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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen einer Binder-Komponente
und einer Härter-Komponente
zu einem pastösen
oder flüssigen Mischgut,
insbesondere zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Spachtelmasse
für die
Verspachtelung von Oberflächen
von Fahrzeugkarosserien, wobei die Vorrichtung Vorratsbehälter zur
getrennten Bevorratung der Komponenten und mindestens eine Mischkammer
aufweist, die über
getrennte Zuführkanäle mit den
einzelnen Vorratsbehältern
verbunden ist, wobei die Mischkammer mindestens eine Abgabeöffnung für das Mischguts
aufweist, und wobei zum Fördern
der Komponenten aus den Vorratsbehältern durch die Mischkammer
zu der Abgabeöffnung
eine Dosiereinrichtung vorgesehen ist.
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Eine
derartige Vorrichtung zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Spachtelmasse
für die
Verspachtelung von Oberflächen
von Fahrzeugkarosserien ist aus
DE 203 07 518 U1 bekannt. Die Vorrichtung
hat zwei an einer Basisstation angeordnete Vorratsbehälter, von
denen der eine mit einer Binder-Komponente, nämlich einer Spachtelmassen-Komponente,
und der an andere mit einer Härter-Komponente befüllt ist.
Mit Hilfe einer Dosiereinrichtung werden die beiden Komponenten
jeweils über
einen Zuführkanal
kontinuierlich einer Mischkammer zugeführt, in der die Komponenten
miteinander in Kontakt geraten. Die Mischkammer ist in einem Schlauchabschnitt
eines flexiblen Schlauchs gebildet, an dem außenseitig Presswalzen angreifen,
die den Schlauchabschnitt zusammendrücken und gleichzeitig um seine
Längsachse
umlaufend antreiben. Durch die dabei auftretende Reibung und die Adhäsion der
Komponenten an der Innenwand des Schlauchs werden die Komponenten
miteinander vermischt. Nachdem das Mischgut den Schlauchabschnitt
durchlaufen hat, gelangt es zu einer an dem Schlauch vorgesehenen
Austrittsöffnung,
an der es kontinuierlich aus dem Schlauch austritt. Die Schlauchwand
besteht aus einem luftdichten Kunststoff, so dass die den Schlauch
umgebende Luft während
des Mischprozesses nicht in das Mischgut gelangen und in diesem
in Form von Poren oder Lunkern eingeschlossen werden kann. In der
Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die mit der Vorrichtung angemischte
Spachtelmasse gelegentlich noch Inhomogenitäten aufweist. Wenn die Spach telmasse
an der Oberfläche
einer Fahrzeugkarosserie verspachtelt wird, härtet die Spachtelmasse an den
Stellen, an denen keine Härter-Komponente
vorhanden ist nicht aus. Die Beseitigung derartiger Fehlstellen
ist mit einem relativ großen
Aufwand verbunden, da die Spachtelmasse durch Schleifen von der
Karosserie abgetragen und danach die Karosserie erneut verspachtelt
werden muss. Wenn derartige Fehlstellen bei einer Reparatur unbemerkt
bleiben und die Karosserie danach lackiert wird, wird es sogar erforderlich,
die Stelle neu zu lackieren. Wenn ein solcher Fehler nur ein einziges
Mal bei einem Anwender auftritt, kann dies zur Folge haben, dass
der Anwender die Vorrichtung als unzuverlässig einstuft und dann nicht
mehr benutzt.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die es ermöglicht,
die Komponenten so miteinander zu vermischen, dass das Mischgut
zuverlässig
und vollständig
aushärtet.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Vorrichtung für
die Härter-Komponente mindestens zwei
Vorratsbehälter
aufweist, und dass diese Vorratsbehälter über getrennte Zuführkanäle mit der Mischkammer
verbunden sind.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Inhomogenitäten in dem
Mischgut in der Regel durch Lufteinschlüsse in der Härter-Komponente
verursacht werden, die sich auch bei sorgfältiger Fertigung der Härter-Komponente
in der Praxis nicht sicher vermeiden lassen. Da die Härter-Komponente einen
Anteil von weniger als 5% und bevorzugt von nur etwa 2% am Gesamtvolumen
des Mischguts aufweist, können
bereits kleinste Lufteinschlüsse
in der Härter-Komponente
zur Folge haben, dass in dem Mischgut Stellen vorhanden sind, die
keine Härter-Komponente
enthalten und somit nicht aushärten. Da
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mindestens zwei Vorratsbehälter
für die
Härter-Komponente vorgesehen
und über
getrennte Zuführkanäle mit der Mischkammer
verbunden sind, kann für
den Fall, dass in einem der Zuführkanäle einmal
eine Luftblase enthalten sein sollte, der Mischkammer normalerweise über den
mindestens einen anderen Zuführkanal weiterhin
Härter-Komponente
zugeführt
werden. Die Gefahr, dass in sämtlichen
Zuführkanälen gleichzeitig
Luftblasen in der Härter-Komponente
enthalten sein sollten, ist sehr gering und kann vernachlässigt werden.
Die Vorrichtung kann insbesondere für die nachstehend aufgeführten aufgeführten Bindemittelsysteme
verwendet werden:
- – Polyesterharze (ungesättigt),
- – Peroxyd-Styrol-Systeme,
- – Epoxid-Harze
(zweikomponentig),
- – Polyurethan-Harzsysteme
(zweikomponentig),
- – Phenolharz-Systeme,
- – Silicon-Systeme
(zweikomponentig),
- – Acrylat-Systeme
(zweikomponentig),
- – Thiocoll-Systeme
(Polidisulfid-Systeme).
