DE2352029C2

DE2352029C2 - Vorrichtung zum Abgeben von fließfähigem plastischen Material

Info

Publication number: DE2352029C2
Application number: DE2352029A
Authority: DE
Inventors: Alan B. Bay Village Ohio Reighard; Simon Z. Lorain Ohio Tamny
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1973-10-17
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPS6234427B2; GB1454539A; DE2352029A1; US3815788A; FR2203697A2; JPS5849465A; CA1001400A; JPS53134232A; FR2203697B2; JPS49101457A; JPS5415887B2; JPS5920068B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abgeben von fließfähigem plastischen Material, die einen Vorratsbehälter, eine Pumpe für das Material, ein Steuerventil und einen Ausgang aufweist, an den ein Auftragsgerät anschließbar ist.

Vorrichtungen dieser Art werden vielfach im Verpakkungsbereich, bei der Kraftfahrzeugmontage, in der Elektronik, der Möbelindustrie etc. zum Konditionieren und Abgeben von Heißschmelzkleber verwendet. Dabei ist das vorstehend angesprochene Auftragsgerät häufig ein Modul mit pneumatisch gesteuertem Abgabeventil, welches mit hohen Schaltfrequenzen arbeiten kann und eine sehr feine, punktgenaue Dosierung des aufzutragenden Schmelzklebers ermöglicht. Es versteht sich, daß besonders beim Arbeiten mit derartigen Auftragsgeräten dafür Sorge getragen werden muß, daß der Schmelzkleber nicht nur frei von Verdickungen sondern

r> auch frei von Fremdkörpern ist. um die feinen Ventilkanäle nicht zu verstopfen.

Gattungsgemäße Abgabevorrichtungen für fließfähiges plastisches Material sind beispielsweise aus der DE-AS 12 22 825 bekannt. Mit der dort beschriebenen Vorrichtung sollen vor allem Kitt- oder Spachtelmassen zu einem A'iftragsgerät gefördert werden, das wegen der niedrigen Viskosität der zu fördernden Materialien vermutlich aber keine besonderen Reinheitsanforderungen stellt.

4) Bei einer speziell für die Abgabe von Heißschmelzklebern ausgebildeten Vorrichtung ist es bereits vorgeschlagen worden (US-PS 38 27 603). zwischen eine Pumpe für das Material und das Auftragsgerät ein Filter einzuschalten, das jedoch unter Umständen zu Wartungsproblemen führen kann.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der aus der DE-AS 12 22 825 bekannten und einleitend genannten Art so weiterzubilden, daß sie zum Verarbeiten von Hcißschmelzkleber mit deutlich verringerten Wartungsproblemen verwendet werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß ein Filter in Form einer Patrone in einem Gehäuse angeordnet ist. welches sich in Strömungsrichtung hinter der Pumpe befindet und den Ausgang aufweist, und daß die Patrone ein dem Eingang des Gehäuses zugeordnetes Rückschlagventil und in Strömungsrichtung hierauf folgend einen Filtereinsatz aufweist, welcher bei im Gehäuse eingesetzter Patrone aus dieser herausnehmbar ist.

h5 Die Lösung ist einfach und wirksam. Durch die Verwendung eines Filters wird der Wartungsaufwand im Bereich des Auftragsgerätes verringert und durch die vorgeschlagene Anordnung des Filters ist ein Filier-

wechsel jederzeit möglich, ohne zuvor den Vorratsbehälter und/oder die Pumpe entleeren zu müssen, so daß auch insoweit die angestrebte Wartungsvereinfachung eintritt.

Wird die Vorrichtung zur Abgabe von Schmelzkleber mit vergleichsweise langen Stillstandszeiten eingesetzt, durch die sich zwischen dem Filter und dem Auf'ragsgerät aufgrund der Gasentwicklung ein unerwünscht starker Druck aufbaut, dann kann ergänzend vorgesehen sein, daß die Patrone im Bereich des Rückschlagventils ein entgegengesetzt zu diesem wirkendes Überdruckventil trägt.

Weitere, zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unterätisprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die gesamte Vorrichtung und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch den unten links in Fig. 1 schematisch dargestellten Filter.

Die in Fig. 1 dargestellte vollständige Vorrichtung nimmt ein thermoplastisches Material, insbesondere Heißschmelzkleber in fester Form auf, zu dessen Um-Wandlung in einen geschmolzenen Zustand und zum Zuführen dieses geschmolzenen Materials unter einem Druck an eine Abgabepistole. Der in F i g. 1 mit 10 bezeichnete Versorgungsteil der Vorrichtung kann thermoplastisches Material im festen Zustand aufnehmen, schmelzen und mit einem Druck von 14 —85 bar (Vp/ cm²) an eine Abgabepistole 11 befördern. Sowohl dir Abgabepistole 11 als auch der Versorgungsteil 10 werden pneumatisch betätigt und sind durch ein pneumatisches Steuersystem miteinander verbunden, welches die Bezugszahl 12 trägt.

