DE102011056608A1

DE102011056608A1 - Misch- und Kartuschen-Füllvorrichtung

Info

Publication number: DE102011056608A1
Application number: DE102011056608A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Reusch; Karl-Heinz Rueckeshaeuser
Original assignee: CAS CHEMOTECHNISCHE ABPACK SERVICE GmbH; CAS Chemotechnische Abpack-Service- GmbH
Current assignee: CAS CHEMOTECHNISCHE ABPACK SERVICE GmbH; CAS Chemotechnische Abpack-Service- GmbH
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: DE102011056608B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Füllen einer Leerkartusche mit einem Gemisch, insbesondere einer Dicht- und/oder Klebmasse, aus zumindest zwei fließfähigen Substanzen (3, 4), c. mit einer ersten Aufnahme (5) für einen ersten Vorratsbehälter (6), in dem sich eine erste fließfähige Substanz (3) befindet, d. mit einer zweiten Aufnahme (7) für einen zweiten Vorratsbehälter (8), in dem sich eine zweite fließfähige Substanz (4) befindet, e. mit einem ersten Kolben (9), der dazu ausgebildet und angeordnet ist, auf die in dem ersten Vorratsbehälter (6) befindliche Substanz Druck auszuüben, f. mit einem zweiten Kolben (10), der dazu ausgebildet und angeordnet ist, auf die in dem zweiten Vorratsbehälter (8) befindliche Substanz Druck auszuüben, g. mit einer Mischvorrichtung (11), die die unter Druck stehenden Substanzen empfängt und vermischt und h. mit einer an einen Ausgang der Mischvorrichtung (11) angeschlossenen dritten Aufnahme (16) für eine zu befüllende Leerkartusche (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche mit einem Gemisch, insbesondere einer Dicht- und/oder Klebmasse, aus zumindest zwei fließfähigen, insbesondere pastösen, Stoffen.
In vielen Einsatzbereichen ist es üblich, Dicht- oder Klebstoffe – beispielsweise zum Einkleben von Fensterscheiben – aus einer Kartusche heraus auszubringen. Oft handelt es sich bei den Dicht- oder Klebstoffen um Zweikomponenten-Materialien, die sobald die Komponenten miteinander vermischt sind, sofort verarbeitet werden müssen, weil die angemischten Dicht- oder Klebstoffe in kurzer Zeit aushärten. Beispielsweise beträgt die Verarbeitungsdauer bei Fensterscheiben-Kleber üblicherweise nur ca. 20 Minuten.
Bislang ist es üblich, die zu vermischenden Substanzen zeitlich unmittelbar vor Durchführung der Kleb- oder Dichtarbeiten anzurühren. Das Anmischen erfolgt in der Kartusche mit einer speziell angepassten Rührspindel, die in das Bohrfutter einer Bohrmaschine eingesetzt wird.
Beispielsweise ist aus DE 101 27 625 A1 ein Verfahren zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Dichtmasse bzw. Klebstoffmasse mit einer Kartusche bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein rohrförmiger Mischstab verwendet, der zum Einbringen und Mischen der Komponenten in der Kartusche sowohl auf und ab bewegt wird, als auch gedreht wird.
Diese Art der Vorbereitung einsatzfähiger Kartuschen ist sehr aufwendig und hat darüber hinaus den besonderen Nachteil, dass in der Regel mindestens zwei Mitarbeiter erforderlich sind; nämlich ein Mitarbeiter, der die Dicht- oder Klebearbeiten ausführt und ein weiterer Mitarbeiter, der zeitgleich weitere Kartuschen vorbereitet. In aller Regel kann ein einziger Mitarbeiter nicht beide Arbeiten übernehmen, weil sonst die Klebe- oder Dichtarbeiten – insbesondere mit Hinblick auf die kurzen Verarbeitungsdauern der Dicht- bzw. Klebstoffe – zu lange unterbrochen werden müssten.
Unter der Produktbezeichnung Conti Flow Cartridge wird ein Kartuschenbefüllsystem von der Firma Reinhardt-Technik vertrieben. Das Kartuschenbefüllsystem besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten, nämlich aus einer Basisstation, in die zwei Förderanlagen einsetzbar sind. Jede der Förderanlagen weist eine eigene Zahnraddosierpumpe auf, um viskoses Material jeweils aus einem 20 Liter Anliefergebinde herauszufördern. Das herausgeförderte Material wird über Schlauchleitungen zu einem dynamischen Einwegmischer verbracht. Das Kartuschenbefüllsystem hat den Nachteil, dass es ein sehr hohes Gesamtgewicht von ca. 160 kg aufweist und deshalb in aller Regel vor dem Transport in seine Einzelkomponenten zerlegt werden muss. Darüber hinaus benötigt das bekannte Kartuschenbefüllsystem eine aufwendige elektronische Steuerung und ist außerdem aufgrund seiner Komplexität nur umständlich handhabbar und anfällig für Störungen.
