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Auftraggerät für Klebstoffe
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Auftraggerät für Klebstoffe, insbesondere
für heißschmelzende, thermoplastische Klebstoffe.
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In Industrie und Handel finden zunehmend sogenannte Heißschmelz-Kleber
oder -Leime Verwendung. Klebstoffe dieser Art sind mit den unterschiedlichsten physikalischen
Eigenschaften erhältlich, so daß sie bei sehr unterschiedlichen Temperaturen schmelzbar
sind und entsprechend unterschiedliche Abbindezeiten haben. Für gewöhnlich werden
diese Klebstoffe in Festform als Füllkörper für tragbare Auftragkleber verwendet.
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Derartige Klebstoff-Festkörper zeigen häufig eine gewisse Elastizität,
so daß sie sich gegen die Wandung der sie aufnehmenden Kammer des Geräts auf ihrem
Vorschubweg zu dem am vorderen Kammerende vorgesehenen Heizblock stauchen. Die vom
Heizblock übertragene Wärme kann außerdem auch ein Schmelzen von mit dem Heizblock
nicht in Berührung stehenden Teilen des Klebstoff-Festkörpers führen, so daß diese
zumindest klebrig werden und an der Kammerwand haftenbleiben. Wird zwischen dem
Umfang des Klebstoff-Festkörpers und der Kammerwandung keine
dichte
Anlage erreicht, kann zwischen sie geschmolzener Klebstoff eindringen und wieder
härten. Die sich dadurch ergebende Verhaftung des Festkörpers blockiert dessen weiteren
Vorschub und reduziert oder unterbricht gar den Klebstoffaustritt aus der Kammer.
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Mit den bisher bekannten Auftragsgeräten konnte es passieren, daß
der Klebstoff-Festkörper mitten in der Arbeit, d.h. während die Bedienungsperson
gerade dabei war, einen Klebstoffstrang aufzutragen, verbraucht war. Bis ein Klebstoff-Festkörper
nachgefüllt und das Gerät wieder betriebsbereit war, war der vorher aufgetragene
Klebstoff-Strang bereits abgebunden. Außerdem erfordern manche Geräte eine übermäßige
Aufheizdauer, ehe der Klebstoff verwendbar ist. Bei wieder anderen Geräten erfahren
die Klebstoff-Festkörper während eines gewissen Leerlauf des Geräts eine übermäßige
Erwärmung und bleiben an den Kammerwänden kleben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter
Geräte zu beheben und ein verbessertes Auftragsgerät zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Auftraggerät nach der Erfindung
gekennzeichnet durch eine mit einem Klebstoff-Festkörper beschickbare Kammer, die
aus einer im wesentlichen zylindrischen hinteren Hälfte besteht, in welche ein im
wesentlichen zylindrischer Klebstoff-Festkörper einführbar ist, und aus einer im
wesentlichen zylindrischen vorderen Hälfte, die aus einem Material mit niedriger
Wärmeleitfähigkeit besteht, durch ein Element zur Ausrichtung und räumlichen Trennung
der vorderen Hälfte gegenüber der hinteren Hälfte, durch einen am vorderen Ende
der vorderen Kammerhälfte angeordneten Heizblock, und durch eine die Klebstoffkammer
mit dem Heizblock verbindende Austrittsöffnung.
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Nach einem Merkmal der Erfindung besteht die vordere dem Heizblock
benachbarte Hälfte der Kammer aus einerHülse aus Kunststoff, die isolierend wirkt
und eine Wärmeleitung zu den hinteren Breichen des in der Kammer geführten Klebstoff-Festkörpers
verhindert.
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Nach einem anderen Merkmal sind in der Kammer nindestens zwei ringförmige
elastische Dichtungen im Abstand voneinander angeordnet. Zwischen diesen Dichtungen
sind Luftauslässe vorgesehen, die für eine rechtzeitige akustische Warnung der Bedienungsperson
sorgen, wenn der Klebstoff-Festkörper zu Ende geht.
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Da bei dem Gerät nach der Erfindung die Druckluft den Klebstoff-Festkörper
direkt am hinteren Ende und an dessen hinteren Umfang beaufschlagt, wird ein Stauchen
des Festkörpers im wesentlichen vermieden, so daß er nicht an der Kammerwandung
hängen bleibt. Außerdem werden auch keine mechanischen Treib- oder Vorschubvorrichtungen
verwendet.
