DE4433703A1 - Klebepistolen-Schmelzgehäuse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Er­ wärmen und Schmelzen eines Stücks stabförmigen thermoplasti­ schen Materials wie z. B. Klebstoff, und Ausgeben des ge­ schmolzenen Materials zur Verwendung als Klebstoff. Insbeson­ dere betrifft die vorliegende Erfindung eine Heizvorrichtung zur Verwendung in einer Klebepistole, die eine verbesserte Patrone mit einem Widerstand mit positivem Temperaturkoeffi­ zienten und eine Befestigungsanordnung dafür aufweist.

Manuell betätigte Klebepistolen haben typischerweise eine röhrenförmige Heizkammer für die Aufnahme eines Kleberstifts an ihrem hinteren Ende und eine Düse zum Ausgeben von ge­ schmolzenem Material an ihrem vorderen Ende. Während der ver­ festigte Kleberstift in die Heizkammer vorgeschoben wird, wird der in der Heizkammer befindliche Abschnitt des Kleber­ stifts über seinen Schmelzpunkt hinaus erwärmt, und der Rest des noch festen Kleberstifts wirkt als Kolben, um den ge­ schmolzenen Klebstoff aus der Düse und auf das Werkstück zu schieben. Die Heizeinrichtungen für solche Vorrichtungen ver­ endeten vormals einen Widerstand und einen zugeordneten Thermostat. Solche Vorrichtungen des Standes der Technik er­ forderten eine relativ lange Vorwärmzeit, um die vorherbe­ stimmten Betriebstemperaturen entlang des Kanals, der den Kleberstift enthält, zu erreichen. Solche Vorrichtungen des Standes der Technik waren bei ihrer Verwendung nicht voll­ ständig zufriedenstellend, und erhebliche Variationen traten in der Qualität der mit dem Klebstoff hergestellten Verbin­ dungen auf.

Als Resultat wurde vorgeschlagen, elektrische Heizein­ richtungen zu verwenden, die einen Heizwiderstand mit positi­ vem Temperaturkoeffizienten ("PTC") aufweisen, welcher rela­ tiv zu dem Kanal, in den der Kleberstift eingeführt wird, in Axialrichtung angeordnet ist.

Wie bekannt und beispielsweise im US-Patent Nr. 4,493,972 beschrieben ist, weist die Verwendung von PTC-Heizwiderstän­ den den Vorteil auf, daß sie während des Vorwärmens und des Bereitschaftszustands sehr wenig Leistung aufnehmen. Zusätz­ lich erhöht die Verwendung solcher Widerstände die Gleichför­ migkeit der Viskosität des Bindemittels und erlaubt den Ver­ zicht auf den Thermostatschalter der Vorrichtungen des Stan­ des der Technik. Typischerweise bestehen herkömmliche, in Klebepistolen verwendete Patronen mit PTC-Widerstand aus einem zentralen Widerstandselement oder -elementen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten mit Druckkörpern in Anla­ gekontakt stehen. Die Patroneneinheit ist auf unterschiedli­ che Weisen zusammengehalten, typischerweise z. B. durch eine elastische Beschichtung, wie sie im US-Patent Nr. 4,493,972 offengelegt ist.

