DE2433838A1

DE2433838A1 - Duesenanordnung

Info

Publication number: DE2433838A1
Application number: DE2433838A
Authority: DE
Inventors: Julius S Drozek; Richard A Horvath; Burton J Vilagi
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1974-07-15
Publication date: 1975-02-13
Also published as: IT1017342B; JPS5044239A; US3841567A; FR2238877B3; FR2238877A1

Description

EISENFÜHR& SPEISER Patentanwälte

DiPL-lNG. GÜNTHER EISENFUHR

DiPU-Ing. DIETER K. SPEISER

BREMEN DR BER NATHORST ZINNGREBE

.UNS. ZEICHEN: N 79. 2433838

Anmelder/iNH: Nordsoii Corporation

Aktenzeichen: Neuanmeldung

datum: 12. Juli 1974

Nordson Corporation, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Ohio, Jackson Street, Amherst, Ohio (V.St.A.)

Düsenanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düsenanordnung zum Herauspressen von zähflüssigen Materialien bei einem

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Druck von mindestens 14 kp/cm , mit einer lösbar an das Ende einer Fluidabgabe-Einrichtung angesetzten Düse und einem in der Abgabeeinrichtung angeordneten Ventilelement, welches im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz den Materialdurchfluß steuert.

Solche Herauspreßdüsen werden bei der Herstellung von metallischen Dosendeckeln insbesondere dazu benutzt, die Dosendeckel mit einem Abdichtmittel zu versehen, bevor sie mit dem Dosenkörper durch Umbörteln verbunden werden.

Bei der Herstellung von Metalldosen zieht man entweder aus einem zylindrischen Metallrohling einen Becher, dessen offenes Ende dann mit einem Deckel verschlossen wird, oder man formt einen zylindrischen Dosenkörper aus Blech

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und verschließt ihn an beiden offenen Enden mit je einem Dosendeckel.

Nachdem die Dosendeckel ihre endgültige Form erhalten haben, aber bevor sie an den Dosenkörper angebracht werden, wird eine umlaufende Rille am äußeren Rand des Dosendeckels mit einem Dichtmittel beschichtet, welches im allgemeinen aus einer elastischen Latex-Verbindung oder einem gummiartigen Material besteht. Wird der Deckel dann anschließend an den Dosenkörper angebörtelt, dann bildet dieses Dichtmittel eine elastomere Dichtung in der Verbindungsfuge zwischen Deckel und Dosenkörper.

Derzeit werden drei verschiedene Typen von Abdichtmitteln zur Herstellung einer Dichtung zwischen Dosenkörpern und Dosendeckeln benutzt. Typ 1 ist eine thermoplastische heißschmelzende Verbindung, die im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 157° C aufgetragen wird. Typ 2 ist ein Latex-Dichtungsmaterial auf Wasserbasis, welches bei Umgebungs- oder Raumtemperatur, gewöhnlich etwa bei 25° C aufgetragen wird. Die dritte Type ist eine Verbindung mit einem organischen Lösungsmittel, die zwischen Raumtemperatur und 60° C, gewöhnlich aber bei etwa 45° C aufgetragen wird· Alle diese unterschiedlichen Typen von Materialien bzw. Verbindungen werden üblicherweise mittels einer Herauspreßdüse aufgetragen.

Die derzeit meist gebräuchliche kommerzielle Praxis besteht darin, die zu verarbeitende Masse einer Auspreßdüse zuzuführen, in der ein hin- und hergehender Kolben angeordnet ist. Beim Aufwärtshub des Kolbens wird eine Teilmenge der Masse in eine Üüsenauspreßkarnmer mit einem

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Druck von etwa 4,2 kp/cm injiziert. Beim Abwärtshub

