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Die
Erfindung betrifft eine Mehrkomponenten-Kartusche zum getrennten
Aufbewahren und zum gemeinsamen Auspressen von mindestens zwei Komponenten
einer fließfähigen Masse,
mit einem Kopfstück
mit Austrittsöffnung
und mit einem Auspresskolben, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1. Unter „fließfähiger Masse" soll dabei insbesondere
eine Masse aus pastösen Komponenten,
wie beispielsweise Mehrkomponentenklebstoffe, Mehrkomponentenkunstharze
oder Mehrkomponentenmörtel
verstanden werden, die eine hohe Viskosität aufweisen.
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Es
ist bekannt, Zweikomponenten-Massen aus Zweikomponenten-Kartuschen
auszubringen, in denen die Komponenten in voneinander getrennten Kammern
aufbewahrt sind. Mittels einem oder zweier Auspresskolben lassen
sich die in den Kammern befindlichen Komponenten in einem vorgegebenen
Mischungsverhältnis
durch Auslassöffnungen
der Kammern auspressen und nachfolgend vermischen. Dabei gibt es
sowohl Kartuschen, die rohrartig ausgebildet sind und einen verschiebbaren
Auspresskolben als Boden aufweisen, als auch Kartuschen, bei denen
die Komponenten in einem Beutel untergebracht sind und die zum Einlegen
in eine Kartuschenpresse mit einem zylindrischen Aufnahmeraum mit
verschiebbaren Auspresskolben vorgesehen sind. Derartige Kartuschen
werden üblicherweise
als Einwegartikel eingesetzt und nach dem Auspressen der Komponenten
entsorgt.
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Um
die Komponenten der Zweikomponenten-Masse gut zu vermischen, ist
es üblich,
die fließfähige Masse
durch einen auf die Auslassöffnungen aufgesetzten
Statikmischer auszupressen. Insbesondere bei hoch viskosen Massen
geht das sehr schwer. Als Hilfsmittel zum Auspressen derartiger Kartuschen
sind Kartuschenpressen bekannt, da dem Anwender ein Auspressen von
Hand ohne Hilfsmittel nicht zugemutet werden kann. Zum Auspressen
der Komponenten aus der Mehrkomponentenkartusche wird die Kartusche
in die Kartuschenpresse eingesetzt, beispielsweise in eine solche,
bei der der Druck zum Auspressen der Komponenten von Hand erzeugt
wird, und das Verschieben des Auspresskolbens über eine mechanisch betätigte Druckstange
oder dgl. erfolgt. Eine gleichmäßige Dosierung
der fliesfähigen
Masse ist mit derartigen Kartuschenpressen nur bedingt möglich; zudem
ermüdet das
Auspressen den Anwender auf Dauer. Ebenfalls bekannt sind pneumatische
Kartuschenpressen, die an eine stationäre Druckluftquelle über einen
Druckluftschlauch angeschlossen werden. Derartige Kartuschenpressen
sind teuer, was für
einen Anwender eine große
Hemmschwelle zum Kauf darstellt, der nur gelegentlich eine Kartusche
verarbeiten will. Außerdem
ist nicht immer Pressluft am Ort der Verarbeitung der Kartusche
vorhanden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkomponenten-Kartusche
vorzuschlagen, die eine Ausbringung der Komponenten der fließfähigen Masse
ohne große
Kraftanstrengung bei gleichmäßiger Dosierung
ermöglicht
und die keine weiteren Zusatzgeräte
zu ihrer Benutzung benötigt.
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Die
erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Kartusche
dient zur Aufbewahrung und zum Auspressen einer fließfähigen Masse,
die aus mindestens zwei Komponenten besteht, die in einem Kartuschengehäuse der
Mehrkomponenten-Kartusche in voneinander getrennten Kammern aufbewahrt
sind und gemeinsam ausgepresst werden. Dazu weist das Kartuschengehäuse einen
zu einer Austrittsöffnung
eines Kopfstückes
des Kartuschengehäuses bewegbaren
Auspresskolben sowie eine Vorrichtung zum Aufbau eines Auspressdruckes
zum Auspressen der Komponenten der fließfähigen Masse auf, die auf einer
dem Kopfstück
abgewandten Seite des Auspresskolbens angeordnet ist Die Vorrichtung steht
mit dem Auspresskolben der Mehrkomponenten-Kartusche in Wirkverbindung
und ermöglicht
den Aufbau des Auspressdruckes bei geringem Kraftaufwand für den Anwender,
wodurch die erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Kartusche besonders
anwenderfreundlich ist.
