DE10248540A1

DE10248540A1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE10248540A1
Application number: DE10248540A
Authority: DE
Inventors: Christian Wolf; Paul Ludwig Geiss
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-04-29

Abstract

Eine Mischvorrichtung (1) zum Mischen einer Masse aus mehreren Komponenten weist eine Eintrittsöffnung (3), eine Austrittsöffnung (4) und eine zwischen diesen Öffnungen liegende Mischstrecke auf. Die Eintrittsöffnung (3) und die Austrittsöffnung (4) liegen auf der Achse (5). Die Mischstrecke weist eine parallel zur Mischstrecke verlaufende Außenhülle (2) auf. Die Außenhülle (2) weist mehrere Einschnürungen (6.1 bis 6.6) auf, die den Volumenquerschnitt der Außenhülle (2) verengen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen einer Masse aus mehreren Komponenten, insbesondere zum Mischen eines Klebstoffs aus zwei Komponenten. Die Mischvorrichtung weist zumindest eine Eintrittsöffnung, zumindest eine Austrittsöffnung und eine zwischen diesen Öffnungen liegende Mischstrecke auf, wobei die zumindest eine Eintrittsöffnung und die zumindest eine Austrittsöffnung im Wesentlichen auf einer Achse liegen und die Mischstrecke eine im Wesentlichen parallel zur Mischstrecke verlaufende Aussenhülle aufweist.

Mehrkomponentige Massen finden in verschiedenen Bereichen des täglichen Lebens Anwendung. Im Bauwesen werden mehrkomponentige Massen beispielsweise für chemische Dübel, Klebebefestigungen oder Abdichtungen verwendet. Da die einzelnen Komponenten zum Erreichen bestimmter Materialeigenschaften der Masse miteinander in Reaktion gebracht werden, müssen die Komponenten bis zu deren Verwendung in separaten Behältnissen aufbewahrt und dürfen erst kurz vor deren Verwendung miteinander vermischt werden.

Bekannte Mehrkomponentenmischer für die Verarbeitung von pastösen und flüssigen mehrkomponentigen Stoffen weisen üblicherweise eine Röhre mit einem Eingang und einem Ausgang sowie einen runden Querschnitt auf, in der zur Durchmischung der Komponenten spiralförmige, verdrehte oder labyrinthartig aufgebaute Einsätze platziert sind. Mittels der Einsätze wird der Massenstrom der zu vermischenden Komponenten mehrfach geteilt, wieder vereinigt und die Durchmischung der Komponenten durch Strömungsdrehung, Turbulenzen und Richtungsumkehr erreicht.

Solche Mehrkomponentenmischer sind in der Praxis beispielsweise als Statikmischerrohre bekannt. Statikmischerrohre weisen normalerweise eine mehr oder weniger stabförmige Ausgestaltung auf, wobei die erforderliche Anzahl der sich wiederholenden Mischeinsatz-Anordnungen im Inneren der Statikmischerrohre deren Länge bestimmt.

Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass die bekannten Statikmischerrohre aufgrund deren unvermeidbaren Länge entsprechenden Platz bei der Lagerung und Transport sowie in der Handhabung bei der Anwendung benötigen. Bei der Anwendung eines Auspressgeräts für pastöse, zu vermischende mehrkomponentige Massen ist oftmals der vorhandene Arbeitsraum ausreichend, um ein Statikmischerrohr an dem Auspressgerät anzuordnen. Anders verhält es sich bei einem Auspressgerät, sogenannten Dispensern, für einen mehrkomponentigen Klebstoff. Die bekannten Mischrohre sind bei einer solchen Anwendung unhandlich, da diese aufgrund deren Länge schlecht von Hand positioniert werden können, was für eine exakte Applikation der gemischten Masse hinderlich sein kann.

