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Vorrichtung zur Verflüssiqung eines schmelzbaren Klebers
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verflüssigung eines im
festen Zustand stabförmigen und durch Wärmeeinwirkung schmelzbaren Klebers, mit
einem einen Führungskanal für den Kleberstab enthaltenden heizbaren Körper, deni
eine elektrische Heizvorrichtung zugeordnet ist, die in dem Führungskanal eine mindestens
der Schmelztemperatur des Klebers entsprechende Temperatur erzeugt, so daß ein in
den Führungskanal eingeschobener Kleberstab während der Einschiebebewegung verflüssigt
wird und an einer Mündungsstelle des Führungskanals im flüssigen Zustand austritt,
bei der die elektrische Heizvorrichtung ein PTC-Heizwiderstand ist, der in einem
zum Führungskanal etwa parallelen zweiten Kanal des heizbaren Körpers innerhalb
einer länglichen Widerstandspatrone angeordnet ist, nach Patent ... (Patentanmeldung
P 30 49 343.7).
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Bei einer Vorrichtung dieser Art kann als PTC-Heizwiderstand ein Massewiderstand
aus Sintermaterial verwendet werden. Um bei einem solchen Widerstand eine gute elektrische
Kontaktierung, verbunden mit einem guten Wärmeübergang auf den heizbaren Körper
zu gewährleisten, sollte er in der Widerstandspatrone in möglichst großflächigem
Kontakt und gleichbleibend festem Sitz angeordnet sein, auch wenn nach längerem
Betrieb Abmessungsänderungen durch Alterung eintreten. Eine weitere Forderung betrifft
die Möglichkeit der stufenweisen An- oder Umschaltung von Teilen des PTC-Heizwiderstands,
um z.B. unterschiedlich hohe Betriebstemperaturen einstellen zu können.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, für die bereits vorgeschlagen Vorrichtung
eine möglichst einfache Konstruktion der Heizvorrichtung anzugeben, die einfach
montierbar ist, jedoch auch in der Massenherstellung eine gleichbleibend gute Kontaktierung
des PTC-Heizwiderstands gewährleistet und darüber hinaus auch unterschiedliche Beschaltungsarten
des PTC-Heizwiderstands ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Widerstandspatrone
eine elektrisch isolierende, vorzugsweise elastisch nachgiebige, hitzebeständige
Hülse aufweist, in deren Innenraum ein länglicher PTC-Massewiderstand zur elektrischen
und/oder thermischen Kontaktierung zwischen mindestens zwei ggf. elektrisch leitenden
Andruckkörpern unter Zwischenlage mindestens einer im unbelasteten Zustand mit einer
Krümmung versehenen Federstreifenanordnung in einem Preßsitz angeordnet ist.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Heizvorrichtung außerordentlich
einfach montiert werden kann. Hierzu ist lediglich die Hülse in den zum Führungskanal
parallelen zweiten Kanal des heizbaren Körpers einzuführen, und danach werden die
Andruckkörper zusammen mit dem zwischen ihnen angeordneten PTC-Massewiderstand und
der Federstreifenanordnung in die Hülse eingepreßt. Der bzw. die Federstreifen bewirken
dabei einerseits einen festen Preßsitz innerhalb der Hülse, andererseits einen stets
gleichbleibenden Kontaktdruck zwischen dem PTC-Massewiderstand und den Andruckkörpern
auch bei großen Temperaturschwankungen, denn die Federstreifenanordnung gleicht
Abmessungsänderungen der Einzelelemente automatisch aus, so daß auch ein stets gleichbleibender
elektrischer Kontakt mit geringem Ubergangswiderstand gewährleistet ist.
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Wenn in der einfachsten Ausführung dieses Konstruktionsprinzips ein
PTC-Massewiderstand zwischen zwei Andruckkörpern liegt und ein Federstreifen zwischen
dem PTC-Massewiderstand und einem Andruckkörper angeordnet ist, so bewirkt der Preßsitz
in der Hülse eine flache Konfiguration des Federstreifens, so daß der PTC-Massewiderstand
über den Federstreifen elektrisch und/oder thermisch einwandfrei kontaktiert ist.
