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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.
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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.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher eine verbesserte Vorrichtung zur Ausgabe
von flüssigen oder viskosen Materialien bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.
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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 in Kontakt bringbar und/oder
lösbar verbindbar sind und eine Lösung durch eine
Bewegung der Antriebsstange entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung
vorgesehen ist und wobei eine zumindest bereichsweise Rückstellung
der Antriebsstange bei Beendigung des Ausgabevorgangs der Masse entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung vorgesehen ist und wobei ein Rückzugsmittel
für den Kolben vorgesehen ist, welches zumindest bei Rückstellung
der Antriebsstange mit einer Rückstellkraft auf den Kolben
einwirkt, welche im Wesentlichen entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung
wirkt, die zumindest eine abschnittsweise Bewegung des Kolbens entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung ermöglicht.
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Ein
großer Vorteil des erfindungsgemäßen Ausgabesystems
zeigt sich insbesondere bei der Montage und/oder Auswechslung des
Vorratsbehälters an der Ausgabevorrichtung. Der Kolben
des Vorratsbehälters wird vorzugsweise lösbar,
d. h. vorzugsweise nicht fest und/oder vorzugsweise ohne eine mechanische
Verbindung mit der Antriebsstange der Ausgabevorrichtung verbunden.
So 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. Dabei kann der Kolben eine Öffnung
oder eine Hülse aufweisen, in welchen die Antriebsstange
vorzugsweise lose hinein gesteckt werden kann. Die Kopplung und/oder
Kontaktierung der beiden Bauelemente erfolgt dabei vorzugsweise
durch Verschiebung der Antriebsstange bei montiertem Vorratsbehälter
in Richtung Kolben. Sobald die Antriebsstange mit dem Kolben in
Kontakt gelangt kann durch eine weitere Verschiebung der Antriebsstange
der Kolben zur Ausgabe der Masse aus dem Vorratsbehälter
verschoben werden. Die Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange
ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass eine Entfernung der Antriebsstange nicht
mit einer Bewegung des Kolbens einhergeht, sondern vielmehr mit
einer Trennung der oben genannten Verbindung zwischen den Bauelementen. Die
Lösung der beiden Bauelemente von einander erfolgt also
vorzugsweise durch eine Verschiebung der Antriebsstange in entgegengesetzte
Richtung zur oben beschriebenen Kontaktierung. Durch die lösbare
Verbindung zwischen den Bauelementen verbleibt der Kolben vorzugsweise
an seinem Platz, wohingegen die Antriebsstange sich von dem Kolben
entfernt und eine Entkopplung/Lösung der Bauelemente erreicht
wird.
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Somit
kann eine besonders einfach Trennungsmöglichkeit von Antriebsstange
und Kolben bereitgestellt werden, so dass eine Montage/Auswechslung
des Vorratsbehälters an der Ausgabevorrichtung deutlich
vereinfacht werden kann.
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Weiterhin
ist es vorgesehen, dass eine zumindest bereichsweise Rückstellung
der Antriebsstange bei Beendigung des Ausgabevorgangs der Masse
entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung erfolgt, wobei ein Rückzugsmittel
für den Kolben vorgesehen ist, welches zumindest bei Rückstellung
der Antriebsstange mit einer Rückstellkraft auf den Kolben
einwirkt, welche im Wesentlichen entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung
wirkt, die zumindest eine abschnittsweise Bewegung des Kolbens entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung ermöglicht. Bei der Ausgabe von Massen
aus Vorratsbehältern setzt der Kolben die im Vorratsbehälter
befindliche Masse unter Druck. 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
Vorratsbehälterbefindliche 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.
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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. Zusätzlich ist ein Rückzugsmittel
vorgesehen, welches zumindest bei Rückstellung der Antriebsstange
mit einer Rückstellkraft auf den Kolben einwirkt und welche
im Wesentlichen entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung wirkt und
welche zumindest eine abschnittsweise Bewegung des Kolbens entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung ermöglicht. Hierdurch kann insbesondere
der im Vorratsbehälter mittels des Kolbens bei der Massenausgabe
aufgebrachte Druck ausgeglichen werden. Ein überdruckbedingtes
Nachlaufen der Masse kann somit unterbunden werden.
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Ein
weiterer Vorteil ist der Einsatz eines Rückzugsmittels,
welches eine Trennung des Kolbens von der Antriebsstange in Vortriebsrichtung
verhindert. Beispielsweise kann es in einigen Fällen insbesondere
durch die Trägheit der Masse zu einem Nachlaufen kommen,
indem die Masse bei einer Beendigung des Ausgabevorgangs den Kolben
in Vortriebsrichtung zieht. Durch die Auslegung des Rückzugsmittels
derart, dass eine Trennung des Kolbens von der Antriebsstange in
Vortriebsrichtung verhindert wird, kann ein durch Trägheit
der Masse bedingtes Nachlaufen der Masse verhindert werden.
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Vorteilhaft
ist zudem der Einsatz eines Rückzugsmittels, welches entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung eine Trennung des Kolbens von der Antriebsstange
bei einer zumindest bereichsweisen Rückstellung der Antriebsstange
bei Beendigung des Ausgabevorgangs der Masse verhindert. Dies ist
insbesondere bei einer Arbeitsunterbrechung sinnvoll. Der Kolben
bleibt auch bei rückgestellter Antriebsstange mit dieser
in Kontakt, da die Rückstellkraft des Rückzugsmittels
den Kolben entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung zieht und eine
Trennung des Kolbens von der Antriebsstange verhindert. Eine erneute
Aufnahme der Massenausgabe kann so schnell und einfach erfolgen,
da die Antriebsstange immer im direkten Kontakt mit dem Kolben steht.
