Die Erfindung betrifft eine als Beutelschmelzer bekannte Vorrichtung zum sukzessiven Abschmelzen eines in einem Verpackungsbeutel abgepackten festen Arbeitsstoffes, wie einem Heißschmelzkleber, und zum Auspressen des abgeschmolzenen Arbeitsstoffes aus dem Verpackungsbeutel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Demnach weist die Abschmelzvorrichtung einen zylindrischen, mit mindestens einer endseitigen Austrittsöffnung versehenen Aufnahmeraum zum Aufnehmen des mit dem Arbeitsstoff gefüllten Verpackungsbeutels auf, wobei der Verpackungsbeutel in geeigneter Weise, z.B. von einem der Austrittsöffnungen gegenüberliegenden Eintrittsende in den Aufnahmeraum eingeführt werden kann. Mindestens ein Heizelement ist im Bereich der mindestens einen Austrittsöffnung des Aufnahmeraumes vorgesehen und dient zum Abschmelzen des Arbeitsstoffes an dem frontseitigen, eine Abgabeöffnung für abgeschmolzenen Arbeitsstoff aufweisenden Ende des Verpackungsbeutels, wobei dieser an seinem rückwärtigen Ende in der Regel geschlossen bleibt. Eine Auspresseinrichtung mit einem innerhalb des Arbeitsraumes verfahrbaren und auf das rückwärtige Ende des Verpackungsbeutels wirkenden Auspresskolben dient zum Auspressen bereits abgeschmolzenen Arbeitsstoffes aus dem Verpackungsbeutel und aus dem Aufnahmeraum der Abschmelzvorrichtung.

Abschmelzvorrichtungen der eingangs genannten Art sind am Markt für die insbesondere dosierte Abgabe von Heißschmelzklebern mit Erfolg im Einsatz. Um die gefüllten Verpackungsbeutel möglichst behinderungsfrei in den Aufnahmeraum der Abschmelzvorrichtung einschieben zu können, muss darauf geachtet werden, dass die innere Zylinderwand des Aufnahmeraumes zumindest in ihrem nicht geheizten Teilbereichen, sowie der Auspresskolben mit dem Klebstoff nicht in Berührung kommt. Anderenfalls sind aufwendige Reinigungsschritte vor dem erneute Einsetzen eines Verpackungsbeutels in die Abschmelzvorrichtung erforderlich. Es muss daher insbesondere verhindert werden, dass an der Abgabeöffnung des Verpackungsbeutels abgeschmolzener Klebstoff auf die Beutelaußenseite und damit an die innere Zylinderwandung des Aufnahmeraumes gelangen kann.

Die notwendige Abdichtung zwischen der die Abgabeöffnung des Verpackungsbeutels umgebenden Randzone des Verpackungsbeutels und der inneren Zylinderwand des Aufnahmeraumes ist in der Vergangenheit dadurch erfolgt, dass die Verpackungsbeutel nicht prall mit Arbeitsstoffen gefüllt waren. Vielmehr wurde ein gewisses Übermaß des Verpackungsbeutels und damit verbundene Faltenbildungen des mit festen Arbeitsstoff gefüllten Verpackungsbeutels zugelassen. Die mit der Erhitzung beim Abschmelzen des Arbeitsstoffes einhergehende Volumenausdehnung des Arbeitsstoffes führte dann dazu, dass sich der Verpackungsbeutel entfalten und eng und damit dicht an die innere Zylinderwand des Aufnahmeraumes der Abschmelzvorrichtung im Bereich der Heizzone anlegen konnte. Dies wurde durch den von der Auspresseinrichtung erzeugten Auspressdruck auf den abgeschmolzenen Heißschmelzkleber unterstützt.

Aufgrund der oben erwähnten Faltenbildung des Verpackungsbeutels konnte dieser am Ende nicht völlig entleert werden. Vielmehr verblieb ein gewisser Rest an Arbeitsstoff in den Falten des von dem Auspresskolben axial zusammengedrückten Verpackungsbeutels. Damit geht nicht nur ein Verlust an Heißschmelzkleber sondern auch ein Umweltproblem einher, denn die ausgepressten Verpackungsbeutel konnten nicht mehr rezykliert sondern mussten als Sondermüll und damit relativ kostspielig entsorgt werden.

