DE8437665U1

DE8437665U1 - Vorrichtung zum schmelzen und abgeben von thermoplastischem material

Info

Publication number: DE8437665U1
Application number: DE19848437665U
Authority: DE
Original assignee: Bostik GmbH
Current assignee: Bostik GmbH
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-03-28
Also published as: US4639155A; AU3832785A; WO1985002793A1; EP0168429A1; NZ210504A; EP0168429B1; JPS61500775A; EP0277303A1; CA1233017A; AU577566B2

Description

Bostik GmbH

Gattenhöferweg 36 2i.i<>.i

6370 Oberursel U 5935

Beschreibung

Vorrichtung zum Schmelzen und Abgeben von thermoplastischem Material

Die Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung für geschmolzenes Material und insbesondere eine Vorrichtung zum Schmelzen und Abgeben eines in Stangenform zugeführten thermoplastischen Materials, die einen Schmelzkörper mit einem Einlaßende und einem Auslaßende sowie eine Schmelzkammer im Schmelzkörper aufweist, wobei das Einlaßende eine feste Stange eines zu schmelzenden Stoffs während des Vorschubs in die Schmelzkammer aufnehmen kann und das Auslaßende eine öffnung aufweist und eine Einrichtung zum Erwärmen des Schmelzkörpers vorgesehen ist, so daß der zu schmelzende Stoff, der als Stange durch das Einlaßende in die Schmelzkammer eingeführt wird bei Beaufschlagung der Stange mit einer Vorschubkraft, die sie zum Schmelzkörper drückt, im geschmolzenen Zustand aus der Öffnung ausgegeben werden kann.

Es sind verschiedene Vorrichtungen zum Schmelzen und Ausgeben von in Stangenform zugeführtem thermoplastischem Material vorgeschlagen worden. Derartige Vorrichtungen weisen im allgemeinen einen Schmelzkörper mit einer Schmelzkammer, in der thermoplastisches Material geschmolzen wird, einen Einlaß für die Stange und einen Auslaß mit einer öffnung zur Ausgabe des geschmolzenen Materials sowie eine Einrichtung auf, um den Schmelzkörper zu er-

wärmen, so daß das in Stangenform der Schmelzkammer zugeführte zu schmelzende Material in geschmolzenem Zustand aus der öffnung ausgegeben werden kann. Eine derartige Vorrichtung findet Einsatz in zahlreichen Bereichen - beispielsweise bei in der Hand zu haltenden Klebepistolen mit einer Einrichtung, urn eine Klebstoffstange .; beispielsweise durch Daumendruck oder mit einer durch

einen Abzug betätigten Einrichtung dem Schmelzkörper zuzuführen.
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Ein hartnäckiges Problem bei Schmelzstoff-Ausgabevor-

richtungen, bei denen der Stangenvorschub das Ausfliessen des geschmolzenen Stangenmaterials aus der öffnung

bewirkt, ist das Abtropfen des Klebstoffs aus der öff-

nung, das auftritt, wenn der Stangenvorschub unterbrochen wird und der Schmelzkörper noch heiß ist. Dieses
Abtropfen führt zu Materialverlusten, ist unzweckmäßig
und unsauber. Man hat zwar Rückschlagventile verwendet, um das Abtropfen zu verhindern. Es bleibt aber immer noch eine billig zu erstellende Einrichtung wünschenswert, mit der sich das Abtropfen abschwächen oder ganz beseitigen läßt. Man hat hierzu vorgeschlagen, die Klebstoffstange

J eine gewisse Strecke aus dem Schmelzkörper herauszuziehen; derartige Vorschläge erfordern jedoch komplizierte Einrichtungen im Gerät insgesamt, wobei auch das Gewicht und/oder die Kosten steigen. Weiterhin sind derartige
Vorschläge wirkungslos, wenn in der Stange zwischen der Zugmechanik und der Schmelzkammer eine Unstetigkeit besteht - beispielsweise wenn sich die Stange aus kurzen
Klebstoffstücken zusammensetzt, die nur durch den zum
Vorschub auf die Stange aufgebrachten Druck zusammengehalten werden. Das ist beispielsweise der Fall bei den
Klebstoffpistolen, wie sie normalerweise von Heimwerkern benutzt werden.

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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vor-

richtung zum Schmelzen und Ausgeben von thermoplastischem Material anzugeben, das in Stangenform zugeführt, wird.

Die Erfindung schafft in einem Aspekt eine Vorrichtung zum Schmelzen und Ausgeben eines thermoplastischen Materials, das in Stangenform zugeführt wird, wobei die Vorrichtung einen Schmelzkörper mit einem Ein- und einem Auslaßende sowie eine Schmelzkammer in dem Schmelzkörper aufweist, wobei das Einlaßende eine feste Stange aus schmelzbarem Material aufnehmen kann, während diese der Schmelzkammer zugeführt wird, und wobei das Auslaßende eine öffnung enthält. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Erwärmen des Schmelzkörpers vorgesehen, so daß in die Schmelzkammer durch das Einlaßende in Stangenform zuge führtes zu schmelzendes Material im geschmolzenen Zu stand aus der öffnung unter einer auf die Stange aufgebrachten Vorschubkraft ausgegeben werden kann, welche die Stange zum Schmelzkörper hindrückt. Schließlich ist eine elastische bzw. nachgiebige Einrichtung im Schmelz körper vorgesehen, die in der Rückwärtsrichtung genug Kraft ausübt, um die Stange im Schmelzkörper auswärts zu bewegen, wenn keine Vorschubkraft aufgebracht wird.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es siv."!

