DE102009027781A1

DE102009027781A1 - Ausgabesystem zur Ausgabe von flüssigen oder vikosen Materialien

Info

Publication number: DE102009027781A1
Application number: DE102009027781A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Josef Theumert; Christoph Schmid
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: DE102009027781B4

Abstract

Ausgabesystem, bestehend aus einer Ausgabevorrichtung (200) zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse (104) mit ienr eine Antriebsstange (206) aufweisenden Vortriebseinrichtung und einem auswechselbar an der Ausgabevorrichtung (200) montierbaren Vorratsbehälter (100) für die Masse (104), der zumindest eine Ausgabeöffnung (102) aufweist, mit einem zur Ausgabe der Masse (104) in eine Vortriebsrichtung (103) innerhalb des Vorratsbehälters (100) verschiebbaren Kolben (101), wobei die Antriebsstange (206) zur Verschiebung des Kolbens (101) verschiebbar ist und wobei der Kolben (101) und die Antriebsstange (206) durch eine Bewegung der Antriebsstange (206) in Vortriebsrichtung (109) derart verbindbar sind, dass die Antriebsstange (206 und der Kolben (101) zusammen als eine Einheit in axialer Richtung in Vortriebsrichtung (109) und entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung (109) bewegbar sind und wobei eine zumindest bereichsweise Rückstellung der Antriebsstange (206) mit dem verbundenen Kolben (101) bei Beendigung des Ausgabevorgangs der Masse (104) entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung (109) vorgesehen ist und wobei ein Trennmittel (205) vorgesehen ist, welches geeignet ist, die Verbindung zwischen Antriebsstange (206) und Kolben (101) zu lösen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgabesystem zur Ausgabe von flüssigen oder viskosen Materialien. Derartige Systeme sind im Stand der Technik lange bekannt und finden insbesondere als Fluidabgabesysteme zur Ausgabe von Kleb- oder Dichtstoffen an Handarbeitsplätzen in Werkstätten, Labors und industriellen Einrichtungen ihren Einsatz.
Die EP1087842B1 zeigt ein Fluidabgabesystem zur Ausgabe von Fluiden wie Epoxidharzen, Silikonen, Klebstoffen. Das Fluidabgabesystem umfasst eine Steuereinheit, die durch eine Steuerleine mit einem Handapplikator verbunden ist. Der Handapplikator ist mit einem Motor versehen, der in eine Antriebsstange eingreift. Die Antriebsstange wird in eine Baugruppe bestehend aus Kartusche und Kolben zum Applizieren des zu spendenden Fluids eingeführt. Die Antriebsstange ist so gestaltet, dass sie am Kolben in der konventionellen Kartuschen- und Kolbenbaugruppe über ein Schraubgewinde eingreift. Somit sind mittels der Antriebsstange eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewegung des Kolbens möglich. Jedoch birgt das feste Eingreifen der Antriebsstange an dem Kolben Probleme. Bei der Montage der Baugruppe an dem Fluidabgabesystem muss der Kolben aufwändig mit der Antriebsstange verbunden werden. Dies kann in einigen Fällen eine Trennung des Kolbens von dem Behälter erfordern, so dass das in der Kartusche vorgesehene Fluid ungeschützt vor äußeren Einflüssen ist. Nach der Ausgabe des Fluids muss zum Austausch der Kartusche der Kolben wiederum von der Antriebsstange entfernt werden, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt erfordert. Zudem kann dabei der mit Fluid benetztem Kolben Arbeitsumfeld und Anwender verschmutzen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine verbesserte Vorrichtung zur Ausgabe von flüssigen oder viskosen Materialien bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.
Grundgedanke der Erfindung ist der Einsatz eines Ausgabesystems bestehend aus einer Ausgabevorrichtung zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse mit einer eine Antriebsstange aufweisenden Vortriebseinrichtung und einem auswechselbar an der Ausgabevorrichtung montierbaren Vorratsbehälter für die Masse, der zumindest eine Ausgabeöffnung aufweist, mit einem zur Ausgabe der Masse in eine Vortriebsrichtung innerhalb des Vorratsbehälters verschiebbaren Kolben, wobei die Antriebsstange zur Verschiebung des Kolbens verschiebbar ist und wobei der Kolben und die Antriebsstange durch eine Bewegung der Antriebsstange in Vortriebsrichtung derart verbindbar sind, dass die Antriebsstange und der Kolben zusammen als eine Einheit in axialer Richtung in Vortriebsrichtung und entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung bewegbar sind und wobei eine zumindest bereichsweise Rückstellung der Antriebsstange mit dem verbundenen Kolben bei Beendigung des Ausgabevorgangs der Masse entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung vorgesehen ist und wobei ein Trennmittel vorgesehen ist, welches geeignet ist, die Verbindung zwischen Antriebsstange und Kolben zu lösen.
Bei der Ausgabe von Massen aus Vorratsbehältern kann der Kolben die im Vorratsbehälter befindliche Masse unter Druck setzen. Eine Beendigung des Ausgabevorgangs durch ein Unterlassen des Vortriebs des Kolbens muss nicht automatisch mit einem Druckausgleich des Vorratsbehälters einhergehen, so dass es vielfach zu einem ungewünschten Nachlaufen der Masse aus der Ausgabeöffnung kommt. Hierbei wird der im Vorratsbehälter befindliche Druck mittels Ausgabe der Masse aus der Ausgabeöffnung ausgeglichen. Dieses Nachlaufen ist in der Regel unerwünscht, da eine präzise Unterbrechung bei der Ausgabe einer Massenraupe möglich ist.
