DE3815327C2 - Vorrichtung zum Verarbeiten des Substrates von Druckdosen, insbesondere von Polyurethanschäumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten des Substrates von Druckdosen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist von der stofflichen Zusammensetzung des Substrates in der Druckdose unab­ hängig verwendbar. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verarbeitung des Substrates dient, enthält die Druckdose jedoch vorzugsweise einen Werkstoff. Insbe­ sondere handelt es sich hierbei um einen Polyurethan­ schaum. Dann besteht das Substrat aus einem Prepolymer und einem Verschäumungsmittel. Das Substrat wird mit der Spritzpistole ausgebracht. Nach seinem Austritt aus der Spitze der Spritzpistole schäumt das Substrat auf und härtet aus.

Solche Druckdosen enthalten außer den Komponenten des Substrates Treibgas in flüssiger Form. Wird das Ventil der Druckdose geöffnet, so geht bei richtiger Anwendung das Treibgas in der Druckdose aus seinem flüssigen Aggregatzustand in die Gasform über. Die hierbei ein­ tretende Volumenvermehrung treibt das Substrat durch das Dosenventil aus. In vielen Druckdosen kann sich die Treibgasfüllung der Druckdose mit den Komponenten des Substrates in der Dose vermischen. Die Druckdose muß dann beim Ausbringen des Substrates in einer be­ stimmten Stellung und zwar so gehalten werden, daß das Treibgas nicht unter Umgehung des Substrates aus dem Ventil austreten kann.

Bei den erwähnten Polyurethanschäumen muß das Ventil nach unten gehalten werden, um diesen unerwünschten Effekt bis zur vollständigen Entleerung der Druckdose auszuschalten.

Wenn jedoch das Substrat, im Fall von Polyurethanschäu­ men Prepolymer und Verschäumungsmittel in der Druckdose von dem Treibgas getrennt gehalten wird, ist die Stellung der Druckdose beliebig, weil bei diesen Druckdosen nur der Raum der Druckdose über das Ventil entleert wird, der mit dem Substrat gefüllt ist. Die Abtrennung dieses Raumes von der Treibgasfüllung kann durch einen Kolben gewährleistet werden, der in dem Dosenzylinder unter dem Einfluß des sich ausdehnenden Treibgases unter das Ventil steigt und dabei das Substrat aus­ treibt.

Solche Kolbendosen sind beispielsweise aus der DE-AS 14 50 303 bekannt. Sie haben allerdings die unan­ genehme Eigenschaft, daß infolge der bei der Entspan­ nung des flüssigen Treibgases auftretenden Abkühlung in den Verarbeitungspausen der Druck unter dem Kolben soweit abfallen kann, der Kolben unter dem Druck des Substratgemisches zurückgesaugt wird. Diese Erscheinung führt zum Versagen der Vorrichtung, weil eine erneute Betätigung der Spritzpistole zu einem Gasstoß führt, welcher die in der Spritzpistole verbliebenen Reste des Substrates verspritzt.

Unter diesem Gesichtspunkt sind Druckdosen günstiger, welche die Trennung des Substrates von der Treibgas­ füllung durch einen Beutel bewerkstelligen, der in der Druckdose untergebracht ist und das Substrat ent­ hält. Eine derartige Druckdose mit Beutel ist beispielsweise in der US 33 78 169 beschrieben. Diese Beutel werden bei geöffnetem Dosenventil mit dem den Beutel in der Druckdose umgebenden Treib­ gas zusammengedrückt, wodurch das Substrat durch das Ventil ausgetrieben wird. Solche Beutel sind allerdings nur sinnvoll, wenn sie vollständig entleert werden. Der Beutelwerkstoff muß in vielen Fällen das Ein­ diffundieren des Treibgases in den Beutel verhindern. Die als Werkstoff für derartige Beutel in Frage kommen­ den Kunststoffe sind jedoch nicht diffusionsdicht. Man muß daher Metall als Werkstoff, insbesondere Aluminium als Werkstoff für den Beutel verwenden. Solche Werk­ stoffe sind wegen der schwierigen Verarbeitungsbe­ dingungen, unter denen aus ihnen Beutel hergestellt und in der Druckdose unter dem Dosenventil befestigt werden können, nicht wirtschaftlich, wenn das Substrat verhältnismäßig geringwertig ist, was auf die meisten Werkstoffe zutrifft, welche aus Druckdosen verarbeitet werden.