PTC-Widerstandpatronen des Standes der Technik sind etwas schwierig einzubauen. Des weiteren, weil sich die Patronen wiederholt erwärmen und abkühlen, ereignet sich eine erhebli­ che Ausdehnung und Zusammenziehung im Gehäuse der Klebepi­ stole. Um eine gleichmäßige Beaufschlagung der Wärme auf das Gehäuse aufrechtzuerhalten, ist es jedoch wichtig, daß die Patrone in ständiger Berührung mit dem Gehäuse bleibt, und vormals vorgeschlagene PTC-Patronen konnten dieses gewünschte Resultat wegen ihrer Ausdehnung und Zusammenziehung nicht er­ reichen. Somit wird ein gleichförmiges Erwärmen des Gehäuses nicht immer erzielt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbes­ serte Vorrichtung zum Erwärmen von Kleberstiften und derglei­ chen vorzusehen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erwärmen von in Wärme erweichbaren Kle­ berstiften und dergleichen vorzusehen, die relativ einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Mechanismus zum Erwärmen des Kleber­ stifts vorzusehen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erwärmen eines im wesentlichen festen, in Wärme erweichbaren Kleberstifts vorgesehen, die ein Heizkam­ mergehäuse mit einer darin ausgebildeten Heizkammer und einer parallel zu der Kammer angeordneten, separaten länglichen Kleberstift-Durchgangsöffnung aufweist. Die Kleberstift- Durchgangsöffnung weist ein offenes erstes Ende für die Auf­ nahme eines im wesentlichen festen Kleberstifts und ein zwei­ tes, gegenüberliegendes offenes Ende, welches eine Austritt­ öffnung für geschmolzenen Klebstoff begrenzt, auf. Die Heiz­ kammer weist eine offene Seite auf, die im wesentlichen par­ allel zu der Durchgangsöffnung angeordnet ist, und eine Pa­ trone mit einem Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizi­ enten ist in der Kammer angeordnet, um das zur Durchgangsöff­ nung benachbarte Gehäuse auf eine Temperatur zu erwärmen, die ausreicht, um einen Kleberstift darin zu erweichen. Die Pa­ trone hat im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt und weist mindestens einen PTC-Widerstand und mindestens zwei auf gegenüberliegenden Seiten des PTC-Widerstands angeordnete Druckkörper auf. Die Kammer weist einen in ihr ausgebildeten, im wesentlichen halbkreisförmigen Wandabschnitt auf, der zur Kleberstift-Durchgangsöffnung benachbart und von dieser beab­ standet und im wesentlichen komplementär zum kreisförmigen Umfang der Patrone ist. Die Kammer hat auch mindestens ein Paar Seitenwände, die sich von deren halbkreisförmigem Wand­ abschnitt zu einer Öffnung im Gehäuse erstrecken, welche eine Seite der Kammer begrenzt. Eine Nockeneinheit ist innerhalb der Kammer angeordnet, weist mindestens eine mit der Patrone in Anlagekontakt stehende Oberfläche auf und ist im wesentli­ chen komplementär zur Patrone geformt. Eine weitere Oberflä­ che des Nockens steht mit den Seitenwänden der Kammer in An­ lagekontakt und ist relativ zu diesen beweglich. Eine Feder ist am Gehäuse angebracht und beaufschlagt den Nocken, um den Nocken in Richtung auf die Patrone zu belasten, so daß er deren Ausdehnung und Zusammenziehung aufnimmt, während er die Patrone mit den Seitenwänden in Berührung hält.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung der folgenden detaillierten Beschreibung einer veranschaulichen­ den Ausführungsform in Verbindung mit der beigefügten Zeich­ nung.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer eine Heiz­ einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenden Klebepistole;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Klebepistole im Schnitt;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 1;

Fig. 5 eine Unteransicht des in Fig. 2 gezeigten Heizelements;

Fig. 6 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 3 eines Heizelements des Standes der Technik; und

Fig. 7 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 3 einer weiteren Form eines Heizelements des Standes der Tech­ nik.

In Fig. 1 und 2, ist eine Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Klebepistole 10 dargestellt, die ein Gehäuse 15 aufweist, das aus zwei entlang der Mitte aufgespaltenen, vor­ zugsweise aus Plastik formgepreßten Seiten bzw. Schalen 20, 21 aufgebaut ist. Das Gehäuse 15 weist einen Vorderabschnitt 25 auf, in dem ein Heizkammergehäuse 30 angeordnet ist. Eine Düse 35 ist auf herkömmliche Weise mit dem Heizkammergehäuse 30 verbunden und ermöglicht es, daß Klebstoff, der im Gehäuse 30 erschmolzen wird, ausgegeben oder auf ein Werkstück ausge­ stoßen wird.

Die Heizkammer 30 hat eine in ihr ausgebildete, sich in Längsrichtung erstreckende Durchgangsöffnung 33, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt und in Fig. 3 im Querschnitt ge­ zeigt ist. Das hintere Ende der Durchgangsöffnung 33 begrenzt einen Einlaß 31 für den im wesentlichen festen Kleberstift 32. Das vordere Ende der Durchgangsöffnung begrenzt einen Auslaß 34, aus dem geschmolzener Klebstoff zur Düse 35 ausge­ stoßen wird. Eine röhrenförmige Dichtung 40, vorzugsweise aus gummiähnlichem Material, ist am Einlaß 31 zur Heizkammer 30 angebracht, um ein Auslaufen des geschmolzenen Klebstoffs zu minimieren.

Ein in Längsrichtung verschiebbares Schlittenteil 45 ist im Gehäuse 15 hinter der Dichtung 40 verschiebbar angebracht. Dieser Schlitten weist eine sich in Längsrichtung durch ihn hindurch erstreckende Durchgangsöffnung 50 auf, durch welche der Kleberstift 32 hindurchgeht. Der hintere obere Abschnitt 11 der Pistole ist vorzugsweise offen, so daß der Anwender einfach feststellen kann, ob Klebstoff über die Dichtung 40 hinaus am Einlaß zur Heizkammer aus läuft und die Bewegung des verschiebbaren Schlittens beobachtet werden kann.

