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Im Fahrzeugbau, der Luftfahrt und im Baugewerbe, aber auch in vielen anderen Bereichen der Technik und des täglichen Lebens, finden plastische Dichtstoffe in Pastenform, bekannt auch als „Montage- oder Bausilikone“, verschiedene Anwendungen. Diese als Prozesswerkstoff eingesetzten Dichtmaterialien sind meist feuchtigkeits-vernetzende Polyadditionsdichtstoffe, deren Polymerisation durch Luftfeuchtigkeit herbeigeführt wird. Bezüglich der Viskosität, der Gleiteigenschaften in der Materialzuführung, des Anhaftverhaltens und der plastischen Stabilität sind diese so konzipiert, dass sie sich unter Druck über eine Auftragsdüse in den zu dichtenden Bereich auftragen/einbringen lassen. Nach dem üblicherweise manuellen Dichtmittelauftrag haften diese Materialien schnell auf dem Auftragsuntergrund an.
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Nach dem Auftrag verkleben sich die Montage- oder Bausilikone mit den angrenzenden Oberflächen der zueinander zu dichtenden Materialen und binden dann ab, wobei je nach gewähltem Silikon diese mehr oder weniger dauerelastisch bleiben.
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Der folgenden Betrachtung vorausgeschickt sei der Hinweis, dass die Montage- oder Bausilikone sich zur Abdichtung von Fugen eignen, die gewöhnlich eine Fugenbreite von ca. 3-25 mm haben. Dabei ist es unerheblich, in welchem Winkel die Flächen stehen, zwischen denen eine Dichtigkeit hergestellt werden soll. Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Auftragsdüse wird sich auf rechtwinklig zueinanderstehende Dichtflächen mit Berücksichtigung der bauüblichen Toleranzen bezogen. Hierfür ist die Bezeichnung „Eckfuge“ (1.) gebräuchlich. Dabei entsteht eine bezogen auf den Querschnitt dreieckige Dichtmittelspur (2.), die auf beiden miteinander zu dichtenden Flächen der Materialkonsistenz entsprechende Haftflächen (3.) benötigt. Aus der mathematischen Geometrie sind die Begriffe Kathete und Hypotenuse bekannt. Somit bilden im Querschnittsdreieck die Katheten die Haftflächen (3.) und die Hypotenuse die spätere Ansichtsfläche (4.). Bei manchen Anwendungen kann die Ansichtsfläche (4.) eine Art Innenwölbung in Form einer Hohlkehle haben. In den meisten Fällen arbeitet man bei der Dichtmittelspur (2.) mit gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecksquerschnitten, die weitestgehend konstant, bezogen auf die Fugenlänge, sein sollen. Gewünscht ist eine gleichmäßige Ansichtsfläche (4.), die glatt in der Oberfläche ist und in einer 45°-Stellung die Fuge überbrückt (ggf. in Form einer Hohlkehle).
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Außerdem sei bei der Betrachtung vorausgesetzt, dass die Haftflächen (3.) soweit geschlossen sind, dass mit dem Dichtmittelauftrag die abschließende Dichtmittelspur (2.) mit der Ansichtsfläche (4.) hergestellt werden soll.
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In der Praxis sind für den einstrangigen Materialauftrag spitz zulaufende Kunststoffdüsen als Standarddüse gebräuchlich, die auf eine mit einem Außengewinde versehene runde Materialzuführungsöffnung aufgeschraubt werden. Bedingt durch die Dünnwandigkeit bzw. die Verwendung eines entsprechend weichen Kunststoffs lassen sich diese Düsen mit einer scharfen Klinge durch einen manuell ausgeführten einfachen Schnitt auf eine Öffnungsgröße zuschneiden. Der Gebrauch ist meist einmalig (Einwegdüse) und dadurch flexibel in der Handhabung.
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Es ist sinnvoll, die oben erwähnte Einwegdüse gemäß der gewünschten Breite der späteren Ansichtsfläche (4.) anzuschneiden. Meist wählt der Anwender einen schräglaufenden Anschnitt, der im Resultat eine ellipsenförmige Öffnung der Düsenspitze zur Folge hat. Bezogen auf die Fugen- bzw. Führungsrichtung ist dann die Düse entsprechend des schräg laufenden Anschnittwinkels zu führen, soweit dies manuell möglich ist. Bekannt sind auch so genannte Stützranddüsen. Diese haben umlaufende Einkerbungen oder Absetzungen, die als Anschnittführung hilfreich sind.
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Bei der gängigen Handhabung führt der Anwender die angeschnittene Kunststoffdüse in der Art, dass die bezogen auf die Anschnittöffnung der Kunststoffdüse gegenüberliegenden Kanten, die die Ellipsennebenachse verbinden, an den Haftflächen (3.) aufliegen. Der pastenförmige Dichtstoff wird möglichst gleichmäßig durch die Düse gepresst, wobei die Düse mit der dazu passenden Führungsgeschwindigkeit bewegt wird, sodass sich der gewünschte Dreiecksquerschnitt mit dem Dichtstoff ausfüllt. Der Dichtstoff bildet durch den Austrittsdruck zuerst den Haftkontakt und fast gleichzeitig wird die Ansichtsfläche (4.) der Dichtfuge durch die der Führungsrichtung gegenüberliegenden Kante der Austrittsöffnung weitestgehend glatt ausgeformt. Allerdings ist ein hohes Maß an handwerklichem Geschick notwendig, um die Düse in dieser beschriebenen Art zu führen. Es kommt oft vor, dass die Kanten der Düse nicht aufliegen und der pastenförmige Dichtstoff seitlich, d. h. neben der gewünschten Spur, austritt. Das dadurch notwendig werdende Entfernen des seitlich zu viel aufgetragenen Dichtstoffs ist mühsam und sehr zeitaufwendig. Außerdem ist bei einem Verkanten der Düse die Ansichtsfläche (4.) der Dichtmittelspur (2.) in der Eckfuge (1.) nicht mehr gleichmäßig bzw. kommt es vor, dass die Katheten (gemäß der oben getroffenen Definition) über die Länge der Dichtmittelspur nicht konstant ausfallen. Dies ergibt einen relativ unschönen und kurvig wirkenden Fugenverlauf.
