880.4A EP14150880A EP2805776A2 EP 2805776 A2 EP2805776 A2 EP 2805776A2 EP 14150880 A EP14150880 A EP 14150880A EP 2805776 A2 EP2805776 A2 EP 2805776A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glue
unit
glue container
vane pump
heating
Prior art date
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Granted
Application number
EP14150880.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2805776B1 (de
EP2805776A3 (de
Inventor
Tobias Eichhammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP2805776A2 publication Critical patent/EP2805776A2/de
Publication of EP2805776A3 publication Critical patent/EP2805776A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2805776B1 publication Critical patent/EP2805776B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/20—Gluing the labels or articles
    • B65C9/22—Gluing the labels or articles by wetting, e.g. by applying liquid glue or a liquid to a dry glue coating
    • B65C9/2247—Gluing the labels or articles by wetting, e.g. by applying liquid glue or a liquid to a dry glue coating using liquid rollers or bands
    • B65C9/2256—Applying the liquid on the label
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/20—Gluing the labels or articles
    • B65C9/22—Gluing the labels or articles by wetting, e.g. by applying liquid glue or a liquid to a dry glue coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1042—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material provided with means for heating or cooling the liquid or other fluent material in the supplying means upstream of the applying apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C2009/0071—Details of glueing devices

Definitions

  • the present invention relates to a device for applying hot glue to labels, in particular to wrap-around labels, comprising a gluing unit with a glue roller unit and a glue container for hotmelt.
  • the containers may be cans, glass bottles, PET bottles or the like.
  • a labeling machine generally has at least one container feed, a container table, a container removal and at least one labeling unit, wherein the labeling unit comprises at least one label roll, a label feed, a cutting device, a gripper cylinder and at least one tail.
  • a gluing unit is used.
  • the prior art gluing unit comprises a glue tank, a glue heating, an glue pump and a glue roller.
  • the hot glue added to the glue tank and liquefied via the glue heating and thus processable is pumped out of the glue tank via the glue pump and fed to the glue roller on its lateral surface.
  • a glue scraper with a batten strip is delivered so close to the glue roller that the baffle strip removes the superfluous glue during the rotation of the glue roller and only a thin glue film remains on the jacket surface of the glue roller.
  • the glue remaining on the peg is returned to the glue tank, creating a glue cycle.
  • glue tank and glue roller are coupled.
  • the components of the gluing unit are mounted on a common gluing unit base plate and thus form a common structural unit. Due to the process, however, the gluing unit has to be removed from the label at regular intervals, in particular since gluing units for hot glue applications have to be cleaned regularly. Above all, the so-called. Leimeinbrand and contamination of the glue roller play a major role. During cleaning cycles, the glue roller is generally cleaned manually by the operator.
  • the glue tank in the prior art is designed as a sheet metal or welded construction, wherein the outer casing of the glue tank becomes so hot due to the high temperature of the hot glue that a risk to an operator can not be ruled out.
  • the glue tank suffers from the radiation of heat through the outer housing a high energy loss.
  • the hot glue is conveyed by means of a gear pump to the glue roller, wherein the quality of the glue is reduced by the inevitable squeezing of the hot glue between the gears and the consequent tearing of the polymer chains of the hot glue.
  • the present invention is therefore based on the object to overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art, and in particular to facilitate the cleaning of the gluing unit and to improve the safety of the operating staff.
  • the vacuum cylinder and the glue roller unit are well known in the art.
  • the vacuum cylinder serves as a gripper cylinder, to which the labels individually passed, and which passes by rotation, the individual labels with the back to the outside of the Leimwalzenech so that the labels are provided in a certain type-dependent area of the label with glue.
  • the vacuum cylinder and the glue roller unit of the gluing unit are arranged in such a way that the individual labels come into contact with the glue roller when they pass the glue roller unit in a certain manner, so that they are provided with glue at the predetermined locations. These glue strips are needed for bonding the labels to the articles to be labeled.
  • the glue roller unit can have elevations at predetermined locations. Passing the individual labels on the Leimwalzenaji done by opposing rotation of the Leimwalzenaji and the vacuum cylinder. In this case, the vacuum cylinder and the glue roller unit can each be driven by a controllable motor.
  • the gluing unit with the glue roller unit is pivotably mounted such that it can be switched away from the vacuum cylinder.
  • the gluing unit can be pivotably mounted about an axis which is parallel to the axis of rotation of the vacuum cylinder.
  • the switching off and / or returning the gluing unit to the vacuum cylinder can be carried out manually by an operator or mechanically by an attached to the pivot axis motor.
  • the gluing unit with the glue roller unit can in this case be designed as an independent structural unit, which is also detachably connected to the pivot bearing of the labeling unit.
  • the sizing unit may further comprise a glue heating and / or glue bar, the glue heating causing the hot glue to remain liquid during processing by the sizing roll unit.
  • the glue bar can be delivered to the glue roller unit so close that it subtracts the excess glue during rotation of the glue roller. The excess glue can then be recycled by means of a return line to the glue container or a separate collection container.
  • the glue container of the apparatus described above is not fixedly coupled to the gluing unit with the glue roller unit, but as a separate unit, it is structurally separate from the gluing unit.
  • the glue container and the gluing unit are not mounted on a common Gluework base plate, but formed separately from each other. This means that the glue container is not moved by the vacuum cylinder when the gluing unit is switched off, but rather remains stationary.
  • the glue container can stand on a base, eg the floor, next to a labeling unit, which is the device described above comprises, or with an immovable part of the labeling, z. B. a frame construction connected.
  • the glue container can in this case be designed as in the prior art or as in one of the further developments described below.
  • the glue container is filled with a hotmelt or hotmelt, also known as hotmelt, which can be processed at temperatures between 70.degree. And 190.degree. C., preferably between 110.degree. And 190.degree.
  • the hot melt processable may be a polymer-based hot melt, in particular a hot melt comprising a polymer-based polyurethane.
  • base polymers for hot glue are: polyamides (PA) with application temperatures mostly above 200 ° C, polyethylene (PE) with application temperatures of 140 ° to 200 ° C, amorphous polyalphaolefins (APAO) with application temperatures around 170 ° C, ethylene vinyl acetate copolymers (EVAC ) with application temperatures around 150 ° C, polyester elastomers (TPE-E), polyurethane elastomers (TPE-U), copolyamide elastomers (TPE-A) and vinylpyrrolidone / vinyl acetate copolymers with application temperatures around 130 ° C.
  • PA polyamides
  • PE polyethylene
  • APAO amorphous polyalphaolefins
  • EVAC ethylene vinyl acetate copolymers
  • TPE-E polyester elastomers
  • TPE-U polyurethane elastomers
  • TPE-A copolyamide elastomers
  • the glue container can be connected to the glue unit by a feed line, which can be deformed by switching off the gluing unit.
  • the supply line may in particular be designed as a U-shaped hose, which is stretched when the gluing unit is switched off.
  • the supply line of an elastically deformable material, for.
  • the supply line may comprise a pressure-resistant and chemical-resistant inner tube, for example made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is surrounded by at least one insulating layer of a suitable for the desired operating temperature, elastically deformable material, such as a silicone foam.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a heating conductor (see below) with an optional temperature sensor can be wound onto the inner tube or onto a protective braiding surrounding the inner tube between the inner tube and the insulation layer.
  • the at least one insulating layer can be protected to the outside by another protective braid.
  • the inner tube can be manufactured on hot glue and / or the desired operating pressure with a variety of nominal widths and materials. Due to the high flexibility of the design of the feed line, the gluing unit can be switched without much effort.
  • Deformable here and below means elastically deformable in the sense that the shape and cross section of the feed line are not changed by repeatedly removing and connecting the gluing unit so that the function of the feed line, in particular its connection points with the glue container and / or gluing unit would be impaired. Due to the elastically deformable supply line, with which the glue container is connected to the gluing unit, the gluing unit with the glue roller unit can be moved away from the vacuum cylinder in a simple manner and switched to the vacuum cylinder. In addition to the elastically deformable feed line, the glue container can also be connected to the gluing unit with an elastically deformable return line, via which excess hot glue can be returned from the glue roller unit to the glue container.
  • the supply line further comprises a first heating device.