Die erfindungsgemäße Klebepistole ist handbetätigt und weist einen Handgriff 60 und einen Hebel oder Auslöser 65 auf, mit dem der Vorschub des Kleberstifts 32 bewerkstelligt wird. Dieser Vorschubmechanismus ist in US-Patent Nr. 4,776,490 in größerer Einzelheit beschrieben und braucht hier nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden. Es kann auch ein beliebiger geeigneter Vorschubmechanismus verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2-5 weist das Heizkammerge­ häuse 30 eine in ihm ausgebildete Heizkammer 70 auf, die un­ terhalb der Durchgangsöffnung 33 und parallel zu dieser ange­ ordnet ist. Diese Kammer nimmt eine im folgenden beschriebene PTC 72 auf, die durch einen von den Drähten 74 zugeführten elektrischen Strom erwärmt wird. Diese Drähte sind durch einen Stecker mit einer herkömmlichen Stromquelle wie einer Netzsteckdose verbunden. Das Aufheizen der Patrone 72 erwärmt das Aluminiumgehäuse 30 und führt dazu, daß der Kleberstift in der Durchgangsöffnung 33 über dem Heizelement erweicht oder erschmolzen wird.

Die PTC-Patrone 72 weist ein herkömmliches zentrales Wi­ derstandselement 74 und ein Paar längliche Druckplatten 76, 78 auf, die auf einander gegenüberliegenden Seiten davon an­ geordnet sind. Diese Druckstäbe haben jeweils eine imwesent­ lichen halbkreisförmige Außenumfangs-Konfiguration und weisen darin ausgebildete Schlitze 80 auf, die sich in Längsrichtung erstrecken und die elektrischen Drähte für die Stromzufuhr zum Widerstandselement enthalten.

Die Heizkammer 70 hat eine in Fig. 3 gezeigte Quer­ schnittkonfiguration mit einem ersten bogenförmigen Abschnitt 82, der im wesentlichen komplementär zur bogenförmigen Konfi­ guration der Druckplatten 76, 78 ist. Die Kammer weist des weiteren ein Paar relativ gerader Seitenabschnitte 84, 86 auf, die zu einer in der Basis des Gehäuses gebildeten Öff­ nung 88 führen.

Um Wärme gleichmäßig auf das Gehäuse 30 zu verteilen, müssen die Druckplatten 76, 78 in enger Berührung mit der Oberfläche 82 gehalten werden. Dies wird durch ein Paar in der Heizkammer vorgesehener Nocken oder Keile 90 erreicht. Diese Keile sind längliche Elemente, deren Längenabmessung im wesentlichen gleich derjenigen der Druckplatten 76, 78 ist. Jeder Keil ist im wesentlichen dreieckig im Querschnitt, mit einer bogenförmigen Basis 92, die konkav und im wesentlichen komplementär zur Umfangskonfiguration der Druckplatten ist. Die Keile weisen auch erste Füße 94 auf, die so angeordnet sind, daß sie mit den benachbarten Seitenwänden 84, 86 in An­ lagekontakt stehen und relativ zu diesen verschiebbar sind. Die dritten Füße 96 der Keile 90 übergreifen im wesentlichen die Öffnung 88 des Gehäuses 30.

Die gesamte Anordnung von PTC-Patrone und Keilen wird durch eine im wesentlichen U-förmige Federklammer 100 in der Kammer 70 in Position gehalten. Diese Federklammer weist ein Paar Seitenschenkel 102 auf, deren freies Ende 104 in einem Querstück oder einer T-Struktur endet, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Die Schenkel selbst erstrecken sich zwischen einem auf der Seite des Gehäuses ausgebildeten Paar von Prägeprofilen 106, die eine seitliche Verschiebung der U-förmigen Feder verhindern. Die Innenseiten 108 des Querstück 104 liegen auf den Prägeprofilen auf und widersetzen sich einer unbeabsich­ tigten Entfernung der Feder aus dem Gehäuse.

Der Mittelabschnitt 110 der Feder 100 übergreift die Öff­ nung 88 im Gehäuse und steht in Anlagekontakt mit den Füßen 96 der Nocken oder Keile 90. Der Mittelabschnitt 110 ist länglich, wie in Fig. 5 zu sehen ist, so daß er im wesentli­ chen die gesamte Länge der Keile 90 übergreift und sie im Ge­ häuse abstützt.

