DE202007016706U1

DE202007016706U1 - Kolbenabstreifplatte für Auspresseinrichtung für Beutelschmelzer sowie damit verbundener Beutelschmelzer

Info

Publication number: DE202007016706U1
Application number: DE202007016706U
Authority: DE
Original assignee: Inatec GmbH
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2017-11-29
Also published as: CN101925412A; JP5435300B2; BRPI0819720B1; EP2227338B1; WO2009068311A1; CN101925412B; JP2011504801A; EP2227338A1; US8496140B2; ATE550107T1; US20100308080A1; BRPI0819720A2

Abstract

Kolbenabstreifplatte für eine Auspresseinrichtung (20) für Beutelschmelzer (10) mit einer eine axiale Oberseite (24') und eine axiale Unterseite (24'') aufweisenden einstückigen Abstreifplatte (24) aus elastisch nachgiebigem Material, mit einer im entspannten Zustand die Arbeitsplatte geschlossen umlaufenden, radial äußeren Abstreiferkante (24A)
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Abstreifplatte (24) mindestens eine in ihrer axialen Oberseite und/oder in ihrer axialen Unterseite und/oder zwischen ihrer axialen Ober- und Unterseite eingefügte, eine zumindest radiale Kompression der Abstreifplatte ermöglichende Aussparung (24C, 24D) vorgesehen ist, und dass
in die Aussparung (24C, 24D) mindestens ein expandierbares Rückstellelement (25) eingesetzt oder einsetzbar ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Kolbenabstreifplatte für eine Auspresseinrichtung für Beutelschmelzer mit einer eine axiale Oberseite und eine axiale Unterseite aufweisenden einstückigen Abstreifplatte aus elastisch nachgiebigem Material mit einer im entspannten Zustand die Abstreifplatte geschlossen umlaufenden, radial äußeren Abstreiferkante.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Bei so genannten Beutelschmelzern wird ein in einem Verpackungsbeutel abgepackter fester Arbeitsstoff, wie ein Heißschmelzkleber in einem zylindrischen Aufnahmeraum einer Auspresseinrichtung an einem Abgabeende für aufgeschmolzenen Arbeitsstoff durch Erwärmung von einem zunächst festen in einen fließfähigen Zustand überführt, während vom hinteren Beutelende her ein Auspresskolben in dem Aufnahmeraum vor getrieben wird, so dass abgeschmolzener Arbeitsstoff ausgepresst und der Verpackungsbeutel an der zylindrischen Wandung des Aufnahmeraums axial allmählich zusammengeschoben wird. Damit ein rückwärtiges Nachladen neuer gefüllter Verpackungsbeutel reibungsarm und ohne großen vorherigen Reinigungsaufwand möglich ist, ist der Auspresskolben mit einer Abstreifplatte versehen. Diese hat in erster Linie eine Abdichtfunktion an der inneren Zylinderwandung und dient als Abstreifer für etwa an der Zylinderinnenwandung anhaftenden Arbeitsstoff, der sich unerwünschterweise zwischen der Verpackungsbeutelaußenseite und der Zylinderwandinnenseite eingeschoben hat. Um beim Auslassen des abgeschmolzenen Arbeitsstoffes eine möglichst präzise vorbestimmte Abgabemenge, d. h. Dosierung, zu ermöglichen, ist ein geringer Reibwert zwischen der Abstreifplatte und der inneren Zylinderwand gewünscht. Aus diesem sowie aus anderen Gründen wird die Abstreifplatte in der Regel aus einem elastisch nachgiebigem Material, wie einem Kunststoff und insbesondere aus PTFE (wie Teflon^®) bevorzugt und auch die zylindrische Innenwand ist mit einem ähnlich gut gleitfähigem Material beschichtet. Unterschiedliche Verarbeitungstemperaturen, insbesondere kalte und heiße Zonen in einem Beutelschmelzer, führen zu einem sich ändernden Kaliber der Abstreiferplatte entsprechend der jeweiligen Temperatur. Es ist daher vor allem bei Beutelschmelzern schwierig, über den ganzen Auspressweg gleichmäßige Kräfte- und Dichtverhältnisse zwischen dem der Abstreiferplatte und der zylindrischen Innenwand sicherzustellen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Davon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde eine Kolbenabstreifplatte so zu verändern, dass ihre Dicht- und Gleiteigenschaften auch bei sich stärker ändernden Temperaturen in einem vorgegebenen Rahmen bleiben. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kolbenabstreifplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Danach ist vorgesehen, dass in der Abstreifplatte in ihre axiale Oberseite und/oder in ihre axiale Unterseite und/oder zwischen ihrer axialen Ober- und Unterseite mindestens eine Aussparung eingefügt ist, die eine zumindest radiale Kompression der Abstreifplat te ermöglicht, und dass in die mindestens eine Aussparung mindestens ein expandierbares Rückstellelement einsetzbar oder eingesetzt ist.