Spritzpistolen erleichtern die Verarbeitung solcher Werkstoffe ganz wesentlich und ermöglichen diese häufig erst. Denn es ist schwierig, den Werkstoff aus der Ventilöffnung in Spalte, Risse und anderen Hohl­ räume einzubringen, die schwer zu erreichen sind und daher häufig eine ungewohnte Körperhaltung erfordern. Spritzpistolen ermöglichen es dagegen, währen der gesamten Verarbeitungsdauer die Dose mit geöffnetem Ventil festzuhalten und durch Betätigung des Abzugs­ hahnes das Substrat aus dem Lauf auszubringen, dessen vorderes Ende häufig eine Düse aufweist, die das Substrat als dünnen Strahl austreten läßt. Bei der Verarbeitung von Polyurethanschäumen bildet sich aus dem Strahl bei entsprechender Bewegung der Spritzpistole eine Raupe, mit der ein rationeller Einsatz des Substrates gewährleistet wird.

Die Erfindung geht deswegen von einer vorbekannten Spritzpistole dieser Art aus (DE-GM 87 04 657). Der fest auf der Oberseite des Laufes angeordnete Adapter ermöglicht das Einschrauben des Randes der Druckdose, welcher das Dosenventil umgibt und drückt dabei gleich­ zeitig den Ventilkörper ein, so daß dieser die Öffnung der Dose freigibt. Im Lauf sitzt ein Ventil vor dem radialen Eingang eines Düsenzylinders, dessen innerer Deckel von der federnd gelagerten Stange einer Düsen­ nadel durchdrungen wird, die mit dem Abzugshahn der Pistole gegen die Kraft einer Schließfeder aus der Düse zurückgezogen wird, wenn die Düsenöffnung frei­ gegeben werden soll.

Bei der vorbekannten Spritzpistole ist durch die Bildung einer Baueinheit aus der Spritzpistole und dem Adapter sichergestellt, daß die Druckdose nur mit nach unten gerichtetem Ventil in den Adapter von oben eingeschraubt werden kann. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Pistolengriff bei Verarbeiten des Substrates im wesent­ lichen senkrecht und nach unten gerichtet gehalten wird, weil das der natürlichen d. h. ergonomischen Pistolen­ stellung entspricht.

Schwierigkeiten treten bei der Verarbeitung des Substrates an schwer zugänglichen Stellen, wie etwa in den senkrechten Ecken eines Gebäudes oder in unmittelbarer Nähe einer Gebäudedecke auf, weil dann die radial vom Pistolenlauf nach oben vorstehende Druckdose die Bewegung der Spritzpistole behindert oder gar ausschließt. Die Verarbeitung ist dann erheblich erschwert und führt häufig auch zu Fehlstellungen der Druckdose mit den eingangs geschilderten nachtei­ ligen Folgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die als bekannt vorausgesetzte Vorrichtung so auszugestalten, daß sie keine Verarbeitungsschwierigkeiten unter er­ schwerten Bedingungen verursacht und den Raum der Druckdose günstiger ausnutzt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung läßt sich durch Drehen des Adapters um die Achse des Pistolenlaufes und damit des Düsenzylinders um die Düsennadel in der Spritzpistole die für die jeweiligen äußeren Verarbeitungsbedingungen günstigste radiale Stellung der Druckdose einstellen. Die Unterbringung des Substrates in einem Beutel mit hinreichend großem Volumen wird durch das mit dem Treibgas zusammengebrachte Druckgas ermöglicht. Dieses Druckgas wird mit so hohem Druck eingefüllt, daß der jeweilige Gasdruck dieses Gases den Druckabfall des Treibgases durch Abkühlung in den Verarbeitungspausen ausgleicht. Trotz des wesentlich vergrößerten Beutel­ volumens kann sich daher in dem Beutel keine Gasblase bilden, wodurch die Erfindung z. B. auf Polyurethan­ schäume anwendbar ist, um das beschriebene Verspritzen und die damit verbundenen Verunreinigungen der Umgebung zu vermeiden. Die Erfindung läßt sich daher unabhängig von der jeweiligen Stellung der Druckdose zum Pistolen­ griff auf alle Substrate dieser Art anwenden.

Mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 werden auch die bisherigen Verarbeitungsschwierigkeiten der diffusionsdichten Werkstoffe zu Substratbeuteln und die Befestigung der Substratbeutel in der Druckdose wesentlich vereinfacht. Das geschieht mit den Merkmalen des Anspruches 2. Das hierbei angewandte Aluminium­ laminat sorgt dafür, daß durch bloße Verschweißung der Substratbeutel hergestellt und in der Dose befestigt werden kann, so daß die bisherigen, die rationelle Anwendung von Substratbeuteln erschwerenden Verarbeitungsschwierigkeiten vollständig entfallen und die Dose soweit vereinfacht wird, daß sie sich auch für geringwertige Werkstoffe eignet.

Vorzugsweise, d. h. zur Vermeidung von unerwünschten chemischen Reaktionen des Druckgases mit dem Treib­ gas bzw. der Beutelfüllung wird die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 verwirklicht. Die hiermit vorgeschlagene Stickstoffüllung, welche in dem Treibgas oder in einem anderen Lösungsmittel, in dem Stickstoff löslich ist, untergebracht sein kann, läßt sich unter erheblichem Druck, z. B. von 10 bar setzen, wodurch eine vollständige Entleerung des Substratbeutels gewährleistet wird.

Mit den Merkmalen des Anspruches 4 wird ein besonderes Aluminiumlaminat vorgeschlagen, dessen Polypropylen­ beschichtung die Verschweißung der Beutelkanten und die Befestigung des Beutels am oberen Innenrand der Druckdose wesentlich erleichtert.

Im übrigen ist dafür gesorgt, daß die einmal gewählte Stellung des Druckdose zum Pistolengriff auch einge­ halten wird, was Gegenstand des Anspruches 6 ist.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung wiedergegeben ist. In dieser zeigen

Fig. 1 in teilweise abgebrochener, aufgebrochener Wiedergabe eine Vorrichtung gemäß der Er­ findung in Seitenansicht und

Fig. 2 eine Einzelheit, die die Konfektion des Substratbeutels betrifft im Schnitt,

Fig. 3 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung zu Beginn des Ausbringens des Substrates und

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 3 nach Entleerung des Beutelinhaltes.

Die aus Fig. 1 ersichtliche Vorrichtung (1) dient zum Verarbeiten eines Substrates, welches im Inneren eines diffusionsdichten Beutels (2) untergebracht ist. Dieser Beutel sitzt in einer in Fig. 1 unterbrochen wiedergegebenen zylinderischen Druckdose (3). Er enthält beispielsweise ein Polyurethanprepolymer, aus dem ein Polyurethanschaum hergestellt wird. Die Druckdose hat einen Dosenzylinder (4), welcher an einem Dom (5) endet, aus dem ein nicht dargestelltes Druckdosen­ ventil vorsteht. Der das Dosenventil umgebende Rand ist in ein Adapter (6) eingeschraubt, durch den das Dosenventil geöffnet wird.