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Dosiereinrichtung derart ausgestaltet, dass
bei blasenfreier Vermischung der Komponenten das Mischungsverhältnis VB : VS aus dem der Mischkammer
zugeführten
Volumenstrom VB der Härter-Komponente und der Summe
VS aus dem Volumenstrom VB und
dem der Mischkammer zugeführten
Volumenstrom VA der Binder-Komponente im
Bereich zwischen 1 % und 4%, insbesondere zwischen 1,5% und 3% und
bevorzugt etwa 2% beträgt.
Die Vorrichtung ist also so ausgelegt, dass das Mischungsverhältnis bei
Polyesterspachtelmasse und blasenfreier Vermischung der Komponenten
eine geringe Topfzeit und einen geringen Verbrauch der Härter-Komponente
ergibt. Sollte einmal in einem der Zuführkanäle für die Härter-Komponente eine Luftblase
enthalten sein, ist das Mischungsverhältnis gegenüber dem Mischungsverhältnis bei
blasenfreier Vermischung reduziert, wodurch sich die Zeit, die das Mischgut
zum Aushärten
benötigt,
entsprechend verlängert.
Dennoch härtet
das Mischgut auch in diesem Fall vollständig aus.
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Vorteilhaft
ist, wenn in dem Vorratsbehälter für die Binderkomponente
eine thixotrope Binderkomponente angeordnet ist, und wenn die Vorrichtung
eine der Mischkammer vorgeschaltete Einrichtung zur Erhöhung der
Fließfähigkeit
der Binder-Komponente
aufweist. Bei der Zuführung
der Binder-Komponente zu der Mischkammer wird dann die Thixotropie
der Binderkomponente vorübergehend
reversibel zerstört,
wodurch sich die Härter-Komponente
besser in der Binder-Komponente verteilt,
insbesondere wenn in einem der Zuführkanäle für die Härter-Komponente einmal eine Luftblase angeordnet
sein sollte und dadurch der Mischkammer nur noch eine entsprechend
reduzierte Menge Härter-Komponente zugeführt werden
kann. Bei einer Polyester-Spachtelmasse muss der Abstand zwischen
der Härter-Komponente
und der Binder-Komponente in dem Mischgut deutlich geringer als
0,5 Millimeter sein, damit eine gleichmäßige Härtung des Mischguts erreicht
wird und keine Bereiche in dem Mischgut verbleiben, in denen keine
Härtung
stattfindet. Durch die Einrichtung zur Erhöhung der Fließfähigkeit
reduziert sich insbesondere bei niedrigen Temperaturen, die in einer
Reparaturwerkstatt im Winter oftmals unter 12° C liegen, der für die Zuführung der
Binder-Komponente
zu der Mischkammer benötigte
Förderdruck.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung weist die Einrichtung zur Erhöhung der Fließfähigkeit
mindestens ein in dem Zuführkanal
für die
Binder-Komponente
angeordnetes Element auf, das derart antreibbar ist, dass in die
Binder-Komponente Bewegungsenergie eingebracht wird. Durch das Einbringen
der Bewegungsenergie wird die Thixotropie der Binder-Komponente
reversibel abgeschwächt
oder sogar völlig
beseitigt.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn die Vorratsbehälter an einer Basisstation
angeordnet sind, wenn die Mischkammer in einem lösbar mit der Basisstation verbindbaren
Mischkopf gebildet ist, und wenn die Zuführkanäle derart geführt und
der Mischkopf derart ausgestaltet ist, dass nach dem Beenden des
Mischvorgangs und dem Trennen des Mischkopfs von der Basisstation
alle Mischgutreste im Mischkopf verbleiben. Der Mischkopf ist als
dabei Einwegteil ausgebildet, das nach Beendigung des Mischvorgangs
von der Basisstation getrennt und zusammen mit dem darin verbleibenden
Mischgutrest entsorgt wird. Da die Komponenten nur in dem Mischkopf
miteinander in Kontakt geraten, verbleiben an der Basisstation keine
gehärteten
Mischgutreste. Die Basisstation kann deshalb nach Beendigung eines
Mischvorgangs auf einfache Weise mit einem neuen Mischkopf bestückt werden
und ist dann für
einen weiteren Mischvorgang sofort einsatzbereit. Wenn die Vorrichtung
an der Basisstation eine Einrichtung zur der Fließfähigkeit
der Binder-Komponente
aufweist, kann der Querschnitt eines den Vorratsbehälter für die Binder-Komponente
mit dem Mischkopf verbindenden Zuführkanals zumindest an der Übergangsstelle
zwischen der Basisstation und dem Mischkopf gering gewählt sein,
so dass die Binder-Komponente beim Abziehen des Mischkopfs von der
Basisstation an der Übergangsstelle
abreißt
ohne nachzutropfen. Durch das die Bewegungsenergie in die Binder-Komponente
einbringende Element wird außer dem
beim Abziehen des Mischkopfs der Abreißpunkt der Binder-Komponente zu
dem die Bewegungsenergie einbringenden Element hin verlagert, damit
der sich beim Abziehen des Mischkopfs an der Basisstation bildende
Wurstzipfel entsprechend kurz gehalten und das Einsetzen des neuen
Mischkopfes erleichtert wird.