Zum Versorgungsteil 10 gehört ein beheizter Vorratsbehälter 14, e'n pneumatischer Motor 15. eine Pumpe 16 und ein Gehäuse 17. Eine Patrone 18. die eine Kombination aus einem Filter, einem Steuerventil und einem Druckablaßventil enthält, befindet sich in dem Gehäuse 17 und ist so angebracht, daß das flüssige Material durch diese Patrone hindurchfließen muß, bevor es über einen Schlauch 19 zur Abgabepistole 11 gelangt. Wesentliche Merkmale der Erfindung beziehen sich auch beim Ausführungsbeispiel auf diese Patrone 18.

Das pneumatische Steuersystem 12 umfaßt im wesentlichen eine Druckluftquelle 20, ein Luftfilter 21, einen Druckregler 22, ein Drei-Weg-Magnetventil 23 und ein fremdgesteuertes Differenzdruckventil 24; wie spater eingehend beschrieben wird, dient dieses Differenzdruckventil 24 als Verriegelung zwischen dem die Pumpe treibenden pneumatischen Motor 15 und einem pneumatischen Motor 25 der Abgabepistole 11.

Vorratsbehälter

Der Vorratsbehälter 14 besteht vorzugsweise aus schwerem Gußaluminium, besitzt eine Oberwand 30. zwei Seiten wände 31 und 32, je eine Front- und Rückwand 33 und eine Bodenwand 35. Bei dem Ausführungsbeispiel sind zwei Heizelemente 36 in die Bodenwand 35 des Yorratsbehalters 14 eingegossen; ein in die Bodenwand J.S eingebetteter elektrischer Thermostat 38 steuert die Temperatur der Heizelemente 36.

!π eier Ohi.Tv.and 30 des Vorratsbehälter^ 14 befindet sieh eine niihi dargestclte größere Öffnung, die durch einen ebenfalls nicht dargestellten beweglichen Deckel abdeckbar ist und zur Eingabe von festem thermoplastischem Material in die Innenkammer 39 des Reservoirs dient. Sobald die Heizelemente 36 eingeschaltet werden, schmilzt das eingefüllte feste Material und fließt in Richtung auf ein tiefer gelegenes Frontende 40 des Vorratsbehälters. Wärmeübertragungsrippen 41, die zwischen der Boden wand 35 und den Seitenwänden 31,32 schräg nach vorn verlaufen, erleichtern den Schmelzvorgang des festen Materials.

ίο Außer der erwähnten, nicht dargestellten Einfüllöffnung in der Oberwand 30 des Vorratsbehälters 14 befindet sich dort eine Bohrung 42 nahe der Frontseite, in die eine Endkappe 43 des pneumatischen Motors 15 eingreift. Diese Bohrung 42 ist koaxial zu einer kleineren Bohrung 44 in der Bodenwand 35 in die Oberwand 30 eingearbeitet. Vorzugsweise sind die beiden Bohrungen 42 und 44 in einem Arbeitsgang mit einem Stufenwerkzeug eingearbeitet worden, damit sichergestellt ist, daß ein zur Pumpe 16 gehöriges und in die Bohrung 44 eingesetztes Rohr 45 konzentrisch zu einem Motorzylinder 46 sitzt, der oberhalb der Bohrung 42 sitzt und durch diese zentriert wird.

Pneumatischer Motor

Der pneumatische Motor 15 besitzt einen im Motorzylinder 46 beweglich geführten Kolben 48 mit einer daran befestigten Kolbenstange 49, die durch die Endkappe 43 sowie durch die Bohrung 42 hindurch bis in

so den Vorratsbehälter 14 hineinragt. Das Ende dieser Kolbenstange 49 bildet ein Kolben 50, der von der Innenbohrung der Buchse bzw. des Rohres 45 aufgenommen wird. Wie nachfolgend noch eingehend beschrieben wird, wirkt der Kolben 50 mit dem Rohr 45 zusammen als Pumpe.

Der Motorzylinder 46 besteht aus der unteren Endkappe 43, einer Buchse 51 und einer durchbrochenen oberen Endkappe 52. Diese drei Einzelteile werden durch vier nicht dargestellte Stehbolzen zusammengehalten, die in die Oberwand 30 des Vorratsbehälters 14 eingeschraubt sind. Eine plane obere Deckfläche 53 der Endkappe 52 dient als Sitz für das Verriegelungs- bzw. Differenzdruckventil 24, welches mit Schrauben 54, weiche ein Gehäuse 55 des Ventils 24 durchgreifen, mit der Endkappe 52 verschraubt ist.

Die untere Endkappe 43 bildet eine Stopfbuchsenpakkung und einen Warmeisolator zwischen dem Motorzylinder 46 und der Oberwand 30 des Vorratsbehälters 14 und besitzt eine abgestufte Axiaibohrung 56 mit einer Schulter 57, welche als Sitz für einen Dichtungsring 58 dient. Zusätzlich wirkt dieser Dichtungsring 58 als Abstreifer, der verhindert, daß geschmolzenes Material an der Kolbenstange 49 haften bleibt und sich in einer Kammer 60 ablagert. Innerhalb der abgestuften Axial-

