DE19738662A1 - Verfahren zum Bereitstellen und Verarbeiten einer Zweikomponentenmasse und Mühle zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen und Verarbeiten einer Zweikomponentenmasse und eine Mühle zur Durchführung des Verfahrens.

Zweikomponentenmassen weisen als erste Komponente einen Klebstoff, eine Füllmasse, eine Spachtelmasse o. dgl. und als zweite Komponente einen Härter auf. Durch Ver­ mischen der beiden Komponenten entsteht ein aushärten­ des Gemisch. Das Verwenden von Zweikomponentenmassen hat jedoch den Nachteil, daß die Zweikomponentenmasse nach dem Mischen der beiden Komponenten nur innerhalb eines begrenzten Zeitraums verarbeitbar ist. Um ein Aushärten der Zweikomponentenmasse in einem Vorratsbe­ hälter zu vermeiden, kann nur eine geringe Menge ge­ mischt werden. Ein kontinuierliches Verarbeiten einer gemischten Zweikomponentenmasse über einen längeren Zeitraum ist nicht möglich.

Die beiden Komponenten der Zweikomponentenmasse müssen stets unmittelbar vor dem Verarbeiten gemischt werden, da die gemischte Zweikomponentenmasse nicht lagerfähig ist. Hierbei ist es nicht oder nur sehr schwer möglich, stets das exakte Mischungsverhältnis der beiden Kompo­ nenten einzuhalten. Von dem Mischungsverhältnis ist jedoch die Festigkeit der ausgehärteten Zweikomponen­ tenmasse sowie die maximale Verarbeitungszeit abhängig. Bei einer Abweichung von dem entsprechenden Mischungs­ verhältnis ist beispielsweise die Festigkeit einer Ver­ bindung zweier Bauteile nicht gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Be­ reitstellen und Verarbeiten einer Zweikomponentenmasse zu schaffen, bei dem eine Zweikomponentenmasse im rich­ tigen Mischungsverhältnis vorbereitet werden kann, lan­ ge bevor das Auftragen und Aushärten erfolgt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 9.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen und Verarbeiten einer Zweikomponentenmasse ist eine der beiden Komponenten verkapselt. Eine Reaktion und damit ein Aushärten der Zweikomponentenmasse findet erst statt, wenn die verkapselte Komponente, vorzugsweise der Härter, aufgebrochen wird. Die Verkapselung erfolgt vorzugsweise durch Mikrokapseln, d. h. Hohlkörper, die beispielsweise aus Wachs oder Kunststoff bestehen und in welchen der Härter enthalten ist.

Durch das Verkapseln einer der beiden Komponenten ist die vorgemischte Zweikomponentenmasse lagerfähig. Somit können die beiden Komponenten auf industriellem Wege gemischt werden und ein Mischungsverhältnis der beiden Komponenten kann genau eingestellt werden. Erfindungs­ gemäß wird die verkapselte Komponente erst direkt vor dem Auftragen der Zweikomponentenmasse in einer Mühle aufgebrochen und vermischt.

In einem Vorratsbehälter kann eine sehr große Menge einer bereits vorgemischten Zweikomponentenmasse be­ reitgestellt werden, da diese nicht aushärtet, so lange eine der beiden Komponenten verkapselt ist. Zum Verar­ beiten wird die vorgemischte Zweikomponentenmasse aus dem Vorratsbehälter in die Mühle gefördert. In dieser werden die Kapseln aufgebrochen und die beiden Kompo­ nenten vermischt, so daß eine aushärtende Zweikomponen­ tenmasse zum Auftragen bereitsteht. Um eine große Menge der Zweikomponentenmasse kontinuierlich verarbeiten zu können, wird die vorgemischte Zweikomponentenmasse aus dem Vorratsbehälter unter Druck kontinuierlich der Müh­ le zugeführt. Am Auslaß der Mühle ist ein Werkzeug zum Auftragen der Zweikomponentenmasse, wie beispielsweise eine Spritzvorrichtung, vorgesehen, mit der die konti­ nuierlich von der Mühle bereitgestellte Zweikomponen­ tenmasse verarbeitet wird.

