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Die Erfindung betrifft einen Multi-Mischer für Klebstoffe, Farben und Flüssigkeiten, für Mörtel, Dental-Füllmassen in je zwei Komponenten, Mehrkomponenten-Flüssigkeiten und andere, auch pastöse Medien, der in der Form einer Mischdüse vor den Ausgang eines Doppelkolben-Spenders montiert wird und der zur möglichst homogenen Durchmischung der beiden Komponenten, in der Regel PUR- oder Epoxid-Harz und Härter dient. Statische Mischdüsen sind in den
DE 3501331 und
DE 103 22 922 A1 beschrieben. Sie sind ausnahmslos nur einmalig verwendbar und zwar bis zur endgültigen Aushärtung des im Mischer befindlichen 2K-Klebstoffes.
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Diese Tatsache hemmt natürlich die Akzeptanz beim Kunden, denn er bekommt in der Regel nur zwei Mischdüsen mitgeliefert. Weitere müssen nachgekauft werden und erfordern immer den zusätzlichen Umstand des Wechselns, wobei auch noch Klebstoffreste die Finger beschmutzen.
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Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, einen mehrfach verwendbare Mischer in der Form einer Mischdüse zu schaffen, die wenigstens für eine gesamte Füllung des Doppel-Kartuschen-Systems oder für separate Tuben oder Fläschchen funktionieren.
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Die gestellte Aufgabe wird entsprechend den Ausführungen des Hauptanspruches und seiner Unteransprüche gelöst. Kern der vorliegenden Erfindung sind zwei Prinzipien:
Erstens ist der innere Bereich eines elastischen Außenmischers in einem definierten Abstand entweder von einer separaten Reduzierhülse oder von einer fest angeformten Reduzierhülse umgeben, die entweder an einem stabilen Innenmischer oder an der Stirnseite des Doppelkolbenspenders angeformt ist. Die die Reduzierhülse umgibt die die erste Mischkammer in einem Abstand von mindestens 0,5 mm. Die Reduzierhülse kann vorteilhafterweise auf der zur Austrittsöffnung hin zeigenden Seite einer drehbaren Adapters direkt angeformt sein. Die Innenseite dieser angeformten Reduzierdüse hat einen gewissen Abstand von mindesten 0,5 mm bis zu einigen wenigen Millimetern hin bei großen Mischdüsen.
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Der Adapter trägt ein Innengewinde oder ein Bajonettgewinde zur Befestigung an der Stirnseite eines 2K-Behälters mit zwei parallelen Zylindern. Die Anschlusshülsen ragen einerseits in die Zylinder und andererseits über die Vorkanäle heran an den elastischen Außenmischer.
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Diese Anordnung begrenzt den maximalen Strom der zu mischenden Klebstoffe oder Pasten. Außerdem verhindern Sie, dass sich die Innen-Flügel im Außenmischer nur wenig von den Außenflügeln auf dem Innenmischer entfernen. Das ist extrem wichtig, damit der Mischprozess garantiert werden kann. Andernfalls könnte sich der Außenmischer so weit aufblasen, dass ein quasi glatter, misch-technisch wirkungsloser Durchgang für Flüssigkeiten ohne Wendeln geschaffen wird.
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Typ A: Der innere Bereich des elastischen Außenmischers wird in einem definierten Abstand A von der separaten Reduzierhülse umgeben, die an einem Klemmbund des stabilen Innenmischer montiert ist. Eine an der Stirnseite des Doppelkolbenspenders angeformte feste Reduzierhülse würde die separate Reduzierhülse einfach nach vorn vom Klemmbund wegschieben und damit, wie gewollt, deaktivieren, denn zwei Reduzierhülsen sind nicht erforderlich.
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Typ B: Der innere Bereich des elastischen Außenmischers wird in einem definierten Abstand A von der separaten Reduzierhülse umgeben, die an der Stirnseite des Doppelkolbenspenders angeformt ist, Das setzt allerdings voraus, dass der Bajonett- oder Gewindeansatz an der Mischdüse von der Außenseite her durch diese Reduzierdüse hindurch zu schieben ist, um an das komplementäre Befestigungsstück an der Stirnseite des Doppelkolbenspenders zu gelangen.