  • the first heating device may serve to heat the glue carried in the supply line or to keep the temperature of the glue carried in the supply line constant.
  • the first heating direction may comprise, at least in sections, a heating line, in particular a heating hose and / or a heating tube, and / or a contactless heating.
  • the contactless heater may be an induction heater.
  • a heating line designed as a heating tube or heating tube the amount of glue guided in the supply line can be tempered in a transport state or in a static or stationary state, ie, heated or kept at a constant temperature level.
  • the heating cable can be wound in particular on an inner tube of the supply line.
  • the inner tube wrapped with the heating cable can be sheathed with at least one insulating layer.
  • the insulation layer reduces heat transfer from the heating cable to the outside and increases the safety of the operator.
  • the feed line may comprise at least one sensor device for determining parameters, in particular a temperature of the glue carried in the feed line and / or a temperature of the feed line.
  • the heating cable wound on the inner tube may comprise a temperature sensor.
  • the feed line can comprise further sensors for determining the flow rate, glue composition and / or viscosity of the glue in the feed line.
  • a heat output of the first heating device can be controlled and / or regulated by a control and / or regulating device designed for this purpose.
  • a control and / or regulating device designed for this purpose.
  • an inner surface of the feeder line may be smooth.
  • the device comprises a vane pump, wherein the vane pump is adapted to promote hot glue from the glue container to the glue roller unit.
  • the vane pump or rotary vane pump can be connected to the supply line in such a way that the hot glue removed from the vial container by the vane cell pump is fed via the supply line to the gluing unit with the glue roller unit.
  • a reduction in the glue quality can be avoided by squeezing the glue between the gears of the gear pump, thereby tearing the polymer chains of the hot glue. This improves the flow properties, viscosity and adhesive properties of the hotmelt used.
  • the vane pump thus ensures a gentle glue treatment and better glue quality.
  • the vane pump can be driven by a variable motor.
  • the controllable motor in this case drives the rotor of the vane pump, wherein a control and / or regulating device controls and / or regulates the rotational speed of the rotor.
  • the delivery rate of the vane pump may be controlled depending on process parameters such as the throughput of articles to be labeled, the amount of hot melt required for a label, the type of hotmelt used and / or similar parameters.
  • the vane pump may comprise a second heating device.
  • the second heating device can be mounted in particular in the receiving area of the vane pump.
  • the second heating device may be a heating line, a heating coil, a contactless heater, or any other heating device known in the art.
  • the second heating device prevents the glue in the area of the vane pump, in particular in its receiving area, becoming solid.
  • a cylinder (rotor) of the vane pump can also be heated.
  • the inner body receives the hot glue to be processed, wherein the inner surface of the inner body is provided with heating ribs for improving the heat transfer.
  • the inner body may preferably be made of cast aluminum.
  • the thermally insulating sheath encloses the inner body at least partially and may in particular comprise a polyisocyanurate (PIR) and / or polyurethane (PU) for thermal insulation.
  • PIR polyisocyanurate
  • PU polyurethane
  • the thermally insulating shell acts as an insulating layer between the hot inner body, in which the hot glue is located, and the outer housing made of plastic.
  • the plastic outer housing is used in addition to the handling of the glue container and the protection of the operator and thus can also be made of a thermally insulating plastic.
  • the thermal insulation of the thermally insulating sheath and / or the outer housing made of plastic Due to the thermal insulation of the thermally insulating sheath and / or the outer housing made of plastic, a risk to the operating personnel during handling, especially during filling and / or cleaning of the glue container, excluded and also energy losses are reduced by radiation of heat through the outer housing.
  • the outer casing of the glue container can be easily molded from plastic, resulting in a reduction of assembly time.
  • the inner body may be at least partially coated on its inside with a non-stick coating. Due to the non-stick coating, the hot glue can be easily detached from the tank when changing the glue. This is particularly advantageous in the field of heating ribs, otherwise glue residues remain with a glue change between the heating ribs.
  • the glue container can furthermore comprise a third heating device, in particular a heating cartridge.
  • the third heating device may also comprise a plurality of heating cartridges, in particular one each heating element per heating rib of the inner body.
  • the third heating device can be mounted in the lower region of the inner body, so that the hot glue contained in the inner body can be heated and liquefied from below.
  • the heating ribs ensure efficient heat transfer from the third heating device to the hot glue.
  • the third heating device can also be mounted in the region of one or more side walls of the glue container.
  • the third heating device may be mounted in the inner body itself and / or in the inner region of the inner body.
  • the at least one heating cartridge may further comprise a built-in thermocouple for measuring the local temperature.
  • the glue container may further comprise at least one temperature sensor.
  • the at least one temperature sensor can be designed as a thermocouple of a heating cartridge.
  • the at least one temperature sensor can also be mounted in the upper region of the glue container, in particular in the region of a lid.
  • at least one temperature sensor may be mounted in the inner region of the inner body in order to be able to directly determine the temperature of the hot glue in the glue container.
  • a temperature sensor can be mounted in the receiving area of the vane pump (see below) to guarantee that hot glue of a desired temperature, in particular of a desired viscosity, is picked up by the vane pump and conveyed to the gluing unit with the sizing roll unit.
  • the glue container may further comprise a vane pump, wherein the vane pump is adapted to remove hot glue from the glue container.
  • the vane pump or rotary vane pump can correspond to the vane pump described above.
  • the vane pump can be designed to deliver hot glue from the glue container via a feed line to a gluing unit with a glue roller unit, via which the hot glue is applied to labels.
  • the vane pump can be driven by a variable motor.
  • the controllable motor can be connected via a thermal flange with a coupling element with the vane pump.
  • the pumping power or the pumping volume of the vane pump can be controlled and / or regulated by means of the, in particular infinitely variable, controllable motor.
  • the control and / or regulation in dependence on the operator predetermined parameters, such.
  • As the temperature of the hot glue in the interior of the inner body the viscosity of the hot glue and / or a flow rate of the hot glue in a supply line done.
  • the vane pump may comprise a fourth heating device.
  • the fourth heating device may in particular be identical to the second heating device described above.
  • the fourth heating device may be mounted in the receiving area of the vane pump and may be in the form of a heating line, a heating coil or a contactless heater.
  • the fourth heating device can in particular prevent solidification of the hot glue by cooling in the receiving region of the vane pump and / or in the interior of the vane pump.
  • the glue container can furthermore comprise a control and / or regulating unit, wherein the control and / or regulating unit is designed to control and / or to supply a heating power of the third and / or fourth heating device in dependence on a signal of the temperature sensor regulate. If the at least one temperature sensor of the glue container indicates a fall in the temperature of the glue in the corresponding area below a setpoint temperature dependent on the glue type, which can be predetermined by the operator via an input device, then the control and / or regulating unit automatically increases the heating power of the corresponding heating device to increase the temperature of the glue in the desired area.
  • the at least one temperature sensor supplies signals to the control and / or regulating unit continuously or at regular intervals for this purpose.
  • the glue container may further comprise a display device, wherein the display device is adapted to display a temperature of a hot glue contained in the glue container and / or a level of the glue container.
  • the display device may in this case be a display, in particular with a touch function, in particular a liquid crystal display.
  • the display device can be directly attached to the glue container and be integrated in this or be designed as a separate display device, in particular as part of a process control and / or control unit.
  • an operator of the apparatus can easily monitor the labeling process with respect to the provision of the hot glue.
  • the operator can set a desired setpoint temperature via a touch function of the display device which can be used by the control and / or regulating unit described above for controlling and / or regulating the third and / or fourth heating device.
  • each of the described embodiments and developments of the glue container can be combined with the apparatus described above for applying hot glue to labels.
  • the vane pump described in connection with the glue container can correspond in particular to the vane pump belonging to the device for applying hot glue.
  • the articles or containers may be cans, glass bottles, PET bottles or the like.
  • a labeling machine generally has a feed conveyor, which feeds the articles to the labeling machine, and at least one inlet starwheel with usually upstream one-piece worm, which individually feeds the articles via a guide arc to a carousel on which the articles circulate.
  • On the carousel is generally a plurality of evenly arranged turntables, which receive the articles.