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Der Heizblock des Auftragsgerätes nach der Erfindung weist radiale
Leitflächen auf, die die Wärme auf einen Mittelbereich im vorderen Ende des Klebstoff-Festkörpers
konzentrieren. Außerdem ist im Heizblock ein Querkanal vorgesehen, durch welchen
der geschmolzene Klebstoff nach innen zu einer mittigen Austrittsöffnung strömen
kann.
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Die vordere, als Hülse ausgebildete Hälfte der Kammer besteht aus
einem unter der Bezeichnung "Torlon" geläufigen Kunststoff, der schwer durchlässig
und reibungsarm ist, eine schlechte Wärmeleitfähigkeit und hohe Warmfestigkeit besitzt.
Diese Hülse ist räumlich von der hinteren Hälfte der Kammer getrennt, so daß eine
Wärmeleitung vom Heizblock zu den hinteren Bereichen des Klebstoff-Festkörpers weitgehend
ausgeschlossen ist.
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In der den Klebstoff aufnehmenden Kammer des Auftraggerätes nach der
Erfindung sind drei voneinander getrennte elastische Dichtungen angeordnet, die
verhindern, daß Druckluft an den
Klebstoff-Festkörper vorbei durch
die Austrittsöffnungen des Heizblocks ausströmen kann. Die hintere Dichtung bewirkt
eine koaxiale Führung des Klebstoff-Festkörpers in der Kammer, so daß er nicht an
der Kammerwandung hängenbleiben kann. Zwischen den beiden vorderen Dichtungen ist
ein Entlüftungskanal vorgesehen, durch welchen eine kleine Luftmenge aus der Kammer
ausströmbar ist. Sobald das hintere Ende des aufgebrauchten Klebstoff-Festkörpers
die mittlere Dichtung passiert, strömt die am hinteren Ende des Klebstoff-Festkörpers
zugeführte Luft durch den Entlüftungskanal aus, so daß die Bedienungsperson akustisch
gewarnt wird, daß bald eine Nachfüllung erforderlich ist. Die Bedienungsperson kann
jedoch den angefangenen Klebstoffstrang beenden, ehe sie das Gerät wieder nachfüllt,
so daß die Arbeit nicht unterbrochen zu werden braucht und kein Klebstoff vergeudet
wird.
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Für den Heizblock des Auftraggerätes nach der Erfindung sind zwei
Heizelemente vorgesehen. Soll das Gerät für eine gewisse Zeit unbenutzt bleiben,
so läßt sich eines dieser Elemente abschalten, so daß keine übermäßige Erwärmung
des Klebstoff-Festkörpers während des Leerlaufes erfolgt. Außerdem kann eines dieser
Elemente so ausgelegt sein, daß es nur durch Auslösung des die Luftzufuhr am hinteren
Ende des Feststoffkörpers betätigenden Abzugs des Gerätes anschaltbar ist. Außerdem
kann in der Austrittsöffnung ein Temperaturfühler oder Thermostat vorgesehen sein,
und ein zweiter, übergeordneter Temperaturfühler oder Thermostat in der eigentlichen
Kammer. Sollte die Kammer oder der Feststoffkörper eine vorbestimmte Temperatur
überschreiten, so wird über den in der Kammer angeordneten Thermostat das Heizelement
oder die Elemente abgeschaltet, um eine übermäßige Erwärmung des Festkörpers und
sein mögliches Klebenbleiben in der Kammer verhindert.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Auftraggerätes
für Klebstoffs nach der Erfindung, teilweise im Schnitt und teilweise mit weggebrochenen
Partien; Fig. 2 eine Draufsicht auf das hintere Ende des Gerätes nach Fig. 1, bei
abgehobener Abdeckung; Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig.2;
Fig. 4 einen Teilschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 5 einen Querschnitt nach
Linie V-V in Fig. 1.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Gerät 10 nach der Erfindung
aus drei Funktionsabschnitten, nämlich dem eigentlichen Gerätekörper 12 zur Aufnahme
des Klebstoff-Festkörpers, dem Heiz- und Spritzkopf 14 und dem Griff 16.
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Der Gerätekörper 12 besteht aus einem Außenmantel 18 aus Isoliermaterial,
in welchem in der hinteren Hälfte ein Zylinder 20 und in der vorderen Hälfte eine
Hülse 22 aus Kunststoff angeordnet sind. Der verwendete Kunststoff ist schwer durchlässig,
reibungsarm, besitzt eine schlechte Wärmeleitfähigkeit und hohe Warmfestigkeit.
Die Hülse 22 ist extrem maßhaltig und gewährleistet somit eine dichte Beaufschlagung
am Umfang des Klebstoff-Festkörpers. Die Klebstoff-Festkörper werden vorzugsweise
im Extrusionsverfahren hergestellt, so daß auch ihre Abmessungen sehr geringe Toleranzen
haben. Der Zylinder 20 und die Hülse 22 bilden gemeinsam mit dem Außenmantel 18
eine Kammer 24, wobei die Hülse 22 getrennt mit einem Abstand zum Zylinder 20 angeordnet
ist. Diese Kammer 24 wird am hinteren
Ende beschickt und weist
an ihrem vorderen Ende eine Austrittsöffnung auf. In das Beschickungsende der Kammer
mündet ein durch den Außenmantel 18 und den Zylinder 20 begrenzter Luftkanal 26
ein. Die Kammer ist durch drei ringförmige Zwischendichtungen 28, 30 und 32 unterteilt.
Diese Dichtungen sitzen in ringförmigen Nuten 34, 35 und 38 im Zylinder 20. Jede
dieser Dichtungen besteht aus einem elastischen Material und hat bei der hiergezeigten
Ausführungsform einen in der jeweiligen Nut sitzenden ringförmigen Außenflansch
40 und einen sich im schrägen Winkel in Richtung des Beschickungsendes in die Kammer
ragenden elastischen Innenflansch 42. Die Dichtungen 28, 30 und 32 beaufschlagen
mit ihren Innenflanschen 42 den in die Kammer vom Beschickungsende her eingeführten
Klebstoff-Festkörper an seinem Außenumfang und verhindern, daß die durch den Kanal
26 zugeführte Druckluft an dem Festkörper vorbei an das Austrittsende der Kammer
24 gelangen kann. Etwaige, an das Austrittsende der Kammer gelangende Luft könnte
ein Ausspritzen von berits geschmolzenem Klebstoff zur Folge haben. Die in die Kammer
eingeführte Druckluft belastet den schrägen Innenflansch 42 nach innen gegen den
Klebstoff-Festkörper, wodurch sich erhöhte Dichtwirkung ergibt. Die hintere Dichtung
28, die im Abstand zu den beiden vorderen Dichtungen 30 und 32 vorgesehen ist, dient
dem Klebstoff-Festkörper als Führung. Sie verhindert insbesondere, daß sich der
Klebstoff-Festkörper mter einem Winkel zur Kammerwand vorschiebt oder steckenbleibt
und sich gegen die Kammerwand festfrißt. Da der Klebstoff-Festkörper auf diese Weise
im wesentlichen koaxial in der Kammer geführt wird, besteht wenig Möglichkeit für
bereits geschmolzenen Klebstoff, seitlich am Festkörper vorbei nach hinten zu dringen.
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Zwischen den vorderen beiden Dichtungen 30 und 32 ist ein radialer
Entlüftungskanal 44 vorgesehen, der in eine ringförmige Außennut 46 im Zylinder
20 mündet. Die durch den Entlüftungskanal 44 in die Nut 46 ausströmende Luft tritt
über im Zylinder 20 vorgesehene Spalten aus. Sobald das hintere Ende eines Klebstoff
-Festkörpers
sich an der mittleren Dichtung 30 vorbei nach'nrne bewegt, kann ein kleiner Teil
der im hinteren Bereich der Kammer 24 wirkenden Druckluft durch den Entlüftungskanal
44 ausströmen. Dadurch wird der Bedienungsperson ein akustisches Signal vermittelt,
das darauf hinweist, daß nun bald ein neuer Feststoffkörper in die Kammer 24 nachgefüllt
werden muß. Die Bedienungsperson kann dann zu eben diesem Zeitpunkt nachfüllen,
oder das Gerät noch weiter benutzen, bis der Klebstoffluß aufhört. Das Gerät arbeitet
so lange weiter, bis das hintere Ende des Klebstoff-Festkörpers die vordere Dichtung
32 passiert hat, so daß man also in den meisten Fällen den gerade angefangenen Klebstoffstrang
beenden kann, ehe man einen neuen Klebstoff-Festkörper nachfüllen muß.
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Die Druckluftversorgung der Kammer 24 erfolgt über den Kanal 26, welcher
mit einem sich unterhalb der Kammer durch ein Profilstück 52 erstreckenden Längskanal
50 in Verbindung steht.
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Dieses Profil 52 ist am Gehäusemantel 18 über sechs Bolzen 54 befestigt,
wobei um den Kanal 50 zwischen dem Profil und dem Gehäuse eine elastische Dichtung
vorgesehen sein kann. Im hinteren Ende des Profi:s 52, das sich über das Ende des
Gehäuses 18 hinaus erstreckt, sitzt ein Gelenkstift 56 in einer Querbohrung. Dieser
Gelenkstift 56 dient zur Befestigung eines hinteren Abdeckteils 58 für den Geräteitiper
12, wobei zwischen dem Abdeckteil und dem Ende des Körpers 12 eine Dichtung sitzt.
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Durch Festzurren der Abdeckung 58 über einen bekannten Schnappverschluß
62 ergibt sich ein luftdichter Verschluß für das hintere Ende der Kammer 24.
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Die dem Kanal 50 zugeführte Luft wird über ein Ventil 64 in dem Geräte--griff
16 reguliert; in der hier gezeigten Stellung des Ventils, bei losgelassenem Abzug
66, strömt die in der Kammer 24 hinter dem Klebstoff-Festkörper befindliche Luft
über die Kanäle 26 und 50 durch eine Entlüftungsöffnung 68 im Ventil 64 aus. Sobald
also die Druckluft abgeschaltet und abgelassen ist, ist im hinteren Kammerende kein
Druck mehr wirksam,
der sonst den Klebstoff-Körper weiterhin nach
vorne drücken und möglicherweise ein Austropfen des Klebstoffes bewirken könnte.
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Die Hülse 22 am vorderen Ende der Kammer 24 weist ein konisch zulaufendes
Eintrittsende 70 auf, welches das vordere Ende des Klebstoff-Festkörpers über eine
zylindrische Fläche 72 führt.
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Durch diese zylindrische Fläche wird der Festkörper an seinem Umfang
dicht beaufschlagt, wobei sowohl der Festkörper als auch die Hülse äußerst maßhaltig
ausgebildet sind und nur sehr enge Toleranzen aufweisen. Da die Hülse aus im wesentlichen
undurchlässigem Kunststoff besteht, kann der Klebstoff-Festkörper an der Hülse 22
kaum haften bleiben, selbst wenn er an seinem dem Heizk 14 benachbarten Bereich
schon etwas klebrig sein sollte.
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Durch die räumliche Trennung zwischen der Hülse 22 und dem hinteren
Zylinder 20 und deren zusätzlichen Abstand vom Gehäusemantel 18 wird vorteilhafterweise
die Gefahr einer Wärmeleitung durch die Kammerwände an das hintere Ende des Klebstoff-Festkörpers
im wesentlichen gebannt. Zu diesem Zweck ist auch der Gehäusemantel 18 beiderseits
der Hülse 22 mit einer Anzahl Öffnungen oder Schlitze 73 ausgebildet (Fig. 5), um
für eine zusätzliche Wärmeableitung zu sorgen. Die Zufuhr von komprimierter Kühlluft
ist für dieses Gerät nach der Erfindung im Gegensatz zu den bekannten Geräten nicht
mehr erforderlich. Der Heiz- und Spritzkopf 14 schließt einen Heizblock 74 ein,
der nach hinten einen zylindrischen Verlängerungsansatz 76 aufweist.
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Dieser Verlängerungsansatz 76 umschließt eine sich nach hinten weitende,
konische Innenwand 78, mit einer dem Ende der Hülse 22 zugewandten ringförmigen
Schulter 80, so daß sich am vorderen Ende des Klebstoff-Festkörpers eine gute Anlage
ergibt.
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Die konische Innenwand 78 trägt außerdem zur Verformung des Festkörpers
bei. Eine Anzahl von radialen Leitflächen 82 erstrecken sich von der konischen Innenwand
78 nach innen und enden kurz vor der Mittelachse der Kammer 24, so daß die Leitflächen
zwischen ihren im Abstand zueinander abgeordneten Innenenden jeweils Längsöffnungen
84 begrenzen (Fig. 3).
