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(11) | EP 1 159 080 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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HEIZKLEBEVORRICHTUNG HOT MELT APPLICATOR DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE COLLE |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizklebevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Heizklebevorrichtung. Derartige Vorrichtungen mit netzspannungsbetriebenen Heizungseinheiten in einem manuell betätigbaren und mit einer Vorschubeinheit für feste, zu erwärmende Klebestäbe (daher oft auch eine Bezeichnung "Heissklebevorrichtung") versehene Pistolengehäuse sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, weisen jedoch eine Raihe von Nachteilen auf: So erschwert die permanent notwendige Spannungsverbindung, etwa mittels eines Netzkabels, die freie Handhabung der Klebepistole, übliche, zu schmelzende Kleber in fester Stabform sind in ihrem Anwendungsspektrum begrenzt, und insbesondere ist die gleichförmige Erwärmung des zum Gebrauch aufzuschmelzenden Klebers aufgrund der konstruktiven Realisierungen bekannter Heizvorrichtung oftmals unzureichend.
[0002] Eine Heizklebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der WO 89/10324 bekannt.
[0003] Zusätzlich beschreibt die EP 0 385 235 A1 eine Heizklebe-Vorrichtung in Form einer in Pistolenform ausgebildeten Heizklebevorrichtung, welche zum Erhitzen eines Klebstoffstabes, eine Mehrzahl von getrennt ansteuerbaren Heizelementen in Form von PCT-Widerständen aufweist, wobei die Ansteuerung der Heizelemente in Abhängigkeit von einer Temperaturregelschaltung erfolgt. Eine Mehrzahl von Heizelementen beschreibt ebenfalls die aus der DE 33 16 863 A1 bekannte Heizklebevorrichtung, wobei auch hier ein Klebstoffstab, geeignet angesteuert, verflüssigt werden kann.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine bekannte Heizklebevorrichtung hinsichtlich ihrer Handhabungs- und Einsatzmöglichkeiten zu flexibilisieren, insbesondere auch für Kleber verschiedenster Art und verschiedener Schmelzeigenschaften geeignet zu machen, und darüber hinaus die elektrische Sicherheit bekannter Vorrichtungen zu verbessern.
[0005] Die Aufgabe wird durch die Heizklebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den betreffenden Unteransprüchen beschrieben.
[0007] So wird in erfindungsgemäß vorteilhafter Weise durch die vom Ständermodul lösbare Applikationseinheit eine vollständig kabel- bzw. verbindungsfreie Handhabung des bevorzugt mit einem pistolenförmigen Griff versehenen Heizungsmoduls ermöglicht, so dass nicht nur schwer zugängliche Stellen erreichbar sind, sondern auch potentielle, durch ein elektrisches Versorgungskabel entstehende Risiken am Gebrauchsort vermieden werden können.
[0008] Die weiterbildungsgemäß vorgesehene Lösbarkeit der Griffeinheit ermöglicht zudem ein einfaches Austauschen verbrauchter Klebstoffbehälter, die weiter bevorzugt in Kartuschenform vorliegen können und, durch die konstruktive Ausbildung der Heizungseinheit als Profil, mit optimiertem, effizientem Wärmeeintrag versehen werden können. Die weiterbildungsgemäß vorgesehene Codierung von Klebstoffkartusche und Heizungsmodul ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine weitere Flexibilisierung der Einsatzmöglichkeiten durch spezielle Ausbildung oder Einstellung von Heizungsmodulen für spezielle Kleber, insbesondere hinsichtlich etwaiger, speziell erforderlicher Schmelz- und Betriebstemperaturen, ohne dass es im praktischen Wechselbetrieb zu Fehlzuordnungen kommen kann.
[0009] Der weiterbildungsgemäß vorgesehene Temperaturschalter ermöglicht eine Aktivierung bzw. Deaktivierung der Heizungseinheit in Abhängigkeit von einer tatsächlichen (Ist-) Temperatur, so dass durch gezieltes Aufschalten zusätzlicher Heizleistung bei gemessenen Temperaturen unterhalb einer Betriebstemperatur nachteilige Verzögerungen durch lange Erwärmungszeiten minimiert werden können.