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des Kolbens wird diese Teilmenge der Masse aus der Düse auf den Rand eines horizontal liegenden Dosendeckels ausgepreßt, der dabei um seine vertikale Achse rotiert. Im allgemeinen betätigt man den hin- und hergehenden Kolben mittels eines Niederhaltekissens, welches sich auf der Oberseite des Endes befindet, welches sich vertikal bewegt, um das Ende in ein rotierendes Futter an der Masse-Abgabestation einzuklemmen. Dieser Kolben-Auspreßvorgang wurde eine Zeit lang angewendet, ist aber heftiger Kritik unterworfen. Es kommen dabei nämlich aufgrund der Kolbenwucht gegenüber der Düse übermäßige Düsenbrüche vor, ferner erfolgt eine schlechte Flußtrennung von der Düsenmündung, verbunden mit Fädenziehen, Abtropfen oder Sabbern von Material vom Düsenende, ferner wird die Masse ungleichmäßig auf den Dosendeckel aufgetragen, und ferner wird die aufgetragene Masse übermäßig blasig.

Die meisten der vorstehend aufgeführten Nachteile konventioneller Kölben-Abgabevorrichtungen sind zwar durch Hochdruck-Auspreßvorrichtungen mit kleiner Düsenmündung überwunden worden, wie sie in der US-Patentanmeldung Nr* 246 392 vom 21. April 1972 des gleichen Anmelders beschrieben wurden. Wir haben gefunden, daß der in dieser Anmeldung beschriebene Abgabeprozeß nicht sämtliche mit der Abgabe einer "Masse" verbundenen Probleme löst. Insbesondere hat sich herausgestellt, daß das Fädenziehen oder Heruntersabbern der Masse vom Düsenende nach dem Absperren des Ventils ein kleineres Problem darstellt als bei den Kolben-Vorrichtungen, aber immer noch vorhanden ist und manchmal zur Klage Anlaß gibt. Ferner haben wir herausgefunden, daß, scbald die "Masse" nicht sehr präzise gemischt und die Abgabetemperatur sehr genau gesteuert wird, die Viskosität und die Fließeigenschaften

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des Materials dasselbe daran .hindern können, radial nach außen unter die am Deckelrand gebildete Lippe zu fließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in dieser Richtung eine Verbesserung zu schaffen.

Ein Aspekt der Erfindung hat seinen Ursprung in der Erkenntnis, daß eine Ursache für das Abtropfen und Fädenziehen der Masse von der Düsenmündung auf das Vorhandensein eines relativ großen Hohlraumes im oberen Bereich des Versorgungskanals für die Düsenmündung bei der bekannten Vorrichtung zu suchen ist. Ferner wurde eine Tendenz bei der zusammengesetzten Masse gefunden, aus. diesem Hohlraum durch den Versorgungskanal· der Düsenmündung hindurch und von dort auf den Dosendeckel zu tropfen und Fäden zu ziehen, auch wenn ein unmittelbar oberhalb dieses Hohlraumes befindliches Ventil der Düse abgesperrt war.

Ein anderer Aspekt der Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß ein relativ stumpfes Außenende der Düsenspitze dazu führt, daß sich die herausgepreßte "Masse" auf dem äußeren Ende der Düse ansammelt· Schärft man jedoch das Düsenende so an, daß ein dünner oder reduzierter Endlippenbereich entsteht, so findet das herausgepreßte Material weit weniger an verfügbarer Fläche, auf der es sich ansetzen könnte, und es wurde herausgefunden, daß sich das Material auf einer derartigen erfindungsgemäßen Düsenspitze nicht übermäßig ansammeln kann·

Wenn man den Hohlraum am oberen Ende des Vereorgungskanals für die Düsenmündung äußerst kleinvolumig ausbildet, dann verringert man das Problem des Fädenziehens oder Abtropfens der Masse wesentlich, wie wir herausfanden.

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Unter Verwendung einer herkömmlichen Düsenspitze blieb aber immer noch die Tendenz der Masseansammlung an der Düsenspitze erhalten. Jedoch nur so lange, bis wir die beiden erfindungsgemäßen Aspekte kombinierten und einen sehr kleinen Hohlraum oberhalb des Düsenversorgungskanals mit einer Düsenspitze kombinierten, die einen sehr kleinen Endlippenbereich besitzt. Jetzt erzielten wir eine wesentliche Verbesserung in den Betriebsbedingungen einer Masse-Auspreßdüse. Diese Verbesserungen hatten eine minimale Ansammlungsmenge der "Masse" auf der Düsenspitze und den Fortfall des Tropfens und Fädenziehens zur Folge.

