EP2282848B1 - Vorrichtung zum ausbringen einer pastösen masse - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausbringen einer pastösen Masse aus einer Kartusche oder einem Foliensack, mit einem rohrförmigen Gehäuse und einem im Gehäuse beweglichen, mit einem Druckmedium, z. B. Druckluft, beaufschlagbaren Kolben, der seinerseits auf die im Gehäuse vor dem Kolben unterzubringende pastöse Masse in der Kartusche oder im Foliensack wirkt. Eine solche "Kartuschenpistole" ist der aus der WO 2005/077548 bekannt
• Vorrichtungen dieser Art dienen zum Beispiel im Installations- und im Kfz-Handwerk zum Aufbringen von Klebe-, Verfugungs- oder Dichtungsmasse, z.B. Silikonkautschuk, in Form eines möglichst gleichförmigen Stranges ("Raupe"). Das Gehäuse, der Zylinder, ist druckseitig, also auf der von der pastösen Masse abgewandten Seite des Kolbens Ober einen Schlauch an eine externe Druckquelle angeschlossen, aus der das Druckmedium herangeführt wird. Bei von einer externen Druckquelle unabhängigen Geräten ist die Druckquelle in Form eines elektrisch betriebenen Kompressors in das Gerät integriert, wobei der Kompressor aus dem Netz oder, wie bei der bekannten Kartuschenpistole, von einem Akkumulator gespeist wird.
• Geräte dieser Art sollen möglichst leicht und handlich, insbesondere kompakt gebaut sein. Außerdem sollen sie sich leicht und gezielt steuern lassen. Das heißt, der Massestrom soll möglichst gleichmäßig fließen, aber auch gezielt beschleunigt und verlangsamt oder schnell ganz gestoppt werden können. Beide Forderungen sind bei dem bekannten Gerät nicht zufriedenstellend gelöst.
• Aus DE 41 34 141 C2 ist eine Vorrichtung zum Ausbringen einer pastösen Masse ("Druckluftpistole zum Auftragen von pastösem Material") bekannt, bei der eine Kolbenanordnung aus zwei teleskopartig ineinander ein und ausfahrbaren Teilkolben besteht. Sobald der eine Teilkolben beim Auspressen der Masse seine Endstellung erreicht hat, tritt der andere in Aktion und presst weiter auf die auszubringende Masse. Sinn dieser Konstruktion ist es, die notwendige Baulänge der Pistole möglichst kurz zu halten. Eine gezielte, feinfühlige Steuerung des Massestroms ist nicht möglich.
• Aus DE 601 11 210 T2 , DE 36 07 176 C2 , DE 10022 565 A1 und DE 41 37 801 A1 sind ähnliche Vorrichtungen bekannt, bei denen das Arbeitsmedium ebenfalls aus Druckluft oder aus einer Flüssigkeit besteht oder die Kolben durch gegenseitige Verdrehung in Axialrichtung ausgefahren oder eingezogen werden. Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass sie entweder für die Verwendung von Kartuschen oder von Foliensäcken mit der pastösen Masse vorgesehen sind. Eine schnelle Anpassung an die jeweils vorliegende Verpackungsform ist nicht möglich.
• Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der FR-A-1 014 080 bekannt. Diese Vorrichtung ist jedoch für den praktischen Einsatz zu lang.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, insbesondere kurze Vorrichtung zum Ausbringen einer pastösen Masse zu schaffen, die sich mit nur wenigen Handgriffen an die Verarbeitung von in Kartuschen und in Foliensäcken verpacktes Material anpassen und die sich gezielt und genau steuern lässt.
• Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Durch diese Bauweise lässt sich ein kompakter, insbesondere besonders kurzer Aufbau der Vorrichtung erzielen.
• In einer nicht beanspruchten Ausgestaltung der Vorrichtung besteht das verlängerbare Element aus einem vom Druckmedium aufblasbaren Ballon. Im Einzelnen ist im Boden des Kolbens eine zentrale Bohrung vorgesehen und in der Bohrung ein Rohr befestigt, auf dessen dem auszubringenden Material zugewandtes Ende ("Arbeitsseite") ein vom Druckmedium dehnbarer Ballon aufgesetzt ist.
• In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht das verlängerbare Element aus einer auf der arbeitsseitigen Seite des Kolbens angeordneten Teleskopkolben-Anordnung. Auf dem arbeitsseitigen Ende eines den Kolben durchdringenden Rohrs ist eine Teleskopkolben-Anordnung aus wenigstens zwei teleskopartig in einander angeordneten, auf dem Rohr und gegeneinander axial verschiebbaren Teilkolben angebracht, wobei bei Beaufschlagung mit dem Druckmedium zunächst der Kolben mitsamt der Teleskopkolben-Anordnung und bei Erreichen einer bestimmten Endstellung der auf die pastöse Masse wirkende Teilkolben weiter verschoben wird und schließlich den anderen in die gestreckte Lage schleppt.
• Der in radialer Richtung äußere Teilkolben ist als schleppender Teilkolben ausgebildet und angrenzend an den Aufnahmeraum für die pastöse Masse angeordnet. Dabei wirkt das Druckmedium über die ganze Arbeitslänge der Teilkolben auf die maximal mögliche Fläche der Kolbenanordnung Das heißt, der zur Verfügung stehende Druck wird über die ganze Bewegungsstrecke optimal genutzt und die auf die auszubringende Masse wirkende Kraft bleibt bei gleichbleibendem Druck konstant. Auf diese Weise lässt sich der Massestrom besonders gut steuern.
• Bei Anwendung eines Steuerteils gemäß Anspruch 3 lässt sich eine besonders genaue Steuerung des Massestroms erreichen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