bei der elastischen Einrichtung vorzugsweise um eine Schraubenfeder, die in den Schmelzkörper eingesetzt ist und direkt oder indirekt auf einen noch festen Teil einer in die Schmelzkammer eingeschobenen Stange wirkt. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie im folgenden erläutert wird, drückt die Schraubenfeder unmittelbar auf das sich vorwärts bewegende feste Ende der Stange. Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wirkt die Schraubenfeder auf ein Schmelzkammerelement, das im Schmelzkörper verschiebbar ist, so daß das Schmelzkammerelement und das in die Schmelzkammer eingeführte vorgeschobene feste Ende der Stange in Rückwärts-

richtung aus dem Schmelzkörper bewegt werden, wenn keine Vorschubkraft aufgebracht ist.

Vorzugsweise verringert die Feder nicht die Schmelzleistung des Schmelzkörpers und steht vorzugsweise in wärmeleitender Berührung mit dem Schmelzkörper, so daß sie durch den Wärmeübergang aus dem Schmelzkörper erwärmt wird und zum Aufschmelzen des thermoplastsichen Materials beiträgt.

Bei einer einfachen Form der Erfindung - beispielsweise der unten erläuterten ersten Ausführungsform - ist vorzugsweise die vom Einlaßende am weitesten entfernte Windung der Feder in einer Vertiefung im Schmelzkörper angeordnet und steht mit diesem in gutem Wärmeübergangskontakt. Vorzugsweise ist ein Endteil der Feder nahe dem Einlaßende so ausgestaltet, daß ein Teil quer über das Federende verläuft. Vorzugsweise ist die Feder nach Größe und Festigkeit so ausgewählt, daß ihre Außenflächen in großer Nähe zu den Kammerwänden liegen, sie nicht so stark verformt wird, daß sie den Durchgang des geschmolzenen thermoplastischen Materials durch die Schmelzkammer beim Stangenvorschub stört, und daß sie eine Stange aus dem Schmelzkörper bewegt, wenn der Vorschubdruck abgenommen wird; andererseits darf sie nicht so stark sein, daß die Stange vollständig aus dem Schmelzkörper ausgeworfen wird.

In einer weiter durchentwickelten Form der Erfindung, wie beispielsweise bei der zu erläuternden zweiten Ausfü.hrungsform ist die Feder nach Größe und Festigkeit vorzugsweise so ausgewählt, daß ihre Außenflächen in großer Nähe zu den Wänden des Schmelzkörpers liegen, sie nicht so stark verformt wird, daß sie den Durchgang des geschmolzenen thermoplastischen Materials durch die Schmelzkammer beim Vorschub einer Stange erheblich stört,

und daß sie das Schmelzkammerelement und die Stange in Rückwärtsrichtung aus dem Schmelzkörper bewegen kann, wenn der Vorschubdruck entfällt.

in beiden Formen der Erfindung ist die Feder wünschenswert im entspannten Zustand, d.h. bei Abwesenheit einer Vorschubkraft, so groß, daß der Druck des Stangenmaterials im Schmelzkörper entfällt, infolgedessen weiteres Stangenmaterial aus der öffnung herausfließen will, so daß das Abtropfen von geschmolzenem Stangenmaterial aus der öffnung im wesentlichen verhindert ist. Andererseits darf die Feder die Stange nicht so weit aus dem Schmelzkörper herausschieben, daß durch die öffnung Luft in den Schmelzkörper eingezogen wird.

Vorzugsweise besteht die bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Feder aus einem Drahtmaterial ,das von der Arbeitsumgebung der Feder im Schmelzkörper, wo Temperaturen von 23O⁰C und mehr herrschen und unter ex tremen Verhältnissen auch Zersetzungsprodukte des Stan genmaterials vorliegen können, nicht beeinträchtigt wird. Die für die Feder gewünschten Eigenschaften können je nach der Zusammensetzung der Stange unterschiedlich sein. Wird beispielsweise eine Stange mit glatter Ober fläche verwendet, ist die Reibkraft zwischen der Stange und der (unten erläuterten) Lippeneinrichtung geringer als bei einer Stange mit rauher Oberfläche, so daß die Feder zum Auswärtsdrücken einer glatten Stange keine so hohe Kraft auszuüben braucht wie bei ?iner Stange mit rauher Oberfläche. Es hat sich ergeben, daß eine Schraubenfeder aus nichtrostendem 2mm-Stahldraht entsprechend der deutschen Norm 1.4310, der britischen Norm BS 304 S 62 oder der US-Norm A1A1 301 aus etwa acht-Windungen und mit einer Gesamtfederlänge von etwa 50 mm, die zu-

sätzlich bei 300⁰C wärmebehandelt worden ist, am geeignetsten ist für die Verwendung in einem Schmelzkörper

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l mit einem zylindrischen Teil von 56 mm Länge und 19 mm Durchmesser.

