DE10158651A1

DE10158651A1 - Statisches Mischelement

Info

Publication number: DE10158651A1
Application number: DE10158651A
Authority: DE
Inventors: Christian Bauch
Original assignee: Ritter GmbH
Current assignee: Ritter GmbH
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: DE10158651B4

Abstract

Statisches Mischelement als Einsatz in ein Mischdüsenrohr zur Verwendung mit Zweikomponentenkartuschen für fließfähige Massen, bestehend aus einem Gitterwandkörper (1), der Mischkammern bildende, im wesentlichen rautenförmige, von jeweils schräg zur Längsrichtung des Mischelements verlaufenden Gitterwandelementen begrenzte Gitteröffnungen aufweist, wobei die Gitterwandelemente an beiden Gitterseiten Übertrittsöffnungen zwischen den Mischkammern bildende Aussparungen haben.

Description

Die Erfindung betrifft ein statisches Mischelement zur Verwendung als Einsatz in einem Mischdüsenrohr, das in Verbindung mit einer Zweikomponentenkartusche zu benutzen ist, um die zwei aus verschiedenen Kammern der Kartusche durch getrennte Auslässe in das Mischdüsenrohr eintretenden flüssigen oder plastischen Materialkomponenten vor dem Austritt aus dem Mischdüsenrohr innig miteinander zu vermischen.
Solche statischen Mischelemente sind bereits bekannt, beispielsweise aus der EP-A- 0 815 929 und der EP-A-0 749 776. Die in der Praxis tatsächlich verwendeten Mischelemente dieser bekannten Art sind als einstückige Kunststoffspritzgussteile gefertigt und haben einen quadratischen Querschnitt, um sie in ein Mischdüsenrohr mit ebenfalls quadratischem Innenquerschnitt einzusetzen. Diese Konfiguration dient dazu, das statische Mischelement drehfest im Mischdüsenrohr zu halten.
Die bekannten statischen Mischelemente sind aus einer Vielzahl axial aufeinanderfolgend angeordneter Mischetagen gebildet, die jeweils eine Querwand mit versetzten Durchtrittsöffnungen aufweisen, so dass das Mischgut ausschließlich 90°-Richtungsänderungen, insbesondere immer zwischen Axialrichtung und Querrichtung wechselnd, ausführen muß. Aufgrund der großen Anzahl aufeinanderfolgender Mischetagen, die notwendig sind, um ein zuverlässiges Durchmischen der zwei Komponenten sicherzustellen, ergibt sich damit ein hoher Druckabfall über die axiale Länge des Mischelements, was große Auspresskräfte erfordert, um das Mischgut durch das Mischelement hindurchzutreiben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes statisches Mischelement zu schaffen, das strömungstechnisch günstiger gestaltet ist und dadurch einen geringeren Fließwiderstand erzeugt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im Anspruch 1 angegebene statische Mischelement gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Mischelement sind die Mischkammern, anders als beim Stand der Technik, nicht in Etagen mit einer Vielzahl aufeinanderfolgender Querwände gebildet, welche die Axialströmung stark behindern, sondern die Mischkammern sind rautenförmig gestaltet, wobei sich die Rautenlängsachse in Axialrichtung des Mischelements erstreckt, so dass sich Hauptströmungsrichtungen des Mischguts innerhalb des Mischelements ergeben, die eine überwiegende Axialrichtungskomponente haben. Auf diese Weise wird der Strömungswiderstand und damit der Druckabfall im Mischelement deutlich verringert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
Fig. 1 ein statisches Mischelement nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 eine um 90° um die Längsachse des Mischelements gedrehte perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht einer Seitenansicht des Mischelements, auf die Öffnungsseite gesehen,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Mischelements auf die Gitterwandseite gesehen, und
Fig. 5 eine Stirnansicht des Mischelements.
Die Fig. 1 und 2 zeigen das Mischelement jeweils in perspektivischer Darstellung, und in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 ist daraus die Struktur des erfindungsgemäßen Mischelements sehr gut ersichtlich.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, hat der Querschnitt des Mischelements eine quadratische Umrissform, und aus den Fig. 1 bis 4 ist deutlich, dass das Mischelement sowohl hinsichtlich seiner Längsmittelebenen als auch hinsichtlich seiner Quermittelebene drehsymmetrisch ist, d. h. Einlassende und Auslassende sind nicht als solche definiert, sondern das Mischelement ist wegen seiner Symmetrie in beiden Richtungen mit identischer Wirkung durchströmbar. Es kann also, ohne dass auf seine Orientierung geachtet werden muß, mit jedem Ende voraus in ein Vierkant-Mischdüsenrohr in jeder der vier möglichen, jeweils um 90° gedrehten Positionen eingesetzt werden.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, ist das Mischelement als Gitter ausgebildet, das aus einem Gitterwandkörper 1 besteht und Gitteröffnungen aufweist, Mischkammern bilden und die, bezogen auf die Längsrichtung des Mischelements, jeweils etwa Rautenform haben. Dabei haben die längs der Mitte verlaufenden Gitteröffnungen 2 eine vollständige Rautenform, und die randständigen Gitteröffnungen 3 haben eine randseitig jeweils abgeschnittene Rautenform. Außerdem sind an den Rändern des Gitters unvollständige Kammern gebildet, die im Betrieb von der Mischdüsenrohrwand mitbegrenzt werden.
Wesentlich ist dabei, dass es, bezogen auf die Strömungsrichtung des zu mischenden Materials in der einen oder anderen Richtung entlang der Längenausdehnung des Mischelements, keine Querwände existieren, d. h. keine Wände des Mischelements, die quer zur Hauptströmungsrichtung, d. h. quer zur Längsausdehnung des Mischelements verlaufen. Sämtliche Gitterwandelemente verlaufen schräg mit Bezug auf die Längsausdehnung des Mischelements, und zwar beim Ausführungsbeispiel jeweils unter 45° hierzu, wobei, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, randständige Wandelemente und auch kurze Zwischenwandelemente zwischen den Gitteröffnungen 2 in Längsrichtung verlaufen.
Diese Konfiguration verringert den Strömungswiderstand des Mischguts durch das Mischelement erheblich.
Wie aus den Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich ist, haben die schräg zur Längsausdehnung verlaufenden Wandelemente sämtlich keine Ausdehnung über die volle Gittertiefe, d. h. entlang der Gitteröffnungen, also in die Zeichenebene in der Darstellung nach Fig. 3 gesehen, sondern, wie die Fig. 1 und 2 verdeutlichen, haben diese schrägen Wandelemente eine Ausdehnung jeweils nur über etwa drei Viertel der Gesamtausdehnung des Gitterwandkörpers 1 in Richtung der Gitteröffnungen, und zwar abwechselnd von der einen und anderen Gitterbegrenzungsebene ausgehend. Dadurch sind, wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, wechselweise an der einen und anderen Gitterseite als Durchtrittsöffnungen dienende Aussparungen 4 bzw. 5 gebildet. Das Material strömt also jeweils durch diese Öffnungen über die betreffenden Gitterwandelemente, zugleich aber auch durch die jeweilige Gitteröffnung hindurch und an der anderen Gitterseite ebenfalls wieder durch die Aussparungen 5 bzw. 4 über die Gitterwandelemente hinweg. Dadurch ergibt sich in an sich bekannter Weise während des Durchströmens des Mischelements in Längsrichtung ständig, d. h. praktisch in jeder durch eine Gitterwandöffnung gebildeten Kammer sowohl eine Materialstromverzweigung als auch eine Materialstromvereinigung in nachfolgende bzw. aus vorhergehenden Kammern, wodurch eine während des Durchströmens des Mischelements durch die Materialkomponenten zunehmend intensivere Durchmischung stattfindet. Wenn also, bezogen auf Fig. 3, die zwei zu mischenden Materialkomponenten in die beiden in der Zeichnung unteren, offen ausmündenden Endkammern eintreten, tritt das gemischte Material in homogen vermischtem Zustand am oberen Ende des Mischelements aus den beiden dortigen, offen ausmündenden Kammern aus.
Anzumerken ist, dass die Konstruktion des Gitterwandkörpers 1 auch so ausgeführt werden kann, dass die in Längsrichtung verlaufenden Wandelemente ganz entfallen und nur sich kreuzende bzw. außen winkelbildende schräge Wandelemente vorhanden sind. Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehenen längsverlaufenden Wandelemente erleichtern aber zum einen das Einführen des Mischelements in ein Mischdüsenrohr und dienen zum anderen der Verbesserung der Widerstandseigenschaften des Mischelements, da statt einer jeweils abrupten 90°-Richtungsänderung der Materialströme zwei aufeinanderfolgende 45°-Richtungsänderungen der Materialströme an den beiden Längsenden der längsverlaufenden Wandabschnitte auftreten und dadurch der Strömungswiderstand verringert wird.

