DE2907484A1 - Vorrichtung zum schmelzen und dosierten abgeben von thermoplastischem klebstoff - Google Patents
Vorrichtung zum schmelzen und dosierten abgeben von thermoplastischem klebstoffInfo
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DR. ΠΠΠΟ Π ! Γ» '.-!»' ~. ^TAPF
8 MÖNCHEN SÜ . fci.\üiii,KlRCHERSTH.4S
Anwaltsakte: 29 921 9 6. Fsb. $/3
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)
Vorrichtung zum Schmelzen und dosierten Abgeben von thermoplastischem Klebstoff
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen und dosierten
Abgeben von thermoplastischem Klebstoff, mit einer Schmelzkammer , einer im Bereich der Schmelzkammer angeordneten Heizwicklung
und einer Dichtmanschette am eintrittseitigen Ende der Schmelzkammer.
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Wegen ihrer Vorteile, wie rasche Belastbarkeit, keine schädlichen Lösungsmittel und saubere Verarbeitung, werden thermoplastische
Klebstoffe in zunehmendem Masse angewendet. Diese Klebstoffe werden mittels an sich bekannten Geräten aufbereitet, dh geschmolzen
und dosiert abgegeben. Bei der Verarbeitung der Klebstoffe treten Probleme auf, die auf Mangel der bisher bekannten Geräte
zurückzuführen sind.
Ein wesentliches Problem besteht beispielsweise in der rückwärtigen
Abdichtung der Schmelzkammer. Einerseits soll ein AusfHessen
von geschmolzenem Klebstoff verhindert werden und andererseits darf beim Einführen des festen Kleberstabes in die Schmelzkammer
keine Behinderung auftreten. Da die verwendeten, stangenförmigen Klebstoffkörper teilweise etwas unterschiedlichen Querschnitt aufweisen,
wurden bisher hauptsächlich Dichtmanschetten aus elastischen Materialien, wie beispielsweise Silikongummi oder dergleichen,
verwendet. Diese Materialien weisen jedoch eine schlechte Temperaturbeständigkeit auf. Insbesondere in dem der Schmelzkammer
benachbarten Bereich neigen die bekannten Dichtmanschetten deshalb zur Versprödung. Ausserdem klebt beim Ausschalten des
Gerätes der sich wieder verfestigende Klebstoff an der Dichtmanschette. Dies behindert wiederum den Vorschub des Klebstoffkörpers
bei einem erneuten Einschalten des Gerätes.
Anstelle der elastischen Dichtmanschetten wurden auch bereits Versuche mit anderen Materialien unternommen. Dabei hat vor allem
das unter dem Handelsnamen "TEFLON" bekannte Polytetrafluorethylen
(PTFE) nebst guter Temperaturbeständigkeit eine sehr geringe Neigung zum Kleben gezeigt. Der wesentliche Nachteil einer solchen
Dichtmanschette besteht in der beschränkten Elastizität. Die durch die unterschiedlichen Querschnitte der Klebstoffkörper
hervorgerufenen Schwierigkeiten können allenfalls beseitigt werden, wenn der Innendurchmesser der Dichtmanschette gegenüber
dem Aussendurchmesser eines Kleberstabes mittleren Querschnitts
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etwas Uebermass aufweist. Diese Massnahme ergibt jedoch den
Nachteil, dass bei den kleineren Kleberstäben ein Ringspalt entsteht. In diesen Ringspalt kann in der Schmelzkaitimer geschmolzener
Klebstoff eindringen. Beim Ausschalten des Gerätes verbindet sich der in den Ringspalt eingedrungene Klebstoff mit dem
Klebstoffkörper, wodurch dessen Querschnitt vergrössert wird. Bei
der Wiederinbetriebnahme des Gerätes ergeben sich insbesondere Schwierigkeiten beim Vorschub des Klebstoffkörpers, da der vergrösserte
Querschnittsbereich des Klebstoffkörpers die aus Wärmeverlustgründen
nicht beliebig vergrösserbare Eintrittsöffnung der Schmelzkammer nicht passieren kann. Da eine aus dem erwähnten
Material bestehende Dichtmanschette die Wärme sehr schlecht leitet, verbleibt der Klebstoffkörper im wesentlichen in seinem
festen Zustand. Schäden an der Vorschubeinrichtung des Gerätes
sind daher unvermeidbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine wirksame, verschleissfeste und die Funktion
nicht beeinträchtigende Abdichtung der Schmelzkaitimer aufweist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass in dem der
Schmelzkammer benachbarten Bereich der Dichtmanschette Heizelemente zum Aufwärmen des Klebstoffes vorgesehen sind.