% Eine Vorrichtung gemäß Erfindung weist vorzugsweise eine

■ 5 Einlaßhülse aus elastischem Werkstoff auf, durch die eine |: Stange in die Schmelzkammer eingeführt werden kann. Vor-

I zugsweise ist die elastische Hülse mit einer Lippenan-

|| Ordnung versehen, die eine der Schmelzkammer zugeführte

% Stange umgreift, um ein Rückfließen des geschmolzenen

j§ 10 Stangenmaterials entlang der Stange zu verhindern. In i einer einfacheren Ausführungsfcrm der erfindungsgemäßen

Vorrichtung kann diese Lippeneinrichtung zweckmäßig so groß gewählt sein, daß sie gewährleistet, daß die die rückführende elastische Einrichtung nicht versehentlich 15 aus der Schmelzkammer entfernt werden kann.

In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Schmelzkammer eine Beliebige Form oder Gestalt aufweisen,, so daß sie eine Stange beliebiger Gestalt aufnehmen kann 20 beispielsweise eine Stange mit kreisförmigem, rechteckigem oder dreieckigem Querschnitt. In der ersten Ausfüh- i rungsform der Erfindung, an der als Beispiel die Erfin-

I dung erläutert werden soll, ist die Schmelzkammer als ein

I Kanal im Schmelzkörper ausgeführt, der eine Kegelfläche

I 25 bildet, die von einer zylindrischen Fläche her verjüngt I verläuft, die zur aufnahme einer Stange des zu schmelzen-

i den Materials ausgestaltet ist. In der zweiten Ausfüh-

I rungsform der Erfindung, an der als Beispiel die Erfin-

1 dung erläutert werden soll, hat der Schmelzkörper einen

i 30 Kanal, der zwischen seinem Ein- und seinem Auslaßende fj verläuft und ein Schmelzkammerelement so aufnimmt, daß

das Schmelzkammerelement im Schmelzkörper gleiten und vom Schmelzkörper stark genug erwärmt werden kann, so daß das der Schmelzkammer zugeführte thermoplastische Mate-35 rial geschmolzen wird. In dem Schmelzkammerelement ist die Schmelzkammer ausgebildet; sie hat einen Einlaß,

durch den eine Stange des zu schmelzenden Materials in die Kammer eingeführt werden kann, einen Auslaß, aus dem das geschmolzene Stangenmaterial ausgegeben werden kann, rowie Teilerflächen, die in Längsrichtung in der Kammer angeordnet sind und in der Richtung vom Ein- zum Auslaß in der Größe zunehmen und so gestaltet und angeordnet sind, daß zum Kammerinnern gewandte Randflächen Oberflächenteile einer öffnung mit allmählich abnehmendem Querschnitt bilden, wobei die Spitze bzw. der Scheitel der öffnung am Auslaß, aber auf der Einlaßseite desselben liegt, und daß Endteile der Teilerflächen am Auslaß so beabstandet sind,daß eine Reihe von Austrittsschlitzen begrenzt ist, die um die Achse der öffnung verteilt beabstandet sind und den Auslaß bilden. Im Schmelzkörper ist mindestens ein Gehäuse vorgesehen, um elektrisch betriebene Heizeinrichtungen aufzunehmen, die den Schmelzkörper beheizen. Eine Schmelzkammer dieser Ausführung ist in der GB-Patentanmeldung 84 19 303 beschrieben .

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Öffnung vorzugsweise so gestaltet, daß sie eine Ausgabedüse bildet oder in eine Düsenanordnung übergeht, die am Schmelzkörper befestigt werden kann. Vorzugsweise ist ein Kugelventil vorgesehen, um die Steuerung der Strömung aes Stangenmaterials aus der Öffnung heraus zu unterstützen.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Einrichtung zum Beheizen des Schmelzkörpers auf beliebige zweckmäßige Art vorgesehen sein - beispielsweise als ein oder mehrere PTC-Heizelemente.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung krnn dazu verwendet werden, verschiedene Materialien - einschließlich Klebstoffe und Abdichtmaterialien - in Stangenform auszugeben, und sie kann in für diesen Zweck geeignete Geräte

eingebaut werden. Vorzugsweise findet eine erfindungsgemäße Vorrichtung Einsatz in einer Klebepistole, die so ausgeführt sein kann, daß die thermoplastische Stange zum Schmelzkörper mit direktem Liniendruck von der Hand der Bedienungsperson, die die Pistole hält, vorgeschoben wird. Vorzugsweise ist sie so ausgeführt, daß die thermoplastische Stange der Schmelzkammer durch eine Mechanik zugeführt wird, die mit dem Abziehbügel bzw. Auslöser der Pistole betätigt wird, wie dies in den Geschmacksmustern 10 09 681 und 10 09 682 gezeigt oder in der DE-OS 33 20 041 beschrieben ist.

