Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Leim auf Zuschnit- te für Packungen Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Leim auf ungefaltete oder teilweise gefaltete Zuschnitte für die Herstellung von Packungen mit einem Leimaggregat, das Leimdüsen oder bewegbare Leimauftragsorgane zum Auftragen des Leims auf- weist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung fur die Anwendung des Verfahrens.

Bei der Fertigung von Packungen, insbesondere Zigarettenpackun- gen, wird zunehmend auch bei leistungsfähigen Verpackungsma- schinen Leim durch Leimaggregate mit Leimdüsen auf die Faltlap- pen und andere Bereiche der Zuschnitte oder Packungen übertra- gen. Vorwiegend wird sogenannter Kaltleim verwendet, der unmit- telbar nach dem Auftragen und Verbinden der Faltlappen oder dergleichen wirksam ist.

Der Einsatz von Leimaggregaten mit Leimdüsen zur Verarbeitung von Kaltleim führt zu unerwünschten Nebenerscheinungen. Die Leimdüsen sind oft verschmutzt. Darüber hinaus treten Leimpar- tikel im Bereich der Leimaggregate, aber auch im Bereich ande- rer Organe der Verpackungsmaschine auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verarbeitung von Leim, nämlich Kaltleim, in Verpackungsmaschinen mit Leimaggre- gaten sicherer zu gestalten, so daß insbesondere unerwünschter Leimaustritt, Verschmutzungen etc. vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Merkmale gekennzeichnet : a) Verwendung von (Kalt-) Leim mit optimaler Viskosität bei einer bestimmten Temperatur bzw. einem bestimmten Tempe- raturbereich, b) ständige oder zeitweilige Messung der Temperatur des Leimaggregats oder des Leims und/oder der Viskosität des Leims im Leimaggregat, c) Heizung oder Kühlung des Leimaggregats nach Maßgabe der gemessenen Temperatur oder Viskosität des Leims, derart, daß der Leim die optimale Temperatur bzw. Viskosität auf- weist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bei der Verarbeitung von Kaltleim auftretenden Probleme infolge der sich während des Betriebs einer Verpackungsmaschine ändernden physikalischen Bedingungen verursacht sind. Es ist weiterhin eine Erkenntnis der Erfindung, daß der Leim in dem beschriebe- nen Sinne nur bei einer optimalen Viskosität, die von der Zu- sammensetzung des Leims abhängig ist, problemlos und fehlerfrei verarbeitet werden kann. Hiervon ausgehend wird je nach Verwen- dungsfall der optimale Leim eingesetzt, für diesen die günstig- ste Viskosität festgestellt und sodann die Einhaltung dieser Eigenschaft des Leims möglichst konstant aufrechterhalten.

Hierzu kann es je nach Betriebszustand erforderlich sein, den Leim bzw. das Leimaggregat auf eine höhere Temperatur zu brin- gen oder erforderlichenfalls zu kühlen. Bei Betriebsbeginn ist unter Umständen ein zeitweiliges Heizen des Leimaggregats er- forderlich, während die sich einstellende erhöhte Betriebstem- peratur eines Aggregats eine Kühlung erforderlich machen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist demnach so ausgebildet, daß das Leimaggregat Sensoren zur Ermittlung der Viskosität des Leims und/oder der Temperatur desselben bzw. des Leimaggregats aufweist. Von den Sensoren wird ein Steuersignal erzeugt, das -über einen Regelkreis-das Leimaggregat kühlt oder beheizt.

Geeignete Temperaturfühler oder Viskositätssensoren sind grund- sätzlich für andere Einsatzbereiche bekannt. Optimale Tempera- turen für den jeweiligen Leim sind von dessen Zusammensetzung bzw. vom Anwendungsfall abhängig. Die Temperaturen können bei- spielsweise 25°C. oder etwa 40°C. betragen.