Aus DE 10 2006 040 507 A1 ist ein Verfahren zur farblichen Einstellung des Inhalts einer einzelnen Silikonkartusche sowie eine Vorrichtung zur Befüllung einer Silikonkartusche bekannt. Die Vorrichtung weist zwei jeweils mit einer Spindel angetriebene Pressvorrichtungen zum Ausdrücken einerseits von Silikon und andererseits einer Farbkomponente aus unterschiedlichen Behältern auf. Die ausgepressten Komponenten werden einer Mischkammer zugeführt, wobei das Mischungsverhältnis durch Auswahl der Radialöffnungen zwischen der Mischkammer und den benachbarten Aufnahmen für die Vorratsbehälter der zu mischenden Komponenten bestimmt wird.
Aus DE 39 29 608 A1 ist eine Vorrichtung zum stetigen Fördern von zwei pastösen Komponenten eines Zweikomponentendicht- und Klebstoffes für das Verkleben von Glasscheiben in einem vorgegebenen Mengenverhältnis aus zwei Vorratsbehältern zu einer Düse bekannt. Die Vorrichtung weist zwei Drehkolbenpumpen zum Fördern der zu mischenden Komponenten auf. Die beiden Drehkolbenpumpen sind miteinander synchronisiert und hinsichtlich ihrer Förderleistungen auf das vorgegebene Mengenverhältnis der beiden Substanzen abgestimmt.
Aus DE 2 427 249 A ist eine Maschine zum Aufbereiten und Abfüllen eines Füllgutes, insbesondere vom Zweikomponentenkitt, in Kartuschen bekannt. Es ist ein Rührwert vorgesehen, um die zu mischenden Komponenten in einem oben offenen Behälter – ähnlich wie Kuchenteig – miteinander zu verrühren. Nach dem Verrühren wird das Gemisch in Kartuschen abgefüllt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche anzugeben, die zuverlässig und robust ausbildbar ist und die darüber hinaus einfach und ohne die Gefahr von Fehlbedienungen handhabbar ist und die auch von einem einzelnen Monteur eingesetzt werden kann, der zusätzlich mit der Verarbeitung eines bereits fertigen Gemischs betraut ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche mit einem Gemisch aus zumindest zwei fließfähigen Substanzen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie äußerst einfach und robust aufgebaut sein kann. Insbesondere kann in erfindungsgemäßer Weise auf die Verwendung von komplizierten, modulartig eingesetzten Dosierpumpen und deren aufwendige elektronische Steuerung verzichtet werden.
Es sei klargestellt, dass mit dem Begriff „fließfähige Substanzen” im Sinne dieser Anmeldung auch solche, insbesondere pastösen, Substanzen umfasst sind, die nur durch das Ausüben eines äußeren Drucks, beispielsweise aus einem Vorratsbehälter zu einer Mischvorrichtung, fließen. Daher sind mit dem Begriff „fließfähige Substanzen” im Sinne dieser Anmeldung auch, insbesondere pastöse, Substanzen umfasst, die unter ausschließlicher Einwirkung der Gewichtskraft nicht fließen.
Anstelle von aufwendigen Dosierpumpen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Prinzip ausgenutzt, mit Kolbendruck auf eine in einem Vorratsbehälter befindliche Substanz derart auszuüben, dass die Substanz durch eine Auslassöffnung herausbefördert wird. Die Zugrundelegung dieses Funktionsprinzips bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet eine einfache, robuste und zuverlässige Funktion, insbesondere auch im Dauerbetrieb.
Bei einer zuverlässig und robust ausbildbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der erste Kolben und der zweite Kolben an einem gemeinsamen, ersten Halteelement angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Kolben und der zweite Kolben relativ zueinander unbeweglich an dem ersten Halteelement angeordnet sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, die eine Fehlbedienung in Bezug auf das Einstellen des Mischungsverhältnisses vermeidet, ist vorgesehen, dass das Mischungsverhältnis der ersten und zweiten Substanz – vorzugsweise ausschließlich – durch das Verhältnis der Pressflächen der Kolben bestimmt ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, die Kolben mit unterschiedlich großen Pressflächen jeweils passgenau in Vorratsbehälter mit einem Innenquerschnitt eintauchen, der im Wesentlichen der jeweiligen Pressfläche des zugeordneten Kolbens entspricht. Werden die beiden Kolben gleichzeitig und synchron in die Vorratsbehälter bewegt, in denen sich – vorzugsweise mit identischem Füllstand – die fließfähigen Substanzen befinden, so wird auf die fließfähigen Substanzen jeweils ein Druck ausgeübt. Bei gleicher Vorwärtsbewegung der mit unterschiedlich großen Pressflächen versehenen Kolben, wird jedoch zwangsläufig eine unterschiedlich große Menge an fließfähiger Substanz aus jedem der Vorratsbehälter herausgedrückt. Das Verhältnis der Volumina der herausgedrückten Substanzen entspricht im Wesentlichen dem Verhältnis der Größe der Pressflächen zueinander. Hierbei spielt es zur Verwirklichung des Funktionsprinzips keine Rolle, ob die Kolben relativ zu den Vorratsbehältern bewegt werden oder umgekehrt. Jedoch kann es – wie weiter unten noch genauer aufgezeigt wird – erfindungsgemäß von Vorteil sein, die Vorratsbehälter relativ zu feststehenden Kolben zu bewegen.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die erste Aufnahme und/oder die zweite Aufnahme zum Aufnehmen je eines als Dose ausgeführten Vorratsbehälters ausgebildet.