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Der
mittels der Vorrichtung aufbaubare Auspressdruck ist variabel und
kann an die Viskosität
der fließfähigen Masse
angepasst werden, wodurch die durch die Austrittsöffnung pro
Zeiteinheit ausgepresste Menge der Masse einstellbar und an die
Arbeitsgewohnheiten des Anwenders und an den Verwendungszweck anpassbar
ist. Die auszupressende fließfähige Masse
ist mit der Vorrichtung bedarfsgerecht dosierbar.
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Vorteilhafterweise
weist die Vorrichtung zum Aufbau des Auspressdruckes eine Druckkammer
zur Aufnahme eines komprimierten Mediums auf, die im Kartuschengehäuse der
Mehrkomponenten-Kartusche auf einer zum Kopfstück weisenden Stirnseite von
dem Auspresskolben der Mehrkomponenten-Kartusche abgeschlossen ist.
Das komprimierte Medium in der Druckkammer der Mehrkomponenten-Kartusche
weist einen Druck auf, der direkt auf den Auspresskolben wirkt und
eine Bewegung des Auspresskolbens zum Auspressen der Komponenten
der fließfähigen Masse
zu der Austrittsöffnung des
Kopfstückes
des Kartuschengehäuses
hin ermöglicht.
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Die
Druckkammer ist insbesondere in das Kartuschengehäuse integriert,
wobei die Kammer von einer Außenwand
und einem Boden des Kartuschengehäuses sowie von dem Auspresskolben
der Mehrkomponenten-Kartusche begrenzt ist. Der Boden der Mehrkomponenten-Kartusche
ist dicht mit dem Kartuschengehäuse
verbunden und der Auspresskolben zu der Druckkammer und zu den Kammern,
die die Komponenten der fließfähigen Masse enthalten,
abgedichtet. Zum Füllen
der Druckkammer mit dem komprimierten Medium ist an dem Boden der
Mehrkomponenten-Kartusche eine Eintrittsöffnung mit einem Ventil vorgesehen.
Es ist jedoch auch möglich,
die Druckkammer an das Kartuschengehäuse der Mehrkomponenten-Kartusche
adaptierbar auszuführen.
Dazu kann beispielsweise ein separates, becherförmiges Bodenstück, das
die Eintrittsöffnung
für das
Medium aufweist, dichtend an der dem Kopfstück abgewandten Seite der Mehrkomponenten-Kartusche
an der Außenwand
des Kartuschengehäuses
lösbar
befestigt sein. Dies hat den Vorteil, dass die Druckkammer mehrfach
verwendet werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Mehrkomponenten-Kartusche enthält die Druckkammer Druckgas,
das den Auspresskolben beaufschlagt. Dabei kann die Druckkammer
der Mehrkomponenten-Kartusche entweder im Werk bei der Herstellung
oder vor Ort durch den Anwender mit dem Druckgas befüllt werden.
Als Druckgas kann beispielsweise Druckluft eingesetzt werden. Abhängig von
dem Volumen der Druckkammer sowie vom dem Druck des komprimierten
Mediums kann die Druckkammer einmal oder mehrmals mit dem Druckgas gefüllt werden,
um die Komponenten der fließfähigen Masse
vollständig
aus der Mehrkomponenten-Kartusche auszupressen. Es ist auch möglich, die
Druckkammer der Mehrkomponenten-Kartusche permanent mit einem externen
Druckgasreservoir zu verbinden, was jedoch den Nachteil hat, dass
der Anwender in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist.