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Als
weiterer Vorteil hat sich der Einsatz eines Kolbens erwiesen, der
als Rückzugsmittel zumindest einen elastisch verformbaren
Bereich aufweist, der bei einem Vortrieb durch die Antriebsstange elastisch verformt
wird, wobei die Rückstellkraft durch elastische Verformung
des Kolbens bereitgestellt wird. Bei einer Ausgabe der Masse wird
die Antriebsstange in Vortriebsrichtung verschoben und drückt
den Kolben in Richtung Ausgabeöffnung. Dabei kann der elastische
Bereich des Kolbens durch die Antriebsstange verformt werden, indem
der Bereich beispielsweise in Richtung Ausgabeöffnung ausgebeult
oder gewölbt wird. Bei Beendigung oder Unterbrechung der Massenausgabe
erfolgt wie oben beschrieben durch eine zumindest bereichsweise
Rückstellung der Antriebsstange. Die durch die elastische
Verformung des Kolbens vorliegende Rückstellkraft entformt
den verformten Bereich des Kolbens, was zu einer Volumenvergrößerung
des Bereiches des Vorratsbehälters führen kann,
in dem die auszugebende Masse enthalten ist. Diese Volumenvergrößerung
kann dabei zu einem Druckausgleich führen, so dass ein Nachlaufen
unterbunden wird. Zudem kann beispielsweise die Masse aus einer
an der Ausgabeöffnung vorgesehene Düse gezogen
werden, um ein Eintrocken der Masse zu verhindern. Dabei hat sich insbesondere
der Einsatz eines Kolbens als vorteilhaft erwiesen, der vorzugsweise
einen festen, unelastischen Bereich und einen elastischen Bereich aufweist.
Der feste Bereich ist dabei vorzugsweise an den mit den Innenwänden
des Vorratsbehälters in Kontakt stehenden Außenbereichen
des Kolbens vorgesehen, wobei der elastische Bereich vorzugsweise
im Zentrum des Kolbens vorgesehen und von dem festen Bereich im
Wesentlichen umschlossen ist. Bei dem Einsatz eines Kolbens aus
einem Kunststoffmaterial eignet sich hierbei insbesondere die Herstellung
des Kolbens durch ein Biinjektionsspritzugsverfahren.
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Alternativ
hat sich der Einsatz eines Federelementes als Rückzugsmittel
als vorteilhaft erwiesen, welches an der einen Seite an der Ausgabevorrichtung
und an der anderen Seite mit dem Kolben des Vorratsbehälters
verbunden ist und welches bei einer Verschiebung des Kolbens vorgespannt
wird. Dabei ist das Federelement vorzugsweise an dem Bereich der
Ausgabevorrichtung vorgesehen, welcher dem Vorratsbehälter
und dem Kolben zugewandt ist. Vorzugsweise bewegt sich dieser Montagebereich
der Ausgabevorrichtung bei einem Vortrieb des Kolbens durch die
Antriebsstange nicht. Dieser Montagebereich stellt dabei eine Fixier-
und/oder Lagerstelle für das Federelement bereit. Ganz
besonders bevorzugt kommt dabei ein Vorratsbehälter zum
Einsatz, welcher auf der der Ausgabeöffnung entgegengesetzten Seite
zumindest bereichsweise offen gestaltet ist, so dass das Federelement
bei an der Ausgabevorrichtung montiertem Vorratsbehälter
zumindest bereichsweise in den Hohlraum des Vorratsbehälters
ragt.
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Durch
den Vortrieb des Kolbens mittels der Antriebesstange für
eine Ausgabe der Masse wird das Federelement vorgespannt. Durch
die Vorspannung des Federelementes wirkt eine Zugkraft auf den Kolben,
welche vorzugsweise im Wesentlichen entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung
des Kolbens wirkt. Die Federkraft kann dabei eine Trennung der lösbaren
Verbindung zwischen Kolben und Antriebsstange verhindern, so dass
insbesondere ein oben beschriebenes Nachlaufen der auszugebenden
Masse und/oder eine ungewollte Trennung des Kolbens von der Antriebsstange
verhindert werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil ist der Einsatz einer Dichtung zwischen dem auswechselbaren
Vorratsbehälter und der Ausgabevorrichtung bei der Befestigung des
auswechselbaren Vorratsbehälters. Vorzugsweise kommt dabei
ein Vorratsbehälter zum Einsatz, welcher an der der Ausgabeöffnung
gegenüberliegenden Seite zumindest bereichsweise offen
ist, so dass die Antriebsstange durch die Öffnung geführt und
mit dem Kolben zur Ausgabe der Masse in Eingriff gebracht werden
kann. Dabei ist insbesondere der Einsatz einer Dichtung zur Abdichtung
der Öffnung sinnvoll. Diese kann ein gesondertes Bauteil darstellen
oder durch besondere Ausgestaltung der Montagebereiche bspw. von
Vorratsbehälter und einer korrespondierenden Aufnahme der
Ausgabevorrichtung bereitgestellt werden. Durch den Einsatz einer
derartigen Dichtung kann insbesondere eine Einwirkung von äußeren
Einflüssen, wie insbesondere Staub, Schmutz, Luftdruck
oder Feuchtigkeit auf insbesondere Teile der Vortriebseinrichtung
wie bspw. die Antriebsstange, des Kolbens oder die Verbindung zwischen
den beiden letztgenannten Bauteilen verhindert werden. So kann insbesondere
gewährleistet werden, dass keine Fremdkörper die
Verbindung zwischen Antriebsstange und Kolben blockiert was ein problemloses
Lösen der Verbindung bei einer Auswechslung des Vorratsbehälters
verhindern würde.
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Ein
weiterer Vorteil ist der Einsatz einer auf den Kolben wirkenden
Sogkraft als Rückstellkraft, welche entgegengesetzt zur
Vortriebsrichtung des Kolbens wirkt und durch einen Unterdruck resultiert. Der
Unterdruck und insbesondere die Mittel zum Herbeiführen
des Unterdrucks, wie beispielsweise, Abdichtungen, Ventilanschlüsse,
Vakuumpumpen, können dabei das Rückzugsmittel
für den Kolben bereitstellen. Vorzugsweise kommt hierfür
bei der Montage des Vorratsbehälters eine Dichtung zum
Einsatz. Diese kann ein gesondertes Bauteil darstellen oder durch
geeignete korrespondierende Formen und/oder Oberflächen
der zu verbindenden Bauteile realisiert werden. Vorzugsweise weist
der Vorratsbehälter einen an der der Ausgabeöffnung
gegenüberliegenden Seite bereichsweise offene Bauform auf und
ist wenigstens an dieser Seite an der Ausgabevorrichtung montiert.
