Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe einer fließfähigen Substanz
über eine Düsenaustrittsöffnung wählbaren Querschnitts.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise im Einsatz bei der Abgabe
pastöser Substanzen wie Silikon- und Acryl-Dichtmasse im Baubereich zum
Ausfüllen von Fugen oder Direkteinglasungsdichtstoffe in der Automobiltechnik.
Eine gebräuchliche Vorrichtung weist hierfür einen hohlkegelförmigen
Düsenkörper auf, welcher auf die Ausgabeöffnung eines Vorratsbehälters wie
z. B. einer Kartusche aufschraubbar ist. Der Düsenkörper besteht aus einem
formstabilen schneidbaren Kunststoff, in welchem durch einen im wesentlichen
quer zur Längsachse des Düsenkörpers geführten Schnitt eine Austrittsöffnung
mit von der Lage und Richtung der Schnittfläche abhängiger Größe und Form
erzeugt wird. Als nachteilig erweist es sich, daß beim Schnitt durch den
Düsenkörper Störungen an den Schnittkanten auftreten, welche zu Längsriefen
des durch die Austrittsöffnung abgegebenen Substanzstrangs führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Abgabe einer fließfähigen Substanz anzugeben, welche bei wählbarem
Austrittsquerschnitt solche Störungen vermeidet.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche
enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verläßt den bekannten Weg der quasi
kontinuierlich wählbaren Größe der Austrittsöffnung und gibt statt dessen
mehrere nach Größe und/oder Form unterschiedliche Austrittsöffnungen in den
verschiedenen Düsenkörpern vor, wobei dann aber die Austrittsöffnungen
störungsfreie Berandungen aufweisen und die Substanz in einwandfreier Form
abgegeben wird. Die Austrittsöffnung wird nicht durch einen Schnitt durch einen
Düsenkörper hergestellt, sondern ist als Ende eines offenen Durchflußkanals
im Düsenkörper fest vorgegeben.
Auch der Grundkörper weist einen Durchflußkanal auf und ist vorteilhafterweise
seinerseits als eigenständiger Düsenkörper mit definierter Austrittsöffnung
ausgebildet. Im Eintrittsbereich seines Durchflußkanals weist der Grundkörper
vorteilhafterweise Mittel zur Befestigung auf einer Zuführeinrichtung,
beispielsweise ein Innengewinde zum Aufschrauben auf den Gewindestutzen
einer Kartusche auf.
Die Düsenkörper sind mit dem Grundkörper unter Bildung eines
durchgehenden Durchflußkanals, der mit der Austrittsöffnung des jeweiligen
Düsenkörpers endet, verbindbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die
Eintrittsöffnungen der Düsenkörper auf den Düsenkörper aufsteckbar und dort
vorzugsweise formschlüssig, beispielsweise durch elastisches Einrasten oder
Einschnappen eines Vorsprungs an einem Körper in eine korrespondierende
Vertiefung des anderen Körpers, lösbar gehalten.
Für die Handhabung von Vorteil ist eine zusammenhängende Düsenanordnung
mit einem Grundkörper und mehreren Düsenkörpern, wobei die
zusammenhängende Düsenanordnung vorzugsweise als einstückiges Formteil,
insbesondere als Spritzgußteil ausgeführt ist. Die mehreren Düsenkörper
können insbesondere sternförmig an einen zentralen Grundkörper gruppiert
sein und lösbar mit diesem und/oder untereinander zusammenhängen.
Vorzugsweise ist der Zusammenhang der Düsenkörper mit der
Düsenanordnung ohne Werkzeug lösbar, wozu insbesondere mechanisch
gezielt geschwächte Soll-Trennstellen im Anordnungszusammenhang
vorgesehen sein können. Die Düsenkörper und der Grundkörper können
beispielsweise über Materialstege untereinander verbunden sein, wobei die
minimale Querschnittsfläche, insbesondere bei Ausbildung als Soll-Trennstelle
vorzugsweise wesentlich geringer ist als die mittlere Materialquerschnittsfläche
von Düsenkörpern und/oder Grundkörper.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung enthält die zusammenhängende
Düsenanordnung noch wenigstens einen Verschlußstopfen, der zum Verschluß
wenigstens einer Austrittsöffnung dimensioniert ist. Vorzugsweise weisen die
mehreren Austrittsöffnungen der verschiedenen Düsenkörper unterschiedlich
große Querschnittsflächen der Art auf, daß die Querschnittsfläche einer
kleineren Austrittsöffnung der Querschnittsfläche der nächst größeren
Austrittsöffnung vollständig einbeschreibbar ist. Der Verschlußstopfen ist dann
vorteilhafterweise mit abgestuften Querschnittsflächen zum Verschluß mehrerer
oder vorzugsweise aller Austrittsöffnungen ausgeformt. Insbesondere können
die Querschnittsflächen der verschiedenen Austrittsöffnungen in der Form
ähnlich und lediglich in der Größe verschieden sein. Der Verschlußstopfen ist in
der bevorzugten einstückigen Ausführung der Düsenanordnung Teil des
Formkörpers. Der Verschlußstopfen kann sowohl als in die Austrittsöffnungen
einsetzbarer Verschluß als auch als kappenartig über den Düsenaustritt
steckbarer Verschluß ausgeführt sein. Vorzugsweise sind alle Düsenkörper, der
Grundkörper und der Verschlußstopfen von einer gemeinsamen Grundebene
aus senkrecht zu dieser in dieselbe Richtung verjüngt und über Materialstege
bei der Grundebene zusammenhängend.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere vorteilhaft für die Abgabe
eines Materialstrangs einer pastösen Substanz wie eingangs beschrieben und
den nachfolgenden bevorzugten Ausführungsbeispielen zugrunde gelegt.
Vorteilhaft realisierbar ist die Erfindung auch als Vorrichtung zur Abgabe einer
Substanz in Form eines Strangpressprofils aus Aluminium oder dergleichen
sowie auch als Vorrichtung zur Abgabe dünnflüssiger Substanzen,
insbesondere Wasser oder wässrige Lösungen oder Emulsionen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht.
Dabei zeigt:
- Fig. 1:
- verschiedene Ansichten einer zusammenhängenden Düsenanordnung
- Fig. 2:
- einen auf einen Grundkörper aufgesetzten Düsenkörper
- Fig. 3
- eine besondere Düsenform
In Figur 1A ist eine Draufsicht auf eine zusammenhängende Düsenanordnung
entgegen der Fließrichtung FR einer abzugebenden Substanz skizziert. Die
Düsenanordnung ist als einstückiger, insbesondere materialhomogener
Formkörper ausgeführt und vorzugsweise in Kunststoff-Spritzgußtechnik
hergestellt. Die zusammenhängende Düsenanordnung besteht im wesentlichen
aus einem zentralen Grundkörper GK, mit dem mehrere Düsenkörper DK1,
DK2 über Stege STD und ein gemeinsamer Verschlußstopfen VS über einen
Steg STV zusammenhängen.
Der Grundkörper GK ist einerseits als Träger für einen der Düsenkörper DK1,
DK2 und andererseits als eigenständiger Düsenkörper mit definierter
Austrittsöffnung AO ausgebildet. Die Austrittsöffnungen A1 des Düsenkörpers
DK1 und A2 des Düsenkörpers DK2 sind unterschiedlich groß und kleiner als
die Austrittsöffnung AO des Grundkörpers GK. Die Formen der verschiedenen
Austrittsöffnungen sind im skizzierten Beispiel einander ähnlich und zumindest
annähernd dreieckig.
Im Beispiel der Fig.1 zeigen die Düsenaustrittsöffnungen eine führende, d. h. in
Fließrichtung FR am weitesten vorn liegende gerade Kante als Teil des
Düsenrands senkrecht zur Fließrichtung. Gemäß einer vorteilhaften anderen
Ausführung nach Fig 3 kann diese Kante entgegen der Fließrichtung in Form
einer Hohlkehle HK gewölbt sein, beispielsweise in Form einer kontinuierlichen
Krümmung, einer gewinkelten Kante oder dergleichen, was die Handhabung
der Vorrichtung und die Verbindung einer pastös austretenden Substanz mit
dem Untergrund verbessern kann.
Die Austrittsöffnungen sind fest vorgegeben mit durch das
Herstellungswerkzeug definierten, störungsfreien Öffnungsrändern, die nicht
zur Veränderung durch den Benutzer vorgesehen sind. Da die Düse daher
nicht schneidbar zu sein braucht, ist die Freiheit in der Materialwahl größer als
bei bekannten Anordnungen.
Der Verschlußstopfen VS zeigt in einer ersten Ausführung einen zu den
Austrittsöffnungen AO, A1, A2 komplementären Außenquerschnitt in
mehrfacher Abstufung, wobei die jeweiligen Querschnitte des
Verschlußstopfens gegenüber den Austrittsöffnungen ein geringes Übermaß
aufweisen, so daß der in eine Austrittsöffnung eingedrückte Verschlußstopfen
dort klemmend gehalten ist. In einer anderen Ausführung ist der
Verschlußstopfen als Verschlußkappe klemmend oder rastend über eine
Düsenaustrittsöffnung steckbar ausgeführt.