Ein weiterer, wesentlicher Nachteil bei den bekannten Statikmischerrohren ist die Restmenge, die bei einem Arbeitsunterbruch in der Mischstrecke verbleibt und teilweise durchmischt ist. Da die Komponenten bereits bei einer teilweisen Durchmischung miteinander zu reagieren beginnen, muss das Mischelement vor der Wiederaufnahme der Arbeit entfernt werden, womit die zumeist aus teuren Materialien bestehende Restmenge mit dem Statikmischerrohr entsorgt wird. Insbesondere mehrkomponentige Klebstoffe sind jedoch teuer und zumeist verbleibt infolge der Länge der benötigten Mischstrecke zur Gewährleistung einer einwandfreien Durchmischung eine grössere Menge in dem Statikmischer als an der Applikationsfläche effektiv aufgebracht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mischelement zu schaffen, das kompakt und handlich aufgebaut ist sowie bei einem Arbeitsunterbruch nur eine geringe Restmenge von teilvermischter Masse der Entsorgung zuführt. Zudem soll das Mischelement einfach und wirtschaftlich herstellbar sein.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Gemäss der Erfindung weist eine Mischvorrichtung zum Mischen einer Masse aus mehreren Komponenten, insbesondere zum Mischen eines Klebstoffs aus zwei Komponenten, zumindest eine Eintrittsöffnung, zumindest eine Austrittsöffnung und eine zwischen diesen Öffnungen liegende Mischstrecke auf, wobei die zumindest eine Eintrittsöffnung und die zumindest eine Austrittsöffnung im Wesentlichen auf einer Achse liegen und die Mischstrecke eine im Wesentlichen parallel zur Mischstrecke verlaufende Aussenhülle aufweist. Die Aussenhülle weist mehrere Einschnürungen auf, die den Volumenquerschnitt der Aussenhülle verengen.

Durch die Einschnürungen werden die zu vermischenden Komponenten infolge des wechselnden Strömungsdrucks entlang der Mischstrecke beschleunigt und wieder verlangsamt, womit eine innige Durchmischung der Komponenten gewährleistet ist. Die Achse auf der die zumindest eine Eintritts- und die zumindest eine Austrittsöffnung liegen, muss nicht zwingend gradlinig verlaufen. Beispielsweise kann die Achse, vergleichbar mit einer Strassenachse, gebogen verlaufen. Bei engen Platzverhältnissen kann mit einer gebogenen Mischvorrichtung die Applikation der gemischten Masse gegenüber den bekannten Statikmischern wesentlich vereinfacht werden, da mit der erfindungsgemässen Mischvorrichtung eine innige Durchmischung ohne die Anordnung eines geraden Verlaufs der Mischvorrichtung gewährleistet ist.

Die Mischvorrichtung kann mit mehr als einer Eintrittsöffnung versehen sein. Beispielsweise werden bei dreikomponentigen Massen drei Eintrittsöffnungen vorgesehen, wobei in jede der Eintrittsöffnungen eine der Komponenten der Mischvorrichtung zugeführt wird. Die Mischvorrichtung kann auch mehrere Austrittsöffnungen aufweisen, so dass der Materialauftrag der gemischten Masse in einem kürzeren Zeitraum auf eine grössere Fläche erfolgen kann, als es z. B. bei nur einer Austrittsöffnung der Fall ist. Die Anordnung mehrerer Austrittsöffnung ist beispielsweise bei schnell abbindenden mehrkomponentigen Massen vorteilhaft. Die Anordnung von mehreren Eintrittsöffnungen und mehreren Austrittsöffnungen an einer erfindungsgemässen Mischvorrichtung ist ebenfalls denkbar.

Vorzugsweise sind die Einschnürungen der Aussenhülle im Wesentlichen senkrecht zur Mischstrecke angeordnet. Die Mischvorrichtung weist in dieser Ausführungsform im Wesentlichen eine Ausgestaltung analog eines Faltenbalgs auf. Bevorzugt weist die Mischvorrichtung in einem gleichmässigen Abstand Einschnürungen auf, so dass alternierend enge und weite Volumenquerschnitte entlang der Mischstrecke vorhanden sind. Die Mischvorrichtung kann dem Anwender als Meterware zur Verfügung gestellt werden, die in Abhängigkeit der benötigten Länge der Mischstrecke zur Gewährleistung einer ausreichenden Durchmischung der zu vermischenden Komponenten ablängbar ist.