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Zweitens werden nicht mehr wie bisher übliche Mischkammern verwendet werden, die mit Misch-Lamellen mit realen, endlich großen Zwischenräumen versehen sind sondern man setzt einen weichen, elastischen Außenmischer ein, deren innere Mischflügel die Zwischenräume vollkommen ausfüllen. Dort hindurch kann bei härteren Kunststoffen normalerweise kein Klebstoff gelangen. Nun wird hier vorgeschlagen einen elastischen Außenmischer aus einem Material, wie Weich-PVC, TPE, TPV, EVA, Gummi oder Silikon, das mit dem Klebstoff möglichst keine feste Verbindung eingeht auf einen speziellen Innen-Mischer spritzgießtechnisch zu formen oder zu montieren. Die beiden Kanäle aus den beiden Zylindern münden zunächst in einem zentralen Innen-Mischer aus Kunststoff, vorzugsweise aus HDPE oder PP, von dem aus die Vorkanäle in diverse äußere Mischflügel auf dem Innenmischer mit sich daraus ergebenden Mulden umgeleitet werden.
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An einer bestimmten Stelle treten die Vorkanäle, auf dem Umfang natürlich verdreht zueinander auf das weiche, elastische Material des Außenmischers. Das ist quasi die Übergabestelle der Einzelkomponenten in den Mischer, die jedoch auch wie der gesamte Außenmischer, diese beiden Kanäle nach dem Spenden wieder automatisch verschließt. Dadurch gibt es keine Rückwirkungen in die Vorkanäle und kein Aushärten in denselben!
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Mit „Flügel” werden hier Stege, Doppelkammern, Wendeln, Teilerwände und ähnliche Gebilde bezeichnet, die geeignet sind, die beiden Ströme zu vermischen.
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Die Außenflügel können eine beliebige, für statische Mischer bekannte Mäander-, Stufen- oder Wendelform haben. Vorgesehen sind auch einfache Zähne oder Außenwendeln, auf die ein passender Außenmischer mit Hilfe eines Gleitmittels aufgezogen werden kann.
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Das kann für Klebstoffe ober Farbmischungen verwendet werden, die nicht sehr stark vermischt werden müssen.
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Effektiver ist das weiter unten beschriebene Montage-Spritzgießen.
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Der elastische Außenmischer weitet sich beim Dosieren bei steigendem Innendruck auf. Die dort innen angeordneten Innen-Flügel heben sich von den Mulden radial nach außen hin partiell an und sie senken sich nach dem Nachlassen des Innendruckes wieder formschlüssig ab, wobei die Mischräume wieder komplett geschlossen werden.
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Durch die beiden Typen A und B einer Reduzierdüse, die in einem geringen Abstand den beginn des elastischen Außenmischers umgeben, wird das mögliche Auffedern des Außenmischers begrenzt. Diese Tatsache ist extrem wichtig, weil die Kraft auf die Doppelkolben nie vorher berechenbar ist. Jeder Anwender drückt mehr oder weniger stark und provoziert damit bei zu starkem Druck, dass sich der Außenmischer mit seinen Innenflügeln zu stark von den Innenflügeln des Innenmischers entfernt. Das hätte zur Folge, dass der Mischeffekt gegen Null ginge. An dieser Stelle zeigt sich, dass dieser Multi-Mischer nur in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Reduzierdüse funktionieren kann.
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Der elastische Außenmischer verfügt am äußeren Ende über eine offene Düse verfügt, die mit dem passenden Vorderteil des Innenmischers elastisch verschlossen ist. Das ist notwendig, da sich sonst in diesem Bereich ein toter Raum bilden würde, der mit Klebstoff aushärtet. Dieses wird erfindungsgemäß im gesamten Verlauf der Mischdüse vermieden. Die Mischdüse ist also im Ruhezustand vorn verschlossen.
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Ausgenommen sind natürlich die Zuführkanäle, die offen bleiben können und in denen noch keine Vermischung und damit Aushärtung stattfindet. Der elastische Außenmischer verfügt am inneren Ende über zwei, mit jedem Zylinderausgang zu verbindende, offene oder geschlossene Kanäle, die in die Mulden münden. Vorzugsweise sind diese Kanäle axial und parallel angeordnet.