Der für die Sogkraft notwendige Unterdruck wird dabei vorzugsweise
in dem Raum bereitgestellt, welche zumindest durch die Außenwand
des Behälters, den Kolben und die Ausgabevorrichtung begrenzt
wird. So kann der Unterdruck eine Sogkraft auf den Kolben auswirken,
welche vorzugsweise zumindest im Wesentlichen entgegen der Vortriebsrichtung
des Kolbens wirkt. Diese Sogkraft stellt die Rückstellkraft
bereit, welches zumindest während der Ausgabe der Masse
auf den Kolben einwirkt, die insbesondere ein Nachlaufen der Masse und/oder
eine Trennung des Kolbens von der Antriebsstange verhindern kann.
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Hierbei
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Vorratsbehälter
mit einem ersten Raum zwischen der der Ausgabeöffnung zugewandten
Seite des Kolbens und der Ausgabeöffnung auszustatten,
in dem die auszugebende Masse vorgesehen ist und einen zweiten Raum
mit einem Unterdruck zwischen der zweiten Seite des Kolbens und
dem Ausgabevorrichtung. Hierfür ist zwischen dem Vorratsbehälter
und der Ausgabevorrichtung vorzugsweise eine Dichtung vorgesehen.
Mit dieser Bauform des Vorratsbehälters ist eine Bereitstellung
eines Rückzugsmittels für den Kolben mittels des
Unterdrucks und/oder Unterdrucksystems und einer Sogkraft als Rückstellkraft
besonders effektiv umsetzbar. Die durch den Unterdruck auf den Kolben
wirkende Sogkraft wirkt in diesem Fall entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung
des Kolbens, so dass ein besonders wirkungsvolles Rückzugsmittel
bereitgestellt werden kann. Die Aufteilung des Vorratsbehälters
in zwei Räume, jeweils für die Masse und den Unterdruck, kann
mittels des Kolbens ausgeführt werden. Dieser ist vorzugsweise
ohnehin dichtend mit der Innenwand des Vorratsbehälters
in Kontakt, um ausschließlich eine Ausgabemöglichkeit
der Masse über die Ausgabeöffnung bereitzustellen.
Diese vorhandene Dichtung des Kolbens kann somit auch für
den mit Unterdruck beaufschlagten oder beaufschlagbaren Raum genutzt
werden, so dass auf weitere Bauteile oder Abdichtungen innerhalb
des Vorratsbehälters verzichtet werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil ist dabei der Einsatz wenigstens einer Anschlussmöglichkeit
für eine Unterdruckpumpe, um den Unterdruck vorzugsweise
in dem zweiten Raum für die Sogkraft als Rückstellkraft für
den Kolben zu erzeugen. Durch den Einsatz einer Unterdruckpumpe
kann insbesondere ein konstanter Unterdruck erzeugt werden, um eine
konstante Sogkraft auf den Kolben einwirken zu lassen. Dies ist
insbesondere bei dem Einsatz von oben beschriebenen Vorratsbehältern
mit zumindest zwei Räumen sinnvoll, da sich der für
den Unterdruck vorgesehene Raum bei einem Vortrieb des Kolbens zur
Ausgabe der Masse vergrößert und der Unterdruck
angepasst werden sollte, um die Sogkraft auf den Kolben konstant
zu halten. Zudem kann der Unterdruck und somit die Sogkraft mittels
der Unterdruckpumpe auf die auszugebende Masse, beispielsweise an
die Viskosität der Masse oder auch an die Geometrie des
Vorratsbehälters und dessen Ausgabeöffnung angepasst
werden. Beispielsweise können höherviskose Massen
eher und stärker zum Nachlaufen neigen, als niedrigviskose
Massen, so dass die Sogkraft bei erstgenannten Massen erhöht
werden sollte, was mittels einer Unterdruckpumpe möglich
ist. Denkbar ist zudem der Einsatz eines Reglers an der Anschlussmöglichkeit
der Unterdruckpumpe, um den Unterdruck direkt an der Ausgabevorrichtung
zu regeln. Vorzugsweise kommt zudem eine Anschlussmöglichkeit
mit einem Rückschlagventil zum Einsatz, so dass eine Trennung
der Unterdruckpumpe von der Ausgabevorrichtung nicht zu einem schlagartigen
Druckausgleich führen würde. So kann insbesondere
ein ungewollter Ausstoß von Masse an der Ausgabeöffnung
vermieden werden.
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Ein
weiterer Vorteil ist die Ausbildung der Vorrichtung derart, dass
der zweite Raum des Vorratsbehälters vollständig
und dicht geschlossen ist und der Unterdruck durch eine Volumenvergrößerung
des zweiten Raumes bei einer Verschiebung des Kolbens zur Ausgabe
des Materials bereitgestellt wird. Diese Bauart eignet sich insbesondere
für mobile Vorrichtungen, bei denen beispielsweise keine Unterdruckpumpe
zur Verfügung steht. Zudem kann auf zusätzliche
Bauteile, wie beispielsweise Federelemente als Rückzugsmittel
verzichtet werden.
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Ein
weiterer Grundgedanke der Erfindung ist der Einsatz eines Vorratsbehälters
zur Verwendung mit einem oben beschriebenen Ausgabesystem, wobei
der Vorratsbehälter zur Aufnahme einer Masse vorgesehen
ist und zumindest eine Ausgabeöffnung und einen zur Ausgabe
der Masse in Richtung Ausgabeöffnung innerhalb des Vorratsbehälters
in eine Vortriebsrichtung verschiebbaren Kolben aufweist. 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, ohne eine mechanische Verbindung zwischen
Kolben und Antriebsstange herzustellen. Die Abmessungen des Querschnittes
der Hülse sind dabei vorzugsweise größer
als der Querschnitt der Antriebsstange. Bei einer Verwendung einer
im Wesentlichen zylindrischen Antriebsstange würde dies
bedeuten, dass der Durchmesser der Hülse zumindest geringfügig
größer ist als der Durchmesser der Antriebsstange.
Bevorzugt ist der Kolben des Vorratsbehälters mit einem
elastischen Bereich ausgestattet, der insbesondere bei Verwendung
einer hohlzylindrischen Vorratsbehälters oder eines Vorratsbehälters
mit ovalem Querschnitt vorzugsweise zumindest im Bereich der Achse
des Vorratsbehälters vorgesehen ist. Zudem kann der Kolben
einen nicht elastischen Bereich aufweisen. Vorzugsweise ist der äußere,
der Innenwand des Vorratsbehälters zugewandte Teil des
Kolbens, unelastisch.
