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Die vorliegende Erfindung betrifft im Besonderen einen Mehrkammerbehälter mit einem Behältergehäuse mit wenigstens zwei übereinander angeordneten Kammern zur Aufnahme von Produktkomponenten. Der Mehrkammerbehälter hat ferner ein Dosierelement, welches mittels den Kammern zugeordneter und in Behälterlängsachse verschiebbarer Kolben die Produktkomponenten ausfördert.
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Ein gattungsbildender Mehrkammerbehälter, der aufgrund von wenigstens zwei übereinander angeordneten Kammern auch als Mehrkammerbehälter bezeichnet wird, ist beispielsweise aus der
DE 20 2007 004 662 U1 bekannt.
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Bei dem vorbekannten Mehrkammerbehälter ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer die erste und/oder die zweite Produktkomponente aus der jeweiligen Kammer ausfördernden Druckdifferenz vorgesehen. Die Einrichtung, welche hier als Pumpe realisiert ist, erzeugt beim Betätigen in der der Pumpe nachgeordneten Kammer einen Überdruck. Dieser Überdruck wird an eine nächste nachgeordnete Kammer weitergegeben, so dass aus beiden Kammern die enthaltene Produktkomponente ausgefördert wird. Nach Entnahme der Produktkomponenten, wird die Pumpe über eine Feder wieder in eine Ausgangsstellung zurückgestellt. Bei dieser Rückstellbewegung ergibt sich ein Unterdruck in beiden Kammern, wodurch die Kolben der Kammern in Richtung Dosierkopf bewegt werden. Mittels eines drehbar gelagerten Dosierelementes ist es möglich, die Ausgabeöffnungen der Kammern dem Mischungsverhältnis entsprechend zu öffnen oder zu schließen, so dass das Verhältnis der verschiedenen ausgeförderten Produktkomponenten variiert werden kann.
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Die Nachteile bei dem Stand der Technik sind, dass die durch Unterdruck induzierte Bewegung der Kolben sich mit zunehmender Viskosität der Produktkomponenten verschlechtert und ab einem bestimmten Grad der Viskosität überhaupt keine Bewegung mehr erzeugt wird. Zudem kann auch bei einem Mehrkammerbehälter mit mehreren Kammern die Übertragbarkeit des Über-/Unterdruckes von einer Kammer zu der nächsten Kammer abnehmen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrkammerbehälter anzugeben, welcher auf verbesserte Weise die Produktkomponenten aus den Kammern ausfördert. Als Mehrkammerbehälter im Sinne dieser Erfindung wird ein Behälter mit wenigstens zwei, gegebenenfalls auch drei oder mehr separaten Kammern zur Aufnahme jeweils unterschiedlicher Produktkomponenten verstanden.
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Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Mehrkammerbehälter mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieser unterscheidet sich von dem gattungsbildenden Stand der Technik dadurch, dass wenigstens ein Kolben mit einem sich in Behälterlängsachse erstreckenden Element verschiebbar im Eingriff ist.
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Mit der Erfindung ist es möglich, auch Produktkomponenten mit sehr hoher Viskosität auszufördern. Auch ist es möglich, durch den direkten Eingriff des sich in Behälterlängsachse erstreckenden Elementes eine genauere Dosierung der einzelnen Produktkomponenten zu erzielen.