Erfindungsgemäß wird eine Düsenanordnung vorgeschlagen, bei der weder ein Fädenziehen oder Sabbern der Masse auf das Werkstück noch ein übermäßiges Ansammeln der Masse auf der Spitze der Düse auftritt.

Bei der· erfindungsgemäßen Düsenanordnung verringert sich die Ansammlung von Masse an der Auspreß-Düsenspitze auf einen minimalen Materialrückstand,, der in keiner

Weise die Preßoperation bzw. die Abgabe behindert. Dadurch werden häufige Betriebsunterbrechungen zum Zwecke einer Düsenspitzenreinigung vermieden. Die erfindungsgemäße Düsenanordnung ist in ein Masse-Herauspreßsystem einbezogen, welches 3000 Betriebszyklen pro Minute durchführen kann. Die normale Arbeitsgeschwindigkeit beim Auskleiden mit Masse liegt in der Größenordnung von 200 bis 600 Deckel oder Zyklen pro Minute.

Allgemein gesprochen ist die erfindungsgemäße Herauspreßdüse in der Lage, Abdichtmassen in einem Viskositätsbereich zwischen 1000 und 20.000 cps. (centipoise) und bei einer Durchschnitts-Abgabemenge von 80 mg pro Dosendeckel zu extrudieren.

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Der übliche Betriebsdruck für die Abgabe solcher Massen

liegt zwischen 21 und 42 kp/cm . Wenn man das Hochdruck-Extrudieren in diesem Druckbereich anwendet, dann ist das System weniger empfindlich gegenüber kleineren Druckschwankungen und kleinen Unterschieden in der Masse-Viskosität und dem Fließverhalten, wo zwischen Charge und Charge der Abdichtmassen häufig Unterschiede vorkommen .

Wenn bisher nur über das Extrudieren von Abdichtmassen gesprochen wurde, so lassen sich mit der erfindungsge— mäßen Düsenanordnung selbstverständlich auch andere Materialien extrudieren und auftragen. So wurden mit der erfindungsgemäßen Düsenanordnung auch erfolgreiche Versuche mit heißschmelzenden Klebstoffen durchgeführt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen vergrößerten Schnitt einer bekannten Düsenanordnung, bei der die herausgepreßte Masse Fäden zieht und zu Materialansammlungen führt;

Fig. 2 eine entsprechende Schnittdarstellung eines bevorzugtön Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Düsenanordnung, mit der beim Betrieb dieser Düsenanordnung auftretenden minimalen Materialansammlung;

Fig. 3 und 4 je eine vergrößerte Einzeldarstellung eines Düsen-Kapillarrohrs aus der Düsenanordnung von Fig. 1 bzw. Fig. 2;

Fig. 5 - 8 je einen Schnitt durch verschiedene abgewandelte erfindungsgemäße Düsenausführungen ;

Fig. 9 einen vergrößerten Ausschnitt mit einem

Ventil und Ventilsitz der Düse von Fig. 8;

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Fig. 10 und 11

je eine Schnittdarstellung von weiteren unterschiedlichen Düsenausführungen; und

Fig. 12 eine Betriebsdarstellung einer erfindungsgemäßen Düsenanordnung beim Herauspressen von Abdichtungsmaterial in die Umfangsrille eines Dosendeckels.

In Fig. 1 ist eine bekannte Herauspreß-Düsenanordnurig dargestellt und am äußeren Ende eines Düsenadapters 11 befestigt, der das Ansetzen der Düsenanordnung in die Nähe der Umfangsrille eines Dosendeckels gestattet, wenn gemäß Fig. 12 ein Abdichtungsmaterial in die Umfangsrille des Dosendeckels abgegeben werden soll. Der Düsenadapter 11 ist Bestandteil einer vom gleichen Anmelder unter der Nr. 246 392 am 21. April 1972 in den U.S.A. eingereichten Patentanmeldung.