Weiterer Vorteil der Verwendung von Druckgas ist, dass die Mehrkomponenten-Kartusche
und/oder die ausgepresste fließfähige Masse
bei eventuellen Undichtigkeiten der Mehrkomponenten-Kartusche nicht
verunreinigt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Austrittsöffnung der
Mehrkomponenten-Kartusche ein Austrittsventil auf. Das Austrittsventil
verhindert im geschlossenen Zustand ein Ausströmen der mit Druck beaufschlagten
Komponenten der fließfähigen Masse
aus ihren Kammern. Es ist zum Ausbringen der fließfähigen Masse öffenbar,
wodurch deren Komponenten aus ihren Kammern durch Bewegen des Auspresskolbens
zu dem Kopfstück
des Kartuschengehäuses
hin durch die Austrittsöffnung
der Mehrkomponenten-Kartusche ausgepresst und einem an dem Kopfstück der Mehrkomponenten-Kartusche
befestigten Statikmischer zugeführt
werden. Nach dem Öffnen
des Austrittsventils expandiert das in der Druckkammer der Mehrkomponenten-Kartusche
befindliche, komprimierte Medium und verschiebt den Auspresskolben
zum Auspressen der fließfähigen Masse.
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Die
mindestens zwei Kammern der Mehrkomponenten-Kartusche zum Aufbewahren
der mindestens zwei Komponenten der fließfähigen Masse weisen jeweils
Austrittsöffnungen
für die
Komponenten auf. Die Austrittsöffnungen
können
nebeneinander und/oder ineinander angeordnet sein, wobei jede Austrittsöffnung mit
einem Austrittsventil verschließbar
ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
die mindestens zwei Kammern der Mehrkomponenten-Kartusche eine gemeinsame Austrittsöffnung für die fließfähige Masse
aufweisen, an der ein gemeinsames Austrittsventil für die mindestens
zwei Komponenten der fließfähigen Masse vorgesehen
ist.
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Dies
hat den Vorteil, dass mindestens ein Austrittsventil an dem Kartuschengehäuse einsparbar
ist, was zu einer Reduzierung der Herstellkosten der Mehrkomponenten-Kartusche führt. Dazu
werden Austrittskanäle
der Kammern der Mehrkomponenten-Kartusche
so ausgebildet, dass sie in die einzige Austrittsöffnung der
Mehrkomponenten-Kartusche münden,
an der das gemeinsame Austrittsventil angeordnet ist. So ist es
besonders einfach möglich, an
der Austrittsöffnung
eine Düse
oder Statikmischer mit einen Abzug zum Betätigen des Ventils vorzusehen,
wodurch die Mehrkomponenten-Kartusche einfach handhabbar ist.
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In
einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens
eine der zwei eigenstabilen Kammern der Mehrkomponenten-Kartusche derart
in Längsrichtung
deformierbar ausgebildet, dass ein der Austrittsöffnung gegenüberliegender Kammerboden
der deformierbaren Kammer zum Auspressen der Komponenten zur Austrittsöffnung der
Kammer hin bewegbar ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass
dazu eine Kammerwand der Kammer zumindest bereichsweise balgartig
ausgebildet ist.
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Die
Kammer verhält
sich beim Auspressen der Komponente im Wesentlichen wie eine bekannte Einkomponenten-Kartusche.
Sie weist dabei eine röhrenförmige bzw.
flaschenartige Form und eine über
ihre Länge
konstante Querschnittsfläche
auf, deren Kammerwand zumindest abschnittsweise faltenbalgartig
ausgebildet ist. Hierdurch wird eine definierte Deformation der
Kammerwand mit einem im Wesentlichen konstant bleibenden Außendurchmesser
beim Auspressen der Komponente aus der Kammer sichergestellt.
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Des
Weiteren wird nur ein Auspresskolben benötigt, der die äußere Kammer
dem Kopfstück
gegenüberliegend
dichtend abschließt
und dadurch einen besonders einfachen Aufbau der Mehrkomponenten-Kartusche
ermöglicht.