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Ein
weiterer Grundgedanke der Erfindung ist der Einsatz einer Ausgabevorrichtung
zur Verwendung mit einem oben beschriebenen Ausgabesystem, welches
zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen Masse mit einer
eine Antriebsstange aufweisenden Vortriebseinrichtung ausgestattet
ist. 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
sich die Ausstattung der Ausgabevorrichtung mit einem Anschluss
für eine Unterdruckpumpe sowie entsprechenden Unterdruckleitungen
und gegebenenfalls einer Regelungsmöglichkeit zur Einstellung
des Unterdrucks ausgerüstet sein. Zudem kann die Ausgabevorrichtung
mit Dichtelementen und/oder Dichtbereichen im Montagebereich zur
Montage eines auswechselbaren Vorratsbehälters ausgestattet
sein.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher
erläutert. Dabei zeigen
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1 eine
geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Ausgabesystems zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen
Masse
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2 eine
geschnittene Seitenansicht einer Alternative eines erfindungsgemäßen
Ausgabesystems,
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3 eine
geschnittene Seitenansicht einer weiteren Alternative eines erfindungsgemäßen
Ausgabesystems,
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4 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Alternative eines erfindungsgemäßen
Ausgabesystems,
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5 eine
Seitenansicht des Ausgabesystems aus 4 ohne Darstellung
des Gehäuses,
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6 eine
geschnittene Seitenansicht eines Details des in 5 gezeigten
Ausgabesystems,
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7 eine
geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform
des Details A des in 5 gezeigten Ausgabesystems,
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8 eine
geschnittene Seitenansicht des in 6 gezeigten
Details A während der Massenausgabe.
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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.
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1 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Ausgabesystems zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen
Masse. Das Ausgabesystem besteht aus einer Ausgabevorrichtung 200 und
einer an der Ausgabevorrichtung 200 auswechselbar montierten
Kartusche 100 als Vorratsbehälter zur Aufnahme
der auszugebenden Masse, im vorliegenden Fall eines Klebstoffs 105.
Die Ausgabevorrichtung 200 weist ein Gehäuse 221 auf.
An der einen Seite des Gehäuses 221 ist ein Verbindungsadapter 203 zur
Montage und/oder Befestigung der Kartusche 100 für
den über die Ausgabevorrichtung 200 auszugebenden
Klebstoff 105 vorgesehen. Der Verbindungsadapter 203 kann
selbstverständlich auch als Verbindungsbereich oder als
ein Teil des Gehäuses 221 selbst ausgestaltet
sein und muss kein gesondertes Bauteil darstellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Kartusche 100 über einen Bajonettverschluß 204 mit
dem Verbindungsadapter 203 lösbar verbunden und
kann durch den Anwender nach der Ausgabe des Klebstoffes 105 einfach
von dem Verbindungsadapter 203 getrennt und zur Wiederaufnahme
der Arbeit gegen eine gefüllte Kartusche 100 ausgetauscht
werden. Die Kartusche 100 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch
und weist an der distalen Seite einen konischen Bereich und eine Düse 103 mit
einer Ausgabeöffnung 102 zur Ausgabe des Klebstoffs 105 auf.
Zur Ausgabe des Klebstoffes 105 weist die Kartusche 100 einen
innerhalb ihres Hohlraumes verschiebbar gelagerten Kolben 101 auf.
Dieser beinhaltet einen der Innenwand der Kartusche 100 zugewandten
Dichtbereich 109. Der Kolben 101 unterteilt den
Hohlraum der Kartusche 100 in einen ersten Raum 104 zwischen
der der Ausgabeöffnung 102 zugewandten Seite des
Kolbens 101 und der Ausgabeöffnung 102,
in dem der auszugebende Klebstoff 105 vorgesehen ist sowie
in einen zweiten Raum zwischen der zweiten Seite des Kolbens 101 und
dem Verbindungsadapter 203. Die Kartusche 100 ist
an ihrer der Ausgabeöffnung 102 gegenüberliegenden
Seite offen gestaltet und weist dort einen radial vorstehenden Kragen 108 auf,
der zur Montage und/oder Befestigung der Kartusche 100 mittels
des Bajonettverschlusses 204 an dem Verbindungsadapter 203 dient.
Für den Vortrieb des Kolbens 101 weist die Ausgabevorrichtung 200 eine
Vortriebseinrichtung auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst
die Vortriebseinrichtung insbesondere eine Spindel 210 als
Antriebsstange, welche mit einer Spindelaufnahme 110 an
der der Ausgabeöffnung 102 abgewandten Seite des
Kolbens 101 an selbigem vorgesehen ist. Die Spindelaufnahme 210 ist
als proximal vorstehende Hülse ausgestaltet, in die die Spindel 210 hinein
geschoben wird. Vorzugsweise wird dabei zwischen Kolben 101 und
Spindel 210 keine feste Verbindung hergestellt. Die Spindelaufnahme 210 dient
vielmehr als Führung für die Spindel 210 und
verhindert ein Verkanten des Kolbens 101 bei dem Vortrieb
innerhalb der Kartusche 100. Zudem umfasst die Vortriebseinrichtung
einen im proximalen Teil der Ausgabevorrichtung 200 angeordneten
Schrittmotor 212, welcher mittels einer Spindelmutter 211 mit
der Spindel 210 in einer Wirkverbindung steht, so dass
die Spindel 210 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 210 aus dem Gehäuse 221 in
distale Richtung ragt. Zudem sind eine elektrische Leitung 214 sowie
ein elektrischer Anschluss 215 vorgesehen, um den Schrittmotor 212 mit
Energie zu versorgen. Im proximalen Bereich weist das Gehäuse 221 ferner
einen Spindelaufnahmeraum 216 auf. Dieser dient zur Aufnahme
der Spindel 210 im zurückgezogenen Zustand vor
der Ausgabe des Klebstoffs 105 aus der Kartusche 100.
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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. Da die Spindelaufnahme 110 vorzugsweise
keine Fixierung der Spindel 210, sondern lediglich eine
Führungsmöglichkeit für die Spindel 210 bereitstellt,
kann eine besonders einfache Trennung der Spindel 210 von dem
Kolben 101 ermöglicht werden. Die Spindel 210
wird
einfach durch das Entfernen der Kartusche 100 von dem Verbindungsadapter 203 bei
dem Austausch der Kartusche 100 aus der Spindelaufnahme 110 herausgezogen.