  • an outlet star wheel picks up the articles and feeds them to a discharge conveyor which transports the articles out of the labeling machine and to subsequent process steps.
  • the transport elements moving the articles through the labeling machine are generally drivable continuously in relation to one another in terms of speed and position.
  • a labeling unit for applying labels to the article.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an example of such a labeling unit, wherein the arrangement of the gluing unit with the glue roller unit and the glue container according to the present invention is carried out.
  • the exemplary labeling unit shown comprises an automatic gluing unit 1, transport plates for a first and a second label strip 6 and 7, and a tracking control unit 2 for regulating the track of the supplied labels.
  • a label tape is controlled deducted and past a not shown here print marks or print image detecting sensor and cut in the associated with the sensor cutter 4 the printed image or cut marks accordingly.
  • the separated label which is located during the cutting process with the printed image to the outside on the rotating vacuum roller 3 is transferred after the separation process to a vacuum cylinder, which is driven by the servo motor 5.
  • the servomotor 5 engages from through the base 8 of the labeling unit to drive the vacuum cylinder (not shown).
  • the handed over to the vacuum cylinder label is passed by rotation of the vacuum cylinder with the back to the outside of the gluing roller 9 integrated glue roller and provided in a certain type-dependent area of the label with glue.
  • the glued label is then fed tangentially to the carousel on which the articles are located.
  • the label is thereby brought into contact with the gluing with the article and unwound by appropriate movement of the article on this.
  • the labeled article passes from the carousel to the outlet star wheel in the further course and is handed over to the outlet conveyor.
  • the gluing unit with the glue roller unit is pivotably mounted such that it can be switched away from the vacuum cylinder (not shown here, driven by the servomotor 5).
  • This in FIG. 1 Labeling unit shown further comprises a glue container 10 for hot glue, which is connected to the glue unit 9 by an elastically deformable tube 11.
  • the glue container 10 as a separate structural unit is structurally separated from the glue unit 9.
  • the glue container 10 apart from the supply line 11, not connected to the glue unit 9, but attached separately to the base plate or the base support 8 of the labeling.
  • the glue container 10 also directly on the ground be parked next to the labeler.
  • glue container 10 Due to the separate design of the glue container 10 as an independent unit, which is structurally separated from the glue unit 9, the glue unit 9 can be switched away from the vacuum cylinder or to the vacuum cylinder without, as usual in the art, mitzube admire the relatively heavy glue container , By using an elastically deformable tube as a feed line 11, the switching off of the glue unit 9 is also facilitated.
  • glue container 10, supply line 11, and gluing unit 9 may each comprise separate heating devices, which make the hot melt flowable or bring it to the processing temperature.
  • FIG. 2 illustrates a schematic diagram of an example of a glue glue container for hot glue according to the present invention.
  • the glue container comprises an inner body 20 which is preferably made of cast aluminum, a thermally insulating casing 26 which encloses the inner body and preferably a polyisocyanurate (PIR) and / or a polyurethane (PU) comprises, and an outer housing made of plastic.
  • the outer housing made of a plastic injection molded part encloses the thermally insulating sheath 26.
  • the inner body 20 shown here by way of example has a multiplicity of heating ribs, which are shown here as structures protruding from the floor. The heat transfer from the heating cartridges 21 located in the bottom of the inner body to the hot glue 29 located inside the inner body is improved via the heating ribs.
  • the inner body comprises three heating cartridges 21.
  • the inner surface of the inner body 26 is at least partially coated with a non-stick coating.
  • the spaces between the heating ribs may be coated with such a non-stick coating.
  • at least one temperature sensor 30, which supplies the measured temperatures to an electronic unit for controlling and / or regulating the heating power of the heating cartridges 21, is located in the bottom of the inner body.
  • the temperature sensor may be integrated as a thermocouple in the heating cartridges 21.
  • the electronic unit for controlling and / or regulating the heating powers of the heating cartridges 21 may be integrated in the glue container or be designed separately.
  • the glue container illustrated here by way of example further comprises a temperature sensor 23 which directly measures the temperature of the hot glue 29.
  • the illustrated glue container comprises a glue temperature sensor 22 in the lid of the container.
  • the receiving area of the pusher pump or the vane pump 25 may include a heater, not shown here, which detects the hot glue received by the pusher pump as a function of temperature data, which from the temperature sensors 22, 23, 30 and / or a temperature sensor in the receiving area of the pusher pump 25 an unillustrated control and / or regulating unit for the, in particular continuously variable, controllable motor 24 of the slide pump are supplied.
  • the slide pump 25 hot glue from the glue container in the FIG. 1 Gluing shown with a regulated by the variable motor 24 volume flow.
  • the volume flow of the hot glue conveyed by the sliding pump 25 depends z.
  • the heating device, not shown, for heating the supply line 28 may be designed as described above, in particular as a heating line or as a heating tube.
  • the supply line 28 is also formed from an elastically deformable material, so that when moving away or connecting the glue unit to the vacuum cylinder little or no forces are exerted on the glue container.
  • the heating power of the heating device of the supply line 28 can also be regulated in dependence on measured temperatures, in particular by one or more temperature sensors in the region of the supply line.
  • the bottom of the inner body 20 may be inclined down to the vane pump 25 at a predetermined angle.
  • the glue container can be connected to a touch display which displays, inter alia, the temperature of the hot glue contained in the inner body and a filling level of the hot glue. Via the touch display, an operator can also specify required process parameters, such as the type of hot glue used, the desired processing temperature, or the flow rate of the vane pump 25. In addition, a simple control of the above parameters by the operator on the touch display is possible. However, the display can also be executed without the mentioned touch function. Furthermore, the display can either be integrated in the container or formed separately or integrated in a separate control unit.
  • FIG. 2 illustrated and described above can be used for all hot melt applications.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Labeling Devices (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Auftragen von Heißleim auf Etiketten zur Verfügung, die umfasst: Einen Vakuumzylinder, ein Leimwerk (9) mit einer Leimwalzeneinheit, und einen Leimbehälter (10), wobei das Leimwerk derart schwenkbar gelagert ist, dass es von dem Vakuumzylinder wegschaltbar ist, und wobei der Leimbehälter als eigenständige Baueinheit konstruktiv getrennt von dem schwenkbaren Leimwerk ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin einen Leimbehälter für Heißleim zur Verfügung, welcher umfasst: Einen Innen-körper (20) mit Heizrippen, eine thermisch isolierende Hülle (26), welche den Innenkörper umschließt, und ein Außengehäuse aus Kunststoff.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Heißleim auf Etiketten, insbesondere auf Rundumetiketten, mit einem Leimwerk mit einer Leimwalzeneinheit sowie einen Leimbehälter für Heißleim.
    • Stand der Technik
  • Moderne Etikettiermaschinen werden in der Industrie verwendet, um kontinuierlich mit hoher Leistung Etiketten auf fortlaufend zugeführte Artikel bzw. Behälter aufzubringen. Die Behälter können dabei Dosen, Glasflaschen, PET-Flaschen oder dergleichen sein.
  • Eine Etikettiermaschine weist dabei im Allgemeinen zumindest eine Behälterzufuhr, einen Behältertisch, eine Behälterabfuhr und mindestens ein Etikettieraggregat auf, wobei das Etikettieraggregat mindestens eine Etikettenrolle, eine Etikettenzuführung, eine Schneideinrichtung, einen Greiferzylinder und mindestens ein Leitwerk umfasst. Um ein Etikettenstück mit einem Leimstreifen versehen zu können, wird dabei ein Leimwerk eingesetzt.
  • Bei Etikettiermaschinen, welche Etiketten mit Heißleim auf die Behälter aufbringen (z. B. Contiroll, Canmatic) umfasst das Leimwerk im Stand der Technik einen Leimtank, eine Leimheizung, eine Leimpumpe und eine Leimwalze. Der in den Leimtank gegebene und über die Leimheizung verflüssigte und somit verarbeitbare Heißleim wird über die Leimpumpe aus dem Leimtank gepumpt und der Leimwalze an ihrer Mantelfläche zugeführt. Ein Leimschaber mit einer Schableiste ist der Leimwalze so nahe zugestellt, dass die Schableiste bei der Rotation der Leimwalze den überflüssigen Leim abzieht und nur ein dünner Leimfilm auf der Mantelfläche der Leimwalze verbleibt. Der an der Schableiste verbleibende Leim wird dem Leimtank erneut zugeführt, womit ein Leimkreislauf entsteht.