Ist für die Hülse ein z.B. geringfügig elastisches Material vorgesehen, das trotzdem
gut wärmeleitend ist, so müssen die Einzelteile der Widerstandspatrone
keine
sehr engen Maßtoleranzen aufweisen, da sich bei ihrem Einpressen in die Hülse durch
deren Nachgiebigkeit immer ein fester Preßsitz erzielen läßt.
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Auch eine Alterung des Materials der einzelnen Elemente der Widerstandspatrone
wirkt sich dann auf die Kontaktierung des PTC-Massewiderstands nicht nachteilig
aus, denn wenn z.B. das Material der Hülse härter und unelastischer wird, so daß
gyf. eine geringfügige Erweiterung ihres Innenraumes eintritt, so wird diese durch
den Federstreifen ausgeglichen, der sich dann geringfügig krümmen kann. Es hat sich
gezeigt, daß hierdurch die thermische Kontaktierung des PTC-Massewiderstands praktisch
nicht beeinträchtigt wird, weil der Kontaktdruck erhalten bleibt und der direkte
und unveränderte flächige Kontakt mit dem zweiten Andruckkörper auf der dem Federstreifen
abgewandten Seite des PTC-Massewiderstands zum Wärmeübergang auf den heizbaren Körper
offenbar ausreicht, wenn für die Andruckkörper ein gut wärmeleitendes Material wie
z.B. Aluminium verwendet ist. Um dies zu begünstigen und trotzdem eine wenn auch
nur geringe Elastizität der Hülse zu gewährleisten, besteht diese zweckmäßig aus
einem Gemisch eines oder mehrerer Metalloxide mit einem geringen Anteil Silikon.
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Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung sind für die Heizwiderstandsanordnung
innerhalb der Hülse unterschiedliche Ausführungsformen denkbar. Besonders zweckmäßig
hat es sich erwiesen, wenn der Innenraum der Hülse einen kreisrunden Querschnitt
aufweist und die Andruckkörper etwa halbkreisförmigen Querschnitt haben. Der kreisrunde
Querschnitt gewährleistet dabei ein von allen Seiten gleichmäßiges Zusammendrücken
der aus PTC-Massewiderstand, Andruckkörpern und Federstreifen bestehenden Anordnung
und damit gleichzeitig einen gleichmäßig verteilten Ubergangswiderstand zwischen
dem PTC-Massewiderstand und seinen Kontaktierungselementen.
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Von Wichtigkeit ist die unverrückbare Lage der Federstreifenanordnung
z.B. zwischen der einen Seite des PTC-Massewiderstands und dem bzw. den dort vorhandenen
Andruckkörpern. Um diese Lage vor der Montage einfach festlegen zu können und sie
während der Montage zu erhalten, sind der bzw. die Andruckkörper auf der einen Seite
des PTC-Massewiderstands an seiner bzw. ihrer dem PTC-Massewiderstand zugewandten
Seite mit einer flachen Vertiefung mit den Abmessungen der jeweils flach gedrückten
Federstreifenanordnung versehen. In diese Vertiefung wird der jeweilige Federstreifen
vor der Montage eingelegt, und die Andruckkörper werden dann mit dem zwischen ihnen
angeordneten PTC-Massewiderstand in die Hülse eingepreßt.
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Dadurch, daß der jeweilige Federstreifen in der flachen Vertiefung
liegt, deren Abmessungen jedoch den Abmessungen des jeweils flach gedrückten Federstreifens
angepaßt sind, ist die erforderliche Toleranz vorhanden, die benötigt wird, wenn
der-Federstreifen bei der Montage der Heizpatrone durch die auf ihn einwirkenden
Preßkräfte flach gedrückt wird.
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Wenn die Federstreifenanordnung über die gesamte Länge des bzw. der
Andruckkörper verläuft und geringfügig schmaler als der PTC-Massewiderstand ist,
so wird dieser von dem einen Andruckkörper direkt flächig beaufschlagt, während
der andere Andruckkörper nur mit zwei Längsstegen auf ihn einwirkt, die sich durch
die schmalere Abmessung der Federstreifenanordnung gegenüber dem PTC-Massewiderstand
ergeben.
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Beim Sitz der Gesamtanordnung in der Hülse ist der jeweilige Federstreifen
jedoch flach gedrückt, so daß auch diese Seite des PTC-Massewiderstands dann flächig
beaufschlagt wird.