Der Kammerboden der deformierbaren inneren Kammer stützt sich
dabei auf der in Richtung des Kopfstücks weisenden Seite des gemeinsamen
Auspresskolbens ab, wodurch die innere Kammer beim Verschieben des
Auspresskolbens zur Austrittsöffnung
hin in Längsrichtung
zusammengedrückt
(gestaucht) wird.
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In
besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens
zwei Kammern der Mehrkomponenten-Kartusche, die sich in Längsrichtung
des Kartuschengehäuses
erstrecken, ineinander, insbesondere parallel zueinander in dem
Kartuschengehäuse
angeordnet. Durch diese vorteilhafte Anordnung können die Auspresskolben für die beiden
Kammern parallel zueinander angeordnet und zum Auspressen der fließfähigen Masse
gemeinsam und parallel zueinander verschoben werden, wodurch die
Austrittskolben einfach zu den zugehörigen Kammerwänden der
Kammern bzw. zu der Außenwand
des Kartuschengehäuses
hin abdichtbar sind.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand dreier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Die
dargestellten Figuren sind als vereinfachte schematische Darstellungen
zur Erläuterung
der Erfindung zu verstehen. Es zeigen:
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1 einen
Achsschnitt einer ersten erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche mit zwei
ineinander koaxial angeordneten nicht deformierbaren Kammern in
Einventilausführung;
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2 einen
Achsschnitt einer zweiten erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche mit einer äußeren nicht
deformierbaren und einer darin koaxial angeordneten deformierbaren
Kammer in Einventilausführung;
und
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3 einen
Achsschnitt einer dritten erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche mit einer äußeren nicht
deformierbaren und einer darin exzentrisch angeordneten deformierbaren
Kammer in Zweiventilausführung.
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In
den in den 1–3 dargestellten
erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartuschen 1 sind
jeweils zwei voneinander getrennte Kammern 2, 3 zum
getrennten Aufbewahren und zum gemeinsamen Auspressen von zwei nicht
dargestellten Komponenten einer fließfähigen, pastösen Masse vorgesehen. Die Kammern 2, 3 für die Komponenten
sind in einem zylindrischen Kartuschengehäuse 4 mit einem vorderen
Kopfstück 5 und
einem hinteren Boden 6 angeordnet, wobei das Kopfstück 5 und
der Boden 6 dicht mit einer Außenwand 7 der Mehrkomponenten-Kartusche 1 verbunden
sind.
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Das
Kopfstück 5,
der Boden 6 und die Außenwand 7 des
Kartuschengehäuses 4 der
Mehrkomponenten-Kartusche 1 können aus Metall oder Kunststoff
hergestellt sein. Die Kammern 2, 3 erstrecken
sich in dem Kartuschengehäuse 4 in
Längsrichtung
von dem Boden 6 zu dem Kopfstück 5 und weisen über ihre
Länge eine
konstante kreisförmige Querschnittsfläche auf.
Sie sind ineinander, insbesondere parallel zueinander in dem Kartuschengehäuse 4 der
Mehrkomponenten-Kartusche 1 angeordnet und weisen an ihren
vorderen, zum Kopfstück 5 weisenden
Seiten Austrittskanäle 8, 9 für die Komponenten
auf, die bei der Zweiventilausführung
in Austrittsöffnungen 10, 10' münden. Bei
den in 1 und 2 dargestellten Einventilausführungen
münden
die Austrittskanäle 8, 9 in
eine gemeinsame Austrittöffnung 10,
bei der in 3 dargestellten Mehrventilausführung münden die
Austrittkanäle 8, 9 in
jeweils eigene, nebeneinander angeordnete Austrittsöffnungen 10, 10'. In der Einventilausführung gemäß 1 sind
die Kammern 2, 3 koaxial ineinander angeordnet.
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Entsprechend
der Form und der Ausführungsform
des Kartuschengehäuses 4 und
der Kammern 2, 3 weist die Mehrkomponenten-Kartusche 1 Auspresskolben 11 bzw. 11, 11' mit kreisförmigen Querschnittsflächen auf,
die an einem zum Boden 6 weisenden Ende der Kammern 2, 3 angeordnet
sind. Es ist jedoch auch möglich,
das Kartuschengehäuse 4,
die Kammern 2, 3 und die Auspresskolben 11 bzw. 11, 11' der Mehrkomponenten-Kartusche 1 mit
anderen Querschnittsgeometrien auszubilden.
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An
dem Kopfstück 5 des
Kartuschengehäuses 4 sind
Austrittsöffnungen 10, 10' angeordnet, durch
die die Komponenten der nicht dargestellte fließfähige Masse ausgepresst werden.
Umlaufend um die Austrittsöffnung 10, 10' sind an das
Kopfstück 5 auf
der den Kammern 2, 3 gegenüberliegenden Seite je ein Befestigungsflansch 12 angeformt.
Der Befestigungsflansch 12 dient zur lösbaren Befestigung eines in
der Zeichnung nicht dargestellten Statikmischers und/oder einer
nicht dargestellten Verschlusskappe an der Mehrkomponenten-Kartusche 1.
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An
den zu dem Boden 6 der Mehrkomponenten-Kartusche 1 weisenden
Enden der Kammern 2, 3 sind, wie in der 1 dargestellt,
die Auspresskolben 11, 11' von dem Boden 6 des Kartuschengehäuses 4 beabstandet
angeordnet. Die Auspresskolben 11, 11 sind in
den nicht deformierbaren Kammern 2, 3 der Mehrkomponenten-Kartusche 1 in
Längsrichtung verschiebbar
und zu Kammerwänden 7, 13 durch nicht
dargestellte Dichtungen abgedichtet. Der Boden 6 bildet
mit den Auspresskolben 11, 11' und den daran angrenzenden Bereichen
der Kammerwände 7, 13 Druckkammern 14, 15 zur
Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Druckgases,
das zum Aufbau eines Auspressdruckes zum Auspressen der fließfähigen Masse
vorgesehen ist und mit den Auspresskolben 11, 11' in Wirkverbindung
steht.
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Die
Druckkammern 14, 15 sind durch die Auspresskolben 11, 11' von den Kammern 2, 3 mit den
darin aufbewahrten Komponenten getrennt und weisen an dem Boden 6,
der die Druckkammern 14, 15 auf der den Kammern 2, 3 gegenüberliegenden Seite
begrenzt; nicht dargestellte Eintrittsöffnungen mit einem Ventil zum
Füllen
der Druckkammern 14, 15 mit dem Druckgas auf.
Der Druck des Druckgases, das beispielsweise Druckluft sein kann,
beaufschlagt die Auspresskolben 11, 11' in Richtung
der Austrittsöffnung 10 und
baut in den Kammern 2, 3 ein dem Druck des Druckgases
entsprechenden Druck auf.
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Damit
die Komponenten nicht schon beim Füllen der Druckkammern 14, 15 aus
den Kammern 2, 3 ausgepresst werden, ist an der
Austrittsöffnung 10 der
Mehrkomponenten-Kartusche 1 ein Austrittsventil 16 vorgesehen,
das die Austrittsöffnung 10 verschließt und ein
unbeabsichtigtes Ausströmen
der Komponenten verhindert. Zum Ausbringen der fließfähigen Masse
ist im Bereich des Austrittsventils 16 ein Abzug 17 angeordnet,
mit dem der Anwender das Austrittsventil 16 öffnen kann.
Durch Betätigung
des Abzugs 17 wird das Austrittsventil 16 geöffnet, so dass
die Komponenten durch den Druck des Druckgases durch die Austrittsöffnung 10 aus
der Mehrkomponenten-Kartusche 1 ausgepresst werden. Dabei
werden die Auspresskolben 11, 11' von dem expandierenden Druckgas
kontinuierlich und gleichmäßig in Richtung
des Kopfstückes 5 des
Kartuschengehäuses 4 bewegt.