Die vorgeschlagenen Heizelemente können an der Dichtmanschette selbst oder an weiteren Teilen angeordnet sind und bewirken ein
begrenztes Erweichen des Klebstoffkörpers in dem von der Dichtmanschette umschlossenen Bereich. Dies genügt bereits, um den
weiteren Vorschub des Klebstoffkörpers in die Schmelzkammer zu
ermöglichen. Die erforderliche Heizleistung ist, verglichen mit derjenigen der Heizwicklung im Bereich der Schmelzkammer, relativ
gering.
Aufgrund der schlechten Wärmeleiteigenschaften der Dichtmanschette
gelangt der geschmolzene Kleber insbesondere in den, der
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Schmelzkaminer benachbarten Bereich des Ringspaltes. Aus diesem
Grund ist es nicht erforderlich, die gesamte Dichtmanschette aufzuheizen, sondern es genügt, wenn gemäss einem weiteren Vorschlag
der Erfindung die Heizelemente den der Schmelzkammer benachbarten Teil der Dichtmanschette wenigstens teilweise umgeben.
Während des Betriebes ist ein zusätzliches Aufheizen des Klebstoffkörpers
im Bereich der Dichtmanschette nicht erforderlich und auch nicht erwünscht. Es ist daher zweckmässig, wenn eine
Abschaltvorrichtung zur Ausserbetriebsetzung der Heizelemente vorgesehen ist. Die Heizelemente wirken somit lediglich beim
Einschalten des Gerätes und zwar nur so lange, bis die im Bereich der Dichtmanschette erforderliche Aufwärmtemperatur von ca.
erreicht ist. Hierauf werden die Heizelemente abgeschaltet.
Für die Ausbildung der Heizelemente gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Heizelemente als mit der Heizwicklung über Stege aus Bimetall in
Verbindung stehende, die Dichtmanschette umschliessende Backen ausgebildet sind. Die Stege aus Bimetall leiten somit die Wärme
von der Heizwicklung zu den die Dichtmanschette umschliessenden Backen. Dabei werden auch die Stege selbst aufgeheizt. Durch die
Eigenschaft des Bimetalls beginnen sie dabei, sich zu krümmen. Mit zunehmender Krümmung der Stege werden die Backen von der
Dichtmanschette abgehoben und das Aufwärmen der Dichtmanschette dadurch eingestellt. Beim Ausschalten der Vorrichtung kühlen sich
die Stege wieder ab und nehmen eine ebene Lage ein, sodass die
Backen wieder an die Dichtmanschette angelegt werden. Wird die Vorrichtung wieder eingeschaltet, so beginnt der Vorgang von
neuem. Eine solche Ausbildung hat den wesentlichen Vorteil, dass dabei praktisch kein Verschleiss auftritt und dadurch die Einrichtung
eine hohe Lebensdauer erreicht.
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Eine weitere zweckmässige Ausbildung besteht darin, dass die
Abschaltvorrichtung als Thermoschalter ausgebildet ist. Einstellbare Thermoschalter haben weiterhin den Vorteil, dass der Schaltpunkt
optimal eingestellt werden kann. Thermoschalter werden in grossen Serien hergestellt und sind daher sehr preisgünstige
Elemente. Bei einem anfälligen Defekt können diese auch leicht ausgewechselt werden.
Um die erforderliche Aufheizzeit möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Heizelemente als mit dem Thermoschalter
in Verbindung stehende Heizwendel ausgebildet sind. Eine solche Heizwendel steht somit ständig in Kontakt mit der Dichtmanschette
und wird durch den Thermoschalter ein- und ausgeschaltet. Die erforderliche Heizleistung dieser Heizwendel ist im Vergleich zur
Heizwicklung im Bereich der Schmelzkammer gering. Somit ist auch der durch den Thermoschalter ein- und auszuschaltende Strom
klein, sodass am Thermoschalter nur ein geringer Verschleiss auftritt.