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Als Eingriff im Sinne der Erfindung wird insbesondere eine Anordnung zwischen Kolben und dem Element verstanden, mit der es möglich ist, Kräfte von dem Element an den Kolben zu übertragen. Der Eingriff wird dabei vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssig bewirkt. Besonders bevorzugt kommt eine formschlüssige Verbindung in Form eines Gewindes oder dergleichen zum Einsatz. Denkbar sind auch Eingriffsmittel zwischen dem Kolben und der Behälterlängsachse, die einen gewissen Formschluss aufgrund einer Verkeilung bewirken, die jedenfalls zu einer Verklemmung des Kolbens mit dem sich in Richtung der Längsachse des Behälters erstreckenden Element führen, so dass nur eine Relativbewegung der beiden Elemente in einer Richtung möglich ist. Insbesondere können Mittel zum Einsatz, die in das Material des Kooperationspartners des Eingriffs einschneiden, um beide Elemente in vorbestimmter Weise relativ zueinander zu positionieren.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit geschaffen, die in dem Mehrkammerbehälter angeordneten Kolben zu verschieben, um die verschiedenen Produktkomponenten auszufördern. Das Verschieben sämtlicher Kolben erfolgt dabei vorzugsweise mittels des sich in Behälterachse erstreckenden Elementes. Dieses Element weist dabei eine deutlich größere räumliche Ausdehnung in Längs- als in Querrichtung auf. Weiter weist das Element ausreichende Form- und Materialeigenschaften auf, um die im Mehrkammerbehälter auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte aufzunehmen, um die Produktkomponenten ausfördern zu können.
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Als Kammer im Sinne der Erfindung wird ein gegebenenfalls auch variabler Raum verstanden, der für sich oder durch Aufnahme eines Beutels geeignet ist, die in dem Mehrkammerbehälter zu bevorratende und durch diese auch abzugebende Menge an Produkt aufzunehmen. Als Kammer wird dabei insbesondere ein Aufnahmeraum verstanden, der sich zur Bevorratung einer hinreichenden Menge der Produktkomponente eignet, so dass Produkt mehrfach entnommen werden kann. Das bevorratete Volumen ist im Regelfall groß gegenüber dem beim Dosieren, d. h. der Betätigung des Dosierelementes, ausgegebenen Volumen.
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Als Dosierelement wird im Sinne der Erfindung ein Element verstanden, welches bei Betätigung die Produktkomponenten aus den Kammern ausfördert. Das Dosierelement ist dabei vorzugsweise am Kopf des Mehrkammerbehälters angeordnet, kann aber beispielsweise auch am Boden des Mehrkammerbehälters ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst das Dosierelement zusätzlich die Ausgabeöffnungen der verschiedenen Kammern. Dabei ist es auch möglich, einzelne Produktkomponenten im Dosierelement zu mischen, und als Gemisch auszugeben. Das Dosierelement kann beispielsweise gemäß der Offenbarung der
DE 20 2007 004 662 U1 des vorliegenden Anmelders ausgebildet sein, deren Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen wird. So kann das Dosierelement drehbar vorgesehen sein, um eine oder beide Ausgabeöffnungen von zu den unterschiedlichen Kammern führenden Kanälen ganz oder teilweise zu schließen, um dadurch das Mischungsverhältnis der einzelnen, ausgegebenen Produktkomponenten zu variieren.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Mehrkammerbehälters ist ein im Eingriff befindlicher Eingriffsbereich durch eine Federscheibe gebildet. Diese Federscheibe wirkt dabei üblicherweise mit der Außenumfangsfläche des Kolbens zusammen und schneidet sich bei Relativbewegung des Kolbens entlang der Behälterlängsachse jeweils in das sich parallel hierzu erstreckende Element des Mehrkammerbehälters ein, um den Kolben im Eingriff mit diesem Element zu halten. Die Federscheibe wirkt dementsprechend mit dem sich in Richtung der Behälterlängsachse erstreckenden Elemente derart zusammen, dass eine Relativbewegung in einer Richtung zwischen dem Element und dem Kolben möglich ist, wohingegen bei einer umgekehrten Relativbewegung die Federscheibe sich in dem Element verkrallt und eine Relativbewegung verhindert.