Gemäß der Erfindung wirken sich thermisch bedingte Dehnungen der Abstreifplatte nicht mehr ausschließlich radial nach Außen gerichtet aus. Vielmehr gestatten die erfindungsgemäßen Aussparungen, bei welchen es sich in der Regel um Durchbrechungen der Abstreiferplatte zwischen der axialen Ober- und Unterseite handelt, in der Weise aus, dass die Reaktionskräfte der Wärmeausdehnung zu einer Volumenverminderung der Aussparungen führen. Gleichwohl bleibt eine ausreichende radiale Expansionsfähigkeit der Abstreifplatte erhalten, sodass eine etwaige temperaturbedingte radiale Ausdehnung der Zylinderinnenwand nach wie vor ausgeglichen wird. Ein „Memoryeffekt" liegt bei den gängigen Materialien für Abstreifplatten in der Regel nicht vor. Um zu verhindern, dass eine im Zylinder eingespannte Abstreifplatte nach thermisch bedingter Verformung der mindestens einen Aussparung der Abstreifplatte ihre Sollgröße bei Wiederabkühlung verfehlt, d. h. nicht wiedererreicht, ist in die mindestens eine Aussparung ein expandierbares Rückstellelement eingesetzt oder einsehbar. Die Kombination von elastisch nachgiebigen Aussparungen der Arbeitsplatte mit expandierbaren Rückstellelementen führt dazu, dass eine erfindungsgemäße Abstreifplatte auch nach einer Vielzahl von Temperaturwechselzyklen ihre ihr zugedachte Funktion zuverlässig ausführen kann. Es ist nun möglich, eine erfindungsgemäße Abstreifplatte in verschiedener Weise zu verwenden, und insbesondere auch die Aussparungen in sehr unterschiedlicher Weise zu formen sowie verschiedenste expandierbare Rückstellelemente einzusetzen:
Wenn die eine oder die mehreren Aussparungen strahlenförmig in die Abstreifplatte eingearbeitet sind, kann dadurch ein besonders hohes Maß an radialer Ausdehnung oder radialer Kompression erreicht werden. Die von den radial erstreckten Aussparungen voneinander getrennten Segmente der Arbeitsplatte bleiben am radialen Außenrand vorzugsweise zusammenhängend. Eine radiale Unterbrechung der Abstreifkante, wie sie bei Kolbenringen von Verbrennungsmotoren üblich ist, ist also entbehrlich.
Für die Rückstellelemente kommen insbesondere gummielastische Materialien in Betracht, diese werden gemäß einem bevorzugten Ausführungsform der Erfindung etwa formgleich mit den zugehörigen Aussparungen gestaltet und weisen bevorzugt ein gewisses Übermaß im Verhältnis zu der Aussparung in der Abstreifplatte auf. Dadurch wird nicht nur ein sicherer Halt des expandierbaren Rückstellelementes in der Aussparung auf einfache Weise sichergestellt, sondern die Abstreifplatte wird nach radial außen in einem gewissen Umfang radial verspannt.