im Schnitt den Funktionsteil und schematisch den Steuerteil einer Kartuschenpistole,

Fig. 2

im Schnitt eine zweite Ausführungsform des Funktionsteils,

Fig. 3a, 3b, 3c, 3d

im Schnitt und in auseinandergezogener Darstellung einen Kolben, eine Teleskopkolben-Anordnung bzw. ein Kartuschengehäuse sowie Kragenmanschette bzw. Foliensack.

• Fig. 1 zeigt den Funktionsteil 10 und den Steuerteil 70 einer Kartuschenpistole, die nach Art einer Handbohrmaschine in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Der Funktionsteil 10 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 12, das druckseitig von einer mit einem Anschlussnippel 14 versehener Oberwurfmutter 16 verschlossen ist. Das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 12 ist mittels einer Überwurfmutter 18 verschlossen, die mit einer zentralen Bohrung 20 versehen ist.
• Im Gehäuse 12 befindet sich ein Kolben 22 mit einem starr an diesem befestigten, z.B. in diesen eingeschraubten Führungsrohr 24. Auf dem Führungsrohr 24 ist ein erster, innerer Teilkolben 26 in Axialrichtung verschiebbar gelagert, auf dem wiederum ein zweiter, äußerer Teilkolben 28 verschiebbar ist. Der äußere Teilkolben 28 ist mit einem Boden 30 verschlossen. An das in der Zeichnung rechte Ende des ersten und des zweiten Teilkolbens 26 bzw. 28 ist jeweils ein nach innen ragender Flansch 32 angeformt. An das in der Zeichnung linke Ende des Führungsrohrs 24 und des ersten, inneren Teilkolbens 26 ist jeweils ein nach außen ragender Flansch 34 angeformt. In den nach außen ragenden Flanschen 34 des Führungsrohrs 24 bzw. des erste Teilkolbens 26 sitzt jeweils eine Ringdichtung 36. Ebenso ist der Kolben 22 mittels einer Ringdichtung 36 gegenüber der Innenwand des Gehäuses 12 abgedichtet.
• Die Teilkolben 26, 28 sind also gegeneinander und gegenüber dem Führungsrohr 24 teleskopartig verschiebbar, wobei die Flansche 34 jeweils als Anschlag für die Flansche 32 und der äußere Teilkolben 28 als schleppender und der innere Teilkolben 26 als geschleppter Kolben wirken.
• Im Gehäuse 12 befindet sich ferner eine Kartusche 38 mit dem auszuspritzenden Material (nicht gezeigt). Die Spritztülle 37 der Kartusche 38 ragt durch die Bohrung 20 in der Überwurfmutter 18 nach außen.
• Der Steuerteil 70 besteht im Wesentlichen aus einem Kompressor 72, der über einen Kurbeltrieb 74 von einem Akkumotor 76 angetrieben wird. Zum Ein und Ausschalten des Akkumotors 76 dient ein Schalter 78. Ein um eine Achse 81 schwenkbarer Schaltgriff 80 ist über eine Schaltstange 82 mit dem Schalter 78 verbunden. Der Schalter 78 lässt sich durch Druck auf die Schaltstange 82 abwechselnd ein und ausschalten. Der Schaltgriff 80 wirkt Ober eine Schaltstange 84 weiter auf ein wegabhängig steuerbares Ventil 88. Je nach dem, wie tief die Schahstange 84 mittels des Schaltgriffes 80 niedergedrückt wird, lässt sich mittels des Ventils 88 mehr oder weniger Druck ablassen. Wird die Schaltstange 84 ganz durchgedrückt, so kommt es zur vollständigen Entlüftung des Systems. Einfachstes Beispiel für ein solches Ventil ist das übliche Ventil eines Autoreifens. Der maximal erreichbare Druck lässt sich mittels eines Druckstellers 90 einstellen und mit Hilfe eines Manometers 92 ablesen. Der Kompressor 72 und das Ventil 88 einerseits sowie das Ventil 88 und der Anschlussnippel 14 des Funktionsteils 50 andererseits sind jeweils über einen Druckschlauch 74 miteinander verbunden.