Es besteht daher der Wunsch, auf Verpackungsbeutel mit einem gewissen Untermaß zu wechseln, d.h. den Verpackungsbeutel prall mit Arbeitsstoff zu füllen, so dass die vorerwähnten Faltenbildungen unterbleiben. Andererseits ist es erforderlich, den mit festem Arbeitsstoff gefüllten Verpackungsbeutel mit einem geringfügigen Untermaß bezogen auf den Querschnitt des Aufnahmeraumes der Abschmelzvorrichtung zu produzieren, damit ein Einschieben in den Aufnahmeraum mit vertretbarem Aufwand möglich ist. Es hat sich herausgestellt, dass die pralle Füllung der Verpackungsbeutel in Verbindung mit dem erforderlichen Untermaß bezüglich des Aufnahmeraums dazu führen kann, dass sich der Verpackungsbeutel in der Heizzone nicht mehr dichtend an die zylindrische Innenwand des Aufnahmeraumes andrücken lässt.

Aus der EP 0 434 617 A1 ist zudem eine Förderanlage für zähflüssige, pastöse oder im kalten Zustand feste Massen offenbart, bei welcher auf ein einen Aufnahmeraum bereitstellendes Gehäuse ein Abgabekopf aufschraubbar ist. Der Abgabekopf ist in seinem gehäuseseitigen Bereich mit einer zentralen Öffnung zu einem Austrittskanal 9 versehen und einer kegelförmigen Vertiefung, welche in die Öffnung mundet.

Ferner ist aus der DE 10 2004 011 628 A1 ein Schmelzklebstoffgerät bekannt, welches als Teilbauteil einen Klebstoffbehälter für mit Heißschmelzklebstoff befüllte Folienbeutel aufweist. In den Klebstoffbehälter ist ein Kolbenelement einfahrbar, jedoch nur bis zu etwa der Mitte des Behälters. In der unteren Behälterhälfte ist ein Schmelzkörper aus Aluminium eingebracht, auf welchem ein Auflagering mit einem Dichtwulst aufliegt. Der Auflagering ist vom unteren Ende des Klebstoffbehälters daher beabstandet, so dass ein Raum zum Aufnehmen von geschmolzenem Klebstoff in der unteren Behälterhälfte gebildet wird. Der geschmolzene Klebstoff kann aus der unteren Behälterhälfte durch ein Siebblech ablaufen und mithilfe eines Funktionsblocks, welcher nur eine einzige Öffnung aufweist, abgepumpt werden. Ziel ist ein kontinuierlicher Betrieb, da fester Klebstoff durch Druckbeaufschlagung des Kolbens in die untere Hälfte des Behälters gelangt und erst dort aufgeschmolzen wird.

Aus einem gattungsfremden Stand der Technik, welcher nicht für Beutel eingesetzt wird, sondern dem technischen Gebiet der Verarbeitung von Modellierlehm entspricht, ist gemäß der US 2, 518,748 A zudem eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Modellierlehm in einen Behälter über seine gesamte Höhe erwärmt und geschmolzen wird. Ein Auspresskolben kann in den Behälter eindringen, um von oben auf den Lehm einzudrücken. Dieser Kolben kann aber in einen, einer unteren Ausgussöffnung zugeordneten, eingeschnürten Bereich aufgrund seiner maximalen Querschnittsausdehnung nicht eindringen, dient vielmehr somit einer allgemeinen Nachführung des Lehms und nicht dem vollständigen Auspressen des Innenraumes.