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Im Handel erhältlich sind sogenannte „Fugenabzieher“ oder „Abziehspachtel“. Dies sind Spachtelwerkzeuge, mit denen der Anwender nach dem Dichtstoffauftrag die Materialspur nachbearbeiten kann. Dazu haben diese Spachtel entsprechende Formkanten, mit denen die Kontur der Dichtmittelspur (2.) bearbeitbar ist. Somit kann man den frischen, nicht abgebundenen Materialauftrag abziehen und damit die gewünschte Fugenansicht erreichen. Bei dem Nachbearbeiten schiebt dieses Werkzeug in relativ geringen Maß das zu formende Material vor sich her und verteilt es gleichmäßig bzw. formt es zur Ansichtsfläche (4.). In der Praxis ist dies allerdings nur begrenzt möglich, weil sich beim Abziehen seitlich neben der eigentlichen Materialspur überschüssiges Material ansammeln kann, das anschließend relativ aufwändig zu beseitigen ist. Oder es wurde zu wenig Material aufgetragen und ein Abziehen ist nur möglich, in dem man eine schmalere, somit nicht gewünschte, Ansichtsfläche (4.) herstellt. In der Summe ist auch bei dieser Ausformungsmethode relativ viel handwerkliches Geschick notwendig und der Auftragsvorgang hat in jedem Fall zwei notwendige Arbeitsgänge (1. Dichtstoffauftrag; 2. Abziehen der Oberfläche).
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Eine weitere Möglichkeit der Nachbearbeitung ist ein schlichtes Glätten der Ansichtsfläche (4.) der Dichtmittelspur (2.) durch manuelles Formen (ohne Werkzeug mit einem Finger). Dazu wird meist ein Trennmittel eingesetzt, damit kein Haftkontakt entsteht. Auch hierbei lässt sich die Ansichtsfläche (4.) nur in geringem Maße verändern. Wesentliche Korrekturen, soweit dies die gewünschte Fugenform betrifft, sind in der Regel nicht möglich. Auch bei dieser Nachbearbeitungsart stellen sich alle Nachteile ein, die bei dem vorgenannten Fugenabzieher/Abziehspachtel in Betracht kamen.
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Außerdem gebräuchlich sind Vorrichtungen, in die die vorbeschriebene Kunststoffdüse eingesteckt wird. Diese Vorrichtungen sind ähnlich wie ein „Fugenabzieher“ ausgebildet, jedoch wird das Dichtmaterial (pastenförmiges Silikon) durch die eingesteckte Düse vor den Spachtel gespritzt. Dieser Bereich ist zur Auftragsseite offen, wodurch eine gewisse Pufferung des aufzubringenden Materials möglich ist. Das sich dort sammelnde Dichtmaterial wird von den Kanten des Spachtels, die zur besseren mechanischen Wirksamkeit mit Dichtlippen versehen sein können, in Richtung der Eckfuge (1.) zusammengeschoben und in einem verdeckt liegenden Ausformbereich, der als eine Aussparung an der Spitze des Spachtels konzipiert ist, zu der gewünschten Spur geformt.
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Generell hat dieses Auftragssystem den Nachteil, dass das Material zum Großteil erst durch die Spachtelkanten in den Auftragsbereich geschoben werden muss. Jegliche Undichtigkeiten bei diesem offenen Materialtransport haben relativ aufwendig nachzuarbeitende Fehlaufträge zur Folge. Ähnliche Fehlaufträge entstehen, wenn der Bediener diesen Spachtel beim Auftragen verkantet und dadurch sich die Spachtelkante von der Oberfläche abhebt. Dabei bilden sich seitliche Schmierspuren. Außerdem bedingt die Materialpufferung, dass immer genug Silikon dem Spachtel vorgespritzt wird. Bei der Handhabung sind daher Spurabrisse möglich.
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Mit dem „Werkzeug zum Verarbeiten von Kleb- oder Dichtstoffen“ (siehe
DE 196 46 352 A1 ) ist eine Vorrichtung bekannt, in die eine handelsübliche Kunststoffspitze einzustecken ist und durch ein Kugelgelenk das Dichtmaterial in Richtung der Eckfuge (1.) zugeführt wird. Bedingt durch seitliche Führungsflächen wird die Vorrichtung beim Auftragen in Längsrichtung gehalten. Ursächlich durch gänzliches Fehlen von Dichtungselementen kommt es bei dieser Lösung zu einem seitlichen Fehlauftrag, der beschwerlich zu entfernen ist.
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Im weiteren bekannt ist eine Auftragsdüse (Patentantrag Az. 10 2020 005 094.8), deren Auftragsöffnung seitlich von Dichtlippen eingegrenzt ist. Diese Düse hat zwei Kontaktkörper, die ein kontinuierliches Führen des Auftragsbereichs ermöglichen. Bei diesem System wird das Dichtmittelmaterial direkt in den Fugenbereich eingebracht und von einer Ausformkante glattgestrichen. Gleichzeitig entsteht vor der Ausformkante ein Pufferbereich, der kleinere Schwankungen in der Kontinuität der Materialzuführung und/oder dem für den gleichmäßigen Auftrag notwendigen relativ konstanten Verhältnis zwischen Materialzuführung und Führungsgeschwindigkeit kompensiert. Allerdings ist auch für dieses System eine gewisse Übung von Seiten des Bedieners notwendig, weil sich der zum Ausformen des Dichtmaterials notwendige Ausformdruck vor der Ausformkante nur dann durch die Führungsgeschwindigkeit ergibt, wenn zum gleichen Zeitpunkt im Pufferbereich eine hinreichende Menge an Dichtmaterial vorhanden ist. Man kann mit dieser Düse bei der Herstellung einer Dichtmittelspur (2.) in einer Raumecke starten, aber bedingt durch die ziehende Arbeitsweise nicht in eine Raumecke hineinarbeiten. Daraus resultiert zwingend, dass sich ein in dem mittleren Bereich der Auftragsspur liegender Dichtspurstoß ergibt. Dieser ist aber mit dieser Düse nicht durchgängig ausformbar.
