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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schnellklebepistole mit einem pistolenförmigen
Gehäuse, bestehend aus einem länglichen Handgriff,
der im Bereich des Gehäusewinkels etwa rechtwinklig mit einem
länglichen Lauf verbunden ist, in dem ein Klebstoffkanal
verläuft, der am Ende des Laufs in eine Austrittsdüse
mit einer Beheizung übergeht, wobei ein länglicher
Klebestift aus thermoplastischem Kunststoff in den Klebstoffkanal
einbringbar ist, auf dessen düsenfernes Ende ein Mitnehmer
anpressbar ist, der in der Längsachse des Klebstoffkanals über einen
Auslösehebel bewegbar ist, welcher im Bereich des Gehäusewinkels
verschwenkbar gelagert ist und zur Aktivierung der Schnellklebepistole
an den Handgriff heran schwenkbar ist.
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Für
das Aufbringen von thermoplastischen Klebstoffen in Stangenform
sind Klebepistolen schon seit Jahrzehnten bekannt. Dazu wird der
stangenförmige Klebstoff an der Rückseite des
Gerätes eingeführt, und von einem Mitnehmer ergriffen,
der mit dem Auslösehebel am Handgriff der Heißklebepistole verbunden
ist. Durch wiederholtes Heranziehen des Auslösehebels an
den Handgriff drückt der Mitnehmer die Klebstoffstange
immer weiter in das Innere der Pistole, wo sie durch eine elektrische
Heizung geschmolzen wird und im flüssigen Zustand aus einer Düse
an der Spitze der Pistole herausgepresst wird. Der dafür
notwendige Druck wird durch das Nachschieben der Klebstoffstange
erzeugt.
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Die
Heißklebung wird v. a. für punktförmige oder
kleinflächige Verbindungen und für Klebenähte angewandt.
Ein besonderer Vorteil ist, dass der Klebstoff Fugen zwischen beiden
zu verklebenden Teilen überbrücken kann, so dass
Verbindungen zwischen Teilen herge stellt werden können,
die keine hochexakt zueinander komplementären Berührungsflächen aufweisen.
Dazu zählt u. a. das Anbringen von Kleinteilen und Dekorationselementen
im Handwerk, wie z. B. das Anbringen von Blumen, anderen Pflanzen, Früchten
und Dekorationselementen auf Trägerbaugruppen durch Floristen.
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Die
am weitesten verbreiteten, manuellen Geräte weisen ein
Heizelement auf, das durch die Verbindung des Gerätekabels
mit dem Netzstecker eingeschaltet wird. Da die Heizleistung nicht
regelbar ist, kann die Heizung nur so groß dimensioniert
werden, dass sie auch in Arbeitspausen den Klebstoff nicht überhitzt.
Daher wird eine relativ lange Zeit bis zum vollständigen
Schmelzen des ersten eingesteckten Klebestiftes benötigt.
Alle weiteren Klebestifte werden dann auf ihrem Weg durch den Heizungsbereich
hindurch allmählich aufgeweicht und geschmolzen.
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Zu
den Nachteilen dieser Geräte gehört, dass die
Geschwindigkeit des Klebstoffaustritts nur in sehr geringen Grenzen
durch Reduzieren oder durch Erhöhen des manuellen Druckes
auf den Auslösehebel geändert werden kann. Die
bisher bekannten Geräte sind also auf einen sehr schmalen
Geschwindigkeitsbereich optimiert. Wenn es erforderlich ist, dass die
Austrittsgeschwindigkeit erhöht wird, muss der Druck auf
den Auslösehebel stark angehoben werden. Dadurch erhöht
sich nicht nur die Mühe beim Betätigen des Hebels
sondern gleichzeitig wird die Verweilzeit des Klebstoffes auf seinem
Weg als fester Klebstoffstift an der Rückseite bis hin
zu einer viskosen Flüssigkeit an der Düse der
Heißklebepistole reduziert, wodurch sich die Energiemenge
verkleinert, die von der elektrischen Heizung auf den Klebstoff übertragen
wird. Dadurch sinkt die Temperatur des flüssigen Bereichs
in der Nähe der Austrittsdüse ab, was wiederum
die Viskosität des flüssigen Klebstoffs erhöht,
woraus als Folge eine höhere Betätigungskraft
resultiert. Daraus ergibt sich für den Dauerbetrieb eine
Geschwindigkeitsbeschränkung des Klebstoffsaustritts, die
nur mit sehr großen Mühen und entsprechend geringem
Betätigungscomfort geringfügig steigerbar ist.