[0010] Die weiterbildungsgemäß vorgesehene Helligkeitssteuereinheit beseitigt darüber hinaus die nachteiligen Konsequenzen von über einen langen Zeitraum (also z. B. über Nacht) im Heizbetrieb gehaltener Vorrichtungen, sowohl im Hinblick auf eine sich verschlechternde Kleberqualität, als auch auf den elektrischen Energieverbrauch.
[0011] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Figuren; diese zeigen in
- Fig. 1:
- eine Explosionsansicht der vorliegenden Heizklebevorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform mit den wesentlichen mechanischen Bestandteilen sowie deren Zusammenwirken miteinander im montierten Zustand;
- Fig. 2:
- eine Profilansicht der als Metallprofil ausgebildeten Heizungseinheit der Ausführungsform gemäß Fig. 1;
- Fig. 3:
- eine Detailansicht der Heizungseinheit gemäß Fig. 2 und
- Fig. 4:
- eine Seitenansicht der Heizungseinheit gemäß Fig. 2, 3.
[0012] Figur 1 zeigt in der Explosionsdarstellung den mechanischkonstruktiven Aufbau der erfindungsgemäßen Heizklebevorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform.
[0013] Eine Ständereinheit 10, bestehend aus Ständer-Bodenplatte 12 und Ständergehäuse 14, weist eine (in der Figur nicht gezeigte) Netzzuleitung sowie eine Anschlusselektronik auf, die mittels eines Kontaktpaares 16 Betriebsspannung für eine pistolenförmige Applikations- bzw. Klebeeinheit 18 bereitstellt.
[0014] Die Klebeeinheit 18 ist zum einen gebildet aus einem aus Griffschalen 20, 22 realisierten Griff, der mittels einer Bajonett-Verriegelungseinheit 24 lösbar mit einem Heizungsgehäuse 26, bestehend aus Gehäuseschalen 28, 30, verbindbar ist. Das Heizungsgehäuse 26 umschließt ein aus Aluminium gebildetes Heizungsprofil (Fig. 2 bis 4) einer Länge 1 von ca. 80 mm, welches einen zylindrischen Innenraum zum Aufnehmen einer zylinderischen Klebstoffkartusche 34, beispielsweise mit flüssigem oder durch äußere Wärmeeinwirkung verflüssigbarem Kunststoff, anbietet sowie zusätzliche PTC-Heizelemente aufnimmt.
[0015] Mittels aus wärmebeständigem Kunststoff gefertigter hinterer (36) bzw. vorderer (38) Halteringe ist die Anordnung aus Heizprofil 32 und Kartusche 34 im Heizungsgehäuse 26 befestigt, wobei die Kartusche 34 an ihrem äustrittsseitigen Ende freiliegt und einen Auslass 40 aufweist.
[0016] Eine Abgabe von mittels des Heizungsprofils 32 erwärmten Klebstoffmaterials aus der Kartusche erfolgt durch Druckwirkung einer Vorschubstange 42, die durch eine aus einem Vorschubhebel 34 und einem Vorschubhaken 46 gebildete Vorschubeinheit, angreifend an eine Zahnung der als Zahnstange ausgebildeten Vorschubstange, in axialer Richtung der Kartusche 34 bewegt werden kann, sobald eine Bedienperson mit ihrem Zeigefinger den Vorschubhebel 44 in der Art eines Pistolenabzuges betätigt. Ein als Klammer ausgebildetes Bremselement 48 verhindert ein Herausbewegen der Vorschubstange 42 entgegen der Druckrichtung.
[0017] In der linken Griff- bzw. Gehäuseschale 20 ist zudem ein Aufnahmeraum 50 für einen (nicht gezeigten) Thermoschalter vorgesehen, welcher im montierten Zustand das Heizungsprofilstück 32 mantelseitig kontaktiert und damit eine Temperaturmessung ermöglicht; diese elektrische Einheit stellt ein Steuersignal bereit, welches in der nachfolgend zu beschreibenden Weise den Heizbetrieb der Vorrichtung steuert.