Zum Aufbrechen der Kapseln ist die Mühle so aufgebaut, daß auf die Kapseln Scherkräfte wirken. Vorzugsweise werden von einem Mahlkörper zusätzlich axiale Stoßbewe­ gungen ausgeführt, um sicherzustellen, daß sämtliche Kapseln in der Mühle aufgebrochen werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise Zweikomponentenmassen auf Epoxydharz-, Polyurethan-, Polyester- oder Acrylharzbasis eingesetzt. Solche Zweikomponentenmassen können beispielsweise als Spach­ telmasse, als Füllmasse oder als Klebstoff eingesetzt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Mühle verwen­ det werden, die einen in einer Kammer rotierenden Mahl­ körper aufweist, von dem in der Kammer die verkapselte der beiden der Mühle zugeführten Komponenten aufge­ brochen wird. Die Kammer ist mit einem Zuführkanal und einem Auslaßkanal verbunden, wobei durch den Zuführ­ kanal die vorgemischte Zweikomponentenmasse der Kammer zugeführt und durch den Auslaßkanal die nach dem Auf­ brechen der Kapseln aushärtbare Zweikomponentenmasse zum Auftragen abgeführt wird.

Vorzugsweise ist der Auslaßkanal der Mühle komplementär zu der Form eines rotierenden Mahlkörpers und so ange­ ordnet, daß zwischen dem Auslaßkanal und dem Mahlkörper ein enger Spalt entsteht. Die Breite des Spalts ist kleiner als der minimale Kapseldurchmesser. Ferner haben ggf. in der unverkapselten Komponente der Zwei­ komponentenmasse enthaltene Füllstoffe kleinere Abmes­ sungen als die Kapseln, so daß sichergestellt ist, daß sämtliche Kapseln aufgebrochen werden und nach dem Auf­ brechen der Kapseln ein definiertes Mischungsverhältnis der beiden Komponenten vorliegt.

Der rotierende Mahlkörper kann zusätzlich mittels eines Vibrators axial bewegt werden. Durch die axialen Stoß­ bewegungen wird zusätzlich sichergestellt, daß sämtli­ che Kapseln in der Mühle aufgebrochen werden. Vorzugs­ weise ist der Auslaßkanal konisch, damit in dem Auslaß­ kanal ausgehärtete Zweikomponentenmasse auf einfache Weise von im nächsten Verarbeitungszyklus nachdrücken­ der Zweikomponentenmasse aus dem Auslaßkanal ausge­ drückt wird. Im Normalfall sind diese geringen Mengen ausgehärtete Masse nicht störend. Sollte dies der Fall sein, kann die bereits ausgehärtete Masse in einen Auf­ fangbehälter ausgedrückt werden, so daß keine ausgehär­ tete Masse zur Verarbeitungsstelle gelangt.

Um das Aufbrechen der Kapseln in der Mühle zu erleich­ tern, kann nicht nur zwischen dem Auslaßkanal und dem Mahlkörper, sondern auch im Bereich des Auslaßkanals zwischen dem Mahlkörper und der Kammerinnenwand der Mühle ein enger Mahlspalt ausgebildet sein. Der Mahl­ spalt verengt sich vorzugsweise in Richtung Auslaßka­ nal, wobei der Mahlspalt in dem dem Auslaßkanal abge­ wandten Bereich breiter ist als der Kapseldurchmesser.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Mit­ te ist das dem Mahlkörper zugewandte Ende des Zuführ­ kanals entsprechend dem Auslaßkanal komplementär zu dem Mahlkörper ausgebildet, so daß zwischen Mahlkörper und Zuführkanal ein enger Mahlspalt ausgebildet ist. Da­ durch werden die Kapseln bereits beim Eintritt in die Mühle aufgebrochen und die Zweikomponentenmasse wird in der Mühle homogen vermischt. Vorzugsweise weist die Mühle zusätzlich ein Gegenstück auf, in welches der Mahlkörper in eine Ausnehmung eingesetzt ist. Die Aus­ nehmung ist derart ausgebildet, daß zwischen dem Mahl­ körper und dem Gegenstück ein enger Mahlspalt ausgebil­ det ist. Dies hat den Vorteil, daß nur eine geringe Menge aushärtbarer Zweikomponentenmasse in der Mühle ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Mühle und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Mühle.