Davon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, Beutelschmelzer auch bei der Verwendung von prall gefüllten Verpackungsbeuteln mit Untermaß vor Verunreinigungen mit abgeschmolzenem Arbeitsstoff zu schützen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Abschmelzvorrichtung (Beutelschmelzer) mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Erfindung sieht demnach vor, bei gattungsgemäßen Abschmelzvorrichtungen den Aufnahmeraum an seinem der mindestens einen Austrittsöffnung zugewandten Mündungsende mit einer ringartigen Einschnürung mit einer umlaufend dichtenden Auflagefläche für den Verpackungsbeutel zumindest an dessen die Abgabeöffnung des Verpackungsbeutels umgebenden Randzone zu versehen. Eine Selbstzentrierung des Verpackungsbeutels im Bereich der Einschnürung wird erreicht, wenn die Einschnürung in Richtung auf die mindestens eine Austrittsöffnung vorzugsweise konisch zulaufend geformt ist. Zur erleichterten Anpassung an unterschiedliche Spezifikationen der Verpackungsbeutel und des Arbeitsstoffes sowie zum Zwecke vereinfachter Reinigung kann die ringartige Einschnürung als Einsetz- oder Ansetzteil am Mündungsende des Aufnahmeraumes lösbar vorgesehen sein.

Um den Verpackungsbeutel auch im Bereich der Einschnürung am Ende des Entleerungsvorgangs möglichst vollständig entleeren zu können, ist der Auspresskolben mit einer aus ihm ausfahrbaren Kopfplatte versehen, deren Querschnitt geringer als der Querschnitt des Auspresskolbens ist. Die gewünschte Scharkantigkeit des Auspresskolbens an seiner voreilenden umlaufenden Kante kann erhalten bleiben. Dies ist zum schabenden und damit reinigenden Entlanggleiten an der inneren Zylinderwand des Aufnahmeraumes wünschenswert.

Durch die Erfindung wird unter anderem erreicht, dass die Verpackungsbeutel vergleichsweise gründlich von abgeschmolzenem Arbeitsstoff entleert werden können, ohne dass ein allzu häufiges Reinigen des Aufnahmeraumes und/oder des Auspresszylinders erforderlich ist.

Wenn ein zwischen einem Auspresskolben und einer Schabe- oder Abstreifplatte Kompressionsfedern vorgesehen sind, ist die Schabe- oder Abstreifplatte in drucklosen Ruhezustand ausgefahren, so dass Verletzungen beim Einsetzen des Kolbens in den Zylinder vermieden werden. Im Auspressstadium sind diese Druckfedern komprimiert. Auch diese Lösung ist von eigenständig erfinderischer Bedeutung.

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel eines Beutelschmelzers dargestellt ist.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1

einen Beutelschmelzer im halbseitigen Axialschnitt bei frisch eingesetztem und gefüllten Verpackungsbeutel;

Fig. 2

dieselbe Vorrichtung nach völligem Auspressen abgeschmolzenem Arbeitsstoffes aus dem Aufnahmebeutel;

Fig. 3A/B

von dem Beutelschmelzer nach Fig. 1 und 2 eine Abstreifplatte in Draufsicht sowie

Fig. 4A/B

eine alternative Ausführungsform mit federn abgestützter Schabe- oder Abstreifplatte im drucklosen bzw. komprimierten Zustand.

Der in Figuren 1 und 2 in zwei Arbeitspositionen dargestellte Beutelschmelzer 10 umfasst einen von einer zylindrischen Innenwand 12A umgebenen Aufnahmeraum 12. Die den Aufnahmeraum 12 umschließende Wandung 12B bildet gegenüberliegende Mündungsenden 12C und 12D an ihrem in Arbeitsposition oberen bzw. unteren Ende. Das untere Mündungsende 12D ist mit einer mehrere Austrittsöffnungen 14A aufweisenden Endplatte 14 verschlossen. Innerhalb des Aufnahmeraums 12 befindet sich (Fig. 1) ein mit einem Heißschmelzkleber 16 straff gefüllter Verpackungsbeutel 18. Der Verpackungsbeutel ist an seinem in der Zeichnung oben liegenden rückwärtigen Ende 18A dicht geschlossen und an seinem in der Zeichnung unten liegenden frontseitigen Ende 18B unter Ausbildung einer Abgabeöffnung 18C völlig geöffnet. Dieses Öffnen geschieht in der Regel unmittelbar vor dem Einsetzen des mit festem Arbeitsstoff straff gefüllten Verpackungsbeutels 18 in den Aufnahmeraum 12 von oben nach unten, d.h. vom oberen Mündungsende 12C her. Hierzu ist die Auspresseinrichtung 20 für den Verpackungsbeutel 18 in geeigneter Weise entfernbar.