Insbesondere im Hinblick darauf, wenig Abfall zu produzieren kann insbesondere vorgesehen sein, dass das die erste Aufnahme und/oder die zweite Aufnahme einen, insbesondere abnehmbaren, wiederverwendbaren und formstabilen Becher aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Vorratsbehälter mit einer – vorzugsweise für den Becher passgenauen – flexiblen Hülle, insbesondere einer Hülle zur Einmalverwendung, aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform kann als Vorratsbehälter beispielsweise eine flexible, insbesondere einer Tüte, dienen, die derart ausgebildet ist, dass sie weitgehend formschlüssig an der Innenseite des Bechers anliegt. Diese Ausführungsform hat darüber hinaus den ganz besonderen Vorteil, dass nicht für jedes Mischungsverhältnis entsprechende Dosen – gegebenenfalls durch teure Einzelanfertigung – hergestellt werden müssen, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn eigentlich nur eine Dose mit einem Sondermaß erforderlich wäre.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Aufnahme und/oder die zweite Aufnahme zum Aufnehmen eines Vorratsbehälters ausgebildet ist, der einen formstabilen, insbesondere wiederverwendbaren, Becher und eine darin angeordnete flexiblen Hülle, insbesondere einer Hülle zur Einmalverwendung, aufweist.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Becher trichterförmig ausgebildet und/oder weist einen trichterförmigen Rand auf. Dies erleichtert das Einführen des jeweiligen Presskolbens.
Insbesondere zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Mischungsverhältnisse bzw. unterschiedlicher Durchmesser der Vorratsbehälter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Größe und/oder Form der Pressfläche des ersten Kolbens und/oder des zweiten Kolbens einstellbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein anderer erster Kolben vorgesehen ist, gegen den der erste Kolben austauschbar ist und dessen Pressfläche eine andere Größe und/oder Form als der erste Kolben aufweist, und/oder dass ein anderer zweiter Kolben vorgesehen ist, gegen den der zweite Kolben austauschbar ist und dessen Pressfläche eine andere Größe und/oder Form als der zweite Kolben aufweist.
Wie bereits geschildert, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders vorteilhaft mit einem Set aus gefüllten Vorratsbehältern – vorzugsweise mit gleichem Befüllstand – verwendet werden, bei dem die Innenquerschnittsflächen der Vorratsbehälter den Pressflächen der zugeordneten Kolben entsprechen.
Es ist jedoch auch möglich, Vorratsbehälter zu verwenden, bei denen diese Bedingung nicht zutrifft. In einem solchen Fall ist erfindungsgemäß ein Adapter vorgesehen, der beispielsweise derart ausgebildet sein kann, dass er einen rohrförmigen Abschnitt aufweist, dessen Innenquerschnitt der Pressfläche des zugeordneten Kolbens entspricht. Darüber hinaus weist der Adapter ein ringförmiges Deckelteil auf, dessen Außenkontur dazu bestimmt ist, den Vorratsbehälter druckdicht zu verschließen. Das ringförmige Deckelteil weist darüber hinaus eine Durchgangsöffnung auf, die in das Innere des rohrförmigen Teils mündet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme an einem gemeinsamen zweiten Halteelement angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme relativ zueinander unbeweglich an dem gemeinsamen zweiten Halteelement angeordnet sind.
Bei einer einfach und robust umsetzbaren Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme während eines Befüllvorganges gemeinsam und synchron – vorzugsweise motorisch und/oder hydraulisch angetrieben – relativ zu dem ersten und zweiten Kolben bewegen.
In vorteilhafter Weise kann auch vorgesehen sein, dass sich das zweite Halteelement während eines Befüllvorgangs – vorzugsweise motorisch angetrieben – auf das feststehende erste Halteelement zubewegt. Insbesondere, wenn die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme fest und relativ zueinander unbeweglich an einem zweiten Halteelement angeordnet sind, während die Kolben – relativ zueinander unbeweglich – an einem ersten Halteelement angeordnet sind, ist erfindungsgemäß gewährleistet, dass die Kolben und die Aufnahmen – bzw. die darin aufgenommenen Vorratsbehälter – exakt zueinander synchron bewegt werden. Hiermit ist insbesondere sichergestellt, dass der Mischvorrichtung genau die zur Herstellung eines exakten Mischungsverhältnisses nötigen Mengen an zu mischende Substanzen zugeführt wird. Eine Fehlbedienung in Bezug auf das Mischungsverhältnis ist hierdurch erfindungsgemäß ausgeschlossen.
Wie bereits erwähnt, kommt es in Bezug auf das Herstellen eines exakten Mischungsverhältnisses lediglich darauf an, dass die Relativbewegung der Kolben zu den Aufnahmen gemeinsam und synchron erfolgt. Keine Rolle spielt es, ob das zweite Halteelement relativ zu dem ersten Halteelement bewegt wird, oder ob umgekehrt, das erste Halteelement relativ zu dem zweiten Halteelement bewegt wird.