5-3 bohrung 56 ist der Dichtungsring 58 durch einen Federring 61 gesichert. Ein Zentrieransatz 62 der Endkappe 43 greift in die Bohrung 42 ein und zentriert somit den Motorzylinder 46 gegenüber dem Vorratsbehälter 14. Ein oberer Zentrieransatz 63 der Endkappe 43 dient zur

bo Führung einer Druckfeder 64, deren oberes Ende durch einen ähnlichen Zentrieransatz am Kolben 48 zentriert ist. Diese Druckfeder 64 wirkt als den Kolben 48 in seine in Γ' g. 1 dargestellte obere Endlage vorspannende Rückholfeder.

i", Zwischen zwei scheibenartigen Abschnitten des Kolbens 48 ist sandwichartig eine flexible Mansehettendiehtung 65 eingespannt Diese Manschettendichtung verhindert das Vorbeislrömen \<m Preßluft in die untere

Kammer 60 des Motorzylinders 46 und gestattet dennoch dem Kolben 48 eine begrenzte seitliche Bewegungsfreiheit gegenüber den Zylinderwandungen. Ein ähnliches Spiel zwischen dem Umfang des metallischen Dichtungsringes 58 und der Bohrung der Endkappe 43 gewährt der Kolbenstange 49 eine gewisse seitliche Bewegungsfreiheit, so daß keine besonders engen Toleranzen zwischen Zylinder und Vorratsbehälter eingehalten werden müssen, um die Kolbenstange 49 gegenüber dem Rohr oder der Buchse 45 auszurichten. Zur Beseitigung weiterer kritischer Toleranzen zwischen diesen beiden Bauteilen besteht zwischen dem Kolben 50 und der Buchse oder dem Rohr 45 ein Spiel von einigen hundertstel Millimetern. Durch diese Verminderung von kritischen Toleranzen senkt man die Gesamtkosten der Vorrichtung wesentlich, ohne ihren Gebrauchswert einzuschränken oder Opfer hinsichtlich der Qualität des resultierenden Erzeugnisses bringen zu müssen.

Damit sich von dem geschmolzenen Material ausgehende Dämpfe und Gase nicht auf den Motorelementen innerhalb der Kammer 60 niederschlagen und den Motor verschmutzen können, befinden sich am unteren Ende des Motorzylinders 46 Entlüftungsbohrungen 66. Demzufolge wird bei jedem Kolbenhub die in der unteren Kammer 60 befindliche Luft herausgedrückt und Umgebungsluft anschließend in die Kammer eingesaugt. Zum Schutz der Motorelemente besteht die untere Endkappe 43 vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material.

Durch einen Kanal 67 in der oberen Endkappe 52 gelangt Druckluft mit einem vorbestimmten Druck von beispielsweise 3.5 — 5.6 bar (kp/cm^:) auf die Oberseite des Kolbens 48. Ein in den Kanal 67 eingeschraubter Anschluß 68 verbindet diesen Kanal mit einem Drei-Weg-Magnetventil 23, welches den Kanal 67 entweder mit der Druckluft des vorstehend genannten Druckes oder mit atmosphärischem Druck verbindet, je nach Betriebszustand des Magnetventils 23.

Pumpe und Gehäuse

Das geschmolzene Material wird von der durch den Kolben 50 am Ende der Kolbenstange 49 und der Buchse oder dem Rohr 45 gebildeten Pumpe mit einem Druck zwischen 14 und 84.5 bar (kp/cm²), der abhängig ist von dem geschmolzenen Material und dem Substrat, auf welches dieses aufgetragen werden soll, zur Abgabepistole 11 befördert. Die Buchse 45 hat vier Radialbohrungen 70. welche zum Frontende 40 der Innenkammer 39 führen. Befindet sich der Kolben 50 gemäß Fig. 1 in seiner gehobenen Stellung, dann fließt geschmolzenes Material in einen Innenraum 71 der Buchse 45, um bei der anschließenden Abwärtsbewegung des Kolbens 50 als Teilmenge des geschmolzenen Materials durch eine Auslaßöffnung 72 der Buchse 45 weiterbefördert zu werden.

Ein unterer Flansch 73 der durch die Bodenwand 35 des Vorratsbehälters 14 hindurchragenden Buchse 45 liegt an der Unterseite des Vorratsbehälters an. Sobald das Gehäuse 17 am Boden des Vorratsbehälters mittels Schrauben 74 befestigt ist, umschließt eine Stufenbohrung am Eingang 75 im Gehäuse das untere Ende der Buchse 45, und eine Schulter 76 der Stufenbohrung am Eingang 75 stützt den Flansch 73 der Buchse von unten ab, so daß die Buchse zwischen Gehäuse und Vorratsbehälter eingeklemmt ist.

Eine abgestufte Querbohrung 77 mündet mit ihrem Ende in die vertikale Stufenbohrung des Eingangs 75 ein. In dieser abgestuften Querbohrung 77 wird die Filter. Steuerventil und Druckablaßventil enthaltende Patrone 18 untergebracht. Durch die Patrone 18 wird sichergestellt, daß das /ur Abgabepistole 11 geförderte geschmolzene Material frei von Partikeln ist, welche ansonsten die schmalen Kanäle und Auslässe der Abgabepistole 11 blockieren könnten.