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Zum Stand der Technik gehört auch eine „Vorrichtung zum Aufbringen, Abgrenzen und Glattstreichen von manuell mit einer plastischen Füllmasse ausgespritzten Fugen“ (siehe
DE 20 2012 104 784 U1 ). Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die annähernd rechtwinklig stehenden Gleitflächen eines prismenförmigen Gleitkörper das Führen eines starren Ausformbodens parallel zur Eckfuge (1.) gewährleistet. Dieser Ausformboden ist schräg in der Raumecke geführt (Stellung der Hypotenuse, gemäß der eingangs gemachten Definition) und besitzt am Rand zur Begrenzung der auszuformenden Dichtmittelspur (2.) parallellaufende Dichtflächen in Form von Dichtlippen mit einem konstanten Abstand. Nach vorn (in Führungsrichtung) und nach hinten ist der Auftragsbereich der Vorrichtung offen. In eine kegelförmige Zuführöffnung, die in ein Kugelgelenk-Element mündet, wird eine handelsübliche Kunststoffdüse eingeschoben und darüber der pastenförmige Dichtstoff zugeführt. Dieser sammelt sich zwischen dem Eckbereich (Katheten, gemäß der eingangs gemachten Definition) und dem starren Ausformboden. Gleichzeitig wird der Gleitkörper von dem Bediener in Längsrichtung (Führungsrichtung) der Eckfuge (1.) geführt. Am Ende des Ausformbodens knickt dieser ab und mündet in den mit einer Wölbung ausgebildeten Ausformbereich. Durch diese Querschnittsverringerung entsteht innerhalb des Dichtmaterials ein gewisser lokaler Überdruck. Dafür ist eine Entlastungsöffnung vorgesehen, durch deren konstruktive Geometrie sich der passende Auftragsdruck regelt. Damit entweicht aus dem hinteren Bereich zwischen dem Ausformboden und den Fugenwänden (Katheten) über diese Entlastungsöffnung Dichtmaterial. Es verbleibt eine Dichtmittelspur mit der passenden Menge an Dichtmaterial und einer gleichmäßigen Ansichtsfläche bzw. glatten Oberfläche. Das überschüssige Dichtmaterial sammelt sich in einer Art Auffangbereich, der zyklisch zu entleeren ist. Das dabei anfallende Dichtmaterial ist in der Regel nicht wiederverwendbar und wird der Entsorgung zugeführt.
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Bei diesem Auftragssystem lässt sich eine senkrecht laufende Dichtmittelspur nur bedingt ausführen, weil sich dabei das aus der Entlastungsöffnung strömende Material nicht gänzlich in dem in Ausströmrichtung offenen Auffangbereich sammelt. Gleiches gilt für Deckenanschlussfugen, die ggf. „über-Kopf“ einzubringen sind. Letztendlich fällt jegliches Material, das über die Entlastungsöffnung in den zu entleerenden Auffangbereich abgeleitet wird, als Abfall an und mindert die Rentabilität des Materialeinsatzes.
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Der Abstand der parallellaufenden Dichtflächen (in Form von Dichtlippen) ist konstant, wodurch sich der starre Ausformboden nur bedingt an Unebenheiten in der Auftragsfläche anpassen kann. Zum Abglätten der Dichtmittelspur weist das eine Ende der Vorrichtung eine nach unten leicht abgewinkelte und/oder abgerundete Glattziehfläche auf. Allerdings sind die Seitenkanten der Glattziehfläche gegenüber der Auftragsfläche nicht mit Dichtlippen abgedichtet, wodurch es in diesem druckbelasteten Bereich zu Undichtigkeiten gegenüber des Auftragsuntergrundes kommen kann. Dies hat entsprechende Schmierspuren zur Folge. Eine Lösung für den mittigen Dichtspurstoß wird nicht angeboten.
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In der Offenlegungsschrift der US-Patentanmeldung
US 2013 / 0 207 348 A1 wird ein elastischer Ausformbereich (inner surface) (dort zugeordnetes Bezugszeichen (24)) beschrieben. Allerdings ist dieser Bereich wie auch der gesamte Vorrichtungskörper aus flexiblem Gummi (rubber) hergestellt. Damit wird sich die Düse flexibel führen lassen und es bringt einen fertigungstechnischen Vorteil. Tests mit derartigem Material zeigen aber, dass flexible Gummiwerkstoffe zwar elastisch, jedoch nur bedingt komprimierbar sind. Insbesondere die weitestgehende Komprimierbarkeit in Verbindung mit der Elastizität ist für einen Ausformbereich von hoher Effizienz. Außerdem ist der Ausformbereich (24) (inner surface) nach vom offen, sodass Dichtmittel zusätzlich in diese Richtung unkontrolliert aufgetragen werden kann.
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In der Offenlegungsschrift der US-Patentanmeldung
US 2011 / 0 089 192 A1 wird u. a. auch ein elastisches Material für den Düsenkörper definiert. Bezüglich der Materialwahl und des Konstruktionsprinzips (Ausformbereich nach vorn offen) gilt gleiches wie bei der zuvor erwähnten Offenlegungsschrift der US-Patentanmeldung
US 2013 / 0 207 348 A1 . Im Weiteren ist in der Offenlegungsschrift der US-Patentanmeldung
US 2011 / 0 089 192 A1 Verdichternase genannt. Diese ist an der der Applikationsrichtung entgegengesetzten Seite somit am hinteren Rand der Vorrichtung vorgesehen (vergleiche Absatz [0048]). Damit lässt sich keine Abdichtung in Applikationsrichtung erreichen.