Durch Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die elastische Einrichtung, die eine Stange aus dem Schmelzkörper bewegen soll, sjenn keine Vorschubkraft vorliegt, vollständig innerhalb des Schmelzkörpers liegt, ist das unerwünschte Abtropfen (drool) mindestens im wesentlichen beseitigt. Weiterhin ist es möglich, eine Rückführsteuerung für die Stange und damit des Drucks der Schmelze im Schmelzkörper auch für den Fall zu schaffen, daß nur ein kleiner Stangenteil vorzuschieben bleibt. Dies ist ein wesentliches Merkmal, wo die Stange als Reihe von kurzen Klebstoffstücken vorliegt, die Ende an Ende vorgeschoben werden, wie es im Bereich der Klebstoffpistolen und insbesondere der sogenannten Heimwerker-Aktivitäten üblich ist. Durch Auswahl einer geeigneten Schraubenfeder bleibt die Vorrichtung vergleichsweise billig und unkompliziert. Durch Verwendung einer Anordnung, in der die elastische Einrichtung auf das Schmelzkammerelement drückt, um dieses zum Einlaß und so auch das Schmelzkammerelement und die Stange aus dem Schmelzkörper zu bewegen, erhält man auch den zusätzlichen Vorteil, daß die elastische Einrichtung innerhalb des Schmelzkörpers festgehalten ist und nicht mit herausgezogen werden kann, wenn ungewollte ungeschmolzene Stangen am Einlaßende des Schmelzkörpers herauszuziehen sind.

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-9-

Damit die Erfindung klarer verständlich wird, folgt nun eine ausführliche Beschreibung, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen zweier beispielhafter erfindungsgemäßer Vorrichtungen zu lesen ist. Es sei darauf hingewiesen, daß diase Vorrichtungen hier zum Zweck der Beschreibung gewählt worden sind und die Erfindung erläutern, sie aber in keiner Weise einschränken sollen.

in der Zeichnung zeigen:
IO

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der ersten Vorrichtung ;

die in Fig. 1 gezeigte Feder;

eine Schnittansicht gemäß der Linie III-III in Fig. 1 ;

einen Schnitt durch die zweite Vorrichtung und Teile derselben in Lagen, welche sie beim Vorschub einer Schmelzmaterialstange ei nnehmen;

Fig. 5 einen Schnitt durch die zweite Vorrichtung und Teile derselben in Lagen, die sie vor

der Zufuhr einer Schmelzmaterialstange einnehmen; und

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Schmelzpistole für Handbetrieb, die die zweite beispielhafte

Vorrichtung enthält.

Die gezeigten Vorrichtungen sind jeweils eine Vorrichtung zum Schmelzen und Ausgeben von thermoplastischem Material, das in Form einer Stange zugeführt wird, und weisen einen Schmelzkörper mit einem Ein- und einem Auslaßende und im

	Fig.	2
15
	Fig.	3
	Fig.	4
20

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III··· <

J. 1 Schmelzkörper eine Schmelzkammer auf. Dabei kann das Einlaßpnde eine feste Stange aus zu schmelzendem Material

> bei der Zufuhr zur Schmelzkammer aufnehmen, und das Auslaßende hat eine öffnung. Eine Einrichtung zum Erwärmen des Schmelzkörpers ist vorgesehen, so daß das der Schmelzkammer in Stangenform zugeführte Stangenmaterial im geschmolzenen Zustand aus der Öffnung ausgegeben werden kann, während eine Vorschubkraft auf der Stange einwirkt, welche diese zum Schmelzkörper hin drückt. Im Schmelzkörlü per ist eine elastische Einrichtung angeordnet, daß sie in Rückwärtsrichtung eine Kraft ausübt, die ausreicht, um die Stange in Rückwärtsrichtung aus dem Schmelzkörper zu bewegen, wenn keine Vorschubkraft angewandt wird.

Bei der ersten Ausführungsform umfaßt der Schmelzkörper 10 einen Gußkörper aus einer wärmeleitenden Legierung mit einem Kanal, der eine Schmelzkammer 12 bildet und von einer konischen Fläche 14 begrenzt ist, die von einer angrenzenden zylindrischen Fläche 16 her verjüngt verläuft.

Der Schmelzkörper hat ein Einlaßende 18 mit im wesentlichen zylindrischem Querschnitt an einem Ende der zylindrischen Fläche 16 und ein Auslaßende 20 am verjüngten Ende der konischen Fläche 14 mit einer Öffnung 22. Ein federbelastetes Kugelventil 24 ist in der Schmelzkammer im Bereich des Auslaßendes 20 angeordnet. Eine elastische Einrichtung in Form einer Schraubenfeder 26 ist in der Schmelzkammer angeordnet, und ihre erste Windung ist in einer Vertiefung im Schmelzkörper zwischen dem zylindrischen und dem konischen Innenwandteil so festgehalten, js 30 daß ein Wärmeübergang erfolgen kann.

•j'-S.

U Eine flexible Einlaßhülse 28 aus geformtem Silikongummi

Jj ist mit einer Federeinrichtung (nicht gezeigt) auf dem

p Einlaßende des Schmelzkörpers festgelegt, wobei eine zy-

Ü 35 lindrische Innenfläche der Hülse eine Fortsetzung der zylindrischen Fläche 16 der Schmelzkammer bildet. Die Hülse

ist mit einer Einlaßöffnung 30 genügender Größe au^cqebildet, daß sie eine Stange aus zu schmelzendem Material, die der Schmelzkammer 12 zugeführt werden soll, aufnehmen und führen kann. Eine innen liegende Lippenanordnung 32 ist auf einer Innenfläche der Hülse an der Einlaßöffnung 30 vorgesehen und so gestaltet und angeordnet, daß sie eine Greifwirkung auf das Schmelzmaterial ausübt, das durch die Einlaßöffnung als Stange eingeführt wird, deren Durchmesser nicht wesentlich geringer als der der zylin- «irischen Fläche i6 der Sc'nmei zkammer ist.