Um dem abzuhelfen ist eine zumindest bereichsweise Rückstellung der Antriebsstange vorgesehen. Diese wird vorzugsweise mittels einer an der Ausgabevorrichtung vorgesehenen elektronischen Steuerung geregelt. Bei einer Beendigung oder Unterbrechung der Produktausgabe wird dabei die Antriebsstange abschnittsweise entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung verschoben. Durch die Verbindungsmöglichkeit des Kolbens und der Antriebsstange mittels einer Bewegung der Antriebsstange in Vortriebsrichtung derart, dass die Antriebsstange und der Kolben zusammen als eine Einheit in axialer Richtung in Vortriebsrichtung und entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung bewegbar sind, kann der Kolben bei einer Rückstellung der Antriebsstange mit selbiger zurückgezogen werden. Durch diese zumindest abschnittsweise Bewegung des Kolbens entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung kann insbesondere der im Vorratsbehälter mittels des Kolbens bei der Massenausgabe aufgebrachte Druck ausgeglichen werden. Ein überdruckbedingtes Nachlaufen der Masse kann somit unterbunden werden.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Ausgabesystems zeigt sich zudem insbesondere bei der Montage und/oder Auswechslung des Vorratsbehälters an der Ausgabevorrichtung. Hierfür ist ein Trennmittel vorgesehen, welches geeignet ist, die oben beschriebene Verbindung zwischen Antriebsstange und Kolben zu lösen, vorzugsweise wenn der Kolben in Kontakt mit dem Trennmittel gelangt. Dabei kann das Trennmittel beispielsweise an der Auftragsvorrichtung vorgesehen sein. Insbesondere ist eine Bauform denkbar, bei dem zum Austauschen eines entleerten Vorratsbehälters der Kolben durch das Rückstellen der Antriebsstange in Kontakt mit dem Trennmittel gebracht werden kann. Das Trennmittel kann in diesem Fall beispielsweise die Verbindung zwischen Antriebsstange und Kolben lösen oder gar zerstören, so dass der Vorratsbehälter mit dem Kolben entnommen und gegen einen neuen Vorratsbehälter mit Kolben ausgetauscht werden kann. Auch kann das Trennmittel an dem Vorratsbehälter selbst angeordnet sein. Beispielsweise kann der Vorratsbehälter im Bereich der Lauffläche des Kolbens vorstehende Trennelemente aufweisen, in die der Kolben eingreift, sobald dieser einen bestimmten Punkt erreicht hat, an dem der Vorratsbehälter entleert ist. Die Trennelemente können dabei insbesondere eine zwischen Antriebsstange und Kolben bestehende Verbindung, beispielsweise eine Schnappverbindung, lösen, so dass der Vorratsbehälter mit dem Kolben einfach von der Ausgabevorrichtung getrennt und gegen einen neuen Vorratsbehälter mit Kolben ausgetauscht werden kann. Vorzugsweise erfolgt diese Trennung bei einer Rückstellung der Antriebsstange, ganz besonders bevorzugt bei einer Rückstellung der Antriebsstange zur Anfangsposition in der der Vorratsbehälter ausgetauscht werden kann.
Durch den Einsatz eines Trennmittels muss zur Montage und/oder Auswechslung des Vorratsbehälters insbesondere nicht der Kolben von dem Vorratsbehälters entfernt werden, um den Kolben an der Antriebsstange zu montieren oder von letzterer zu trennen. Es kann somit eine besonders einfache Trennungsmöglichkeit von Antriebsstange und Kolben bereitgestellt werden, so dass eine Montage/Auswechslung des Vorratsbehälters an der Ausgabevorrichtung deutlich vereinfacht werden kann.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei einer Ausgestaltung des Ausgabesystems derart, dass der Kolben bei einer Rückstellung der Antriebsstange entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung mit dem Trennmittel in Kontakt gelangt, um die Verbindung zwischen Antriebsstange und Kolben zu lösen. Insbesondere ist hier eine Rückstellung der Antriebsstange derart vorgesehen, dass sich diese nach der Rückstellung im Wesentlichen in der gleichen Lage wie vor der Massenausgabe befindet. Beispielsweise kann mit einer solchen Lösung eine manuelle Lösung der Verbindung gewährleistet werden, da die Eingriffsmöglichkeit von dem Trennmittel auf den Kolben erst bei einer vollständigen Rückstellung der Antriebsstange und nicht bereits bei einer automatisierten bereichsweise Rückstellung erfolgt, welche beispielsweise durch die oben beschriebene elektronische Steuerung bedingt ist. Bevorzugt kann die elektronische Steuerung derart ausgelegt werden, dass nach Ausgabe der Masse und Leerung des Vorratsbehälters die Antriebsstange automatisch vollständig rückgestellt wird. In diesem Fall kann mittels des Trennmittels eine automatisierte Lösung der Verbindung mittels der elektronischen Steuerung ermöglicht werden, sobald der Vorratsbehälter entleert worden ist.
Ein weiterer Vorteil ist die Anordnung des Trennmittels an der Ausgabevorrichtung im Bereich, an dem der Vorratsbehälter an der Ausgabevorrichtung montiert ist. Häufig kommen rückwärtig zumindest teilweise offene Vorratsbehälter zum Einsatz, da der Kolben bei der Befüllung und Montage des Vorratsbehälters eingesetzt werden muss. Bei der Arbeit mit einem Ausgabesystem ist zudem die Antriebsstange mit dem Kolben in Eingriff zu bringen, was mittels dieser Öffnung des Vorratsbehälters erfolgen kann. Häufig erfolgt eine Montage des Vorratsbehälters auch in diesem Bereich. Die Anordnung des Trennmittels in diesem Montagebereich ist besonders sinnvoll, da vorzugsweise hier die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange vorgesehen ist, so dass eine Trennung der Verbindung auch besonders effektiv möglich ist.