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Die Federscheibe ist dabei vorzugsweise konzentrisch zur Behälterlängsachse im Eingriffsbereich wenigstens eines Kolbens des Mehrkammerbehälters vorgesehen und wird vorzugsweise im Wege der Herstellung des Kolbens mittels Spritzgießens durch Umspritzen mit Kunststoff befestigt. Die Federscheibe kann dabei eine Federscheibe aus Metall oder Kunststoff sein. Vorzugsweise ist die Federscheibe als Einlegeteil in eine Spritzgussform eingelegt und bei der Herstellung des Kolbens mittels Spritzgießen durch Umspritzen mit Kunststoff in diesem eingesiegelt. Durch die Federscheibe ragt bevorzugt eine Schubstange, welche mit der Federscheibe zur Übertragung von Kräften mit dem Kolben zusammenwirkt. Als Schubstange im Sinne der Erfindung wird insbesondere eine Stange verstanden, die durch Aufbringen einer Druckkraft in Längsrichtung der Stange eine Verschiebung in Richtung der Längsachse des Mehrkammerbehälters ausführt. Die Schubstange ist bevorzugt aus Kunststoff hergestellt, wobei auch andere Materialien wie z. B. Metall zum Einsatz kommen können. Die Oberfläche der Schubstange kann entweder glatt oder mit Vertiefungen, beispielsweise in Form eines Sägezahnprofils zum rastbaren Eingreifen der Federscheibe in die Schubstange ausgeformt sein. Die Federscheibe ist dabei bevorzugt im Bereich des inneren Durchmessers in Schubrichtung der Schubstange gebogen. Dadurch wird eine im wesentlichen translatorische Bewegung der Schubstange relativ zu dem Kolben in Schubrichtung durch die Federscheibe zugelassen. Bei einer Bewegung entgegengesetzt zu der Schubrichtung der Schubstange blockiert die Federscheibe die Bewegung der Schubstange, so dass die Schubstange formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist und der Kolben über die Schubstange mitgenommen wird.
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Zu dem vorbeschriebenen Formschluss kommt es, indem die Federscheibe beispielsweise entweder in das Verzahnungsprofil eingreift oder aber bei einer glatten Oberfläche der Schubstange sich in die Oberfläche einschneidet. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Schubstange kann die Schubstange eine äußere Schubstange und wenigstens eine innere Schubstange umfassen. Bevorzugterweise sind diese Schubstangen in Längsrichtung gekoppelt, so dass alle Schubstangen die gleichen Schubwege zurücklegen. Es ist aber auch möglich, die äußere Schubstange mit der wenigstens einen inneren Schubstange verschiebbar gegeneinander anzuordnen. Dadurch ist es möglich, die mit den Schubstangen korrespondierenden Kolben aufgrund einer unterschiedlichen Auslenkung der Schubstangen mit unterschiedlichen Wegstrecken zu bewegen.
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Damit bei einem Mehrkammerbehälter alle Kammern mit den Ausgabeöffnungen kommunizieren können, sind jeweils die Schubstangen, die eine Kammer durchsetzen und in die nächste Kammer hineinragen, als Steigrohr ausgebildet. Bei ineinandergreifenden Schubstangen mit unterschiedlichen Durchmessern ist üblicherweise zwischen der äußeren Schubstange und der inneren Schubstange ein Ringkanal gebildet, der als Steigrohr wirkt.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung des Mehrkammerbehälters ist das Element durch eine Spindel gebildet. Als Spindel im Sinne der Erfindung wird ein Bauteil verstanden, welches eine relative Verdrehung zu einem im Eingriff mit der Spindel stehenden Bauteil zulässt. Diese Spindel ist drehbar gegenüber dem Behältergehäuse beziehungsweise den Kolben gelagert. Die Spindel ist aus Kunststoff oder Metall geformt und weist vorzugsweise außenseitig ein Gewinde auf.