Eine in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform einer Mühle weist einen mit einem Vorratsbehälter verbundenen Zuführkanal 21 auf. Die in dem Vorratsbehälter vorhan­ dene vorgemischte Zweikomponentenmasse, deren eine Kom­ ponente verkapselt ist, wird der Mühle in Richtung des Pfeils a zugeführt. Das einem Mahlkörper 22 zugewandte Ende des Zuführkanals 21 ist komplementär zu dem kegel­ stumpfförmigen Mahlkörper 22 ausgebildet. Somit ist ein enger Mahlspalt zwischen dem Zuführkanal 21 und dem Mahlkörper 22 ausgebildet. Die Spaltbreite ist kleiner als der durchschnittliche Kapseldurchmesser. Ferner weist die Mühle in ihrem Gehäuse 23, 24, 25 ein Gegen­ stück 26 mit kegelstumpfförmiger Ausnehmung auf, die derart ausgebildet ist, daß bei in das Gegenstück 26 eingesetztem Mahlkörper 22 ein Mahlspalt zwischen dem Mahlkörper 22 und dem Gegenstück 26 entsteht, der dem Mahlspalt zwischen dem Zuführkanal 21 und dem Mahlkör­ per 22 entspricht. Der Mahlspalt zwischen dem Mahlkör­ per 22 und dem Gegenstück 26 bildet eine Kammer 26a aus, in der die verkapselte Komponente der Zweikompo­ nentenmasse aufgebrochen und die beiden Komponenten vermischt werden. Das Gegenstück 26 ist so ausgebildet, daß im Mahlbereich des Mahlkörpers 22 stets ein gleich­ mäßiger Spalt gebildet ist.

Der Mahlbereich des Mahlkörpers 22 ist durch Dichtringe 27, 28 begrenzt. Der Mahlkörper 22 wird über eine Welle 29, die über eine Nut 30 mit dem Mahlkörper 22 form­ schlüssig verbunden ist, mittels eines Motors angetrie­ ben. Mittels Tellerfedern 31 wird der Mahlkörper 22 gegen die Dichtringe 27, 28 gedrückt, um ein Austreten der Zweikomponentenmasse aus dem Mahlbereich zu verhin­ dern. Hierzu drücken die Tellerfedern 31 gegen ein in dem Mahlkörper 22 angeordnetes Axialkugellager 32. Fer­ ner ist die Druckkraft der Tellerfedern 31 über eine Mutter 33, die in einem Teil 24 des Mühlengehäuses an­ geordnet ist, einstellbar. Ferner kann an der Welle 29 ein Vibrator angeschlossen sein, der eine Axialbewegung des Mahlkörpers 22 in Richtung des Pfeils b und damit eine Änderung des Mahlspalts zwischen dem Mahlkörper 22 und dem Gegenstück 26 bewirkt. Hierbei wird die Fre­ quenz der Stoßbewegung so gewählt, daß die Kapseln mög­ lichst direkt nach dem Eintritt in die Mühle aufgebro­ chen werden, um sicherzustellen, daß am Ausgang der Mühle ein homogenes Gemisch vorliegt.

Die in dem Mahlspalt zwischen dem Mahlkörper 22 und dem Gegenstück 26 gemischte Zweikomponentenmasse wird durch einen Auslaßkanal 34 in Richtung des Pfeils c zu einem Werkzeug zum Auftragen der Zweikomponentenmasse beför­ dert.

Zur Verbesserung der Fördereigenschaften der Mühle ist der Auslaßkanal 34 an einem kleineren Durchmesser des Mahlkörpers 22 angeordnet als der Zuführkanal 21.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Mühle weist entsprechend der ersten Ausführungsform einen Mahlkörper 40 auf, der in einer Ausnehmung 41 eines Gehäuses 42 angeordnet ist. Die Ausnehmung 41 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die im Innern des Gehäuses 42 angeordneten Stirnfläche 43 der Ausnehmung 41 bzgl. der Ausnehmung 41 konvex ausgebil­ det ist. Im zylindrischen Bereich der Ausnehmung 41 weist das Gehäuse 42 einen Zuführkanal 44 auf, der mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, in dem die vorge­ mischte Zweikomponentenmasse, deren eine Komponente verkapselt ist, enthalten ist. Symmetrisch zur Mittel­ achse 45 des Gehäuses 42 ist ein Auslaßkanal 46 ausge­ bildet, dessen dem Mahlkörper 40 zugewandtes Ende in der konkaven Stirnfläche 43 der Ausnehmung 41 angeord­ net ist. Der Auslaßkanal 46 ist konisch ausgebildet, wobei der Durchmesser des Auslaßkanals 46 ausgehend von der Ausnehmung 41 nach außen zunimmt.