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Zweckmäßigerweise
hat der Zuführkanal
für die
Binder-Komponente eine innere und äußere Begrenzungswand, die durch
einen Ringspalt voneinander beabstandet und in Umfangsrichtung des
Ringspalts relativ zueinander bewegbar sind, wobei mindestens eine
dieser Begrenzungswände
als Element zur Einbringung von Bewegungsenergie einen Vorsprung
aufweist. Die Vorrichtung ermöglicht
dadurch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau. Die den Vorsprung
aufweisende Begrenzungswand ist vorzugsweise relativ zu dem Vorratsbehälter für die Binder-Komponente bewegbar
und antreibbar.
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Vorteilhaft
ist, wenn zumindest die äußere Begrenzungswand
aus einem durchsichtigen Werkstoff besteht, und wenn sich die Härter-Komponente vorzugsweise
farblich von der Binder-Komponente unterscheidet. Der Mischvorgang
kann dann durch die äußere Begrenzungswand
hindurch anhand der Farbe des Mischguts optisch kontrolliert werden.
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Die
Elemente zur Einbringung von Bewegungsenergie können in mehreren, in Richtung
der Rotationsachse der Drehbewegung durch Zwischenräume voneinander
beabstandeten Etagen angeordnet sein. Dabei ist es sogar möglich, dass
die Erstreckungsebenen von mindestens zwei Etagen mit Elementen
zur Einbringung von Bewegungsenergie relativ zueinander verkippt
sind. Dadurch wird eine noch bessere Vorfluidisierung der Binder-Komponente
ermöglicht.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Dosiereinrichtung
derart ausgestaltet, dass bei blasenfreier Härterkomponente die der Mischkammer
zugeführte
Menge Härterkomponente etwa
zu gleichen Teilen den einzelnen Vorratsbehältern für die Härterkomponente entnommen wird.
Dadurch gelangt beim Auftreten einer Luftblase in einem der Zuführkanäle unabhängig davon,
in welchem Zuführkanal
sich die Luftblase befindet, stets etwa die gleiche Menge Härter-Komponente
in die Mischkammer.
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Zweckmäßigerweise
ist der Vorratsbehälter für die Binder-Komponente
vorzugsweise etwa mittig zwischen den Vorratsbehältern für die Härter-Komponente angeordnet.
Die Basisstation kann dann einen symmetrischen Aufbau aufweisen.
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Vorzugsweise
sind die Vorratsbehälter
jeweils als Kartuschen mit einem in einem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt
verschiebbaren Schiebeboden ausgebildet, wobei an der Basisstation
für jede Kartusche
jeweils eine Aufnahme mit einer Widerlagerstelle für den hohlzylindrischen
Gehäuseabschnitt vorgesehen
ist, und wobei jeweils relativ zu der Widerlagerstelle ein Druckstempel
verstellbar gelagert ist, mit welchem der Schiebeboden der betreffenden Kartusche
zum Auspressen der darin befindlichen Komponente druckbeaufschlagbar
ist. Wenn die in den Vorratsbehältern
befindlichen Komponenten aufgebraucht sind, kann die Basisstation
auf einfache Weise durch Auswechseln der Kartuschen neu befüllt werden.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Druckstempel vorzugsweise an ihren von den Schiebeböden entfernten
Endbereichen durch eine Brücke
miteinander verbunden sind, und wenn die Brücke mit Hilfe eines Stellantriebs
relativ zu den Widerlagerstellen bewegbar ist. Die Komponenten können dadurch
auf einfache Weise in einem durch das Verhältnis der Grundflächen der
Schiebeböden
der Kartuschen vorgegebenen Volumenstromverhältnis dem Mischkopf zugeführt werden.
Somit ist stets eine korrekte Dosierung der Komponenten gewährleistet.
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Der
Stellantrieb kann eine Antriebswelle aufweisen, die zum Verschieben
der Brücke über eine auf
einer Gewindespindel angeordnete Spindelmutter mit der Brücke verbunden
ist. Dabei wird mit Hilfe der Gewindespindel die Drehbewegung der
Antriebswelle in eine für
das Verstellen der Kartuschen-Schiebeböden benötigte Verschiebebewegung umgesetzt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Stellantrieb
einen Elektromotor auf, wobei zur Stromversorgung des Elektromotors
vorzugsweise ein Akku vorgesehen ist. Die Vorrichtung kann dann
ohne eine externe Energieversorgung motorisch angetrieben werden.
Der aus dem Elektromotor und dem Akku gebildete elektrische Antrieb kann
ein handelsüblicher
Antrieb für
eine Akku-Bohrmaschine
sein.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weist der Stellantrieb einen pneumatischen oder hydraulischen
Arbeitszylinder und/oder einen Pneumatik- oder Hydraulikmotor auf. Die
Vorrichtung ist dann für
eine Verwendung in explosionsgefährdeten
Räumen
geeignet.