  • Beim aktuellen Stand der Technik sind Leimtank und Leimwalze gekoppelt. Im Allgemeinen sind dabei die Komponenten des Leimwerks auf einer gemeinsamen Leimwerksgrundplatte angebracht und bilden somit eine gemeinsame Baueinheit. Prozessbedingt muss das Leimwerk jedoch in regelmäßigen Abständen vom Etikett weggeschaltet werden, insbesondere da Leimwerke für Heißleimanwendungen regelmäßig gereinigt werden müssen. Dabei spielen vor allem der sog. Leimeinbrand und eine Verschmutzung der Leimwalze eine große Rolle. Bei Reinigungszyklen wird dabei die Leimwalze im Allgemeinen manuell vom Bediener gereinigt.
  • Durch den festen Anbau des Leimtankes an das Leimwerk sind beim Wegschalten des Leimwerks vom Etikett jedoch hohe Massen zu bewegen. Darüber hinaus behindert die Anordnung des Leimtanks die Zugänglichkeit zum Etikettieraggregat.
  • Des Weiteren ist der Leimtank im Stand der Technik als Blech- bzw. Schweißkonstruktion ausgeführt, wobei das Außengehäuse des Leimtanks aufgrund der hohen Temperatur des Heißleims derart heiß wird, dass eine Gefährdung eines Bedieners nicht auszuschließen ist. Darüber hinaus erleidet der Leimtank durch Abstrahlung von Wärme über das Außengehäuse einen hohen Energieverlust.
  • Schließlich wird im Stand der Technik der Heißleim mittels einer Zahnradpumpe zur Leimwalze gefördert, wobei durch das unvermeidliche Quetschen des Heißleims zwischen den Zahnrädern und das dadurch bedingte Zerreißen der Polymerketten des Heißleims die Qualität des Leimes verringert wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile des Stands der Technik zu beheben, und insbesondere die Reinigung des Leimwerks zu erleichtern und die Sicherheit des Bedienungspersonals zu verbessern. Ganz allgemein besteht darüber hinaus die Aufgabe, die Konstruktion der Etikettiermaschine zu vereinfachen und die Energieeffizienz der Maschine zu erhöhen.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Auftragen von Heißleim auf Etiketten, umfassend
    • einen Vakuumzylinder,
    • ein Leimwerk mit einer Leimwalzeneinheit, und
    • einen Leimbehälter,
    • wobei das Leimwerk derart schwenkbar gelagert ist, dass es von dem Vakuumzylinder wegschaltbar ist, und
    • wobei der Leimbehälter als eigenständige Baueinheit konstruktiv getrennt von dem schwenkbaren Leimwerk ausgebildet ist.
  • Der Vakuumzylinder und die Leimwalzeneinheit sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Der Vakuumzylinder dient hierbei als Greiferzylinder, an welchen die Etiketten einzeln übergeben werden, und welcher durch Rotation die einzelnen Etiketten mit der Rückseite nach außen an der Leimwalzeneinheit vorbeiführt, sodass die Etiketten in einem bestimmten, typabhängigen Bereich des Etiketts mit Leim versehen werden. Der Vakuumzylinder und die Leimwalzeneinheit des Leimwerks sind dabei derart angeordnet, dass die einzelnen Etiketten beim Vorbeiführen an der Leimwalzeneinheit in einem bestimmten Berech mit der Leimwalze in Kontakt treten, sodass diese an den vorbestimmten Stellen mit Leim versehen werden. Diese Leimstreifen werden zur Verklebung der Etiketten an den zu etikettierenden Artikeln benötigt. Zu diesem Zweck kann die Leimwalzeneinheit an vorbestimmten Stellen Erhebungen aufweisen. Das Vorbeiführen der einzelnen Etiketten an der Leimwalzeneinheit geschieht durch gegenläufige Rotation der Leimwalzeneinheit und des Vakuumzylinders. Hierbei können der Vakuumzylinder und die Leimwalzeneinheit jeweils durch einen regelbaren Motor angetrieben werden.
  • Erfindungsgemäß ist das Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit derart schwenkbar gelagert, dass es von dem Vakuumzylinder wegschaltbar ist. Insbesondere kann das Leimwerk um eine Achse schwenkbar gelagert sein, welche parallel zu der Rotationsachse des Vakuumzylinders ist. Das Wegschalten und/oder Rückführen des Leimwerks an den Vakuumzylinder kann dabei manuell durch einen Bediener oder mechanisch durch einen an der Schwenkachse angebrachten Motor vorgenommen werden. Das Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit kann hierbei als eigenständige Baueinheit ausgebildet sein, welche darüber hinaus abnehmbar mit dem Schwenklager des Etikettieraggregats verbunden ist. Neben der Leimwalzeneinheit kann das Leimwerk weiterhin eine Leimheizung und/oder eine Leimleiste umfassen, wobei die Leimheizung bewirkt, dass der Heißleim während der Verarbeitung durch die Leimwalzeneinheit flüssig bleibt. Die Leimleiste kann der Leimwalzeneinheit so nahe zugestellt sein, dass diese bei der Rotation der Leimwalze den überschüssigen Leim abzieht. Der überschüssige Leim kann dann mittels einer Rückführleitung an den Leimbehälter oder einen separaten Sammelbehälter rückgeführt werden. Durch Wegschalten des schwenkbar gelagerten Leimwerks vom Vakuumzylinder kann insbesondere Zugang zum Leimwerk zu dessen Reinigung verschafft werden.
  • Anders als im Stand der Technik ist der Leimbehälter der oben beschriebenen Vorrichtung jedoch nicht fest mit dem Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit gekoppelt, sondern als eigenständige Baueinheit konstruktiv getrennt von dem Leimwerk ausgebildet. Insbesondere sind der Leimbehälter und das Leimwerk nicht auf einer gemeinsamen Leimwerksgrundplatte angebracht, sondern separat voneinander ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Leimbehälter beim Wegschalten des Leimwerks vom Vakuumzylinder nicht mit diesem bewegt wird, sondern vielmehr ortsfest verbleibt. Insbesondere kann der Leimbehälter auf einer Grundfläche, z.B. dem Boden, neben einem Etikettieraggregat stehen, welches die oben beschriebene Vorrichtung umfasst, oder mit einem unbeweglichen Teil des Etikettieraggregates, z. B. einer Rahmenkonstruktion, verbunden sein.
  • Der Leimbehälter kann hierbei wie im Stand der Technik ausgeführt sein oder wie in einer der weiter unten beschriebenen Weiterbildungen. Der Leimbehälter wird bei Inbetriebnahme des Etikettieraggregats mit einem Schmelzklebstoff oder Heißleim, auch Hotmelt genannt, befüllt, welcher bei Temperaturen zwischen 70° und 190°C, vorzugsweise zwischen 110° und 190°C verarbeitet werden kann. Bei dem verarbeiten Heißleim kann es sich um einen Heißleim auf Polymerbasis, insbesondere um einen ein auf einem Polymer basierendes Polyurethan umfassenden Heißleim handeln. Beispiele für Basispolymere für Heißleime sind: Polyamide (PA) mit Applikationstemperaturen meist über 200°C, Polyethylen (PE) mit Applikationstemperaturen von 140° bis 200°C, amorphe Polyalphaolefine (APAO) mit Applikationstemperaturen um 170° C, Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVAC) mit Applikationstemperaturen um 150°C, PolyesterElastomere (TPE-E), Polyurethan-Elastomere (TPE-U), Copolyamid-Elastomere (TPE-A) und Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere mit Applikationstemperaturen um 130°C.