Ein weiterer Vorteil ist die Ausgestaltung des Trennmittels derart dass das Trennmittel der Ausgabevorrichtung bei montiertem Vorratsbehälter in Richtung der Ausgabeöffnung von der Ausgabevorrichtung hervorsteht. So kann insbesondere eine besonders gute Trennmöglichkeit bereitgestellt werden, da beispielsweise die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange beabstandet von dem Montagebereich des Vorratsbehälters erfolgt kann und sich ein hervorstehendes Trennmittel daher besonders eignet, um eine gute Eingriffsmöglichkeit zur Lösung der Verbindung bereitstellen zu können.
Ein weiterer Vorteil ist die bereichsweise offene Gestaltung des Vorratsbehälters, wobei das an der Ausgabevorrichtung vorgesehene Trennmittel zumindest bereichsweise in den Vorratsbehälter hineinragt. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere bei dem Einsatz einem oben beschriebenen einseitig bereichsweise offenen Vorratsbehälter eine besonders gute Funktionalität bei der Trennung gewährleistet werden. Da die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange vorzugsweise auch beabstandet von dem Montagebereich des Vorratsbehälters an der Ausgabevorrichtung vorgesehen ist, eignet sich der Einsatz eines entsprechend vorstehenden Trennmittels besonders. Zudem kann das Trennmittel derart ausgestaltet sein, dass es eine zumindest bereichsweise Führungsmöglichkeit für den Vorratsbehälter bereitstellt, indem beispielsweise der Vorratsbehälter über die Innenwand mit Außenbereichen des Trennmittels in Kontakt steht und auf diesen aufgeschoben und/oder aufgesteckt wird. So kann eine besonders genaue Positionierung des Vorratsbehälters ermöglicht werden. Zudem können Dichtungen und/oder Dichtflächen zum Einsatz kommen, die insbesondere eine Öffnung des Vorratsbehälters am Montagebereich abdichten.
Ein weiterer Vorteil ist der Einsatz einer Vortriebseinrichtung, welche im Wesentlichen in einem Gehäuse vorgesehen ist, wobei eine Öffnung vorgesehen ist, durch die die Antriebsstange aus dem Gehäuse der Ausgabevorrichtung herausragt, wobei das Trennmittel im Bereich der Öffnung vorgesehen ist und die Antriebsstange zumindest teilweise umgibt. Diese Bauart ermöglicht insbesondere eine besonders kompakte Bauform, bei der zudem wesentliche Teile der Vortriebseinrichtung durch den Einsatz eines vorzugsweise im Wesentlichen geschlossenen Gehäuses vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Bevorzugt ragt lediglich die Antriebsstange durch eine vorzugsweise abgedichtete Öffnung hervor. Durch den Einsatz des Trennmittels im Bereich der Öffnung kann weiter eine Trennmöglichkeit bereitgestellt werden, welche eine Stabilisierungs- und/oder Führungsmöglichkeit für die Antriebsstange bereitstellen kann.
Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist der Einsatz eines Vorratsbehälters zur Verwendung mit einem oben beschriebenen Ausgabesystem zur Aufnahme einer Masse mit zumindest einer Ausgabeöffnung und mit einem zur Ausgabe der Masse in Richtung Ausgabeöffnung innerhalb des Vorratsbehälters in eine Vortriebsrichtung verschiebbaren Kolben. Vorzugsweise weist der Kolben an seiner der Ausgabeöffnung entgegengesetzten Seite eine Eingriffsmöglichkeit für eine Antriebsstange der Ausgabevorrichtung des Ausgabesystems auf. Diese ist vorzugsweise als Hülse gestaltet, die derart ausgelegt ist, dass eine Führungsmöglichkeit für die Antriebsstange bereitgestellt werden kann. Zudem sind vorzugsweise Verbindungsmittel vorgesehen, über die eine lösbare Verbindung mit der Antriebsstange bereitgestellt werden kann. Auch kann es sich als vorteilhaft erweisen, den Kolben mit einer umlaufenden flexiblen Dichtlippe oder einem Rastkragen auszurüsten, welcher in Eingriff mit einem korrespondierenden vorstehenden Rastvorsprung an der Innenwand des Vorratsbehälters gebracht werden kann. Dabei ist der Rastvorsprung vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Ausgabeöffnung des Vorratsbehälters vorgesehen, so dass der Kolben nach Ausgabe der Masse aus dem Vorratsbehälter über seinen Rastkragen mit dem Rastvorsprung in Eingriff gebracht werden kann.
Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist der Einsatz einer Ausgabevorrichtung zur Verwendung mit einem oben beschriebenen Ausgabesystem zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse mit einer eine Antriebsstange aufweisenden Vortriebseinrichtung. Vorzugsweise weist die Ausgabevorrichtung eine elektronische Steuerung auf, welche eine zumindest geringfügige Rückstellung der Antriebsstange bei einer Beendigung und/oder Unterbrechung des Vortriebs der Antriebsstange gewährleistet. Zudem kann die Ausgabevorrichtung mit Dichtelementen und/oder Dichtbereichen im Montagebereich zur Montage eines auswechselbaren Vorratsbehälters ausgestattet sein. Ein weiterer Vorteil ist die Ausrüstung der Ausgabevorrichtung mit einem Trennmittel, welches geeignet ist, eine Verbindung zwischen der Antriebsstange und einem Kolben eines mit der Ausgabevorrichtung verbundenen Vorratsbehälters zu lösen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausgabesystems zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse,
2 eine geschnittene, schematische Seitenansicht des Ausgabesystems aus 1,
3 eine geschnittene Seitenansicht des Details B aus 1 vor der Verbindung eines Kolbens mit einer Antriebsstange,
4 eine geschnittene Seitenansicht des mit 3 gezeigten Details B, wobei Kolben und Antriebsstange verbunden sind
5 eine geschnittene Seitenansicht des mit 3 gezeigten Details B, wobei die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange gelöst ist.