Eine andere Möglichkeit ist das Zurückfahren der
Spindel 210 mittels des Schrittmotors 212. Dies
zeigt einen wesentlichen Vorteil des Ausgabesystems, da zur Verbindung
und zur Lösung der Verbindung der Spindel 210 mit
dem Kolben 101 keine aufwändigen Arbeitsschritte
erfolgen müssen, bei denen die Spindel 210 umständlich
am Kolben 101 fixiert bzw. bei denen die Fixierung zwischen Spindel 210 und
Kolben 101 gelöst werden müsste.
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Das
gezeigte Ausgabesystem kommt insbesondere zur Ausgabe von flüssigen
oder viskosen Massen, wie beispielsweise des Klebstoffs 105 zum Einsatz.
Der Kolben 101 beaufschlägt durch den Vortrieb
den ersten Raum 104 mit einem Überdruck, um den
Klebstoff 105 auszugeben. Bei einer Unterbrechung des Ausgabevorgangs
durch ein Stoppen des Vortriebs des Kolbens 101 kann es
zu einem ungewünschten Nachlaufen der Klebstoffes 105 aus
der Ausgabeöffnung 102 kommen. Zur Unterbindung dieses
Nachlaufens ist das Ausgabesystem mit weiteren Merkmalen ausgestattet.
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Die
Ausgabevorrichtung 200 weist eine nicht dargestellte elektronische
Steuerung auf, die eine zumindest bereichsweise Rückstellung
der Spindel 210 bei Beendigung des Ausgabevorgangs der
Masse 105 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 113 vorsieht.
Sobald der Vortrieb des Kolbens 101 unterbrochen wird,
erfolgt also zumindest bereichsweise ein Rückstellen der
Spindel 210. Um einen Druckausgleich im ersten Raum 104 zur
Verhinderung des Nachlaufens des Klebstoffes 105 zu erwirken,
ist ein Rückzugsmittel 220 für den Kolben 101 vorgesehen, welches
zumindest bei Rückstellung der Antriebsstange 210 mit
einer Rückstellkraft auf den Kolben 101 einwirkt,
welche im Wesentlichen entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 113 wirkt,
die zumindest eine abschnittsweise Bewegung des Kolbens 101 entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung 113 ermöglicht.
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Die
Rückstellkraft des Rückzugsmittels 220 zieht
den Kolben 101 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 113,
bei einer oben beschriebenen Rückstellung der Spindel 210 also
zusammen mit der Spindel 210 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 113. Durch
die mittels der Verschiebung des Kolbens 101 erwirkte Volumenvergrößerung
des ersten Raumes 104 kann der zur Ausgabe des Klebstoffes 105 vorgesehene Überdruck
im ersten Raum 104 ausgeglichen werden, so dass ein Nachlaufen
verhindert werden kann. Zudem kann die Rückstellung der
Spindel 210 und insbesondere die Rückstellkraft
für den Kolben 101 derart ausgelegt werden, dass
beispielsweise der Klebstoff 105 aus der Düse 103 gezogen
wird, um ein Eintrocknen des Klebstoffes 105 in diesem Bereich
zu verhindern und die Düse 103 gegebenenfalls
durch einen nicht gezeigten Stopfen verschließen zu können.
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Bei
dem gezeigten Ausgabesystem kommt als Rückzugsmittel 220 ein
Unterdrucksystem zum Einsatz. Hierbei übt ein Unterdruck 107,
welcher in dem zweiten Raum 106 zwischen der der Ausgabeöffnung 102 abgewandten
Seite des Kolbens 101 und dem Verbindungsadapter 203 vorgesehen
ist, auf den Kolben 101 eine Sogkraft aus, die zumindest während
der Ausgabe des Klebstoffs 105 im Wesentlichen entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung 113 wirkt. Hierfür ist für
die Verbindung der Kartusche 100 an dem Verbindungsadapter 203 eine
Dichtung 217 vorgesehen, die den zweiten Raum 106 abdichtet. Zudem
kann die Spindelbohrung 207 mit entsprechenden Mitteln
zur Abdichtung des zweiten Raumes 106 ausgestattet sein.
Zur Herstellung des Unterdrucks 107 ist zudem eine Unterdruckleitung 208 vorgesehen,
welche mit dem zweiten Raum 106 kommuniziert. Ferner ist
an der Unterdruckleitung 209 ein Anschluss 209 vorgesehen,
der sich insbesondere zum Anschließen einer nicht gezeigten
Vakuum- und/oder Unterdruckpumpe eignet. Mit einer derartigen Pumpe
kann ein konstanter Unterdruck 107 in dem zweiten Raum 106 eingestellt
werden, um eine konstante Sog- oder Rückstellkraft auf
den Kolben 101 einwirken zu lassen. Zudem kann der Unterdruck 107 an
die auszugebende Masse angepasst werden, so dass beispielsweise
für hochviskose Massen ein höherer Unterdruck 107 eingestellt
werden kann, als für niedrig viskose Massen, um für
erstgenannte eine höhere Sog-/oder Rückstellkraft
für den Kolben 101 bereitzustellen.
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Eine
Alternative zum gezeigten Ausgabesystem wäre ein Verzicht
auf die gezeigte Unterdruckleitung 208 und den Anschluss 209.
In dieser Ausgestaltung der Erfindung würde der zweite
Raum 106 ebenfalls vorzugsweise vollständig und
dicht geschlossen ausgestaltet sein. Die als Rückstellkraft wirkende
Sogkraft auf den Kolben 101 würde bei dieser nicht
gezeigten Alternative durch einen Unterdruck 107 bereitgestellt
werden, der durch eine Volumenvergrößerung des
zweiten Raumes 106 bei einer Verschiebung des Kolbens 101 zur
Ausgabe des Klebstoffs 105 bereitgestellt würde.
Diese Bauform würde sich insbesondere für als
tragbare Handgeräte ausgestaltete Ausgabesysteme eignen,
bei denen im Arbeitsumfeld insbesondere keine Anschlussmöglichkeiten
einer Vakuum- oder Unterdruckpumpe zur Verfügung steht
würden.