Zum Düsenadapter 11 gehören ein äußerer Gewindeansatz 12, ein Ventilsitz 13 und ein mit diesem zusammenwirkendes vertikal verschiebbares Ventilelement 14. Ein Düsenhalter 15 mit Düsenspitze 16 ist mittels einer Gewindemuffe 17 am unteren Ende des Düsenadapters 11 befestigt; dabei untergreift ein Innenflansch 18 der Gewindemuffe 17 einen Außenflansch 19 des Düsenhalters 15, und die nach unten herausragende Düsenspitze 16 ist in einer Zentralbohrung 20 des Düsenhalters 15 mittels einer Lötstelle 21 befestigt.

Eine Axialbohrung 22 des Düsenadapters 11 steht in Verbindung mit einer Bohrung 23 im Ventilsitz 13, mit der Zentralbohrung 20 des Düsenhalters 15 und einem Düsenkanal 24 der Düsenspitze 16.

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Man beachte, daß die Volumina der Bohrungen 20 und 23 unterhalb der Abdichtstelle zwischen Ventilelement 14 und Ventilsitz 13 einen relativ großen Hohlraum bilden. Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Düsenanordnung betrug das Gesamtvolumen des durch die Bohrungen 20 und 23 oberhalb der Düsenspitze 16 gebildeten Hohlraumes immer mehr als 4,1 χ 10""⁴ inch³ (67,2 χ 10~⁴ cm³).

Ferner besitzt die herkömmliche Düsenspitze 16 -gemäß Fig. und 3 einen Außenkegel 25, der gegenüber dem Düsenkanal eine relativ stumpfe Lippenzone 26 abgibt, deren Fläche

_5 ρ —5 2 immer mindestens 10,9 χ 10 inch (70 χ 10 cm ) besaß.

Bei Test und Gebrauch wurde die bekannte Düsenanordnung innerhalb ihrer Axialbohrung 22 mit Masse bei einem Druck

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zwischen 21 und 42 kp/cm , abhängig von der verwendeten Masse und den Einsatzbedingungen, gefüllt. Wir stellten fest, daß die'Masse eine Tendenz zeigte,sich in dem durch die Zentralbohrung 20 und die Bohrung 23 am oberen Ende der Düsenspitze gebildeten großen Hohlraum zu sammeln und durch den Düsenkanal 24 der Düsenspitze 16 hindurch abzutropfen bzw. zu sabbern. Ferner entdeckten wir eine Tendenz des abtropfenden Materials, an der relativ großflächigen Lippenzone 26 der Düsenspitze 16 hängenzubleiben und dort das in Fig. 1 dargestellte spinnwebenartige Gebilde 27 aufzubauen. Die seitliche Verlagerung dieses spinnwebenartigen Gebildes 27 zur linken Seite der Düsenspitze 16 wurde durch LuftstrÖme verursacht, erzeugt durch die Rotation der an Köpfen umlaufenden Dosendeckel mit einer Drehzahl von etwa 2000 U/min., während die Masse auf die Dosendeckelränder aufgetragen wird. Diese Dosendeckelrotation mit dieser Drehzahl erzeugt natürlich Luftströme, welche das zum Fädenziehen neigende Abdichtungsmaterial auf die eine Düsenseite abdrängen. Die betreffende Maschinenausrüstung ist in der oben erwähnten

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US-Patentanmeldung näher beschrieben.

Nachstehend soll auf die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Düsenanordnung 10 eingegangen werden, die mit der bekannten Düse von Fig. 1 weitgehend identisch ist, sich jedoch in folgenden Punkten von Fig. 1 unterscheidet:

a) sie besitzt eine in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab dargestellte Düsenspitze 16 mit einer wesentlich reduzierten Lippenzone 26, und

b) sie besitzt eine Bohrung 23 mit wesentlich reduziertem Volumen gegenüber der bekannten Düsenspitze 16.

Das Volumen der erfindungsgemäßen Kammer bzw. Bohrung 23· beträgt etwa 0,47 χ 10"⁴ inch³ (7,7 χ ΙΟ"⁴ cm³).

Bei der Düsenanordnung von Fig. 2 verbleibt eine wesentlich reduzierte Materialrestablagerung 27' an der Lippenzone 26 der Düsenspitze 16, und jegliches Sabbern oder Fädenziehen seitens der abgegebenen Masse wird weitgehend vermieden. Außerdem ist die als kleines Tröpfchen ausgebildete Materialrestablagerung 27' so klein, daß sie leicht im normalen zyklischen Betrieb der Extrudiervorrichtung mitgenommen wird, ohne einen schädlichen Effekt auf das Abgabemuster der auf eine Werkstückoberfläche abgegebenen Masse ausüben zu können.

Die beiden unterschiedlichen Düsenanordnungen von Fig. 1 und 2 wurden unter gleichen Betriebsbedingungen mit einer Extrudiervorrichtung getestet, und zwar unter 250, 500

2 und 750 Operationszyklen, bei einem Druck von 35 kp/cm . Es wurde eine unter der Bezeichnung Extrudiermasse No. 9101-y

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bekannte Abdichtmasse aus den von der Firma Dewey and Almy hergestellten Düsenanordnungen herausgepreßt. Die Masse No. 9101-y hat eine Viskosität im Bereich von 2000 bis 2500 cps (centipoise) in einem Temperaturbereich zwischen 20° C und 43° C. Tests mit anderen Extrudiermaterialien verliefen ebenfalls erfolgreich, aber es wurden immer die oben bereits beschriebenen Materialablagerungen 27 bzw. 27· erzielt.

Die Lippenzone 26 der bekannten Düsenspitze 16 von Fig. 1 und 3 hatte eine Fläche von 88 χ ΙΟ"⁵ inch² (568 χ ΙΟ*"⁵ cm²).

Im Gegensatz hierzu besitzt die erfindungsgemäße Düsenspitze

-5 16 von Fig. 2und 4 eine Lippenzone 26 von 10,9 χ 10 inch

-5 2

(70 χ 10 cm ), also eine um rund 88 % kleinere Lippenzone 26 an der Düsenspitze 16. Dadurch wird die beim Stand der Technik beobachtete Tendenz zum übermäßigen Absetzen und Aufbauen von Resten der extrudierten Masse in der Lippenzone 26 wesentlich reduziert. Der sogenannte "Materialaufbau·¹ findet statt beim Absperren der Pistole und wird durch Teile der verarbeiteten Latex-Abdichtmasse verursacht, die "zurückschnappen", wenn das Ventil 14 plötzlich schließt. Hinzu kommt, daß beim Schließen des Ventils 14 die in dem durch die Bohrungen 20 und 23 (Fig. 1 der Zeichnung) gebildeten Hohlraum unter Druck stehende Masse kurzzeitig expandiert und beim Druckausgleich teilweise aus dem Düsenkanal 24 nach außen austritt und sich ebenfalls an der Lippenzone 26 absetzt. Dieses Phänomen wird noch verstärkt bei Verwendung von Lösungsmitteln mit niedrigem Siedepunkt in dem verarbeiteten Material, bei deren Verdampfung eine Materxalverschiebung dureh den Düsenkanal 24 auftritt.

In den Fig. 5 - 11 sind andere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Düsenanordnungen dargestellt. Die in

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Fig..5 dargestellte abgewandelte Düsenanordnung 10 ist insofern abgewandelt, daß ihre Bohrung 23 des Ventilsitzes 13 jetzt annähernd den gleichen Durchmesser besitzt wie der Düsenkanal 24 in der Düsenspitze 16, welche durch die Lötstelle 21 mit dem Düsenhalter 15 verbunden ist. Das obere Ende 28 der Düsenspitze 16 befindet sich in gleicher Höhe wie eine Endfläche 29 des Düsenhalters 15, und Düsenhalter mit Düsenspitze werden durch die auf den Düsenadapter 11 aufgeschraubte Gewindemuffe 17 von unten an den Ventilsitz 13 angedrückt.

Somit wird ein minimaler Hohlraum 30 unterhalb des Ventilelementes 14 auf einer konischen Ventilsitzfläche 31 des Ventilsitzes 13 gebildet. Man kann leicht feststellen, daß das Volumen dieses Hohlraumes 30 in Fig. 5 kleiner ist

—4 als das Volumen der Bohrung 23' von Fig. 2 (0,47 χ 10

3 —4 3

inch , entsprechend 7,7 χ 10 cm ),und die Fläche der

-5 2 -5 2 Lippenzone 26 beträgt 10,9 χ 10 inch (70 χ 10 cm ).

Selbstverständlich kann man Düsenanordnungen mit abweichenden Abmessungen im Düsenkanal 24 der Düsenspitze 16 konstruieren, beispielsweise in der Größenordnung zwischen 0,012 inch bis 0,024 inch (0,305 bis 0,61 mm). Auf jeden Fall sollte die Fläche der Lippenzone 26.der Düsenspitze 16 nicht den Wert von 27,7 χ 10"⁵ inch² (178 χ 10~⁵ cm²) überschreiten, wenn man beste Betriebsresultate erzielen will. Mit anderen Worten: Die Wandstärke im Lippenbereich sollte etwa zwischen 0,001 und 0,003 inch (0,025 bis 0,075 mm) liegen.

Die Ausführung von Fig. 6 ist der in Fig. 5 dargestellten sehr ähnlich, und der einzige Unterschied besteht darin, daß die Düsenspitze 16 in die Bohrung 20 des Düsenhalters 15 eingepaßt ist und unten durch einen dünnen Rohransatz 32

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gehalten wird, dessen mechanisch angerollter Endabschnitt 33 den Außenkonus 25 der Düsenspitze 16 abstützt.

Der Unterschied der Ausführung von Fig. 7 besteht darin, daß hier die Düsenspitze 16 in einem einstückigen Düsenhalter 34 fixiert ist, der wiederum mit seinem Innengewinde auf das Außengewinde des Düsenadapters 11 aufgeschraubt ist.

Das in Fig. 8 und 9 dargestellte abgewandelte Ausführungsbeispiel besitzt ein Düsenstück 35, welches Düsenhalter und Düsenspitze in sich vereinigt-und ferner an seinem oberen Ende einen integralen Stutzen 36 aufweist, der in die Bohrung 23 des Ventilsitzes 13 hineinragt. Gemäß Fig. ist im Bereich einer Lötverbindung 38 ein Karbidsitz 3 7 mit einem Durchlaß 49 auf die Oberseite des Stutzens 36 aufgelötet. Der Durchlaß 49 fluchtet axial mit dem Düsenkanal 24, so daß ein glatter Durchgangskanal für das zu extrudierende Material gebildet wird.

Die Aufgabe des Karbidsitzes 37 ist hier, einen gehärteten Ventilsitz zur Verfügung zu 'Stellen, welcher, der Abnutzung durch die Schläge des Ventilelementes 14 im zyklischen Betrieb widersteht. Zur Vermeidung von Mißverständnissen sei hier nur erwähnt, daß Fig. 9 ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 8 ist.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 10 ist dem von Fig. 7 weitgehend ähnlich, unterscheidet sich jedoch darin, daß hier anstelle eines einstückigen Düsenhalters 34 eine einstückige Gewindedüse 39 verwendet wird, die auf das Gewinde des Düsenadapters 11 aufgeschraubt ist. Es sei angemerkt, daß hier der Ventilsitz 13 auch aus einem

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hoch verschleißfesten Material, wie Karbid o.dgl., hergestellt sein kann.