6 eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Details B aus 1, wobei Kolben und Antriebsstange verbunden sind,
7 eine geschnittene Seitenansicht des mit 6 gezeigten Details B, wobei die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange gelöst ist.
8 eine geschnittene Seitenansicht des Details A aus 1, wobei Kolben und Antriebsstange verbunden sind,
9 eine geschnittene Seitenansicht des mit 8 gezeigten Details A, wobei die der Kolben in eine Vortriebsrichtung verschoben ist,
10 eine geschnittene Seitenansicht des mit 8 gezeigten Details A, wobei die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange gelöst ist,
11 eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des mit 8 bis 10 gezeigten Details A aus 1.
Die in den Figuren dargestellten Ausgabesysteme kommen allgemein als Fluidausgabesysteme oder Spritzendosierer zur exakten Ausgabe von Epoxidharzen, Silikonen, Klebstoffen, insbesondere anaeroben, UV-aushärtenden und Gel-Cyanacrylat-Klebstoffen sowie Chip-Bonder und Lötpasten an Handarbeitsplätzen, wie in Werkstätten, Labors und industriellen Einrichtungen zum Einsatz. Insbesondere sind sie für Produktabgabestellen und geringe Abgabemengen ausgelegt. Andere Anwendungsgebiete finden sich beispielsweise in der Zahnmedizin und im Lebensmittelservicesektor. Die auszugebenden Massen befinden sich in geeigneten Vorratsbehältern, die vorzugsweise ein Volumen für die abzugebende Masse im Vereich von 3 ml–50 ml aufweisen. Ganze besonders bevorzugt kommen Vorratsbehälter zum Einsatz, in denen Massen im Bereich von 10 ml–30 ml enthalten sind.
1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausgabesystems zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse. Das Ausgabesystem weist eine Ausgabevorrichtung 200 mit einem Gehäuse 210 auf, welches im Wesentlichen quaderförmig gestaltet ist. Die Außenflächen des Gehäuses 210 bestehen aus miteinander verbundenen, lackierten Blechen, um ein festes und lange haltbares System bereitstellen zu können. An der einen, distalen Stirnseite des Gehäuses 210 ist ein Verbindungsadapter 203 vorgesehen. Dieses ist im Wesentlichen zylindrisch gestaltet und weist an der Mantelfläche nicht dargestellte Verbindungsnuten auf, welche zur Befestigung einer mit zu den Verbindungsnuten korrespondierenden Bauteilen ausgerüstete Kartuschenaufnahme 201 an dem Verbindungsadapter 203 dienen. Die Verbindung zwischen Kartuschenaufnahme 201 und Verbindungsadapter 203 erfolgt mittels eines Bajonettverschlusses 204. Die Kartuschenaufnahme 201 dient zur Aufnahme einer verdeckten Kartusche, welche sich in dem Hohlraum der Kartuschenaufnahme 201 befindet. Die Kartusche enthält die über die Ausgabevorrichtung 200 auszugebende Masse. An seiner dem Verbindungsadapter 203 abgewandten, distalen Seite weist die Kartuschenaufnahme 201 eine Öffnung 202 auf, durch die sich eine an der Kartusche vorgesehene Düse 103 mit einer Ausgabeöffnung 102 erstreckt.
2 zeigt eine geschnittene, schematische Seitenansicht des Ausgabesystems aus 1. Das Ausgabesystem besteht aus der Ausgabevorrichtung 200 und einer an der Ausgabevorrichtung 200 mittels der Kartuschenaufnahme 201 auswechselbar montierten Kartusche 100 als Vorratsbehälter zur Aufnahme der auszugebenden Masse, im vorliegenden Fall eines Klebstoffs 104. Die Ausgabevorrichtung 200 weist das Gehäuse 210 auf. An der einen Seite des Gehäuses 210 ist das Verbindungsadapter 203 zur Montage und/oder Befestigung der Kartuschenaufnahme 201 mit der Kartusche 100 für den über die Ausgabevorrichtung 200 auszugebenden Klebstoff 104 vorgesehen. Der Verbindungsadapter 203 kann selbstverständlich auch als Verbindungsbereich oder als ein Teil des Gehäuses 210 selbst ausgestaltet sein und muss kein gesondertes Bauteil darstellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kartuschenaufnahme 201 mit der Kartusche 100 über den Bajonettverschluß 204 mit dem Verbindungsadapter 203 lösbar verbunden und kann durch den Anwender nach der Ausgabe des Klebstoffes 104 einfach von dem Verbindungsadapter 203 getrennt werden. Zur Wiederaufnahme der Arbeit wird eine neue, gefüllte Kartusche 100 zusammen mit der Kartuschenaufnahme 201 über den Verbindungsadapter 203 mit der Ausgabevorrichtung 200 verbunden. Die Kartusche 100 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch und weist an der distalen Seite einen konischen Bereich und die Düse 103 mit der Ausgabeöffnung 102 zur Ausgabe des Klebstoffs 104 auf. Die Kartusche 100 ist weiter mit einem innerhalb ihres Hohlraumes verschiebbar gelagerten Kolben 101 ausgestattet, der zum Ausgeben und/oder Auspressen des Klebstoffs 104 dient. Dieser beinhaltet einen der Innenwand der Kartusche 100 zugewandten Dichtbereich 106. Die Kartusche 100 ist an ihrer der Ausgabeöffnung 102 gegenüberliegenden Seite offen gestaltet und weist dort einen radial vorstehenden Kragen 105 auf, der zur Montage und/oder Befestigung der Kartusche 100 an der Kartuschenaufnahme 201 dient.