Bevorzugt ist zumindest die Aussenhülle der Mischvorrichtung aus einem elastischen Material, optional aus einem Kunststoff, gefertigt. Die Elastizität des Materials ermöglicht die Verwendung der Mischvorrichtung in verschiedenen Positionen bezüglich der Auspressrichtung des Auspressgeräts, beziehungsweise des Dispensers und der Ausrichtung des Applikationsortes an dem, mit der gemischten Masse, ein Element angebracht werden soll. Mit dieser Ausführungsform der Mischvorrichtung ist eine Applikation um eine Ecke möglich. Neben Kunststoff kann als Material zur Herstellung der Mischvorrichtung ein geeignetes Textil, ein Metallblech oder Mischmaterialen, wie z. B. ein mit Kunststoff beschichtetes Papier, verwendet werden.

Vorteilhafterweise ist die Mischvorrichtung in axialer Richtung zusammenschiebbar. Einerseits kann mit einer solchen Ausführung der Mischvorrichtung die Restmenge von teilweise miteinander reagierten Komponenten verwendet werden, indem die Mischvorrichtung beispielsweise mittels einer Schubbewegung zusammengefaltet wird. Die Restmenge wird beim Auspressen gleichzeitig ausreichend durchgemischt. Andererseits kann das Verpackungs- und Transportvolumen mehrerer zusammenschiebbarer, erfindungsgemässen Mischervorrichtungen wesentlich gegenüber den bekannten Statikmischern reduziert werden.

Bevorzugt weist die Mischvorrichtung einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf. Daneben kann die Mischvorrichtung einen im Wesentlichen polygonalen, d. h. einen drei-, vier- oder mehreckigen, Querschnitt aufweisen.

Vorzugsweise umfasst die Mischvorrichtung ein erstes Mischelement und zumindest ein zweites Mischelement, die zu einer Mischvorrichtung zusammengefasst sind, wobei die Hülle des zweiten Mischelements, optional koaxial, in der Aussenhülle des ersten Mischelements angeordnet ist. Bei dieser Ausführung der Mischvorrichtung sind zwei parallel zueinander verlaufende Mischstrecken vorhanden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die innige Durchmischung der gemischten Masse auch bei Aussenhüllen mit einem grösseren Durchmesser besser gewährleistet werden kann. Die Länge, der Querschnitt und die Strömungsverhältnisse entlang der Mischstrecke haben einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Durchmischung der zu vermischenden Komponenten. Der maximale Volumenquerschnitt wird derart begrenzt, dass ungewollt keine Komponente im Wesentlichen ungemischt die Mischstrecke der Mischvorrichtung durchdringen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Mischvorrichtung können auch mehr als zwei Mischelemente in einer Mischvorrichtung angeordnet werden.

Es ist nicht zwingend, dass die gleichen Komponenten im zweiten Mischelement, wie in dem Zwischenraum zwischen der Hülle des zweiten und der Aussenhülle des ersten Mischelements gemischt werden. Beispielsweise ist es denkbar, das zweite, innere Mischelement im Wesentlichen rohrförmig auszubilden und durch dieses nur eine Komponente dem Applikationsort zuzuführen, die beim Einpress-, beziehungsweise beim Mischvorgang vor den übrigen im Zwischenraum gemischten Komponenten an dem Applikationsort ankommt und diesen für den Auftrag der gemischten Masse vorbereitet.

Bevorzugt weist die Hülle des zweiten Mischelements im Wesentlichen den gleichen Habitus wie die Aussenhülle des ersten Mischelements auf. Somit stehen in einer Mischvorrichtung zwei Mischräume entlang einer Mischstrecke zum Mischen der zu vermischenden Komponenten zur Verfügung.

Vorteilhafterweise ist das zweite Mischelement mittels Abstandhalter zu dem ersten Mischelement beabstandet. Da die Mischvorrichtung gebogen ausgebildet werden kann, beziehungsweise biegbar ist und zudem einzelne Ausführungsformen der erfindungsgemässen Mischvorrichtung zusammengeschoben werden können, könnte das zweite Mischelement derart innerhalb des ersten Mischelements verschieben, dass die Funktion der Mischvorrichtung eingeschränkt wird. Die Abstandhalter gewährleisten in allen Ausrichtungen der Mischvorrichtung deren Funktionieren. Zudem wirken die Abstandhalter als Strömungsteiler in dem Zwischenraum zwischen der Hülle des zweiten Mischelements und der Hülle des ersten Mischelements, was die Durchmischung der in diesem Zwischenraum zu vermischenden Komponenten unterstützt.

