WO2010009778A1

WO2010009778A1 - Applikatoreinrichtung

Info

Publication number: WO2010009778A1
Application number: PCT/EP2009/002517
Authority: WO
Inventors: Hanno Gollek
Original assignee: Khs Ag
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-04-04
Publication date: 2010-01-28
Also published as: DE102008034733A1

Abstract

Applikatoreinrichtung zur Abgabe und/oder Bereitstellung eines flüssigen oder viskosen Betriebsstoffs, mit einer um eine Walzenachse (wa) umlaufend antreibbaren Applikatorwalze (2), die eine die Walzenachse konzentrisch umschließende Walzen- oder Mantelfläche (3) aufweist, mit einem mit der Applikatorwalze (2) nicht umlaufenden Auftrag- und/oder Verteilersystem (4, 5) zum Aufbringen und/oder Verteilen des Betriebsstofes auf der Mantelfläche (3) zur Ausbildung eines Betriebsstofffilms, wofür das Auftrag- und/oder Verteilersystem mit einer Anpresskraft gegen die Mantelfläche (3) anliegt.

Description

Applikatoreinrichtung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Applikatoreinrichtung zum Bereitstellen von flüssigen oder viskosen Betriebsstoffen gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

[0002] „Applikatoreinrichtung" im Sinne der Erfindung ist allgemein eine Einrichtung oder Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht oder eines Filmes eines flüssigen oder viskosen Betriebsstoffs auf eine Abnahmetrommel oder -walze (nachstehend auch als Applikatorwalze bezeichnet), so dass der Betriebsstoff einer bestimmungsgemäßen Verwendung zugeführt werden kann, beispielsweise auch durch Abnehmen oder Abtransport von der Applikatorwalze durch weitere Funktionselemente einer die Applikatoreinrichtung aufweisenden Anlage.

[0003] „Flüssige oder viskosen Betriebsstoffe" im Sinne der Erfindung sind Betriebsstoffe unterschiedlicher Viskosität, beispielsweise mit einer Viskosität im Bereich zwischen flüssig und zähflüssig. Betriebsstoffe sind u.a. z.B. Schmiermittel, insbesondere aber Leim und dabei speziell Etikettenleim, wie er in Etikettieraggregaten von Etikettiermaschinen Verwendung findet.

[0004] Applikatoreinrichtungen in Form von Beleimungsstationen bei Etikettieraggregaten sind bekannt. Als Betriebsstoff dient hier Etiketten leim, der mittels eines Auftrag- und Verteilersystems auf die Mantelfläche der als Leimwalze dienenden Applikatorwalze aufgebracht wird. Das Auftrag- und Verteilersystem besteht in der Regel zumindest aus einem leistenartigen Auftragelement (Leimleiste) mit einer zur Applikator- oder Leimwalze offenen Verteilerkanal zum Abgeben des Leims auf die Mantelfläche der Leimwalze und aus einem rakelartigen Element oder Schaber, mit dem der Leim zur Ausbildung des Leimfilmes gleich bleibender Dicke auf der Mantelfläche der Leimwalze verteilt wird. Erforderlich hierbei ist u.a., dass das Auftragelement mit einer an den Radius der Leimwalze angepassten Fläche gefedert gegen die Mantelfläche anliegt. Um dies zu gewährleisten und insbesondere auch ein Verkanten, Verdrehen oder Abheben des Auftragelementes von der Mantelfläche zu vermeiden, ist in der Praxis eine konstruktiv aufwendige und kostenintensive Mechanik mit entsprechender Federung erforderlich.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Applikatoreinrichtung der gattungsmäßigen Art hinsichtlich der Führung und Federung bzw. Anpressung insbesondere des Auftragelementes gegen die Mantelfläche der Applikatorwalze zu vereinfachen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Applikatoreinrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

[0006] Die erfindungsgemäße Applikatoreinrichtung ist in einer bevorzugten Ausführung die Beleimungsstation für Etikettieraggregate, wobei der Betriebsstoff bei dieser Ausführungsform Leim, insbesondere Etikettenleim ist und die Applikatorwal- ze die Leimwalze der Beleimungsstation bildet.