Um Abstreifplatten auch mit einem gewissen radialen Übermaß verwenden zu können, weist die Einschiebemündung des zylindrischen Aufnahmeraumes für den die Abstreifplatte tragenden Kolben einen im Wesentlichen konusförmigen Einführbereich auf.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der – beispielhaft – ein Ausführungsbeispiel einer Kolbenabstreifplatte dargestellt ist.
FIGURENKURZBESCHREIBUNG
In der Zeichnung zeigen
1 einen Beutelschmelzer im halbseitigen Axialschnitt bei frisch eingesetztem und gefüllten Verpackungsbeutel;
2 dieselbe Vorrichtung nach völligem Auspressen abgeschmolzenem Arbeitsstoffes aus dem Aufnahmebeutel sowie
3A/B von dem Beutelschmelzer nach 1 und 2 eine Abstreifplatte in Draufsicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Der in 1 und 2 in zwei Arbeitspositionen dargestellte Beutelschmelzer 10 umfasst einen von einer zylindrischen Innenwand 12A umgebenen Aufnahmeraum 12. Die den Aufnahmeraum 12 umschließende Wandung 12B bildet gegenüberliegende Mündungsenden 12C und 12D an ihrem in Arbeitsposition oberen bzw. unteren Ende. Das untere Mündungsende 12D ist mit einer mehrere Austrittsöffnungen 14A aufweisenden Endplatte 14 verschlossen. Innerhalb des Aufnahmeraums 12 befindet sich (1) ein mit einem Heißschmelzkleber 16 straff gefüllter Verpackungsbeutel 18. Der Verpackungsbeutel ist an seinem in der Zeichnung oben liegenden rückwärtigen Ende 18A dicht geschlossen und an seinem in der Zeichnung unten liegenden frontseitigen Ende 18B unter Ausbildung einer Abgabeöffnung 18C völlig geöffnet. Dieses Öffnen geschieht in der Regel unmittelbar vor dem Einsetzen des mit festem Arbeitsstoff straff gefüllten Verpackungsbeutels 18 in den Aufnahmeraum 12 von oben nach unten, d. h. vom oberen Mündungsende 12C her. Hierzu ist die Auspresseinrichtung 20 für den Verpackungsbeutel 18 in geeigneter Weise entfernbar.
Die Auspresseinrichtung 20 umfasst einen Auspresskolben 22, der innerhalb des Aufnahmeraumes 12 axial vorschiebbar ist. Der Auspresskolben 22 verfügt über eine Schabe- oder Abstreifplatte 24 (z. B. aus PTFE, z. B. Teflon^®) und besitzt eine scharfkantige umlaufende Schabekante 24A. In Verbindung mit einer PTFE-Innenbeschichtung 12E der Wandung 12B des Aufnahmeraumes 12, ist ein verlustar mes Gleiten des Auspresskolbens 22 an der Zylinderwand und damit ein einigermaßen genau definierter Pressdruck auf abgeschmolzenen Arbeitsstoff 16A im Bereich der unteren Heizzone realisierbar.
Der Aufnahmeraum 12 verfügt im Bereich seines unteren Mündungsendes 12D über eine ringartige Einschnürung 40. Diese ist in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als am unteren Mündungsende des Aufnahmeraumes 12 an dessen Wandung 12B lösbar ansetzbarer Ring ausgeführt. Dieser weist auf seiner dem Aufnahmeraum 12 zugewandten Seite eine konische, als Abdichtfläche 40A dienende Wandung auf. Diese wirkt selbstzentrierend auf den Verpackungsbeutel 18 bei dessen Einschieben in den Aufnahmeraum 12. Sobald das Heizelement 30 zu einem Abschmelzen im Bereich 16A des Arbeitsstoffes 16 führt, legt sich die Randzone 18D des Verpackungsbeutels 18 selbsttätig an die konische Abdichtfläche 40A an. Hierfür reicht in der Regel bereits der seitliche Druck den der sich ausdehnende Arbeitsstoff unter dem Pressdruck auf die Randzone 18D ausübt.
