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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen und Ausgeben einer durch
Erwärmen fließfähigen Substanz,
insbesondere eines Heißschmelzklebers.
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Vorrichtungen
dieser Art sind bekannt. Sie dienen in erster Linie zum Erwärmen und
Ausgeben von Heißschmelzklebern.
Dazu wird ein stangenförmiger
fester Heißschmelzkleber
in die Vorrichtung bzw. die Heißklebepistole
eingeführt,
dort beheizt, bis er am vorderen Ende schmilzt und dann vorderseitig als
Flüssigkeit
verbrauchsfertig ausgegeben. Typischerweise weist eine solche Heißklebepistole
ein Gehäuse
mit einem innenliegenden Strömungsgang auf,
durch den der stangenförmige
Heißschmelzkleber
geschoben wird, dessen vorderes Ende beheizt und geschmolzen wird.
Dazu werden üblicherweise elektrische
Widerstandsheizelemente verwendet. Diese Widerstandsheizelemente
sind außerhalb
des Strömungsganges
am Gehäuse
angebracht. Diese Widerstandsheizelemente sind mit einem Elektrokabel
verbunden, welches in eine Steckdose einzustecken ist.
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Derartige
Heißklebepistolen
sind zwar umfänglich
im Einsatz aber noch verbesserungswürdig. So ist ihre Handhabung
noch nicht optimal, da zum Einen keine genaue Dosierbarkeit, insbesondere
bei kleinen Abgabemengen, gegeben ist und da sich zum Anderen nicht
vermeiden läßt, dass
das verflüssigte
Klebemittel nachläuft,
was zu ungewünschten Verschmutzungen
führen
kann. Ferner ist es oft schwierig, das Klebemittel vollständig auszunutzen, da
sich insbesondere der Klebemittelstangenrest häufig nicht mehr verarbeiten
läßt. Des
Weiteren ist von Nachteil, dass zum Arbeiten mit einer solchen Klebepistole
eine solche Spannungsquelle in der unmittelbaren Umgebung verfügbar sein
muss, um das Elektro kabel anschließen zu können. Dieses Elektrokabel selbst
ist ebenfalls beim Arbeiten hinderlich.
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Aus
DE 696 00 071 T2 ist
eine Vorrichtung bzw. eine Heißklebepistole
der vorgenannten Art bekannt geworden, bei welcher ebenfalls fester
stangenförmiger
Klebstoff zugeführt
wird, die Beheizung erfolgt allerdings nicht durch elektrische Widerstandsheizelemente,
sondern mit Hilfe eines innerhalb des Strömungsdurchganges und somit
innerhalb des Materials angeordneten Suszeptors und einer Induktionsspule.
Von der Induktionsspule wird der Suszeptor elektromagnetisch induziert
und dadurch das feste Klebematerial erwärmt. Mit einer solchen Vorrichtung
ist es zwar möglich,
die Erwärmung und
Schmelzung des Heißschmelzklebers
schneller und genauer durchzuführen,
die Vorrichtung ist jedoch sehr aufwändig und es verbleiben die
vorbeschriebenen Handhabungsnachteile.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Erwärmen und
Ausgeben einer durch Erwärmen
fließfähigen Substanz
zu schaffen, die eine möglichst
genaue Dosierbarkeit, eine gute Handhabbarkeit und eine möglichst
genaue Temperaturregelung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art
erfindungsgemäß gelöst durch
ein Handhabungselement zur Aufnahme der Substanz, welches einen
Mechanismus zum Ausgeben der fließfähigen Substanz aus einem vorderseitigen
Schmelzbereich des Handhabungselementes aufweist, wobei die Substanz
im Schmelzbereich von einer Umhüllung
aus einem ferromagnetischen Material umgeben ist, und durch ein
Heizelement mit einem Gehäuse,
welches eine von einer Induktionsspule umschlossene Aufnahmeöffnung aufweist,
die so dimensioniert ist, dass das Handhabungselement wenigstens
mit seinem Schmelzbereich in die Aufnahmeöffnung hineinpasst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
besteht somit wenigstens aus zwei Einzelkomponenten, nämlich dem
Handhabungselement, in welchen die Substanz eingesetzt wird und
dem davon getrennten Induktionsheizelement. Die zu erwärmende und
auszugebende Substanz wird in das Handhabungsgerät eingesetzt und gemeinsam
mit diesem in das Heizelement eingestellt. Aufgrund der ferromagnetischen Umhüllung des
Schmelzbereiches des Handhabungselementes wird die Substanz durch
Induktion von der Induktionsspule aufgewärmt und dadurch die Substanz
im Schmelzbereich geschmolzen. Anschließend wird das Handhabungselement
aus dem Heizelement entnommen und die Substanz, beispielsweise der
Heißschmelzkleber,
kann vom Handhabungselement durch Ausdrücken fließfähig abgegeben werden. Die Handhabung
dieser Vorrichtung ist sehr einfach, da zum eigentlichen Arbeiten
das Handhabungselement, nicht aber das Heizelement benötigt wird.