Der Schmelzkörper ist mit einem Gehäuse 34 für eine Einrichtung zum Erwärmen des Schmelzkörpers versehen, welche ein elektrisch betriebenes Heizelement 36 einschließt, wie es beispielsweise als PTC-Heizelement vorliegen kann, das über Leitungen 38 an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und so angeordnet sein kann, daß es den Schmelzkörper erwärmen und damit das schmelzbare Stangenmaterial in der Schmelzkammer schmelzen kann.

Die Feder 26 ist eine Wendel mit acht Windungen aus nichtrostendem 2mm-Stahldraht entsprechend der deutschen Norm 1.4310, die im Verlauf der Herstellung bei 300⁰C zusätzlich wärmebehandelt worden ist. Die Feder endet rechts (in Fig. 1 und Z) mit einer letzten Windung, die zu einem gradlinigen Teil 40 abgebogen wurde, der diametral über die Feder hinweg bis zur anderen Seite verläuft (Fig. 3). Der Durchmesser der Feder reicht aus, daß die Feder axial an der zylindrischen Fläche 16 zusammenge drückt werden und sich in der Schmelzkammer wieder aus dehnen kann. Der Durchmesser der ersten Windung der Feder ist größer als der einer kreisförmigen Öffnung von der zylindrischen Fläche 16 zur konischen Fläche 14 hin. Der Durchmesser des Rests der Feder ist größer als der Innendurchmesser der Lippenanordnung 32. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, steht vor dem Zusammendrücken die Feder 27

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nach hinten in die Schmelzkammer so weit vor, daß ein End abschnitt einer festen Schmelzmaterialstange durch das Einlaßende 18 zur Schmelzkammer eingeführt werden kann. Die Feder ist widerstandsfähig genug, so daß sie beim Einführen der Stange in die Schmelzkammer radial nicht wesentlich verformt wird, und sie ist weiterhin fest genug, um eine Stange leicht rückwärts zu drücken, wenn die auf die Feder wirkenden Drückkräfte entfallen, so daß sie die Stange aus dem Schmelzkörper herausdrückt. IO

Die erläuterte Vorrichtung ist für den Einsatz in einem Gerät zum Schmelzen und Ausgeben von thermoplastischem Material gedacht - beispielsweise für eine Klebstoffpisto Ie, die in der Hand zu halten ist und eine Einrichtung aufweist, um eine Stange aus Klebstoffmaterial dem Gerät beispielsweise direkt durch Daumendruck oder mit einer durch ein Auslöseelement betätigten Mechanik zuzuführen. Soll eine Klebstoffstange in die Vorrichtung eingeführt werden, während die Heizvorrichtung arbeitet, wird die Stange mit einem Ende in die Einlaßöffnung 30 und durch die Lippenanordnung 32 eingeführt, wobei die Hülse sich weitet, um die Stange aufzunehmen. Weiterer Druck auf die Stange zum Zweck des Vorschubs bringt sie durch die Lippenanordnung zur öffnung und in den zylindrischen Teil der Schmelzkammer hinein. Die vordere Stirnfläche der Stange ergreift den gradlinigen Teil 40 der Feder und die letzte Windung der Spule und drückt dabei die Feder zusammen. Infolge des Wärmeübergangs vom Schmelzkörper und der Feder auf das vordere Ende der Stange schmilzt diese dort, und nachfolgende Teile der Stange werden in die Schmelzkammer eingeschoben, wobei jeweils ein noch fester führender Teil der ungeschmolzenen Stange an der Feder anliegt. Durch anhaltenden Vorschubdruck auf die Stange bleibt die die Feder zusammendrückende Kraft erhalten, desgleichen ein Druck auf das geschmolzene Material in der Schmelzkammer, das folglich über das

Kugelventil 24 aus der öffnung 22 ausfließt. Wird der Vorschubdruck von der Stange abgenommen, entfällt der auf dem geschmolzenen Material lastende Druck, und die Schmelzmaterialströmung aus der Öffnung kommt zum Stillstand. Dabei übt die Feder eine ausreichende Kraft auf die Stange aus, um sie aus der Schmelzkammer und eine kurze Strecke durch die Lippenanordnung nach außen zu drücken. Auf diese Weise wird der in der Schmelzkammer aufgebaute Druck weiter verringert.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel weist der Schmelzkörper 110 ein Gußteil aus einer wärmeleitfähigen Legierung die einen Kanal 112 enthält, der von einer zylindrischen Fläche begrenzt ist, auf. Der Schmelzkörper hat ein Einlaßende 118 mit im wesentlichen zylindrischem Querschnitt an einem Ende des zylindrischen Kanals 112 und ein kreisförmiges Auslaßende 120 am anderen Ende des Kanals 112. Der Kanal 112, der sich zwischen dem Ein- und dem Auslaßende des Schmelzkörpers erstreckt, kann ein Schmelzkammerelement 116 so aufnehmen, daß dieser Schmelzkörper verschiebbar ist und vom Schmelzkörper her so stark aufgeheizt werden kann, daß das der Schmelzkammer zugeführte thermoplastische Material schmilzt. Die Schmelzkammer ist im Schmelzkammerelement vorgesehen und hat einen Einlaß 117, durch den eine Stange aus zu schmelzendem Material in die Schmelzkammer eingeführt werden kann sowie einen Auslaß 119, aus dem das geschmolzene Stangenmaterial zum Auslaßende 120 des Schmelzkörpers fließen kann. Eine Dusenanordnung 122 mit einem federbelasteten Kugelventil ist in das Auslaßende 120 des Schmelzkörpers eingeschraubt. Eine elastische Einrichtung in Form einer Schraubenfeder 126 ist im Schmelzkörper untergebracht, wobei die vorderste Windung in Berührung mit einer Ringfläche der Düsenanordnung und die letzte Windung in Berührung mit einer Endfläche des Schmelzkammerelements gehalten werden.