Gemäß einer Alternative dieses Erfindungsgedankens kann nach Maßgabe der gemessenen Temperatur und/oder Viskosität ein Aus- gleich auch über die Dauer der Öffnung einer Düse des Düsenag- gregats oder über die Öffnungsweite einer Düse geschaffen wer- den. In diesem Falle wird das Düsenaggregat entsprechend durch die von den Temperatur-oder Viskositätssensoren aufgenommenen Daten gesteuert.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß während zeitweiliger Betriebsunterbrechung der Verpackungsmaschine das Leimaggregat in eine Ruhestellung bewegt wird. In dieser wird die Leimdüse bzw. werden alle Leimdüsen des Leimaggregats einer leimlösenden bzw. verdünnenden Flüssigkeit ausgesetzt, zum Bei- spiel Wasser. Die Flüssigkeit befindet sich in einem wasserauf- nehmenden, elastischen Körper, insbesondere einem Schwammkör- per. In diesen taucht die Düse bzw. ein Düsenkopf während der Ruhephase ein. Zugleich wird dadurch der Bereich des Düsenkop- fes gereinigt, vor allem durch die Bewegung des Leimaggregats in die Ruhestellung und dadurch bedingte Gleitbewegung des Dü- senkopfes am elastischen Körper entlang.

Weitere Einzelheiten des Verfahrens sowie der Vorrichtungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 ein Leimaggregat mit Leimdüsen in Seitenansicht, teilweise geschnitten, Fig. 2 das Leimaggregat gemäß Fig. 1 mit einer weiteren Einzelheit im Vertikalschnitt, Fig. 3 das Leimaggregat gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in Stirnan- sicht, Fig. 4 ein Leimaggregat mit Leimsegmenten im Vertikal- schnitt, Fig. 5 das Leimaggregat gemäß Fig. 4 in Rückansicht, Fig. 6 ein Leimaggregat gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in Be- triebsstellung, Fig. 7 das Leimaggregat in einer Zwischenstellung, Fig. 8 das Leimaggregat in Ruhestellung, Fig. 9 eine Einzelheit IX der Fig. 8 in vergrößertem Maß- stab, Fig. 10 ein Leimaggregat gemma Fig. 1 und Fig. 2 mit einer (zusätzlichen oder alternativen) Kühleinheit in einer Darstellung analog Fig. 2, Fig. 11 eine auf der Grundlage von Druckluft arbeitende Kuhleinrichtung in Seitenansicht.

Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele von Leimaggregaten können besonders vorteilhaft eingesetzt werden bei der Massenfertigung von Kleinpackungen, beispielsweise Zi- garettenpackungen 10. Fig. 6 zeigt vereinfacht einen Ausschnitt eines Faltrevolvers 11 als Teil einer Verpackungsmaschine für die Fertigung von Zigarettenpackungen 10 des Typs Weichbecher.

Ein quaderförmiger Packungsinhalt, nämlich eine von einer In- nenumhüllung umgebene Zigarettengruppe, also einen sogenannten Zigarettenblock 12, ist von einem äußeren Zuschnitt 13 U-förmig umgeben. In Drehrichtung des Faltrevolvers 11 rückwärtige Faltlappen, nämlich ein Innenlappen 14 und ein Außenlappen 15, sollen durch Leim miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck wird Leim auf die radial nach außen gerichtete Seite des Innen- lappens 14 aufgetragen. Danach wird zunächst der Innenlappen 14 gegen die Rückseite des Zigarettenblocks 12 und sodann der Außenlappen 15 ebenfalls gegen den Zigarettenblock 12 bzw. ge- gen die Außenseite des Innenlappens 14 gefaltet.

Der Leim wird durch ein Leimaggregat 16 aufgebracht, das eine Mehrzahl von in einer Reihe nebeneinander angeordneten Leimdü- sen 17 aufweist. Die Leimdüsen 17 sind an einer (unteren) Seite eines Leimblocks 18 angeordnet. An diesen schließen Leitungen an für die Versorgung der Leimdüsen 17 mit Leim und mit Druck- luft. Dargestellt sind eine Druckluftleitung 19, eine Leimlei- tung 20 und eine Elektroleitung 21. Die Leimdüsen 17 geben den Leim portionsweise unter Druck ab. Zu diesem Zweck sind inner- halb des Leimblocks 18 Ventile angeordnet, die über die Elek- troleitung 21 gesteuert werden. Der Leim steht innerhalb eines Leimbehälters (ständig) unter Druck. Die Druckluftleitung 19 dient zum Betätigen eines Verschlußschiebers des Leimaggregats.