Natürlich ist es auch möglich, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme und/oder der erste Kolben und der zweite Kolben nicht fest miteinander verkoppelt sind und dass mit Hilfe einer besonderen Steuerung, die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme oder den ersten Kolben und den zweiten Kolben, beispielsweise mit separaten Antrieben, gesteuert werden. Bei einer solchen Ausführung erfolgt die gesteuerte Bewegung der genannten Bauteile jedoch vorzugsweise derart, dass das gewünschte Mischungsverhältnis zustande kommt. Beispielsweise kann eine zentrale elektronische Steuerungsvorrichtung vorgesehen sein, die die Bewegungen steuert oder regelt.
Von besonderem Vorteil ist jedoch eine mechanische Verkopplung der genannten Bauteile derart, dass – wie bereits erwähnt – von dem vorgegebenen Mischungsverhältnis gar nicht mehr abgewichen werden kann.
Bei einer ganz besonders robusten und funktionssicher aufbaubaren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Halteelement einen Rahmen aufweist oder an einem Rahmen angeordnet ist, an und/oder in dem das zweite Halteelement verschiebbar geführt ist. Insbesondere kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Rahmen U-förmig ausgebildet ist, wobei die beiden Schenkel des U-förmigen Rahmens gleichzeitig als Führungen für das zweite Halteelement dienen, das zwischen den beiden Schenkeln, parallel zu dem Mittelteil des U-förmigen Rahmens verschiebbar angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann zusätzlich vorgesehen sein, dass der U-förmige Rahmen, beispielsweise an den freien Enden der Schenkel mit Rädern versehen ist, um die Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche – insbesondere nach Art einer Sackkarre – rollend transportieren zu können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der erste Kolben eine erste Auslassöffnung für die unter Druck stehende Substanz aufweist und/oder dass der zweite Kolben eine zweite Auslassöffnung für die unter Druck stehende zweite Substanz aufweist. Eine solche Ausführungsform hat den ganz besonderen Vorteil, dass in den Vorratsbehältern keine Auslassöffnungen vorgesehen sein müssen. Vielmehr können diese deswegen beispielsweise als einfache Blechdosen ausgebildet sein. Ein weiterer Vorteil einer solchen Ausführung besteht darin, dass – insbesondere wenn die Kolben ortsfest zu der Mischvorrichtung angeordnet sind – keine in der Länge variablen Leitungen oder spiralförmige – also flexible – Leitungen verwendet werden müssen. Vielmehr bleibt erfindungsgemäß der Abstand zwischen den Auslassöffnungen und der Mischvorrichtung unabhängig von der Relativbewegung der Kolben relativ zu den Aufnahmen stets konstant, sodass die Leitungen zwischen den Auslassöffnungen und der Mischvorrichtung auch nicht durch ständige Bewegung belastet sind.
Insoweit kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass an die erste Auslassöffnung eine mit einem ersten Eingang der Mischvorrichtung verbundene erste Leitung für die erste Substanz, insbesondere eine erste Schlauchleitung, angeschlossen ist und/oder dass an die zweite Auslassöffnung eine mit einem zweiten Eingang der Mischvorrichtung verbundene zweite Leitung für die zweite Substanz, insbesondere eine zweite Schlauchleitung, angeschlossen ist.
Besonders vorteilhaft und ergonomisch ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der in der Arbeitsstellung und während eines Befüllvorgangs der Vorrichtung die – vorzugsweise ortsfesten – Kolben nach unten gerichtet sind und bei der sich die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme – vorzugsweise motorisch angetrieben – während des Befüllvorgangs nach oben bewegen. Eine solche Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass – wie bereits erwähnt, die Kolben ortsfest zu einer Mischvorrichtung angeordnet sein können. Insbesondere ermöglicht eine solche Ausführungsform die Anordnung der Mischvorrichtung samt der dritten Aufnahme für eine Leerkartusche oberhalb der Kolben, sodass für die dritte Aufnahme eine ergonomische Arbeitshöhe erreicht wird. Der Benutzer ist demgemäß nicht gezwungen, sich zum Entnehmen oder Einsetzen der Leerkartusche zu bücken.
Die Verwendung von nach unten gerichteten – vorzugsweise ortsfesten – Kolben hat den weiteren Vorteil, dass die Vorratsbehälter in einer mit der Öffnung nach oben gerichteten Position verwendet werden können und demgemäß nicht gedreht werden müssen, sodass nicht die Gefahr des Auslaufens des Inhalts besteht.
In vorteilhafter Weise kann die Mischvorrichtung und/oder die dritte Aufnahme – insbesondere oberhalb der Kolben – an dem ersten Halteelement angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform kommt mit besonders wenigen Rahmenbauteilen aus und ist dennoch ergonomisch besonders gut zu handhaben.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorteilhaft eine Antriebsvorrichtung vorgesehen sein, die die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme relativ zu den – vorzugsweise feststehenden Kolben bewegt. Insbesondere kann für den Fall, dass die feststehenden Kolben an einer ersten Haltevorrichtung angeordnet sind, während die Aufnahmen an einer zweiten Haltevorrichtung angeordnet sind, vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung das Halteelement relativ zu dem – vorzugsweise feststehenden – ersten Halteelement bewegt. Für die Übertragung der Bewegungskräfte kann insbesondere ein Spindeltrieb oder ein Zahnstangentrieb vorgesehen sein. Es ist – neben vielen weiteren Möglichkeiten der Kraftübertragung – auch möglich, die genannten Bauteile pneumatisch oder hydraulisch zu bewegen.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen einer Leerkartusche ist die Antriebsvorrichtung im unteren Bereich, beispielsweise zwischen oder knapp über Rädern oder Abstellfüßen angeordnet. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung unterhalb der Aufnahmen und/oder unterhalb des zweiten Halteelements angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass der Schwerpunkt der Gesamtvorrichtung sehr tief liegt und die gesamte Vorrichtung zum Befüllen einer Leerkartusche einerseits nicht zum Umkippen neigt und andererseits leicht – beispielsweise nach Art einer Sackkarre – transportiert oder aufgestellt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die dritte Aufnahme durch einen ersten Haltekörper und einen zweiten Haltekörper gebildet, zwischen denen eine Leerkartusche einspannbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die dritte Aufnahme durch einen ersten Haltekörper und einen zweiten Haltekörper gebildet ist, deren Abstand zum Aufnehmen unterschiedlich großer Leerkartuschen veränderbar ist.