Auf grund dieses Aufbaus wird die Anordnung von Patronen und Keilen in enger Berührung mit den Wänden der Heizkammer gehalten, so daß Wärme gleichmäßig auf das Gehäuse 30 ver­ teilt wird. Ausdehnung und Zusammenziehung der PTC-Patrone wird jedoch in allen Richtungen durch die Feder aufgenommen unter Aufrechterhaltung des gleichförmigen Kontakts. Dies be­ wirkt ein gleichmäßigeres Erwärmen und Schmelzen des Kleber­ stifts im Gehäuse.

Fig. 6 und 7 stellen Heizanordnungen des Standes der Technik dar. Fig. 7 beschreibt eine Anordnung, wie sie in Fig. 2 des US-Patents Nr. 4,493,972 gezeigt ist. Es ist dabei zu sehen, daß die PTC-Patrone einfach innerhalb einer im we­ sentlichen kreisförmigen Kammer enthalten ist. Es ist ver­ ständlich, daß die Patrone einen kleineren Durchmesser als die Kammer aufweisen muß, um eingesetzt werden zu können. Sie befindet sich daher nicht ständig in engem Kontakt mit dem Gehäuse.

Bei einer weiteren, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform des Standes der Technik ist eine PTC-Patrone 120 mit einem im wesentlichen quadratischen Querschnitt und mit Druckplatten 122 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Widerstands­ elements 124 vorgesehen. Eine weitere Druckplatte 126 ist un­ terhalb der Patrone angeordnet und wird von der C-Feder 128 gegen die Patrone gehalten, um die Einzelteile zusammenzuhal­ ten. Es ist verständlich, daß diese Anordnung eine Ausdehnung und Zusammenziehung nur in einer Richtung senkrecht zu der Länge des Widerstandelements aufnimmt, d. h. in der Richtung des Scheitels des Kontaktbügels 130 der Feder. Seitlichen Wi­ derstand sowie Ausdehnung und/oder Zusammenziehung in irgend­ eine andere Richtung nimmt die Feder nicht auf.

Demzufolge ist es verständlich, daß der Aufbau der vor­ liegenden Erfindung einen großen Breitenbereich der Ausdeh­ nung und Zusammenziehung der PTC-Patrone im Gehäuse erlaubt, um gleichmäßige Heizeigenschaften aufrechtzuerhalten.

Obwohl eine veranschaulichende Ausführungsform der Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrie­ ben worden ist, ist es verständlich, daß die Erfindung nicht auf genau diese Ausführungsform beschränkt ist, sondern daß durch den Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen daran ausgeführt werden können, ohne den Schutzbereich oder den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Erwärmen eines im wesentlichen festen, in Wärme erweichbaren Kleberstifts, welche aufweist:
ein Heizkammergehäuse mit einer darin ausgebildeten Heizkammer und einer separaten, länglichen Durchgangs­ öffnung mit einem ersten offenen Ende für die Aufnahme eines im wesentlichen festen Kleberstifts und einem zweiten, gegenüberliegenden offenen Ende, welches eine Austrittöffnung für geschmolzenen Klebstoff begrenzt, wobei die Heizkammer im wesentlichen U-förmig ist und eine zwischen einem Paar integraler, im Gehäuse ausge­ bildeter Seitenwände begrenzte offene Seite aufweist;
eine Patroneneinrichtung mit einem Widerstand mit posi­ tivem Temperaturkoeffizienten, die in der Heizkammer zwischen den Seitenwänden angeordnet ist, um das zur Durchgangsöffnung benachbarte Gehäuse auf eine Tempera­ tur zu erwärmen, die ausreicht, um einen Kleberstift darin zu erweichen;
eine Nockeneinrichtung in der Kammer zwischen den Sei­ tenwänden, welche mit der zur offenen Seite der Kammer benachbarten Patrone in Anlagekontakt steht, und
eine unabhängig von der Nockeneinrichtung ausgebildete, separate Federeinrichtung, welche an dem Gehäuse ange­ bracht ist und die Nockeneinrichtung belastet, so daß sie die Nockeneinrichtung in Richtung auf die Patrone belastet, um deren Ausdehnung und Zusammenziehung auf­ zunehmen;
wobei die Patrone, die Seitenwände der Heizkammer, die Federeinrichtung und die Nockeneinrichtung jeweils zu­ sammenwirkende Oberflächen aufweisen, die eine relative Bewegung der Nockeneinrichtung in Bezug auf die Patrone und das Gehäuse in eine Mehrzahl von Richtungen erlau­ ben, um eine Ausdehnung und Zusammenziehung der Patrone aufzunehmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung ein Paar von im wesentlichen dreiecksförmigen Keilen mit jeweils einer zur Umfangs­ konfiguration der Patrone komplementären und an dieser anliegenden Basis aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile im wesentlichen in der gleichen Ebene über der offenen Seite der Kammer jeweils einen ersten Fuß aufweisen, und die Federeinrichtung mit den ersten Füßen in Anlagekontakt steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im wesentlichen U-förmig ist und ein Paar von Schenkeln sowie einen Mittelabschnitt aufweist, wo­ bei die Schenkel der Feder das Gehäuse auf seinen ein­ ander gegenüberliegenden Seiten federnd beaufschlagen, und der Mittelabschnitt mit den ersten Füßen der Keile in Anlagekontakt steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Basen der Keile eine im wesentlichen dazu komplementäre konkave Krümmung haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt der Feder auf ihm ausgebildete längliche Verlängerungen aufweist, die sich in der Richtung der Durchgangsöffnung erstrecken und die Keile im wesentlichen entlang deren Länge beaufschlagen.