Die Aufheizung der Dichtmanschette soll möglichst lokal begrenzt werden. Um dies zu erreichen, ist es zweckmässig, wenn die Dichtmanschette
in dem rückwärtig an die Heizelemente angrenzenden Bereich eine einen Luftspalt bewirkende Ringnut aufweist. Ein
solcher Luftspalt behindert den Wärmefluss und vermeidet somit ein Aufheizen des rückwärtigen Bereiches der Dichtmanschette.
Ein Teil der durch das Aufheizen der Dichtmanschette in diese hineingesteckten Wärme gelangt auch in den rückwärtigen Bereich
der Dichtmanschette. Um diese möglichst rasch wieder an die Umgebung abzuführen und dadurch ein Erwärmen des Klebstoffkörpers
in diesem Bereich zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Dichtmanschette im rückwärtigen Bereich ein Kühlblech trägt.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit indirekter
Beheizung der Dichtmanschette, teilweise im Schnitt dargestellt,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1
entlang der Linie II-II,
Fig. 3 eine weitere Ausführung der erfxndungsgemassen
Vorrichtung mit direkter Beheizung der Dichtmanschette durch eine zusätzliche Heizwendel.
Die aus Fig. 1 ersichtliche, erfindungsgemässe Vorrichtung besteht
im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 und einem seitlich daran angeordneten Handgriff 2. Der Handgriff 2 weist eine elektrische
Zuleitung 3 sowie eine Drucktaste 4 auf. Die Drucktaste 4 dient zum Vorschub eines Kleberstabes 5 mittels einer an sich
bekannten, nicht dargestellten Vorschubeinrichtung. Im Gehäuse 1 befindet sich eine Schmelzkammer 6 sowie eine diese umgebende
Heizwicklung 7. Der Kleberstab 5 wird mittels der Heizwicklung 7 in der Schmelzkammer 6 geschmolzen. Um ein Ausfliessen des geschmolzenen
Klebers aus dem rückwärtigen Ende der Schmelzkammer 6
zu verhindern, ist eine Dichtmanschette 8 vorgesehen. Die Dichtmanschette 8 besteht aus wärmebeständigem, jedoch relativ schlecht
wärmeleitfähigem Material wie beispielsweise Teflon,
Bei der Betätigung der Drucktaste 4 wird der Kleberstab 5 mittels
der nicht dargestellten Vorschubeinrichtung durch die Dichtmanschette 8 in die Schmelzkammer 6 transportiert. Dabei wird gleichzeitig
geschmolzener Klebstoff aus der Schmelzkammer 6 verdrängt und tritt durch eine am vorderen Ende des Gehäuses 1 angeordnete
Düse 9 aus. Durch den in der Schmelzkammer 6 entstehenden Druck
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gelangt ein Teil des geschmolzenen Klebstoffs auch nach hinten in
den zwischen der Dichtmanschette 8 und dem Kleber stab 5 bestehenden Ringspalt. Wird das Geräte ausser Betrieb gesetzt t so
verfestigt sich dieser Klebstoff und verbindet sich mit dem Kleberstab
5. Damit bei der Wiederinbetriebnahme des Gerätes dieser Klebstoff den Vorschub des Kleberstabes 5 nicht behindert, ist
die Dichtmanschette 8 teilweise von Heizelementen zum Aufwärmen dieses Klebstoffes umgeben. Die Heizelemente sind als die Dichtmanschette
8 umschliessende Backen 10 ausgebildet. Die Backen stehen über Stege 11 aus Bimetall mit der Heizwicklung 7 in
Verbindung. Somit wird ein Teil der von der Heizwicklung 7 entwickelten Wärme über die Stege 11 zu den Backen 10 geleitet.