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Die
Antriebswelle kann auch mit einem Handrad in Antriebsverbindung
stehen. Die Dosiereinrichtung kann dann ohne externe Energieversorgung
manuell angetrieben werden.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Antriebswelle mit mindestens einem in der Mischkammer
angeordneten Mischelement in Antriebsverbindung steht. Eine mit
der Antriebswelle verbundene Antriebseinrichtung kann dann sowohl
die Dosiereinrichtung als auch das Mischelement antreiben. Dabei
ist die Geschwindigkeit, mit der die Schiebeböden bewegt werden, proportional
zur Drehzahl des Mischelements, so dass weitgehend unabhängig von
der Drehzahl der Antriebswelle stets eine gute Durchmischung der Komponenten
erreicht wird. Außerdem
ermöglicht die
Vorrichtung einen einfachen und kostengünstigen Aufbau.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Mischkammer
ringspaltartig zwischen einer inneren und einer äußeren Kammerwand gebildet,
wobei die Kammerwände
um eine Rotationsachse relativ zueinander verdrehbar gelagert sind,
wobei die Mischelemente an den einander zugewandten Seiten der Kammerwände angeordnete
Zähne sind, an
die in Umfangsrichtung der Mischkammer Zahnlücken angrenzen, und wobei die
Zähne bei
der Rotationsbewegung derart in Richtung der Rotationsachse relativ
zueinander versetzt aneinander vorbeilaufen, dass die Komponenten
durch Teilung miteinander vermischt werden. Die miteinander zusammenwirkenden
Zähne der äußeren und
inneren Kammerwände
ermöglichen
eine intensive Vermischung der Komponenten. Dabei werden durch die
Zähne Scherkräfte in die
Komponenten bzw. das Mischgut eingebracht, die bewirken, dass die
in den Zahnlücken
befindlichen Teilbereiche der Komponenten bzw. des Mischguts von
in Richtung der Rotationsachse dazu benachbarten Teilbereichen abgetrennt und
in Richtung der Drehbewegung versetzt oder verschoben werden. Gleichzeitig
wird neuer Komponentenwerkstoff über
die Zuführkanäle kontinuierlich der
Mischkammer zugeführt,
wodurch in dieser eine Strömung
entsteht, die von den Zuführkanälen zu der Austrittsöffnung verläuft. Auf diese
Weise kommt ständig
neuer Komponenten- und/oder Mischgutwerkstoff in den Wirkungsbereich
der Zähne.
Im Unterschied zu einem Schlauchmischer sind die Kammerwände der
Mischkammer vorzugsweise derart biegesteif ausgebildet, dass sie
während
der Scherkraftbeaufschlagung der zu vermischenden Komponenten bzw.
des Mischguts im Wesentlichen ihre Form beibehalten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die innere Kammerwand und die äußere Kammerwand
mit Axialspiel relativ zueinander verdrehbar gelagert sind, dass
die Zähne
der inneren Kammerwand derart relativ zu den Zähne der äußeren Kammerwand in Axialrichtung versetzt
sind, dass einander zugewandte, in Axialrichtung weisende Stirnseitenflächen mindestens
eines Zahns der inneren Kammerwand und zumindest eines Zahns der äußeren Kammerwand
durch eine zwischen der inneren Kammerwand und der äußeren Kammerwand
in Axialrichtung wirkende Kraft gegeneinander positionierbar sind,
und dass diese Stirnseitenflächen
derart in Bezug zu einer normal zur Rotationsachse angeordneten
Ebene unter einem Winkel geneigt sind, dass die Stirnseitenflächen während des
Mischvorgangs aufeinander gleiten, ohne dass von den Zähnen Material
in das Mischgut abgetragen wird. Dadurch ist es möglich, die
Länge des
Mischkopfs in Richtung der Rotationsachse kurz zu halten, so dass
nach Gebrauch des Mischkopfs nur eine entsprechend kleine Restmenge
des Gemischs in dem Mischkopf verbleibt. Die Vorrichtung ermöglicht dadurch
einen geringen Verbrauch der Komponenten. Während des Mischvorgangs werden
die Zähne
der inneren Kammerwand und die Zähne
der äußeren Kammerwand
durch den Förderdruck
der Komponenten gegeneinander gedrückt, wobei die schräg zueinander
verlaufenden Stirnseitenflächen
aufeinander gleiten, ohne dass von den Zähnen Werkstoff abbrasiv abgetragen
wird und in das Mischgut gelangt. Dabei bilden die Komponenten und/oder
das Mischgut zwischen den aufeinander gleitenden Stirnseitenflächen einen
dünnen
Film, der als Gleitschicht wirkt. Der Winkel, unter dem die Zähne gegenüber der
normal zur Rotationsachse angeordneten Ebene geneigt sind, kann
mindestens 5°,
gegebenenfalls mindestens 10° und
bevorzugt mindestens 15° betragen.
Erwähnt
werden soll noch, dass ein Mischkopf mit derart abgeschrägten Zähnen auch
bei einer Vorrichtung vorgesehen sein kann, die für jede Komponente
jeweils nur einen einzigen Vorratsbehälter hat. Eine solche Vorrichtung
ist in deutschen Patentanmeldung 10 2004 044 625.3 beschrieben.