Der in der Ausnehmung 41 angeordnete Mahlkörper 40 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser im zylindrischen Bereich des Mahlkörpers 40 kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Be­ reichs der Ausnehmung 41, so daß zwischen dem Mischkör­ per 40 und dem Gehäuse 42 eine Kammer 47 ausgebildet ist. Die in Richtung des Auslaßkanals 46 weisenden Stirnfläche 50 des Mischkörpers 40 ist konvex ausgebil­ det. Der Krümmungsradius der konvexen Stirnfläche 50 des Mischkörpers 40 ist kleiner als der Krümmungsradius der konvexen Stirnfläche 43 der Ausnehmung 41, so daß zwischen den beiden konvexen Stirnflächen 43, 50 ein Mahlspalt ausgebildet ist, der sich in Richtung des Auslaßkanals 46 verengt. Die Breite des Mahlspalts ist so wählbar, daß er im äußeren Bereich des Mischkörpers 40 größer ist als der durchschnittliche Kapseldurchmes­ ser und im inneren Bereich kleiner ist als der minimale Kapseldurchmesser. Dadurch entsteht innerhalb des Mahl­ spalts zwischen den beiden konvexen Stirnflächen 43, 50 eine Förderwirkung in Richtung des Auslaßkanals 46.

Die Kammer 47 ist durch eine Dichtung 51 begrenzt, die zwischen dem Mahlkörper 40 und dem Gehäuse 42 angeord­ net ist. Die Dichtung 51 wird in axialer Richtung durch einen in Richtung der Kammer 47 weisenden Ansatz 52 des Mahlkörpers 40 und durch einen auf der gegenüberliegen­ den Seite der Dichtung 51 angeordneten zylindrischen Fortsatz 53, der fest mit dem Mahlkörper 40 verbunden ist, gehalten. Der zylindrische Fortsatz 53 ist mit einer Welle 54 fest verbunden, die mittels eines Motors in Richtung des Pfeils d drehbar ist. Somit kann der Mahlkörper 40 mittels des Motors gedreht werden.

Die Welle 54 ist in einer Aufnahmeeinrichtung 55 ange­ ordnet. Die Aufnahmeeinrichtung 55 weist eine mit einem Innengewinde 56 versehene Öffnung 57 auf, deren Innen­ durchmesser dem Außendurchmesser des zylindrischen Ge­ häuses 42 entspricht. Mittels eines an dem zylindri­ schen Gehäuse 42 vorgesehenen Gewindes 60 ist das Ge­ häuse 42 über das Innengewinde 56 fest mit der Aufnah­ meeinrichtung 55 verbunden. Ferner weist die Aufnahmee­ inrichtung 55 einen Steg 61 mit einer runden Öffnung 62 auf, durch die die Welle 54 ragt. Auf der dem zylindri­ schen Fortsatz 53 des Mahlkörpers 40 zugewandten Seite des Stegs 62 stützt sich ein Federpaket 63 ab, das ge­ gen ein Axiallager 64 drückt, das in dem zylindrischen Fortsatz 53 des Mahlkörpers 40 angeordnet ist. Durch das Federpaket 63 wird der Mahlkörper 40 in Richtung des Auslaßkanals 46 gedrückt, so daß auf die in dem Mahlspalt zwischen den beiden konvexen Stirnflächen 43,50 vorhandenen Kapseln eine zum Aufbrechen der Kap­ seln ausreichende Kraft ausgeübt wird. Zum Einstellen dieser Kraft kann der Abstand zwischen dem zylindri­ schen Fortsatz 53 des Mahlkörpers 40 und dem Steg 62 der Aufnahmeeinrichtung 55 verändert werden, indem das Gehäuse 42 in die zylindrische Öffnung 57 der Aufnah­ meeinrichtung 55 eingeschraubt oder herausgeschraubt wird.

Ferner ist mit der Welle 54 ein Vibrator verbunden, so daß die Welle 54 und damit der mit der Welle 54 fest verbundene Mahlkörper 40 in Richtung des Pfeils e be­ wegt werden kann. Durch die Bewegungen des Vibrators wird der Spalt zwischen den beiden konvexen Stirnflä­ chen 43, 50 zyklisch verändert, so daß zum Aufbrechen der Kapseln auf diese eine Druckkraft ausgeübt werden kann.