• Zur Inbetriebnahme der Vorrichtung wird die Überwurfmutter 18 abgeschraubt und die Kartusche 38 mit dem freien oder hinteren Ende voran in das Gehäuse 12 eingeschoben. Dabei werden die Teilkolben 26, 28 und die Führungsstange 24 ineinandergeschoben, bis der Kolben 22 an der Innenseite der Überwurfmutter 16 anliegt. Darauf wird das Gehäuse 12 mit der Überwurfmutter 18 wieder verschlossen. Damit ist die Kartuschenpistole einsatzbereit, wobei Kolben 22 und Teleskopkolben-Anordnung 26, 28 zunächst vollkommen zusammengeschoben sind.
• Wird nun Druck auf die Kartuschenpistole gegeben, so fährt der Kolbenapparat nach links, bis der Boden 30 des Teleskopkolbens 28 am Boden oder Kolben 39 der Kartusche 38 einerseits und der Boden des Kolbens 22 andererseits am Boden der Überwurfmutter 16 anliegt. Bei weiterer Zufuhr des Druckmediums bewegt sich die ganze Kolbenanordnung in der Zeichnung nach links und drückt dabei pastöse Masse aus der Tülle 37 aus, bis der arbeitsseitige Rand des zylindrischen Kolbens 22 am Rand der zylindrischen Kartusche 38 anliegt. Sobald dieser in Fig. 1 gezeigte Zustand erreicht ist, bewegt sich bei weiterer Druckzufuhr zu-nächst der Teilkolben 28 und nimmt schließlich den Teilkolben 26 mit, bis sämtliches Material aus der Kartusche 38 ausgepresst ist.
• Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das Element zur Verlängerung des Kolbens 22 aus einem am Kolben befestigten Ballon 44 besteht. Der Kolben 22 trägt ein diesen durchdringendes Rohr 24, auf dessen aus dem Kolben herausragendem Ende, das heißt arbeitsseitig, eine Zwischenhülse 40 angebracht ist. Auf dieser Zwischenhülse 40 sitzt eine äußere Hülse 42 mit einem Auflageflansch 43. Zwischen den beiden Hülsen 40, 42 ist der Ballon 44 befestigt. Da der Ballon 44 im entspannten Zustand nur wenig Länge beansprucht, ist hier die konstruktionsbedingte Länge besonders klein.
• Ebenso wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird zum Laden der Kartuschenpistole die Überwurfmutter 18 abgeschraubt, die Kartusche 38 wird eingesetzt und zusammen mit Kolben 22 und Ballon 44 in Richtung Hülse 16 gedrückt. Darauf wird die Kartuschenpistole wieder geschlossen. Beim Einschalten des Druckes füllt sich der Ballon 44 und drückt den Kolben 22 gegen den Boden der Kartuschenpistole, das heißt gegen den Boden der Hülse 16. Danach verschiebt sich der Kolben 22 (in der Zeichnung) nach links, bis er, wie in Fig. 2 gezeigt, den unteren Rand des Kartuschenmantels 38 erreicht. Im weiteren Verlauf wird der Ballon 44 immer stärker gedehnt, und er drückt den Kolben 39 der Kartusche 38 weiter nach links, bis die auszubringende Masse völlig aus der Kartusche 38 heraus gepresst ist.