[0018] Wie in der Ausschnittsvergrößerung der Fig. 3 angedeutet, weist das Heizungsprofil in Querschnittsrichtung einen Kammerabschnitt auf, welcher zum Einsetzen von zwei PTC-Heizelementen samt Kontaktierung ausgebildet ist. Genauer gesagt ist ein erster PTC 52 so in dem Aufnahmeraum gemäß Fig. 3 gehalten, dass dieser durch endseitig an ein erstes Leitersegment 54 und ein zweites, gemeinsames Leitersegment 56 angreifende Kontakte mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden kann. Die Anordnung ist von einer elektrisch isolierenden Hülse 57 umgeben. In axialer Richtung des Heizungsprofils sitzt ein zweiter (nicht gezeigter) PTC fluchtend und dem ersten benachbart und wird mit dem gemeinsamen, zweiten Leitersegment 56 kontaktiert, an dem etwa gemeinsames Nullleiterpotential anliegt. Dagegen ist das erste Leitersegment 54 (Phase) für den ersten (in der Figur gezeigten) und den zweiten (nicht gezeigten) PTC getrennt, so dass insoweit eine (jeweils endseitig angreifende) getrennte Kontaktierung erfolgen kann. Diese geschieht wie folgt: Der erste PTC ist zum Dauer-Heizbetrieb ausgebildet und ermöglicht mit einer Heiztemperatur von ca. 170° C eine Dauerheizung des Heizprofils auf eine ständige Temperatur zwischen ca. 130 und etwa 140° C, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Betriebs-Klebetemperatur für das Klebemittel in der Klebstoffkartusche 34 gewählt ist. Der zweite PTC ist lediglich zu Aufheizzwecken vorgesehen, weist eine höhere Heiztemperatur von beispielsweise 300° C auf und wird lediglich dann aktiviert, wenn die mittels Thermoelement im Aufnahmeraum 50 erfasste Temperatur der Heizungseinheit 32 unter der Soll-Betriebstemperatur von 130 bis 140° C liegt. Durch die kurzfristig aufgebrachte hohe Leistung kann dabei eine lästige Wartezeit bis zum Wiedererreichen der Betriebstemperatur verkürzt werden. Zusätzlich zeigen eine rote bzw. grüne LED 58, 60 diese Betriebszustände (d. h. aktuelle Betriebstemperatur unterhalb Soll-Betriebstemperatur bzw. auf dieser) für den Benutzer optisch erkennbar an.
[0019] Im praktischen Betrieb wird daher der Benutzer die Klebereinheit 18 im Ständer belassen, bis, nach dem elektrischen Einschalten, die Solltemperatur erreicht (was aufgrund des zusätzlichen, leistungsstarken PTC mit gegenüber dem Stand der Technik verkürzter Heizzeit erreicht wird), woraufhin dann die Klebereinheit 18 abgenommen werden kann und durch Betätigen des Hebels 44 die Klebstoffentnahme am Einsatzort erfolgt. Nach der Benutzung wird die Klebereinheit 18 wieder zurück auf den Ständer gebracht, und, falls die aktuelle Temperatur des Klebers in der Kartusche unter einen vorbestimmten Grenzwert gefallen ist, wird zum beschleunigten Erwärmen der zusätzliche PTC wiederum aktiviert.
[0020] Im praktischen Gebrauch besonders nutzbar ist eine Ausführungsform, in welcher durch geeignete Farbgebung des Heizgehäuses 26 (z. B. Einfärben der Gehäuseschalen 28, 30) mit einer für einen spezifischen Klebstoff in der Kartusche 34 charakteristischen Farbe eine Individualisier- und Austauschbarkeit der Heizvorrichtung für verschiedene Klebstoffe und -kartuschen durchgeführt werden kann: So kann etwa für bestimmte Klebstoffe, die einen speziellen Temperatur-Betriebsbereich benötigen, ein hierfür speziell eingerichtetes Heizungsprofil 32 in einem farblich charakteristisch codierten Gehäuse aufgenommen sein, welches in seiner Farbgebung der Kartusche mit diesem Kleber entspricht, so dass Fehlzuordnungen ausgeschlossen sind. Der Bediener kann für verschiedene Klebeanwendungen jeweils Farbkartusche und zugehöriges Heizgehäuse anpassen und austauschen.
einer zum elektrischen Erwärmen eines durch Wärmeeinwirkung verflüssigbaren Klebers ausgebildeten, manuell handhabbaren Applikationseinheit (18) mit einer zur Wärmeübertragung auf den Kleber vorgesehenen, eine Kontaktfläche zur Wärmeübertragung anbietenden und ein elektrisches Heizelement aufweisenden Heizungseinheit (32) aus einem Material einer vorbestimmten Wärmekapazität
und einem zum Beaufschlagen des Heizelements mit einer elektrischen Spannung in einem aufgesstzten Haltezustand der Applikationseinheit ausgebildeten Ständermodul (10), das so eingerichtet ist, dass die Spannungsbeaufschlagung des Heizelements nur im Haltezustand, und nicht in einem vom Ständermodul gelösten Klebebetriebszustand der Applikationseinheit erfolgen kann,
dadurch gekennzeichnet, dassdie Heizungseinheit als, einen wechselbaren Klebstoffbehälter (40) umschließenden, zusätzlich eine Mehrzahl von unabhängig voneinander ansteuerbaren Heizelementen (52) aufnehmendes Heizprofilstück (32) ausgebildet ist,
wobei Mittel zur Temperaturmessung für eine Ansteuerung der Mehrzahl von Heizelementen so in der Applikationseinheit vorgesehen sind, dass sie das Heizprofilstück kontaktieren.- elektrisches Ansteuern einer Mehrzahl von elektrischen Heizelementen (52) eines zum elektrischen Erwärmen eines wechselbaren Klebstoffbehälters ausgebildeten Heizungsmoduls (26),
- teilweise Deaktivieren der Ansteuerung der elektrischen Heizelemente durch selektives Ansteuern einzelner, insbesondere für einen Dauer-Heizbetrieb eingerichteter der Mehrzahl von Heizelemente, sobald eine an einem den wechselbaren Klebstoffbehälter umschließenden und die Mehrzahl von Heizelementen aufnehmenden Heizprofilstück des Heizungsmoduls erfasste Betriebstemperatur des Klebstoffbehälters einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und
- erneutes Aktivieren der elektrischen Ansteuerung der Mehrzahl von Heizelemente, sobald die erfasste Temperatur einen vorbestimmten zweiten Schwellwert, der niedriger als der erste Schwellwert ist, unterschreitet.
- optisches Anzeigen der erfassten Temperatur und/oder des Ansteuerungs- bzw. Aktivierungszustandes der Mehrzahl der elektrischen Heizelemente.
- Deaktivieren des Ansteuerns als Reaktion auf einen vorbestimmten Umgebungslichtpegel, insbesondere das Unterschreiten eines vorbestimmten, einem Umgebungs-Dunkelzustand entsprechenden Lichtpegels.
- Aufsetzen des Heizungsmoduls auf ein elektrische Energie für die Heizelemente anbietendes Ständermodul und nachfolgendes, rasches Erwärmen der Heizelemente mit maximaler, zur Verfügung stehender Heizleistung bis zum Erreichen einer Solltemperatur, und
- danach Umschalten auf eine Erhaltungstemperatur mit verringerter Heizleistung.
an application unit (18) which is manually operable and designed for electrically heating a bonding agent that is liquefiable through the effect of heat, the application unit consisting of a heating unit (32) made of a material of a predetermined thermal capacity, provided for transferring heat onto the bonding agent, offering a contact surface for the heat transmission and having an electrical heating element, and a stator module (10) for applying a voltage to the heating element at an attached retaining state of the application unit, which stator module is designed so that the voltage can be applied to the heating element in its retaining state only and not in an operating state of the application unit being detached from the stator module,
characterized in that
the heating unit is designed as a heating section element (32) enclosing a replaceable bonding container (40) and additionally receiving a plurality of heating elements (52) that can be activated independently of each other,
means for temperature measurement for activating the plurality of heating elements being provided for in the application unit in such a way that they are in contact with the heating section element.