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Ein Bajonett- oder Luer-Lock-Spannbund oder ein angeformter oder separater Spannbund mit Innengewinde zum Eindrehen auf die Gewindehülse der Doppelkartusche ist vorgesehen.
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Wie schon oben erwähnt muss beim Typ B der Bajonett- oder Gewindeansatz an der Mischdüse von der Außenseite her durch diese Reduzierdüse hindurch zu schieben sein, um an das komplementäre Befestigungsstück an der Stirnseite des Doppelkolbenspenders zu gelangen.
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Um zu sichern, dass die Vorkanäle direkt und dicht an die Ausgänge der Zylinder andocken ist vorgesehen, dass der Spannbund und/oder dessen Innenkontur von dem weichen, elastischem Material des Außenmischers umgeben ist, ausgenommen sind die Vorkanäle.
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Den Innenmischer fertigt man wie üblich aus PE, PP oder PA, vorgesehen sind hierfür aber auch härteres PVC, Silikon oder PTFE, welches sich wiederum nicht oder nur wenig mit dem 2K-Klebstoff verbindet bzw. dort nicht anhaftet. Der Innenmischer kann auch mit einer Antihaftschicht beschichtet sein. Vorgesehen ist auch ein nach außen zur Oberfläche hin migrierender Zusatz im Material des Innenmischers, der die Klebekraft nicht mindert. Eigene Versuche zeigten überzeugend, dass es keine nennenswerten Anhaftungen von 2K-Klebstoff an Silikongummi gibt. Nach Beendigung des Aushärtens ist vorgesehen, dass der Anwender, wenn erforderlich den Außenmischer zusammen mit dem Innen-Mischer hin- und herbiegt, um beiden Teile sicher zu lösen, was mit sehr wenig Kraft möglich ist.
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Die Wanddicke des elastischen Außenmischers soll zu seinem inneren Ende hin ansteigen. Das soll bewirken, dass man den Klebstoff zunächst in den dickwandigen Anfangsbereich presst, danach presst der zur Spitze hin dünner werdende Außenmischer den vermischten Klebstoff in den Bereich mit geringerem elastischen Widerstand, nämlich nach außen.
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Die Herstellung ist unter anderem in einem Montage-Spritzgieß-Verfahren vorgesehen. Im ersten Schritt wird der Innenmischer aus einem Kunststoff wie oben beschrieben spritzgegossen. In einem folgenden Verfahrensschritt wird in der gleichen Spritzgießmaschine der sich mit ihm nicht verbindende, elastische Außenmischer von außen her formschlüssig angeformt.
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Dabei bleiben der oder die Formstifte zur Erzeugung der Vorkanäle nur während dieser beiden Prozesse im Innenmischer, damit sie nicht mit der elastischen Material-Variante zugespritzt werden. Durch dieses Verfahren können auch komplizierte Konturen der Außen-Flügel leicht ohne Toträume umspritzt werden. Auch ist vorgesehen, sehr einfache Mischer-Geometrien für spezielle Klebstoffe oder Flüssigkeiten zu gestalten, bei denen die Außenkontur des Innen-Mischers entweder glatt oder wellig ist. Darauf könnte man auch einen solchen, erfindungsgemäßen Außenmischer aufmontieren.
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Selbstverständlich ist, dass die erfindungsgemäße Mehrfach-Mischdüse, auch Longlife-Mischdüse oder Multi-Mischer genannt auch für Spende-Pistolen und vor Dosier-Anlagen im industriellen Bereich eingesetzt werden kann. Diese Mischdüsen verfügen anstelle des Luer-Lock-Anschlusses mit Spannbund über ein Gewinde. Dort ist ein Wechsel nach einer Aushärtezeit von 120 Sekunden und weniger äußerst zeitraubend und unproduktiv. Um den Wechsel zu verzögern, presst man frischen 2K-Klebstoff durch diese Düse im Sinne einer Spülung, was ökologisch und von den Kosten her abzulehnen sein sollte. Um die Kanäle am äußeren Ende der Zylinder und die Vorkanäle im Innenmischer zur Deckung zu bringen, sind im Gewindeteil und auf dem Anschluss Anschläge angeformt. Sie schlagen im Falle der Axialität aller Kanäle aneinander an.