[0007] Bei der erfindungsgemäßen Applikatoreinrichtung liegt das Auftragelement mit einer Anlagefläche, die an den Radius der Mantelfläche der um ihre Achse umlaufend antreibbaren Applikatorwalze angepasst ist, schleifend gegen diese Mantelfläche an, und zwar angepresst durch die magnetischen Kraft eines von wenigstens einer Magnetanordnung erzeugen Magnetflusses. Die Magnetanordnung weist wenigstens einen Magnet auf, der beispielsweise ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet ist. Vorzugsweise ist die Anpresskraft durch Änderung des Magnetflusses einstellbar oder regelbar, beispielsweise auch in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder der Temperatur und/oder der Zusammensetzung des Betriebsstoffs oder des Gehalts an Lösungsmittel oder Wasser im Betriebsstoff.

[OOOδ] Die Änderung des Magnetflusses erfolgt beispielsweise durch eine Positi- ons- und/oder Lageveränderung des wenigstens einen Magneten, z.B. Permanentmagneten oder aber durch Änderung der Spannung oder des Stromes des wenigstens einen Elektromagneten.

[0009] Durch die schwimmende Lagerung des Auftragelementes und durch das Anpressen dieses Elementes mit dem Magnetfluss gegen die Mantelfläche der Applikatorwalze liegt das Auftragelement stets optimal an dieser Mantelfläche an.

[0010] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. [0011] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Ap- plikatoreinrichtung bestehend aus einer Abnahme- oder Applikatortrommel oder -walze und aus einem Auftragelement;

Fig. 2 die Applikatoreinrichtung der Figur 1 in Seitenansicht;

Fig. 3 in sehr schematischer Darstellung ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine mit einer von der Applikatoreinrichtung der Figuren 1 und 2 gebildeten Beleimungsstation.

[0012] Die in den Figuren 1 und 2 allgemein mit 1 bezeichnete Applikatoreinrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Abnahme- oder Applikatorwalze 2, die zumindest an ihrer die Walzenachse WA konzentrisch umschließenden, kreiszylinder- förmigen Mantelfläche 3 ferromagnetisch ausgeführt ist, d.h. dort beispielsweise aus einem ferromagnetischen Material oder aber aus einem Compound mit einem fer- romagnetischen Zusatz, beispielsweise aus einem verschleißfesten Kunststoff mit einem ausreichenden Anteil an einem ferromagnetischen Zuschlag oder Partikeln besteht. Die Applikatorwalze 2 ist an einem nicht dargestellten Vorrichtungs- oder Maschinengestell um ihre Walzenachse WA drehbar gelagert und um diese Achse umlaufend antreibbar. Mit 4 ist ein leistenförmiges Auftragelement bezeichnet, welches mit seiner Längserstreckung L parallel zur Achse WA orientiert ist und mit einem Kopfstück 5 bzw. mit einer an diesem Kopfstück ausgebildeten, an den Radius der Mantelfläche 3 angepassten konvex gekrümmten Anlagefläche gegen die Mantelfläche 3 schleifend anliegt. Das Auftragelement 4 dient zum Auftragen eines dünnen Filmes aus einem flüssigen oder zähflüssigen Betriebsstoff auf die Mantelfläche

3 des in Richtung der Pfeils A angetriebenen Applikatorwalze 2. Das Auftragelement

4 ist hierfür an einem Tragrahmen 6 schwimmend gelagert, und zwar für eine begrenzte Schwenkbewegung um die Längsachse L, für eine begrenzte Bewegung radial zur Achse WA sowie für eine begrenzte Kippbewegung um eine Achse, die senkrecht zur Längsachse L und tangential zur Mantelfläche 3 orientiert ist.

[0013] Am Auftragelement 4 sind zwei stabförmigen Permanentmagnete 7 vorgesehen, die bzw. deren Magnetfluss eine magnetische Anpresskraft erzeugt, mit der das Auftragelement 4 bzw. dessen Kopfstück 5 angepresst gegen die Mantelfläche 3 anliegt. Die Permanentmagneten 7 sind mit seiner Längserstreckung parallel zur Längsachse L des Auftragelementes 4 orientiert und zur Einstellung des Magnetflusses und damit der Anpresskraft in einer Achsrichtung etwa radial zur Achse WA verstellbar, wie dies in den Figuren 1 und 2 mit den Doppelpfeilen B angedeutet ist.