Der Auspresskolben 22 ist ferner mit einer Kopfplatte 26 ausgestattet, die über Druckfedern 28, welche durch die Schabeplatte 24 hindurchgeführt sind, mit dem Auspresskolben 22 verbunden sind. Diese Querschnittsfläche der Kopfplatte ist geringer als die der Schabeplatte 24, und zwar derart, dass ein Randspalt 26A zwischen dem Außenrand der Kopfplatte und der Zylinderwandung 12A des Aufnahmeraums 12 verbleibt. Dieser Randspalt 26A ist so bemessen, dass die Kopfplatte 26 in die hinsichtlich ihres Querschnitts eingeschnürte Zone am unteren Mündungsende des Aufnahmeraumes 12 um eine vorgebbare Strecke eindringen kann. In der in 1 dargestellten Arbeitsposition sind die Druckfedern 24 unter dem Druck des Auspresskolbens komprimiert. Wenn hingegen der Verpackungsbeutel 18 so gut wie entleert ist und der in ihm noch verbliebene Arbeitsstoff verflüssigt ist, reicht der Druck der Federn 28 aus, um die Kopfplatte in den Einschnürungsbereich vorzuschieben und damit die letzten Reste an Arbeitsstoff aus dem Verpackungsbeutel auszupressen, obwohl die Schabeplatte 24 sich nicht weiter absenkt, sondern vor dem Beginn der Einschnürung 40 stehen bleibt.
Aus 3A ist eine Schabe- oder Abstreifplatte 24 in Draufsicht ersichtlich, welche vier auf einem Umfangskreis angeordnete Durchbrechungen 24B für die Druckfedern 28 erkennen lässt. Außerdem ist eine zentrale Durchbrechung 24C ersichtlich, von welcher strahlenförmig acht Ausnehmungen 24D ausgehen. Dadurch wird die Schabe- oder Abstreifplatte 24 radial etwas verformbar, d. h., dass sie durch radialen, zum Zentrum hin gerichteten Druck komprimierbar und/oder nach radial außen expandierbar wird. Wenn eine derart gestaltete Schabe- oder Abstreifplatte mittels eines Einführkonusses 12C' am oberen Mündungsende 12C in den Aufnahmeraum 12 eingepresst wird, liegt die Schabekante 24A nachfolgend dicht an der zylindrischen Innenwand 12A des Aufnahmeraumes 12 an. Wenn sich der Querschnitt des Aufnahmraums 12 im Bereich des Heizelementes 30 durch Erwärmung vergrößert, kann der Querschnitt der Schabe- oder Abstreifplatte 24 dieser Querschnittsvergrößerung folgen.
Wegen des möglicherweise großen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Schabe- oder Abstreifplatte 24 im Vergleich zum Wärmeausdehnungskoeffizienten der Wandung 12B des Aufnahmeraumes 12, kann es von Vorteil sein, die Schabe- oder Abstreifplatte 24 mit einem Nenndurchmesser zu versehen, der bei Raumtemperatur einigermaßen exakt dem Nenndurchmesser der zylindrischen Innenwand 12A des Aufnahmeraumes 12 entspricht. Um auch dann ein gutes Abstreifergebnis zu erzielen, wenn die Schabe- oder Abstreifplatte 24 von dem Heizelement 30 zunehmend aufgewärmt wird, ist es von Vorteil, wenn in die Aussparung 24C, 24D ein expandierbares Rückstellelement eingesetzt ist. Ein solches ist in 3B dargestellt und z. B. aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt. Dadurch wird erreicht, dass sich die Schabe- oder Abstreifplatte 24 nach einer etwaigen anfänglichen radialen Kompression bei Nachlassen der radial nach innen gerichteten Kräfte wieder leichter expandieren kann und/oder dass sich die Schabe- oder Abstreifplatte 24 nach einer anfänglich radialen Expansion aufgrund des eingesetzten expandierbaren Rückstellelementes 25 aufgrund von außen aufgebrachter radialer Kompressionskräfte auf das ursprüngliche Querschnittsmaß reversibel zurückverformen kann. Insgesamt hilft eine derartig gestaltete Schabe- oder Abstreifplatte 24, die von eigenständig erfinderischer Bedeutung ist, die innere Zylinderwand 12A des Aufnahmeraumes 12 sauber zu halten und eine besonders hohe Dichtwirkung zu erzielen, ohne dass die Gleitbeschichtung 12E des Aufnahmeraumes 12 verletzt wird.