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Bei Dentalmassen verwendet man Mischdüsen, die vorn abgewinkelt sein können. Erfindungsgemäß sind dann der Innenmischer und der Außenmischer vorn abgewinkelt. Mischer mit gebogener Düse werden vorzugsweise für Dentalmassen und Farben eingesetzt. Dabei weist das Vorderteil des Innenmischers eine Abwinklung zur Hauptachse auf, die von einer Abwinklung des formschlüssig umspritzten Außenmischers umgeben ist. Selbstverständlich befinden sich die Zuführkanäle wieder im inneren Ende des Innenmischers. Die entscheidenden Vorteile sind, dass man erstens keine zusätzliche, gebogene Spitze, eine sogenannte Tip benötigt und zweitens, dass die Düse das Vorderteil wie ein Ventil umgibt und so ein Nachtropfen verhindert wird. Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung ist eine neuartige Mehrfach-Mischdüse geschaffen worden, die weltweit Millionen von Einwegdüsen einspart, die nach Verklebung nicht sortenreiner Spezial-Müll sind. Dadurch wird ein enormer Beitrag zum Umweltschutz geleistet. Außerdem wird die Arbeit im DIY-Bereich und im professionellen Bereich sowie in der Dentaltechnik deutlich effektiver, da das lästige Umschrauben entfällt und gleichzeitig die Aushärtezeit verringert werden kann.
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Weitere Ausführungen sind den nachfolgenden Beispielen und den 1 bis 20 zu entnehmen. Dabei zeigen:
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1 bis 3 – Drei Ansichten eines Doppelkolben-Spenders mit erfindungsgemäßem Multi-Mischer,
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4 – Multi-Mischer mit Reduzierdüse im Detail, Schnitt eines Doppelkolben-Spenders mit Longlife-Mischdüse,
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5 bis 8 – Multi-Mischer ohne Reduzierdüse in einer Ansicht und in drei Schnitten,
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9 bis 13 – Multi-Mischer mit einer Reduzierdüse in einer Ansicht und in drei Schnitten,
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14 – Mischer mit gebogener Düse für Dentalmassen und mit Reduzierdüse,
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15 – Adapter mit zwei Gewindebohrungen und zwei Tuben,
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16 bis 20 – Multi-Mischer mit gerader Düse für 2K-Klebstoffe und mit Reduzierdüse.
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Die 1 bis 4 zeigen Ansichten eines Doppelkolben-Spenders 21 für 2K-Klebstoffe mit einer Art Doppelspritze 3, 4.
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Der innere Bereich 45 des elastischen Außenmischers 15 wird in einem definierten Abstand A von der separaten Reduzierhülse (50) umgeben, die an einem Klemmbund 53 des stabilen Innenmischer (5) montiert ist. Eine an der Stirnseite 51 des Doppelkolbenspenders 21 angeformte feste Reduzierhülse 52 würde die separate Reduzierhülse 50 einfach nach vorn vom Klemmbund 53 wegschieben und damit, wie gewollt, deaktivieren, denn zwei Reduzierhülsen sind nicht erforderlich.
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Die Reduzierhülse 50 umgibt die erste Mischkammer 55 in einem Abstand von 1,5 Millimeter.
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Doppelkolben-Spenders 21 für 2K-Klebstoffe werden meist als Epoxyd- oder als PUR-Klebstoffe mit einer Harz- und einer Härter-Komponente in jedem der Zylinder 3 und 4 gespeichert und nach dem Verlassen beider Ausgabe-Kanäle 1 und 2 im Verhältnis 1:1 in einem üblichen Statikmischer vermischt. Dafür werden bisher Düsen aus PE verwendet, in deren Innenraum sich statische Mischer mit Zahlreichen Umlenk-Lamellen befinden, die ebenso zahlreiche Zwischenräume bilden. Genau diese Zwischenräume werden bei unserer erfindungsgemäßen Lösung auf Null reduziert.