Patrone mit Filter, Steuerventil und Druckablaßventil

Gemäß F i g. 2 besteht die Patrone 18, welche ein Filter, Steuerventil und Druckablaßventii enthält und nachfolgend der Einfachheit halber als Filterpatrone 18 bezeichnet wird, aus einem zweiteiligen rohrförmigen Körper 80, in den ein mit Gewinde versehener Einsatz 81 eingeschraubt ist, an dem ein Filter 82 befestigt ist. Das dem Einsatz 81 entgegengesetzte Ende des Körpers 80 ist durch ein kombiniertes Steuerventil und Druckablaßventil 83 abgeschlossen.

Ferner gehört zum Körper 80 eine Buchse 84 und eine Endkappe 85, die einen dünnen Innenrand 86 aufweist, der in eine umlaufende Vertiefung 88 am Ende 89 der Buchse 84 eingerollt worden ist, um die Buchse 84 fest mit der Endkappe 85 zu verbinden.

Die mit ihrem Gewinde in ein Innengewinde 90 der Querbohrung 77eingeschraubte Endkappe 85 ist mittels einer O-Ring-Dichtung 91, die unter einem Flansch 93 der Endkappe eingelegt ist, flüssigkeitsdicht abgedichtet.

jo Ein zum Filter 82 gehöriger, äußerer zylindrischer Filtereinsatz 94 ist über einen Bolzen oder Kern 95 geschoben und daran mittels einer Endkappe % befestigt. Ein an das äußere Ende des Filtereinsatzes 94 angelöteter Ring 97 liegt mit seinem Flansch 98 an einer Innenbohrung 99 der Buchse 84 an und bildet eine Strömungsbarriere, welche das von der Stufenbohrung 75 in die Patrone 18 gelangende geschmolzene Material zwingt, durch die Poren des Filtereinsatzes 94 hindurchzutreten, bevor es die Patrone 18 durch eine Ausgang 100 des Gehäuses 17 verläßt.

Der Bolzen oder Kern 95 besitzt an seinem äußeren Ende einen Gewindeansatz 101. der in eine Gewindebohrung 103 des Einsatzes 81 eingeschraubt ist. Diese Schraubverbindung für Filter 82, Bolzen oder Kern 95 und Einsatz 81 gestattet es, den Filter 82 aus der Patrone 18 zu entnehmen, ohne die Patrone 18 selbst vom Gehäuse 17 lösen zu müssen.

Der Bolzen oder Kern 95 ist an seinem Umfang mit durch Rippen 104 voneinander getrennten Längsnuten

so 105 versehen. Die Rippen sind mit Schiebesitz in den Innenraum des zylindrischen Filtereinsatzes 94 eingeführt und verhindern, daß das Filterelement zusammenklappt oder deformiert wird. Die Längsnuten 105 sammeln und führen das gefilterte Schmelzmaterial einem ringförmigen Kanal 106 zu, nachdem es die Poren des Filtereinsatzes 94 passiert hat. Von dem ringförmigen Kanal 106 am Fuße des Bolzens oder Kerns 95 gelangt das gefilterte geschmolzene Material durch Kanäle 107 zu einem ringförmigen Kanal 108 am äußeren Ende der Endkappe 85. Dieser ringförmige Kanal 108 steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem Ausgang 100 des Gehäuses 17, welches seinerseits über den Schlauch 19 mit dem Einlaßende der Abgabepistole 11 verbunden ist.
Die den Filtereinsatz 94 auf dem Bolzen oder Kern 95 festhaltende Endkappe 96 ist becherförmig gestaltet und besitzt einen Flansch 109, welcher das Ende des Filtereinsatzes 94 festhält. Die Endkappe 96 selbst ist durch eine Schraube 110 mit dem Ende des Bolzens oder

Kerns 95 verbunden.

Will man den Filtereinsatz 94 reinigen oder ersetzen, so braucht man lediglich den Bolzen oder Kern 95 mit dem darauf sitzenden Filtereinsatz 94 und der Endkappe 96 als Baugruppe aus dem rohrförmigen Körper 80 herauszunehmen. Anschließend schraubt man die Endkappe 96 vom Bolzen oder Kern 95 ab und streift den Filtereinsatz 94 vom Bolzen 95 ab. Nach dem Reinigen oder Ersetzen des Filtereinsatzes schiebt man diesen wieder auf den Bolzen 95 und schraubt die Endkappe 96 darauf fest, und anschließend wird die Filteranordnung wieder in den rohrförmigen Körper 80 eingeschraubt.

Zu dem Steuerventil und Druckablaßventil 83 gehört eine Stange 113, eine Ventilplatte 114, eine Feder 115 und eine Druckfeder 116; alle diese Teile werden durch einen Fixierring 117, der in die Buchse 84 eingesetzt ist, im montierten Zustand gehalten. Die Stange 113 ist durch einen Schließkopf 119 dauerhaft mit einem Flansch oder Teller 118 an seinem inneren Ende verbunden. Das gegenüberliegende Ende der Stange 113 ragt durch eine Axialbohrung 120 im Zentrum der Ventilplatte 114 hindurch und schließt außen mit einem nach außen erweiterten Ventilkegel 121 ab. Der äußere Rand des Ventilkegels 121 ist größer als der Bohrungsdurchmesser, so daß der Kopf der Stange 113 nicht durch die Bohrung hindurch kann. Die innere Druckfeder 116 stützt sich zwischen der Innenoberfläche der Ventilplatte 114 und dem Flansch oder Teller 118 der Stange 113 ab. Somit spannt die Druckfeder 116 die Stange 113 in ihre Schließstellung gegenüber der Ventilplatte 114 vor. Die andere Feder 115 ist zwischen einem Fixierring 117 und der Ventilplatte 114 eingespannt, so daß diese Feder 115 die Ventilplatte 114 gegen eine Schulter 123 der Querbohrung 77 im Gehäuse 17 drückt.