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Zusätzlich zu
dem ersten Elektromotor kann die Vorrichtung einen zweiten, mit
dem mindestens einen Mischelement in Antriebsverbindung stehenden
Elektromotor aufweisen, wobei die Elektromotoren vorzugsweise mit
einer Steuereinrichtung verbunden sind, die derart ausgebildet ist,
dass der erste Elektromotor beim Einschalten oder zeitverzögert nach
dem Einschalten des zweiten Elektromotors zugeschaltet wird. Dabei
ist es sogar möglich,
dass die Vorrichtung einen Kontaktgeber aufweist, über den beim
Positionieren des Mischkopfs an der Basisstation der zweite Elektromotor
automatisch eingeschaltet wird.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist unterhalb der
Abgabeöffnung
ein Aufnahmeelement für
das Mischgut angeordnet, welches Aufnahmeelement derart entgegen
einer Rückstallkraft
aus einer Ruhelage in eine Arbeitslage bewegbar ist, dass es beim
Beladen mit dem Mischgut unter dem Einfluss dessen Schwerkraft von
der Abgabeöffnung
wegbewegt wird. Dadurch wird in dem Bereich zwischen der Abgabeöffnung und
dem Aufnahmeelement eine Überwälzung des
Mischguts, die Lufteinschlüsse
in dem Mischgut zur Folge haben könnte, vermieden.
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Zweckmäßigerweise
ist das Aufnahmeelement aus der Ruhelage in die Arbeitslage verschwenkbar
mit dem Mischkopf verbunden. Die Vorrichtung ermöglicht dadurch einen einfachen
und kostengünstigen
Aufbau.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Dosiereinrichtung zum Anmischen einer vorbestimmten
Menge des Mischguts über
eine Zeitschaltuhr ansteuerbar ist. Die Förderung der Komponenten zu
dem Mischkopf wird dann nach dem Beginn des Mischvorgangs nach einer
vorgegebenen Zeitdauer automatisch gestoppt, so dass eine genau
definierte Menge des Mischguts angemischt wird. Die Zeitdauer kann
einstellbar sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die innere Kammerwand an einem Rotorteil und
die äußere Kammerwand
an einem Statorteil angeordnet, wobei das Rotorteil mittels einer
Drehlagerung um eine Rotationsachse verdrehbar in dem Statorteil
gelagert ist und mit Hilfe einer Stützlagerung in axialer Richtung
relativ zu dem Statorteil fixiert ist. Durch die Stützlagerung
wird verhindert, dass bei der Drehbewegung des Rotors die Zähne des
Rotors mit denen des Stators aufgrund einer Axialverschiebung zwischen
Rotor und Stator in Berührung
geraten, wenn der Mischkopf mit dem Förderdruck der Dosiereinrichtung
beaufschlagt wird. Die Stützlagerung
weist vorzugsweise einen um die Rotationsachse verdrehbaren Drehteller
auf, an dem das Rotorteil in Gebrauchsstellung mit einer Stirnseite
zur Anlage kommt.
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Nachstehend
sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 und 2 Längsschnitte
durch eine Basisstation einer Vorrichtung zum Vermischen einer Binder-Komponente
mit einer Härter-Komponente,
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3 eine
Aufsicht auf ein Statorteil eines Mischkopfs,
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4 eine
Seitenansicht des Mischkopfs, wobei das Statorteil im Schnitt dargestellt
ist,
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5 einen
Querschnitt durch den Mischkopf,
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6 einen
Längsschnitt
durch das Statorteil,
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7 eine
Seitenansicht eines Rotorteils des Mischkopfs,
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8 einen
Teilquerschnitt durch einen Mischkopf entlang einer ringförmig umlaufenden Mischzone,
wobei die Zahne des Statorteils schraffiert und die Zähne des
Rotorteils unschraffiert dargestellt sind,
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9 eine
Seitenansicht der Mischvorrichtung, wobei ein mit einem akkubetriebenen
Elektroantrieb verbundener Mischkopf an der Basisstation in Vormontagestellung
angeordnet ist,
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10 eine
Darstellung ähnlich 9,
wobei jedoch der Mischkopf und der Elektroantrieb in Gebrauchsstellung
angeordnet sind, und
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11 eine
teilweise im Längsschnitt
dargestellte Seitenansicht einer Mischvorrichtung, die ein verschwenkbar
gelagertes Aufnahmeelement für
das Mischgut hat, das in drei unterschiedlichen Schwenklagen dargestellt
ist.
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Eine
im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Vermischen
einer Binder-Komponente
A und einer Härter-Komponente
B zu einer gebrauchsfertigen Spachtelmasse für die Verspachtelung von Oberflächen von
Fahrzeugkarosserien weist eine Basisstation 2 auf, an der
ein mit der Binder-Komponente A, wie z.B. Polyester-Spachtelmasse,
befüllter
erster Vorratsbehälter 3a und
zwei mit der Härter-Komponente B, wie
z.B. einem Peroxyd befüllte
zweite Vorratsbehälter 3b angeordnet
sind. Deutlich ist erkennbar, dass die beiden Vorratsbehälter 3b für die Härter-Komponente B jeweils
einen deutlich geringeren Querschnitt aufweisen als der Vorratsbehälter 3a für die Binder-Komponente.
Die Summe der Querschnittsflächen
der beiden Vorratsbehälter 3b für die Härter-Komponente
B beträgt
vorzugsweise etwa 2% der Summe der Gesamtquerschnittsfläche der
drei Vorratsbehälter 3a, 3b.
Die beiden Vorratsbehälter 3b für die Härter-Komponente
sind baugleich.