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Ein
weiterer Nachteil ist, dass der Klebstoff nur schubweise austritt,
also bei der Herstellung von langen Klebstoffstreifen, z. B. für
Klebenähte oder für mäandrierende Klebstoffstreifen
zum Verkleben größerer Flächen immer
wieder abgesetzt werden muss, der Auslösehebel nach vorne
zu lassen ist und erst dann wieder erneut Druck aufgebaut und die
Klebepistole weiter angesetzt werden kann.
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Für
eine Steigerung der Klebstoffaustrittsgeschwindigkeit erweist sich
bei genauer Betrachtung die mittlere Kraft der sich zusammenballenden menschlichen
Hand, mit der typischerweise der Auslösehebel an den Handgriff
herangedrückt wird, als Limitierung. Zwar wäre
theoretisch durch die Vergrößerung des Düsenquerschnittes
und durch die Wahl eines ebenfalls größeren Querschnittes
vom Heizbereich in der Pistole und dem darin einzulegenden Klebestift
die Abgabe größerer Klebstoffmengen pro Zeiteinheit
möglich, jedoch nur dann, wenn auch die Vorschubkraft entsprechend
erhöht wird. Das wäre durch eine Verlängerung
des Auslösehebels ohne Weiteres möglich. Da jedoch
die Länge der menschlichen Hand im Mittel aller Nutzer
einen bestimmten Wert nicht überschreitet, würde
sich dadurch der mit einem Hub erzielbare Vorschubweg in gleichem Maße
verkleinern.
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Als
Lösungsansatz für dieses Problem wird in
DE 108 99 61 , Harold William
Neal, vorgeschlagen, den Klebestift durch zwei Andruckrollen und
einen damit verbundenen Elektromotor vorwärts zu treiben.
In dieser Konfiguration einer Heißklebepistole wird durch
den Auslöse hebel ein Kontakt betätigt, der den
Vorschubmotor einschaltet. Dieses Prinzip würde eine Erhöhung
der Klebstoffaustrittsgeschwindigkeit über die Grenze hinaus
ermöglichen, die – wie zuvor beschrieben – von
der menschlichen Hand bei manuellen Geräten vorgegeben
wird. Obwohl dieser Einsatz eines Vorschubmotors seit 1960 bekannt
ist, haben sich Geräte nach diesem Prinzip nicht verbreiten
können, vermutlich deshalb, weil sie zwar zusammen mit
einer entsprechenden Dimensionierung der Querschnitte von Klebstoffstift
und Düse sowie der Größe des Motors eine
hohe Austrittsgeschwindigkeit des Klebstoffs ermöglichen
würden, jedoch keine vom Nutzer je nach aktuellem Bedarf
veränderbare Geschwindigkeit vorsehen.
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Dieser
Nachteil muss auch dem Erfinder bekannt gewesen sein, da er gemäß damaligem
Stand der Technik vorgeschlagen hat, die Motordrehzahl über
einen externen Rheostaten auf einen niedrigeren Wert einzustellen.
Dessen entscheidender Nachteil ist, dass der Benutzer die Drehzahl
nicht an der Klebepistole selbst verstellen kann, sondern auf eine zweite,
externe Baugruppe zurückgreifen muss. Die Integration eines
solchen Rheostaten in das Gerät selber ist kaum möglich,
da es dem Funktionsprinzip nach nichts anderes als ein Vorwiderstand
ist, der die Spannung am Motor und damit auch dessen Drehzahl reduziert,
durch den jedoch der gleiche Strom wie durch den Motor fließt,
so dass die im langsamer laufenden Motor eingesparte Leistung nunmehr
als thermische Verlustleistung vom Rheostaten abgestrahlt wird.
Dafür wird eine entsprechende Kühleinrichtung
benötigt, deren Bauvolumen die Integration in die Klebepistole
i. d. R. unmöglich macht.
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Auf
diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt,
eine Klebepistole zu schaffen, deren Klebstoffaustrittsgeschwindigkeit
in einem weiten Bereich regelbar ist und die in allen Geschwin digkeitsbereichen
eine komfortable Betätigung ohne allzu große Steigerung
der Betätigungskraft ermöglicht. Für
diese Aufgabe präsentiert die Erfindung zwei im Detail
verschiedene, jedoch einheitliche und nahverwandte Lösungen,
die in den Ansprüchen 1 und 16 beschrieben sind.