Im Betrieb der Vorrichtung wirken die Ventilplatte

114 und die Schulter 123 des Gehäuses 17 als Ein-Weg-Steuerventil, weil die Ventilplatte 114 durch die Feder

115 in Schließstellung vorgespannt ist. Sobald der Druck des in der Stufenbohrung des Eingangs 75 stehenden heißschmelzenden Klebematerials so groß wird, daß er die Kraft der Feder Π5 überwindet, dann löst sich die Ventilplatte 114 von der Schulter 123 und läßt das heißschmelzende Material von der Stufenbohrung des Eingangs 75 in die Querbohrung 77 und anschließend durch Durchtrittsöffnungen 124 in der Buchse 84 in den Filter 82 strömen. Wenn der Druck in der Querbohrung 77 einen vorbestimmten Wert übersteigt, dann öffnet das Druckablaßventil und gestattet dem thermoplastischen Material, von der Querbohrung 77 in die Stufenbohrung am Eingang 75 auf dem Wege durch die Axialbohrung 120 und um die Stange 113 herum zurückzufließen. Dieses Druckablaßventil ist deshalb notwendig, weil das in der Querbohrung 77, im Filter, im Ausgang 100 und in der Abgabepistole 11 stehende thermoplastische Material im beheizten Zustand Gase und Dämpfe entwickelt. Wenn das in der Abgabepistole vorhandene Ventil einmal für längere Zeit geschlossen bleibt, dann steigt der Innendruck im Filter an und muß abgelassen werden. Das Druckablaßventil 83 bietet dem geschmolzenen Material die Möglichkeit, durch die Filterkammer hindurch in den Vorratsbehälter 14 zurückzufließen, wenn dieser Überdruckzustand eintritt. Andererseits verhindert das Ein-Weg-Steuerventil, daß geschmolzenes Material vom Vorratsbehälter 114 ausströmt, wenn der Filtereinsatz der Patrone 18 ersetzt wird. Nimmt man den Filter 82 und den Einsatz 81 von der Patrone 18 ab, dann verhindert das Ein-Weg-Steuerventil, daß das geschmolzene Material vom Vorratsbehälter herausfließt.

so daß man den Filtereinsatz ersetzen kann, ohne zuvor den Vorratsbehälter und die Pumpe entleeren zu müssen.

Abgabepistole

Das geschmolzene Material gelangt von dem Ausgang 100 des Gehäuses 17 über den Schlauch 19 zur Abgabepistole 11. Bei dem Ausführungsbeispiel ist der

ίο Schlauch 19 so beheizt, daß das Material im geschmolzenen Zustand verbleibt. Ein geeigneter heizbarer Schlauch ist in der US-Patentschrift 35 85 361 des gleichen Anmelders beschrieben worden.

Bei der Abgabepistole 11 handelt es sich um eine herkömmliche und handelsübliche pneumatisch betätigte Pistole, die an sich nicht zum Umfang der Erfindung gehört. Eine solche Pistole ist aus der US-Patentschrift 35 70 725 des gleichen Anmelders bekannt.
Bei der zeichnerisch dargestellten Abgabepistole 11 wird das geschmolzene Material durch eine Düse 125 mit einer Auslaßöffnung 126 auf dem Wege über eine Druckkammer 127 abgegeben und der Materialfluß durch ein Ventil 128 und hydraulischen Differenzdruck gesteuert. Dieses Ventil 128 befindet sich unter der Einwirkung einer Feder 129 normalerweise im geschlossenen Zustand und wird geöffnet, wenn Druckluft in eine Druckkammer 130 der Pistole eingeführt wird. Ein mittels einer Kolbenstange 132 an dem Ventil 128 befestigter Kolben 131 verursacht die öffnung dieses Ventils und gestattet einen Materialfluß aus der Druckkammer 127, wenn Druckluft in die Druckkammer 130 gelangt. Eine der Druckkammer 130 bezüglich des Kolbens 131 entgegengesetzte Kammer 133 ist über eine Öffnung 134 in die freie Atmosphäre entlüftet.

Ein elektrisches Heizelement 135 der Abgabepistole 11 wird durch einen Thermostat 136 bezüglich der Energiezufuhr gesteuert. Über eine Leitung 138 und durch einen Kanal 137 wird Druckluft in die Druckkammer 130 der Pistole eingegeben, deren Druck ausreicht, die Kraft der Feder 129 und den hydraulischen Druck in der Druckkammer 127 zu überwinden. Die Leitung 138 ist andererseits an eine Auslaßöffnung 139 des Differenzdruckventils 24 angeschlossen.

