DE3901371A1 - Elektrischer spenderkopf - Google Patents

Description

Elektrische Spenderköpfe zum Ausgeben unterschiedlicher Fluide, wie beispielsweise heißschmelzende Kleber, sind im Stand der Technik bekannt und seit vielen Jahren in Gebrauch. Derartige Köpfe arbeiten bei erhöhten Drücken (bis zu 1000 psi = 70 kP/cm²) bei relativ schnellen Betätigungsraten (3000 Zy­ klen/min) zuverlässig und genau. Um die Lebendauer und die Verschleißfestigkeit solcher Spenderköpfe zu erhöhen, wurden derartige Köpfe üblicherweise unter Einhaltung extrem enger Toleranzen, einer hohen Oberflächengüte unter Verwendung har­ ter Materialien hergestellt.

Üblicherweise wird ein relativ harter Führungsausgang mit sehr enger Toleranz hinsichtlich der Nadel, die er führt, ausgebildet, und die Nadel sowie der Sitz, auf welchem die Nadel aufsitzt, sind beide aus extrem harten Materialien, wie beispielsweise Kohlenstoffteilen hergestellt. Zusätzlich zu der Schwierigkeit, derartige enge Toleranzen einzuhalten und hartes relativ teures Material in beiden Teilen, nämlich der Nadel und dem Sitz zu verwenden, tendieren derartige Vorrich­ tungen zwangsläufig dazu, die ursprünglich engen Toleranzen während des Gebrauchs zu vergrößern, bis der Spalt zusätzli­ che Abnutzungen induziert und der Spenderkopf zu lecken be­ ginnt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elek­ trischen Spenderkopf bereitzustellen, der in der Lage ist, unter den oben genannten Betriebsbedingungen über eine ver­ längerte Lebensdauer zuverlässig zu arbeiten. Ein weiteres Ziel ist es, einen elektrischen Spenderkopf bereitzustellen, der leicht und kostengünstig herstellbar ist und trotzdem eine verlängerte Lebensdauer besitzt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektrischen Spen­ derkopf dadurch gelöst, daß die Nadel in einer Führung aus weichem Elastomermaterial, wie z. B. Viton, mit einer bezüg­ lich der Nadel Nulltorleranz geführt wird. Eine derartige Ela­ stomerführung führt dazu, daß die Nadel für eine verlängerte Lebensdauer bei vernachlässigbarer Abnutzung akurat positio­ niert ist. Die Abdichtung in dem Ventil wird durch eine ge­ härtete Kugel (Wolframkarbid) gebildet, deren Ventilsitz re­ lativ weich ist (rostfreier Stahl 303). Die Kombination aus diesen Nadel- und Sitzmaterialien führen zusammen mit der Nulltoleranz der elastomaren Führung zu einer extrem langen Lebensdauer und zu einer vorschriftmäßigen Positionierung sowie zuverlässigen Abdichtung. Weitere Vorteile dieser Kon­ struktion liegen darin, daß lediglich übliche Toleranzen so­ wie Standardmaschinen-Oberflächengüte erforderlich sind und verwendet werden können, im Gegensatz zu den extrem hohen Oberflächengüte-Anforderungen und engen Toleranzen, die beim Stand der Technik verlangt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Darin beziehen sich gleiche Bezugs­ ziffern auf gleiche oder ähnliche Teile in den verschiedenen Ansichten.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch die vorliegende Erfindung,

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, und

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Spenderkopf 10 im Schnitt dargestellt. Der Spenderkopf 10 besteht allgemein aus einem Gehäuse 12 mit ei­ ner darin eineschlossenen torischen Wicklung 14. Das Gehäuse 12 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Durchgangska­ nal, in dessen oberem Ende ein Einlaßgehäuse 16 mit einem Durchgangskanal 18 zur Aufnahme des abzugebenden Fluids an­ geordnet ist. Ein nicht dargestellter Filter kann am oberen Ende des Durchgangskanals 18 vorgesehen sein, um ein Verstop­ fen oder dergleichen zu vermeiden.

Unterhalb des Einlaßgehäuses 16 ist ein Übergangsbereich 20 vorgesehen, durch den das Fluid strömt. Unterhalb des Über­ gangsbereichs 20 ist eine Nadelanordnung 22 angeordnet, die aus einem Kolben 24 und einer Nadel 26 besteht. Die Nadelan­ ordnung 22 kann aus zwei separaten Bauteilen 24 und 26 oder als eine integrale Einheit, wie dargestellt, hergestellt sein. Die Nadelanordnung 22 wird durch eine Schraubenfeder 28 nach unten gedrückt, deren oberes Ende gegen den Boden des Einlaßgehäuses 16 drückt. Der Kolben 24 besitzt zwei abge­ flachte Seiten 24 A (s. Fig. 3), entlang welchen das Fluid strömt.