Besonders einfach, zuverlässig und leicht zu reinigen ist eine Ausführungsform, bei der das Gemisch während eines Befüllvorgangs durch einen der Haltekörper hindurch in die Leerkartusche gelangt. Ein solcher Haltekörper kann beispielsweise scheibenförmig ausgebildet sein, wobei der Außenumfang der Scheibe mit einer Dichtung, die sich dichtend in eine Öffnung der Leerkartusche einfügt, versehen ist und wobei dieser Haltekörper eine Durchgangsbohrung aufweist, durch die das Gemisch in die Leerkartusche eintreten kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, die die Antriebsvorrichtung bei Erreichen eines Soll-Füllstandes der Leerkartusche abschaltet. Eine solche Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass das Befüllen nach dem Einlegen einer Leerkartusche de facto vollkommen automatisch und sich selbst überlassen erfolgen kann. Insbesondere besteht nicht die Gefahr, dass die Kartusche überfüllt wird oder gar durch zu hohen Innendruck beschädigt wird. Vielmehr kann der Benutzer den Befüllvorgang in Gang setzen und sich während des Befüllvorgangs den Dicht- oder Klebearbeiten vollkommen widmen, weil er sicher sein kann, dass der Befüllvorgang automatisch abgeschaltet wird, sobald die eingesetzte Leerkartusche befüllt ist. Insbesondere kann – alternativ oder zusätzlich – vorgesehen sein, dass ein akustisches Signal oder ein optisches Signal ausgegeben wird, sobald die eingesetzte Leerkartusche befüllt ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Benutzer den Sollfüllstand vorgibt. Beispielsweise kann der Benutzer eine Leerkartusche von der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur teilweise füllen lassen, wenn er weiß, dass er nicht die Menge an Gemisch benötigt, die einer vollständigen Kartuschenfüllung entspricht.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform erfolgt nicht nur ein Abschalten des Befüllvorgangs bei Erreichen eines Soll-Füllstandes, sondern auch ein Drucklosschalten des Systems und insbesondere der Kartusche dadurch, dass bei Erreichen eines Soll-Füllstandes der Leerkartusche die Bewegungsrichtung der Relativbewegung von Kolben und Aufnahmen für einen vorbestimmten oder vorbestimmbaren Rückweg umgekehrt wird. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass nicht die Gefahr besteht, dass durch noch im System befindlichen Überdruck Kleinmengen, beispielsweise beim Entnehmen der Leerkartusche, ungewollt austreten.
Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft mit Rädern ausgerüstet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung genau zwei Räder aufweist und/oder dass die Vorrichtung nach Art einer Sackkarre rollbar und/oder abstellbar aufgebaut ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann besonders vorteilhaft mit einem Vorratsbehälter, der speziell auf die Vorrichtung hinsichtlich Größe und Befüllung abgestimmt ist, oder mit einem Set, bestehend aus zwei Vorratsbehältern, die speziell auf die Vorrichtung hinsichtlich Größe und Befüllung abgestimmt sind, betrieben werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Vorratsbehälter bzw. wenigstens einer der Vorratsbehälter des Sets eine flexible Hülle, insbesondere einen passgenauen für einen Becher einer der Aufnahmen, insbesondere eine Hülle zur Einmalverwendung, aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Innen-Querschnittsflächen der Vorratsbehälter den Pressflächen der Kolben entsprechen und/oder dass das Verhältnis der Querschnittsflächen der Vorratsbehälter dem Mischungsverhältnis des herzustellenden Gemischs entspricht.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Füllstandshöhen der Vorratsbehälter eines solchen Sets – insbesondere dann, wenn die Kolben auf gleicher Höhe und relativ zueinander ortsfest angeordnet sind – genau gleich sind. Hierdurch wird vermieden, dass zunächst lediglich eine Substanz gefördert wird und das anfänglich hergestellte Gemisch de facto unbrauchbar ist.