  • Durch die Entkopplung des Leimbehälters von dem Leimwerk kann die Zugänglichkeit zum Etikettieraggregat verbessert werden. Beim Schalten (Weg- und Zuschalten) des Leimwerks sind somit geringere Massen zu bewegen, sodass höhere Schaltgeschwindigkeiten erreichbar sind.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann der Leimbehälter mit dem Leimwerk durch eine Zuführleitung verbunden sein, welche durch Wegschalten des Leimwerks deformierbar ist. Die Zuführleitung kann insbesondere als U-förmiger Schlauch ausgebildet sein, welcher beim Wegschalten des Leimwerks gestreckt wird. Dabei kann die Zuführleitung aus einem elastisch deformierbaren Material, z. B. einem temperaturbeständigen Gummi oder Silikon, aber auch aus einem elastisch deformierbaren Metall gefertigt sein. Insbesondere kann die Zuführleitung einen druckfesten und chemikalienresistenten Innenschlauch, z.B. aus Polytetrafluorethylen (PTFE), umfassen, welcher von mindestens einer Isolationsschicht aus einem für die gewünschte Betriebstemperatur geeigneten, elastisch deformierbaren Material, z.B. einem Silikonschaum, umgeben ist. Zwischen dem Innenschlauch und der Isolationsschicht kann des Weiteren ein Heizleiter (siehe unten) mit einem optionalen Temperatursensor auf den Innenschlauch bzw. auf ein den Innenschlauch umgebendes Schutzgeflecht gewickelt sein. Schließlich kann die mindestens eine Isolationsschicht nach außen durch ein weiteres Schutzgeflecht geschützt sein. Der Innen-schlauch kann je nach benötigter Förderleistung an Heißleim und/oder gewünschtem Betriebsdruck mit einer Vielfalt an Nennweiten und Materialien gefertigt werden. Durch die hohe Flexibilität der Ausbildung der Zuführleitung kann das Leimwerk ohne großen Kraftaufwand geschaltet werden.
  • Deformierbar bedeutet hier und im Folgenden elastisch deformierbar in dem Sinne, dass Form und Querschnitt der Zuführleitung durch wiederholtes Weg- und Zuschalten des Leimwerks nicht so verändert werden, dass die Funktion der Zuführleitung, insbesondere deren Verbindungsstellen mit dem Leimbehälter und/oder Leimwerk beeinträchtigt würden. Aufgrund der elastisch deformierbaren Zuführleitung, mit welcher der Leimbehälter mit dem Leimwerk verbunden ist, lässt sich das Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit in einfacher Weise von dem Vakuumzylinder weg- und zu dem Vakuumzylinder hinschalten. Zusätzlich zu der elastisch deformierbaren Zuführleitung kann der Leimbehälter auch mit einer elastisch deformierbaren Rückführleitung mit dem Leimwerk verbunden sein, über welche überschüssiger Heißleim von der Leimwalzeneinheit an den Leimbehälter rückgeführt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst die Zuführleitung weiterhin eine erste Heizvorrichtung. Die erste Heizvorrichtung kann dem Erwärmen des in der Zuführleitung geführten Leims oder dem konstant Halten der Temperatur des in der Zuführleitung geführten Leims dienen. Die erste Heizrichtung kann dabei zumindest abschnittsweise eine Heizleitung, insbesondere einen Heizschlauch und/oder ein Heizrohr, und/oder eine kontaktlose Heizung umfassen. Bei der kontaktlosen Heizung kann es sich um eine Induktionsheizeinrichtung handeln. Mit einer als Heizschlauch oder Heizrohr ausgeführten Heizleitung lässt sich die in der Zuführleitung geführte Leimmenge in einem Transportzustand oder in einem statischen bzw. unbewegten Zustand temperieren, d. h. erwärmen oder auf konstantem Temperaturniveau halten. Dabei kann die Heizleitung insbesondere auf einen Innenschlauch der Zuführleitung gewickelt sein. Des Weiteren kann der mit der Heizleitung umwickelte Innenschlauch mit mindestens einer Isolationsschicht ummantelt sein. Die Isolationsschicht reduziert den Wärmeübertrag von der Heizleitung an den Außenraum und erhöht die Sicherheit des Bedienerpersonals. Durch das Aufwickeln der Heizleitung auf den Innenschlauch ergibt sich zudem eine elastisch deformierbare Zuführleitung. Des Weiteren kann die Zuführleitung zumindest eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln von Parametern, insbesondere einer Temperatur des in der Zuführleitung geführten Leims und/oder einer Temperatur der Zuführleitung umfassen. Insbesondere kann die auf den Innenschlauch gewickelte Heizleitung einen Temperatursensor umfassen. Neben einer Sensoreinrichtung zum Ermitteln der Temperatur kann die Zuführleitung weitere Sensoren zum Ermitteln der Fließgeschwindigkeit, Leimzusammensetzung und/oder Viskosität des Leims in der Zuführleitung umfassen. In Abhängigkeit von den bestimmten Parametern, insbesondere von der Temperatur des Leims in der Zuführleitung, kann eine Heizleistung der ersten Heizvorrichtung durch eine dazu ausgebildete Steuer- und/oder Regelvorrichtung gesteuert und/oder geregelt werden. Um die Strömungseigenschaften des Leims in der Zuführeinrichtung zu verbessern, kann eine Innenfläche der Zuführleitung glatt ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst die Vorrichtung eine Flügelzellenpumpe, wobei die Flügelzellenpumpe dazu ausgebildet ist, Heißleim von dem Leimbehälter zur Leimwalzeneinheit zu fördern. Die Flügelzellenpumpe oder Drehschieberpumpe kann dabei derart mit der Zuführleitung verbunden sein, dass der von der Flügelzellenpumpe aus dem Leimbehälter entnommene Heißleim über die Zuführleitung dem Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit zugeführt wird.
  • Durch die Verwendung einer Flügelzellenpumpe oder Drehschieberpumpe zum Fördern des Leims anstelle der im Stand der Technik bekannten Zahnradpumpen kann eine Verringerung der Leimqualität durch das Quetschen des Leims zwischen den Zahnrädern der Zahnradpumpe, wodurch die Polymerketten des Heißleims zerrissen werden, vermieden werden. Dadurch verbessern sich Fließeigenschaften, Viskosität und Hafteigenschaften des verwendeten Heißleims. Die Flügelzellenpumpe gewährleistet somit eine schonende Leimbehandlung und besserer Leimqualität.
  • In einer weiteren Weiterbildung kann die Flügelzellenpumpe durch einen regelbaren Motor angetrieben werden. Der regelbare Motor treibt hierbei den Rotor der Flügelzellenpumpe an, wobei eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors steuert und/oder regelt. Insbesondere kann die Förderleistung der Flügelzellenpumpe in Abhängigkeit von Prozessparametern wie dem Durchsatz an zu etikettierenden Artikeln, der für eine Etikett benötigten Menge an Heißleim, des Typs des verwendeten Heißleims und/oder ähnlicher Parameter geregelt werden.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die Flügelzellenpumpe eine zweite Heizvorrichtung umfassen. Die zweite Heizvorrichtung kann dabei insbesondere im Aufnahmebereich der Flügelzellenpumpe angebracht sein. Bei der zweiten Heizvorrichtung kann es sich um eine Heizleitung, eine Heizwindung, eine kontaktlose Heizung oder eine andere im Stand der Technik bekannte Heizvorrichtung handeln. Durch die zweite Heizvorrichtung wird verhindert, dass der Leim im Bereich der Flügelzellenpumpe, insbesondere in deren Aufnahmebereich, fest wird. Darüber hinaus kann ein Zylinder (Rotor) der Flügelzellenpumpe ebenfalls beheizt sein.
  • Weitere der oben genannten Aufgaben werden ebenfalls durch einen Leimbehälter für Heißleim gelöst, umfassend:
    • einen Innenkörper mit Heizrippen
    • eine thermisch isolierende Hülle, welche den Innenkörper umschließt, und
    • ein Außengehäuse aus Kunststoff.