Differenzdruck ventil

Das Differenzdruckventil 24 hat die Aufgabe, das Ventil 128 der Abgabepistole 11 während des Rückhubes des Kolbens 48 des pneumatischen Motors 15 stets geschlossen zu halten und auch während des Vorwärlshubes dieses Kolbens, bis zu dem Zeitpunkt, in dem das geschmolzene Material in der Pumpe einen gewünschten Auslaßdruck erreicht hat. Wenn dieser volle Druckzustand erreicht ist, dann entsteht ein Rückstaudruck auf der Oberseite des Kolbens 48, und dieser Rückstaudruck in einer oberen Kammer 141 des pneumatischen Motors 15 wird abgetastet und zur Steuerung des öffnens und Schließens des Ventils 128 ausgenutzt.
Gemäß F i g. 1 besitzt das Differenzdruckventil 24 ein Gehäuse 55, durch welches sich eine Axialbohrung 142 erstreckt, die mit einer Axialbohrung 143 der Endkappe 52 in Verbindung steht. Im unteren Endabschnitt einer gegenüberliegenden Bohrung der Axialbohrung 143 befindet sich eine Ventilbuchse 144 mit zwei Öffnungen 145, welche die innere Bohrung mit einer äußeren Ringnut 146 verbinden. Diese Ringnut steht ihrerseits in Fluid-Verbindung mit der Auslaßöffnung 139 der Pistole.

Die Axialbohrung 142 ist oben durch eine Deckplatte 147 verschlossen, welche durch die Schrauben 54 gehalten wird.

Eine Öffnung 148 im oberen Teil des Ventilgehäuses verbindet eine obere Endkammer 149 des Ventils über ein Regulierfilter und eine Luftleitung 150 mit der Druckluftquelle 20. Eine untere Endkammer 151 des Ventils ist an die obere Kammer 141 des pneumatischen Motors über die Axialbohrung 143 in der oberen Endkappe 52 des pneumatischen Motors angeschlossen.

In der Axialbohrung 142 ist beweglich ein Kern 153 gelagert, dessen entgegengesetzte Enden unterschiedlich große Flächen bilden. Die untere Endfläche des Kernes 153 ist größer als die obere Endfläche. Die untere Endfläche wird gebildet durch einen Flansch 154. der innerhalb der Ventiibuchse 144 vertikal verschiebbar geführt ist, und zwar zwischen einer unterhalb und einer oberhalb der öffnungen 145 gelegenen Endlage. In beiden Endlagen liegt dieser Flansch 154 jeweils an einer kompressiblen Schulter an. Die Höhe des Flansches 154 ist größer als der Durchmesser der öffnungen 145, so daß der Flansch 154 diese öffnungen 145 auf seinem Wege überdeckt und dabei vollständig verschließt.

Der kleinere obere Endabschnitt des Kernes 153 besteht aus einer flexiblen Dichtung 152, die am Ende des Kernes 153 durch eine Scheibe und eine auf einen Bolzen 156 aufgeschraubte Mutter 155 gesichert ist. Der zwischen den beiden Endflächen des Kernes 153 liegende Raum besitzt die Form einer ringförmigen Nut und ist ständig über eine Entlüftungsbohrung 157 im Ventilgehäuse mit der freien Atmosphäre verbunden.

Im Betrieb der Abgabevorrichtung hat dieses Differenzdruck-Ventil die Aufgabe, die Druckkammer 130 der Abgabepistole 11 mit der Quelle der geregelten Druckluft nur dann zu verbinden, wenn der Druck des geschmolzenen Materials in dem Innenraum 71 der Pumpe einen vorbestimmten Wert besitzt. Zu diesem Zeitpunkt veranlaßt die in die obere Kammer 141 des pneumatischen Motors 15 eindringende Druckluft eine Erhöhung der Kraft, die durch den in der Endkammer 151 auf das Ventil wirkenden Druck erzeugt wird, bis auf einen Wert, wo er die auf das Ventil in der Endkammer 149 wirkende Kraft übersteigt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Kern 153 nach oben und überstreicht dabei mit seinem Flansch 154 die quer verlaufenden öffnungen 145, bis der Flansch die obere elastische Dichtung erreicht hat und dabei die Öffnungen 145 für den in der unteren Endkammer 151 stehenden Druck wieder freigibt. Die Druckluft gelangt jetzt von dem Ksnal 67 üb^r die Kammer i41 des pneumatischen Motors, der Axialbohrung 143 der Endkappe 52, die Öffnungen 145 und die Leitung 138 zur Druckkammer 130 der Abgabepistole 11. Jetzt öffnet das Ventil 128 der Pistole und läßt das unter Druck gesetzte geschmolzene Material aus der Druckkammer 127 durch die Auslaßöffnung 126 auf ein Substrat gelangen. Wird anschließend das Drei-Weg-Magnetventil 23 in der Weise betätigt, daß es den Kanal 67 mit einem Auslaß oder atmosphärischem Druck verbindet, dann beginnt die Kraft des Druckes in der Endkammer 151 abzusinken, und der höhere Luftdruck in der oberen Endkammer 149 veranlaßt den Kern 153 wieder nach unten zu gleiten und sich auf die untere Dichtung zu legen, so daß jetzt die Druckkammer 130 über die Leitung 138, die öffnungen 145, die Nut im Kern und die Entlüftungsbohrung 157 in die freie Atmosphäre entlüftet wird, so daß die Pistole sofort schließt ohne abzuwarten, bis der Druck in der Endkammer 151 abgenommen hat.