Als Mischvorrichtung können Mischvorrichtungen unterschiedlicher Typen eingesetzt werden. Besonders robust und zuverlässig ist ein Mischer mit einem motorisch angetriebenen Mischrad, das sich in einer Mischkammer, in die die zu vermischenden Substanzen eingebracht werden, dreht. Vorzugsweise weist die Mischkammer einen Ausgang auf, der direkt oder indirekt an die dritte Aufnahme für die Leerkartusche angeschlossen ist.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche in der Grundstellung,
2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche während eines Befüllvorgangs und
3 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche während eines Befüllvorgangs.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Füllen einer Leerkartusche 2 mit einem Gemisch aus einer ersten fließfähigen Substanz 3 und einer zweiten fließfähigen Substanz 4. Die Vorrichtung weist eine erste Aufnahme 5 für einen ersten Vorratsbehälter 6, in dem sich die erste fließfähige Substanz 3 befindet, auf. Die Vorrichtung weist darüber hinaus eine zweite Aufnahme 7 für einen zweiten Vorratsbehälter 8 auf, in dem sich die zweite fließfähige Substanz 4 befindet.
Die Vorrichtung 1 weist außerdem einen ersten Kolben 9 auf, der über der ersten Aufnahme 5 angeordnet ist. Der erste Kolben 9 ist dazu ausgebildet und angeordnet, auf die erste Substanz 3, die sich in dem ersten Vorratsbehälter 6 befindet, Druck auszuüben.
Die Vorrichtung 1 weist außerdem einen zweiten Kolben 10 auf, der sich über der zweiten Aufnahme 7 befindet. Der zweite Kolben 10 ist dazu ausgebildet und angeordnet, auf die zweite Substanz 4, die sich in dem zweiten Vorratsbehälter 8 befindet, Druck auszuüben. Die gezeigte Vorrichtung ist mit einer Mischvorrichtung 11 ausgerüstet, die eine Mischkammer 12 aufweist. Jeder der Kolben 8, 9 weist eine Auslassöffnung 13 auf, die über jeweils eine Schlauchleitung 14 an die Mischkammer 12 der Mischvorrichtung 11 angeschlossen sind. In der Mischkammer 12 befindet sich ein nicht dargestelltes Mischrad, das von einem Mischmotor 15 gedreht wird. Die Mischvorrichtung 11 ist dazu ausgebildet, die unter Druck stehenden Substanzen 3, 4 zu empfangen und zu vermischen. An den Ausgang der Mischvorrichtung 11 schließt sich eine dritte Aufnahme 16 für eine zu befüllende Leerkartusche 2 an. Die dritte Aufnahme 16 weist einen ersten Haltekörper 17 und einen zweiten Haltekörper 18 auf, zwischen denen die Leerkartusche 2 einspannbar ist. Darüber hinaus ist der zweite Haltekörper derart verschiebbar gelagert, dass unterschiedlich große Leerkartuschen 2 zwischen dem ersten Haltekörper und dem zweiten Haltekörper aufgenommen werden können. Der erste Haltekörper weist eine Durchgangsbohrung 19 auf, durch die hindurch das von der Mischvorrichtung 11 hergestellte Gemisch in die Leerkartusche 2 eintreten kann. Darüber hinaus ist der Umfang des ersten Haltekörpers 17 mit einer Dichtung versehen, um das ungewollte Austreten von gemischtem Material aus der Leerkartusche zu verhindern. Der erste Kolben 9 und der zweite Kolben 10 sind gemeinsam und relativ zueinander unbeweglich an einem ersten Halteelement 20, nämlich am Mittelteil eines U-förmigen Rahmens 21, angeordnet. An den freien Enden des U-förmigen Rahmens 21 sind Räder 22 derart angeordnet, dass die Vorrichtung nach Art einer Sackkarre fahrbar ist.
Die erste Aufnahme 5 und die zweite Aufnahme 7 sind gemeinsam an einem zweiten Haltelement 23 relativ zueinander unbeweglich angeordnet. Jeweils ein Ende des zweiten Halteelements 23 ist in einem der Schenkel des U-förmigen Rahmens 21 verschiebbar gelagert. Hierdurch ist gewährleistet, dass das zweite Halteelement 23 mit der ersten Aufnahme 5 und der zweiten Aufnahme 7 gleichmäßig und synchron relativ zu dem ersten Kolben 9 und dem zweiten Kolben 10 beweglich ist. Die Schenkel des U-förmigen Rahmens 21 tragen außerdem eine unterhalb des zweiten Halteelements 23 angeordnete Antriebsvorrichtung 24, die dazu ausgebildet und bestimmt ist, das zweite Halteelement 23 mit Hilfe von in den Schenkeln des U-förmigen Rahmens 21 angeordneten Spindeltrieben 25 nach oben oder nach unten zu bewegen.
Zum Starten des Befüllvorgangs wird zunächst eine Leerkartusche 2 in der dritten Aufnahme 16 angeordnet. Anschließend wird das zweite Halteelement 23 angetrieben von der Antriebsvorrichtung 24 nach oben bewegt. Da die Füllstandshöhe des ersten Vorratsbehälters 6 und die Füllstandshöhe des zweiten Vorratsbehälters 8 identisch sind, ist gewährleistet, dass aus beiden Vorratsbehältern sofort die jeweilige Substanz 3, 4 – im richtigen Mischungsverhältnis zueinander – aus den Auslassöffnungen 13 austreten und über die Schlauchleitungen 14 zu der Mischvorrichtung 11 gelangen. Dieser Vorgang ist in 2 dargestellt.