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Als
erste Lösung schlägt die Erfindung vor, dass zwischen
dem inneren Ende des Auslösehebels und dem Mitnehmer eine
Zugfeder und parallel dazu mittels zweier, in ihrem Abstand zueinander
verschiebbaren Ösen ein Elektrosteuerelement gelenkig eingehängt
sind, und letzteres mit der Beheizung elektrisch verbunden ist und
durch Vergrößerung des Abstandes zwischen den
beiden Ösen aktivierbar ist, wodurch die Leistung der Beheizung
steigerbar ist. Dabei steht der Begriff Ösen auch für
Haken, Winkel, Rastverbindungen oder andere mechanische Verbindungen.
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Der
wesentliche Unterschied zum Funktionsprinzip bekannter, manueller
Klebepistolen ist, dass die Beheizung des Klebstoffes veränderbar
ist und dass die Wärmemenge, die dem Klebstoff zugeführt wird,
in Abhängigkeit von der austretenden Klebstoffmenge dosiert
wird. In der einfachsten Variante dieser ersten Lösung
ist die Beheizung in zwei Heizelemente aufgeteilt. Davon ist eins
sinnvollerweise so dimensioniert, dass es die thermischen Verluste
der betriebsbereiten, also mit geschmolzenem Klebstoff befüllten
Klebepistole abdeckt. Das andere Heizelement erhöht die
Gesamtheizleistung zum einen beim Vorwärmen einer kalten
Klebepistole sowie zum anderen beim schnellen Austreten von Klebstoff
oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze.
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Auch
in der ersten Lösungsvariante ohne einen Vorschubmotor
ist die Klebstoffaustrittsgeschwindigkeit proportional zum Druck
im flüssigen Klebstoff. Deshalb wird für die Erfassung
des Kraftwertes, o berhalb dessen die zusätzliche, zweite
Beheizungsstufe aktiviert wird, eine Zugfeder genutzt, die zwischen
dem inneren Ende des Auslösehebels und dem Mitnehmer eingehängt
ist. Diese Feder bewegt sich also stets im Rhythmus der Auschubbewegungen.
Wenn der Benutzer nur mit einer niedrigen Kraft auf den Auslösehebel
drückt, wird diese Zugfeder gar nicht oder nur gering auseinandergezogen. Wenn
der Nutzer jedoch die Andruckkraft auf den Hebel weiter steigert,
wird diese Feder weiter auseinander gezogen. Das Überschreiten
dieser Grenze wird durch ein Elektrosteuerelement erfasst, das parallel zur
Zugfeder an zwei zueinander entgegengerichteten Ösen gelenkig
eingehängt ist. Dieses Elektrosteuerelement ist im Prinzip ähnlich
wie ein pneumatischer Zylinder, jedoch ohne Dichtung zwischen Kolben
und Gehäuse aufgebaut. Wenn die beiden Ösen auseinander
gezogen werden, wird ab einem bestimmten Punkt in der einfachsten
Variante ein elektrischer Kontakt geschlossen, der auch bei weiterem Auseinanderziehen
der Ösen geschlossen bleibt. Wenn die Ösen wieder
aufeinander zugeschoben werden, so wird nach dem Überschreiten
dieses Punktes in der anderen Richtung der Kontakt wieder geöffnet.
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Dieses
ist die einfachste Variante des Elektrosteuerelementes, die in der
einfachsten Ausführungsvariante des ersten Lösungsvorschlages
dazu verwandt wird, oberhalb einer bestimmten Mindestandruckkraft,
also oberhalb eines gewissen Mindestdruckes im flüssigen
Klebstoff, die Zusatzheizung zu aktivieren. Dadurch erhöht
sich die Energiemenge, die dem Klebstoff zugeführt wird.
Trotz schnellerem Abfließen des flüssigen Klebstoffes
sinkt dadurch die Temperatur der Schmelze nicht weiter ab, bleibt
also die Viskosität erhalten. Dadurch wird vermieden, dass – wie
beim bisherigen Stand der Technik – für eine Erhöhung
der Austrittsgeschwindigkeit eine überproportionale Druckerhöhung
erforderlich ist.
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In
einer weiter verfeinerten Ausführungsform des ersten Lösungsvorschlags
weist die Beheizung insgesamt drei Heizelemente auf, wovon eines
als Grundbeheizung dient und die anderen als Zusatzheizung. Dabei
ist es sinnvoll, die beiden zusätzlichen Heizelemente unterschiedlich
voneinander zu dimensionieren. Dann kann in einer ersten Geschwindigkeitsstufe
das kleine Heizelement zugeschaltet werden, in der nächst
höheren, zweiten Geschwindigkeitsstufe das größere
Heizelement und in der dritten, höchsten Geschwindigkeitsstufe
sowohl das kleine als auch das große Beheizungselement gemeinsam.