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Für die Ausbildung des PTC-Massewiderstands sind gleichfalls unterschiedliche
Möqlichkeiten denkbar. Er kann beispielsweise quadratischen oder rechteckförmigen
oder halbrunden Querschnitt haben, was dann jeweils mit einer angepaßten Ausbildung
der ihn beaufschlagenden Andruckflächen der Andruckkörper
und
einer entsprechenden Lage der Federstreifenanordnung verbunden ist. Zweckmäßig hat
der PTC-Massewiderstand rechteckförmigen Querschnitt, wobei die Breitseiten zwischen
den Andruckkörpern liegen Außerdem kann der PTC-Massewiderstand über seine Längserstreckung
in mehrere Einzelelemente unterteilt sein. Dies kann im Hinblick auf handelsübliche
Größen det Einzelelemente wünschenswert sein. Es ist jedoch auch eine Unterteilung
in Einzelelemente dann denkbar, wenn mit mehreren Andruckkörpern bzw.Federstreifen
eine Reihe aus zueinander z.B. stufenweise parallel schaltbaren Einzelwiderständen
zu bilden ist.
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Die Federstreifenanordnung kann aus einem einzigen oder aus mehreren
Federstreifen bestehen, was ggf. von der Zahl der Andruckkörper abhängt. Der jeweilige
Federstreifen kann im unbelasteten Zustand quer zu seiner Längserstreckung gekrümmt
sein. Ebenso ist es auch möglich, den jeweiligen Federstreifen im unbelasteten Zustand
in seiner Längserstreckung einfach oder mehrfach zu krümmen, so daß eine wellige
Feder vorgesehen ist. Diese Ausführungsformen hängen von der jewelligen Konstruktion
des PTC-Massewiderstands in Verbindung mit seinen Andruckkörpern ab.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Im cinzelnen zeigen: Fig. 1 den Schnitt eines pistolenförmigen Handgerätes gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 eine Widerstandspatrone als Teil
eines Vertikalschnitts 1-1 nach Fig. 1 Fig. 3 einen Federstreifen im unbelasteten
Zustand für die Widerstandspatrone nach Fig. 2, und
Fig. 4 den
Längsschnitt einer weiteren prinzipiellen Anordnung innerhalb einer Widerstandspatrone.
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In Fig. 1 ist ein pistolenförmiges Handgerät dargestellt, das auch
als I1eißkleber-Pistole bezeichnet wird und in einem temperaturfesten Kunststoffgehäuse
10 einen heizbaren Körper 11 enthält. Dieser Körper 11 ist beispielsweise ein Aluminium-Druckgußteil
und hat Vorsprünqe 12, mit denen er im Gehäuse 10 zwischen entsprechend angespritzten
Rippen 13 gehalten sein kann, die auch zur Verankerung anderer Elemente dienen können.
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Der heizbare Körper 11 hat einen länglichen Führungskanal 14, dessen
in Fig. 1 rechts liegendes Ende durch eine Einstecktülle 15 aus einem Kunststoffmaterial,
beispielsweise aus Silikon, verlängert ist. Die Einstecktülle 15 ist auf das in
Fig. 1 rechts liegende Ende des heizbaren Körpers 11 aufgesteckt und bis an die
Außenseite des Gehäuses 10 geführt. Sie ermöglicht das leichte und stoßfreie Einschieben
eines Kleberstabes 16 in da Gerät und gewährleistet außerdem, daß kein unzweckmäßiger
Wärmeverlust durch Ableitung von Wärme vom rechten Ende des heizbaren Körpers 11
nach außen auftritt.
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Der Führungskanal 14 ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 von rechts
nach links konisch sich verjüngend ausgebildet und mündet am linken Ende in einen
Ventileinsatz 17, der mit einem Mundstück 18 versehen ist, welches die eigentliche
Austrittsöffnung 19 für den in noch zu beschreibender Weise verfiüssigten Kleber
aufweist. Der Ventileinsatz 17 enthält ein Einwegventil in Form eines Kugelventils
20, dessen Ventilfeder 21 eine Ventilöffnung bei Einwirkung eines vorbestimmten
Drucks vom Führungskanal 14 her ermöglicht.
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Der Ventileinsatz 17 kann gleichfalls ein Aluminium-Druckgußteil oder
aus anderem Material, beispielsweise aus Messing, gefertigt sein.
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Unter dem Führungskanal 14 ist ein zweiter Längskanal 42 in dem heizbaren
Körper 11 vorgesehen, der etwa parallel zum Führungskanal 14 liegt. Er erstreckt
sich über den größten Teil der Länge des Führungskanals 14, beim dargestellten Ausführungsbeispiel
über mehr als 3/5 der Länge des Führungskanals 14. In dem zweiten Kanal 42 ist eine
PTC-Widerstandspatrone 43 angeordnet. Sie ist in den Kanal 42 eingepreßt oder auch
eingeschraubt. Die PTC-Widerstandspatrone 43 enthält einen PTC-Massewiderstand,
der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Einzelelementen 44 und 45 besteht
und über zwei Anschlußleitungen 25 und 26 mit elektrischer Energie gespeist wird.
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Hierzu ist ein Anschlußkabel 27 über eine Anschlußklemme 28 mit den
beiden Anschlußleitungen 25 und 26 verbunden.
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Das Gehäuse der PTC-Widerstandspatrone 43 ist eine geringfügig elastische
Hülse 46, die elektrisch nichtleitend, jedoch gut wärmeleitend ist und bei der Montage
Abmessungstoleranzen des Kanals 42 und der in sie einzupressenden Elemente ausgleicht.
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Die Hülse 46 ist an ihrem in Fig. 1 linken Ende verschlossen, am rechten
Ende offen. In diese Hülse 46 ist eine Anordnung eingepreßt, die aus den zwei PTC-Massewiderstandselementen
44 und 45, einem Federblatt 47 und zwei Andruckkörpern 48 und 49 besteht. Die PTC-Massewiderstandselemente
44 und 45 bestehen aus einem an sich bekannten Sintermaterial. Sie sind zwischen
den z.B aus Aluminium bestehenden Andruckkörpern 48 ind 49 gelagert und werden zwischen
ihnen mit einem elektrischen Strom beaufschlagt, der über die Anschlußleitungen
25 und 26 zugeführt wird. Die Enden 25' und 26' dieser Anschlußleitungen 25 und
26 sind mit den beiden Andruckkörpern 48 und 49 verbunden. Der elektrische und thermische
Kontakt zwischen den PTC-Massenwiderstandselementen 44 und 45 und den Andruckkörpern
48 und 49 wird durch das Federblatt 47 nicht verschlechteil, da dieses infolge des
Preßsitzes der Anordnung in der Hülse 4G flachgedrückt ist und somit eine flächige
Beräirung an den PTC-Massewiderstandselementen 44 und 45 gewährleistet.
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Fig. 2 zeigt gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schnitt 1-1 einen n
Querschnitt der Widerstandspatrone 43. Es ist zu erkennen, daß die Andruckkörper
48 und 49 einen etwa halbkreisförmigen Querschni tl: haben und zusammen mit den
jeweiligen PTC-Massewiderstandselementen 44 (Fig. 1) und 45 einen nahezu kreisförmigen
Querschnitt bilden, der lediglich um den Betrag verfälscht ist, welcher durch die
schmalere Ausführung des jeweiligen PTC-Massewiderstandselements 44 bzw. 45 bedingt
ist. Der obere Andruckkörper 49 hat an seiner Unterseite eine flache Vertiefung
50, in die das Federblatt 47 eingelegt ist.
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Die Vertiefung 50 ist etwas schmaler als die Breite des rechteckfömigen
'C-Massewi(lerstandse1(> nts 45, so daß dieses an seiner oberen Breitseite mit
den beiden Längsstegen in Berührung stehi , welche durch die schmalere Ausbildung
der Vertiefung 50 an dem Andruckkörper 49 bedingt sind.
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Fig. 3 zeigt eine Endansicht des Federblattes 47 etwa bezüglich der
Darstellung nach Fig. 1 von rechts gesehen, für den unbelasteten Zustand. Das Federblatt
47 hat in diesem Zustand eine Krümmung quer zu seiner Längserstreckung, so daß es
beim Zusammenbau und vor dem Einpressen der Widerstandsanordnung in die Hülse 46
den PTC-Massewiderstand 44, 45 zunächst nur tangential berühren kann. Nach dem Einpressen
in die Hülse 46 hat es jedoch die in Fig. 2 gezeigte ebene Form angenommen, in der
es dann einen gleichmäßigen Andruck zwischen dem PTC-Massewiderstand 44, 45 und
seinem Andruckkörpern 48 und 49 gewährleistet.
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In Fig. 2 ist ferner dargestellt, daß die Enden 25' und 26' der Anschlußleitungen
25 und 26 in Vertiefungen an der Unter- bzw.
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Oberseite des Andruckkörpers 48 bzw. 49 liegen. Sie können hier eingequetscht
oder auch verschweißt sein, so daß eine elektrische Verbindung mit den metallenen
Andruckkörpern 48 und 49 gegeben ist.
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@w @@@nd von der vorstehend beschriebenen Vorrichtung sind @@@@@ngen
der Konstruktiven Gestaltung der Widerstands-@@@ @@ 4@ möglich. So kann beispielsweise
ein Federblatt vorgesehen sein, da. nicht eine Querkrümmung aufweist, sondern in
Richtung seiner Längserstreckung gekrümmt ist. Hierzu kann dann ggf. die in Jig.
2 gezeigte flache Vertiefung 50 etwas schmaler ausgeführt sein, so daß der PTC-Massewiderstand
44, 45 von einer größeren Fläche des Andruckkörpers 49 direkt beaufschlagt wird.
Die schmalere Ausführung der Vertiefung 50 ist deshalb möglich, weil sich beim Zusammenbau
und beim Einpressen der Einzelteile in die Hülse 46 keine Verbreiterung des Federblattes
ergibt, sondern eine Verlängerung. Ferner kann ein Federblatt vorgesehen sein, daß
nicht eine einfache Krümmung,sondern beispielsweise eine wellige Krümmung aufweist.
Eine derartige Krümmung ist zweckmäßigerweise in Längsrichtung des Federblattes
vorgesehen.
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insbesondere bei der Aufteilung des PTC-Massewiderstands in mehrere
Einzelelemente, wie sie für die Anordnung nach Fig. 1 gezeigt ist, kann es zweckmäßig
sein, für jedes Einzelelement ein gesondertes Federblatt vorzusehen. Dies ist beispielsweise
auch dann denkbar, wenn eine getrennte elektrische Beschaltung solcher Einzelwiderstände
über separate Andruckkörper vorgenommen wird. Eine hierzu geeignete Anordnung von
Teilwiderständen und Andruckkörpern sowie Federstreifen zeigt Fig. 4 in einem Längsschnitt.
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Drei PTC-Massewiderstände 55, 56 und 57 sind zwischen einem Andruckkörper
58 und drei weiteren Andruckkörpern 59, 60 und 61 unter zwischenlage von drei Federstreifen
62, 63 und 64 angeordnet. Die PTC-Massewiderstände 55, 56 und 57 und die Andruckkörper
59, 60 und 61 sind gegeneinander durch elektrisch nichtleitende zwischenlagen oder
Beschichtungen 65 und 66 isoliert. Der untere Andruckkörper 58 ist mit einer elektrischen
Anschlußleitung
67 beschaltet, die oberen Andruckkörper 59, 60 und 61 sind mit elektrischen Anschlußleitungen
68, 69 und 70 beschaltet.
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Zwischen dem unteren Andruckkörper 58 und den oberen Andruckkörpern
können somit einer oder mehrere der PTC-Massewiderstände 55, 56 und 57 wahlweise
unter Strom gesetzt werden, so daß z. B. eine stufenweise Anschaltung und Steigerung
der Erwärmung möglich ist.
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Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung kann auch nur ein einziger Federstreifen
vorsehen sein, der dann zwischen dem unteren Andruckkörper 58 und den PTC-Massewiderständen
55, 56 und 57 liegen muß.
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Wenn bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung der untere Andruckkörper
aus einem elektrisch isolierenden, jedoch gut wärmeleitfähigen Material besteht
und anstelle dreier gegeneinander isolierter Teilwiderstände 55,56 und 57 nur ein
einziger durchgehender PTC-Massewiderstand vorgesehen ist, so kann bei geeigneter
Bemessung des ersten und des letzten Andruckkörpers auch eine Beschaltung verwirklicht
werden, bei der ein Strom in Längsrichtung durch den PTC-Massewiderstand fließt.
Dieser muß dann allerdings an seiner von den Federblättern beaufschlagten Seite
eine elektrisch isolierende, jedoch wärmeleitfähige Beschichtung aufweisen.