Sobald die Leerkartusche ihren Soll-Füllstand erreicht hat, was mit Hilfe eines Endschalters 26 registriert wird, schaltet eine elektronische – nicht dargestellte – Steuerung die Antriebsvorrichtung 24 und den Mischantrieb 15 zunächst ab. Anschließend wird das zweite Halteelement 23, angetrieben von der Antriebsvorrichtung 24, zur Druckentlastung ein kleines Stück nach unten fahren. Anschließend kann die gefüllte Kartusche entnommen werden.
3 zeigt eine andere Vorrichtung 1 zum Füllen einer Leerkartusche 2. Bei dieser Vorrichtung wird das zweite Halteelement 23 statt durch Antriebsspindeln durch eine Hydraulikzylinderanordnung 27 bewegt.
Die Hydraulikzylinderanordnung 27 ist relativ zu dem zweiten Halteelement 23 außermittig angeordnet, um der ungleichen Krafteinwirkung auf das zweite Halteelement 23, die durch die unterschiedliche großen Pressflächen der Kolben 9, 10 bedingt ist, gerecht zu werden und ein Verkanten des zweiten Halteelements 23 zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zum Füllen einer Leerkartusche
2: Leerkartusche
3: Erste Substanz
4: Zweite Substanz
5: Erste Aufnahme
6: Erster Vorratsbehälter
7: Zweite Aufnahme
8: Zweiter Vorratsbehälter
9: Erster Kolben
10: Zweiter Kolben
11: Mischvorrichtung
12: Mischkammer
13: Auslassöffnungen
14: Schlauchleitungen
15: Mischantrieb
16: Dritte Aufnahme
17: Erster Haltekörper
18: Zweiter Haltekörper
19: Durchgangsbohrung
20: Erstes Halteelement
21: U-förmiger Rahmen
22: Räder
23: Zweites Halteelement
24: Antriebsvorrichtung
25: Antriebsspindeln
26: Endschalter
27: Hydraulikzylinderanordnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10127625 A1 [0004]
DE 102006040507 A1 [0007]
DE 3929608 A1 [0008]
DE 2427249 A [0009]

Claims

Vorrichtung (1) zum Füllen einer Leerkartusche mit einem Gemisch, insbesondere einer Dicht- und/oder Klebmasse, aus zumindest zwei fließfähigen, insbesondere pastösen, Substanzen (3, 4), a. mit einer ersten Aufnahme (5) für einen ersten Vorratsbehälter (6), in dem sich eine erste fließfähige Substanz (3) befindet, b. mit einer zweiten Aufnahme (7) für einen zweiten Vorratsbehälter (8), in dem sich eine zweite fließfähige Substanz (4) befindet, c. mit einem ersten Kolben (9), der dazu ausgebildet und angeordnet ist, auf die in dem ersten Vorratsbehälter (6) befindliche Substanz Druck auszuüben, d. mit einem zweiten Kolben (10), der dazu ausgebildet und angeordnet ist, auf die in dem zweiten Vorratsbehälter (8) befindliche Substanz Druck auszuüben, e. mit einer Mischvorrichtung (11), die die unter Druck stehenden Substanzen empfängt und vermischt und f. mit einer an einen Ausgang der Mischvorrichtung (11) angeschlossenen dritten Aufnahme (16) für eine zu befüllende Leerkartusche (2), wobei das Mischungsverhältnis der ersten und zweiten Substanz (3, 4) – vorzugsweise ausschließlich – durch das Verhältnis der Pressflächen der Kolben (9, 10) bestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (9) und der zweite Kolben (10) an einem gemeinsamen, ersten Haltelement (20) angeordnet sind und/oder dass der erste Kolben (9) und der zweite Kolben (10) – relativ zueinander unbeweglich – an einem gemeinsamen ersten Haltelement (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (9, 10) die Substanzen (3, 4) bei gleicher Vorwärtsbewegung aus dem Vorratsbehälter (6, 8) herausdrücken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahme (5) und/oder die zweite Aufnahme (7) zum Aufnehmen je einer Dose ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Adapter für den Fall vorgesehen ist, dass der Querschnitt der Dose größer ist, als die Pressfläche des zugeordneten Kolbens (9, 10).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. das die erste Aufnahme (5) und/oder die zweite Aufnahme (7) einen, insbesondere abnehmbaren, wiederverwendbaren und formstabilen Becher aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Vorratsbehälter mit einer – vorzugsweise für den Becher passgenauen – flexiblen Hülle, insbesondere einer Hülle zur Einmalverwendung, aufzunehmen oder dass b. die erste Aufnahme (5) und/oder die zweite Aufnahme (7) zum Aufnehmen eines Vorratsbehälters ausgebildet ist, der einen formstabilen, insbesondere wiederverwendbaren, Becher und eine darin angeordnete flexiblen Hülle, insbesondere einer Hülle zur Einmalverwendung, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Größe und/oder Form der Pressfläche des ersten Kolbens (9) und/oder des zweiten Kolbens (10) einstellbar ist und/oder dass b. ein anderer erster Kolben vorgesehen ist, gegen den der erste Kolben (9) austauschbar ist und dessen Pressfläche eine andere Größe und/oder Form als der erste Kolben (9) aufweist, und/oder dass c. ein anderer zweiter Kolben vorgesehen ist, gegen den der zweite Kolben (10) austauschbar ist und dessen Pressfläche eine andere Größe und/oder Form als der zweite Kolben (10) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die erste Aufnahme (5) und die zweite Aufnahme (7) an einem gemeinsamen zweiten Halteelement (13) angeordnet sind und/oder das das die erste Aufnahme (5) und die zweite Aufnahme (7) – relativ zueinander unbeweglich – an einem gemeinsamen, zweiten Halteelement (23) angeordnet sind