  • Der Innenkörper nimmt den zu verarbeitenden Heißleim auf, wobei die Innenfläche des Innenkörpers mit Heizrippen zur Verbesserung des Wärmeübergangs versehen ist. Der Innenkörper kann vorzugsweise aus Aluguss gefertigt sein. Die thermisch Isolierende Hülle umschließt den Innenkörper zumindest teilweise und kann insbesondere ein Polyisocyanurat (PIR) und/oder Polyurethan (PU) zur Wärmedämmung umfassen. Die thermisch isolierende Hülle wirkt dabei als Dämmschicht zwischen dem heißen Innenkörper, in welchem sich der Heißleim befindet, und dem Außengehäuse aus Kunststoff. Das Außengehäuse aus Kunststoff dient neben der Handhabbarkeit des Leimbehälters auch dem Schutz des Bedienungspersonals und kann somit ebenfalls aus einem wärmeisolierenden Kunststoff gefertigt sein. Durch die thermische Isolierung der thermisch isolierenden Hülle und/oder des Außengehäuses aus Kunststoff wird eine Gefährdung des Bedienungspersonals bei der Handhabung, insbesondere bei der Befüllung und/oder dem Reinigen des Leimbehälters, ausgeschlossen und werden außerdem Energieverluste durch Abstrahlung von Wärme über das Außengehäuse reduziert. Darüber hinaus kann das Außengehäuse des Leimbehälters in einfacher Weise aus Kunststoff gegossen werden, wodurch sich eine Reduzierung der Montagezeit ergibt.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann der Innenkörper auf seiner Innenseite zumindest teilweise mit einer Antihaftbeschichtung beschichtet sein. Durch die Antihaftbeschichtung kann der Heißleim bei einem Leimwechsel leicht vom Tank gelöst werden. Dies ist insbesondere im Bereich der Heizrippen vorteilhaft, da sonst Leimreste bei einem Leimwechsel zwischen den Heizrippen zurückbleiben.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Leimbehälter weiterhin eine dritte Heizvorrichtung, insbesondere eine Heizpatrone, umfassen. Die dritte Heizvorrichtung kann jedoch auch mehrere Heizpatronen, insbesondere je eine Heizpatrone pro Heizrippe des Innenkörpers, umfassen. Die dritte Heizvorrichtung kann dabei im unteren Bereich des Innenkörpers angebracht sein, sodass der im Innenkörper enthaltene Heißleim von unten erwärmt und verflüssigt werden kann. Dabei sorgen die Heizrippen für einen möglicht effizienten Wärmeübergang von der dritten Heizvorrichtung auf den Heißleim. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Heizvorrichtung auch im Bereich einer oder mehrerer Seitenwände des Leimbehälters angebracht sein. Die dritte Heizvorrichtung kann im Innenkörper selbst und/oder im Innenbereich des Innenkörpers angebracht sein. Die zumindest eine Heizpatrone kann weiterhin ein eingebautes Thermoelement zur Messung der lokalen Temperatur umfassen.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Leimbehälter weiterhin mindestens einen Temperatursensor umfassen. Wie oben beschrieben kann der mindestens eine Temperatursensor dabei als Thermoelement einer Heizpatrone ausgebildet sein. Der mindestens eine Temperatursensor kann jedoch auch im oberen Bereich des Leimbehälters, insbesondere im Bereich eines Deckels, angebracht sein. Zusätzlich und/oder alternativ dazu kann mindestens ein Temperatursensor im Innenbereich des Innenkörpers angebracht sein, um unmittelbar die Temperatur des Heißleims im Leimbehälter bestimmen zu können. Des Weiteren kann ein Temperatursensor im Aufnahmebereich der Flügelzellenpumpe (siehe weiter unten) angebracht sein, um zu garantieren, dass Heißleim mit einer gewünschten Temperatur, insbesondere mit einer gewünschten Viskosität, von der Flügelzellenpumpe aufgenommen und zum Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit gefördert wird.
  • Wie bereits erwähnt, kann der Leimbehälter weiterhin eine Flügelzellenpumpe umfassen, wobei die Flügelzellenpumpe dazu ausgebildet ist, Heißleim aus dem Leimbehälter zu entnehmen. Die Flügelzellenpumpe oder Drehschieberpumpe kann dabei der weiter oben beschriebenen Flügelzellenpumpe entsprechen. Insbesondere kann die Flügelzellenpumpe dazu ausgebildet sein, Heißleim aus dem Leimbehälter über eine Zuführleitung an ein Leimwerk mit einer Leimwalzeneinheit zu liefern, über welches der Heißleim auf Etiketten aufgetragen wird.
  • Wie oben beschrieben kann durch die Verwendung einer Flügelzellenpumpe oder Drehschieberpumpe zum Fördern des Leims anstelle der im Stand der Technik bekannten Zahnradpumpen eine Verringerung der Leimqualität durch das Quetschen des Leims zwischen den Zahnrädern der Zahnradpumpe, wodurch die Polymerketten des Heißleims zerrissen werden, vermieden werden. Dadurch verbessern sich Fließeigenschaften, Viskosität und Hafteigenschaften des verwendeten Heißleims. Die Flügelzellenpumpe gewährleistet somit eine schonende Leimbehandlung und besserer Leimqualität.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die Flügelzellenpumpe durch einen regelbaren Motor angetrieben werden. Der regelbare Motor kann dabei über einen Thermoflansch mit einem Koppelelement mit der Flügelzellenpumpe verbunden werden. Über eine integrierte Steuerund/oder Regeleinheit kann die Pumpleistung bzw. das Pumpvolumen der Flügelzellenpumpe über den, insbesondere stufenlos, regelbaren Motor gesteuert und/oder geregelt werden. Dabei kann die Steuerung und/oder Regelung in Abhängigkeit vom Bediener vorgegebener Parameter, wie z. B. eines Durchsatzes an zu etikettierenden Artikeln, der für ein Etikett benötigten Leimmenge, des Typs des Heißleims oder anderer Parameter der Prozesssteuerung, und/oder kontinuierlich oder periodisch gemessener Prozessparameter, wie z. B. der Temperatur des Heißleims im Innenraum des Innenkörpers, der Viskosität des Heißleims und/oder einer Fließgeschwindigkeit des Heißleims in einer Zuführleitung, erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die Flügelzellenpumpe eine vierte Heizvorrichtung umfassen. Die vierte Heizvorrichtung kann hierbei insbesondere identisch mit der weiter oben beschriebenen zweiten Heizvorrichtung sein. Insbesondere kann die vierte Heizvorrichtung im Aufnahmebereich der Flügelzellenpumpe angebracht sein und in Form einer Heizleitung, einer Heizwindung oder einer kontaktlosen Heizung ausgebildet sein. Durch die vierte Heizvorrichtung kann insbesondere eine Verfestigung des Heißleims durch Abkühlen im Aufnahmebereich der Flügelzellenpumpe und/oder im Innenbereich der Flügelzellenpumpe verhindert werden.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Leimbehälter weiterhin eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfassen, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, eine Heizleistung der dritten und/oder vierten Heizvorrichtung in Abhängigkeit eines Signals des Temperatursensors zu steuern und/oder zu regeln. Meldet der mindestens eine Temperatursensor des Leimbehälters einen Abfall der Temperatur des Leims im entsprechenden Bereich unter eine vom Leimtyp abhängige Solltemperatur, welche vom Bediener über eine Eingabeeinrichtung vorgegeben werden kann, so erhöht die Steuer- und/oder Regeleinheit automatisch die Heizleistung der entsprechenden Heizvorrichtung, um die Temperatur des Leims in den gewünschten Bereich zu erhöhen. Durch Anbringen entsprechender Temperatursensoren im Inneren des Innenkörpers, im Aufnahmebereich der Flügelzellenpumpe und/oder im Bereich der Zuführleitung kann somit garantiert werden, dass stets ausreichend Heizleistung zur Verfügung steht, um den Heißleim im gewünschten Bereich der Vorrichtung flüssig, insbesondere bei einer gewünschten, vorgegebenen Viskosität, zu halten. Dadurch können aufwändige Reinigungen aufgrund verfestigten Heißleims im Bereich des Leimbehälters und/oder des Leimwerks vermieden werden. Als Teil der Steuerung und/oder Regelung liefert hierzu der mindestens eine Temperatursensor kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen Signale an die Steuerund/oder Regeleinheit.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Leimbehälter weiterhin eine Anzeigevorrichtung umfassen, wobei die Anzeigevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Temperatur eines in dem Leimbehälter enthaltnen Heißleims und/oder einen Füllstand des Leimbehälters anzuzeigen. Die Anzeigevorrichtung kann hierbei ein Display, insbesondere mit Touchfunktion, sein, insbesondere ein Flüssigkeitskristalldisplay. Die Anzeigevorrichtung kann dabei unmittelbar am Leimbehälter angebracht sein und in diesen integriert sein oder als eine separate Anzeigevorrichtung, insbesondere als Teil einer Prozesssteuer- und/oder Regeleinheit ausgebildet sein. Durch kontinuierliche Darstellung der Temperatur des in dem Leimbehälter enthaltenen Heißleims und/oder des Füllstands des Leimbehälters kann ein Bediener der Vorrichtung in einfacher Weise den Etikettierprozess bezüglich der Bereitstellung des Heißleims überwachen. Über eine Touchfunktion der Anzeigevorrichtung kann zudem der Bediener eine gewünschte Solltemperatur einstellen, welche von der oben beschriebenen Steuer- und/oder Regeleinheit zur Steuerung und/oder Regelung der dritten und/vierten Heizvorrichtung verwendet werden kann.