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Wie
in 1 erkennbar ist, sind die Vorratsbehälter 3a, 3b jeweils
als Kartuschen mit einem in einem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 4a, 4b verschiebbaren
Schiebeboden 5a, 5b ausgestaltet. Die Schiebeböden 5a, 5b liegen
mit ihrem Außenrand
jeweils dicht an der Innenwand des ihnen zugeordneten Gehäuseabschnitts 4a, 4b der
betreffenden Kartusche an.
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An
der Basisstation 2 ist eine Dosiereinrichtung angeordnet,
die für
jede Kartusche jeweils eine Aufnahme mit einer Widerlagerstelle 6a, 6b für den hohlzylindrischen
Gehäuseabschnitt 4a, 4b der
Kartusche aufweist. An dieser Widerlagerstelle 6a, 6b liegt
der der Gehäuseabschnitt 4a, 4b jeweils
an, wenn die Kartusche in die Aufnahme eingesetzt ist.
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Für jeden
Schiebeboden 5a, 5b hat die Dosiereinrichtung
jeweils einen Druckstempel 7a, 7b, der in Gebrauchsstellung
an der aus der Kartusche auszupressenden Komponente A, B abgewandten Rückseite
des Schiebebodens 5a, 5b angreift und mit Hilfe
einer Schiebeführung 8a, 8b (1 und 2) auf
die Widerlagerstelle 6a, 6b zu- und von dieser wegbewegbar
ist. In 1 ist erkennbar, dass die Druckstempel 7a, 7b mit
ihren Längsachsen
etwa parallel zueinander angeordnet sind und dass der zum Auspressen
der Binder-Komponente A vorgesehene Druckstempel 7a zwischen
den beiden Druckstempeln 7b für die Härter-Komponente B angeordnet
ist.
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An
ihren von den Schiebeböden 5a, 5b entfernten
Endbereichen sind die Druckstempel 7a, 7b durch
eine Brücke 9,
die sich quer zu den Druckstempeln 7a, 7b erstreckt,
fest miteinander verbunden. Die Brücke 9 ist drehfest
mit einer Spindelmutter 10 verbunden, die mit einer Gewindespindel 11 verschraubt
ist. Die Gewindespindel 11 steht zur Druckbeaufschlagung
der Schiebeböden 5a, 5b mit
der Welle eines ersten Elektromotors 12 in Antriebsverbindung,
der an der Basisstation 2 an der den Kartuschen abgewandten
Seite der Brücke 9 etwa
in gerader Verlängerung
des Druckstempels 7a für
die Binder-Komponente A angeordnet ist. Zwischen der Welle und der
Gewindespindel 11 kann ein Übersetzungsgetriebe angeordnet
sein.
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In 1 ist
erkennbar, dass der Druckstempel 7a für die Binder-Komponente A als
Hülse ausgebildet
ist, und dass die Gewindespindel 11 in die Innenhöhlung der
Hülse eingreift.
An seinem dem Schiebeboden 5a zugewandten Ende weist der Druckstempel 7a eine
tellerförmige
Verbreiterung auf, die an den Schiebeboden 5a formangepasst
ist.
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An
ihrem dem Schiebeboden 5a, 5b gegenüberliegenden
Ende haben die Kartuschen jeweils eine Entnahmeöffnung für die in der Kartusche bevorratete
Komponente A, B. Jede der Entnahmeöffnungen ist jeweils über einen
separaten Zuführkanal 12a, 12b mit
einer gemeinsamen Mischkammer 14 verbunden, die in einem
lösbar
mit der Basisstation 2 verbindbaren Mischkopf 15 angeordnet
ist. Zwischen der Wandung des Zuführkanals 12a, 12b und
dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 4a, 4b der
dem Zuführkanal 12a, 12b jeweils
zugeordneten Kartusche kann eine Dichtung, wie z.B. ein O-Ring angeordnet sein.
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In 3 ist
erkennbar, dass der Mischkopf ein Statorteil 16 aufweist,
das eine erste Eintrittsöffnung 17a für die Binder-Komponente
A und zwei zweite Eintrittsöffnungen 17b für die Härter-Komponente
B aufweist. Der ersten Eintrittsöffnung 17a ist an
der Basisstation 2 eine erste Austrittsöffnung 18a zugeordnet,
die über
einen ersten Zuführkanal 12a mit
dem ersten Vorratsbehälter 3a verbunden
ist. Den zweiten Eintrittsöffnungen 17b ist
an der Basisstation jeweils eine zweite Austrittsöffnung 18b zugeordnet, die
jeweils über
einen zweiten Zuführkanal 12b mit einem
der betreffenden Eintrittsöffnung 17b zugeordneten
zweiten Vorratsbehälter 3b verbunden
ist. Wenn der Mischkopf 15 an der Basisstation angeschlossen
ist, sind die erste Austrittsöffnung 18a der ersten
Eintrittsöffnung 17a und
die die zweiten Austrittsöffnungen 18a jeweils
einer zweiten Eintrittsöffnung 17b zugewandt,
so dass die in den einzelnen Kartuschen befindlichen Komponenten über voneinander
getrennte Wege zu dem Mischkopf 15 gelangen können. Somit
kann für
den Fall, dass in einem der Zuführkanäle 12b für die Härter-Komponente
B einmal eine Luftblase sein sollte, über den anderen Zuführkanal 12b weiterhin
Härter-Komponente
B in die Mischkammer 14 geleitet werden.