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Aufnahme (5) und die zweite Aufnahme (7) während eines Befüllvorganges gemeinsam und synchron – vorzugsweise motorisch und/oder hydraulisch angetrieben – relativ zu dem ersten und dem zweiten Kolben (9, 10) bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Halteelement (23) während eines Befüllvorganges – vorzugsweise motorisch angetrieben – auf das feststehende erste Halteelement (20) zu bewegt und/oder dass sich erste Aufnahme (5) und die zweite Aufnahme (7) während eines Befüllvorganges gemeinsam – vorzugsweise motorisch angetrieben – auf den feststehenden ersten Kolben (9) und den feststehenden zweiten Kolben (10) zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halteelement (20) einen Rahmen (21) aufweist oder an einem Rahmen angeordnet ist, an und/oder in dem das zweite Haltelement (23) verschiebbar geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (9) eine erste Auslassöffnung (13) für die unter Druck stehende erste Substanz (3) aufweist und/oder der zweite Kolben (10) eine zweite Auslassöffnung (13) für die unter Druck stehende zweite Substanz (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Auslassöffnung (13) eine mit einem ersten Eingang der Mischvorrichtung (11) verbundene erste Schlauchleitung (14) angeschlossen ist und/oder dass an die zweite Auslassöffnung (13) eine mit einem zweiten Eingang der Mischvorrichtung (11) verbundene zweite Schlauchleitung (14) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (9, 10) und die Mischvorrichtung (11) zueinander ortsfest angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Arbeitsstellung der Vorrichtung die – vorzugsweise ortsfesten – Kolben (9, 10) nach unten gerichtet sind und dass sich die erste Aufnahme (5) und die zweite Aufnahme (7) – vorzugsweise motorisch angetrieben – während des Befüllvorganges nach oben bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (11) und/oder die dritte Aufnahme (16) – zumindest in der Arbeitsstellung der Vorrichtung – oberhalb der Kolben (9, 10) angeordnet sind und/oder dass die Mischvorrichtung (11) und/oder die dritte Aufnahme (16) an dem ersten Halteelement (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebvorrichtung (24) vorgesehen ist, die die Aufnahmen (5, 7) relativ zu den – vorzugsweise feststehenden – Kolben (9, 10) bewegt und/oder eine Antriebvorrichtung (24) vorgesehen ist, die das zweite Halteelement (23) relativ zu dem – vorzugsweise feststehenden – ersten Haltelement (20) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (24) unterhalb der Aufnahmen (5, 7) und/oder unterhalb des zweiten Halteelements angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Aufnahme (16) durch einen ersten Haltekörper (17) und einen zweiten Haltekörper (18) gebildet ist, zwischen denen eine Leerkartusche (2) einspannbar ist und/oder dass die dritte Aufnahme (16) durch einen ersten Haltekörper (17) und einen zweiten Haltekörper (18) gebildet ist, deren Abstand zum Aufnehmen unterschiedlich großer Leerkartuschen (2) veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch während eines Befüllvorganges durch einen der Haltekörper (17, 18) hindurch in die Leerkartusche (2) gelangt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die die Antriebsvorrichtung (24) bei Erreichen eines vorgegebenen und/oder vorgebaren Sollfüllstandes der Leerkartusche (2) abschaltet und/oder dass eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die bei Erreichen eines vorgegebenen und/oder vorgebaren Sollfüllstandes der Leerkartusche die Bewegungsrichtung der Relativbewegung von Kolben (9, 10) und Aufnahmen (5, 7) für einen vorgestimmten oder vorbestimmbaren Rückweg umkehrt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung – insbesondere genau zwei – Räder aufweist und/oder dass die Vorrichtung nach Art einer Sackkarre rollbar und abstellbar aufgebaut ist.
Vorratsbehälter (6, 7) oder Set bestehend aus zumindest zwei Vorratsbehältern (6, 7) zur Verwendung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22.
Vorratsbehälter (6, 7) oder Set nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter bzw. wenigstens einer der Vorratsbehälter des Sets eine flexible Hülle, insbesondere einen passgenauen für einen Becher einer der Aufnahmen, insbesondere eine Hülle zur Einmalverwendung, aufweist.
Vorratsbehälter oder Set nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Innen-Querschnittsfläche des Vorratsbehälters der Pressfläche eines der Kolben (9, 10) entspricht und/oder dass b. die Innen-Querschnittsflächen der Vorratsbehälter des Sets den Pressflächen der Kolben (9, 10) entsprechen und/oder dass das Verhältnis der Querschnittsflächen der Vorratsbehälter (6, 7) dem Mischungsverhältnis des herzustellenden Gemischs entspricht und/oder dass die Füllstandshöhen der Vorratsbehälter (6, 7) genau gleich sind.