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Angetrieben wird die Spindel kopf- oder fußseitig durch einen Antrieb mit einer Antriebshülse, welche über eine Anlaufschräge einen Mitnehmer antreibt, der eine sich konzentrisch zur Drehachse ausgebildete Verzahnung aufweist, die mit einer konzentrisch zur Drehachse ausgebildeten Gegenverzahnung zusammenwirkt. Über diesen Eingriff kann somit die Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Mitnehmers auf die Spindel übertragen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Spindel ist eine zusätzliche konzentrisch zur Drehachse ausgebildete Verzahnung vorgesehen, die derart in eine Gegenverzahnung eingreift, dass eine Rückdrehbewegung der Spindel blockiert ist. Als Rückdrehsperre sind dabei auch Ausgestaltungen möglich, bei denen eine oder mehrere Federzungen in eine Verzahnung eingreifen. Der Antrieb des Kolbens bei dem erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälter erfolgt vorzugsweise derart, dass nach dem Ausfördern von Produktkomponenten aus den Kammern sich ein Rücksaugeffekt einstellt, der die Produktkomponente von der Ausgabeöffnung zurück in das Innere des Behälters zieht, so dass die Produktkomponente nicht an der Ausgabeöffnung ansteht bzw. aus dieser ungewollt heraustritt. Der Rücksaugeffekt stellt sich üblicherweise aufgrund des Überdrucks in den Kammern jedenfalls dann ein, wenn die das Zurückspringen des Kolbens in die Ursprungsstellung verhindernden Mittel in entsprechender Weise ausgelegt sind. So kann ein gewisses Spiel bei der oben genannten Rückdrehsperre bzw. der zuvor bereits beschriebenen Federscheibe einen solchen Rücksaugeffekt ermöglichen. Auch bei dem bevorzugt vorgesehenen Antrieb mit Antriebshülse mit Verzahnung und einer mit der Spindel zusammenwirkenden Gegenverzahnung kann ein entsprechendes Spiel vorgesehen sein, welches eine gewisse Rückstellung des Kolbens zum Zurückziehen der Produktkomponente in den Mehrkammerbehälter erlaubt. Dieser Rücksaugeffekt kann auch durch angemessene Auslegung der Verzahnung bzw. der Gegenverzahnung bewirkt werden.
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Die Spindel kann dabei beispielsweise eine obere und wenigstens eine untere Spindel umfassen. Auch kann die Spindel eine äußere Spindel und wenigstens eine innere Spindel umfassen. Bei der zuletzt genannten Anordnung, besteht der Vorteil, dass jeder Spindel ein separater Antrieb zugeordnet sein kann. Diese Antriebe können dann derart gestaltet sein, dass diese verschiedenen Spindeln mit unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Spindel mit der wenigstens einen inneren Spindel bzw. die obere Spindel mit der wenigstens einen unteren Spindel verdrehfest verbunden. Dadurch kann eine Drehbewegung in gleichen Maßen an alle Spindel übertragen werden.
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Bei der Ausführungsform mit der Spindel kann – wie bei der Ausführungsform mit der Schubstange – jeweils die Spindel, die eine Kammer durchsetzt und in die nächste Kammer hineinragt, als Steigrohr ausgebildet sein. Zur Aufnahme der Produktkomponente aus der entsprechenden Kammer ist das Steigrohr endseitig offen vorgesehen. Bei einer Ausführungsform, bei der eine Spindel mehrere Kammern durchsetzt, können Zulauföffnungen am Umfang der Spindel ausgebildet sein.
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Für den Eingriff mit den Kolben weist die Spindel bevorzugt ein Gewinde auf, welches mit dem Gewinde der Kolben zusammenwirkt. Auch sind Alternativen möglich, bei denen die Spindel eine glatte Oberfläche aufweist und die Kolben selbstschneidende Elemente aus beispielsweise Metall umfassen, die sich formschlüssig an der Spindel, beispielsweise in Form eines Gewindes, entlang einschneiden. Diese Elemente werden ebenso wie die Federscheibe bevorzugt bei der Herstellung des Kolbens mittels Spritzgießens durch Umspritzen mit dem den Kolben ausbildenen Kunststoff befestigt.