Für den Vortrieb des Kolbens 101 weist die Ausgabevorrichtung 200 eine Vortriebseinrichtung auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vortriebseinrichtung insbesondere eine Spindel 206 als Antriebsstange, welche mit einer Spindelaufnahme 107 an der der Ausgabeöffnung 102 abgewandten Seite des Kolbens 101 mit selbigem verbunden ist ist. Die Spindelaufnahme 107 ist als proximal vorstehende Hülse ausgestaltet, in die die Spindel 206 hinein geschoben wird. Die Verbindung des Kolbens 101 und der Spindel 206 ist dabei derart gestaltet, dass die Spindel 206 und der Kolben 101 zusammen als eine Einheit in axialer Richtung hinsichtlich der Kartusche 100 in Vortriebsrichtung 109 und entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 bewegbar sind. Diese Verbindung kann durch viele dem Fachmann bekannte, insbesondere mechanische Verbindungsarten gelöst werden. Dabei sind sowohl, kraft-, form-, und stoffschlüssige Verbindungsarten denkbar. Bevorzugt kommt aber eine Schnapp-, oder eine Klemmverbindung zum Einsatz. Zudem dient die Spindelaufnahme 107 als Führung für die Spindel 206 und verhindert ein Verkanten des Kolbens 101 bei dem Vortrieb innerhalb der Kartusche 100. Weiter umfasst die Vortriebseinrichtung einen im proximalen Teil der Ausgabevorrichtung 200 angeordneten Schrittmotor 209, welcher mittels einer Spindelmutter 208 mit der Spindel 206 in einer Wirkverbindung steht, so dass die Spindel 206 insbesondere hinsichtlich der Längsachse der Kartusche 100 zur Ausgabe des Klebstoffs 105 verschiebbar ist. Dabei weist der Verbindungsadapter 203 eine Spindelbohrung 207 auf, durch die die Spindel 206 aus dem Gehäuse 210 in distale Richtung ragt. Zudem sind eine elektrische Leitung 211 sowie ein elektrischer Anschluss 212 vorgesehen, um den Schrittmotor 209 mit Energie zu versorgen. Im proximalen Bereich weist das Gehäuse 210 ferner einen Spindelaufnahmeraum 213 auf. Dieser dient zur Aufnahme der Spindel 206 im zurückgezogenen Zustand vor der Ausgabe des Klebstoffs 105 aus der Kartusche 100.
Das gezeigte Ausgabesystem kommt insbesondere zur Ausgabe von flüssigen oder viskosen Massen, wie beispielsweise des Klebstoffs 104 zum Einsatz. Der Kolben 101 beaufschlägt durch den Vortrieb den mit dem Klebstoff 104 gefüllten Raum mit einem Überdruck, um den Klebstoff 104 auszugeben. Bei einer Unterbrechung des Ausgabevorgangs durch ein Stoppen des Vortriebs des Kolbens 101 kann es zu einem ungewünschten Nachlaufen der Klebstoffes 104 aus der Ausgabeöffnung 102 kommen. Zur Unterbindung dieses Nachlaufens ist das Ausgabesystem mit weiteren Merkmalen ausgestattet.
Die Ausgabevorrichtung 200 weist eine nicht dargestellte elektronische Steuerung auf, die eine zumindest bereichsweise Rückstellung der Spindel 206 bei Beendigung des Ausgabevorgangs des Klebstoffs 104 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 vorsieht. Sobald der Vortrieb des Kolbens 101 unterbrochen wird, erfolgt also zumindest bereichsweise ein Rückstellen der Spindel 206. Durch die Verbindung der Spindel 206 mit dem Kolben 101 im Bereich der Spindelaufnahme 107 wird dabei der Kolben 101 zusammen mit der Spindel 206 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 zurückgezogen. Durch die mittels der Verschiebung des Kolbens 101 erwirkte Volumenvergrößerung des mit dem Klebstoff 104 gefüllten Raumes kann der dort zur Ausgabe des Klebstoffes 104 vorliegende Überdruck ausgeglichen werden, so dass ein Nachlaufen verhindert werden kann. Zudem kann die Rückstellung der Spindel 206 und somit auf des Kolbens 101 derart ausgelegt werden, dass beispielsweise der Klebstoff 104 aus der Düse 103 gezogen wird, um ein Eintrocknen des Klebstoffes 104 in diesem Bereich zu verhindern und die Düse 103 gegebenenfalls durch einen nicht gezeigten Stopfen verschließen zu können.
Nach der Ausgabe des Klebstoffs 105 aus der Kartusche 100 durch die Verschiebung des Kolbens 101 mittels der Vortriebseinrichtung kann die entleerte Kartusche 100 mittels Lösen der Verbindung über den Bajonettverschluss 204 gegen eine neue Kartusche 100 ausgetauscht werden. Zum Lösen der Verbindung zwischen Spindel 206 und Kolben 101 ist das dargestellte Ausgabesystem mit einem Trennmittel 205 ausgestattet.
