DE1577766A1

DE1577766A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoff

Info

Publication number: DE1577766A1
Application number: DE19631577766
Authority: DE
Inventors: Ewald Schneidereit
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1963-08-06
Filing date: 1963-08-06
Publication date: 1969-04-30
Also published as: BE664950A; US3410713A; DE1577769A1; FR88413E; DE1577767A1

Description

t'Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoffs Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen und intermittierenden Auftragen von pumpfhigen, also flüssigen, pastösen und thermoplastischein Klebstoffen auf bekiete Papier- Pappe- Textil-, Kunststoff- und dergleichen'Bahnen oder bewegte Einzelstücke mit einen Klebstoffvorratsgefäß, einer mit einem Förderorgan versehenen Klebstoffvorlaufleitung, einem Auftragskopf mit einer Zwischenkammer und einer Klebstoffauftragswalze, wobei der Klebstoffaustritt durch einen Schieber gesteuert wird, ferner mit einer Klebstoffrücklaufleitung für den nicht übertragenen Klebstoff, welche mit einem weiteren Förderorgan ausgerüstet ist sowie mit einer Nebenschlußleitung, die ein Steuerventil zur Regulierung des Klebstoffdruckes in der Vorlaufleitung bes tzt.
Es ist bekannt, Klebstoff mittels zylindrischer, glatter Walzen kontinuierlich in mehr oder weniger breiten Streifen auf bewegte Papier-, Pappe-, Textil-oder Kunststoffbahnen aufzutragen. Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Klebstoffen mit zylindrischen Auftragswalzen ist es erforderlich, alle Apparateteile, die betriebsmäßig mit dem Klebstoff nach dessen Schmelzung in Berührung stehen, auf einer Temperatur zu halten, die ein Erstarren des Klebstoffes ausschließt. Unter Umständen ist es sogar notwendig, die zu beleimende Fläche vor dem Klebstoffauftrag anzuwärmen, um ein Abbinden des Klebstoffes vor dem Zusammenfügen der zu verklebenden Teile zu verhindern.
Es ist weiterhin bekannt, Kaltleime intermittierend auf bewegte Papier-, Pappe-, Textil- oder Kunststoffbahnen oder bewegte Einzelstücke mittels Segmentwalzen aufzutragen ; Dabei können die Segmente in verschiedener Weise profiliert werden, so daß sich Formatbeleimungen herstellen lassen; Die Verwendung von Segmentwalzen für den intermittierenden Auftrag von thermoplastischen Klebstoffen, auch Neißschmelzkleber genannt, ist jedoch praktisch nicht möglich, weil eine gleichmäßige Beheizung einer Segmentwalze nicht realisiert werden kann und weil der Zwischenraum zwischen den Segmenten auf der Walze sich leicht mit Klebstoff zusetzt, wodurch ein exakter Leimauftrag mit definierten Leimformaten nicht mehr gewährleistet ist.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, neben der Verarbeitung von pumpfähigen Klebstoffen aller Art, wie beispielsweise PVA-Dispersionen, insbesondere auch thermoplastische Klebstoffe intermittierend mit hohen Taktzahlen auf bewegte Papier-, Pappe-, Textil- oder Kunststoffbahnen aufzutragen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der thermoplastische Klebstoff aus einer Zwischenkammer, in welche er mittels eines Förderorgans vom Vorratsbehälter gefördert worden ist, auf eine Auftragswalze in dünner Schicht aufgetragen wird und daß der nicht übertragene, überschüssige Kleber, welcher auf der Auftragswålze verbleibt, mittels eines Abstreifers von dieser abgestreift und in den Vorratsbehälter durch ein weiteres Förderorgan zurückgefördert wird.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, einen taktweisen Leimauftrag zu erzielen, bei welchem eine Verschmutzung in dem Zwischenraum zwischen zwei aufeinarmer folgenden Leimetreifenstücken sicher unterbleibt.
Dieser klebstoffrei bleibende Zwischenraum ist besonders wichtig, wenn beispielsweise die zu beleimende Papier-,, Pappe- oder Kunststoffbahn an diesen Stellen durch einen Schnitt getrennt werden soll.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß der geschmolzene oder von Natur aus pumpfähige Klebstoff mit einer Fördervorrichtung einer Zwischenkammer zugeführt wird, welche sich in einem Auf tragskopf befindet. Aus der Zwischenkammer wird der Leim dann von der zylindrischen Leimauftragswalze, welche gleichzeitig die Zwischenkammer nach einer Seite Der schließt, entnommen und der nicht verbrauchte, überschüssige Klebstoff zunächst von einem Abstreifer von der Auftragswalze abgestreift und sodann von einem weiteren Förderorgan, vorzugsweise einer Zahnradpumpe, in den Vorratsbehälter zurückgefördert.
Unter Zwischenkammer wird der mit dem unter dem Druck der Förderpumpe stehenden Klebstoff gefüllte Raum im Leimauftragskopf verstanden, welcher von der Leimauftragswalze, dem Steuerschieber und dem Abstreifer -abgeschlossen wird. Der für das blasenfreie Austreten des Klebstoffes auf den Mantel der Auftragswalze in der Zwischenkammer erforderliche und d von der Förderpumpe erzeugte Klebstdffdruck richtet sich dabei nach den rheologischen Eigenschaften des Leimes.
Um eine einwandfreie Abdichtung der Zwischenkammer durch die drehbar gelagerte Leimaurtragswalze zu-erzielen, ist es zweckmäßig, die Stirnflächen der Walze mit einem oder -mehreren, konzentrisch zur Drehachse liegenden Dichtungsringen aus einem Kunststoff zu versehen, welcher einen geringen Reibungskoeffizienten gegen das Material des Klebstoffauftragkopfes besitzt.