Dafür ist eine Ausführung des Elektrosteuerelement
es zwischen Auslösehebel und Mitnehmer erforderlich, die
drei Stufen aufweist.
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Wenn
die Aufteilung der Heizleistung in drei Stufen noch nicht ausreichen
sollte, nennt die Erfindung als nächste denkbare Ausführungsvariante
die Steuerung der Heizleistung durch eine Elektronikbaugruppe. Gemäß dem
an sich bekannten Stand der Leistungselektronik kann eine solche
Elektronikbaugruppe die Leistung entweder über Thyristoren nach
dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung verändern oder über
Leistungstransistoren mit Pulsbreitenmodulation. Ein Vorteil der
Phasenanschnittsteuerung ist, dass bei Einspeisung eines Wechselstroms die
Leistungselektronik vergleichsweise kostengünstig und einfach
ist. Zu beachten ist, dass durch die sehr hohe Stromanstiegsgeschwindigkeit
jedes gezündeten Thyristors und die dadurch erzeugten Oberwellen
Netzrückwirkungen auftreten können, die u. U.
Entstörmaßnahmen erfordern.
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Dieses
Problem ist bei der Pulsbreitenmodulation dadurch gelöst,
dass ein Gleichstromzwischenkreis zwischen Netz und Leistungshalbleitern
mit seiner Induktivität die Rückwirkung der zusätzlich
nicht so steilen Stromanstiegsflanken des aktivierten Leistungstransistors
unterdrückt.
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In
beiden Fällen werden die Elemente der Leistungselektronik
zusammen mit ihrer Peripherie in einer Elektronikbaugruppe zusammengefasst.
Es ist denkbar, diese Elektronikbaugruppe im Handgriff der Klebepistole
unterzubringen.
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Die
Ansteuerung einer solchen Elektronikbaugruppe erfolgt sinnvollerweise
mit einem stufenlosen Sollwert oder zumindest mit einem sehr fein
abgestuften Sollwert. Dieser Sollwert muss vom Elektrosteuerelement
vorgegeben werden und zwar proportional zum Abstand zwischen den Ösen.
Im einfachsten Fall kann dieses Sollwertsignal analog vorgegeben
werden, z. B. durch ein Potentiometer als Elektrosteuerelement.
Eine Alternative ist ein Hall-Element, das proportional zur Längung
der Zugfeder mehr oder weniger in das Feld eines Permanentmagneten
eintaucht. Eine weitere Alternative ist die digitale Codierung des
Elektrosteuerelements, um so ein digitales Signal dafür
zu erhalten, wie weit die beiden Ösen des Elektrosteuerelements
voneinander entfernt sind.
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Als
eine weiter verbesserte Ausführungsform der Beheizung schlägt
die Erfindung vor, dass der Heizungsmantel im Bereich der Austrittsdüse
parallel zum Klebstoffkanal ausgerichtete und sternförmig
in ihn hineinragende Heizplatten aufweist. Die Kanten dieser Heizplatten
ragen am düsenfernen Ende des Heizbereichs nur sehr wenig
in den Klebestoffkanal hinein und berühren sich im Bereich
der Düse fast. In Bewegungsrichtung des Klebstifts gesehen,
verengt sich dadurch der Abstand zwischen den Kanten der Heizplatte
kontinuierlich. Die Kanten der in den Klebstoffkanal hineinragenden
Heizplatten pressen sich als erstes in den noch nicht geschmolzenen
Klebestift ein. Je weiter sie eindringen, desto größer
wird die Kontaktfläche zwischen Heizelement und Klebestift.
Wenn die zusätzlichen Heizplatten aus Metall gefertigt
sind, haben sie eine sehr viel bessere Leitfähigkeit als
der Klebstoff, wodurch die Wärmeenergie viel schneller
auch in das Innere des Klebestifts vor dringt. Auf diese Weise kann
eine höhere Wärmemenge in kürzerer Zeit
in den Klebestift eingebracht werden.
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Als
eine weitere Option nennt die Erfindung eine thermische Isolierung
der Beheizung gegen die Außenatmosphäre. Deren
Wirkung kann durch eine Kammer mit reduzierter Luftmenge erhöht
werden. Idealerweise enthält die Kammer ein Vakuum. Für eine
derart gute Isolierung ist die Regelung der Heizung für
die Wartebereitschaft der vorgewärmten Klebepistole unbedingt
erforderlich; andernfalls kann es ja nach Dimensionierung zu einer Überhitzung kommen.
Ein Vorteil dieser Isolierung ist die Verbesserung des Wirkungsgrads,
ein weiterer, wesentlicher Vorzug ist die Erhöhung der
Reaktionsgeschwindigkeit beim Einschalten der Zusatzheizstufe, was
insgesamt den aufgabengemäßen Bedienkomfort der
Schnellklebepistole erhöht.
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Für
eine noch weitere Vergrößerung des Geschwindigkeitsregelbereichs
schlägt die Erfindung vor, dass der Querschnitt der Austrittsdüse
durch einen etwa quer zur Austrittsrichtung des flüssigen Klebstoffs
angeordneten Drosselschieber veränderbar ist. Wenn der
größte Querschnitt der Austrittsdüse
für eine besonders hohe Geschwindigkeit dimensioniert ist,
bildet sich bei einer extrem niedrigen Geschwindigkeit kein eindeutig
gerichteter Strahl des Klebstoffs aus, was dazu führen
kann, dass der Klebstoff am Rand der Düse haften bleibt.
Um diesen Effekt zu vermeiden, ist es möglich, dass bei
niedrigen Geschwindigkeiten der Drosselschieber den Querschnitt
der Austrittsdüse verkleinert.
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Die
Betätigung des Drosselschiebers ist am einfachsten, wenn
er über einen L-Förmigen Schwenkhebel und eine
Zug-Druckstange mit dem Auslösehebel verbunden ist. Dies
ist sinnvoll, weil die Betätigungskraft des Drosselschiebers
gering ist, da er sich stets nur im geheizten Bereich, also durch sehr
flüssigen Klebstoff hindurch zu bewegen hat.
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Die
zweite Lösung der Aufgabenstellung dieser Erfindung ist
im Nebenanspruch 16 beschrieben und benutzt anstelle eines Mitnehmers
zum Vorschub der Klebestifte zwei oder drei Andruckrollen, die über
quer zum Klebstoffkanal orientierte Federn auf den Klebestift anspressbar
sind sowie einen Motor, der wenigstens eine Andruckrolle antreibt.
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Gemäß dem
bekannten Stand der Technik wird dieser Motor durch den Auslösehebel
aktiviert.
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Diese
zweite Lösung der Aufgabe der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass
- – zwischen dem inneren Ende des
Auslösehebels und dem Gehäuse
- – eine Zugfeder und parallel dazu ein Elektrosteuerelement über
zwei Ösen gelenkig eingehängt sind, wobei der
Motor mit dem Elektrosteuerelement elektrisch verbunden ist und
durch Vergrößerung des Abstandes zwischen den
beiden Ösen des Elektrosteuerelementes der Motor aktivierbar
ist.
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Die
zweite Lösung ist also der ersten Lösung recht ähnlich
und unterscheidet sich nur durch einen Elektromotor als Vorschub
anstelle des manuellen Vorschubs gemäß Anspruch
1. Dementsprechend ist das Elektrosteuerelement nicht wie bei Lösung
1 „fliegend" zwischen dem inneren Ende des Auslösehebels
und dem sich ebenfalls bewegenden Mitnehmer gelagert, sondern auf
der einen Seite am Gehäuse fixiert.
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In
der einfachsten Ausführungsform der Lösung gemäß Anspruch
16 wird ein Elektromotor als Vorschub für den Klebestift
eingesetzt, die Beheizung wird jedoch nicht geregelt. Damit ist
erreicht, dass der Vorschub ohne Mühen des Bedieners aktiviert
werden kann. Im Unterschied zum schubweisen Einführen bei
manuellem Vorschub bewegt sich der elektromotorische Vorschub kontinuierlich
ohne Unterbrechungen. Wie bekannt, kann die Austrittsgeschwindigkeit
des Klebstoffs durch eine Erhöhung des Drucks auf den nachgeschobenen,
festen Klebestift erhöht werden, wofür der Stromfluss
durch den Motor erhöht werden muss. Dabei entfällt
die prinzipbedingte Begrenzung der Geschwindigkeit durch die menschliche
Hand, wodurch die Austrittsgeschwindigkeit weiter erhöht
werden kann.
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Die
mögliche Geschwindigkeitssteigerung wird nur noch dadurch
begrenzt, dass bei einer Erhöhung des Klebstoffausstoßes
die von der Beheizung zur Verfügung gestellte Wärmeenergie
nicht entsprechend mit anwächst, so dass die Temperatur
des ausgestoßenen Klebstoffs mit zunehmender Geschwindigkeit
immer geringer wird. Dadurch sinkt auch die Viskosität
weiter ab, so dass oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze
ein Ausstoß nicht mehr möglich ist.