Der Leimblock 18 ist auf der zu den Leimdüsen 17 gegenüberlie- genden Seite mit einer plattenförmigen Halterung 22 versehen.

Diese wiederum ist mit einer Schlittenführung 23 verbunden, die in einem ortsfesten Schlitten 24 verschiebbar ist und so eine Verschiebbarkeit des Leimaggregats 16 in Längsrichtung der Schlittenführung 23 ermöglicht. Soweit nicht abweichend darge- stellt oder beschrieben, kann das Leimaggregat 16 und dessen Halterung bzw. Betätigungsmechanismus in der in DE 196 48 445.6 gezeigten und beschriebenen Weise ausgebildet sein.

Um eine langfristige ungestörte Betriebsweise des Leimaggregats 16 zu gewährleisten, wird der Leim innerhalb des Leimaggregats 16 auf einer bestimmten, für die Fließfähigkeit bzw. Verarbei- tung optimalen Temperatur gehalten. Zu diesem Zweck ist das Leimaggregat 16 beheizt.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Heizung, und zwar eine elektrische Widerstandsheizung in Gestalt mindestens einer Heizpatrone 25, in der plattenförmigen Halterung 22 ange- ordnet. Die langgestreckte, zylindrische Heizpatrone 25 sitzt in einer Bohrung 26 der Halterung 22. An einer offenen Seite der Bohrung 26 schließt eine Elektroleitung 27 an die Heizpa- trone 25 an.

Die Wärme der Heizpatrone 25 wird von der Halterung 22 auf den Leimblock 18 übertragen. Halterung 22 und Leimblock 18 bestehen mindestens teilweise aus wärmeleitendem Material. Die in diesem Teil des Leimaggregats 16 zu erzeugende Temperatur kann empi- risch ermittelt oder durch die technologischen Eigenschaften des Leims vorgegeben sein.

Die Temperatur des Leimaggregats 16 bzw. des Leimblocks 18 wird fortlaufend oder von Zeit zu Zeit überwacht. Zu diesem Zweck ist ein Temperaturmeßorgan am Leimaggregat 16 angebracht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Thermofühler 28, insbesondere ein Widerstandsthermometer, ebenfalls in der Hal- terung 22 angebracht. Mit Abstand von der Heizpatrone 25 befin- det sich der Thermofühler 28 in einer passend ausgebildeten Bohrung 29 der Halterung 22. Heizpatrone 25 und Thermofühler 28 sind demnach jeweils seitlich in der Halterung 22 angeordnet.

Der Thermofühler 28 steuert die Heizpatrone 25 nach Maßgabe der festgestellten Temperatur.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen einen anderen Typ eines Leimaggregats 30. Bei diesem wird Leim auf mechanischem Wege auf Teile einer Packung übertragen, insbesondere auf Faltlappen einer Zigaret- tenpackung des Typs Klappschachtel (Hinge-Lid). Als Leimüber- tragungsorgane sind Leimsegmente 31 vorgesehen. Es handelt sich dabei um drehend angetriebene Scheiben, die längs des Umfangs segmentartige Erhöhungen zur Aufnahme und Übertragung von Leim aufweisen. Entsprechende Einzelheiten dieses Leimaggregats 30 ergeben sich aus US 4 497 274.

Die Leimsegmente 31 sind auf einer gemeinsamen Welle 32 gela- gert. Ein unterer Teil der Leimsegmente 31 taucht ein in einen Leimbehälter 33. In diesem wird ein Leimvorrat bereitgehalten und bedarfsweise ergänzt. Die Leimsegmente 31 nehmen im Bereich entsprechend ausgebildeter Umfangsflachen Leim auf und trans- portieren den Leim in einen oberen Bereich außerhalb des Leim- behälters 33. Zwischen den Umfangsflachen der Leimsegmente 31 und drehbar gelagerten Gegenrollen 34 wird der Zuschnitt bzw. eine teilweise gefaltete Packung hindurchgefördert, wobei an der Unterseite von Faltlappen oder dergleichen Leim übertragen wird.