Vorzugsweise sind in der Hülle des zweiten Mischelements mehrere Durchbrüche vorgesehen, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum, der durch die Hülle des zweiten Mischelements gebildet ist, und dem Zwischenraum schaffen, der zwischen der Innenseite der Aussenhülle des ersten Mischelements und der Aussenseite der Hülle des zweiten Mischelements ausgebildet ist. Die Durchbrüche bilden sogenannte Strömungsteiler, durch die die zu vermischenden Komponenten von einem Mischraum zum anderen Mischraum dringen können. Bei dieser Ausführungsform kann die Durchmischung gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Mischvorrichtung zusätzlich gesteigert werden.

Bevorzugt ist in der Mischvorrichtung zumindest eine Mischelementeinlage, optional zumindest eine mit Öffnungen versehene Platte, vorgesehen, wobei die Mischelementeinlage optional in den Bereichen der Aussenhülle der Mischvorrichtung mit einem grossen Volumenquerschnitt angeordnet ist. Die Mischelementeinlagen dienen als Strömungsteiler, die die Durchmischung der zu vermischenden Komponenten verbessern. Neben einer mit Öffnungen versehenen Platte können auch dreidimensionale Umlenkelemente, wie z. B. spiralförmige, verdrehte oder labyrinthartig aufgebaute Einsätze, in der Mischvorrichtung vorgesehen werden. Des Weiteren können bei der Anordnung einer oder mehreren Hüllen in der Aussenhülle der Mischvorrichtung verschiedenartig ausgebildete Mischelementeinlagen in jeder der Hüllen vorgesehen werden. Bei dieser Ausführungsform können unterschiedliche Anforderungen an die Durchmischung unterschiedlicher Komponenten erfüllt werden. Vorzugsweise sind in jedem grossen Volumenquerschnitt der Hülle Mischelementeinlagen angeordnet. Diese können bei einem elastischen Verhalten zumindest einer der Aussenhüllen der Mischvorrichtung beispielsweise durch die Eintrittsöffnung und/oder der Austrittsöffnung in die Mischvorrichtung eingesetzt werden. Besteht die zumindest eine Aussenhülle aus mehreren Teilen, kann die zumindest eine Mischelementeinlage vor dem Zusammensetzen dieser Teile in der Mischvorrichtung angeordnet werden.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 Einen perspektivischen Teilaufschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Mischvorrichtung;
2 einen perspektivischen Teilaufschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Mischvorrichtung;
3 einen perspektivischen Teilaufschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Mischvorrichtung.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Einen perspektivischen Teilaufschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Mischvorrichtung ist in 1 gezeigt. Die Mischvorrichtung 1 besteht aus einer Aussenhülle 2, die eine Eintrittsöffnung 3 und eine Austrittsöffnung 4 aufweist. Die Aussenhülle 2 verläuft parallel zur Mischstrecke, beziehungsweise der Achse 5, auf der die Eintrittsöffnung 3 und die Austrittsöffnung 4 liegen. Die Aussenhülle 2 ist mit Einschnürungen 6.1 bis 6.6 versehen, die den Volumenquerschnitt der Aussenhülle 2 verengen. Die zu vermischenden Komponenten werden über die Eintrittsöffnung 3 der Mischvorrichtung 1 zugeführt und entlang der Achse 5 durchmischt, so dass aus der Austrittsöffnung 4 die fertig gemischte Masse austritt.
2 stellt einen perspektivischen Teilaufschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Mischvorrichtung dar. Die Mischvorrichtung 11 umfasst eine Aussenhülle 12 und eine Innenhülle 13, die koaxial in der Aussenhülle 12 angeordnet ist und im Wesentlichen den gleichen Habitus wie die Aussenhülle 12 aufweist. Mittels den Abstand haltern 14.1, 14.2, 15.1, 15.2 wird die innere Hülle 13 in deren Position gehalten. Die Mischvorrichtung 11 weist zwei Mischräume 16 und 17 auf. An der Hülle 13 sind mehrere Öffnungen 18.1, 18.2 vorgesehen, die ein Strömen der zu vermischenden Komponenten von dem Mischraum 16 in den Mischraum 17 und von dem Mischraum 17 in den Mischraum 16 ermöglichen.
In 3 ist ein perspektivischer Teilaufschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Mischvorrichtung dargestellt. Die Aussenhülle 22 der Mischvorrichtung 21 ist im Wesentlichen gleich wie die Aussenhülle 2 der Mischvorrichtung 1 ausgebildet. Im Gegensatz dazu sind zur besseren Durchmischung der zu vermischenden Komponenten Mischelementeinlagen in dem grösseren Volumenquerschnitt der Aussenhülle 22 vorgesehen. Beispielhaft ist hier die Platte 23 gezeigt, die mit mehreren Öffnungen 24 versehen ist.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass eine Mischvorrichtung geschaffen wurde, die kompakt und handlich aufgebaut ist. In der Mischvorrichtung vorhandene Restmengen von teilvermischter Masse können bei einem Arbeitsunterbruch der weiteren Verwendung zugeführt werden. Zudem ist die Mischvorrichtung einfach und wirtschaftlich herstellbar.