Erfindungsgemäß enthält die Düsenanordnung 10 von Fig. ein hoch verschließfestes Material in Form einer keramischen Düse 40, die mittels einer Gewindemuffe 41 am Düsenadapter 11 angeschraubt ist. Ein Flansch 44 der Düse 40 ist dabei in einen dünnwandigen Abschnitt 43 der Gewindemuffe 41 eingesetzt, dessen unteres Ende zu einem Kragen 45 nach innen umgebörtelt ist und den Düsenflansch festhält.

Diese Verbindungsmethode zwischen Düse 40 und Gewindemuffe 41 durch Umbörteln oder Quetschen ist nur eine von verschiedenen möglichen Methoden. So könnte man beispielsweise die keramische Düse 40 mit der Gewindemuffe 41 durch Kleben mit Epoxydharz verbinden. Eine andere Methode besteht darin, den dünnwandigen Abschnitt mittels einer Wärme-Schrumpfverbindung mit der keramischen Düse 40 zu verbinden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die äußere Oberfläche der keramischen Düse 40 und die zugeordnete Innenoberfläche des dünnwandigen Abschnitts 43 der Gewindemuffe 41 mit einem Metallbelag zu versehen und die beiden Teile durch Löten miteinander zu verbinden.

Die Düse 40 kann aus einer Metalloxyd-Keramik-Mischung bestehen, beispielsweise einem Hoch-Aluminiumoxyd-Keramikmaterial (alumina) bestehen; solches Material ist sehr verschleiß- und korrisionsfest. Außerdem kann die Düse 40 aus einem zusammengesetzten Material wie einem Berylliumoxyd-Keramikmaterial (beryllia) hergestellt werden. Beryllia Keramik ist auch ein poly-

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kristallines Material mit geringer Wärmeausdehnung, hoher Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit und einem hohen thermischen Leitvermögen. Eine aus Beryllium-Keramikmaterial hergestellte Extrudierdüse ist einsetzbar, wenn man heiße Massen oder heißschmelzende Klebstoffe verarbeitet. Beim Einsatz solcher Düsen ist darauf zu achten, daß die Düse im wesentlichen die gleiche Temperatur beibehält wie das daraus extrudierte heiße Material. Die Wärme wird von der beheizten Masse durch die Düse 40 an die umgebende Atmosphäre übertragen.

Im allgemeinen läßt sich sagen, daß Alumina- und Beryllia-Keramikmaterialien undurchlässige polykristalline Materialien sind und folgende erwünschte Eigenschaften besitzen: hohe mechanische Festigkeit, chemisch neutrales Verhalten, Temperaturfestigkeit und hohen chemischen Widerstand.

Die hier erwähnten Alumina- und Beryllia-Keramikmaterialien können von der Coors Porcelain Company, Golden, Colorado/ U.S.A., bezogen werden. Die nachstehend aufgeführten Materialien der Coors Porcelain Company eignen sich besonders zur Herstellung von Herauspreßdüsen:

Alumina Keramik Beryllia Keramik

AD - 85 BD - 96

AD - 90 BD- 995 - 2

AD - 94

AD - 999

Wie bereits gesagt, stellen die in den Fig. 2 sowie 5-11 dargestellten Düsenanordnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Ferner sei bemerkt, daß alle diese Ausführungen einen minimalen Hohlraum 30 aufweisen, der

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nicht größer ist als 0,47 χ 10"⁴ inch³ (7,7 χ 10~⁴ cm³), und alle diese Ausführungen haben eine Lippenzone 26,

-5 2 deren Fläche nicht größer ist als 27,7 χ 10 inch

(178 χ ΙΟ"⁵ cm²).