[0014] In dem Auftragelement 4 ist unter anderem eine Verteilerkammer 8 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform von einer an der Anlagefläche des Kopfstückes 5 offenen, ansonsten aber geschlossene nutenförmigen Vertiefung gebildet ist und in die eine Leitung 9 mündet, über welche der auf die Mantelfläche 3 aufzutragende Betriebsstoff der Verteilerkammer 8 von einer nicht dargestellten Quelle zugeführt wird.

[0015] Die Arbeitsweise der Applikatoreinrichtung 1 lässt sich, wie folgt, beschreiben:

Durch die von den Permanentmagneten 7 erzeugte magnetische Kraft liegt das Auftragelement 4 mit seinem Kopfstück 5 angepresst und schleifend gegen die Mantelfläche 3 der umlaufend angetriebenen Applikatorwalze 2 an. Über die Leitung 9 wird der flüssige oder viskose Betriebsstoff der Verteilerkammer 8 zugeführt, so dass dieser Betriebsstoff dann durch Verteilung entlang der Verteilerkammer 8 sowie durch die rakelartige Wirkung des Kopfstückes 5 in der erwünschten Weise einen gleichmäßigen dünnen Betriebsstofffilm mit konstanter Dicke auf der Mantelfläche 3 der umlaufenden Applikatorwalze 2 ausbildet und dann zur weiteren Verwendung oder zum Weitertransport an andere Funktionselemente einer die Applikatoreinrichtung 1 aufweisenden Einrichtung oder Anlage von der Mantelfläche 3 abgenommen werden kann.

[0016] Die Dicke des auf die Mantelfläche 3 aufgebrachten Betriebsstofffilms ist u.a. abhängig von der Viskosität und Temperatur des Betriebsstoffs sowie von der Anpresskraft, mit der das Auftragelement mit seinem Kopfstück 5 gegen die Mantelfläche 3 angepresst anliegt sowie vom Druck, mit dem der Betriebsstoff über die Leitung 9 der Verteilerkammer 8 zugeführt wird. Durch Änderung der Anpresskraft, d.h. durch Verstellen der Permanentmagnete 7 sowie durch Änderung des Drucks des über die Leitung 9 zugeführten Betriebsstoff kann daher die Dicke des auf der Mantelfläche 3 erzeugten Betriebsstofffilms eingestellt bzw. den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. [0017] Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Applikatoreinrichtung 1 besteht darin, dass durch die Permanentmagnete 7 und die schwimmende Lagerung des Auftragelementes 4 dieses Auftragelement mit seinem Kopfstück 5 bzw. mit der von diesem Kopfstück gebildete Anlagefläche stets optimal gegen die Mantelfläche 3 anliegt, und zwar mit einer Anpresskraft, die weitestgehend von der Temperatur unabhängig ist. Eine konstruktiv aufwendige und kostenintensive Mechanik zum Andrücken des Auftragelementes 4 gegen die Applikatorwalze 2 ist vermieden.

[0018] Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die Permanentmagnete 7 stabförmige Magnete sind, die sich über einen größeren Teil der Länge des Auftragelementes 4 erstrecken. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, mehrere einzelne Permanentmagnete oder aber anstelle von Permanentmagneten oder zusätzliche zu diesen wenigstens einen Elektromagnet vorzusehen, dessen Magnetkraft dann z.B. in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder der Zusammensetzung des zu verarbeitenden Betriebsstoffs und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder in Abhängigkeit von anderen Eigenschaften oder Parametern des Betriebsstoffs gesteuert ist. Insbesondere besteht auch die Möglichkeit, den wenigstens einen die Anpresskraft erzeugenden Elektromagneten und damit die Anpresskraft sowie die Dicke des Betriebsstofffilms auf der Mantelfläche 3 in Abhängigkeit vom tatsächlichen Verbrauch des Betriebsstoffs zu steuern.