Die Auspresseinrichtung 20 umfasst einen Auspresskolben 22, der innerhalb des Aufnahmeraumes 12 axial vorschiebbar ist. Der Auspresskolben 22 verfügt über eine Schabe- oder Abstreifplatte 24 (z.B. aus PTFE, z.B. Teflon®) und besitzt eine scharfkantige umlaufende Schabekante 24A. In Verbindung mit einer PTFE-Innenbeschichtung 12E der Wandung 12B des Aufnahmeraumes 12, ist ein verlustarmes Gleiten des Auspresskolbens 22 an der Zylinderwand und damit ein einigermaßen genau definierter Pressdruck auf abgeschmolzenen Arbeitsstoff 16A im Bereich der unteren Heizzone realisierbar.

Der Aufnahmeraum 12 verfügt im Bereich seines unteren Mündungsendes 12D über eine ringartige Einschnürung 40. Diese ist in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als am unteren Mündungsende des Aufnahmeraumes 12 an dessen Wandung 12B lösbar ansetzbarer Ring ausgeführt. Dieser weist auf seiner dem Aufnahmeraum 12 zugewandten Seite eine konische, als Abdichtfläche 40A dienende Wandung auf. Diese wirkt selbstzentrierend auf den Verpackungsbeutel 18 bei dessen Einschieben in den Aufnahmeraum 12. Sobald das Heizelement 30 zu einem Abschmelzen im Bereich 16A des Arbeitsstoffes 16 führt, legt sich die Randzone 18D des Verpackungsbeutels 18 selbsttätig an die konische Abdichtfläche 40A an. Hierfür reicht in der Regel bereits der seitliche Druck den der sich ausdehnende Arbeitsstoff unter dem Pressdruck auf die Randzone 18D ausübt.

Der Auspresskolben 22 ist ferner mit einer Kopfplatte 26 ausgestattet, die über Druckfedern 28, welche durch die Schabeplatte 24 hindurchgeführt sind, mit dem Auspresskolben 22 verbunden sind. Diese Querschnittsfläche der Kopfplatte ist geringer als die der Schabeplatte 24, und zwar derart, dass ein Randspalt 26A zwischen dem Außenrand der Kopfplatte und der Zylinderwandung 12A des Aufnahmeraums 12 verbleibt. Dieser Randspalt 26A ist so bemessen, dass die Kopfplatte 26 in die hinsichtlich ihres Querschnitts eingeschnürte Zone am unteren Mündungsende des Aufnahmeraumes 12 um eine vorgebbare Strecke eindringen kann. In der in Figur 1 dargestellten Arbeitsposition sind die Druckfedern 24 unter dem Druck des Auspresskolbens komprimiert. Wenn hingegen der Verpackungsbeutel 18 so gut wie entleert ist und der in ihm noch verbliebene Arbeitsstoff verflüssigt ist, reicht der Druck der Federn 28 aus, um die Kopfplatte in den Einschnürungsbereich vorzuschieben und damit die letzten Reste an Arbeitsstoff aus dem Verpackungsbeutel auszupressen, obwohl die Schabeplatte 24 sich nicht weiter absenkt, sondern vor dem Beginn der Einschnürung 40 stehen bleibt.