Durch die Backen 10 wird nun der Klebstoff an der Wandung der
Dichtmanschette 8 aufgeheizt. Durch die Eigenschaft des Bimetalls beginnen sich jedoch gleichzeitig die Stege 11 zu krümmen. Dadurch
werden die Backen 10 von der Dichtmanschette 8 abgehoben. Diese Stellung ist in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt.
Durch geeignete Dimensionierung können die Stege 11 so ausgelegt werden, dass das Abheben der Backen 10 erst eintritt, wenn der
Klebstoff im Innern der Dichtmanschette 8 die erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat. Diese automatische Regelung ist
sehr einfach und keinem mechanischen Verschleiss unterworfen. Gegen Verschmutzung ist die Regelung ebenfalls unempfindlich.
Bei dem aus Fig. 2 ersichtlichen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 sind zwei einander gegenüberliegend angeordnete
Backen 10 und Stege 11 ersichtlich. Erforderlichenfalls können jedoch für eine gleichmässige Wärmeverteilung auch drei, oder mehr
Backen 10 vorgesehen werden. Die Backen 10 sind im Querschnitt segmentförmig ausgebildet, um eine möglichst grosse Kontaktfläche
mit der Dichtmanschette 8 zu schaffen.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Variante der erfindungsgemässen
Vorrichtung. Diese weist ebenfalls eine Schmelzkammer 6,
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eine diese umgebende Heizwicklung 7 sowie eine insgesamt mit 18 bezeichnete Dichtmanschette am rückwärtigen Ende der Schmelzkammer
6 auf. Ein Kleberstab 5 wird ebenfalls durch die Dichtmanschette 18 in die Schmelzkammer 6 eingeführt. Zum Aufheizen des
Kleberstabes 5 im Bereich der Dichtmanschette 18 ist jedoch eine die Dichtmanschette 18 umgebende Heizwendel 19 vorgesehen. Die
Heizwendel 19 ist jedoch nur während des Aufheizens der Vorrichtung
im Betrieb. Wenn die erforderliche Temperatur erreicht ist, wird die Heizwendel 19 mittels eines Thermoschalters 20 ausser
Betrieb gesetzt. Sinkt die Temperatur aus irgend einem Grunde unter den erforderlichen Wert, so wird die Heizwendel 19 wieder
eingeschaltet, bis die erforderliche Temperatur erreicht ist. Die Dichtmanschette 18 weist in dem rückwärtig an die Heizwendel 19
angrenzenden Bereich eine Ringnut 18a auf. Diese Ringnut 18a bildet einen Luftspalt 21, der den Wärmefluss in den rückwärtigen
Bereich der Dichtmanschette 18 behindert. Dadurch wird vermieden, dass der Kleberstab 5 bereits in diesem Bereich zu stark aufgewärmt
wird. Ausserdem trägt die Dichtmanschette 18 in diesem Bereich ein Kühlblech 22, welches der Ableitung von trotz des Luftspaltes
21 in diesen Bereich gelangter Wärme dient.
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Claims (6)
1. j Vorrichtung zum Schmelzen und dosierten Abgeben von thermoplastischem
Klebstoff, mit einer Schmelzkammer, einer im Bereich der Schmelzkammer angeordneten Heizwicklung und
einer Dichtmanschette am eintrittseitigen Ende der Schmelzkammer, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem der Schmelzkammer (16) benachbarten Bereich der Dichtmanschette (8) Heizelemente zum Aufwärmen des Klebstoffes
vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente den der Schmelzkammer (6) benachbarten Teil
der Dichtmanschette (8) wenigstens teilweise umgeben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschaltvorrichtung zur Ausserbetriebsetzung der
Heizelemente vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizelemente als mit der Heizwicklung (7) über Stege (11) aus Bimetall in Verbindung stehende, die Dichtmanschette
(8) umschliessende Backen (10) ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltvorrichtung als Thermoschalter (21) ausgebildet
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente als mit dem Thermoschalter (21) in Verbindung
stehende Heizwendel (20) ausgebildet sind.
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Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtmanschette (18) in dem rückwärtig an die Heizelemente angrenzenden Bereich eine einen
Luftspalt (21) bewirkende Ringnut (18a) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtmanschette (18) im rückwärtigen Bereich ein Kühlblech (22) trägt.
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