  • Erfindungsgemäß kann jede der beschriebenen Ausführungsformen und Weiterbildungen des Leimbehälters mit der weiter oben beschriebenen Vorrichtung zum Auftragen von Heißleim auf Etiketten kombiniert werden. Dabei kann die in Zusammenhang mit dem Leimbehälter beschriebene Flügelzellenpumpe insbesondere der zur Vorrichtung zum Auftragen von Heißleim gehörenden Flügelzellenpumpe entsprechen.
  • Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
    • Figur 1 stellt eine Prinzipskizze für ein Beispiel eines Etikettieraggregates dar, worin das Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit und der Leimbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet sind.
    • Figur 2 stellt eine Prinzipskizze für ein Beispiel eines Leimbehälters für Heißleim gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • In einer Etikettiermaschine werden bei hohem Durchsatz Etiketten auf, im Allgemeinen, in einspuriger Reihe fortlaufend zugeführte Artikel aufgebracht. Die Artikel oder Behälter können dabei Dosen, Glasflaschen, PET-Flaschen oder dergleichen sein.
  • Eine Etikettiermaschine verfügt hierzu im Allgemeinen über einen Zulaufförderer, welcher die Artikel der Etikettiermaschine zuführt, und über mindestens ein Einlaufsternrad mit üblicherweise vorgeordneter Einteilschnecke, welches über einen Führungsbogen die Artikel einzeln einem Karussell zuführt, auf welchem die Artikel umlaufen. Auf dem Karussell befindet sich dabei im Allgemeinen eine Vielzahl von gleichmäßig angeordneten Drehtellern, welche die Artikel aufnehmen. Am Ausgang des Karussells nimmt ein Auslaufsternrad die Artikel wieder auf und führt sie einem Auslaufförderer zu, welcher die Artikel aus der Etikettiermaschine heraus und zu nachfolgenden Prozessschritten befördert. Die die Artikel durch die Etikettiermaschine bewegenden Transportelemente sind im Allgemeinen geschwindigkeits- und stellungssynchron zueinander kontinuierlich antreibbar.
  • Im Umlaufbereich zwischen dem Einlaufsternrad und dem Auslaufsternrad befindet sich an der äußeren Peripherie des Karussells ein Etikettieraggregat zum Aufbringen von Etiketten auf die Artikel.
  • In Figur 1 ist eine Prinzipskizze für ein Beispiel eines solchen Etikettieraggregates dargestellt, wobei die Anordnung des Leimwerks mit der Leimwalzeneinheit und des Leimbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist. Das dargestellte beispielhafte Etikettieraggregat umfasst eine automatische Verklebeeinheit 1, Transportteller für ein erstes und ein zweites Etikettenband 6 und 7, sowie eine Spurregeleinheit 2 zum Regeln der Spur der zugeführten Etiketten. Von den Etikettenbändern wird ein Etikettenband gesteuert abgezogen und an einem hier nicht gezeigten Druckmarken bzw. Druckbild erkennenden Sensor vorbeigeführt und in der mit dem Sensor verbundenen Schneideinrichtung 4 dem Druckbild bzw. Schnittmarken entsprechend geschnitten. Das abgetrennte Etikett, das sich während des Schneidevorgangs mit dem Druckbild nach außen auf der rotierenden Vakuumwalze 3 befindet, wird nach dem Trennvorgang an einen Vakuumzylinder übergeben, welcher durch den Servomotor 5 angetrieben wird. In der hier gezeigten beispielhaften Ausführung greift der Servomotor 5 von durch die Grundplatte 8 des Etikettieraggregats, um den Vakuumzylinder (nicht dargestellt) anzutreiben.
  • Das an den Vakuumzylinder übergebene Etikett wird durch Rotation des Vakuumzylinders mit der Rückseite nach außen an der im Leimwerk 9 integrierten Leimwalze vorbeigeführt und in einem bestimmten, typabhängigen Bereich des Etiketts mit Leim versehen. Das mit Leim versehene Etikett wird anschließend tangential dem Karussell, auf dem sich die Artikel befinden, zugeführt. Das Etikett wird dabei mit der Beleimung mit dem Artikel in Berührung gebracht und durch geeignete Bewegung des Artikels auf diesem abgewickelt. Nach dem Passieren des Etikettieraggregats und nach Abschluss des Aufbringens des Etiketts auf den Artikel gelangt der etikettierte Artikel im weiteren Verlauf vom Karussell zum Auslaufsternrad und wird davon an den Auslaufförderer übergeben.
  • Erfindungsgemäß ist das Leimwerk mit der Leimwalzeneinheit derart schwenkbar gelagert, dass es von dem hier nicht gezeigten, von dem Servomotor 5 angetriebenen Vakuumzylinder wegschaltbar ist. Das in Figur 1 dargestellte Etikettieraggregat umfasst weiterhin einen Leimbehälter 10 für Heißleim, welcher mit dem Leimwerk 9 durch einen elastisch deformierbaren Schlauch 11 verbunden ist. Erfindungsgemäß ist jedoch der Leimbehälter 10 als eigenständige Baueinheit konstruktiv getrennt von dem Leimwerk 9 ausgebildet. In der beispielhaften Darstellung der Figur 1 ist der Leimbehälter 10, abgesehen von der Zuführleitung 11, nicht mit dem Leimwerk 9 verbunden, sondern separat an der Grundplatte bzw. dem Grundträger 8 des Etikettieraggregats befestigt. Alternativ kann der Leimbehälter 10 auch unmittelbar auf dem Boden neben dem Etikettierapparat abgestellt sein. Durch die separate Ausführung des Leimbehälters 10 als eigenständige Baueinheit, welche konstruktiv von dem Leimwerk 9 getrennt ist, kann das Leimwerk 9 von dem Vakuumzylinder weg bzw. zum Vakuumzylinder hin geschaltet werden, ohne, wie im Stand der Technik üblich, den relativ schweren Leimbehälter mitzubewegen. Durch Verwendung eines elastisch deformierbaren Schlauchs als Zuführleitung 11 wird zudem das Wegschalten des Leimwerks 9 erleichtert. Wie oben beschrieben können Leimbehälter 10, Zuführleitung 11, und Leimwerk 9 jeweils separate Heizvorrichtungen umfassen, welche den Heißleim fließfähig machen bzw. auf Verarbeitungstemperatur bringen bzw. halten.
  • Figur 2 stellt eine Prinzipskizze für ein Beispiel eines Leimbehälters für Heißleim gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Der Leimbehälter umfasst einen Innenkörper 20, welcher vorzugsweise aus Aluminiumguss gefertigt ist, eine thermisch isolierende Hülle 26, welche den Innenkörper umschließt und vorzugsweise ein Polyisocyanurat (PIR) und/oder ein Polyurethan (PU) umfasst, und ein Außengehäuse aus Kunststoff. Das Außengehäuse aus einem Kunststoffspritzteil umschließt dabei die thermisch isolierende Hülle 26. Der hier beispielhaft dargestellte Innenkörper 20 weist eine Vielzahl von Heizrippen auf, welche hier als aus dem Boden aufragende Strukturen dargestellt sind. Über die Heizrippen wird der Wärmeübergang von den im Boden des Innenkörpers befindlichen Heizpatronen 21 auf den im Inneren des Innenkörpers befindlichen Heißleim 29 verbessert. In der hier beispielhaft dargestellten Ausführung umfasst der Innenkörper drei Heizpatronen 21.