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Deshalb
schlägt die Erfindung als eine weitere Ausführungsvariante
der Lösung 2 vor, dass nicht nur der Motor sondern auch
die Beheizung mit dem Elektrosteuerelement verbunden wird und dadurch die
Heizleistung ebenfalls regelbar ist. Dadurch entsteht eine Variante,
die die wesentlichen Merkmale des Kennzeichens beider Lösungen
miteinander kombiniert. Für diese Kombinationsvariante
ist es eine einfache Ausführungsform des Elektrosteuerelements,
das er ein mehrstufiger Schalter ist, durch den mit Vergrößerung
des Abstands zwischen den Ösen sowohl die Drehzahl des
Motors als auch die Leistung der Heizung steuerbar ist.
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Eine
weitere Verfeinerung dieser Ausführungsform setzt sowohl
zur Regelung der Motordrehzahl als auch der Heizungsleistung eine
Elektronikbaugruppe ein.
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Eine
solche elektronische Drehzahlsteuerung des Motors ist auch in der
Lösungsvariante gemäß Nebenanspruch ohne
eine Steuerung der Heizleistung möglich. Dabei kann die
Motordrehzahl entweder mit Thyristoren nach dem Prinzip der Phasenanschnittssteuerung
oder mit Transistoren nach dem Prinzip der Pulsbreitenmodulation
gesteuert werden.
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Als
eine weitere Variante, die für alle hier vorgestellten
Ausführungsformen anwendbar ist, schlägt die Erfindung
vor, dass am düsennahen Ende des Laufs zwei Stützen
gelenkig befestigt sind und von einer zum Lauf etwa parallelen Ausrichtung
in eine etwa senkrechte Ausrichtung ausklappbar sind. Es ist sinnvoll,
dass die Stützen in diesen beiden Positionen einrasten;
in der ausgeklappten Position dienen sie als Stütze der
Schnellklebepistole in Arbeitspausen.
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Als
weitere, zusätzliche Ausstattungsvariante kann eine dieser
Stützen zur Aufnahme einer Drehzahlsteuerung der Schnellklebepistole
genutzt werden, die das im Prinzip bekannte Verfahren der Positionsistwerterfassung
einer Computermaus nutzen. Dazu ist an der Stirnseite einer der
beiden Stützen eine Leuchtdiode und ein darauf abgestimmter, lichtempfindlicher
Empfänger in geringem Abstand hinter der Stirnfläche
angeordnet. Die Wirkungsachsen dieser beiden Elemente kreuzen sich
in ganz geringem Abstand vor der Stirnfläche, wodurch bei
Annäherung der ausgeklappten Stütze an eine Fläche das
Licht aus der Leuchtdiode von dieser Fläche reflektiert
wird und in den Empfänger abgestrahlt wird.
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Wenn
sich jetzt die Stütze gegenüber der Fläche
bewegt, ändert sich durch kleine Unebenheiten in der Fläche
der Winkel der Reflektion, so dass der Empfänger kurzzeitig
kein Licht empfängt. Sobald die nächste Unebenheit
der Fläche wieder erreicht ist, wird auch der Empfänger
kurzzeitig wieder einen Lichtstrahl empfangen. Dadurch ergibt sich
ein zum Weg proportionales Rechtecksignal. Dieses Rechtecksignal
kann in der Elektronikbaugruppe zu einem Geschwindigkeitsistwert
umgeformt werden und wird dann als Sollwert für den Motor
und die Beheizung an die Leistungslelektronik weitergebeben.
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Mit
dieser zusätzlichen Ausstattung kann die Schnellklebepistole
auch sehr lange Klebenähte oder mäandrierende
Klebstofflinien zur Verklebung von Flächen erzeugen; dazu
muss diejenige der beiden Stützen ausgeklappt werden, die
mit der Leuchtdiode und dem Lichtempfänger bestückt
ist. Diese Stütze wird dann mitsamt der Schnellklebepistole
als Sensor auf der mit Klebstoff zu versehenden Fläche
entlang geführt. Der entscheidende Vorteil dieser Geschwindigkeits-Istwert-Erfassung
durch die ausgeklappte Stütze mit Leuchtdiode und Lichtempfänger ist,
dass die Breite des Klebstoffstreifens unabhängig von der
Geschwindigkeit, mit der die Schnellklebepistole über die
Fläche geführt wird, stets die gleiche ist.
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In
einer weiteren Untervariante ist es denkbar, dass in diesem Betriebsmodus
der Auslösehebel nur noch zum Einstellen der gewünschten
Breite des Klebestreifens verwendet wird. Dann wird zur Umschaltung
von „Handbetrieb" auf „Automatik" ein zusätzlicher,
von außen zugänglicher und mit der Elektronikgruppe
verbundener Umschalter benötigt.