Der Leim im Leimbehälter 33 wird temperiert, also auf eine an- nähernd konstante, ausgewählte Temperatur gehalten. Zu diesem Zweck ist der Leimbehälter 33 beheizt. Bei diesem Ausführungs- beispiel ist in einer Bodenwand 35 des Leimbehälters 33 eine Heizung angeordnet, nämlich ebenfalls elektrische Widerstands- heizung in Gestalt einer Heizpatrone 36. Diese ist von einer freien Seite her in eine Bohrung 37 der Bodenwand 35 eingescho- ben. Strom wird über eine Elektroleitung 38 zugeführt.

Auch bei diesem Leimaggregat 30 wird die Temperatur überwacht und danach die Heizpatrone 36 gesteuert. Auf der zu dieser ge- genüberliegenden Seite des Leimbehälters 33 ist ein Thermofüh- ler 39 in die Bodenwand 35 eingesetzt. Der Thermofühler 39 ist in einer zur Seite hin offenen Bohrung 40 angeordnet.

Die Bodenwand 35 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, in einem mittleren Bereich mit einer Verdickung 41 versehen. Heizpatrone 36 und Thermofühler 39 sind im Bereich dieser Verdickung 41 po- sitioniert, und zwar etwa in der aufrechten Längsmittelebene des Leimbehälters 33.

Eine andere Besonderheit zur Verbesserung der Funktionsfähig- keit eines Leimaggregats 16 ist in Fig. 6 bis Fig. 9 gezeigt.

Das Leimaggregat 16 entspricht dabei zweckmäßigerweise dem Aus- führungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis Fig. 3. Das Leimaggregat 30 ist mit einer Halterung 42 verbunden, die weitgehend der Halte- rung gemäß DE 196 48 445.6 entspricht. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Halterung 42 so ausgebildet bzw. steuerbar, daß das Leimaggregat 16 drei Positionen einnehmen kann.

In Fig. 6 ist die Betriebs-bzw. Arbeitsposition des Leimaggre- gats 16 gezeigt. Das Leimaggregat 16 ist dabei in einer Schräg- stellung zum Faltrevolver 11 so positioniert, daB die Leimdüsen 17 benachbart zur Bewegungsbahn der zu beleimenden Faltlappen, nämlich der Innenlappen 14, angeordnet sind. Die Leimdüsen 17 sind dabei etwa senkrecht zur Ebene der Innenlappen 14 gerich- tet. Dies entspricht annähernd einer radialen Ausrichtung zum Faltrevolver 11.

Bei einer Betriebsunterbrechung im Bereich der Verpackungsma- schine bzw. des Faltrevolvers 11 wird das Leimaggregat 16 aus der Betriebsstellung gemäß Fig. 6 herausbewegt in eine Zwi- schenstellung gemäß Fig. 7. In dieser ist das Leimaggregat 16 weiterhin in einer Schrägstellung positioniert. Die Abweichung von einer vertikalen Stellung ist jedoch deutlich geringer als in der Betriebsstellung gemäß Fig. 6.

In der Zwischenstellung gemäß Fig. 7 befindet sich das Leimag- gregat 16 mit den Leimdüsen 17 oberhalb eines Auffangbehälters 43. Dieser dient zur Aufnahme von Leim, wenn das Leimaggregat 16 probeweise getätigt wird, also Leimportionen wie im Be- triebszustand über die Leimdüsen 17 abgibt, um deren korrekte Arbeitsweise zu überprüfen.