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Das
Verbinden des Mischkopfs 15 mit der Basisstation 2 erfolgt
durch Aufstecken der Eintrittsöffnungen 17a, 17b auf
die Austrittsöffnungen 18a, 18b.
Die Eintrittsöffnungen 17a, 17b und
die Austrittsöffnungen 18a, 18b sind
dazu als zueinander passenden Steckkupplungsteile ausgebildet, die
in Verbindungsstellung dicht miteinander verbunden sind.
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In 4 ist
erkennbar, dass in dem Statorteil 16 des Mischkopfs 15 ein
Rotorteil 19 um seine Längsachse 20 verdrehbar
angeordnet ist. Zwischen der ersten Eintrittsöffnung 17a für die Binder-Komponente
A und der Mischkammer 14 ist an dem Rotorteil 19 eine
Einrichtung zur Erhöhung
der Fließfähigkeit
der thixotropen Binder-Komponente
A angeordnet, die an dem Rotorteil 19 mehrere etwa radial
zur Längsachse 20 in
unterschiedliche Richtungen vorstehende Vorsprünge 22 aufweist, die
sich zusammen mit dem Rotorteil 19 um die Längsachse 20 drehen,
wenn das Rotorteil 19 relativ zu dem Statorteil 16 drehangetrieben
wird. Durch diese Vorsprünge 22 wird
Bewegungsenergie in die Binder-Komponente A eingebracht, um deren
Thixtorpie reversibel zu zerstören.
Die Binder-Komponente A kann sich dadurch sich beim Eintritt in
die Mischkammer 14 gleichmäßiger mit der Härter-Komponente
B vermischen.
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In 4 ist
erkennbar, dass die Komponenten A, B derart in dem Mischkopf 15 geführt sind, dass
sie erst im Inneren des Mischkopfs miteinander in Kontakt geraten.
Dadurch bleiben nach dem Beenden des Mischvorgangs und dem Trennen
des Mischkopfs 15 von der Basisstation 2 alle
Mischgutreste im Mischkopf 15. Dieser ist als Einwegteil ausgestaltet,
das nach Gebrauch entsorgt und durch ein entsprechendes Neuteil
ersetzt wird.
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Zwischen
dem Statorteil 16 und dem Rotorteil 19 ist die
Mischkammer 14 gebildet. In 5 ist deutlich
erkennbar, dass die Mischkammer 14 ringspaltförmig zwischen
einer inneren, an dem Rotorteil 19 angeordneten Kammerwand
und einer äußeren, an
dem Statorteil 16 vorgesehenen Kammerwand ausgebildet ist.
Mit Hilfe der Dosiereinrichtung kann das Mischgut C kontinuierlich
durch die Mischkammer 14 hindurch zu einer an dem Statorteil 16 angeordneten
Abgabeöffnung 21 gefördert werden,
die in Durchflussrichtung hinter den Eintrittsöffnungen 17a, 17b angeordnet
ist.
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In 4 bis 7 ist
erkennbar, dass die einander zugewandten Kammerwände der Mischkammer 14 als
Mischelemente Zähne 23, 24 aufweisen.
Die innere, an dem Rotorteil 19 angeordnete Kammerwand
und die äußere, an
dem Statorteil 16 vorgesehene Kammerwand 8 weisen
jeweils mehrere, in Richtung der Längsachse 20 voneinander
beabstandete Etagen mit Zähnen 23, 24 auf.
Die Zähne 23, 24 der
einzelnen Etagen sind jeweils in Umfangsrichtung der Mischkammer 14 durch
Zahnlücken
voneinander beabstandet. Zwischen den einzelnen Etagen weisen die
Kammerwände
jeweils Zwischenräume
auf, durch die bei der Rotationsbewegung die dem betreffenden Zwischenraum
gegenüberliegenden
Zähne 23, 24 der
jeweils anderen Kammerwand hindurch laufen. Durch die kontinuierliche
Zuführung der
Komponenten A, B zu der Mischkammer 14 kommt es dabei zu
einer Teilung des Mischgutstromes, d.h. ein Teil des Mischgutstromes
fließt
jeweils an der einen Seite des betreffenden Zahns 23, 24 und
der andere Teil an der anderen Seite des betreffenden Zahns 23, 24 vorbei.
Da diese Teilung in mehreren, der Anzahl der Etagen entsprechenden
Stufen stattfindet, wird das Mischgut C intensiv vermischt.
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Das
Rotorteil 19 und das Statorteil 16 sind mit Hilfe
eines Gleitlagers 27 relativ zueinander verdrehbar gelagert.
Das Gleitlager 27 hat an dem Statorteil 16 einen äußeren Lagerring 28 und
an dem Rotorteil 19 einen inneren Lagerring 29,
die in radialer und axialer Richtung gegeneinander abgestützt sind.
Das Gleitlager 27 hat in Richtung der Längsachse 20 Axialspiel,
wodurch die Zähne 24 des
Rotorteils 19 mit ihren entgegen der in 8 durch
den Pfeil P2 angedeuteten Hauptfließrichtung der Komponenten A,
B bzw. des Gemischs weisenden Stirnseitenflächen 30 etwas auf
die diesen jeweils zugewandten, in Hauptfließrichtung Pf2 weisenden Stirnseitenflächen 31 der
Zähne 23 des
Statorteils 16 zubewegt werden, wenn der Mischkopf 15 mit
dem Förderdruck
der Komponenten A, B beaufschlagt wird.