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2 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht einer Alternative eines erfindungsgemäßen
Ausgabesystems bestehend aus einer Ausgabevorrichtung 200 und
einer Kartusche 100. Dabei handelt es sich um eine ähnliche
Bauform hinsichtlich des in 1 gezeigten
Ausgabesystems. Auch hier ist das Gehäuse 221 der
Ausgabevorrichtung 200 mit dem Verbindungsadapter 203 und
der daran befestigten Kartusche 100 vorgesehen, welche
den Kolben 101 zur Ausgabe des Klebstoffes 105 aus
der Ausgabeöffnung 102 aufweist. Zudem ist auch
hier ein Unterdrucksystem als Rückzugsmittel 220 zu
finden, wobei der zweite Raum 106 mit einem Unterdruck 107 versehen
werden kann, um eine Sog- oder Rückstellkraft für
den Kolben 101 bereitzustellen. Die Unterdruckleitung 208 verbindet
jedoch im gezeigten Ausführungsbeispiel den zweiten Raum 106 mit
dem proximalen Spindelaufnahmeraum 216. An der proximalen
Seite der Ausgabevorrichtung 200 ist ein Anschluss 209 zur
Beaufschlagung des Spindelaufnahmeraums 216 mit einem Unterdruck 107 und
somit auch des zweiten Raums 106 über die Unterdruckleitung 208.
Das gezeigte Ausgabesystem weist damit einen größeren
Gesamtraum für den Unterdruck 107 auf, so dass
eine Änderung des Unterdruckes 107 bei der Ausgabe
des Klebstoffes 105 einhergehend mit der Volumenvergrößerung
insbesondere des zweiten Raumes 106 besser ausgeglichen
werden kann. Zudem kann auf eine aufwändige Abdichtung der
Spindelbohrung 207 für die Durchführung
der Spindel 210 durch den Verbindungsadapter 203 zur Abdichtung
des zweiten Raums 106 von dem Gehäuse 221 verzichtet
werden.
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3 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht einer weiteren Alternative eines
erfindungsgemäßen Ausgabesystems. Auch hier handelt
es sich um eine ähnliche Bauform hinsichtlich des in 1 gezeigten Systems.
Das Gehäuse 221 der Ausgabevorrichtung 200 weist
den Verbindungsadapter 203 und die daran über
den Bajonettverschluss 204 befestigten Kartusche 100 auf.
Innerhalb der Kartusche 100 ist der Kolben 101 zur
Ausgabe des Klebstoffes 105 aus der Ausgabeöffnung 102 vorgesehen.
Der Vortrieb des Kolbens 101 erfolgt über die
Vortriebseinrichtung bestehend aus der Spindel 210, der
Spindelmutter 211, welche in der Spindelbohrung 207 des
Verbindungsadapters 203 vorgesehen ist und einem im Gehäuse 221 vorgesehenen
Linearmotor 213 mit vorgelagerter Getriebestufe. Als Rückzugsmittel 220 kommt
hier ein Federelement 112 zum Einsatz, welches an seiner
einen Seite an dem Verbindungsadapter 203 und an seiner
anderen Seite mit dem Kolben 101verbunden ist und welches
bei einer Verschiebung des Kolbens 101 zur Ausgabe des
Klebstoffs 105 vorgespannt wird. Zur Befestigung des Federelementes 112 weist
der Kolben 101 an der dem Verbindungsadapter 203 zugewandten
Seite entsprechende Befestigungsmittel 115 auf. Zudem finden
sich Befestigungselemente 218 an dem Verbindungsadapter 203 zur
Fixierung der anderen Seite des Federelementes 112. Vorzugsweise
ist das Federelement 112 mit dem Verbindungsadapter 203 fest
verbunden und wird bei der Verbindung der Kartusche 100 mit
dem Verbindungsadapter 203 auf der anderen Seite mittels
der Befestigungsmittel 115 an dem Kolben 101 montiert. Dies
kann beispielsweise bei dem Einsatz einer Spiralfeder als Federelement 112 bei
dem Eindrehen der Kartusche 100 zur Verbindung selbiger über
den Bajonettverschluss 204 durch ein Eindrehen der freien Federwendel
in das als entsprechende Aufnahme gestaltetes Befestigungselement 113 erfolgen.
Bei der Ausgabe des Klebstoffs 105 aus der Kartusche durch
den Vortrieb des Kolbens 101 wird das Federelement 112 vorgespannt
und übt eine Zugkraft auf den Kolben 101 aus,
welche im Wesentlichen entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 113 wirkt,
die zumindest bei Rückstellung der Spindel 210 zumindest eine
abschnittsweise Bewegung des Kolbens 101 entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung 113 ermöglicht. Zudem kann
insbesondere in Vortriebsrichtung 113 eine Trennung des
Kolbens 101 von der Vortriebseinrichtung, insbesondere
von der Spindel 210 verhindert. Durch den Einsatz eines
Federelementes 112 kann insbesondere auf eine präzise
Abdichtung der Bauteile zueinander, wie in den in 1 und 2 gezeigten
Ausgabesysteme, bei denen als Rückzugsmittel 220 Unterdrucksysteme
zum Einsatz kommen sowie daraus resultierende Sogkräfte
als Rückstellkräfte, verzichtet werden. Vorzugsweise
ist das Federelement 112 austauschbar gestaltet, so dass
es insbesondere an die Viskosität des auszugebenden Klebstoffes 105 angepasst
werden kann.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Alternative eines erfindungsgemäßen Ausgabesystems.
Die Ausgabevorrichtung 200 des Systems weist das Gehäuse 221 auf,
welches im Wesentlichen quaderförmig gestaltet ist. Die
Außenflächen des Gehäuses 221 bestehen
aus miteinander verbundenen, lackierten Blechen, um ein festes und
lange haltbares System bereitstellen zu können. An der
einen, distalen Stirnseite des Gehäuses 221 ist
das Verbindungsadapter 203 vorgesehen. Dieses ist im Wesentlichen
zylindrisch gestaltet und weist an der Mantelfläche mehrere
Verbindungsnuten 206 auf. Die Verbindungsnuten 206 dienen
zur Befestigung einer Kartuschenaufnahme 201 an dem Verbindungsadapter 203.
Hierfür weist die Kartuschenaufnahme 201 zu den
Verbindungsnuten 206 korrespondierende Bauteile auf. Die
Verbindung zwischen Kartuschenaufnahme 201 und Verbindungsadapter 203 erfolgt
mittels des Bajonettverschlusses 204. Die Kartuschenaufnahme 201 dient
der Aufnahme einer nicht gezeigten Kartusche, welche die über
die Ausgabevorrichtung 200 auszugebende Masse enthält. An
seiner dem Verbindungsadapter 203 abgewandten, distalen
Seite weist die Kartuschenaufnahme 201 eine Öffnung 202 auf,
durch die sich die Düse 103 mit einer Ausgabeöffnung 102 erstreckt.