Da die Schmelztemperaturen vieler ihermoplasti- ^ scher Materialien der sogenannten heißschmelzenden Typen 150⁰C überschreiten, muß der Vorratsbehälter 14 isoliert werden, um Wärmeverluste zu vermeiden und das Bedienungspersonal zu schützen. Darum ist der Vorratsbehälter 14 mit einer nicht dargestellten Isolierpackung umgeben, und diese befindet sich wieder in einem Blechgehäuse.

Eine Montageplatte 161 für die Vorrichtung ist mit dem Boden des Vorratsbehälters 14 durch Schrauben 164 verbunden, die durch wärmeisolierende Abstandshülsen 163 hindurchgeführt sind. Somit wird ein Luftspalt zwischen Vorratsbehälter 14 und Montageplatte 161 gebildet.

An einem Ende des Gehäuses (nicht dargestellt) ist ein Steuerbereich vorgesehen, der nicht zum eigentlichen Kern der Erfindung gehört und deshalb weder beschrieben noch dargestellt ist. Ganz allgemein ist zu sagen, daß diese Steuerelemente den Stromfluß zu den Heizelementen 36 des Vorratsbehälters 14, zum Heizelement 135 der Pistole und zum Heizelement des Schlauches 19 steuern. Die elektrischen Koniakte (nicht dargestellt) dieser Heizelemente erstrecken sich in diesem Steuerbereich des Gehäuses durch Isolierpackungen hindurch.

Betriebsweise

Im Betrieb werden feste Pulver. Pillen oder Brocken aus einem thermoplastischen Material in den Vorratsbehälter 14 gebracht und elektrisch aufgeheizt, bis sie eine gewünschte Temperatur erreicht haben und aus ihrem festen Zustand in den geschmolzenen Zustand überge- " gangen sind. Dann wird eine elektrische Steuerschaltung in Betrieb gesetzt, welche den Elektromagneten 23Sdes Drei-Weg-Magnetventils 23 erregt. Diese Steuerschaltung gehört nicht zur eigentlichen Erfindung und ist deshalb nicht näher dargestellt. Eine geeignete Steuerschaltung ist in der US-Patentanmeldung 1 64 862 von Robert G. Baker unter dem Titel »Thermoplastic Dispenser System« vom gleichen Anmelder beschrieben worden. Diese Steuerschaltung arbeitet nach dem Prinzip, daß ein Werkstück, beispielsweise der Deckel eines Kartons, einen Steuerschalter berührt und schließt, der daraufhin den Elektromagneten 23Sder Pumoe erregt. Zu Betriebsbeginn wird dieser Steuerschalter zunächst von Hand mehrere Male betätigt, damit die Pumpe Gelegenheit bekommt, zunächst den Innenraum 71 der Pumpe, den Schlauch 19 und die Druckkammer 127 der Abgabepistole zu füllen und unter Betriebsdruck zu setzen.

Nach Erregung des Magneten des Drei-Weg-Magnetventils 23 wird die Druckluftquelle 20 über das Luftfilter 21 und den Druckregler 22 an den Kanal 67 des pneumatischen Motors 15 über entsprechende Öffnungen des Ventils 23 angeschlossen. Sobald die Druckluftquelle 20 mit dem Druckregler 22 verbunden ist, gelangt Druckluft über die Luftleitung 150 zur Axialbohrung 142 des Differenzdruckventils 24.

In den Anschluß 68 eindringende Druckluft drückt den Kolben 48 des Motors 15 nach unten, bis ihn der Gegendruck des geschmolzenen Materials in dem Innenraum 71 aufhält, oder bis ein Anschlag 165 der KoI-benstange 49 gegen die Endkappe 43 stößt. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 48 verbleibt der Kern 153 des Differenzdruckventils 24 in seiner unteren Endlage an der Dichtung, wie in der Zeichnung darge-

!teilt.

Die zum Komprimieren der Druckfeder 64 erforderli- :he Kraft ist so gewählt, daß der Druck in der Kammer 141 nicht 80% des Druckes in der Endkammer 149 errei- :hen kann, bis die Abwärtsbewegung des Kolbens 48 durch den Gegendruck des geschmolzenen Materials im Innenraum 71 beendet ist und der voreingestellte Anwendungsdruck des geschmolzenen Materials erreicht ist

Sobald dieser Gegendruck im Innenraum 71 erreicht ist. veranlaßt er ein Ansteigen des pneumatischen Drukkes in der Kammer 141 und anschließend in der damit verbundenen Axialbohrung 143 auf 80% des geregelten Luftdruckes. Der Kern 153 bewegt sich dann nach oben in seine obere Endlage gegen die obere Dichtung, wobei der Flansch 154 des Kernes die öffnungen 145 überquert, so daß die Axialbohrung 143 der Leitung 138 mit der Druckkammer 130 der Abgabepistole verbunden wird. Das Differenzdruckventil 24 veranlaßt dann, daß das Ventil 128 der Pistole öffnet und das geschmolzene Material aus derDruckkammer 127 auf ein Substrat abgibt.