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Relativbewegungen zwischen den Kolben bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Spindeln sind möglich, wenn die den einzelnen Kolben zugeordneten Spindeln mit unterschiedlichen Gewindesteigungen ausgebildet sind, wie es gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird. In dem Zusammenhang ist auch der Einsatz von links- und rechtsläufigen Gewinden denkbar, um z. B. die Kolben in entgegengesetzte Richtung zu verschieben. Für diese Ausführungsform wäre beispielsweise auch eine Spindel mit einem gegenläufigen Gewinde möglich. Es sind auch Ausgestaltungen möglich, bei denen bei einer Spindel Segmente mit unterschiedlichen Gewindesteigungen ausgebildet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, dass die Außenspindel ein Innengewinde aufweist. Mit diesem Innengewinde wirkt die Innenspindel zusammen, welche endseitig in einem Kolben verdrehfest gehalten ist. Durch Rotation der Außenspindel können somit Außenspindel und Innenspindel gegeneinander verdreht werden. Auch ist eine Ausgestaltung möglich, bei der die Außenspindel endseitig in einem Kolben verdrehfest gehalten ist und die Innenspindel über einen Antrieb angetrieben ist.
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Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser Zeichnung zeigt:
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1 eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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2 eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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3 eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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4 eine Längsschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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5 eine Längsschnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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6 eine Längsschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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7 eine Längsschnittansicht eines siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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8 eine Längsschnittansicht eines achten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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9 eine Längsschnittansicht eines neunten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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10 eine Längsschnittansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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11 eine Längsschnittansicht eines elften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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12 eine Längsschnittansicht eines zwölften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammerbehälters,
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13 eine Seitenansicht in Explosionsdarstellung des prinzipiellen Aufbaus eines Spindelantriebs und
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14 eine Seitenansicht in Explosionsdarstellung des prinzipiellen Aufbaus eines weiteren Spindelantriebs.
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Die 1 zeigt eine Längsschnittansicht für das erste Ausführungsbeispiel eines Mehrkammerbehälters mit einem Behältergehäuse 2, der unterseitig mit einem verschieblich in dem Behältergehäuse 2 aufgenommenen unteren Kolben 4 und oberseitig von einem Gehäusekopf 6 abgeschlossen ist. Zwischen Gehäusekopf 6 und unteren Kolben 4 ist ein oberer Kolben 8 verschieblich im Mehrkammerbehälter angeordnet, der den Mehrkammerbehälter in eine untere Kammer 10 und eine obere Kammer 12 aufteilt.
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Der Gehäusekopf 6 umfasst und bildet aus ein Dosierelement 14, das zwei Ausgabeöffnungen 16, 18 aufweist, die übereinander angeordnet sind und mit den beiden Kammern 10, 12 kommunizieren, so dass die beiden Produktkomponenten aus den Kammern 10, 12 separat ausgegeben werden.
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Die Kolben 4, 8 weisen in an sich bekannter Weise Dichtlippen auf, die mit der Innenumfangsfläche des Behältergehäuses 2 zusammenwirken. Zusätzlich sind die Kolben 4, 8 mit einer Spindel 11 im Eingriff. Die Spindel 11 umfasst eine Außenspindel 20 zum Eingriff mit dem oberen Kolben 8 und eine Innenspindel 22 zum Eingriff mit dem unteren Kolben 4. Die Außenspindel 20, welche verdrehfest mit der Innenspindel 22 verbunden ist, ist zusätzlich derart ausgebildet, dass sie die obere Kammer 12 durchsetzt und dass zwischen Außenspindel 20 und Innenspindel 22 ein Ringskanal 24 gebildet ist, so dass die Außenspindel 20 ein ringförmiges Steigrohr 26 für die Produktkomponente aus der unteren Kammer 10 umgibt. Der Eingriff der Kolbens 4, 8 erfolgt durch selbstschneidende Elemente 28, 30 aus Metall oder Kunststoff, die in den Kolben 4, 8 befestigt sind und derart geformt sind, dass sie ein Gewinde in die glatte Außenumfangsfläche der Spindel 11 schneiden, realisiert.