• Zur Verarbeitung von Foliensäcken würde es grundsätzlich ausreichen, statt einer Kartusche einen Foliensack in deren Gehäuse einzuführen. Vorzugsweise sollte dabei auf den Kolbenboden 30 eine Kragen oder Federscheibe (s. z. B. Fig. 4 und 5 der WO 2005/077548 ) gesetzt werden, deren an der Gehäusewand anliegender Kragen ein Eindringen der Folie zwischen Gehäuse 12 und Teilkolben 28 verhindert.
• Da aber die handelsüblichen Foliensäcke im Allgemeinen länger sind als handelsübliche Kartuschen, wird erfindungsgemäß für einen Umbau die Teleskopkolbenanordnung 24, 26, 28 durch eine solche Federscheibe ersetzt, wie anhand Fig. 3 erläutert wird.
• Fig. 3a zeigt zusammen mit Figur 3b, 3c einerseits und mit 3d, 3e andererseits, dass zur Verwendung einer Kartusche oder eines Foliensackes nur ein geringfügiger Umbau erforderlich ist. Fig. 3a zeigt im Schnitt einen Kolben 22 mit einem daran angesetzten Rohr 46. Fig.3b zeigt den Schnitt einer Teleskopkolben-Anordnung 24, 26, 28, Fig. 3c einen Teilschnitt einer Kartusche 38 mit dem Kartuschenboden 39. Zusammen sind dies die wesentlichen Bestandteile des Funktionsteils 10 der Fig. 1. Soll die Kartuschenpistole an die Verwendung eines Foliensackes angepasst werden, wird die Teleskopkolben-Anordnung 24, 26, 28 durch einen Trägerflansch 48 mit einer Kragenscheibe 50 ersetzt. Außerdem ist die Überwurfmutter 18 mit Spritztülle 37 durch eine Überwurfmutter mit angeformten Spritztülle (nicht gezeigt) zu ersetzen.
• Zur Inbetriebnahme wird ein Foliensack 52 in das Rohr 12 eingeführt, der Trägerflansch 48 mit Kragenscheibe auf den Kolben 22 aufgesetzt und das Ganze in das Rohr 12 geschoben. Damit ist die Pistole betriebsbereit zur Arbeit mit dem Foliensack 52.
• Im Betrieb (s.a. Fig. 1) lässt sich die Spritzpistole durch Druck auf die Schaltstange 82 ein und ausschalten. Der Druck wird mittels des Kompressors 72 solange aufgebaut, bis der am Drucksteller 90 eingestellte Druck erreicht ist. Der Kompressor 72 schaltet dann ab und bei Erreichen eines am Drucksteller 90 eingestellten Druckabfalls wieder ein. Lässt man den Schaltergriff 80 los, so bleibt der Druck im System erhalten. Mit Hilfe eines nicht gezeigten Zusatzknopfes (Feststellers) kann auf Dauerbetrieb geschaltet werden. Drückt man mit Hilfe des Schaltgriffes 80 auf die Schaltstange 84, so löst sich, falls eingestellt, der Feststeller, und der Druck wird je nach Eindringtiefe der Schaltstange 84 in das Ventil 88 langsam oder schneller abgelassen. Entsprechend wird der Massestrom weniger oder stärker verlangsamt. Beim Loslassen der Schattstange 84 bleibt der Restdruck erhalten, so dass beim Wiedereinschalten der Druck sofort zur Verfügung steht. Drückt man die Schaltstange 84 bis zum Anschlag durch, so wird das System vollständig entlüftet.
• Der Massenstrom lässt sich also durch mehr oder weniger starken Druck auf die Schaltstange 84 einfach und genau dosieren und bei Bedarf durch vollständiges Eindrücken der Schaltstange 84 in das 88 Ventil vollständig und augenblicklich stoppen. Bezugszeichenliste