Claims

Mischvorrichtung zum Mischen einer Masse aus mehreren Komponenten, insbesondere zum Mischen eines Klebstoffs aus zwei Komponenten, wobei die Mischvorrichtung (1; 11; 21) zumindest eine Eintrittsöffnung (3), zumindest eine Austrittsöffnung (4) und eine zwischen diesen Öffnungen liegende Mischstrecke aufweist, und wobei die zumindest eine Eintrittsöffnung (3) und die zumindest eine Austrittsöffnung (4) im Wesentlichen auf einer Achse (5) liegen, und wobei die Mischstrecke eine im Wesentlichen parallel zur Mischstrecke verlaufende Aussenhülle (2; 12; 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülle (2; 12; 22) mehrere Einschnürungen (6.1 bis 6.6) aufweist, die den Volumenquerschnitt der Aussenhülle (2; 12; 22) verengen.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürungen (6.1 bis 6.6) der Aussenhülle (2; 12; 22) im Wesentlichen senkrecht zur Mischstrecke angeordnet sind.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Aussenhülle (2; 12; 22) der Mischvorrichtung (1; 11; 21) aus einem elastischen Material, optional aus einem Kunststoff, gefertigt ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (1; 11; 21) in axialer Richtung zusammenschiebbar ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (1; 11; 21) einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (1; 11; 21) ein erstes Mischelement und zumindest ein zweites Mischelement umfasst, die zu einer Mischvorrichtung (11) zusammengefasst sind, wobei die Hülle (13) des zweiten Mischelements, optional koaxial, in der Aussenhülle (2; 12; 22) des ersten Mischelements angeordnet ist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (13) des zweiten Mischelements im Wesentlichen den gleichen Habitus wie die Aussenhülle des (2; 12; 22) ersten Mischelements aufweist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mischelement mittels Abstandhalter (14.1, 14.2, 15.1, 15.2) zu dem ersten Mischelement beabstandet ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülle (13) des zweiten Mischelements Durchbrüche (18.1, 18.2) vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum (16), der in der Hülle (13) des zweiten Mischelements ausgebildet ist, und dem Zwischenraum (17), der zwischen der Innenseite der Aussenhülle (12) des ersten Mischelements und der Aussenseite der Hülle (13) des zweiten Mischelements ausgebildet ist, schaffen.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mischvorrichtung (21) zumindest eine Mischelementeinlage, optional zumindest eine mit Öffnungen (24) versehene Platte (23), vorgesehen ist, wobei die Mischelementeinlage optional in den Bereichen der Aussenhülle (22) der Mischvorrichtung mit einem grossen Volumenquerschnitt angeordnet ist.