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Den Vorteil der Elastizität und gleichzeitiger Komprimierbarkeit durch den Einsatz eines Gummischaums (57) (natural gum foam) zum umlaufenden, dichtenden und schlüssigen Kontakt wird in dem Schutzrecht
US 9 950 338 B2 vorgestellt. Die Konstruktion ist zur Einbringung von einem pastenförmigen Dichtmittel in eine Öffnung (opening 82) in einer Ecke (79) zwischen den seitlichen und horizontalen Flächen (side surface 74 and horizontale surface 72) konzipiert. Dabei wird die Dichtungsmittelauftragsspitze (48) direkt vor der zu dichtenden Öffnung (opening 82) geführt und umlaufend mit einem Formteil aus natürlichem Gummischaum (57) (natural gum foam) gedichtet. Vorausgesetzt, dass genügend Dichtmittel genau passend zum benötigten Verbrauch in die abzudichtende Öffnung (opening 82) zugeführt wird, kopieren dabei die Dichtflächen des Gummischaums (57) (natural gum foam) die Kontur bzw. Flucht der seitlichen und horizontalen Flächen (side surface 74 and horizontale surface 72) in die Oberfläche des noch formbaren Dichtmittels. Damit ergibt sich bezogen für die auf die Öffnung (opening 82) durchlaufende Fläche so gut wie kein Auftrag, während zu der zur Öffnung (opening 82) zurückgesetzten Fläche ein glatter, die Öffnung (opening 82) schließender flächenplaner Auftrag entstehen wird. Diese Auftragstechnik ist daher für eine Eckfuge im Sanitärbereich nicht anwendbar, weil die Verarbeitungsvorschriften von Sanitärsilikon nicht erfüllt werden, zusätzlich zu der fehlenden Ansichtsoptik. Im Weiteren wird es umlaufend zu Schmierspuren kommen, weil der sauber abdichtende Eckdruck, den nur eine entsprechende Formgebung des Gummischaums (57) (natural gum foam) erzeugen kann, nicht ausgeführt ist.
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In der Offenlegungsschrift
WO 2008 / 041 860 A1 wird eine Vorrichtung beschrieben, deren Bauart so gestaltet ist, dass ein Bauteil separierbar ist und damit eine weitere praktische Funktion übernehmen kann.
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Aus den Gebrauchsmustern
DE 202 04 737 U1 und
DE 20 2010 003 028 kennt man Vorrichtungen zum Herstellen von Eckfugenabdichtungen, bei denen konstruktive Elemente entweder nur eine Führungs- bzw. Gleitfunktion oder eine Dichtfunktion haben.
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Damit stellt sich die Aufgabe, eine Auftragsdüse zu schaffen, die an die handwerklichen Fähigkeiten des Bedieners nur einen geringen Anspruch hat. In der gängigen Baumarktpraxis wäre es von großem Vorteil ein System anzubieten, mit dem auch ungeübte Anwender/Bediener eine glatte Dichtmittelspur (2.) einbringen können, um ein möglichst flexibles und einfach zu handhabendes Auftragen zu erreichen.
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Es ist aufgabengemäß, die Herstellung der Dichtmittelspur (2.) in einem Arbeitsgang ohne seitliche Schmierspuren sowohl senkrecht wie auch „über-Kopf“ zu ermöglichen. Dabei soll die Breite der Ansichtsfläche (4.) zur Kompensation von bauüblichen Toleranzen modellierend an den Auftragsuntergrund (29.) angepasst werden. Ein auf der Länge der Dichtmittelspur notwendiges Nacharbeiten mit einem Abziehspachtel soll vermieden werden, wie auch die Rentabilitätssenkung durch das Entstehen von Dichtmittelabfall. Im Weiteren ist eine Möglichkeit zur Ausbildung des mittigen Dichtspurstoßes im Aufgabenumfang enthalten.
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Gelöst wird dies mit der erfindungsgemäßen Auftragsdüse (5.). Diese wird, wie auch die üblichen Kunststoffdüsen, auf eine mit einem Außengewinde versehene runde Materialzufiihrungsöffnung aufgeschraubt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel wurde eine Gesamtlänge der Düse von 95 mm gewählt. Der Düsenkörper (6.) kann aus einem relativ weichen Kunststoff hergestellt sein, wie bei der gängigen, oben beschriebenen Standarddüse.
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Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Düse beruht auf einem Ausformbereich (14.) aus einem elastischen Strukturgummi (8.), der von einem Führungssystem positioniert wird, sich den Haftflächen (3.) flexibel anpasst und eine druckpunktentwickelnde Wirkung hat, weil der Auftragsbereich (15.) seitlich bzw. nach vorn (in Führungsrichtung (12.)) abgedichtet ist.