-ΜΙ Das Einlaßende 118 des Schmelzkörpers und der Einlaß des Schmelzkammerelements sind so ausgestaltet, daß sie Stangen aus thermoplastischem Material mit Kreisquerschnitt

aufnehmen können. Der Kanal 112 hat einen so weit größeren

5 Durchmesser als das Einlaßende 118, daß das Schmelzkammer- ! element 116 in ihn so eingeschoben werden kann, daß anein-

§ andergrenzende Oberflächen des Schmelzkammerelements und

'i des Schmelzkörpers in wärmeleitender Berührung miteinander

% stehen und das Einlaßende 118 mit dem Einlaß 117 ausge-

ilO richtet ist. Eine Schulter 121 ist auf diese Weise zwischen dem Kanal und dem Einlaßende geschaffen, die eine rückwärtige Bewegung des Schmelzkammerelements im Schmelzkörper begrenzt.

Die Teilerflächen 123 liegen längs im Kammerelement 116, ragen von einer Wandfläche des Kammerelements in die Schmelzkammer, erstrecken sich parallel zur Achse der Sc.hmelzkammer und nehmen an Größe zum Auslaß hin zu. Bei den Tei lerf lachen handelt es sich um größere Teilerflächen 127 und kleinere Teilerflächen, die jeweils plattenartig und im wesentlichen dreieckig ausgeführt sind. Die grösseren Elemente 127 sind in der Schmelzkarnmer bzw. als Stativ bzw. Dreibein angeordnet, das mindestens zum Auslaß 119 der Schmelzkammer hin wirksam ist, um die Schmelzkammer in drei Kammerteile zu unterteilen, wobei die inneren Randflächen der größeren Teilerflächen Oberflächenteile einer im wesentlichen pyramidenförmigen öffnung 131 bilden, die mittig in der Kammer liegt und sich zu einer Spitze am Auslaß 119 verjüngt. Die kleinen Elemente sind zwischen den größeren Teilerelementen angeordnet.

Die Feder 126 umfaßt eine Schraubenfeder mit acht Windungen aus nichtrostendem 2mm-Stahldraht nach der deutschen Norm 1.4310 und wurde im Verlauf der Fertigung einer weiteren Wärmebehandlung bei 300⁰C unterworfen. Der Federdurchmesser reicht aus, daß die Feder im Schmelz-

körper in Axialrichtung am zylindrischen Kanal 112 zusammengedrückt werden und sich ausdehnen kann. Der Federdurchmesser ist ähnlich dem des Schmelzkammerelements. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, nimmt vor dem Zusammendrücken der Feder 126 das Schmelzkammerelement 116 eine hintere Position im Schmelzkörper ein, in dem das Schmelzkammerelement an der Schulter 121 anliegt, und es liegt so, daß eine feste Schmelzmaterialstange durch das Einlaßende 118 dem Einlaß 117 zugeführt werden kann. Beim Vorschieben der Stange in die Schmelzkaramer wird die Feder 126 zusammengedrückt, aber radial nicht wesentlich verformt, so daß die Feder und die Schmelzkammer die in Fig. 4 gezeigte Lage einnehmen, d.h. das Schmelzkammerelement wird durch den auf der Stange lastenden Vc/rschubdruck, der auf die Teilerelemente in der Schmelzkammer wirkt, im Schmelzkörper vorwärts bewegt, und zwar so weit, wie es di<3 Feder erlaubt. Die Feder ist kräftig genug, um das Schmelzkammerelement 116 in Rückwärtsrichtung des Schmelzkörpers zum Einlaßende und so die Stange in Auswärtsrichtung des Schmelzkörpers zu drücken, wenn die auf die Feder wirkenden Druckkräfte entfallen.

Der Schmelzkörper weist drei Gehäuse 139 auf, die jeweils eine Bohrung mit zu der des Kanals 112 paralleler Achse enthalten, um elektrisch betriebene Heizeinrichtungen in Form zylindrischer selbstregelnder Heizelemente 145 aufzunehmen, die um die Kammer verteilte PTC-Widerstände aufweisen. Die Heizelemente 145 entsprechen im wesentlichen denen, die in der GB-Patentschrift 15 40 482 beschrieben sind» und sind so aufgebaut und angeordnet, daß der

Schmelzkörper auf maximal etwa 225⁰C aufgeheizt werden kann. Eine geeignete gleichmäßige Verteilung der Heizelemente wird im Schmelzkörper zusammen mit einer erwünschten Schlankheit des Schmelzkörpers erreicht. Trennwände 141, 143 zwischen jeweils zwei Gehäusepaaren dienen zur Verstärkung des Schmelzkörpers. Paßansätze 155 (Fig.6)

sind am Schmelzkörper ausgebildet und wirken mit Ausnehmungen in den Gehäuseteilen einer Klebepistole zusammen, die den Schmelzkörper aufnehmen soll.