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Im
Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung
anhand von Beispielen näher erläutert werden.
Diese sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern
nur erläutern.
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Es
zeigt in schematischer Darstellung:
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1 Schnitt
durch eine Schnellklebepistole mit manuellem Vorschub des Klebestifts
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2 Schnitt
durch eine Schnellklebepistole wie 1, jedoch
mit motorischem Vorschub
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Die
Figuren zeigen im Einzelnen:
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In 1 ist
der Längsschnitt durch eine Schnellklebepistole dargestellt.
Gemäß Stand der Technik ist auch dieses Ausführungsbeispiel
mit einem Gehäuse 1 aus zwei Halbschalen ausgestattet, deren
Trennungslinie in Längsrichtung verläuft. Deshalb
sind die sichtbaren Kanten des Gehäuses nicht schraffiert,
da sie durch Demontage und nicht durch Schneiden sichtbar gemacht
worden sind. Das Gehäuse besteht aus dem Handgriff 11,
der über den Gehäusewinkel 12 mit dem
Lauf 13 verbunden sind. Im Lauf 13 ist geschnitten
der Klebstoffkanal 14 dargestellt, der an der linken Seite
der Zeichnung in die Austrittsdüse 15 übergeht.
In der Nähe der Austrittsdüse 15 ist
der Klebstoffkanal 14 von der Beheizung 6 ummantelt,
die im gezeichneten Ausführungsbeispiel aus einem größeren
Teil in Düsennähe und einem daran anschließenden,
schlanken Teil besteht. In beiden Teilen sind durch Punkte die geschnittenen Windungen
der Heizspulen symbolisiert. Beide Bereiche der Beheizung 6 sind
durch Kabel mit dem Elektrosteuerelement 71 verbunden.
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Das
Elektrosteuerelement besteht aus einem Gehäuse, das an
seiner in der Darstellung rechten Seite mit dem Mitnehmer 3 verbunden
ist und das an seiner linken Seite ein Element aufweist, das in das
Gehäuse hineinschiebbar oder daraus herausziehbar ist und
am inneren Ende des Auslösehebels 5 befestigt
ist.
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Parallel
zum Elektrosteuerelement 71 ist eine Zugfeder 51 angeordnet. Über
diese Zugfeder wird die manuell auf den Auslösehebel 5 aufgebrachte
Kraft auf den Mitnehmer 3 weitergeleitet, dessen Dorn sich
bei Ansteigen der Zugkraft auf den Klebestift 2 presst
und ihn dadurch gegen den oberen Teil des Mitnehmers 3 drückt,
so dass der Klebestift weiter in den Klebstoffkanal 14 hineingeschoben
wird. Durch diese Kraft wird die Zugfeder 51 länger
und in gleichem Maße auch der linke Teil des Elektrosteuerelements 71 aus
dem Gehäuse herausgezogen. Dadurch ist der Abstand zwischen
den beiden Ösen, zwischen denen das Elektrosteuerelement
befestigt ist, direkt proportional zur Zugkraft, die auf den Mitnehmer
wirkt.
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In 1 ist
nachvollziehbar, dass bei ansteigender Vorschubkraft auf den Klebestift 2 auch
der Druck im Klebstoffkanal 14 wächst. Im dargestellten Zustand
ist der Klebstift 2 erst zu einem sehr kleinen Teil geschmolzen.
Wenn er weiter in den Klebstoffkanal hineingeschoben wird, wächst
die Fläche, auf welcher der Klebstift 2 mit dem
beheizten Teil des Klebstoffkanals 14 in Kontakt steht.
Dafür ist der Klebstoffkanal auf die Austrittsdüse 15 hin
leicht konisch gestaltet. Nachvollziehbar ist in 1,
dass der rechts gezeichnete, noch feste Teil des Klebestifts als Kolben
im Klebstoffkanal wirkt, der den linken, bereits verflüssigten
Teil des Klebstifts weiter in Richtung Düse treibt. Je
größer dabei die Andruckkraft ist, desto größer
ist auch der Druck vor der Austrittsdüse und desto höher
die Geschwindigkeit.
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Die
Querschnittszeichnung lässt deutlich werden, dass bei gleich
bleibender Temperatur, aber mit zunehmender Klebstoffmenge, die
durch die Austrittsdüse gedrückt wird, auch die
zugeführte Wärmemenge wachsen muss. Diesen erhöhten
Wärmebedarf erfasst die erfindungsgemäße,
erste Lösung nicht erst über einen Temperaturabfall,
der einen Thermostaten auslöst, der dann die Heizung wieder einschaltet – wie
es dem aktuellem Stand der Technik entspricht – sondern
bereits im Voraus durch eine Ansteuerung des zusätzlichen,
links gezeichneten, größeren Teils der Beheizung 6.