Es ist somit ein kabelloses Arbeiten auch weiter entfernt von einer
Spannungsquelle möglich.
Ferner kann das Klebemittel vollständig ausgenutzt werden, da
es durch die Induktion im Schmelzbereich vollständig aufgeschmolzen werden kann.
Die Handhabung wird weiter dadurch vereinfacht, dass das Handhabungselement
sehr leicht ist, da es selbst keine Heizelemente beinhaltet.
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Bevorzugt
besteht die für
die Induktionserwärmung
erforderliche Umhüllung
aus Weißblech, z.B.
mit einer Wandstärke
von 0,15 mm. Eine solche Umhüllung
läßt sich
kostengünstig
produzieren.
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Um
die Handhabung weiter zu erleichtern ist bevorzugt vorgesehen, dass
das Handhabungselement ein pistolenartiges Gehäuse mit einem Handhabungsgriff
aufweist. Dieser Teil der Vorrichtung liegt dann benutzungsfreundlich
in der Hand des Anwenders.
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Ganz
besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Gehäuse des Handhabungselementes
innenseitig im Schmelzbereich mit einer Wärmespeicherschicht versehen
ist. Dadurch ist gewährleistet, dass
die durch die Induktion verursachte Verflüssigung der Substanz beim Einstellen
des Handhabungselementes in das Heizelement anschließend für eine gewisse
Zeit erhalten bleibt und somit die flüssige Substanz zur Verarbeitung
bereitsteht. Verfestigt sich gleichwohl die Substanz während des
Arbeitsvorganges, muss das Handhabungselement nach kurzer Zeit wieder
in das Heizelement eingesteckt werden.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Ausdrückmechanismus
mechanisch und/oder elektrisch ausgebildet ist. Wenn ein elektrischer
Antrieb vorgesehen ist, ist vorzugsweise zur Stromversorgung im
Handhabungselement wenigstens eine Batterie oder ein Akku aufgenommen.
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Die
zu verarbeitende feste Substanz kann unterschiedliche Formen aufweisen.
So kann die Substanz stangenförmig
ausgebildet sein, wie dies bei Klebepistolen nach dem Stand der
Technik üblich ist.
Bei dieser Gestaltung ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass die
Umhüllung
rohrförmig
ist und in das Gehäuse
des Handhabungselementes eingesetzt ist.
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Alternativ
kann auch vorgesehen sein, dass die Umhüllung als tubenförmiges Behältnis ausgebildet
ist, in welchem die Substanz aufgenommen ist.
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Bei
dieser Gestaltung ist das tubenförmige Behältnis am
Austrittsende bevorzugt mit einer lösbaren konischen Abgabespitze
versehen. Dabei sind vorzugsweise verschieden große Wechselabgabespitzen
vorgesehen, die je nach Bedarf ausgewechselt werden können. Am
einfachsten ist dabei sowohl das tubenförmige Behältnis als auch die jeweilige Wechselabgabespitze
mit einem korrespondierenden Gewinde versehen. Durch diese Wechselabgabespitze
ist eine bedarfsgerechte Produktdosierung auf einfache Weise realisierbar.
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Wenn
die Substanz in einem tubenförmigen Behältis aufgenommen
ist, ist ganz besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Ausdrückmechanismus wenigstens
zwei beiderseits des rückseitigen
Behältnisses
angeordnete drehbare und in Längsrichtung des
Behältnisses
verfahrbare Ausdrückwalzen
aufweist. Es kann beispielsweise eine motorbetriebene Spindel vorgesehen
sein, wobei die Spindel eine Führungsplatte
in Längsrichtung
des tubenförmigen Behältnisses
vorschiebt, an welcher die beiden Ausdrückwalzen drehbar angeordnet
sind, welche die flüssige
Substanz aus dem tubenförmigen
Aufnahmebehältnis
herausdrücken.
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Ferner
ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Induktionsspule des
Heizelementes mit einer elektronischen Regelung verbunden ist. Dieses ermöglicht es,
eine Temperaturregelung zu schaffen, die genau auf die jeweils eingesetzte
zu verflüssigende
Substanz abgestimmt ist. Dadurch wird beispielsweise der Heißschmelzklebstoff
geschont und dessen Haltbarkeit verlängert. Des Weiteren wird nur
die jeweils benötigte
Wärmemenge
erzeugt und damit Energie gespart.