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Dazu ist ein Düsenkopf (7.) im Ausformbereich (14.) aus einem elastischen, rechteckigen Strukturgummi (8.) hergestellt, das in seiner Konsistenz dem von gewöhnlichen federnden Gummimatten aus dem Sportbereich zu vergleichen ist. Die innere Struktur ist bläschen- oder wabenförmig. Ähnliche Gummiwerkstoffe kommen auch zum Abfedern von mechanischen Belastungen zum Einsatz. Bei dem Ausführungsbeispiel ist eine Strukturgummidicke von 13 mm gewählt. Zur Verbindung zum Düsenkörper (6.) ist das Strukturgummi (8.) in eine am Düsenkopf (7.) befindliche Halterung (13.) eingeklebt. Diese Verklebung ist derart fest, dass auch die durch das Strukturgummi (8.) laufende Zuführöffnung (18.) im Übergangsbereich von der Halterung (13.) auf das Strukturgummi (8.) dadurch abgedichtet ist. In großtechnischer Fertigung sind auch andere konstruktive Lösungen denkbar, wie zum Beispiel ein direktes thermoplastisches Anschweißen an eine entsprechend ausgesteifte Fläche im Bereich des Düsenkopfes (7.). Die zum Auftragsbereich (15.) zeigende Oberfläche (9.) des Strukturgummis (8.) ist zum Ausformen der Ansichtsfläche (4.) glatt ausgeführt. Für das Ausführungsbeispiel wurde ein Strukturgummi gewählt, das herstellungstechnisch mit einer einseitig armierten Oberfläche (9.), somit entsprechend glatten Oberfläche (9.), ausgestattet ist. Die Armierung ist vergleichbar mit einer dünnen, flexiblen und gleichzeitig elastischen Folienbeschichtung. In „vorwärts“-Richtung (Führungsrichtung (12.)) schließt an das Strukturgummi (8.) ein dreieckig zulaufender Dichtkeil (10.) aus elastischem Material, beispielsweise aus einem gummibasierten Strukturschaum, an. Dadurch entsteht ein Ausformbereich (14.), der in Führungsrichtung (12.) durch einen dreieckig zulaufenden, aus elastischem Material hergestellten Dichtkeil (10.) dichtend geschlossen ist. In Führungsrichtung (12.) ist der Dichtkeil (10.) angeschrägt. Im Ausführungsbeispiel wurde der Dichtkeil (10.) aus dem Strukturgummimaterial gefertigt, aus dem das Strukturgummi (8.) hergestellt wurde. Dadurch ließen sich beide Bauteile ((8.) und (10.)) mit entsprechendem speziellem Klebstoff verbinden. In großtechnischer Fertigung sind auch andere konstruktive Lösungen umsetzbar, wie zum Beispiel eine einteilige Ausführung. Denkbar ist auch eine in die Richtung der Eckfuge (1.) spitz zulaufende dreieckige Dichtlippenkonstruktion mit gleicher technischer Wirkung. Die beiden Anlageflächen (11.) dieses dreieckig zulaufenden Dichtkeils (10.) stehen im 90°-Winkel zueinander. Die konstruktive Form ist so gewählt, dass sich beim Aufsetzen der Auftragsdüse (5.) der Körper des Dichtkeils (10.) geringfügig komprimiert und damit eine abdichtende Wirkung eintritt. Dafür ist die Düse mit leichtem mechanischem, manuell ausgeübtem Andruck in der Eckfuge (1.) zu führen. In einer industriellen Anwendung ist auch ein mechanisch ausgeübter Andruck denkbar.
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Im Weiteren ist die konstruktive Form des elastischen Strukturgummis (8.) so gewählt, dass die zu den Haftflächen (3.) zeigenden Außenecken (27.) auch beim Aufsetzen der Auftragsdüse (5.) komprimiert werden. Dadurch nimmt die Oberfläche (9.) des Strukturgummis (8.) eine leicht runde Form an, durch die die Ansichtsfläche (4.) entsprechend konkav modelliert wird. Gleichzeitig dichten die elastisch eingedrückten Außenecken (27.) den Auftragsbereich (15.) gegenüber den Haftflächen (3.) ab, so dass kein Dichtmittel (Silikon) seitlich austreten kann. Dabei hat sich die insgesamt elastische Konsistenz des Strukturgummis (8.) als vorteilhaft erwiesen, denn es werden weitestgehend alle gängigen Unebenheiten (z. B. Querfugen zwischen Fliesenflächen) der Haftflächen (3.) kompensiert und die Ansichtsfläche (4.) wird durchgängig gleichmäßig modelliert. Kleinere Abweichungen, bedingt durch die bauüblichen Toleranzen im Auftragsuntergrund (29.) wirken sich in der Breite der Ansichtsfläche (4.) aus, sind aber in der augenscheinlichen Optik durch die fließenden Übergänge dieser Auftragsart kaum wahrnehmbar. Im Ergebnis wird die Dichtmittelspur (2.) dem Auftragsuntergrund (29.) flexibel angepasst. Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Kompressionsweg der Außenkanten ca. 5 mm. Die dadurch entstehenden notwendigen Andruckkräfte sind für den Bediener leicht handhabbar.
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Für ein anderes, zum Beispiel planes Oberflächenprofil (gerade Hypotenuse gemäß der eingangs getroffenen Definition) wäre die unkomprimierte Oberfläche (9.) des elastischen Strukturgummis (8.) konkav (bezogen auf die Längsachse) zu wählen, wodurch sich im komprimierten Zustand eine annähernd plane Oberfläche (9.) des Strukturgummis (8.) bzw. eine entsprechende Ansichtsfläche (4.) ergibt.
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Direkt an den Dichtkeil (10.), jedoch zum Ausformen der Dichtmittelspur (2.) auf die Höhe der Hypotenuse zurückgesetzt, folgt das Strukturgummi (8.), dessen zur Eckfuge (1.) zeigende Oberfläche den Ausformbereich (14.) bildet. Dieser hat am Anfang, in Blickrichtung gegen die Führungsrichtung (12.), direkt hinter dem Dichtkeil (10.), die Zuführöffaung (18.), die direkt durch das Strukturgummi (8.) führt, und endet mit der Glättungszone (25.).