  10	Funktionsteil	70	Steuerteil
  12	Gehäuse	72	Kompressor
  14	Anschlussnippel	74	Kurbeltrieb
  16	Überwurfmutter	76	Akkumotor
  18	Überwurfmutter	78	Schalter
  20	Bohrung	80	Schaltgriff
  22	Abschlusskappe	81	Achse
  24	Führungsrohr	82	Schaltstange
  26	innerer Teilkolben	84	Schaltstange
  28	äußerer Teilkolben	88	Ventil
  30	Boden	90	Drucksteiler
  32	nach innen ragender Flansch	92	Manometer
  34	nach außen ragender Flansch	94	Druckschlauch
  36	Ringdichtung
  37	Spritztülle
  38	Kartusche
  39	Kolben
  40	Zwischenhülse
  42	äußere Hülse
  43	Auflageflansch
  44	Ballon
  46	Rohr
  48	Trägerflansch
  50	Kragenmanschette
  52	Foliensack

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Ausbringen einer pastösen Masse aus einer Kartusche (38) oder einem Foliensack (52), mit einem rohrförmigen Gehäuse (12) und einem im Gehäuse beweglichen, mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolben (22), der auf die im Gehäuse vor dem Kolbeng (22) unterzubringende pastöse Masse in der Kartusche (38) oder im Foliensack (52) wirkt, wobei der Kolben (22) ein Element trägt, das unter Einwirkung des Druckmediums axial in Richtung zur auszubringenden Masse verlängerbar ist, gekennzeichnet durch ein zentral im Boden des Kolbens (22) befestigtes und diesen durchdringendes Rohr (24), auf dessen der auszubringenden Masse zugewandten Seite eine Teleskopkolben-Anordnung aus wenigstens zwei teleskopartig in einander angeordneten, auf dem Rohr (24) und gegeneinander axial verschiebbaren Teilkolben (26, 28) angeordnet ist, wobei bei Beaufschlagung mit dem Druckmedium zunächst der Kolben (22) mitsamt der Teleskopkolben-Anordnung und bei Erreichen einer bestimmten Endstellung der auf die pastöse Masse wirkende Teilkolben (28) weiter verschoben wird und den anderen (26) in die gestreckte Lage schleppt, wobei der in radialer Richtung äußere Teilkolben (28) als schleppender Teilkolben ausgebildet und angrenzend an den Aufnahmeraum für die pastöse Masse angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine statt der Teilkolben-Anordnung (26, 28) auf das Ende des Rohrs (46) aufsetzbare Kragenmanschette (50), die bei Verwendung eines Foliensackes (52) ein rückwärtiges Endringen der Folie des Foliensackes in den Kolbenspalt verhindert
3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schalter (Kippschalter 80), der einerseits auf einen elektrischen Schalter (78) zum Ein- und Ausschalten eines Kompressors (72) und andererseits auf ein wegabhängig steuerbares Ventil (88) wirkt, derart, dass bei Druck auf den Ventilstößel (84) das System mehr oder weniger stark oder vollständig entlüftet wird.

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