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Ferner
weist das Heizelement eine mit der elektronischen Regelung verbundene
Temperaturanzeige auf. Diese kann die jeweils erreichte Temperatur
anzeigen und/oder signalisieren, dass die gewünschte Endtemperatur erreicht
ist. Des Weiteren weist das Heizelement bevorzugt eine Temperatureinstellung
auf, die mit der elektronischen Regelung verbunden ist.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese
zeigt jeweils in schematischer Darstellung in:
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1 einen
Längsschnitt
durch ein Handhabungselement der Vorrichtung,
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2 einen
Querschnitt durch das Handhabungselement nach 1,
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3 eine
Frontansicht auf das Abgabeende des Handhabungselementes,
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4 ein
Heizelement der Vorrichtung im Längsschnitt
mit teilweise dargestelltem eingesetzten Handhabungselement und
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5 ein
tubenförmiges
Behältnis
zur Aufnahme der Substanz mit Mechanismus zum Ausgeben der fließfähigen Substanz.
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Eine
Vorrichtung zum Erwärmen
und Ausgeben einer durch Erwärmen
fließfähigen Substanz wird
mit Bezug auf die Zeichnungen anhand eines Heißschmelzklebers erläutert. Grundsätzlich ist
die Vorrichtung aber auch zum Erwärmen und Ausgeben anderer durch
Erwärmen
fließfähiger Substanzen
geeignet.
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Die
Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus zwei Elementen, nämlich einem
allgemein mit 1 bezeichneten Handhabungselement und einem
allgemein mit 2 bezeichneten Heizelement.
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Das
Handhabungselement 1 ist bei der in den 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsform zur
Verwendung mit einem stangenförmigen
Heißschmelzkleber 3 ausgebildet
und weist ein pistolenartiges Gehäuse 4 mit einem Griffbereich 5 und
einem Schaftbereich 6 auf.
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Im
Schaftbereich 6 des Gehäuses 4 des Handhabungselementes 1 ist
in Längsrichtung
ein zentraler Strömungsgang 7 ausge spart,
in welchen der stangenförmige
Heißschmelzkleber 3 eingeführt und
durch welchen er transportiert werden kann. Zum Transport bzw. Vortrieb
des stangenförmigen
Heißschmelzklebers 3 ist
ein Mechanismus zum Ausgeben vorgesehen, welcher beim Ausführungsbeispiel zunächst einen
vorzugsweise batterie- oder akkubetriebenen Elektromotor 8 aufweist,
welcher über
ein Antriebsritzel 9 zwei auf Vortriebswellen 10 angeordnete
Vortriebszahnräder 11 antreibt,
die in der in 2 dargestellten Position bei
Drehbewegung durch Reibkontakt den stangenförmigen Heißschmelzkleber 3 in
den Strömungsgang 7 hinein transportieren.
Die beiden Vortriebswellen 10 sind mittels einer Zahnstange
oder Spindel 12 auseinanderfahrbar, um ein erstmaliges
Einführen
des stangenförmigen
Heißschmelzklebers 3 zwischen
die Vortriebszahnräder 11 zu
ermöglichen.
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Stromabwärts der
Vortriebszahnräder 11 öffnet sich
der Strömungsgang 7 innerhalb
des Schaftbereiches 6 des Gehäuses 4 des Handhabungselementes 1 in
einen vergrößerten vorderseitigen Schmelzbereich 13,
der am vorderen Ende in eine Abgabedüse 14 mündet. Dieser
Schmelzbereich 13 ist von einer rohrförmigen ferromagnetischen Umhüllung, beispielsweise
aus Weißblech,
umgeben. Diese Umhüllung
ist mit 15 bezeichnet und in den Schaftbereich 6 des
Gehäuses 4 eingesetzt.
Radial außerhalb der
Umhüllung 15 ist
im Gehäuse 4 eine
ringförmige Aussparung 16 vorgesehen,
deren Funktion nachfolgend erläutert
wird.
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Das
Heizelement 2 weist ein Gehäuse 17 auf, welches
im Zentrum eine vertikal erstreckte Aufnahmeöffnung 18 beinhaltet,
die so dimensioniert ist, dass das Handhabungselement 1 mit
dem Schaftbereich 6 zumindest bereichsweise in die Aufnahmeöffnung 18 hineinpasst.
Innerhalb der Aufnahmeöffnung 18 des
Heizelementes 2 ist eine Induktionsspule 19 angeordnet,
die so dimensioniert ist, dass sie bei eingesetztem Handhabungs element 1 innenseitig
an der Umhüllung 15 des
Handhabungselementes 1 anliegt und in die Aussparung 16 des
Handhabungselementes 1 hineinpasst.