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Beim Auftragen wird das Dichtmaterial durch den Düsenschaft (34.) zum Düsenkopf (7.) gedrückt und durch die Zuführöffnung (18.) zwischen Strukturgummi (8.) und die Haftflächen (3.) in den Auftragsbereich (15.), somit zwischen die Haftflächen (3.) und den Ausformbereich (14.), eingepresst. Dabei sind alle Öffnungsquerschnitte bis zu diesem Punkt großzügig dimensioniert, sodass das Material ohne wesentliche Innenreibungswiderstände (Rohrreibungswiderstände) dem Düsenkopf (7.) zugeführt wird. Im Düsenkopf (7.), im Auftragsbereich (15.), staut sich das pastenförmige Dichtungsmaterial auf und kann nur in Richtung der Glättungszone (25.) ausweichen. Die Strömungsquerschnitte innerhalb des Düsenkörpers (6.) sind in Bezug auf den freien Strömungsquerschnitt im Auftragsbereich (15.) konstruktiv derart dimensioniert, dass das Verhältnis ein Vielfaches ist, beispielweise das Vierfache beträgt. Dadurch entsteht nach der Zuführöffnung (18.) ein Fließdruckwiderstand. Dazu kommt, dass das Dichtmaterial ein relativ starkes Adhäsionsverhalten hat. Durch die Innenform zwischen den Haftflächen (3.) und der Glättungszone (25.), im Besonderen durch das strömungsungünstige Verhältnis von Innenoberfläche zu freiem Strömungsquerschnitt und die konstruktiv gewählte Länge dieses Bereiches, entwickelt sich ein weiterer Fließdruckwiderstand mit einem dadurch bedingten Druckaufbau. Wird nun der Düsenkopf (7.) in Führungsrichtung (12.) bewegt und gleichzeitig Zuführdruck erzeugt, dringt das Dichtmaterial in den Bereich zwischen den Haftflächen (3.) und der Glättungszone (25.) ein. Dann wird es durch das Anhaften an den Haftflächen (3.) abgebremst und zusätzlich durch das Anhaften an die Oberfläche der Glättungszone (25.), verursacht durch die relative Bewegung in Führungsrichtung (12.), aufgestaut. Damit verbunden ist ein verhältnismäßig starker Druckanstieg innerhalb des sich formenden Materials, weil der Auftragsbereich (15.) durch den Dichtkeil (10.) und die komprimierten Außenecken (27.) des Strukturgummis (8.) gegenüber dem Auftragsuntergrund (29.) abgedichtet ist. Dieser Druckanstieg ist als „Druckpunkt“ für den Bediener wahrnehmbar. Soweit der Bediener das Dichtmaterial der Auftragsdüse (5.) manuell pressend zuführt, beispielweise mit einer über einen Handhebel betriebenen handelsübliche Auftragspistole, bewirkt in Summe (Adhäsionsverhalten und strömungsungünstiges Verhältnis von Innenfläche zu freiem Strömungsquerschnitt) einen für den Bediener sich merklich ändernden Druckwiderstand im Gegendruck des Handhebels.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den für den Bediener merklichen Druckwiderstand als eine einfache manuelle Steuergröße zu nutzen. Für den Bediener ist der Druck bis zu diesem wahrnehmbaren Druckpunkt aufzubauen und auf dem Niveau zu halten. Solange nicht mit übermäßigem Kraftaufwand dieser Druckpunkt überschritten wird, bildet sich eine Dichtmittelspur (2.) mit einer glatten Ansichtsfläche (4.) hinter der Glättungszone (25.). Dabei kompensiert dieses Auftragssystem weitestgehend Schwankungen in der Führungsgeschwindigkeit des Düsenkopfes (7.). Es handelt sich um ein geschlossenes Auftragssystem, in dem alle Drücke und Formpressungen unabhängig von der Richtung (waagerecht, senkrecht und „über-Kopf“) der Führungsrichtung (12.) möglich sind. Es entsteht kein zu entsorgender Dichtmittelabfall durch ein Ableiten von überschüssigem Material.
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Das Führungssystem der Auftragsdüse (5.) besteht aus zwei Kontaktkörpern ((16.) und (21.)).
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Der erste Kontaktkörper (16.) befindet sich am vorderen Ende des Düsenkopfes (7.). Dieser Kontaktkörper (16.) trägt das Strukturgummi (8.) und den dreieckig zulaufenden Dichtkeil (10.). Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Kontaktkörper (16.) auf den Düsenkörper (6.) aufgeklebt. Dazu hat der Düsenkörper (6.) an seinem Ende in diesem Bereich einen umlaufenden Aufnahmefalz (26.). Für das Ausführungsbeispiel ist der Kontaktkörper (16.) aus einem elastischen Kunststoff hergestellt. Bei der großtechnischen Fertigung ist eine thermoplastische Verschweißung denkbar, bzw. eine einteilige Herstellung, womit der Düsenkörper (6.) und der Kontaktkörper (16.) aus dem gleichen Material herstellbar wären. Die äußeren Flächen des Kontaktkörpers (16.), die parallel zur Führungsrichtung (12.) laufen, sind als Gleitflächen (17.) ausgebildet. Dabei bilden diese an jeder Seite eine Art Kufe, auf denen der Düsenkopf (7.) hauptsächlich gleitet. Wesentlich ist jedoch, dass das Führen bzw. mechanische Gleiten des Düsenkopfes (7.) und die dichtende Funktion der Außenecken (27.) des Strukturgummis (8.) bzw. des Dichtkeils (10.) voneinander getrennt sind (ähnlich wie bei den Gebrauchsmustern
DE 202 04 737 U1 und
DE 20 2010 003 028 U1 ). Die Außenecken (27.) des Strukturgummis (8.) bzw. die Anlageflächen des Dichtkeils (11.) dienen nicht gleichzeitig als Gleitflächen, wie zum Beispiel bei der vorgenannten Vorrichtung, bei der vor einen Spachtel das Dichtmaterial vorgespritzt wird. Dadurch ist die dichtende Wirkung der Außenecken (27.) des Strukturgummis (8.) bzw. der Anlageflächen des Dichtkeils (11.) bei der erfindungsgemäßen Auftragsdüse (5.) viel effizienter.