Die Beheizung des Aüftragkopfes erfolgt zweckmäßigerweise durch eine elektrische Heizung, welche mit einem Thermostaten gesteuert wird. Die Leimauftragswalze wird durch den Wärmeübergang von den sie begrenzenden Wänden der Zwischenkammer auf die für den Auftrag von Schmelzklebern erforderliche Temperatur gebracht.
Die Schichtdicke und Sohichtbreite des von der Aurtragswalze aus der Zwischenkammer entnommenen Leimes wird durch einen Steuerschieber reguliert, der zusammen mit den ihn begrenzenden Dichtungselementen und-mit dem Mantel der drehbar gelagerten Klebstoffauftragswalze einen Schlitz bildet, aus dem der Leim infolge des Uberdruckes in der Zwischenkammer austritt. Der Steuerschieber kann taktweise hin- und herbewegt. werden, so daß sich eine intermittierende Klebstoffmitnahme durch den Mantel der Auftragswalze und damit auch ein taktweises Unterbrechen eines Leimstreifensaauf einer bewegten Bahn erzielen läßt.
Die Dichtungselemente bewirken die Begrenzung des Leimstreifens an den Seiten. Die Breite des Leimstreifens ist also stets geringer- als die Breite der Auftragswalze, wodurch erfindungsgemäß eine gleichmäßige Schichtdicke des Leimstreifens auch an den Streifenrändern erreicht wird.
Der beim Abrollen der Walze auf der zu beleimenden Fläche nicht übertragene, überschüssige Klebstoff wird dann durch einen Abstreifer von der AuStragswalze abgestreift und einer weiteren Fördervorrichtung, vorzugsweise einer Zahnradpumpe, zugeleitet, die den überschießenden Klebstoff zum.
Klebstoffvorratsbehälter zurückbefördert.
Es ist vorteilhaft, daß ein Zahnrad der Rückförderzahnradpumpe, deren Drehachsen parallel zur Drehachse der AuStragswalze verlaufen, die AuStragswalze berührt. Die Umfangsgeschwindigkeiten von der Auftragswalze und dem die Walze berührenden Zahnrad der Zahnradpumpe sind zweckmäßig der Größe und Richtung nach gleich.
Die für die Schmelzung von thermoplastischen Klebstoffen im Leimvorratsbehält-er erforderliche Heizvorrichtung besteht beispielsweise aus einer perforierten Heizplatte, auf welcher der in fester Form vorliegende Klebstoff aufliegt. Sie kann aber auch durch Heizstäbe gebildet werden, die siebartig nebeneinander angeordnet sind, so daß der geschmolzene Klebstoff durch die Heizstabzwischenräume hindurchtropfen kann. Es ist ferner möglich, im Leimvorratsbehälter eine nicht durchbrochene Heizplatte vorzusehen, die mit der Horizontalen einen spitzen Winkel einschließt und von der der Klebstoff infolge der Schwerkraft- abfließen kann. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Klebstoffzufuhr in die Zwischen kammer bei der Verarbeitung von Schmelzklebern wird erfindungsgemäß die Heizleistung der Heizvorrichtung vom Niveau des verflüssigen Leimes gesteuert, so daß stets eine bestimmte, aber relativ kleine Menge flüssigen Heißklebers im Vorratsbehälter vorhanden ist. Das Aufschmelzen dieser relativ kleinen Klebstoffmenge nach einem Betriebsstillstand beim Wiedereinschalten der elektrischen Heizung und die Förderung des verflüssigten Leimes in die Zwischenkammer erfolgt so schnell, daß ein Zeitverlust praktisch nicht entsteht,und eine Leimzersetzung durch örtliche Uberhitzung vermieden wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt im Nebenschluß zur Vor- und Rücklaufleitung des Leimes ein als Druckwächter arbeitendes, einstellbares und vorzugsweise federbelastetes Slcherheitsventil. Dadurch läßt sich der in der Zwischenkammer erforderliche Klebstoffdruck, welcher jeweils von der Viskosität des verwendeten Leimes abhängig ist, regulieren. Bei einer Unterbrechung des Klebstoffauftrages bewirkt das Sicherheitsventil infolge Druckanstieges in der Zwischenkammer ein-Überströmen einer entsprechend großen Leimmenge im Kurzschluß von der Vorlauf-in die Rücklaufleitung. Dieser Kurzschlußstrom hat eine beständige Mischung des flüssigen Leimes im Vorratsbehälter zur Folge Der Druck in der Zwischenkammer kann auch durch einen Schalter konstant gehalten werden, der durch eine Membran betätigt wird, welche einen Teil der Wand der Zwischenkammer bildet.
Es ist selbstverständlich auch möglich, andere bekannte Schmelzvorrichtungen mit dem erfindungsgemäßen Auf tragskopf zu kombinieren.
Mit- dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man überdies den kontinuierlich oder intermittierend auf zutragenden Klebstoffstreifen beliebig breit ausführen. Dieses ist durch einfaches Auswechseln des Steuerschiebers und der ihn begrenzenden Dichtungselemente möglich. Es lassen sich also mit diesem Verfahren Leimstreifen von praktisch jeder gewünschten Breite erzielen, weil der für das Strömen des pumpfähigen Leimes durch den Schlitz, welcher durch den Steuerschieber und die diesen begrenzenden Dichtungselemente ünd ferner den Mantel der Auftragswalze gebildet wird, erforderliche statische Druck des Klebstoffes über die ganze Schlitzbreite gleich groß ist. Dadurch ergeben sich bei intermittierendem Klebstoffauftrag scharf begrenzte Leimformate auf der Auftragswalze und damit auch auf der zu beleimenden Fläche.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in, der Möglichkeit, den-AuStragskopf mit der Leimauftragswalze in jede gewünschte Lage zu bringen. Es lassen sich also Flächen beleimen, die einen beliebigen Winkel mit der Horizontalen einschließen, ohne daß es zu einem unerwünschten Leimaustritt und einem damit verbundenen Verschmutzen des Gerätes oder der zu beleimenden Gegenstände kommt. Fernerhin können mehrere Auf tragsköpfe von einem Leimvorratsbehälter gleichzeitig mit Klebstoff versorgt werden, da die räumliche Anordnung von Auf tragskopf und Leimvorratsbehälter beliebig gewählt werden kann.