Bei längerer Betriebsunterbrechung wird das Leimaggregat 16 in eine Wartestellung gemäß Fig. 8 bewegt, und zwar durch Ver- schwenken in eine zurückgezogene, aufrechte Position. Eine Be- sonderheit dieser Wartestellung besteht darin, daß die Leimdü- sen 17 bzw. die Düsenbohrungen im Bereich der Mündungen durch ein ortsfestes bzw. der Wartestellung gemäß Fig. 8 zugeordnetes Verschlußorgan von außen abgesperrt werden. Bei dieser Beson- derheit weisen die Leimdüsen 17 keine an diesen angebrachte Verschlußorgane 44 auf (Fig. 3). Diese Verschlußorgane 44 sind am Leimaggregat 16 angebracht und werden in die Verschlußstel- lung gemäß Fig. 3 bewegt, wenn eine Betriebsunterbrechung gege- ben ist.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 und Fig. 9 besteht das Ver- schlußorgan aus einem feststehenden bzw. ortsfesten Verschluß- körper 45 aus elastischem Material. Es kann sich dabei um eine Matte bzw. Platte aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen han- deln, in die die Leimdüse 17 unter elastischer Verformung des Verschlußkörpers 45 mit einem Düsenkopf 46 eintritt. Dadurch wird ein besonders dichter Verschluß der Düse erreicht.

Vorteilhafterweise besteht der Verschlußkörper 45 aus einem eine Flüssigkeit aufnehmenden und haltenden Material, z. B. mit einer schwammartigen Struktur. Beim Eindrücken des Düsenkopfes 46 in den Verschlußkörper 45 befindet sich der Düsenkopf 46 und damit die Düsenbohrung in einer eine Flüssigkeit aufweisenden Umgebung, die ein Aushärten des Leims im Bereich des Düsenkop- fes bzw. der Düsenbohrung verhindert. Die Flüssigkeit ist leim- lösend und besteht im einfachsten Falle aus Wasser.

Der Flüssigkeit aufnehmende Verschlußkörper 45 ist in einem oben offenen, flachen Behälter bzw. einer Schale 47 angeordnet.

In diese treten die Leimdüsen 17 ein, wenn das Leimaggregat 16 aus der Betriebsstellung gemäß Fig. 6 oder aus der Zwischen- stellung gemäß Fig. 7 in die Wartestellung gemäß Fig. 8 bewegt wird. Durch diesen Bewegungsvorgang wird ein Reibeffekt des Dü- senkopfes 46 an dem Verschlußkörper 45 wirksam, der einen zu- sätzlichen Reinigungseffekt auf den Düsenkopf 46 ausübt, also etwaige Leimrückstände beseitigt.

Die Schale 47 kann von Zeit zu Zeit mit Flüssigkeit bzw. Wasser versorgt werden. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite der Schale 47 eine Zuführungsleitung 48 angeschlossen.

Bei Wiederaufnahme des Betriebs der Verpackungsmaschine, also bei Beendigung der Stillstandsphase, wird das Leimaggregat 16 aus der Wartestellung gemäß Fig. 8 zunächst in die Zwischen- stellung gemäß Fig. 7 bewegt. In dieser werden mehrere Ar- beitstakte der Leimdüsen 17 probeweise ausgeführt. Bei korrek- ter Betriebsweise kann danach das Leimaggregat 16 in die Ar- beitsstellung gemäß Fig. 6 bewegt werden.

Die Zuführung von Flüssigkeit bzw. Wasser zu den Leimdüsen 17 bei zeitweiliger Betriebsunterbrechung kann auch auf andere Weise erfolgen, z. B. durch Eintauchen der Leimdüsen 17 in ein Flüssigkeitsbad. Des weiteren können die jeder Leimdüse 17 zu- geordneten Verschlußorgane 44 analog zu dem Beispiel der Fig. 8 ausgebildet sein, also mit einem elastischen Verschlußkörper, der gegebenenfalls mit Flüssigkeit getränkt ist.

Bei allen Ausführungen des Leimaggregats 16,30 kann dieses mit einer Wärmeisolierung versehen sein, so daß Wärmeverluste redu- ziert werden. Die Wärmeisolierung kann im Bereich des Leim- blocks 10 und der Halterung 22 angeordnet sein. Bei dem Ausfüh- rungsbeispiel der Fig. 4 und 5 kann der Leimbehälter 33 mit einer Wärmeisolierung versehen sein.