Dadurch wird die Reaktionsgeschwindigkeit gegenüber anderen
Maßnahmen erheblich erhöht. Eine Elektronikbaugruppe 72 ist
eingezeichnet, die zusätzlich zu den Abstufungen der Beheizung 6 eine
stufenlose Regelung ermöglicht.
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In 2 ist
der gleiche Längsschnitt durch eine Schnellklebepistole
gezeichnet, wie in 1, jedoch mit einem geänderten
Vorschub für den Klebestift 2. Anstelle des Mitnehmers 3 drücken
zwei Andruckrollen 41 mittels je einer Feder 42 auf
den Klebestift 2. Die in 2 oben gezeigte
Andruckrolle 41 wird durch eine Stirnradübersetzung
sowie eine Schneckenübersetzung am Ende einer längeren
Abtriebswelle auf dem Motor 43 in Drehung versetzt. Der
Motor 43 ist über zwei elektrische Kabel mit der Elektronikbaugruppe 72 verbunden
und wird von dort mit elektrischer Energie versorgt. Die Elektronikbaugruppe 72 ist
mit dem Elektrosteuerelement 71 verkabelt, das in Abhängigkeit
von der Winkelstellung des Auslösehebels 5 und
dem daraufhin sich ändernden Abstand der beiden Befestigungsösen
des Elektrosteuerelements 71 ein entsprechend niedrigeres oder
höheres Sollwertsignal bildet.
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Die
in 2 gezeichnete Ausführungsform weist ebenso
wie die in 1 dargestellte zwei verschiedene
Teilbaugruppen der Behei zung 6 des Klebstoffkanals auf,
wovon der eine Teil – hier mit geringem Durchmesser dargestellt – für
die Deckung der dauernden Wärmeverluste des als Schmelze
im Klebstoffkanal 14 bereit gehaltenen Klebstoffs dient und
der andere Teil der Beheizung 6 – mit großem Durchmesser – die
thermische Energie nachliefert, die vom austretenden Klebstoff mit
aus dem Klebstoffkanal 14 herausgetragen wird.
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In 2 zeigt
die im Vergleich zu 1 kleinere Elektronikbaugruppe 72,
dass sie in dieser Ausführungsform lediglich die Drehzahl
des Motors 43 regelt, nicht jedoch auch die Beheizung 6 ansteuert, die
einen zumeist größeren Energiebedarf als der Motor 43 hat.
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Als
weiterer Unterschied gegenüber der Variante gemäß 1 mit
manuellem Vorschub ist in 2 die Zugfeder 51 und
das Elektrosteuerelement 71 am Gehäuse 1 befestigt,
hier am Gehäusewinkel 12. Für die Betätigung
des Auslösehebels 5 ist also lediglich die Überwindung
der Zugkraft der Zugfeder 51 erforderlich, die in diesem
Fall so niedrig gewählt werden kann, wie es zur Vermeidung
von unbeabsichtigter Auslösung beim Hantieren der Schnellklebepistole
noch vertretbar ist.
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Auch
in 2 ist zu beachten, dass das Gehäuse 1 aus
zwei Halbschalen besteht, deren Trennlinie in der Schnittebene dieser
Zeichnung verläuft, deshalb also nicht schraffiert dargestellt
wird.
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- 1
- Gehäuse,
pistolenförmig
- 11
- Handgriff,
Teil des Gehäuses 1
- 12
- Gehäusewinkel,
verbindet Handgriff 11 und Lauf 13
- 13
- Lauf,
Teil des Gehäuses 1
- 14
- Klebstoffkanal,
in Lauf 13, nimmt Klebstift 2 auf
- 15
- Austrittsdüse
des Klebstoffkanals 14
- 2
- Klebestift
- 21
- Düsenfernes
Ende des Klebestiftes 2
- 3
- Mitnehmer,
greift an Ende des Klebestiftes 2 an
- 41
- Andruckrollen,
wirken auf Ende des Klebestiftes 2
- 42
- Federn,
drücken Andruckrollen 41 auf Klebestift 2
- 43
- Motor
- 5
- Auslösehebel,
am Gehäusewinkel 12 verschwenkbar gelagert
- 51
- Zugfeder
- 6
- Beheizung
des Klebstoffkanals 14 nahe der Austrittsdüse
- 71
- Elektrosteuerelement
- 72
- Elektronikbaugruppe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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