In Fig. 12 befindet sich eine abgeschnitten dargestellte erfindungsgemäße Düsenanordnung 10 in Betriebsstellung gegenüber einem Dosendeckel 46 und extrudiert ein Abdichtmaterial 47 in einen umlaufenden Randabschnitt 48 des Dosendeckels 46.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung, die sich selbstverständlich nicht allein auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, eine Extrudier- bzw. Herauspreßdüse mit einem sehr kleinvolumigen Hohlraum an einem Ende ihres Zuführkanals für die Auslaßöffnung und mit einer minimalen Lippenzone, definiert durch einen außen konisch abgeschrägten Ansatz der Düse nahe ihrer Mündung. Die Kombination aus dem sehr kleinvolumigen Hohlraum und der minimalen Lippenzone reduziert wesentlich jenes Phänomen, nach dem herausgepreßtes Verarbeitungsmaterial vom Mündungsende der Düse herabtropft und/oder sich darauf ansammelt.

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Claims

Ansprüche

Düsenanordnung zum Herauspressen von zähflüssigen

2 Materialien bei einem Druck von mindestens 14 kp/cm , mit einer lösbar an das Ende einer Fluidabgabe-Einrichtung angesetzten Düse und einem in der Abgabeeinrichtung angeordneten Ventilelement, welches im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz den Materialdurchfluß steuert, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Ventilsitzes (13) eine Düsenspitze (16) angebracht ist und einen Durchlaßkanal (24) besitzt, der an einem Ende mit dem Ventilsitz in Fluid-Verbindung steht und am entgegengesetzten Ende mit einer Auslaßmündung endet, daß in der Nahe des Ventilelementes (14) und des Ventilsitzes (13) ein Hohlraum (30)

—4 mit einem minimalen Volumen von höchstens etwa 0,47 χ 10

3 -4 3· ' '

inch (7,7 χ 10 cm ) vorhanden ist, und daß dieses entgegengesetzte Kanalende von einer äußeren konischen Oberfläche (25) der Düse umgeben ist, die gegenüber der Mündung so ausgebildet ist, daß eine Lippenfläche (26) von hoch;
ist.

höchstens etwa 27,7 χ 10~⁵ inch² (178 χ ΙΟ"⁵ cm²) gebildet
2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hierzu ein Düsenhalter und eine Düsenspitze (16) gehören, welche durch Anlegen eines dünnwandigen Abschnitts (32, 33) des Düsenhalters an die Düsenspitze gegenüber dem Düsenhalter fixiert ist (Fig. 6).

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3. Düsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze aus einem nicht metallischen Material besteht.
4. Düsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze aus einem Keramikmaterial besteht (z.B. Fig. 11).
5. Düsenanordnung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze (16) als Kapillarrohr ausgebildet und in einem Düsenhalter (z.B. 15) befestigt ist.
6. Düsenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr so in dem Düsenhalter (15; 34) befestigt ist, daß es direkt am Ventilsitz (13) anliegt (Fig. 5, 6, 7).
7. Düsenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (16) durch eine Lötverbindung (21) mit dem Düsenhalter (15; 34) fest verbunden ist (Fig. 2, 5, 7).
8. Düsenanordnung nach Anspruch 5,oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (16) mit seinem Halter (15) durch Andrücken eines dünnwandigen Abschnittes (32, 33) des Halters an das Kapillarrohr fest verbunden ist (Fig. 6).
9. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (37) aus Karbid besteht und an der Düsenspitze befestigt ist (Fig. 8).

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10. Düsenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (37) durch eine Lötverbindung
mit einem Ansatz am oberen Ende der Düsenspitze (35) verbunden ist.
11. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (40) unter dem Ventilsitz (13) mittels einer Gewindemuffe (41) befestigt ist, und daß die Düse aus einem keramischen Material besteht und an einem Ende der Gewindemuffe durch Umlegen eines dünnwandigen Abschnitts (42, 45) der Gewindemuffe um die Düse herum an der Gewindemuffe befestigt ist (Fig. 11).
12. Düsenanordnung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem zusammengesetzten
Keramikmaterial mit hoher thermischer Leitfähigkeit besteht.
13. Düsenanordnung nach Anspruch 1, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem Alumina-Keramikmaterial besteht. ,
14. Düsenanordnung nach Anspruch 1, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem Beryllia-Keramikmaterial besteht.

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