Das Trennmittel 205 ist an den Verbindungsadapter 203 angeformt und als distal vorstehende Hülse ausgestaltet, welche die Spindel 206 umgibt und so einen in distale Richtung vorstehenden Fortsatz des Verbindungsadapters 203 und der Spindelbohrung 207 bereitstellt. Zum Austausch der Kartusche 100 wird die Spindel 206 mit dem verbundenen Kolben 101 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 verschoben, bis die proximal vorstehende Spindelaufnahme 107 des Kolbens 101 in Kontakt mit dem Trennmittel 205 gelangt. Das Trennmittel 205 stellt im vorliegenden Fall ein Gegenlager für den Kolben 101 bereit, an dem dieser abgestützt wird. Durch weiteres Rückstellen der Spindel 206 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 kann die Verbindung zwischen Spindel 206 und Kolben 101 gelöst werden. Die entleerte Kartusche 100 kann zusammen mit dem Kolben 101 ausgetauscht und gegen eine neue, gefüllte Kartusche 100 mit Kolben 101 ausgetauscht werden.
Dies zeigt einen wesentlichen Vorteil des Ausgabesystems, da zur Verbindung und zur Lösung der Verbindung der Spindel 206 mit dem Kolben 101 keine aufwändigen Arbeitsschritte erfolgen müssen, bei denen die Spindel 206 umständlich am Kolben 101 fixiert bzw. bei denen die Fixierung zwischen Spindel 206 und Kolben 101 gelöst werden müsste. Die Verbindung zwischen beiden Bauteilen erfolgt durch einfachen Vortrieb der Spindel 206 in Vortriebsrichtung, die Lösung der Verbindung erfolgt durch Rückstellung der Spindel 206 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 mittels des Trennmittels 205.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Details B aus 1 vor der Verbindung des Kolbens 101 mit der Spindel 206. Der Kolben 101 ist innerhalb der Kartusche 101 angeordnet, welche mittels der Kartuschenaufnahme 201 mit dem Verbindungsadapter 203 und somit mit der Ausgabevorrichtung verbunden ist. Die Spindel 206 ragt durch die Spindelbohrung 207 durch die rückwärtig offene Seite der Kartusche 100 in den Hohlraum der Kartusche 100 hinein. An den Verbindungsadapter 203 ist ein in distale Richtung zeigender kegelstumpfförmiger Fortsatz 215 als Trennmittel angeformt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Grundfläche des Fortsatzes 215 in Richtung Ausgabevorrichtung, die Deckfläche in Richtung Kartusche 100 mit Kolben 101. Durch den Fortsatz 215 verläuft die Spindelbohrung 207, so dass der Fortsatz 215 die Spindel 206 umgibt. Der Fortsatz 215 ist dabei derart ausgelegt, dass die Spindelbohrung 207 im Wesentlichen der Deckfläche des Fortsatzes 215 entspricht. Der Fortsatz 215 ragt also bereichsweise in die rückwärtig offenen Kartusche 100 hinein und ist an der distalen Seite derart gestaltet, dass der die Spindelbohrung 207 umgrenzende und an der Spindel 206 anliegende Bereich in distale Richtung in einem spitzen Winkel mündet. Die Spindel 206 ist an ihrer dem Kolben 101 zugewandten Seite mit einer umlaufenden Spindelnut 214 ausgestattet. Diese dient zur Verbindung der Spindel 206 mit dem Kolben 101. Hierfür kann die Spindel 206 in die hülsenförmige Spindelaufnahme 107 des Kolbens 101 geschoben werden, wo ein zur Spindelnut 211 korrespondierender Verbindungsvorspung 110 vorgesehen ist. Um ein Einschieben der Spindel 206 in die Spindelaufnahme 107 zu erleichtern, ist die Spindelaufnahme mit einer Führungsfase 111 ausgestattet.
4 eine geschnittene Seitenansicht des mit 3 gezeigten Details B, wobei Kolben 101 und Spindel 206 verbunden sind. Hierfür ist die Spindel 206 in Ausgaberichtung 109 in die Spindelaufnahme 107 verschoben worden. Die Spindel 206 hat dabei den aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Kolben 101 im Bereich der Spindelaufnahme 107 elastisch verformt und aufgeweitet, so dass der Verbindungsvorsprung 110 mit der Spindelnut 214 in Eingriff gebracht und so Schnappverbindungen bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise liegt die Spindel 206 in dieser mit dem Kolben 101 verbundenen Position mit dem distalen Ende an einem Spindelanschlag 108 des Kolbens 101 an, so dass von der Spindel 206 auf den Kolben 101 einwirkende Vortriebskräfte nicht über die Verbindung der beiden Bauteile übertragen werden muss, sondern mittels des Spindelanschlags 108.
5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des mit 3 gezeigten Details B, wobei die Verbindung zwischen Kolben 101 und Spindel 206 zum Austausch der Kartusche 100 gelöst ist. Hierfür wurde die Spindel 206 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung, in eine Rückstellrichtung 112 mit dem verbundenen Kolben 101 verschoben, bis die Führungsfase 111 den kegelstumpfförmigen Fortsatz 215 erreicht. Mittels einer weiteren Verschiebung des Kolbens 101 wird die Spindelaufnahme 107 durch den Fortsatz 215 aufgeweitet und/oder gespreizt. Dabei kann vorgesehen werden, dass der Kolben 101 im Bereich der Spindelaufnahme 107 an dafür vorgesehenen Sollbruchstellen bereichsweise einreißt. Die Aufweitung und/oder Spreizung der Spindelaufnahme 107 führt bei weiterer Rückstellung der Spindel 206 zu einer Lösung der Verbindung zwischen Kolben 101 und Spindel 206, so dass die Kartusche 100 mit dem Kolben 101 ausgetauscht werden kann.