  • Um einen Leimwechsel zu erleichtern, ist die Innenfläche des Innenkörpers 26 zumindest teilweise mit einer Antihaftbeschichtung beschichtet. Insbesondere die Zwischenräume zwischen den Heizrippen können mit einer solchen Antihaftbeschichtung beschichtet sein. Zur Bestimmung der Temperatur des Innenkörpers befindet sich im Boden des Innenkörpers mindestens ein Temperatursensor 30, welcher die gemessenen Temperaturen an eine Elektronikeinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Heizleistung der Heizpatronen 21 liefert. Insbesondere kann der Temperatursensor als Thermoelement in die Heizpatronen 21 integriert sein. Die Elektronikeinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Heizleistungen der Heizpatronen 21 kann in den Leimbehälter integriert sein oder separat ausgeführt sein.
  • Zusätzlich zu dem Temperatursensor 30 des Innenkörpers 20 umfasst der hier beispielhaft dargestellte Leimbehälter weiterhin einen Temperatursensor 23, welcher unmittelbar die Temperatur des Heißleims 29 misst. Darüber hinaus umfasst der dargestellte Leimbehälter einen Leimtemperatursensor 22 im Deckel des Behälters.
  • Zur Entnahme von Heißleim aus dem Leimbehälter ist der Leimbehälter mit einer Schieberpumpe 25 ausgestattet, welche mit einem regelbaren Motor 24 über einen Thermoflansch 27 gekoppelt ist. Der Aufnahmebereich der Schieberpumpe bzw. der Flügelzellenpumpe 25 kann dabei eine hier nicht dargestellte Heizvorrichtung umfassen, welche den von der Schieberpumpe aufgenommenen Heißleim in Abhängigkeit von Temperaturdaten, welche von den Temperatursensoren 22, 23, 30 und/oder einem Temperatursensor im Aufnahmebereich der Schieberpumpe 25 an eine nicht dargestellte Steuer- und/oder Regeleinheit für den, insbesondere stufenlos, regelbaren Motor 24 der Schieberpumpe geliefert werden.
  • Über eine beheizbare Verlauf- bzw. Zuführleitung 28 führt die Schieberpumpe 25 Heißleim aus dem Leimbehälter dem in Figur 1 gezeigten Leimwerk mit einem durch den regelbaren Motor 24 geregelten Volumenstrom zu. Wie oben beschrieben hängt dabei der Volumenstrom des von der Schiebepumpe 25 geförderten Heißleims z. B. vom Typ des verwendeten Heißleims, der für ein Etikett benötigten Leimmenge, und/oder dem Durchsatz der Etikettiermaschine ab. Die nicht dargestellte Heizvorrichtung zum Heizen der Vorlaufleitung 28 kann wie oben beschrieben insbesondere als eine Heizleitung bzw. als Heizrohr ausgeführt sein. Die Vorlaufleitung 28 ist zudem aus einem elastisch deformierbaren Material gebildet, sodass beim Weg- bzw. Zuschalten des Leimwerks zum Vakuumzylinder geringe oder keine Kräfte auf den Leimbehälter ausgeübt werden. Die Heizleistung der Heizvorrichtung der Vorlaufleitung 28 kann dabei ebenso in Abhängigkeit von gemessenen Temperaturen, insbesondere durch einen oder mehrere Temperatursensoren im Bereich der Vorlaufleitung, geregelt werden.
  • Zur besseren Entnahme des Heißleims aus dem Leimbehälter durch die Flügelzellenpumpe 25 kann der Boden des Innenkörpers 20 zur Flügelzellenpumpe 25 hin in einem vorbestimmten Winkel nach unten geneigt sein. Des Weiteren kann der Leimbehälter mit einem Touchdisplay verbunden sein, welches unter anderem die Temperatur des im Innenkörper enthaltenen Heißleims und einen Füllstand des Heißleims anzeigt. Über das Touchdisplay kann ein Bediener zudem benötigte Prozessparameter, wie den Typ des verwendeten Heißleims, die gewünschte Verarbeitungstemperatur, oder die Förderleistung der Flügelzellenpumpe 25 vorgeben. Darüber hinaus ist eine einfache Kontrolle der oben genannten Parameter durch den Bediener anhand des Touchdisplays möglich. Das Display kann jedoch auch ohne die genannte Touchfunktion ausgeführt sein. Des Weiteren kann das Display entweder im Behälter integriert oder separat oder in einer separaten Steuer- bzw. Regeleinheit integriert ausgebildet sein.
  • Der in Figur 2 dargestellte und oben beschriebene Leimbehälter kann für sämtliche Heißleimapplikationen verwendet werden. Insbesondere sind ein Einsatz des Heißleimbehälters mit Contiroll und Canmatic Etikettiermaschinen sowie eine Kombination mit Spritzbeleimung möglich.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Auftragen von Heißleim auf Etiketten, umfassend:
    einen Vakuumzylinder,
    ein Leimwerk (9) mit einer Leimwalzeneinheit, und
    einen Leimbehälter (10),
    wobei das Leimwerk (9) derart schwenkbar gelagert ist, dass es von dem Vakuumzylinder wegschaltbar ist, und
    wobei der Leimbehälter (10) als eigenständige Baueinheit konstruktiv getrennt von dem schwenkbaren Leimwerk (9) ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Leimbehälter (10) derart getrennt von dem schwenkbaren Leimwerk (9) ausgebildet ist, dass der Leimbehälter (10) beim Wegschalten des Leimwerks (9) ortsfest bleibt.
  3. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leimbehälter (10) mit dem Leimwerk (9) durch eine Zuführleitung (11) verbunden ist, welche durch Wegschalten des Leimwerks (9) deformierbar ist, und wobei die Zuführleitung (11) optional eine erste Heizvorrichtung umfasst.
  4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin eine Flügelzellenpumpe umfassend, wobei die Flügelzellenpumpe dazu ausgebildet ist, Heißleim von dem Leimbehälter (10) zur Leimwalzeneinheit zu fördern, und wobei die Flügelzellenpumpe optional durch einen regelbaren Motor angetrieben wird.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Flügelzellenpumpe eine zweite Heizvorrichtung umfasst.
  6. Etikettieraggregat, welches die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, und wobei der Leimbehälter (10) mit einer Rahmenkonstruktion des Etikettieraggregates verbunden ist oder auf einer Grundfläche neben dem Etikettieraggregat steht.
  7. Leimbehälter für Heißleim, umfassend:
    einen Innenkörper (20) mit Heizrippen,
    eine thermisch isolierende Hülle (26), welche den Innenkörper (20) umschließt, und
    ein Außengehäuse aus Kunststoff.
  8. Leimbehälter nach Anspruch 7, wobei der Innenkörper (20) auf seiner Innenseite zumindest teilweise mit einer Antihaftbeschichtung beschichtet ist.
  9. Leimbehälter nach Anspruch 7 oder 8, weiterhin eine dritte Heizvorrichtung, insbesondere eine Heizpatrone (21), umfassend.
  10. Leimbehälter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiterhin mindestens einen Temperatursensor (22, 23, 30) umfassend.
  11. Leimbehälter nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiterhin eine Flügelzellenpumpe (25) umfassend, wobei die Flügelzellenpumpe (25) dazu ausgebildet ist, Heißleim (29) aus dem Leimbehälter zu entnehmen.
  12. Leimbehälter nach Anspruch 11, wobei die Flügelzellenpumpe (25) durch einen regelbaren Motor (24) angetrieben wird.
  13. Leimbehälter nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Flügelzellenpumpe (25) eine vierte Heizvorrichtung umfasst.
  14. Leimbehälter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, weiterhin eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfassend, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, eine Heizleistung der dritten und/oder vierten Heizvorrichtung in Abhängigkeit eines Signals des Temperatursensors (22, 23, 30) zu steuern und/oder zu regeln.
  15. Leimbehälter nach einem der Ansprüche 7 bis 14, weiterhin eine Anzeigevorrichtung umfassend, wobei die Anzeigevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Temperatur eines in dem Leimbehälter enthaltenen Heißleims (29) und/oder einen Füllstand des Leimbehälters anzuzeigen.
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