[0019] Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Applikatorwalze 3 magnetisch auszubilden, beispielsweise durch Verwendung wenigstens eines Permanentmagneten z.B. in der Form, dass die Applikatorwalze 2 im Bereich ihrer oberen und ihrer unteren Stirnseite jeweils einen Magnetpol unterschiedlicher Polarität bildet, wie die in der Figur 2 mit 10 und 11 angedeutet ist, so dass der Magnetfluss zwischen diesen Polen 10 und 11 über das aus einem ferromagnetischen Material hergestellt oder ein ferromagnetisches Material enthaltende Auftragelement 4 bzw. dessen Kopfstück 5 verläuft. Bei einer magnetischen Ausbildung der Applikatorwalze 2 ist es selbstverständlich ebenfalls möglich, in dieser Applikatorwalze einen oder aber mehrere Elektromagnete vorzusehen, die dann über entsprechende Schleifkontakte elektrisch versorgt werden.

[0020] Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Permanentmagneten 7 oder anderen Permanentmagneten oder Elektromagneten, die am Auftragelement 4 vorgesehen sind, am Maschinengestell jeweils einen Magnetanker zuzuordnen, wie dies in der Figur 1 bei 12 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist und so zwischen den Magneten am Auftragelement 4 und den Magnetenankern 12 die das Anpressen des Auftragelementes 4 gegen die Mantelfläche 3 bewirkenden Magnetkräfte erzeugt werden.

[0021] Die Figur 3 zeigt in sehr schematischer Darstellung ein Etikettieraggregat 13 einer Etikettiermaschine umlaufender Bauart von der nur ein um eine vertikale Maschinenachse in Richtung des Pfeils C umlaufend antreibbarer Rotor 14 dargestellt ist, auf dem die zu etikettierenden Behälter 15 beispielsweise in Form von Flaschen aufrecht stehend, d.h. mit ihrer Behälterachse in vertikaler Richtung orientiert am Etikettieraggregat 13 vorbeibewegt werden. Das Etikettieraggregat 13 besteht u.a. aus der Applikatoreinrichtung 1 die als Beleimungsstation verwendet ist, aus einem um eine vertikale Achse in Richtung des Pfeils D umlaufend angetriebenen Palettenträger 16, auf welchem mehrere Etikettenpaletten 17 gesteuert schwenkbar vorgesehen sind, aus einem Etikettenmagazin 18 zum Bereitstellen von Etiketten 19 sowie aus einem in Richtung des Pfeils E um eine vertikale Achse synchron mit dem Palettenträger 16 und dem Rotor 14 umlaufend antreibbaren Übergabezylinder 20. Die Arbeitsweise des Etikettieraggregates 13 lässt sich generell so beschreiben, dass bei umlaufendem Palettenträger 16 die dortigen Etikettenpaletten 17 jeweils an der als Beleimungsstation dienenden Applikatoreinrichtung 1 derart vorbeibewegt werden, dass jeweils zumindest ein Teil des auf der Mantelfläche 3 der Applikator- walze 2 erzeugten Leimfilms auf die zu beleimende konvexe Außenfläche der sich vorbeibewegenden Etikettenpaletten 17 übertragen wird. Mit jeder beleimten Etikettenpalette 17 wird dann das jeweils erste, im Etikettenmagazin 18 anstehende Etikett 19 an seiner Rückseite entnommen und mit dem Übergabezylinder 20 an den jeweils am Etikettieraggregat 13 vorbeibewegten Behälter 15 übergeben, an den das Etikett 19 dann in anschließenden, nicht dargestellten Andrück- und/oder An- bürststationen vollständig an den Behälter 15 angelegt wird.