Die Nadel 26 ist gleitend in einem Führungsgehäuse 30 aufge­ nommen. In dem Führungsgehäuse 30 ist ein relativ weiches Führungsteil 32 aus einem Elastomer eingesetzt. Die Toleranz zwischen dem Innendurchmesser des Führungsteils 32 und dem Außendurchmesser der Nadel 26 ist im wesentlichen gleich Null. Das Fehlen jeglichen Schlitzes erlaubt eine präzise Führung der Nadel 26, und darüber hinaus die Verwendung von Materialien, die nachfolgend näher erläutert werden, um eine wesentlich erhöhte Lebensdauer und eine sichere Abdichtung bereitzustellen.

Die Führung 32 kann aus dem Material "Viton" der Fa. DuPont hergestellt; bei dem Material handelt es sich um Fluoro­ carbon (FPM), ein Fluorkohlenstoff mit einem Parker compound V747-75.

Das Führungsgehäuse 30 weist zwei Flächen 30 a auf, die über einen Abschnitt auf einer Seite ausgearbeitet sind (vgl. Fig. 2), wodurch es ebenfalls dem Fluid ermöglicht wird, abwärts und durch Kanäle 34 in eine Nadelkammer 36 zu strömen. An dem unteren Ende der Nadel 26 ist eine Nadelkugel 38 aufgenom­ men. Die Kugel 38 ist idealerweise aus Wolframcarbid herge­ stellt, einem relativ harten Material. In Kombination mit dem Sitz 40 am unteren Ende des Führungsgehäuses 30 wird eine verbesserte Abdichtung ermöglicht. Da der Sitz 40 (aus rost­ freiem Stahl 303) relativ weich ist, ist es nicht erforder­ lich, der Kugel 38 oder dem Sitz 40 eine feine Oberflächengüte zu geben, da die Dichtflächen während des Betriebs einander läppen und so eine wirkungsvolle Abdichtung ergeben. Ein wei­ terer Vorteil der beschriebenen Konstruktion besteht darin, daß keine beweglichen Dichtungen erforderlich sind, mit Aus­ nahme der Kugel 38 gegen den Sitz 40. Andererseits befindet sich alles Fluid in der Vorrichtung und wird darin beispiels­ weise durch das Eingangsgehäuse 16 gehalten, welches in das Gehäuse 12 eingeschraubt ist. Um den Spenderkopf in Betrieb zu setzen, wird die Spule 14 mit Strom versorgt, wobei der Kolben 24 nach oben gezogen und die Kugel 38 vom Sitz ent­ fernt wird, was dem Fluid ermöglicht, durch die Ausgabeöff­ nung 42 nach unten zu fließen. Die Feder 28 drückt die Nadel 26 in den Sitz zurück, wenn die Spule 14 stromlos geschaltet wird.

Es sind zwar verschiedene Abänderungen und Modifikationen an dem elektrischen Spenderkopf möglich, die jedoch den Schutz­ bereich und der Erfindungsgedanken, wie er durch die Ansprü­ che umrissen ist, nicht verlassen.

Claims (5)

1. Elektrischer Spenderkopf mit einer Nadel, an deren Spitze eine Abdichtfläche angeordnet ist, einem Gehäuse, in der die Nadel bezüglich einer Reziprokbewegung gelagert ist und einer Führung für die Nadel, in der diese für ihre Reziprokbewegung geführt wird, und mit einem Dichtsitz, gegen den die Nadel mit ihrer Dichtfläche federbelastet anliegt, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

• - die Führung (32) besteht aus einem weichen Elastomer mit einer Nulltoleranz bezüglich der Nadel (26),
• - die Abdichtoberfläche an der Nadelspitze besteht aus relativ hartem Material,
• - der Sitz (40) besteht aus einem relativ weichen Material.

2. Spenderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtoberfläche aus Wolframcarbid und der Sitz (40) aus rostfreiem Stahl besteht.

3. Spenderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (40) aus rostfreiem Stahl 303 besteht.

4. Spenderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Material mit dem Markennamen "Viton" besteht.

5. Spenderkopf nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Abheben der Nadel vom Dichtsitz vorgesehen sind.