Claims

1. Statisches Mischelement zur Verwendung als Einsatz in einem Mischdüsenrohr, das in Verbindung mit einer Zweikomponentenkartusche für fließfähige Massen zu benutzen ist, mit folgenden Merkmalen:

a) das Mischelement ist als Gitterwandkörper (1) ausgebildet, dessen Gitteröffnungen (2, 3) quer zur Längsausdehnung des Mischelements verlaufen,

b) die Gitteröffnungen (2, 3) des Gitterwandkörpers werden im wesentlichen durch Wandelemente begrenzt, die nach der einen bzw. der anderen Seite mit Bezug auf die Längsrichtung des Mischelements geneigt schräg verlaufen,

c) die schrägverlaufenden Wandelemente sind jeweils an der einen bzw. der anderen Gitterseite mit Aussparungen (4, 5) ausgebildet, und

d) die Aussparungen (4, 5) bilden Übertrittsöffnungen zwischen benachbarten, Mischkammern bildenden Gitteröffnungen.

2. Mischelement nach Anspruch 1, wobei das Mischelement eine quadratische Querschnittsumrissform hat.

3. Mischelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gitterwandkörper (1) insbesondere an seinen äußeren Begrenzungen in Längsrichtung des Mischelements verlaufende Wandelemente aufweist, die schrägverlaufende Wandelemente miteinander verbinden.

4. Mischelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gitteröffnungen (2, 3) im wesentlichen rautenförmig konfiguriert sind.

5. Mischelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gitterwandkörper sowohl in Bezug auf seine Längsmittelebenen als auch in Bezug auf seine Quermittelebene drehsymmetrisch ausgebildet ist.