- Electrical activation of a plurality of electrical heating elements (52) of a heating module (26) for electrically heating a replaceable bonding agent container,
- partial deactivation of the control of the electrical heating elements by selectively activating individual heating elements of the plurality of heating elements, particularly those designed for continuous operation, as soon as an operating temperature of the bonding agent container exceeds a predetermined threshold value sensed at a heating section element of the heating module, enclosing the replaceable bonding agent container and receiving the plurality of heating elements, and
- new activation of the electrical control of the plurality of heating elements as soon as the sensed temperature remains under a second predetermined threshold value which is below the first one.
- Optical indication of the sensed temperature and/or the controlling or activating state of the plurality of electrical heating elements.
- Deactivation of the controlling operation as a reaction to a predetermined level of ambient luminosity, particularly if the predetermined level of luminosity remains under an ambient dark state.
characterized by the steps:
- Attaching the heating module to a stator module offering energy for the heating elements, and subsequent and rapid heating of the heating elements at the maximum available thermal capacity until a desired temperature is reached, and
- subsequently changing to a retaining temperature at reduced thermal capacity.
une unité d'application(18) destinée à chauffer électriquement une colle liquéfiable par l'effet de la chaleur qui fonctionne manuellement avec une unité de chauffage (32) prévue pour transmettre la chaleur à la colle, présentant une surface de contact pour la transmission de la chaleur et munie d'un élément électrique de chauffage conçue dans un matériau d'une capacité thermique prédéfinie
et un module statorique (10) destiné à l'alimentation de l'élément de chauffage avec une tension électrique à un état d'arrêt monté de l'unité d'application, conçu de telle façon que l'alimentation en tension de l'élément de chauffage ne peut avoir lieu qu'à l'état d'arrêt et non en fonctionnement de collage de l'unité d'application déclenché par le module statorique,
caractérisé en ce quel'unité de chauffage est conçue comme pièce de chauffage profilée (32) contenante de telle façon qu'elle entoure un récipient à colle (40) remplaçable, ainsi qu'une pluralité d'éléments de chauffage (52) amorçables indépendamment les uns des autres
des organes pour mesurer la température pour un amorçage de la pluralité d'éléments de chauffage étant prévus dans l'unité d'application de telle manière qu'ils établissent le contact avec la pièce de chauffage profilée.
- Amorçage électrique d'une pluralité d'éléments de chauffage (52) d'un module de chauffage (26) conçu pour chauffer un récipient à colle remplaçable,
- Désactivation partielle de service de l'amorçage des éléments électriques de chauffage par l'amorçage sélectif de certains des multiples éléments de chauffage, prévus en particulier pour un chauffage en continu, dès qu'une température de service du récipient à colle saisie à une pièce profilée de chauffage du module de chauffage qui entoure le récipient à colle remplaçable et qui reçoit la pluralité d'éléments de chauffage dépasse une valeur-limite prédéfinie et
- Nouvelle activation de l'amorçage électrique de la pluralité d'éléments de chauffage dès que la température saisie est inférieure à une seconde valeur-limite elle-même inférieure à la première valeur-limite.
- Signalisation optique de la température saisie et/ou de l'état d'amorçage ou d'activation de la pluralité d'éléments électriques de chauffage.
- Désactivation de l'amorçage en réaction à un niveau prédéfini de luminosité ambiante, notamment quand le niveau de luminosité prédéfini correspondant à un état prédéfini d'obscurité ambiante n'est pas atteint.
- Mise du module de chauffage sur un module statorique offrant pour les éléments de chauffage une énergie électrique et par conséquent un réchauffement rapide des éléments de chauffage avec la puissance de chauffage maximal disponible jusqu'à l'obtention d'une température de consigne et
- ensuite commutation sur une température de maintien avec une puissance de chauffage réduite.