6 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Details B aus 1, wobei Kolben 101 und Spindel 206 verbunden sind. Die Spindel 206 weist ein in Form einer Verbindungskugel 218 ausgebildetes Kupplungsglied in einer als Federaufnahme 200 ausgestalteten Vertiefung auf. Die Verbindungskugel 218 ist durch eine Feder 219 derart vorgespannt, dass sie radial in Bezug auf die Spindel 206 nach außen gedrückt wird, so dass sie bereichsweise aus der Oberfläche der Spindel 206 herausragt. Bei Einschieben der Spindel 206 in die Spindelaufnahme 107 des Kolbens 101 gelangt die Verbindungskugel 218 in eine umlaufende Aufnahmenut 113 des Kolbens 101 im Bereich der Spindelaufnahme 107. Hierfür ist die proximale Seite der Spindelaufnahme 107 einseitig abgerundet, insbesondere um ein Verkanten der Verbindungskugel 218 zu vermeiden. So kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Spindel 206 und dem Koben 101 bereitgestellt werden, über die der Kolben 101 mittels einer Rückstellung der Spindel 206 insbesondere zur Verhinderung des Nachlaufens der auszugebenden Masse entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung zurückgezogen werden kann. Der Verbindungsadapter 203 der Ausgabevorrichtung weist einen die Spindel 206 umgebenden, hohlzylindrischen Fortsatz 216 auf, welcher in distale Richtung in den Hohlraum der rückwärtig offenen Kartusche 100 ragt. Der Fortsatz 216 ist an seinen Außenflächen derart gestaltet, dass ein Dichtbereich mit der Innenwand der Kartusche 100 bereitgestellt werden kann. Zudem kann die Kartusche 100 bei der Montage auf den Fortsatz 216 aufgesteckt werden, was eine besonders genaue Positionierbarkeit gewährleistet. Der Fortsatz 216 kommt als erfindungsgemäßes Trennmittel zum Einsatz und stellt mit seiner distalen Stirnseite einen Anschlag für einen Anschlagbereich 114 des Kolbens 101 am rückwärtigen Teil der Spindelaufnahme 107 bereit. Im vorliegenden Fall ist das Trennmittel also an der Ausgabevorrichtung im Bereich, an dem die Kartusche 100 montiert ist, also am Verbindungsadapter 203, angeordnet.
7 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des mit 6 gezeigten Details B, wobei die Verbindung zwischen Kolben 101 und Spindel 206 gelöst ist. Hierfür ist der Kolben 101 mit der Spindel 206 in Rückstellrichtung 112 versetzt worden bis der Anschlagbereich 114 mit dem Trennmittel, der distalen Stirnseite des hohlzylindrischen Fortsatzes 216 in Kontakt kommt. Durch weiteres Rückstellen der Spindel 206 kann die Verbindung mit dem Kolben 101 gelöst werden, so dass die Kartusche 100 mit Kolben 101 ausgetauscht werden kann.
8 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des Details A aus 1, wobei Kolben 101 und Spindel 206 verbunden sind. Die hier dargestellt Kartusche 100 weist an ihrem der Ausgabeöffnung zugewandten Bereich einen von der Innenwand vorstehenden Rastvorsprung 115 auf. Der Kolben 101 ist wiederum mit einem korrespondierenden flexiblen Rastkragen 116 ausgestattet. Der Rastkragen 116 kommt als Dichtlippe zum Einsatz und stellt eine Abdichtungsmöglichkeit bei einem Vortrieb des Kolbens 101 in Vortriebsrichtung 109 bereit. Auch hier kann die Spindel 206 durch eine Verschiebung in Vortriebsrichtung 109 mit dem Kolben 101 über geeignete Verbindungsmittel bei einem Einschieben in die Spindelaufnahme 107 verbunden werden. im gezeigten Ausführungsbeispiel kommen die gleichen Verbindungsmittel wie bei dem mit den 6 und 7 gezeigten System zum Einsatz.
9 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des mit 8 gezeigten Details A, wobei die der Kolben 101 mittels der Spindel 206 in Vortriebsrichtung 109 verschoben worden ist. Der in der Kartusche 100 enthaltende Klebstoff ist nahezu vollständig ausgegeben und der Kolben 101 hat seine Endposition innerhalb der Kartusche 100 erreicht. Der flexible Rastkragen 116 steht in dieser Position mit dem Rastvorsprung 115 in Eingriff, so dass eine Schnappverbindung zwischen Kolben 101 und Kartusche 100 gebildet wird, die eine Verschiebung des Kolbens 101 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 verhindert.
10 eine geschnittene Seitenansicht des mit 8 gezeigten Details A, wobei die Verbindung zwischen Kolben 101 und Spindel 206 gelöst ist. Die Schnappverbindung zwischen dem Kolben 101 mit dem Rastkragen 116 und dem Rastvorsprung 115 der Kartusche 100 fixiert den Kolben 101 bei einer Rückstellung der Spindel 206 in Rückstellrichtung 112, so dass bei die Verbindung zwischen Kolben 101 und Spindel 206 bei einer Rückstellung der Spindel 206 gelöst wird.