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In 8 ist
erkennbar, dass die Stirnseitenflächen 28, 29 derart
in Bezug zu einer normal zur Längsachse 20 angeordneten
Ebene unter einem Winkel α geneigt
sind, dass sie während
des Mischvorgangs aufeinander gleiten können. Dabei ist zwischen den
Stirnseitenflächen 28, 29 der
jeweils miteinander zusammenwirkenden Zähne 23, 24 eine dünne Schicht
des Mischguts C angeordnet, die als Gleitfilm dient. Die einander
zugewandeten Enden der Stirnseitenflächen 28, 29 der
Rotor-Zähne 24 und der
Stator-Zähne 23 sind
dadurch etwas in Längsrichtung
des Mischkopfs 15 voneinander beabstandet. In 8 ist
der entsprechende Abstand mit x bezeichnet. Durch die Schrägstellung
der Stirnseitenflächen 28, 29 wird
während
des Mischvorgangs vermieden, dass von den Zähnen 23, 24 Material
abgetragen wird und in das Mischgut C gerät. Die Axiallände der
Rotor-Zähne 24 ist
nur etwas kürzer
als die lichte Weite der Zwischenräume zwischen den Etagen der
Zähne 23 des
Statorteils 16. Der Mischkopf 15 ermöglicht dadurch
eine kurze Bauform. Erwähnt werden
soll noch, dass die Vorwärtsdrehrichtung
des Rotorteils 19 in 8 durch
einen Pfeil Pf2 markiert ist.
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Bei
den in 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispielen
ist die Basisstation 2 an einer Gebäudewand 26 befestigt.
Zusätzlich
zu dem die Gewindespindel 11 antreibenden ersten Elektromotor 12 ist
ein zweiter Elektromotor 25 vorgesehen, der mit dem Rotorteil 19 des
Mischkopfs in Antriebsverbindung steht. Der zweite Elektromotor 25 hat
einen auf das Rotorteil 19 formschlüssig aufsteckbaren Mitnehmen.
Zum Betätigen
der Vorrichtung wird zunächst
der Mischkopf 15 auf den Mitnehmen aufgesteckt und danach
wird der Mischkopf 15 mit den Eintrittsöffnungen 17a, 17b auf
die Austrittsöffnungen 18a, 18b der
Basisstation 2 aufgesteckt. Dabei wir eine in der Zeichnung
nicht näher
dargestellte Schalteinrichtung betätigt, welche die Elektromotoren 12, 25 mit
einer Stromversorgung verbindet und dadurch den Mischvorgang startet.
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Bei
dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist an der Basisstation 2 unterhalb der Abgabeöffnung 21 des
Mischkopfs 15 ein flächiges
Aufnahmeelement 32 für das
Mischgut C angeordnet, beispielsweise ein Spachtel. Das Aufnahmeelement 32 ist
mittels einer Schwenklagerung 33 um eine etwa horizontale,
seitlich von der Abgabeöffnung 21 beabstandete
Schwenkachse entgegen der Rückstallkraft
einer Feder 34 aus einer Ruhelage in eine Arbeitslage von
der Abgabeöffnung 21 weg nach
unten verschwenkbar ist. Deutlich ist erkennbar, dass beim Beladen
des Aufnahmeelements 32 mit dem Mischgut C der Abstand
zwischen der Abgabeöffnung 21 und
dem Aufnahmeelement 32 aufgrund der Gewichtskraft des auf
dem Aufnahmeelement 32 befindlichen Mischguts C zunimmt.
Dadurch werden an dem Aufnahmeelement 32 Überwälzungen
in dem Mischgut C vermieden.
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In 11 ist
ferner erkennbar, dass das Statorteil 16 und das Rotorteil 19 mittels
einer kombinierten Dreh- und Stützlagerung
um eine Rotationsachse relativ zueinander verdrehbar gelagert sind. Die
Dreh- und Stützlagerung
weist einen an der Basisstation 2 angeordneten Drehteller 35 auf,
an dem das Rotorteil 19 mit seiner einen Stirnseiten zur
Anlage kommt. An seiner anderen Stirnseite ist das Rotorteil 19 mit
einer Welle verbunden, die mit dem zweiten Elektromotor 25 in
Antriebsverbindung steht.
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Die
Vorrichtung 1 zum Vermischen einer Binder-Komponente A
und der Härter-Komponente B zu einem
pastösen
oder flüssigen
Mischgut C, insbesondere zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Spachtelmasse
für die
Verspachtelung von Oberflächen
von Fahrzeugkarosserien, weist also zur getrennten Bevorratung der
Komponenten A, B Vorratsbehälter 3a, 3b auf,
die mit den Komponenten A bzw. B befüllt sind. Die Vorratsbehälter 3a, 3b sind über getrennte
Zuführkanäle 13a, 13b mit
mindestens einer Mischkammer 14 verbunden. Die Mischkammer 14 hat
mindestens eine Abgabeöffnung 21 für das Mischgut
C. Zum Fördern
der Komponenten A, B aus den Vorratsbehältern 3a, 3b durch
die Mischkammer 14 zu der Abgabeöffnung 21 ist eine
Dosiereinrichtung vorgesehen. Die Härter-Komponente B ist in mindestens
zwei Vorratsbehältern 3b angeordnet, die über getrennte
Zuführkanäle 13b mit
der Mischkammer verbunden sind.