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Das geschieht nach dem entsprechenden Schnitt in 7 dadurch, dass ein elastischer Außenmischer 15 aus einem weichen Kunststoff, der nicht mit dem bereits vermischten Klebstoff verklebt, in diesem Falle spritzgießfähiges Silikon den Innenmischer 5 aus Kunststoff mit seinen seitlich nach außen weisenden Außen-Flügeln 9, 10 mit sich daraus ergebenden Mulden 11,12 derart formschlüssig umgibt, dass alle Mulden 11, 12 durch entsprechende, passende Innen-Flügel 13, 14 formschlüssig aber lösbar mit dem erwähnten elastischen Kunststoff oder Gummi ausgefüllt sind.
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5 bis 8 zeigen einen separaten Innen-Mischer 5 mit diversen Außen-Flügeln 9, 10. In diesem Falle wurden zwei gegenläufige Gewindespiralen, die sich mit unterschiedlicher Steigung kreuzen eingesetzt, um eine optimalen Mischung zu erreichen.
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Der Spannbund 20 aus Kunststoff ist an das innere Ende des Innenmischers 5 aus einem PP direkt angeformt.
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Durch den Spannbund 20 hindurch führen je ein linker und ein rechter Vorkanal 6 und 7, die mit den Ausgabe-Kanälen 1 und 2 der Zylinder 3 und 4 in Verbindung stehen. In 5 weist der Innenmischer 5 nur relativ flache Vertiefungen 11, 12 auf.
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Die 5 bis 8 stellen einen weichen, elastischen Außenmischer 15 dar, die in diesem Falle direkt im Montage-Spritzgieß-Verfahren auf den Innenmischer 5 aufgeformt wurde. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Montage – Arbeitsgang spart bzw. eine Montage überhaupt erst ermöglicht, da sich die eingesetzten Materialien nicht miteinander verbinden.
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Der elastische Außenmischer 15 verfügt am äußeren Ende 16 über eine offene Düse 30, die mit dem stiftförmigen Vorderteil 25 des Innenmischers 5 elastisch verschlossen ist.
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Der elastische Außenmischer 15 verfügt am inneren Ende 17 über zwei, mit jedem Zylinderausgang 18, 19 zu verbindende Kanäle 6, 7, die in die Mulden 11, 12 münden. Die Innen-Flügel 13, 14 entsprechen in der Form exakt den Mulden 11 und 12 auf dem Innen-Mischer 5, so dass diese ohne Zwischenräume ausgefüllt werden. Eigene Versuche mit Silikongummi bestätigen eindrucksvoll, dass keinerlei nennenswerte Anhaftungen von 2K-Epoxidharz-Klebstoff erfolgen und dass das Material ausreichend elastisch ist, um sich bei ausreichend hohem Druck per Hand oder per Pistole kurzzeitig aufzuweiten.
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9 bis 13 zeigen einen Multi-Mischer 5, 15. Auf dem Klemmbund 53 eines Innenmischers 5 aus PP ist eine separate Reduzierdüse 50 im Abstand A aufgepresst. Die Vorkanäle 6 und 7 verlaufen bis an den elastischen Außenmischer 15 heran und werden so im Ruhezustand automatisch verschlossen. Beim Spenden bläht sich der Außenmischer 15 unterhalb der Reduzierdüse 50 nur so weit auf, bis dessen Außenflanken an die Reduzierdüse 50 stoßen. Diese Anordnung begrenzt den maximalen Strom der zu mischenden Pasten. Außerdem verhindern Sie, dass sich die Innen-Flügel 13 und 14 im Außenmischer nur wenig von den Außenflügeln 9 und 10 auf dem Innenmischer 5 entfernen. Das ist extrem wichtig, damit der Mischprozess garantiert werden kann. Andernfalls könnte sich der Außenmischer 15 so weit aufblasen, dass ein quasi glatter Durchgang für Flüssigkeiten ohne Wendeln geschaffen wird.