11 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des mit 8 bis 10 gezeigten des Details A aus 1. Insbesondere bei Kartuschen 100 aus einem Kunststoffmaterial müssen besondere Anforderungen an ein Fixierungsmittel für den Kolben 101 an der Innenwand der Kartusche 100 gestellt werden. Oftmals kann die Ausgestaltung des Fixierungsmittels zu Problemen bei der Herstellung der Kartusche, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens führen. 11 zeigt eine Lösung, bei der die Kartusche 100 insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden kann, da insbesondere auf Hinterschnitte bei der Bereitstellung des Fixierungsmittels verzichtet wird. Die hier dargestellte Kartusche 100 weist an ihrem der Ausgabeöffnung 102 zugewandten Bereich eine Rastnut 117. Der Kolben 101 ist wiederum mit einem korrespondierenden flexiblen und/oder auslenkbaren Kragen 118 ausgestattet. Der Kragen 118 kommt als Dichtlippe zum Einsatz und stellt eine Abdichtungsmöglichkeit bei einem Vortrieb des Kolbens 101 in Vortriebsrichtung 109 bereit. Sobald der der in der Kartusche 100 enthaltende Klebstoff ausgegeben worden ist und der Kolben 101 seine Endposition innerhalb der Kartusche 100 erreicht hat, greift der Kragen 118 in die Rastnut 117 ein, so dass eine Fixierungsmöglichkeit des Kolben 101 an der Innenwand der Kartusche 100 bereitgestellt werden kann, die eine Verschiebung des Kolbens 101 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 109 verhindert.
Bezugszeichenliste

100: Kartusche
101: Kolben
102: Ausgabeöffnung
103: Düse
104: Klebstoff
105: vorstehender Kragen
106: Dichtbereich
107: Spindelaufnahme
108: Spindelanschlag
109: Vortriebsrichtung
110: Verbindungsvorspung
111: Führungsfase
112: Rückstellrichtung
113: Aufnahmennut
114: Anschlagbereich
115: Rastvorsprung
116: Rastkragen
117: Rastnut
118: Flexibler Kragen
200: Ausgabevorrichtung
201: Kartuschenaufnahme
202: Öffnung
203: Verbindungsadapter
204: Bajonettverschluss
205: Trennmittel
206: Spindel
207: Spindelbohrung
208: Spindelmutter
209: Schrittmotor
210: Gehäuse
211: elektrische Leitung
212: elektrischer Anschluß
213: Spindelaufnahmeraum
214: Spindelnut
215: kegelstumpförmiger Fortsatz
216: hohlzylindrischer Fortsatz
217: Dichtung
218: Verbindungskugel
219: Feder
220: Federaufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1087842 B1 [0002]

Claims

Ausgabesystem bestehend aus – einer Ausgabevorrichtung (200) zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse (104) mit einer eine Antriebsstange (206) aufweisenden Vortriebseinrichtung und – einem auswechselbar an der Ausgabevorrichtung (200) montierbaren Vorratsbehälter (100) für die Masse (104), der zumindest eine Ausgabeöffnung (102) aufweist, mit einem zur Ausgabe der Masse (104) in eine Vortriebsrichtung (103) innerhalb des Vorratsbehälters (100) verschiebbaren Kolben (101), wobei die Antriebsstange (206) zur Verschiebung des Kolbens (101) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (101) und die Antriebsstange (206) durch eine Bewegung der Antriebsstange (206) in Vortriebsrichtung (109) derart verbindbar sind, dass die Antriebsstange (206) und der Kolben (101) zusammen als eine Einheit in axialer Richtung in Vortriebsrichtung (109) und entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung (109) bewegbar sind, dass eine zumindest bereichsweise Rückstellung der Antriebsstange (206) mit dem verbundenen Kolben (101) bei Beendigung des Ausgabevorgangs der Masse (104) entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung (109) vorgesehen ist und dass ein Trennmittel (205) vorgesehen ist, welches geeignet ist, die Verbindung zwischen Antriebsstange (206) und Kolben (101) zu lösen.
Ausgabesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (101) bei einer Rückstellung der Antriebsstange (206) entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung (109) mit dem Trennmittel (205) in Kontakt gelangt, um die Verbindung zwischen Antriebsstange (206) und Kolben (101) zu lösen
Ausgabesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (205) an der Ausgabevorrichtung (200) im Bereich, an dem der Vorratsbehälter (100) an der Ausgabevorrichtung (200) montiert ist, angeordnet ist.
Ausgabesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (205) der Ausgabevorrichtung (200) bei montiertem Vorratsbehälter (100) in Richtung der Ausgabeöffnung (102) von der Ausgabevorrichtung (200) hervorsteht.
Ausgabesystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter an seiner der Ausgabeöffnung (102) entgegengesetzten Seite zumindest bereichsweise offen gestaltet ist, wobei das an der Ausgabevorrichtung (200) vorgesehene Trennmittel (205) zumindest bereichsweise in den Vorratsbehälter (100) hineinragt.
Ausgabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinrichtung im Wesentlichen in einem Gehäuse (200) vorgesehen ist und dass eine Öffnung (207) vorgesehen ist, durch die die Antriebsstange (206) aus dem Gehäuse (200) der Ausgabevorrichtung (200) herausragt, wobei das Trennmittel (205) im Bereich der Öffnung (207) vorgesehen ist und die Antriebsstange (206) zumindest teilweise umgibt.
Vorratsbehälter (100) zur Verwendung mit einem Ausgabesystem nach einem der vorhergehenen Ansprüche zur Aufnahme einer Masse (104) mit zumindest einer Ausgabeöffnung (102) und mit einem zur Ausgabe der Masse (104) in Richtung Ausgabeöffnung (102) innerhalb des Vorratsbehälters (100) in eine Vortriebsrichtung (109) verschiebbaren Kolben (101).
Ausgabevorrichtung (200) zur Verwendung mit einem Ausgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse (104) mit einer eine Antriebsstange (206) aufweisenden Vortriebseinrichtung.