Es versteht sich, dass eine erfindungsgemäße Abstreifplatte mit einer Vielzahl von Auspressvorrichtungen und für eine Vielzahl von unterschiedlichen Arbeitsstoffen erfolgreich verwendbar ist. So müssen die Arbeitsstoffe nicht zwingend in fester Form vorliegen und aufschmelzbar sein und/oder in einen Verpackungsbeutel verpackt sein. Vielmehr kann auch ein bei Raumtemperatur pastöser Arbeitsstoff mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verarbeitet werden. Ebenso können die Aussparungen zur Kompressionsaufnahme und die Rückstellelemente im Sinne der Erfindung vielfach variiert werden.

10: Beutelschmelzer
12: Aufnahmeraum
12A: zylindrische Innenwand
12B: Wandung
12C: oberes Mündungsende
12C': Einführkonus
12D: unteres Mündungsende
12E: Innenbeschichtung
14: Endplatte
14A: Austrittsöffnungen
16: Heißschmelzkleber
16A: abgeschmolzener Heißschmelzkleber
18: Verpackungsbeutel
18A: rückwärtiges Ende
18B: frontseitiges Ende
18C: Abgabeöffnung
18D: Randzone
20: Auspresseinrichtung
22: Auspresskolben
24: Schabe- oder Abstreifplatte
24A: Schabekante
24B: Durchbrechungen
24C: zentrale Durchbrechungen
24D: radiale Ausnehmungen
25: expandierbares Rückstellelement
26: Kopfplatte
26A: Randspalt
28: Druckfeder
30: Heizelement
40: Einschnürung
40A: konische Abdichtfläche

Claims

Kolbenabstreifplatte für eine Auspresseinrichtung (20) für Beutelschmelzer (10) mit einer eine axiale Oberseite (24') und eine axiale Unterseite (24'') aufweisenden einstückigen Abstreifplatte (24) aus elastisch nachgiebigem Material, mit einer im entspannten Zustand die Arbeitsplatte geschlossen umlaufenden, radial äußeren Abstreiferkante (24A) dadurch gekennzeichnet, dass in der Abstreifplatte (24) mindestens eine in ihrer axialen Oberseite und/oder in ihrer axialen Unterseite und/oder zwischen ihrer axialen Ober- und Unterseite eingefügte, eine zumindest radiale Kompression der Abstreifplatte ermöglichende Aussparung (24C, 24D) vorgesehen ist, und dass in die Aussparung (24C, 24D) mindestens ein expandierbares Rückstellelement (25) eingesetzt oder einsetzbar ist.
Kolbenabstreifplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aussparung (24C, 24D) strahlenförmig ist.
Kolbenabstreifplatte nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch radial erstreckte, durch Abstandsspalte voneinander getrennte Kreissegmente, die zumindest an ihrem radialen Außenrand zusammenhängen.
Kolbenabstreifplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement gummielastisches Material umfasst.
Kolbenabstreifplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement im Wesentlichen formgleich mit der mindestens einen Aussparung geformt ist.
Beutelschmelzer mit einem zylindrischen Aufnahmeraum und einer innerhalb des Aufnahmeraumes axial verfahrbaren Auspresseinrichtung in Gestalt eines Auspresskolbens (22) mit einer Kolbenabstreifplatte, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstreifplatte mit zumindest einem der Merkmale der Ansprüche 1 bis 5 verwendet wird.
Beutelschmelzer nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Einführkonus (12C') an einer Einführmündung eines zylindrischen Aufnahmeraumes (12) für einen aus dem Aufnahmeraum auspressbaren Arbeitsstoff (16).