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Die 1, 2 zeigen
eine Einventilausführung
der erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche 1 bei
der die gemeinsame Austrittsöffnung 10 für die Komponenten
der fließfähigen Masse,
in die die Austrittskanäle 8, 9 der
Kammern 2, 3 münden
und mit der die Kammern 2, 3 kommunizieren, mit
einem gemeinsamen Austrittsventil 16 verschließ- und öffenbar
ist. Die in der 1 dargestellte Mehrkomponenten-Kartusche 1 weist
zwei nicht deformierbare Kammern 2, 3 mit festen
Kammerwänden 7, 13 auf,
die koaxial in dem Kartuschengehäuse 4 angeordnet
sind und die auf der den Austrittskanälen 8, 9 gegenüberliegenden
Seiten durch zwei ebenfalls koaxial angeordnete Auspresskolben 11, 11' begrenzt sind.
Gegenüber
den Kammern 2, 3 sind die zwei miteinander kommunizierende
Druckkammern 14, 15 vorgesehen.
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2 zeigt
eine andere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche 1.
Sie unterscheidet sich von der in der 1 dargestellten
Ausführung
dadurch, dass die innere Kammer 3 des Kartuschengehäuses 4 keine
feste Kammerwand 13 aufweist. Die Kammer 3 ist
einstückig
als Blasformteil ausgeführt
und in Längsrichtung des
Kartuschengehäuses 4 zusammendrückbar (stauchbar).
Die innere Kammer 3 weist auf der zu dem Boden 6 des
Kartuschengehäuses 4 weisenden Seite
einen Kammerboden 18 auf, der der Austrittsöffnung 10 gegenüberliegt
und zum Auspressen der darin aufbewahrten Komponente zur Austrittsöffnung 10 bewegbar
ist. Die Kammerwand 13 der inneren Kammer 3 ist über ihre
gesamte Länge
faltenbalgartig ausgebildet, so dass die Kammerwand 13 beim Bewegen
des Kammerbodens 18 in Richtung der Austrittsöffnung 10 definiert
zusammengedrückt wird.
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Der
Kammerboden 18 der inneren Kammer 3 liegt an dem
Auspresskolben 11 der Mehrkomponenten-Kartusche 1 an,
der die die innere Kammer 3 umgreifende Kammer 2 an
der dem Kopfstück 5 gegenüberliegenden
Seite abschließt.
Beim Auspressen der fließfähigen Masse
aus der Mehrkomponenten-Kartusche 1 presst der Druckgas
beaufschlagte Auspresskolben 11 die Komponenten aus beiden Kammern 2, 3 gleichmäßig in Richtung
des Kopfstückes 5 und
in die Austrittsöffnung 10 der
Mehrkomponenten-Kartusche 1. Dabei drückt er die innere Kammer 2 axial
zusammen. Die Mehrkomponenten-Kartusche 1 aus 2 benötigt nur
eine Druckkammer 14 und einen Auspresskolben 11.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche 1 in
einer Zweiventilausführung.
Der Aufbau und die Wirkweise der Mehrkomponenten-Kartusche 1 entspricht
im Wesentlichen der in der 2 dargestellten
Ausführungsform,
die vorstehend beschrieben ist. Sie unterscheidet sich jedoch von
dieser dadurch, dass die innere Kammer 3 exzentrisch in
der äußeren Kammer 2 des
Kartuschengehäuses 4 angeordnet
ist und die Austrittskanäle 8, 9 der
Kammern 2, 3 nicht in eine gemeinsame Austrittsöffnung 10 münden. Stattdessen
weist das Kopfstück 5 des Kartuschengehäuses 4 zwei
voneinander getrennte Austrittsöffnungen 10, 10' für die voneinander
getrennten Kammern 2, 3 auf, mit denen die Kammern 2 bzw. 3 kommunizieren.
An den Austrittsöffnungen 10, 10' ist je ein
Austrittsventil 16, 16' vorgesehen, das zum Ausbringen
der fließfähigen Masse öffenbar ist
und auf die der Anwender gleichzeitig mit einem gemeinsamen Abzug 17 öffnen kann.