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Die Gleitflächen (17.) des ersten Kontaktkörpers (16.) bzw. auch die Gleitflächen (22.) des im weiteren beschriebenen zweiten Kontaktkörpers (21.) stehen in einem 90°-Winkel zueinander. Setzt man nun die Düse mit dem Kontaktkörper (16.) in die 90°-Ecke, so zentriert sich dieser zur Fuge. In der Praxis sind jedoch die Ecken, in die die Dichtmittelspur (2.) eingebracht werden soll, bedingt durch die bauüblichen Toleranzen, oft nicht in einem exakten 90°-Winkel zueinander (z. B. 89°-Ecke). Um ein Verklemmen zu vermeiden, haben die Gleitflächen (17.) des ersten Kontaktkörpers (16.) eine leichte in der Längsachse laufende Außenwölbung. Damit reduziert sich sowohl die effektiv in Kontakt stehende Fläche als auch der bei einer Verklemmung wirkende Reibungswiderstand. Außerdem sind das für den Kontaktkörper (16.) und den im weiteren beschriebenen zweiten Kontaktkörper (21.) eingesetzte Material und die konstruktive Formgebung relativ elastisch. Beides kompensiert eventuelle Verklemmungen. Im Ergebnis wird der Düsenkopf (7.) zwar parallel zur Eckfuge (1.) geführt, aber ein Festklemmen, bedingt durch eine Winkelabweichung (z. B. 89°-Ecke) wird vermieden.
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Die Vorderkante (20.) des Kontaktkörpers (16.), die in Richtung der Führungsrichtung (12.) liegt, ist mit einer breiten Anfasung (19.) versehen. Diese setzt sich aus drei Einzelflächen zusammen und wirkt so während des Führens einem Verhaken der Vorderkante (20.) entgegen. Ähnlich wie bei Schlittenkufen ist so ein gleichmäßiges Gleiten bzw. Führen der Auftragsdüse (5.) möglich.
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Zur weiteren Stabilisierung beim Führen ist ein zweiter, u-förmig ausgebildeter Kontaktkörper (21.) vorgesehen. Dieser ist mit etwas Abstand zum ersten am vorderen Teil der Düse (Düsenkopf (7.)) in eine Nutung (30.), die sich an der Außenseite des Düsenkörpers (6.) befindet, eingeschoben. Der zweite Kontaktkörper (21.) kann in der Ausführung etwas dünner sein. Die äußeren Kantenflächen des zweiten Kontaktkörpers (21.) dienen auch als Gleitflächen (22.).
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Die Länge der Gleitflächen (17.) und (22.) des ersten (16.) und des zweiten Kontaktkörpers (21.) ist jeweils so gewählt, dass diese genügend Stabilisierung für ein gleichförmiges Gleiten gewährleisten und problemlos über übliche Unebenheiten wie zum Beispiel querlaufende Fliesenfugen geführt werden können. Gleichzeitig ist der Düsenkopf (7.) einfach und leicht mit einer konstanten Geschwindigkeit zu führen, weil die Reibungswiderstände gut einschätzbar sind. Im Speziellen sind die Reibungsbeiwerte der Gleitflächen (17.) und (22.) beider Kontaktkörper ((16.) und (21.)) so gewählt, dass der Haftwiderstand und der Gleitwiderstand relativ dicht zusammenliegen. Technisch wird dies ggf. mit einer entsprechenden Beschichtung und einer Oberflächenform (Außenwölbung in Richtung der Längsachse) realisiert.
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Denkbar wären auch mehrere kleine Kontaktkörper, die technisch in der Summe ein ähnliches Gleitverhalten haben, wie die beiden hier beschriebenen Kontaktkörper ((16.) und (21.)).
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Für die Materialwahl und die Ausbildung der Vorderkante des zweiten Kontaktkörpers (21.) gelten gleiche Vorgaben wie bei der Beschreibung der Vorderkante (20.) des ersten Kontaktkörpers (16.). Allerdings ist an der Vorderkante des zweiten Kontaktkörpers (21.) eine Aussparung (24.) ausgebildet. Dadurch ist für den Anwender eine bessere optische Beobachtung des Fugenverlaufs möglich.
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Zwischen beiden Kontaktkörpern ((16.) und (21.)) ist ein federnder Sperr-Riegel (31.) als eine temporäre Fixierung des zweiten Kontaktkörpers (21.) vorgesehen. Dieser ist fest an der Unterseite des ersten Kontaktkörpers (16.) befestigt und hakt am zweiten Kontaktkörper (21.) vor eine Fixierfläche (32.). Drückt man den Sperr-Riegel (31.) in Richtung des ersten Kontaktkörpers (16.), so wird der zweite Kontaktkörper (21.) entriegelt und man kann diesen aus seiner Führung in der Nutung (30.) im Düsenkörper (6.) entnehmen bzw. herausziehen (ähnlich wie bei der Offenlegungsschrift
WO 2008 / 041 860 A1 ). Zusätzlich ist die eine der hinteren Ecken des zweiten Kontaktkörpers (21.) mit einer Ausformkante (33.) ausgestattet. Diese Ausformkante (33.) entspricht in der Form dem Oberflächenprofil der Dichtmittelspur (2.). Somit hat dieser Kontaktkörper (21.) eine weitere Funktion als Fugenabziehspachtel. Der Bediener kann damit den mittigen Dichtspurstoß, der mit der Auftragsdüse (5.) sonst nicht herstellbar ist, separat ausarbeiten. Die weiteren Kanten des Kontaktkörpers (21.), soweit diese spitz zulaufend mit einer Anfasung ausgebildet sind, können als Spachtel benutzt werden. Damit kann der Bediener bei Bedarf überschüssiges Dichtmaterial vom Auftragsuntergrund (29.) aufnehmen. Nach dem separaten Gebrauch des Kontaktkörpers (21.) kann dieser wieder in die Nutung (30.) im Düsenkörper (6.) eingesteckt werden und wird vom Sperr-Riegel (31.) fixiert.