Die Leimaggregate 16,30 können zusätzlich gekühlt werden-bei abgeschalteter Heizung. Die Leimaggregate können aber auch statt der Heizung ein Kühlaggregat zur Kühlung aufweisen.

Bei dem Leimaggregat 16 gemäß Fig. 10 ist die Halterung 22 -oder ein anderer Teil-mit einem durchgehenden, offenen Kanal 49 versehen. Dieser Kanal läuft parallel zum Leimblock 18. Durch den Kanal 49 wird ein Kühlmedium hindurchgeleitet, im vorliegenden Falle Kühl-bzw. Kaltluft. Durch dieses Kühlmedium wird das gesamte Leimaggregat 16 in steuerbarer Weise gekühlt und damit auch der sich im Leimblock 18 befindende Leim.

Die Kühlluft kann in geeigneter Weise erzeugt werden. Vorteil- haft ist ein Kühlaggregat 50, das die Kühlluft mit Hilfe der vorhandenen Betriebsdruckluft erzeugt. Über eine an ein zentra- les Druckluftsystem angeschlossene Druckluftleitung 51 wird Druckluft über ein Druckregelventil 52 zugeführt und durch eine besondere Düse 53 hindurchgeleitet. Dabei wird die zugeführte Druckluft gekuhlt, und zwar bis auf Temperaturen von-55°C. Die gekühlte Druckluft wird über eine Kühluftleitung 54 dem Leim- aggregat 16 zugeführt. Die Kühlluftleitung ist im vorliegenden Falle über einen Gewindeanschluß 55 mit dem Kanal 49 verbunden.

Auf der zur Kühlluftleitung 54 gegenüberliegenden Seite der Dü- se 53 ist eine Auspuffeinheit 56 angeschlossen. über diese wird Warmluft abgefuhrt. Ein Kühlaggregat 50 in dieser Ausführung ist grundsätzlich für andere Anwendungszwecke bekannt.

Das Leimaggregat 16 bzw. 30 ist bei den in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispielen mit einem Thermofühler 28, 39 versehen. Zusätzlich oder alternativ zu diesen Thermofühlern können Viskosimeter im Bereich der Zuführungsleitung für Leim, also in bzw. an der Leimleitung 20 oder im Leimbehälter 33 bzw. im Leimblock 18 angeordnet sein, um ständig oder von Zeit zu Zeit die Viskosität des Leims zu überprüfen und daraus ein Re- gelsignal für die Zuführung von Wärme oder Kälte zum Leimaggre- gat abgeleitet werden, so daß der Leim ständig eine optimale dieVerarbeitungaufweist.Viskositätfür Bezugszeichenliste 10 Zigarettenpackung 11Faltrevolver 12 Zigarettenblock 13 Zuschnitt 14 Innenlappen 15 Außenlappen 16 Leimaggregat 17Leimdüse 18 Leimblock 19 Druckluftleitung 20 Leimleitung 21Elektroleitung 22 Halterung <BR> <BR> <BR> 23 Schlittenführung 24 Schlitten 25 Heizpatrone 26 Bohrung 27Elektrleitung <BR> <BR> <BR> 28 Thermofühler<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 29 Bohrung 30 Leimaggregat 31 Leimsegmente 32 Welle 33Leimbehälter 34 Gegenrolle 35 Bodenwand 36 Heizpatrone 37 Bohrung 38 Elektroleitung 39Thermofühler 40 Bohrung 41 Verdickung 42 Halterung 43Auffangbehälter 44 Verschlußorgan 45Verschlußkörper 46 Düsenkopf 47Schale <BR> <BR> 48 Zuführungsleitung<BR> <BR> 49 Kanal<BR> <BR> <BR> 50 Kühlaggregat 51Druckluftleitung 52 Druckregelventil 53Düse 54Kühlluftleitung <BR> <BR> 55 Gewindeanschluß 56 Auspuffeinheit