Der Adapter (6) sitzt auf dem Lauf einer Spritzpistole (7). Der rückwärtige Teil (8) des Laufes bildet mit dem abgebrochen dargestellten Pistolengriff (9) eine Baueinheit. In dieser ist der Pistolenabzug (10) in einem Horizontalgelenk (11) drehbar gelagert. Eine Rohrdrehverbindung (12) verbindet den rückwärtigen Teil (8) des Pistolenlaufes mit einem Vorderteil (14). Die Rohrdrehverbindung wird von einem inneren Ringfortsatz (15) mit einem nach außen vorstehenden Flanschring (16) und einem hinterschnittenen Abschnitt (17) am vorderen Ende des rückwärtigen Teiles (8) ge­ bildet. Im hinterschnittenen Abschnitt (17) sitzt eine Ringnut, in die der Ringflansch (16) einrastet, wenn das Vorderteil eingeschoben wird. Da die Teile aus Kunststoff bestehen, besitzen sie ein ausreichendes Federvermögen.

Der Drehwiderstand der Rohrdrehverbindung (12) ist so gewählt, daß auch bei gefüllter Druckdose (3) der Adapter in jeder radialen Stellung gegenüber dem Pistolengriff (9) feststeht, nachdem die entsprechende Drehbewegung vorgenommen worden ist.

Das Laufvorderteil (14) hat einen aufgeschraubten Deckel (18). Ein Metallzylinder (19) endet an einer festen Düse (20). Die Düse läßt sich mit einer Düsennagel (21) verschließen, welche mit dem Abzug (10) gegen die Kraft einer Feder zurückgezogen werden kann. Die Ein­ stellung der Federkraft erfolgt über einen Drehknopf (21a) am hinteren Ende des Pistolenlaufes (8).

Bei geöffnetem Dosenventil wird das Substrat aus dem Beutel (2) radial über ein Absperrorgan (22) in den Innenzylinder (23) des Laufvorderteils (14) ein­ gepreßt. Hierbei wird durch den Druck des Substrates ein radiales Druckventil geöffnet, sobald die Düse (20) mit der Düsennadel (21) freigegeben ist. Wird die Düse (20) mit der Düsennadel (21) verschlossen, so schließt das Druckventil und sperrt damit den weiteren Eintritt von Substrat in den Zylinder (23) ab.

Aus der Darstellung der Fig. 1 ist ersichtlich, daß zwischen dem Substratbeutel (2) und dem Dosenzylinder (4) ein Restraum (24) in der Dose freibleibt. Dieser ist mit einem Treibgas üblicher Zusammensetzung und mit einem Druckgas, z. B. mit Stickstoff unter einem Druck von 10 bar gefüllt. Diese Gase werden durch den nach innen gewölbten Boden (25) der Druckdose (3) über ein selbstschließendes Ventil (26) eingebracht.

Der Substratbeutel besteht aus einem Aluminiumlaminat. Wie sich aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt, handelt es sich hierbei um eine Aluminiumfolie (27), welche auf jeder Seite eine Beschichtung (28 bzw. 29) aus Polypropylen aufweist. Der thermoplastische Kunststoff läßt sich durch das Aufbringen von Wärme wie bei (30) in Fig. 2 dargestellt verschweißen. Bei der Verschweißung verbinden sich auch die Aluminiumfolien­ ausschnitte indirekt miteinander, so daß der Beutel durch die Verschweißungen aus einem entsprechenden Zuschnitt konfektioniert werden kann.

Da sich die Beschichtungen (28 und 29) auf beiden Seiten des Laminats befinden, ist eine der Beschich­ tungen außen auf dem fertig konfektionierten Beutel angeordnet. Unterhalb des Domes (5) der Druckdose (3) befindet sich ein leicht schmelzender Ring (31), der z. B. aus einem Schmelzkleber z. B. Nylon bestehen kann. Der obere Rand (32) des Substratbeutels (2) wird nach Einbringen des gefüllten Substratbeutels mit dem Ring (31) durch von außen aufgebrachte Wärme, beispiels­ weise durch einen Induktionsprozeß, der zu einer kurzzeitigen Erwärmung führt, sicher verbunden.