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Die 14 zeigt einen Mischer mit gebogener Düse 30, vorzugsweise für Dentalmassen und Farben, bei dem das Vorderteil 25 des Innenmischers 5 eine Abwinkelung 35 zur Hauptachse 37 aufweist, die von einer Abwinkelung 36 des Außenmischers 15 umgeben ist.
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Die wichtigsten Vorteile sind, dass man erstens keine zusätzliche, gebogene Spitze, eine sogenannte Tip zum Eindringen in Zahndefekte benötigt und zweitens, dass die Düse 30 das Vorderteil 25 wie ein Ventil umgibt und so ein Nachtropfen verhindert wird.
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15 zeigt einen Doppel-Adapter 40 mit zwei Gewindebohrungen 41, 42, in die zwei Tuben 43, 44 eingeschraubt sind. Schräg nach innen hin münden die Öffnungen der Gewindebohrungen 41, 42 in den Zuführkanälen 6 und 7 des Innenmischers 5. Er ist wieder formschlüssig von einem weichen, elastischen Außenmischer 15 umgeben.
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Die 16 bis 20 zeigen einen Multi-Mischer mit gerader Düse für 2K-Klebstoffe und mit einer Reduzierdüse 52, die im Abstand A von 2 mm zu den Außenflanken des Aussenmischers 15 angeordnet ist. Diese Reduzierdüse 52 ist fest an einem drehbaren Adapter 38 angespritzt. Der Adapter 38 trägt ein Innengewinde 31 oder ein Bajonettgewinde zur Befestigung an der Stirnseite eines 2K-Behälters 3, 4. Die Anschlusshülsen 60 und 61 ragen einerseits in die Zylinder 3 und 4 und andererseits über die Vorkanäle 6 und 7 heran an den elastischen Außenmischer 15.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kanal aus Zylinder
- 2
- Kanal aus Zylinder
- 3
- Zylinder links
- 4
- Zylinder rechts
- 5
- Innenmischer
- 5'
- Beschichtung
- 6
- Vorkanal links
- 6'
- Querkanal
- 7
- Vorkanal rechts
- 7'
- Querkanal
- 8
- offene Düse
- 9
- Außen-Flügel auf Innen-Mischer
- 10
- Außen-Flügel auf Innen-Mischer
- 11
- Vertiefung, Mulde im Innen-Mischer
- 12
- Vertiefung, Mulde im Innen-Mischer
- 13
- Innen-Flügel im Außenmischer
- 14
- Innen-Flügel im Außenmischer
- 15
- Außenmischer, äußere, elastische Mischhülse
- 16
- äußeres Ende des Außenmischers
- 17
- inneres Ende des Außenmischers
- 18
- Zylinderausgang
- 19
- Zylinderausgang
- 20
- Spannbund
- 20'
- Innenkontur
- 21
- Doppelkolben-Spender
- 22
- Betätigungsfläche
- 23
- Kolben links
- 24
- Kolben rechts
- 25
- Vorderteil des Innen-Mischers
- 26
- äußeres Ende des Innenmischers
- 27
- inneres Ende des Innen-Mischers
- 28
- Innenkontur des Außenmischers
- 29
- Außenfläche, Außenkontur des Innenmischers
- 30
- offene Düse, Austrittsöffnung
- 31
- Gewinde
- 32
- Anschlag
- 33
- Sperrbund
- 34
- Aussparung für Sperrbund
- 35
- Abwinklung
- 36
- Abwinklung
- 37
- Hauptachse
- 38
- Adapter, Drehhülse
- 40
- Doppeladapter
- 41
- Gewindebohrung für eine Tube
- 42
- Gewindebohrung für eine Tube
- 43
- Tube
- 44
- Tube
- 50
- separate Reduzierhülse
- 51
- Stirnseite des Doppelkolbenspenders
- 52
- fest angeformte Reduzierhülse
- 53
- Klemmbund auf dem Innenmischer für die Reduzierdüse
- 55
- erste Mischkammer, vom Kolben aus gesehen
- 60
- Anschlusshülse links
- 61
- Anschlusshülse rechts
- A
- Abstand der Reduzierhülse vom Außenmischer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3501331 [0001]
- DE 10322922 A1 [0001]