Zum Reinigen der Mühle kann das Gehäuse 42 beispiels­ weise vollständig aus der Aufnahmeeinrichtung 55 her­ ausgeschraubt werden, so daß der Mahlkörper 40 aus der Ausnehmung 41 des Gehäuses herausgezogen und die Aus­ nehmung 41 des Gehäuses gereinigt werden kann. Soll lediglich vermieden werden, daß sich in dem Spalt zwi­ schen den beiden konvexen Stirnflächen 43, 50 aushärt­ bare Zweikomponentenmasse befindet, so ist es ausrei­ chend, das Gehäuse 42 so weit aus der Aufnahmeinrich­ tung 55 herauszuschrauben, bis der Spalt zwischen den beiden konvexen Stirnflächen 43, 50 größer als der maxi­ male Durchmesser der Kapsel ist. Anschließend kann die in dem Spalt befindliche Menge aushärtender Zweikompo­ nentenmasse über den Auslaßkanal 46 aus der Mühle her­ ausgedrückt werden, indem über den Zuführkanal 44 Kom­ ponentenmasse mit einer verkapselten Komponente in die Kammer 47 gepreßt wird.

Claims (17)

1. Verfahren zum Bereitstellen und Verarbeiten einer Zweikomponentenmasse, deren Komponenten unmittel­ bar vor dem Auftragen vermischt werden - mit Aus­ nahme des Anwendungsgebietes der Sanierung von Kanalisationsrohren - bei welchem die Zweikompo­ nentenmasse eine der beiden Komponenten in verkap­ selter Form enthält und das Vermischen dadurch erfolgt, daß die Zweikomponentenmasse einer Mühle zugeführt wird, in der die verkapselte Komponente aufgebrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Zwei­ komponentenmasse der Mühle kontinuierlich unter Druck zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Kapseln überwiegend durch Scherkräfte aufgebrochen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, bei wel­ chem von einem Mahlkörper eine axiale Stoßbewegung ausgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei wel­ chem mindestens eine Komponente der Zweikomponen­ tenmasse auf Epoxydharz basiert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei wel­ chem mindestens eine der Komponenten der Zweikom­ ponentenmasse auf Polyurethan basiert.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei wel­ chem mindestens eine der Komponenten der Zweikom­ ponentenmasse auf Polyester basiert.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei wel­ chem mindestens eine der Komponenten der Zweikom­ ponentenmasse auf Acrylharz basiert.

9. Mühle mit einem in einer Kammer (26a, 47) rotieren­ den Mahlkörper (22, 40), einem in die Kammer (26a, 47) führenden Zuführkanal (21, 44) und einem aus der Kammer (26a, 47) führenden Auslaßkanal (34, 46) gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8.

10. Mühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Mahlkörper (22, 40) zugewandte Ende des Auslaßkanals (34, 46) zu dem Mahlkörper (22, 40) komplementär ist und so angeordnet ist, daß zwi­ schen dem Auslaßkanal (34, 46) und dem Mahlkörper (22, 40) ein enger Spalt ausgebildet ist.

11. Mühle nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mahlkörper (22, 40) mit einem Vibrator verbunden ist.

12. Mühle nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auslaßkanal (34, 46) konisch ist.

13. Mühle nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich des Auslaßkanals (46) zwischen Mahlkörper (40) und Kammerinnenwand (43) ein sich in Richtung des Auslaßkanals (46) veren­ gender Mahlspalt vorgesehen ist.

14. Mühle nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das dem Mahlkörper (22, 40) zu­ gewandte Ende des Zuführkanals (21, 44) zu dem Mahlkörper (22, 40) komplementär ist.

15. Mühle nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mahlkörper (22) in einer Ausnehmung eines Gegenstücks (26) derart angeord­ net ist, daß zwischen dem Mahlkörper (22) und dem Gegenstück (26) ein enger Mahlspalt ausgebildet ist.

16. Mühle nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mahlkörper (22) kegelstumpf­ förmig ist.

17. Mühle nach einem der Ansprüche 9-16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auslaßkanal (34) an einem kleineren Durchmesser des Mahlkörpers (22) ange­ ordnet ist als der Zuführkanal (21).