Bei einem bevorzugten Substrat, wie beispielsweise dem Deckel oder Lappen eines Kartons oder Behälters, betätigt dieser Lappen oder Deckel den Steuerschalter, welcher den Elektromagneten 235 ansteuert. Sobald der Lappen oder Deckel sich vom Schalter löst, wird der Elektromagnet 23S stromlos, so daß der Kanal 67 am Einlaß des Motors 15 jetzt über das Drei-Weg-Magnetventil 23 entlüftet wird. Sobald dies eintritt, wird der Druck in der Kammer 141 unmittelbar auf einen Wert abgesenkt, der kleiner als 80% des geregelten Luftdrukkes beträgt, und der Kern 153 des Differenzdruckventils 24 schnappt sofort nach unten, wobei die Druckkammer 130 des pneumatischen Motors 25 der Pistole vom Druck in der Kammer 141 des pneumatischen Motors 15 abgetrennt wird und die Druckluft in der Druckkammer 130 über die Entlüftungsbohrung 157 schnell entlüftet wird. Die Kraft der Druckfeder 64 drückt den Kolben 48 dann nach oben, während die Luft aus der Kammer 141 durch den Kanal 67 und das Drei-Weg-Magnetventil 23 entlüftet wird. Sobald der Steuerschalter für den Elektromagneten 23S wieder angesteuert wird, wiederholt sich der zuvor beschriebene Arbeitszyklus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abgeben von fließfähigem plastischen Material, die einen Vorratsbehälter, eine Pumpe für das Material, ein Steuerventil und einen Ausgang aufweist, an den ein Auftragsgerät anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (82) in Form einer Patrone (18) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist, welches sich in Strömungsrichtung hinter der Pumpe (16) befindet und der. Ausgang (100) aufweist,

und daß die Patrone (18) ein dem Eingang (75) des Gehäuses zugeordnetes Rückschlagventil (114, 115) und in Strömungsrichtung hierauf folgend einen FiI-tereinsatz (94) aufweist, welcher bei im Gehäuse eingcsetiter Patrone aus dieser herausnehmbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (18) im Bereich des Rückschlagventils (114, 115) ein entgegengesetzt zu diesem wirkendes Überdruckventil (116,121) trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (18) als zweiteiliger im wesentlichen rohrförmiger Körper (80) mit Buchse (84) und Endkappe (85) ausgebildet ist, dessen eines Ende die Rückschlagventile (114, 115) und die Überdruckventile (116, 121) trägt und der in eine Bohrung (77) des Gehäuses (17) eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Filtereinsatz (94) innerhalb des rohrförmigen Körpers (80) befindet und im Bereich von dessen anderem Ende mit diesem lösbar verbunden ist, wobei sich dieses andere Ende außerhalb des Gehäuses befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des rohrförmigen Körpers (80) mit Buchse (84) und Endkappe (85) von seinem einen Ende aus über einen Teil seiner axialen Länge kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrung(77)desGehäuscs(17);

daß sich in diesem Bereich verkleinerten Durchmessers Durchtrittsöffnungen (124) durch den Körper für den Durchtritt des Materials befinden;
daß der Körper zwischen seinen beiden Enden einen Ringflansch (87) aufweist, der an der Innenfläche der Bohrung (77) anliegt;

daß zwischen dem Ringflansch und dem anderen Ende des Körpers Kanäle (107, 108) vorgesehen sind, die das Innere des Körpers mit dem Ausgang (100) des Gehäuses (17) verbinden

und daß der Eingang des Filtereinsatzes (94) bzw. des Filters (82) im Bereich der Durchtrittsöffnungen (124) und der Ausgang des Filtereinsatzes bzw. Filters im Bereich der Kanäle (107,108) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einem längsgenuteten Kern (95) mit darübergelegtem Filtereinsatz gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil eine Ventilplatte (114) aufweist, die mittels einer Feder (115) gegen einen Ventilsitz (123) des Gehäuses (17) vorgespannt ist. welcher sich /wischen dem Eingang (75) des Gehäuses und dessen Bohrung (77) befindet

und daß sich die Feder (115) ihrerseits an einem Teil, z. B. Fixierring (117), des freien Endes des rohrförmigen Körpers (80) abstützt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (114) mit einer Axialbohrung (120) versehen ist;

daß in diese Axialbohrung vom Bereich des Eingangs (75) her ein Ventilkegel (121) eingesetzt ist, der über eine die Feder (115) durchsetzende Stange (113) mit einem jenseits des Teils oder Fixierringes (117) befindlichen Teller (118) verbunden ist
und daß zwischen den Teller (118) und die Ventilplatte (114) innerhalb der Feder (115) eine Druckfeder (116) eingespannt ist, die den Ventilkegel (121) in seine Schließstellung an der Ventilplatte (114) vorspannt.