Im Betrieb wird zunächst die ihr günstigste Stellung der Druckdose zum Pistolengriff (9) durch Betätigen der Rohrdrehverbindung (12) eingestellt. Durch Zurückziehen des Abzuges (10) wird die Düse (20) freigegeben, wodurch das Substrat aus dem Beutel (2) in den Düsenzylinder (19) über und aus der Düsenöffnung als dünner Strahl austritt. Handelt es sich um Poly­ urethanschaum, so bildet sich durch Bewegung der Pistole eine Raupe, mit der Risse und Spalten ge­ schlossen werden können. Der Polyurethanschaum härtet in der Regel durch Flüssigkeitsaufnahme aus der Außen­ luft. Das Treibgas drückt das Substrat aus dem Beutel (2) aus und füllt sich dabei ab. In den Arbeitspausen wird der Abzug (10) losgelassen, wodurch die Düse (20) mit der Düsennadel (21) verschlossen wird. Durch den Druck des Druckgases, d. h. die Stickstoffüllung wird erreicht, daß diese den Substratbeutel (2) weiterhin unter Druck hält.

Die Ausführungsform der Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 durch einen kürzeren Beutel. Während in der Ausführungsform nach Fig. 1 die dem Beutel (2) mit dem Innenzylinder (34) der Druckdose (3) verbindende Schweißnaht (34) am Rand (32) angeordnet ist, welcher unter dem Dom (5) liegt, ist der Beutel (2 a) nach den Fig. 3 und 4 nur etwa halb so lang wie der Dosenzylinder (4). Die Beutelöffnung (33) ist etwa in der Mitte des Dosenzylinders (4) angeschweißt. Dafür läßt sich der Beutel (2a) in Richtung auf das Aus­ trittsende, also in Dom (6), wie aus Fig. 3 ersichtlich, umstülpen, wenn der Beutel (2a) ganz entleert wird.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Verarbeiten des Substrates von Druckdosen, insbesondere von Polyurethanschäumen, welche aus der das Substrat und gegebenenfalls hiervon getrenntes Treibgas enthaltenden Druckdose und aus einer Spritzpistole besteht, deren Lauf einen Adapter zur Befestigung der Druckdose und zur Öffnung des Druckdosenventils aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die das Substrat in einem diffu­ sionsdichten Beutel (2) enthaltende Druckdose (3) außerhalb des Beutels (2) mit einem Druckgas ge­ füllt ist und daß der Pistolenlauf (8, 14) zwischen dem Adapter (6) und dem Abzugshahn (10) eine Rohr­ drehverbindung (12) aufweist, die zur Einstellung der Druckdose (3) gegenüber dem Pistolengriff (9) durch Schwenken des Adapters (6) mit dem Laufvor­ derteil (14) nach jeder Richtung innerhalb eines vollen Kreisbogens dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Treibgas wenigstens zum Teil außerhalb des Beutels (2) untergebracht ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutel (2) aus einem Zuschnitt einer auf beiden Seiten aus einem thermoplastischen Kunststoff be­ schichteten Aluminiumfolie (27) besteht, dessen Kanten durch Verschweißen der aufeinanderlie­ genden Kunststoffränder (28, 29) miteinander verbunden sind, und daß der Beutel (2) an seiner Öffnung mit einem diese außen umgebenden Kunststoffrand (31) an den Innenzylinder (4) der Druckdose (3) angeschweißt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beutelöffnung (33) etwa in der Mitte des Dosenzylinders (4) an­ geschweißt ist und der Beutel (2 a) in Rich­ tung auf das Austrittsende des Dosenzylinders (4) einstülpbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Beutel (2) mit dem Innenzylinder (34) der Druckdose (3) verbindende Schweiße (35) an dem unter einem Dom (5) der Druckdose (3) liegenden Rand (32) des Innenzylinders angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas aus Stick­ stoff besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Aluminiumfolie (27) aus Polypropylen be­ steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrdrehverbindung (12) aus einem Zylindervorsprung (15) mit nach außen vorstehendem Ringflansch (16) und aus einem zylindrischen Hinterschnitt (17) mit einer Ringnut besteht, in die der Ringflansch (16) einrastet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwiderstand der Rohrdrehverbindung (12) dazu dient, die gegenüber dem Pistolengriff (9) einge­ stellte Druckdose (3) in der gewählten Stel­ lung festzuhalten.