Schließlich ist es selbstverständlich möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch pumpfähige Kaltleime jeder Art zu verarbeiten. Hierzu bleiben lediglich die Heizungen von Vorratsbehälter und Auf tragskopf ausgeschaltet bzw. kommen ganz in Fortfall.
Eine zweckmäßige Ausführungsform ist in den Abbildungen -1 bis 7 dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 Schnittbild der KlebstoffauStragsmaschine Abb.. 2 Draufsicht auf den Auf tragskopf mit Klebstoffzauftragswalze Abb. 3 Einbauanordnungen für a) Beleimung senkrechter Flächen b) Beleimung waagerechter Flächen von oben c) Beleimung waagerechter Flächen von unten d) Gleichzeitige Beleimung mehrerer Flächen mit mehreren Aurtragsköpfen, die von einem gemelnsamen Vorratsbehälter gespeist werden.
In dem Vorrats- und Schmelzgefäß (1) (Abb. 1) befindet sich auf der perforierten Heizplatte (2) liegend der in beliebiger Form eingetragene Vorrat an thermoplastischem-Klebstoff ()).
Der durch die Heizplatte (2) aufgeschmolzene Klebstoff gelangt durch die Öffnungen (4) in den Raum (5), der durch die elektrische Heizung (6) mitdem Regler (7) auf konstanter Schmelztemperatur gehalten wird. Zur Vermeidung eines unerwünschten Wärmeflusses von der Heizung (6) bzw. der Heizplatte (2) zu den Wandungen des Vorratsgefäßes (1) sind die Wärmeisolierschichten (8) und (9) vorgesehen. Ein Niveauregler (10), der auf thermoelektrischer oder mechanischer Basis arbeiten kann, regelt die Heizleistung der Heizplatte (2), so daß Jeweils nur eine relativ kleine Menge von geschmolzenem Klebstoff in dem Raum (5). vorhanden ist. Die Zahnradpumpe (11) fördert den flüssigen Klebstoff durch die Leitung (12). in die im Auf tragskopf (13) befindliche Zwischenkammer (14). Die Zwischenkammer (14) besitzt eine Membran (15), die einen nicht gezeichneten elektrischen Schalter betätigt, der den Antriebsmotor der Zahnradpumpe (11) bei zu niedrigem Klebstoffdruck in der Zwischenkammer (14) einschaltet und bei zu hohem Klebstoffdruck ausschaltet. Die Zwischenkammer (14) wird abgeschlossen durch den Steuerschieber (16), die diesen begrenzenden Dichtungselemente (29) (Abb. 2), die drehbar gelagerte und flüssigkeitsdicht eingepaßte Auftragswalze (17) und den Abstreifer (18).
In der Schließstellung liegt die Steuerkante (19) des Steuerschiebers (16) dichtend am Mantel der Auftragswalze an. Die Betätigung des Steuerschiebers (16) geschieht durch den bei (20) gelagerten Hebel (21)'. Der Steuerschieber (i6) wird unter dem Einfluß der Druckfeder (22) durch den Hebel (21) dauernd in Schließstellung gedrückt. Die Freigabe eines Schlitzes für das Austreten des Klebstoffes aus der Zwischen kammer (14) erfolgt durch eine einmalige oder taktweise Betätigung des Hebels (21), beispielsweise durch einen Elektromagneten (23). Mittels Stellschraube (24) wird der Hub des Hebels (21) und damit der Abstand der Steuerkante' vom Mantel der Beleimungswalze festgelegt, wodurch die Auftragsstärke des Leimes bestimmt ist.
Überschüssiger IClebstoff, der von der AuStragswalze (17) nicht auf die Verbrauchsstelle übertragen worden ist, wird von dem Abstreifer (18) von der Auftragswalze (17) abgestreift und gelangt dadurch in den Einzugsbereich der Rückförderzahnradpumpe (25), die den nicht verbrauchten Klebstoff durch die Leitung (26) in den Raum (5) zurückbefördert Zur Erzielung einer Mischwirkung in dem geschmolzenen Klebstoff im Raum (5) ist eine mit einem federbelasteten Sicherhcitsventil (27) ausgerüstete Kurzschlußleitung (28) vorgesehen. Durch die Einstellung des Sicherheitsventils (27) wird der Druck des Klebstoffes in der Zwischenkammer festgelegt. Bei einem Verbrauch von Klebstoff an der Auf tragswalze (17) strömt dann nur ein Teil des von der Zahnradpumpe (11) geförderten Leimes durch die Kurzschlußleitung (28), während bei einer Unterbrechung des Klebstoffauftrages die gesamte von der Zahnradpumpe (11) geförderten Menge im Kurzschluß in den Raum (5) zurückgefördert wird.
Die Breite des Leimauftrages wird bestimmt durch die 3relte des Steuerschiebers (16), der seitlich von federnd gelagerten Dichtungselementen (29) (s. Abb. 2) begrenzt wird.
Durch entsprechendes Auswechseln des Steuerschiebers (16) und der Dichtungselemente (29) lassen sich praktisch beliebig breite Klebstoffstreifen (50) erzielen.
Das Getriebe (31), (32) treibt sowohl~die Leimauftragswalze (17) als auch die Rückförderzahnradpumpe (25) an, derart, daß die Umfangsgeschwindigkeiten von Auftragswalze (17) und dem sie berührenden Zahnrad der Zahnradpumpe (25) der Größe und Richtung nach gleich sind. Das Getriebe (31), (32) wird bei (33) beispielsweise durch ein Kettenrad angetrieben.

Claims

Patentanscruch. I Vorrichtung zum intermittierenden Auftragen von Heißschmelzklebstoff auf bewegte Bahnen mit einem Leimvorratsbehälter, einem Förderorgan zur Förderung des Klebstoffes zur Verbrauchsstelle, einer Zwischenkammer und einer Leimauftragswalze, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der hin- und herbewegbare und in seinem Hub begrenzbare Steuerschieber-(16) bildet mit seiner Kante (19) zusammen mit den ihn begrenzenden Dichtungselementen (29) und, dem Mantel der-druckdicht in die Zwischenkammer eingepaßten Auftra,gswalze (17) die Auslaßöffnung für den Klebstoff. b) Der druckdicht eingepaßte Abstreifer (18) begrenzt ebenfalls gemeinsam mit dem Mantel der Auftragswalze (17) die Zwischenkammer (14)-. c) Das den Mantel der Auftragswalze (17) berührende Zahnrad der Rückförderzahnradpumpe (25) und die Walze (17) besitzen an der Berührungsstelle die gleiche Umfangsge schwindigkeit der Größe und Richtung nach. d) Im Nebenschluß (28) der Klebstoffzuführungsleitung (12) liegt ein einstellbares und vorzugsweise federbelastetes, den Klebstoffdruck in der Zwischenkammer regulierendes Sicherheiteventil (27).