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5 zeigt
eine Seitenansicht des Ausgabesystems aus 4 ohne Darstellung
des Gehäuses. Zu erkennen ist die Ausgabevorrichtung 200 mit
dem mit der Spindel 210 verbundenen Schrittmotor 212 als
Teil der Vortriebseinrichtung zum Vortrieb des in der nicht gezeigten
Kartusche angeordneten Kolbens. Die Kartusche ist dabei in der mit
dem Verbindungsadapter 203 verbundenen Kartuschenaufnahme 201 enthalten.
Distal ragt die Düse 103 mit der Ausgabeöffnung 102 aus
der Kartuschenaufnahme 201 heraus.
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6 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht des Details A des in 5 gezeigten
Ausgabesystems. In der im Wesentlichen hohl gestalteten Kartuschenaufnahme 201 ist
die Kartusche 100 vorgesehen. Der Hohlraum der Kartuschenaufnahme 201 entspricht
im Wesentlichen der Kartusche 100, so dass die Kartusche
selbst dünnwandig gestaltet werden kann und auf die Kartusche
einwirkende Kräfte bei der Ausgabe des Klebstoffs 105 von
der vorzugsweise dickwandigeren Kartuschenaufnahme 201 aufgefangen
werden können. So kann durch die Wiederverwendung der Kartuschenaufnahme 201 und durch
den Austausch der dünnwandigen Kartusche 100 Material
eingespart und ein ressourcenschonendes Ausgabesystem bereitgestellt
werden. Zur Verbindung der Kartusche 100 mit der Ausgabevorrichtung 200 wird
die Kartuschenaufnahme 201 über den Bajonettverschluss 204 mit
dem Verbindungsadapter 203 verbunden. Hierfür
kann zumindest ein vorstehender Verbindungsbolzen 205 der
Kartuschenaufnahme 201 mit einer in proximale Richtung
schräg verlaufenden und distal für den Verbindungsbolzen 205 zugänglichen
Verbindungsnut 206 des Verbindungsadapters 203 in
Eingriff gebracht werden. Durch Verdrehen der Kartuschenaufnahme 201 hinsichtlich
des Verbindungsadapters 203 können beide Bauteile
miteinander verbunden werden.
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Innerhalb
der Kartusche 100 ist auf der einen Seite des Kolbens 101 der
erste Raum 104 mit dem abzugebenden Klebstoff 105 vorgesehen.
Auf der anderen Seite des Kolbens 101, zwischen selbigem und
dem Verbindungsadapter 203, ist der zweite Raum 106 für
den Unterdruck 107 vorgesehen, welcher die insbesondere
auf den Kolben wirkende Sogkraft als Rückstellkraft für
den Kolben 101 bereitstellt. Zwischen dem Kolben 101 und
der Innenwand der Kartusche 101 ist der Dichtbereich 109 vorgesehen, der
den zweiten Raum 106 in distale Richtung abdichtet. Die
in Richtung Verbindungsadapter 203 weisende, offene Seite
der Kartusche 100 und ein hervorstehendes und in die Öffnung
der Kartusche 100 hineinragendes Anschlussteil des Verbindungsadapters 203 sind
so ausgestaltet, dass eine Dichtung 217 bereitgestellt
werden kann. Bis auf die durch den Verbindungsadapter 203 verlaufende
Unterdruckleitung 208 mit einem Anschluss 209 für
eine Unterdruckpumpe zur Beaufschlagung des zweiten Raums mit einem
Unterdruck 107, wir demzufolge ein geschlossener zweiter
Raum 106 für den Unterdruck 107 bereitgestellt.
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Der
Kolben 101 weist an seiner dem Verbindungsadapter 203 zugewandten
Seite eine vorstehende Hülse als Spindelaufnahme 110 auf,
die als Führungsmöglichkeit der Spindel dient.
Eine mechanische Fixierung zwischen der Spindelaufnahme 110 und
der Spindel 210 erfolgt hier nicht. Für den Vortrieb
des Kolbens 101 ist zudem am Kolben 101 im Bereich
des Bodens der Spindelaufnahme 110 ein Spindelanschlag
vorgesehen. Dieser kann eine zur Form der Spindel 210 korrespondierende
Gestalt haben. Insbesondere ist es denkbar bei dem Einsatz einer
hohlen Spindel 210 als Spindelaufnahme 110 einen
bereichsweise vorstehenden Dorn oder Nocken vorzusehen, um einen
guten Eingriff der Spindel 210 an einem bevorzugten Punkt
des Kolbens 101 bereitzustellen.
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Die
durch den im zweiten Raum 106 herrschenden Unterdruck 107 bereitgestellte
und auf den Kolben 101 einwirkende Sogkraft stellt bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Rückstellkraft
für den Kolben bereit, welche im Wesentlichen entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung 113 wirkt, die zumindest bei Rückstellung
der Spindel 210 zumindest eine abschnittsweise Bewegung
des Kolbens 101 entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung 113 ermöglicht.
Somit wird mit vorliegendem Ausführungsbeispiel ein Ausgabesystem
offenbart, welches ein einfaches Auswechseln der Kartusche 100 ermöglicht, da
der zur Kartusche 100 gehörende Kolben 101 nicht
mechanisch und fest mit der Spindel 210, also der Vortriebseinrichtung,
verbunden ist. Vielmehr kann die Spindel 210, beispielsweise
bei einem Austausch der Kartusche 100, einfach von dem
Kolben 101 entfernt werden, da die Spindelaufnahme 110 des
Kolbens 101 nur der Führung und nicht der Fixierung
der Spindel 210 dient. Um dennoch eine präzise Dosierung
bei der Ausgabe des Klebstoffs 105 zu ermöglichen
und um insbesondere ein Nachlaufen des Klebstoffs 105 zu
verhindern, ist das Ausgabesystem mit einem als Unterdrucksystem
ausgestalteten Rückzugsmittel ausgestattet, welches eine
auf den Kolben 101 wirkende Sogkraft als Rückstellkraft
bereitstellt, die entgegen der Vortriebsrichtung 113 wirkt.