Der Schmelzkörper hat eine mit der Schmelzkammer koaxiale Gewindebohrung 147, in welche die Düsenanordnung 122 eingeschraubt ist. Diese Anordnung erlaubt, die Düsenanordnung nach dem Einsatz zum Austausch des Schmelzkammerelements oder der Düse oder zum Säubern des Schmelzkammerelements ünd/üder des Kandis 112 herauszunehmen. Dies ist von Vorteil, wenn eine zweite Stange mit anderer Zusammensetzung gegenüber der ersten verwendet werden soll, die beispielsweise einen anderen Erweichungspunkt aufweist. In diesem Fall wird das Schmelzkammerelement, das die erste Stange enthält, aus de"¹ Schmelzkörper 110 durcf das Auslaßende 120 des Schmelzkörpers herausgezogen und ein anderes Schmelzkammerelement eingesetzt, das die in den Kanal 112 durch das Auslaßende 120 eingeführte zweite Stange aufnehmen soll. Die Düsenanordnung 122 kann dann wieder in die Gewindebohrung 147 des Schmelzkörpers eingeschraubt werden.

Eine Außenfläche des Einlaßendes 118 des Schmelzkörpers ist zu einem Rohr ausgestaltet, auf dem eine flexible Einlaßhülse 128 aus Silikongummi festgelegt ist (Fig.6). Die Einlaßhülse 128 ist aus einem elastischen wärmebeständigen Material hergestellt und hat an ihrem vorderen Ende einen Flansch 125 und wird mit einer glockenförmigen Hülse 129 auf dem Rohr in der Sollage gehalten. Die Einlaßhülse 128 hat einen mit der Schmelzkammer im Schmelzkörper koaxialen Einlaßkanal, durch welchen eine Stange heißschmelzendes Material - beispielsweise ein Klebstoff oder Dichtmittel - in das Einlaßende des Schmelzkörpers und von dort in den Einlaß der Schmelzkammer eingeführt werden kann. Die Einlaßhülse 128 ist von kreisförmigem Querschnitt und mit einer (nicht gezeigten) Innenlippe

I versehen, so daß sie auf die Stange in der Liniaßöffnung s eine Greifwirkung ausübt, die Stange in die Schmelzkammer ί führt und mit deren Oberfläche einen dichten Abschluß bil- | det, der ein Entweichen des heißen geschmolzenen Stangen- }

materials aus dem Einlaß beim Vorschub der Stange in die Kammer verhindert.

Die zweite Ausführungsform soll Einsatz finden in einem Gerät zum Schmelzen und Ausgeben von thermoplastischem Material wie bei spie!ε weise einer von Hand gehaltenen Klebepistole, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Bei der in Fig. 6 gezeigten Klebepistole ist die zweite Ausführungsform in Gehäuseteilen der Pistole angeordnet. Ein Paßring 151 aus elastischem wärmebeständigem Material umgibt den vorderen Teil des Schmelzkörpers an der Düse und ist von passenden Vertiefungen im Pistolengehäuse aufgenommen. Die Hülse 129 ist mit einem Paßring 137 ausgeführt, der in passenden Nuten im Pistolengehäuse sitzt. Der Schmelzkörper ist auf diese Weise im Pistolengehäuse an seinem Ein- und Auslaßende mittels Ringen 151, 137 und mit Hilfe der Ansätze 155 in der Mitte angeordnet.

Die Teile des Pistolengehäuses sind aus einem widerstandsfähigen Kunststoff gefertigt und mit (nicht gezeigten) Befestigern wie beispielsweise Schrauben aneinander festgelegt.

Die Klebepistole ist mit einer durch einen Abzug betätig- "

ten Vorschubeinrichtung ausgerüstet, die eine Klemmein- ]

richtung, die einen zum Schmelzkörper 110 hin und von j

ihm weg verschiebbar gelagerten Schlitten 142 umfaßt, so- _;

wie ein (nicht gezeigtes) Klemmelement, das am Schlitten ^

142 angelenkt ist, wobei ein Auslösehebel 150 zum Be- \ tätigen des Greifelen.ents vorgesehen ist.

J- Der Schlitten 142 umfaßt einen aufwärts ragenden Teil, der eine Führungsöffnung aufweist, durch welche sich die Stange mit geringem Spiel beim Vorschub zum Schmelzkörper erstreckt. Soll bei arbeitender Heizeinrichtung eine Klebstoffstange in die Klebepistole (Fig. 6) eingeführt werden, wird sie mit einem Ende in den Schlitten 142 und durch den Einlaßkanal des Einlaßrohres bzw. Einlaßhülse 128 geführt, wobei die Hülse sich ausdehnt, um die Stange aufzunehmen. Weiterer Druck auf die Stange durch Auslösen der abzugbe-π tätiⁿtsPi Vorschubeinrichtun" brinⁿt eine Vorschubkreft ^a u f die Stange auf und drückt sie durch die Lippeneinrichtung der Einlaßhülse zum Schmelzkörper in das Einlaßende 118 und in den Einlaß 117 des Schmelzkammerelements. Ein führender Endabschnitt der Stange ergreift die Teilerflächen in der Schmelzkammer, und die Feder wird komprimiert.