7. Vorrichtung zum Erwärmen eines im wesentlichen festen, in Wärme erweichbaren Kleberstifts, welche aufweist:
ein Heizkammergehäuse mit einer darin ausgebildeten Heizkammer und einer parallel zu der Kammer angeordne­ ten separaten, länglichen Durchgangsöffnung mit einem ersten offenen Ende für die Aufnahme eines im wesentli­ chen festen Kleberstifts und einem zweiten, gegenüber­ liegenden offenen Ende, welches eine Austrittöffnung für geschmolzenen Klebstoff begrenzt, wobei die Heiz­ kammer eine im wesentlichen parallel zu der Durchgangs­ öffnung angeordnete offene Seite aufweist;
eine Patroneneinrichtung mit einem Widerstand mit posi­ tivem Temperaturkoeffizienten, die in der Kammer ange­ ordnet ist, um das zur Durchgangsöffnung benachbarte Gehäuse auf eine Temperatur zu erwärmen, die ausreicht, um einen Kleberstift darin zu erweichen;
wobei die Patrone einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt sowie mindestens einen PTC-Widerstand und mindestens zwei auf gegenüberliegenden Seiten des min­ destens einen PTC-Widerstands angeordnete Druckkörper aufweist;
wobei die Kammer einen in ihr ausgebildeten, zur Durch­ gangsöffnung benachbarten, aber von dieser beabstande­ ten, im wesentlichen bogenförmigen halbkreisförmigen Wandabschnitt aufweist, der im wesentlichen komplemen­ tär zum halbkreisförmigen Umfang der Patrone ist, und mindestens ein Paar von Seitenwänden, die sich vom Um­ fangsabschnitt ausgehend erstrecken und zu einer Öff­ nung im Gehäuse führen, die eine Seite der Kammer be­ grenzt; eine Nockeneinrichtung in der Kammer mit minde­ stens einer Oberfläche, welche mit der Patrone in Anla­ gekontakt steht und eine zu dieser komplementäre Form aufweist, und zwei zusätzliche Oberflächen, die mit den Seitenwänden der Kammer in Anlagekontakt stehen und re­ lativ dazu beweglich sind; und eine Federeinrichtung, welche an dem Gehäuse angebracht ist und die Nockenein­ richtung beaufschlagt, so daß sie die Nockeneinrichtung in Richtung auf die Patrone belastet, um deren Ausdeh­ nung und Zusammenziehung aufzunehmen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung ein Paar von im wesentlichen dreiecksförmigen Keilen aufweist mit jeweils einer Ba­ sis, die komplementär zur Umfangskonfiguration der Pa­ trone ist und damit in Anlagekontakt steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile im wesentlichen in der gleichen Ebene über der offenen Seite der Kammer jeweils einen ersten Fuß aufweisen, und die Federeinrichtung mit den ersten Füßen in Anlagekontakt steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im wesentlichen U-förmig ist und ein Paar Schenkel sowie einen Mittelabschnitt aufweist, wobei die Schenkel der Feder mit dem Gehäuse auf einander ge­ genüberliegenden Seiten davon federnd in Eingriff ste­ hen, und der Mittelabschnitt mit den ersten Füßen der Keile in Anlagekontakt steht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt der Feder auf ihm ausgebildete längliche Verlängerungen aufweist, die sich in der Richtung der Durchgangsöffnung erstrecken und mit den Keilen im wesentlichen entlang deren Länge in Anlage­ kontakt stehen.