Aus Figur 3A ist eine Schabe- oder Abstreifplatte 24 in Draufsicht ersichtlich, welche vier auf einem Umfangskreis angeordnete Durchbrechungen 24B für die Druckfedern 28 erkennen lässt. Außerdem ist eine zentrale Durchbrechung 24C ersichtlich, von welcher strahlenförmig acht Ausnehmungen 24D ausgehen. Dadurch wird die Schabe- oder Abstreifplatte 24 radial etwas verformbar, d.h., dass sie durch radialen, zum Zentrum hin gerichteten Druck komprimierbar und/oder nach radial außen expandierbar wird. Wenn eine derart gestaltete Schabe- oder Abstreifplatte mittels eines Einführkonusses 12C' am oberen Mündungsende 12C in den Aufnahmeraum 12 eingepresst wird, liegt die Schabekante 24A nachfolgend dicht an der zylindrischen Innenwand 12A des Aufnahmeraumes 12 an. Wenn sich der Querschnitt des Aufnahmraums 12 im Bereich des Heizelementes 30 durch Erwärmung vergrößert, kann der Querschnitt der Schabe- oder Abstreifplatte 24 dieser Querschnittsvergrößerung folgen.

Wegen des möglicherweise großen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Schabe- oder Abstreifplatte 24 im Vergleich zum Wärmeausdehnungskoeffizienten der Wandung 12B des Aufnahmeraumes 12, kann es von Vorteil sein, die Schabe- oder Abstreifplatte 24 mit einem Nenndurchmesser zu versehen, der bei Raumtemperatur einigermaßen exakt dem Nenndurchmesser der zylindrischen Innenwand 12A des Aufnahmeraumes 12 entspricht. Um auch dann ein gutes Abstreifergebnis zu erzielen, wenn die Schabe- oder Abstreifplatte 24 von dem Heizelement 30 zunehmend aufgewärmt wird, ist es von Vorteil, wenn in die Aussparung 24C, 24D ein expandierbares Rückstellelement 25 eingesetzt ist. Ein solches ist in Figur 3B dargestellt und z.B. aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt. Dadurch wird erreicht, dass sich die Schabe- oder Abstreifplatte 24 nach einer etwaigen anfänglichen radialen Kompression bei Nachlassen der radial nach innen gerichteten Kräfte wieder leichter expandieren kann und/oder dass sich die Schabe- oder Abstreifplatte 24 nach einer anfänglich radialen Expansion aufgrund des eingesetzten expandierbaren Rückstellelementes 25 aufgrund von außen aufgebrachter radialer Kompressionskräfte auf das ursprüngliche Querschnittsmaß reversibel zurückverformen kann. Insgesamt hilft eine derartig gestaltete Schabe- oder Abstreifplatte 24, die von eigenständig erfinderischer Bedeutung ist, die innere Zylinderwand 12A des Aufnahmeraumes 12 sauber zu halten und eine besonders hohe Dichtwirkung zu erzielen, ohne dass die Gleitbeschichtung 12E des Aufnahmeraumes 12 verletzt wird.

Bei der alternativen Ausführungsform nach Figur 4 A/B sind zwischen dem Auspresskolben 22 und der Schabe- oder Abstreifplatte 24 Kompressionsfedern 42 so vorgesehen, dass sie im drucklosen Zustand (Fig. 4A) die Schabe- und Abstreifplatte 24 im ausgefahrenen Zustand mit axialem Abstand vom Auspresskolben halten. In dem in Figur 4B dargestellten Kompressionszustand wird der Kolbendruck des Auspresskolbens 22 durch Anlage an der Schabe- oder Abstreifplatte 24 auf diese übertragen. 10 Beutelschmelzer 18D Randzone 12 Aufnahmeraum 20 Auspresseinrichtung 12A zylindrische Innenwand 22 Auspresskolben 12B Wandung 24 Schabe- oder Abstreifplatte 12C oberes Mündungsende 24A Schabekante 12C' Einführkonus 24B Durchbrechungen 12D unteres Mündungsende 24C zentrale Durchbrechungen 12E Innenbeschichtung 24D radiale Ausnehmungen 14 Endplatte 25 expandierbares Rückstellelement 14A Austrittsöffnungen 26 Kopfplatte 16 Heißschmelzkleber 26A Randspalt 16A abgeschmolzener Heißschmelzkleber 28 Druckfeder 18 Verpackungsbeutel 30 Heizelement 18A rückwärtiges Ende 40 Einschnürung 18B frontseitiges Ende 40A konische Abdichtfläche 18C Abgabeöffnung 42 Kompressionsfedern