Zur Anwendung eines Düsenkörpers in der Vorrichtung zur Abgabe der
fließfähigen Substanz wird dieser durch Auftrennen des Verbindungsstegs STD
aus dem Zusammenhang der Düsenanordnung gelöst und auf den
Grundkörper aufgesteckt. Die Figur 2 zeigt eine solche zusammengesteckte
Anordnung aus einem Grundkörper GK und einem aufgesteckten Düsenkörper
DK. Die beidseitig offenen Durchflußkanäle von Grundkörper und Düsenkörper
bilden dann einen durchgehenden verlängerten Durchflußkanal. Der
Grundkörper GK zeigt eintrittsseitig Mittel zur Befestigung auf einen Anschluß,
beispielsweise einem Gewindestutzen einer Kartusche als Vorratsbehälter für
die fließfähige Substanz. Die Befestigungsmittel können in anderer Ausführung
auch selbstfurchend ausgebildet sein, wobei die Furchenschneide im
Grundkörper oder an dem Anschluß vorgesehen sein kann.
Der Grundkörper GK ist vorteilhafterweise einschnappend oder einrastend auf
den Grundkörper aufgesteckt und widersteht damit besonders zuverlässig der
abziehend gerichteten Kraft der durch den Druchflußkanal gedrückten
Substanz.
Die Figuren 1B, 1C und 1D zeigen Seitenansichten der zusammenhängenden
Düsenanordnung, wobei die jeweiligen Blickrichtungen in der Draufsichtskizze
der Fig. 1A durch Pfeile B, C, D angedeutet sind.
Die Fußpunkte von Grundkörper und Düsenkörpern mit Eintrittsöffnungen für
die Durchflußkanäle sind ebenso wie die Verbindungsstege STD, STV bei einer
gemeinsamen Grundebene GE angeordnet. Der Grundkörper, die Düsenkörper
und der gemeinsame Verschlußstopfen verjüngen sich von der Grundebene
weg kontinuierlich oder in Stufen, wodurch eine einfache Entformung im
Spitzgußprozess gewährleistet ist.
Die Auftrennung eines Verbindungsstegs zum Lösen eines Düsenkörpers oder
des Verschlußstopfens kann beispielsweise mittels eines Schneidwerkzeugs
wie Messer oder Zange erfolgen. Vorzugsweise sind die Verbindungsstege
aber so ausgebildet, daß ein Auftrennen eines Verbindungsstegs ohne
Werkzeug möglich ist, beispielsweise durch Abdrehen, Abknicken, Brechen
oder Abreißen eines Verbindungsstegs. Hierfür können auch mechanisch
geschwächte Soll-Trennstellen in den Verbindungsstegen vorgesehen sein, so
daß die Auftrennung mit geringem Krafteinsatz und ohne Gefährdung der
Komponenten der Düsenanordnung von Hand möglich ist. Der
Verschlußstopfen kann auch über einen dehnbaren, beispielsweise mäanderförmigen
Steg mit dem Grundkörper verbunden sein, der ein Einstecken in eine
Austrittsöffnung auch ohne Durchtrennung der Stegs ermöglicht und so ein
Verlieren des Stopfens vermeidet. In Fig. 2 ist der gemeinsame
Verschlußstopfen in einer Position zum Aufstecken auf den Düsenkörper DK in
Steckrichtung SR skizziert.
Die von den Rändern der Austrittsöffnungen jeweils aufgespannten Flächen
sind vorzugsweise gegen die Fließrichtung FR zwischen 30° und 60° geneigte
Ebenen. Der Grundkörper kann in Fußpunktnähe eine Rippenstruktur RS zum
verbesserten Krafteinsatz beim Aufschrauben auf einen Gewindestutzen GS
von Hand oder unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs aufweisen.
Die vorstehend auch in den Ansprüchen beschriebenen Merkmale sind sowohl
einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen vorteilhaft realisierbar. Die
Erfindung ist nicht auf die bevorzugten beschriebenen Beispiele beschränkt.
Insbesondere sind andere Querschnittsformen der Austrittsöffnungen denkbar.
Die Form und Größe der Düsenkörper kann in Abhängigkeit von der Konsistenz
der abzugebenden Substanz in weitem Umfang variieren.