[0022] Die Erfindung wurde voran stehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben, es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Bezugszeichenliste

1 Applikatoreinrichtung

2 Applikatorwalze

3 Mantelfläche der Applikatorwalze

4 leistenförmiges Auftragelement

5 Kopfstück des Auftragelementes 4

6 Tragrahmen

7 Permanentmagnet

8 Verteilerkanal

9 Leitung

10, 11 Pol

12 Magnetanker oder Permanentmagnet

13 Etikettieraggregat

14 Rotor

15 Behälter

16 Palettenträger

17 Etikettenpalette

18 Etikettenmagazin

19 Etikett

20 Übergabezylinder

A Drehrichtung der Applikatorwalze

B Verstellung der Permanentmagneten 7

C Drehrichtung des Rotors 14

D Drehrichtung des Palettenträger 16

E Drehrichtung der Übergabetrommel 20

WA Walzenachse

L Längsachse

Claims

Patentansprüche

1. Applikatoreinrichtung zur Abgabe und/oder Bereitstellung eines flüssigen oder viskosen Betriebsstoffs, mit einer um eine Walzenachse (WA) umlaufend antreibbaren Applikatorwalze, die eine die Walzenachse (WA) konzentrisch umschließende Walzen- oder Mantelfläche (3) aufweist, mit einem mit der Applikatorwalze (2) nicht umlaufenden Auftrag- und/oder Verteilersystem (4, 5) zum Aufbringen und/oder Verteilen des Betriebsstoffes auf der Mantelfläche (3) zur Ausbildung eines Betriebsstofffilms, wofür das Auftrag- und/oder Verteilersystem (4, 5) mit einer Anpresskraft gegen die Mantelfläche (3) anliegt, gekennzeichnet durch wenigstens eine die Anpresskraft erzeugenden Magnetanordnung (7).

2. Applikatoreinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Auftrag- und Verteilersystem ein leistenartiges, mit seiner Längserstreckung parallel oder im Wesentlichen parallel zur Achse (WA) der Applikatorwalze (2) orientiertes Auftragelement (4) aufweist, welches mit einer vorzugsweise auch als Rakel wirkenden Anlagefläche durch den Magnetfluss der Magnetanordnung angepresst an der Mantelfläche (3) der Applikatorwalze (2) anliegt.

3. Applikatoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragelement (4) wenigstens eine an der Anlagefläche offene Verteilerkammer für das Betriebsstoff aufweist.

4. Applikatoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikatorwalze (2) und/oder Auftrag- und Verteilersystem (4, 5) oder das Auftragelement (4) zur Erzeugung der Anpresskraft magnetisch ausgebildet sind.

5. Applikatoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung wenigstens einen Magneten (7) an dem Auftrag- und Verteilersystem und/oder an der Applikatorwalze (2) aufweist.

6. Applikatoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet ein Permanentmagnet (7) oder ein Elektromagnet ist.

7. Applikatoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung wenigstens einen mit mindestens einem Magneten (7) zusammenwirkenden Magnetanker (12) oder als Magnetanker wirkendes Element aus ferromagnetischen Material und/oder wenigstens zwei umgekehrt gepolte und zusammenwirkende Magneten aufweist.

8. Applikatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet (7) an dem Auftrag- und Verteilersystem (4, 5) mit der Applikatorwalze (2), beispielsweise mit der magnetisch ausgebildeten Applikatorwalze (2) zusammenwirkt.

9. Applikatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet (7) an dem Auftrag- und Verteilersystem (4, 5) mit einem mit der Applikatorwalze (2) nicht umlaufenden Magnetanker (12) und/oder mit einem mit der Applikatorwalze (2) nicht umlaufenden weiteren Magneten zusammenwirkt.

10. Applikatoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder der Temperatur und/oder der Zusammensetzung des Betriebsstoffs, beispielsweise in Abhängigkeit vom Lösungsmittel- oder Wassergehalts des Betriebsstoffs einstellbar ist.

11. Applikatoreinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft durch Änderung der Lage und/oder Position des wenigstens einen Magneten und/oder durch Änderung des Stromes durch den wenigstens einen Elektromagneten einstellbar ist.

12. Applikatoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Beleimungseinrichtung oder -Station für Etikettieraggregate (13) von Etikettiermaschinen.

13. Etikettiermaschine zum Etikettieren von Flaschen oder dergl. Behältern (15) mit Etiketten (19) unter Verwendung eines von einer Beleimungseinrichtung bereitgestellten Etikettenleims, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleimungseinrichtung von einer Applikatoreinrichtung (1) entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 12 gebildet ist.