Infolge des Wärmeübergangs vom Schmelzkörper zu den Teilerflächen der Schmelzkammer und zum führenden, vorderen Stangenende schmilzt die Stange, und nachfolgende Abschnitte der Stange werden in die Schmelzkammer eingeführt. Bei anhaltendem Vorschubdruck auf die Stange erhalten die noch festen Stangenabschnitte nicht nur den Druck des Schmelzkammerelements auf die Feder aufrecht, sondern drücken auch das geschmolzene Stangenmaterial durch den Auslaß 119 des Schmelzkammereiements und den die Feder enthaltenden Kanalabschnitt aus der Düsenanordnung hinaus. Wird der Vorschubdruck von der Stange abgenommen, fällt der auf die Schmelze wirkende Vorwärtsdruck ab, und es kann kein geschmolzenes Stangenmateriai mehr aus der Düsenanordnung ausfließen. Weiterhin übt die Feder eine so hohe Kraft auf das Schmelzkammerelement aus, daß die Stange in Auswärtsrichtung des Einlaßendes des Schmelzkörpers beaufschlagt und eine kurze Streckt durch das Einlaßende und die Einlaßhüise 128 rückwärts bzw. auswärts geschoben wird. Auf diese Weise wird der in der Schmelzkammer aufgebaute Druck weiter verringert.

Claims

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE j

BARDEHLE. PAGENBERG. DOST. ALTEKlÖiJRG:& PAR/TNES* ^λ-

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RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

\ JOCHEN PAGENBERG DR JUR. LL μ Harvard-· HEINZ BARDEHLE DiPL-ING

■ " BERNHARD FROHWITTER dipl.-ing · WOLFGANG A. DOST dr.. dipl-chem

GÜNTER FRHR. v. GRAVENREUTH dipl-ing (Fh₁- UDO W. ALTENBURG dip

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE. POSTFACH 860620. BOOO MÜNCHEN 86 POSTFACH 860620. 8000 .VlÜNCHEN

TELEFON (0S9)980361

TELEX 522 791 pad d

CABLE: PADBÜRO MÜNCHEN

BÜRO: GALILEIPLATZ 1. 8 MÜNCHEN

datum 21.12.1984 U b93S

Schutzansprüche

1 .J Vorrichtung zum Schmelzen und Ausgeben eines in tangenform zugeführten thermoplastischen Materials, mit einem Schmelzkörper mit einem Ein- und einem Auslaßende und einer Schmelzkammer im Schmelzkörper, wobei das Einlaßende eine feste Stange bestimmter Zusammensetzung während des Vorschubs in die Schmelzkammer aufnehmen kann und das Auslaßende eine Öffnung aufweist, und mit einer Einrichtung zum Beheizen des Schmelzkörpers, so daß die in die j Schmelzkammer durch das Einlaßende eingeführte Materialstan-

ge in geschmolzenem Zustand aus der öffnung ausgegeben wer- _% den kann, wenn die Stange mit einer Vorschubkraft beaufschlagt wird, die sie zum Schmelzkörper hin drückt, gekennzeichnet durch eine nachgiebige Einrichtung (26, 126) innerhalb des Schmelzkörpers (10, 110), die so angeordnet ist, daß sie in Rückwärtsrichtung eine ausreichend hohe Kraft ausübt, um die Stange aus dem Schmelzkörper zu bewegen, wenn die Vorschubkraft entfällt.

ZULASSUNG: * LG MÜNCHEN I UND-M, * > Z*UI6*Ä"iZLIt:H" Ö.LG .MÜNCHEN UND BAYER. OBERSTES Li* NDESGERICHT

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung (26, 126) eine Schraubenfeder ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer von einem Kanal im Schmelzkörper gebildet ist und die nachgiebige Einrichtung so angeordnet ist, daß sie einen festen Teil einer in die Schmelzkammer eingeführten Stange beaufschlagt.
4. Vorricntung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßhülse (28) vorgesehen ist, welche eine Stange in die Schmelzkammer führt und eine Lippeneinrichtung (32) aufweist, die an der Stange angreift.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Schraubenfeder (26) größer als die von der Lippenanordnung (32) bestimmter öffnung ^ist·
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer von einem Schmelzkammerelement (116) geschaffen ist, das in einem Kanal

(112) im Schmelzkörper bewegbar ist, und daß die nachgiebige Einrichtung (126) so angeordnet ist, daß sie das Schmelzkammerelement (116) beaufschlagt, um es auswärts vom Schmelzkörper zu bewegen, wenn die Vorschubkraft entfällt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal im Schmelzkörper mit einem Anschlag (121) versehen ist, der eine Bewegung des Schmelzkammerelements zum Einlaßende hin begrenzt.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung (126) im Schmelzkörper zwischen einer am Aus 1aßemifc angeordneten Düsenanordnung (122) und dem Schmrlzkamnierelement (116) angeordnet ist.