Durch eine Änderung des Unterdrucks 107, beispielsweise
mittels einer einstellbaren Unterdruckpumpe, kann insbesondere eine
einstellbare und an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbare Sogkraft
bereitstellt werden. Somit kann ein universell einsetzbares Ausgabesystem
für verschiedenste auszugebende Massen mit beispielsweise
unterschiedlichen Viskositäten bereitgestellt werden, die eine
einfache Auswechslungsmöglichkeit der Kartusche 100 für
die auszugebende Masse bietet.
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7 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform
des Details A des in 5 gezeigten Ausgabesystems.
Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um den Aufbau des in 6 gezeigten
Systems. Jedoch kommt bei der gezeigten Ausführung ein
Kolben 101 zum Einsatz, welcher einen elastischen Bereich 114 aufweist.
Dieser befindet sich, hinsichtlich der Achse der im Wesentlichen
hohlzylindrischen Kartusche 100, im Zentrum des Kolbens 101,
zumindest im Bereich der Angrifffläche für die
Spindel 210. An den Außenbereichen, insbesondere
im Kontaktbereich des Kolbens 101 mit den Innenwänden
der Kartusche 100, weist der Kolben 101 einen
unelastischen Außenring 116 auf.
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8 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht des in 6 gezeigten
Details A während der Massenausgabe. Die Spindel 210 ist
hier mit dem Kolben 101 in Kontakt und drückt
diesen zur Ausgabe des Klebstoffes 105 aus dem ersten Raum 104 in
Vortriebsrichtung 113. Durch die Krafteinwirkung mittels der
Spindel 210 verformt sich der elastische Bereich 114 des
Kolbens 101 derart, dass der Kolben 101 im Gebiet
des elastischen Bereichs 114 in den ersten Raum 104 gewölbt
wird. Der unelastische Außenring 116 des Kolbens 101 gewährleistet
eine ausreichende Abdichtung des ersten Raumes 104 durch
den Kolben 101 an der Innenwand der Kartusche 100. Der
elastische Bereich 114 kommt hier als Rückzugsmittel 220 für
den Kolben 101 zum Einsatz. Die nicht gezeigte elektronische
Steuerung der Ausgabevorrichtung sieht, wie oben beschrieben, eine
zumindest bereichsweise Rückstellung der Spindel 210 bei
Beendigung des Ausgabevorgangs des Klebstoffs 105 entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung 113 vor. Um einen Druckausgleich
im ersten Raum 104 zu erwirken, um ein Nachlaufen des Klebstoffes 105 zu
verhindern, kann der elastisch verformte Bereich 114 bei Rückstellung
der Antriebsstange 210 in seinen ursprünglichen
Zustand übergehen. Dies hat eine Vergrößerung
des Volumens des ersten Raumes 104 zur Folge, so dass der
Druck im ersten Raum 104 verringert und ein Nachlaufen
des Klebstoffes 105 verhindert werden kann. Als Rückstellkraft
des als Rückzugsmittel 220 verwendeten elastischen
Bereichs 114 ist somit im Wesentlichen die Kraft anzusehen, die
bei Wegfall der zur Verformung des Bereichs 114 durch die
Spindel 210 einwirkenden Kraft, den Bereich 114 in
seine Ursprungsform zurückkehren lässt. Diese
Lösung hat viele Vorteile. Der Kolben 101 ist
in der Regel Teil der Kartusche 100, so dass der Kolben 101 und
insbesondere der elastische Bereich 114 der Dimension der
Kartsuche 100 und den Eigenschaften des Klebstoffes 105 angepasst
werden kann. Möglicherweise kann es beispielsweise ratsam
sein, für höherviskose Klebstoffe 105 einen
größeren elastischen und/oder stärker
elastischen Bereich 114 bereitzustellen. Der Anwender muss
somit nur eine Ausgabevorrichtung nutzen, das passende Rückzugsmittel 220 wird
durch die Kartusche 100, bei der der Kolben 101 mit
einen entsprechenden elastischen Bereich 114 ausgerüstet
ist, automatisch bereitgestellt, so dass hier insbesondere keine
Bedienungsfehler durch den Anwender mehr möglich sind.
-
Mit
den gezeigten Ausgabesystemen kann durch den Einsatz der Vortriebseinrichtung
in Verbindung mit dem Rückzugsmittel eine wiederholbare Ausgabegenauigkeit
im Bereich von 0,2 μl–2 μl, bevorzugt
im Bereich 0,5 μl–1 μl bereitgestellt
werden. Auf diese Weise ist ein besonders präzises Arbeiten möglich.
Die erfindungsgemäßen Systeme haben eine bevorzugte
Ausgabemenge an Masse im Bereich von 0,5 μl–50.000 μl,
ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 μl–30.000 μl.
Die Ausgabe erfolgt dabei bei einer bevorzugten Ausgabegeschwindigkeit
von 0,5 μl/s–500 μl/s, ganz besonders
bevorzugt bei 2 μl/s–20 μl/s. Derartige
Systeme eignen sich somit besonders für die Ausgabe von
flüssigen oder viskosen Massen im Labor- oder industriellen
Bereich, wo ein präzisen Arbeiten und insbesondere feindosierte
und genaue Abgabe der Masse erforderlich ist.
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Bezugszeichenliste
-
- 100
- Kartusche
- 101
- Kolben
- 102
- Ausgabeöffnung
- 103
- Düse
- 104
- erster
Raum
- 105
- Klebstoff
- 106
- zweiter
Raum
- 107
- Unterdruck
- 108
- vorstehender
Kragen
- 109
- Dichtbereich
- 110
- Spindelaufnahme
- 111
- Spindelanschlag
- 112
- Federelement
- 113
- Vortriebsrichtung
- 114
- Elastischer
Bereich
- 115
- Befestigungsmittel
- 116
- Unelastischer
Außenring
- 200
- Ausgabevorrichtung
- 201
- Kartuschenaufnahme
- 202
- Öffnung
- 203
- Verbindungsadapter
- 204
- Bajonettverschluss
- 205
- Verbindungsbolzen
- 206
- Verbindungsnut
- 207
- Spindelbohrung
- 208
- Unterdruckleitung
- 209
- Anschluß
- 210
- Spindel
- 211
- Spindelmutter
- 212
- Schrittmotor
- 213
- Linearmotor
- 214
- elektrische
Leitung
- 215
- elektrischer
Anschluß
- 216
- Spindelaufnahmeraum
- 217
- Dichtung
- 218
- Befestigungselement
- 219
- Trennmittel
- 220
- Rückzugsmittel
- 221
- Gehäuse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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