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Die
Induktionsspule 19 des Heizelementes 2 ist mit
einer nicht dargestellten elektronischen Regelung verbunden, die
wiederum bevorzugt eine Temperaturanzeige aufweist, des Weiteren
ist eine Temperatureinstellung vorgesehen, die mit der elektronischen
Regelung verbunden ist.
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Der
Anwender kann die optimale Heiztemperatur am Heizelement 2 einstellen,
wodurch über
die elektronische Regelung die Induktionsspule 19 mit einem
entsprechend dimensionierten Strom durchflossen wird. Bei eingesetztem
Handhabungselement 1 wird durch die Induktionsspule 19 und
die metallische Umhüllung 15 im
Handhabungselement 1 im Schmelzbereich 13 Wärme erzeugt
und der Heißschmelzkleber
aufgeschmolzen, welcher dann flüssig über die
Abgabedüse 14 abgegeben
werden kann, nachdem das Handhabungselement 1 aus dem Heizelement 2 entnommen
worden ist. Das Handhabungselement 1 ist dann nicht mehr
mit dem Heizelement 2 verbunden, es kann vom Anwender räumlich frei
verwendet werden.
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Falls
der Heißschmelzkleber
wieder erhärtet, kann
er zwischenzeitlich erneut aufgeschmolzen werden, indem das Handhabungselement 1 erneut
in das Heizelement 2 eingestellt wird.
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Vorzugsweise
kann das Gehäuse 4 des Handhabungselementes 1 innenseitig
im Schmelzbereich 13 mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Wärmespeicherschicht
bzw. Isolierung versehen sein, um ein zu schnelles Verfestigen des
Heißschmelzklebers
zu vermeiden.
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Die
Vorrichtung eignet sich nicht nur zur Verarbeitung von stangenförmigem Heißschmelzkleber, der
Heißschmelzkleber
kann auch in einem tubenförmigen
Behältnis 20 aufgenommen
sein, wobei das Behältnis 20 dann
aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise Weißblech,
besteht. Das tubenförmige
Behältnis 20 weist
vorzugsweise am Austrittsende eine lösbare bzw. wechselbare konische Abgabespitze 21 auf.
Ein solches tubenförmiges
Behältnis 20 kann
im Prinzip mit derselben Vorrichtung bearbeitet werden, bei der
Vorrichtung kann allerdings dann die zusätzliche rohrförmige Umhüllung 15 entfallen,
da das tubenförmige
Behältnis 20 selbst
die metallische Umhüllung
bildet.
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Bei
Verwendung eines solchen tubenförmigen
Behältnisses 20 ist
allerdings der Mechanismus zum Ausgeben der fließfähigen Substanz anders zu gestalten,
beispielsweise so, wie dies in 5 dargestellt
ist.
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Dabei
treibt ein in 5 nicht dargestellter Elektromotor über ein
Ritzel 22 ein auf einer Spindel 23 angeordnetes
Spindelzahnrad 24 an, die Spindel 23 ist dabei
einerseits in einer Grundplatte 25 und andererseits am
anderen Ende in einer Endplatte 26 gelagert, die Grundplatte 25 und
die Endplatte 26 sind dabei wenigstens über eine weitere Führungsstange 27 miteinander
verbunden. Auf der Spindel 23 ist verfahrbar ein Führungsschlitten 28 angeordnet,
der zusätzlich
von der Führung 27 geführt ist.
Durch Antrieb der Spindel 23 verfährt der Führungsschlitten 28 in Längsrichtung
vom Ende des tubenförmigen
Behältnisses 20 in
Richtung zur Abgabespitze 21. Dabei ist der Führungsschlitten 28 mit
zwei drehbaren Ausdrückwalzen 29 versehen.
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Das
tubenförmige
Behältnis 20 wird
in vollem Zustand so eingesetzt, dass sich das Tubenende zwischen
den Ausdrückwalzen 29 befindet,
oberseitig ist eine geeignete Gegenhalterung in der Endplatte vorgesehen.
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Wenn
das Handhabungselement mit dem tubenförmigen Behältnis 20 nach dem
Aufschmelzen des Heißschmelzklebers
aus dem Heizelement entnommen wird, wird der Antriebsmechanismus
betätigt,
wodurch der Führungsschlitten 28 angetrieben wird
und in Längsrichtung
entlang des tubenförmigen Elementes 20 verfährt, derart,
dass die Ausdrückwalzen 29 den
fließfähigen Heißschmelzkleber
aus dem tubenförmigen
Behältnis 20 und
damit aus der Vorrichtung herausdrücken.
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Natürlich ist
die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen
sind möglich,
ohne den Grundgedanken zu verlassen.