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Die Leitflächen, im vorliegenden Fall acht an der Zahl, verjüngen
sich. Dank dieser Verjüngung und der Tatsache, daß die Leitflächen aufgrund ihrer
radialen Anordnung in der Mitte einen
engeren Abstand zueinander
aufweisen, kann vom Heizblock 74 auf den Mittelbereich des Klebstoff-Festkörpers
mehr Wärme übertragen werden als auf dessen Randbereiche. Teilweise geschmolzener
Klebstoff fließt daher an den Seiten der Leitflänach chen unten in deren Zwischenabstände
und durch die zwischen ihren Enden begrenzten Längsöffnungen hindurch. Damit verringert
sich auch entsprechend die Gefahr, daß der Klebstoff-Festkörper an seinem Außenumfang
übermäßg klebrig wird.
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Der geschmolzene Klebstoff wird durch die Druckluft über die Längsöffnungen
84 in einen mittigen Austrittskanal 86 im Block 74 gepreßt. Von dort gelangt er
durch ein nicht dargestelltes Rückschlagventil in ein Mundstück 88. Ein Temperaturfühler
90 liefert eine direkte Anzeige der Temperatur der durch den Austrittskanal 86 tretenden
Klebstoffmasse, so daß deren Temperatur und nicht die Temperatur des Heizblocks
gemessen wird.
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Durch die direkte Messung der austretenden Klebstoff-Temperatur läßt
sich die Viskosität und folglich auch die Abbindefähigkeit des Klebstoffes besser
kontrollieren.
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Der Heiz- und Spritzkopf 14 wird über zwei elektrische Widerstände
92, die sich durch den Kopf 14 beiderseits des Austrittskanals 86 nach oben erstrecken,
auf eine hohe Temperatur erwärmt. Diese Widerstände werden über Kabel gespeist,
die sich nach unten durch den Gerätegriff erstrecken und an eine Stromquelle anschließbar
sind. Die Stromzufuhr wird über einen elektronischen Temperaturregler gesteuert,
der durch ein vom Temperaturfühler 90 erhältliches Signal betätigt wird.
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Um eine zufriedenstellende Anwärmzeit für das Gerät zu erhalten, ist
eine entsprechende Watt-Leistung der Heizwiderstände erforderlich. Diese können
aber z.B. während des Gebrauchs des Gerätes den Heizblock 74 und die Kammer 24 so
sehr erwärmen, daß der Klebstoff-Festkörper von den Leitflächen 82 nach hinten abschmilzt.
Dadurch könnte der Festkörper in der Kammer 24 haftenbleiben oder andere technische
Schwierigkeiten auslösen. Um dies auszuschließen, kann der eine Heizwiderstand
92
mit verhältnismäßig niedriger und der andere mit einer verhältnismäßig hohen Watt-Leistung
ausgelegt werden. Sobald das Gerät vorgewärmt und funktionsfähig ist, kann der Heizwiderstand
mit der hohen Watt-Leistung automatisch abgeschaltet werden, sobald der Abzug 66
losgelassen wird. Der Klebstoff-Festkörper läßt sich dann ohne Überhitzung auf Arbeitstemperatur
halten.
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Nach Wunsch kann auch in der Kammer 24 eine Thermosicherung oder ein
Thermostat vorgesehen sein, der die Temperatur des Klebstoffs in seinem, dem Heizblock
74 benachbarten Abschnitt anzeigt. Wenn diese Temperatur zu hoch wird, können die
Heizwiderstände 92 auch dann abgeschaltet werden, wenn der Temperaturfühler 90 eine
weitere Erwärmung als erforderlich anzeigt.
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Zur Verbindung des Heizblocks 74 mit dem Gehäusemantel 18 dient eine
Hülse oder ein Zwischenstück 94, das auf den zylindrischen Verlånaerungsansatz 76
des Heizblocks über einen Sprengrng 96, eine Unterlagscheibe 98 und einen O-Ring
100 befestigt ist. (Fig. 4). Das vordere Ende der Hülse 22 ragt in eine ringförmige
Ausnehmung dieses Zwischenstücks 94 und wird durch das vordere Ende des Gehäusemantels
18 gehalten.
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Der Gehäusemantel 18 ist an dem Zwischenstück 94 über vier Maschinenschrauben
102 befestigt, die durch eckige Aussparungen 104 in im Zwischenstück 94 eingelassene
Einsatzstücke 106 mit Innengewinde eingeschraubt werden (Fig. 4).