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Als ein weiteres konstruktives Merkmal ist der Bereich vor dem Düsenkopf (7.) als federnde Lagerung (23.) ausgebildet, die Verkantungen beim Führen der Düse aufnimmt. Es können beispielsweise vier ziehharmonikaförmige Faltungen vorgesehen sein. Durch die ziehharmonikaförmige konstruktive Ausbildung werden auch Führungsabweichungen in axialer Richtung kompensiert.
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Setzt man nun die erfindungsgemäße Auftragsdüse (5.) mit leichtem Andruck in die 90°-Ecke, in die die Dichtmittelspur (2.) eingebracht werden soll, so richtet sich der Düsenkopf (7.) relativ selbstständig aus. Dies wird durch die federnde Lagerung (23.) und die konstruktive Formgebung der beiden Kontaktkörper ((16.) und (21.)) bewirkt. Der Ausformbereich (14.) positioniert sich in der Art, dass dies die Hypotenuse des Querschnittdreiecks der Dichtmittelspur (2.) in der Eckfuge (1.) bildet.
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Der Düsenkörper (6.) ist bei dem Ausführungsbeispiel gerade geführt, jedoch nach der federnden Lagerung hat sich ein Abknicken des Düsenschafts (34.) als sinnvoll gezeigt. Im Ausführungsbeispiel ist ein Abknickwinkel von 20° im Düsenschaft (34.) vorgesehen. Dadurch entsteht eine Kröpfung, die das Auftragen aus Raumecken heraus erleichtert. Für andere Anwendungskonstellationen sind auch weitere z. B. auf den Ausformbereich (14.) bezogene schräglaufende oder ungekröpfte Düsenschaftformen denkbar.
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Anders als bei der zuerst beschriebenen kegelförmig zulaufenden Kunststoffdüse lässt sich die einmal gewählte Breite der Ansichtsfläche (4.) bauartbedingt bei der erfindungsgemäßen Auftragsdüse (5.) nicht ändern. In der Praxis wird erfahrungsgemäß die Dichtmittelspur (2.) in der Eckfuge (1.) mit ca. 8 mm breiter Ansichtsfläche (4.) hergestellt. Daher wurde diese als üblich zu bezeichnende Breite für das Ausführungsbeispiel als rechnerische Breite gewählt, wenn die Gleitflächen (17.) und (22.) in einer exakten 90°-Ecke genau anliegen. Unabhängig davon lassen sich auch erfindungsgemäße Auftragsdüsen für andere Dichtmittelspurbreiten fertigungstechnisch herstellen und sind durch entsprechende Bevorratung wählbar.
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Im Ergebnis lässt sich die erfindungsgemäße Auftragsdüse (5.) leicht und gleichmäßig führen. Durch den für den Bediener sich merklich ändernden Druckwiderstand im Gegendruck des Handhebels bekommt die Betätigung von diesem eine einfache Steuergröße, aus der eine einwandfreie Ansichtsfläche (4.) ohne seitliche Schmierspuren in einem einfach zu beherrschenden Arbeitsgang resultiert. Das Dichtmaterial ist annähernd verlustfrei sowohl waagerecht und senkrecht, wie auch „über-Kopf“ auftragbar. Durch die Doppelfunktion des zweiten Kontaktkörpers (21.) als gleichzeitiger Fugenabziehspachtel ist eine Herstellung des mittigen Dichtspurstoßes möglich.
- . zeigt die erfindungsgemäße Auftragsdüse (5.) mit entsprechenden Bezugszeichen in einer seitlichen Gesamtansicht.
- . zeigt von der erfindungsgemäßen Auftragsdüse (5.) den Düsenkörper (6.) mit Bezugszeichen ohne die Kontaktkörper (16.) und (21.).
- . zeigt den zweiten Kontaktkörper (21.) mit Bezugszeichen.
- . zeigt die erfindungsgemäße Auftragsdüse (5.) mit Bezugszeichen beim Dichtstoffauftrag in einer Eckfuge (1.).
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„Bezugszeichenliste“
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- 1
- Eckfuge
- 2
- Dichtmittelspur
- 3
- Haftflächen
- 4
- Ansichtsfläche
- 5
- erfindungsgemäße Auftragsdüse
- 6
- Düsenkörper
- 7
- Düsenkopf
- 8
- Strukturgummi
- 9
- Oberfläche des Strukturgummis
- 10
- Dreieckig zulaufender Dichtkeil
- 11
- Anlageflächen des dreieckig zulaufenden Dichtkeils
- 12
- Führungsrichtung
- 13
- Halterung für das Strukturgummi
- 14
- Ausformbereich
- 15
- Auftragsbereich
- 16
- erster Kontaktkörpers
- 17
- Gleitflächen des ersten Kontaktkörpers
- 18
- Zuführöffaung
- 19
- Anfasung des ersten Kontaktkörpers (16.)
- 20
- Vorderkante des ersten Kontaktkörpers
- 21
- zweiter Kontaktkörper
- 22
- Gleitflächen des zweiten Kontaktkörpers
- 23
- federnde Lagerung
- 24
- Aussparung im zweiten Kontaktkörper
- 25
- Glättungszone
- 26
- Aufnahmefalz
- 27
- zu den Haftflächen zeigende Außenecken des Strukturgummis
- 28
- Dichtmittelzuführung
- 29
- Auftragsuntergrund
- 30
- Nutung im Düsenkörper
- 31
- Federnder Sperr-Riegel
- 32
- Fixierfläche am zweiten Kontaktkörper
- 33
- Ausformkante als Fugenabziehspachtel
- 34
- Düsenschaft