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Zu der Spindel 11 ist ein Antrieb 31 vorgesehen, der aufgrund der Betätigung des Dosierelementes 14 die so bewirkte translatorische Bewegung des Dosierelementes 14 in eine rotatorische Bewegung der Spindel 11 umsetzt. In 13 ist dieser Antrieb für ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 alternatives Ausführungsbeispiel einer Spindel 11 dargestellt. Für die nachfolgende Beschreibung kommt es allein auf die Details des Antriebs an.
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Der Antrieb 31 hat Antriebshülse 32, die verdrehfest, üblicherweise an dem Gehäusekopf 6 befestigt bzw. daran angeformt ist. Die Antriebshülse 32 weist Auflaufschrägen 34 auf, die an gegenüberliegenden Seitenwänden der Antriebshülse 32 vorgesehen sind. Die Auflaufschrägen 34 sind als Nuten an der Antriebshülse 32 ausgebildet. Die Auflaufschrägen 34 wirken mit Mitnehmernocken 36 zusammen, die an einem Mitnehmer 38 ausgebildet sind, der in dem Gehäusekopf 6 drehbar und zumindest geringfügig in Behälterlängsrichtung beweglich aufgenommen ist. Dieser Mitnehmer 38 hat an seiner der Spindel 11 zugewandten Stirnseite einen Mitnehmerflansch 40, dessen freie Ringfläche eine Verzahnung 42 ausgebildet ist.
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Zu dieser Verzahnung 42 trägt die Spindel 11 eine Gegenverzahnung 44. Diese Gegenverzahnung 44 ist an einer Ringfläche 46 eines Spindelflansches 48 ausgeformt, der von einem einstückig an der Spindel 11 ausgeformten Achsvorsprung 50 überragt ist. Über diesen Achsvorsprung 50 ist der Mitnehmer 38 drehbar, jedoch in Längsrichtung der Spindel 11 verschieblich gelagert.
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Die Explosionsdarstellung des Spindelantriebs in 13 zeigt ferner eine Druckfeder 52 des Antriebs 31, welche die Antriebshülse 32 in Richtung auf den Spindelkopf 6, d. h. entgegen der Schwerkraft der Erde weg von dem Mitnehmer 38 drängt.
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Der in 14 gezeigt Spindelantrieb entspricht im Wesentlichen dem Spindelantrieb aus 13 und unterscheidet sich nur durch eine auf der Ringfläche 46 des Spindelflansches 48, der Gegenverzahnung 44 gegenüberliegenden, zusätzlichen Gegenverzahnung 51. Diese Gegenverzahnung 51 wirkt mit einer weiteren Verzahnung (nicht gezeigt) derart zusammen, dass eine Rückdrehbewegung blockiert ist.
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Der in 13 gezeigte Antrieb 31 wirkt in etwa wie der Antrieb eines Kugelschreibers. Bei Betätigung des Dosierkopfes 6 wird die Antriebshülse 32 in axialer Richtung nach unten, d. h. in Richtung auf die Spindel 11 gedrückt. Diese Druckkraft wird über die Druckfeder 52 auf den Mitnehmer 38 vermittelt, so dass die Verzahnung 42 gegen die Gegenverzahnung 44 gepresst wird. Gleichzeitig führt der formschlüssige Eingriff der Mitnehmernocken 36 in den nutförmigen Auflaufschrägen 34 zu einer Schwenkbewegung des Mitnehmers 38 relativ zu der vorliegend verdrehfest gehaltenen Antriebshülse 32. Diese rotatorische Bewegung des Mitnehmers 38 wird über die Sägeverzahnung, die an der Verzahnung 42 und der Gegenverzahnung 44 ausgeformt ist, auf die Spindel 11 übertragen. