DE3109303C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verteilvorrichtung für viskose Stoffe, etwa Klebstoff, Druckfarbe usw., die in bestimmten Mengen Oberflächen zugeführt werden müssen, auf denen sie dünne Schichten bilden sollen.

Die folgende Beschreibung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich auf Vorrichtungen zur Verteilung von Druckfarbe auf Druckeinheiten, wie sie zur Herstellung von Etiketten, Vignetten und/oder von sich wiederholenden Auf­ schriften auf Packpapier und/oder Einschlagstoffen usw. unter Verwendung von Druckfarbe solcher Konzentration, daß diese pastös sind, eingesetzt werden.

Bekannte Verteilvorrichtungen lassen sich in zwei Hauptkategorien nach der Art, in der der viskose Stoff einer Auslaßdüse zugeführt wird, einteilen.

Eine erste Kategorie umfaßt Verteilvorrichtungen, bei denen der viskose Stoff in einer oben offenen Schale ange­ ordnet ist.

Bei diesen Vorrichtungen, von denen eine beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 23 32 920 A1 beschrieben ist, wird die Schale mit dem viskosen Material üblicherweise von Hand unter Verwendung eines Spatels gefüllt.

Eine teilweise eintauchende Walze nimmt aus dieser Schale eine dünne Schicht des viskosen Stoffes ab und über­ trägt diese über eine Reihe von angrenzenden Zwischenwalzen auf die eigentliche Druckeinheit.

Der beschriebene manuelle Vorgang führt häufig zu einem Verschütten des viskosen Stoffes aus der Schale, was sehr unangenehme Folgen haben kann, insbesondere wenn der viskose Stoff eine Farbe hoher Konzentration ist.

Eine zweite Kategorie umfaßt Verteilvorrichtungen, bei denen der viskose Stoff, wie beispielsweise in der britischen Patentschrift GB-PS 11 17 235 beschrieben, aus vorge­ füllten Behältern, insbesondere vorabgepackten Spritzen oder Patronen, herausgedrückt wird.

In diesem Fall ist jeder manuelle Vorgang vermieden, es ergeben sich aber andere Nachteile, von denen der haupt­ sächliche auf die Tatsache zurückgeht, daß die Abgabe des viskosen Stoffes von einer nicht vernachlässigbaren elasti­ schen Verformung des Behälters begleitet ist, dessen Wände bei Unterbrechung der Abgabe elastisch auf den noch abzuge­ benden viskosen Stoff einwirken, was dazu führt, daß eine weitere nicht benötigte Stoffmenge austritt.

Ferner werden beide betrachteten Arten von Verteilvorrichtungen durch unvermeidbare Luftblasen in der Masse des viskosen Stoffes beeinträchtigt, die zu Unregelmäßigkeiten bei der Abgabe des Stoffes führen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen und wirtschaftlichen Verteilvorrichtung für viskose Stoffe, bei der die genannten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verteil­ vorrichtung für viskose Stoffe gelöst, welche einen becher­ förmigen Behälter für den Stoff, eine Auslaßdüse, eine Ver­ bindungsleitung zwischen dem Behälter und der Düse und eine Schubeinrichtung, die den im Behälter vorhandenen viskosen Stoff zur Düse bewegt, umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schubeinrichtung eine drehbar im Behälter ange­ brachte und mit seiner Innenfläche in Berührung stehende Förderschnecke und einen drehbar in einer Bohrung im Boden des Behälters angebrachten mit einem Gewinde versehenen Kern, der einen den Behälter mit der Düse verbindenden wendel­ förmigen Kanal definiert, umfaßt, wobei eine Verschlußein­ richtung zum Verschließen des Behälters vorgesehen ist und eine Strömungssteuereinrichtung in der Verbindungsleitung zur Regulierung der Strömung des Stoffes zur Düse angeord­ net ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine erfin­ dungsgemäß aufgebaute Verteilvorrichtung für viskose Stoffe, insbesondere Druckfarbe,

Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt durch eine erste Abwandlung der Vorrichtung der Fig. 1, und

Fig. 3 eine schematische Teilschnittdarstellung einer zwei­ ten Abwandlung der Vorrichtung der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Verteilvorrichtung 1 für viskose Stoffe, die insbesondere zur Verwendung als Farbwerk geeignet ist, das konzentrierte Farbe durch eine Düse 2 Farbwalzen 3 einer Druckeinheit 4 zuführt, wobei die Farbe in einem pastösen Zu­ stand in einer Kammer 5 eines vorzugsweise als Metallkonstruktion aus­ gebildeten Behälters 6 enthalten ist. Der Behälter 6 ist im wesentlichen becherförmig aufgebaut und umfaßt eine Boden­ wand bzw. Basis 7 und eine Seitenwand, von der sich ein erster Abschnitt 8 innen mit kegelstumpfförmiger Oberfläche 9 erstreckt und zwischen der Basis 7 und einem zweiten zy­ lindrischen Endabschnitt 10 liegt, dessen innere zylindrische Oberfläche 11 über eine ringförmige Schulter 12 an die Ober­ fläche 9 anschließt und der an seinem freien Ende mit einer Ver­ schlußeinrichtung für die Kammer 5 zusammenwirkt, die eine abnehmbar in den Behälter 6 eingesetzte Abdeckung 13 um­ faßt.

In der Basis 7 ist koaxial zu den Oberflächen 9 und 11 eine Durchgangsbohrung 14 ausgebildet, die an ihrem äußeren Ende mit einem Abschnitt 15 verminderten Querschnitts ver­ sehen ist, der eine der Kammer 5 zugekehrte Ringschulter 16 bestimmt. In der Kammer 5, der Bohrung 14 und dem Abschnitt 15 verläuft drehbar eine zylindrische Welle 17, die mit ihrem Ende aus der Basis 7 heraustritt, in bezug auf welche sie mittels eines Blockierelements 18 in axialer Richtung festgelegt ist. Das Ende kann mit einer (nicht gezeigten) Antriebseinrichtung zur Drehung der Welle 17 verbunden wer­ den.

Die Welle 17 ist mit einer mit der Ringschulter 16 zu­ sammenwirkenden Scheibe und mit einem Außenge­ winde versehenen zylindrischen Kern 20 versehen, der mit der zylindrischen Oberfläche der Bohrung so zusammenwirkt, daß ein wendelförmiger Kanal 21 definiert wird, der an einem Ende mit der Basis der Kammer 5 und am anderen Ende mit einer Ringkammer 22 in Verbindung steht, die in der Bohrung 14 durch eine im Kern 20 in der Nähe der Scheibe 19 vorgesehene Ringnut bestimmt ist. Die Ringkammer 22 steht mit der Düse 2 über einen Kanal 23 in Verbindung, der sich im wesentlichen in radialer Richtung durch die Basis 7 erstreckt und mittels einer Strömungssteuereinrichtung gesteuert wird, die ein von außen betätigbares Nadelventil 24 umfaßt.

Der Teil der Welle 17, der sich in der Kammer 5 er­ streckt, trägt außen eine Förderschnecke 25 konstanter oder veränderbarer Ganghöhe, die im wesentlichen tangential zur Kegelstumpfoberfläche 9 verläuft.

Im Betrieb wird nach Abnahme der Abdeckung 13 (nicht gezeigte) Farbe in pastösem Zustand in die Kammer 5 vorzugs­ weise mittels eines nicht geneigten Spatels eingeführt, wo­ bei die Farbe normalerweise einem größeren Behälter ent­ nommen wird. Bei Drehung der Welle 17 (im Uhrzeigersinn in Fig. 1 bei Blick von oben) wird die Farbe durch die die Förder­ schnecke 25 und den durch die kegelstumpfförmige Oberfläche 9 definierten Trichter umfassende Schubeinrichtung zur Bohrung 15 hin gepreßt, bis sie in den wendel­ förmigen Kanal 21 eintritt und schließlich durch die Ring­ kammer 22 und den Kanal 23 die Düse 2 erreicht.

Da die genannten pastösen Farben im allgemeinen eine sehr hohe Konzentration haben, weshalb in der Regel nur sehr geringe Mengen davon auf die Walzen 3 pro Zeiteinheit auf­ gebracht werden müssen, ist es nahezu stets notwendig, am Nadelventil 24 zu stellen, um die freie Öffnung des Kanals 23 auf ein Minimum zu reduzieren.

Wegen der offensichtlich langsamen Drehgeschwindigkeit der Welle 17 und der zugehörigen Förderschnecke 25 wird die im Boden der Kammer 5 enthaltene Farbe nicht nur zum Ein­ laß des Kanals 21 hin gepreßt, sondern auch dauernd in einem Rührzustand gehalten. Wegen dieser fortgesetzten Bewegungen, denen sie unterworfen ist, und wegen des möglichen Tempera­ turanstiegs infolge des Pressens gegen die und der Reibung an der Förderschnecke 25 werden die Luftblasen beseitigt und die Fluidität der Farbe erhöht, was den Vorteil einer Strömungsgleichförmigkeit in Kanal 21 und Düse 2 mit sich bringt.

In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Abdeckung 13 das Eindringen von Staub oder anderen Fremdkörpern in die Kammer 5 verhindert und daß der durch die Förderschnecke 25 auf die Farbe ausgeübte Druck mit Anhalten der Welle 17 augenblicklich verschwindet. Folglich ist bei der beschrie­ benen Vorrichtung 1 nicht nur das häufige Verstopfen der Düse 2 durch in der Farbe vorhandene Fremdkörper verhindert, sondern es ist darüber hinaus auch die Gefahr vermieden, daß weiterhin Farbe aus der Düse 2 tropft, wenn die Walzen 3 stehen.

Einziger Nachteil der beschriebenen Vorrichtung 1 ist, daß bei ihr ein manuelles Verbringen der Farbe aus einem größeren Behälter in die Kammer 5 notwendig ist. Dieser Nach­ teil ist bei der in Fig. 2 gezeigten abgewandelten Ausfüh­ rungsform vermieden, bei der die Farbe in die Kammer 5 aus einer Dose 26 eingefüllt wird, in der die Farbe kommerziell verkauft wird.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Abdeckung 13 der Vorrichtung 1 entfernt und durch die Dose 26 ersetzt. Diese wird zu­ nächst geöffnet und dann umgedreht in den zylindrischen Endab­ schnitt 10 eingesetzt, bis ihr offenes Ende mit der Schulter 12 in Berührung kommt.

In einer nicht gezeigten Abwandlung kann der zylindri­ sche Abschnitt 10 vom übrigen Behälter 6 getrennt sein, so daß er durch andere zylindrische oder trichterförmige Teile anderer Durchmesser ersetzt werden kann, um eine Anpassung des Behälters 6 an Dosen verschiedener Durchmesser zu er­ möglichen.

Vor Anbringung der Dose 24 wird die Welle 17 in geeig­ neter Weise abgeändert, indem eine Rühreinrichtung mit einem Spatel 27 hinzugefügt wird, der sich so weit in die Dose 26 erstreckt, daß er im wesentlichen mit ihrem Boden 28 in Berührung kommt.

Der Spatel 27 ist im wesentlichen durch einen recht­ eckigen Ring 29 aus Metalldraht gebildet, bei dem zwei gegenüberstehende Enden 30 und 31, die senkrecht zueinan­ der liegen, in eine am Ende der Welle 17 vorgesehene dia­ metrale axiale Ausnehmung 32 eingreifen, an der eine dia­ metrale Halteschraube 33 angebracht ist.

Ein oberer Teil 34 und ein seitlicher Teil 35 des Rings 29 bewegen sich in Berührung mit der Innenoberfläche einer Bodenwand 28 bzw. einer Seitenwand 36 der Dose 26, um die Farbe abzulösen und ihren Abstieg in den durch die kegel­ stumpfförmige Oberfläche 9 definierten Trichter zu er­ leichtern. Wenn die Farbe kommerziell in Behältern 37 (Fig. 3) erhältlich ist, die solche Abmessungen haben, daß sie nicht mehr direkt nach dem unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Verfahren auf dem Behälter 6 ange­ bracht werden können, kann die Farbe automatisch aus dem Behälter 37 in die Kammer 5 beispielsweise dadurch über­ geleitet werden, daß man zwei Löcher in den Deckel des Behälters 37 macht und in ihnen dichtend zwei, mit 38 bzw. 39 bezeichnete, Rohranschlußstücke anbringt, von denen das erste für den Anschluß an eine (nicht gezeigte) erste Druckluftquelle eingerichtet ist und daß andere ein Tauch­ rohr 40 trägt, das sich im Behälter 37 bis in die Nähe des Bodens erstreckt.

In der Abdeckung 13 der Vorrichtung 1 sind zwei Bohrungen 41 und 42 vorgesehen, wobei in der einen eine mit einem Außengewinde versehene Röhre 43 angebracht ist, die an der Abdeckung 13 mittels einer Ringmutter 44 befestigt ist. Die Röhre 43 bildet den Auslaß eines Ventils bzw. einer Ventileinrichtung 45, die mit einem Einlaßanschluß 46 und einer Bohrung 47 versehen ist, welche durch eine perforierte Platte 48 gesteuert wird, die in einem im Ventil 45 vorge­ sehenen Sitz 49 quer zur Bohrung 47 beweglich ist. Der Ein­ laßanschluß 46 ist mittels einer Rohrleitung 50 mit dem Anschlußstück 39 verbunden und die Platte 48 mit einem mit einem Magnetkern 52 verbundenen Schaft 51 versehen, wobei die Stellung des Magnetkerns 52 durch ein Solenoid 53 gesteuert wird, um so die Platte 48 gegen die Druckwirkung einer Feder 54 aus einer normalen Ruhestellung (gestrichelt angedeutet), in der die Platte 48 die Bohrung 47 verschließt, in eine Ar­ beitsstellung, in der Platte 48 die Bohrung 47 frei läßt, zu verschieben.

Die Erregung des Solenoids 53 wird durch eine Schal­ tung gesteuert, die auf den Flüssigkeitsspiegel der im Behälter 6 befindlichen Farbe anspricht und beispielsweise durch einen kapazitiven Fühler 55 gebildet ist, der durch die Bohrung 42 hindurch in einer einstellbaren Lage ange­ bracht und mit einem Schwellwertkomparator 56 mit Hysterese verbunden ist, durch den das Solenoid 53 mit einer Netz­ stromversorgung 57 verbunden werden kann.

Im Betrieb wird Druckluft durch das Anschlußstück 38 in den Behälter 37 eingeleitet, was die darin enthaltene Farbe dazu bringt, längs des Tauchrohres 40 und der Leitung 50 aufzusteigen, bis sie das Ventil 54 erreicht und gegen die Platte 48 gelangt, die sich in ihrer Normalstellung, in der sie die Bohrung 47 verschließt, befindet.

Während des Betriebs der Vorrichtung 1 wird die Stand­ höhe der Farbe im Behälter 6 durch den Sensor 55 ermittelt, der, wenn der Abstand zwischen seiner Unterseite und der Oberfläche der Farbe einen bestimmten, graphisch durch einen Pfeil 58 dargestellten Wert überschreitet, die Erregung des Solenoids 53 und damit die Bewegung der Platte 48 in die in der Figur gezeigte Offenstellung bewirkt. Infolgedessen fließt die aus der Leitung 50 ankommende Farbe durch die Röhre 43 in den Behälter 6, wobei der Flüssigkeitsspiegel der im Behälter 6 befindlichen Farbe ansteigt, bis er einen graphisch durch einen Pfeil 59 angeordneten Minimalabstand zum Sensor 55 erreicht. In diesem Augenblick stoppt der Sensor 55 mittels des Komparators 56 die Stromversorgung des Solenoids 53, wodurch die Platte 48 unter der Druckkraft der Feder 54 in ihre normale Schließstellung zurückkehren kann.

Der beschriebene Arbeitszyklus wiederholt sich, bis die im Behälter 37 enthaltene Farbe vollkommen aufgebracht ist.

Manchmal ist es notwendig, daß der viskose Stoff die Verteilvorrichtung 1 mit streng konstantem Druck verläßt. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, ist in der Nähe der Mün­ dung der Düse 2 eine Vorrichtung 60 zur Messung des Druckes und zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Welle 17 als Funktion dieses Druckes mittels eines Regelmotors 61 vorge­ sehen.

Claims (10)

1. Verteilvorrichtung für viskose Stoffe, mit einem becherförmigen Behälter für den Stoff, einer Auslaßdüse, einer Verbindungsleitung zwischen dem Behälter und der Düse und einer Schubeinrichtung, welche den im Behälter befindlichen viskosen Stoff zur Düse drückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubeinrichtung eine drehbar im Behälter (6) angebrachte und in Berührung mit dessen Innenfläche stehende Förderschnecke (25) und einen mit einem Gewinde versehenen Kern (20) umfaßt, der drehbar in einer im Boden des Behälters (6) vorhandenen Bohrung (14) angeordnet ist und einen den Behälter (6) mit der Düse (2) verbindenden wendelförmigen Kanal (21) definiert, wobei eine Verschlußeinrichtung (13) zum Ab­ schließen des Behälters vorgesehen ist und eine Strömungs­ steuereinrichtung (24) in der Verbindungsleitung (23) zur Regulierung der Strömung des Stoffes zur Düse (2) angeord­ net ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit der Förderschnecke (25) in Berührung stehende Innenfläche (9) des Behälters (6) kegel­ stumpfförmig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der mit einem Gewinde versehene Kern (20) und die Förderschnecke (25) von einer Welle (17) getragen werden, die drehbar, aber in in axialer Richtung fester Lage sich durch den Behälter (6) erstreckend ange­ bracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des wendelförmigen Kanals (21) mit der Verbindungsleitung (23) eine Ringkammer (22) den Kern (20) umgibt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungs­ steuereinrichtung ein in der Verbindungsleitung (23) ange­ brachtes einstellbares Nadelventil (24) umfaßt.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ schlußeinrichtung eine abnehmbar in den Behälter (6) ein­ gesetzte Abdeckung (13) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ schlußeinrichtung eine den viskosen Stoff enthaltende und umge­ kehrt auf den Behälter (6) aufgesetzte Dose (26) umfaßt, und daß sich eine von der Förderschnecke (25) getragene und mit ihr bewegliche Rühreinrichtung (27) außerhalb des Behälters (6) und inner­ halb der Dose erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rühreinrichtung einen durch ein ringförmiges Metalldrahtelement gebildeten Spatel (26) um­ faßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) über eine Zuführleitung (50) mit einem von außen unter Druck ge­ setzten Behälter (37) für den viskosen Stoff in Verbindung steht, wobei eine Ventileinrichtung (45) in der Zuführlei­ tung (50) für ein Öffnen und Schließen derselben an­ sprechend auf ein Ansteigen oder Absinken des Spiegels des viskosen Stoffes im Behälter (6) innerhalb eines be­ stimmten Änderungsbereiches vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (60) zum Messen des Druckes des durch die Düse (2) strömenden Stoffes und zur Steuerung der Ge­ schwindigkeit des Motors (61) für die Welle (17) als Funk­ tion des gemessenen Druckes umfaßt.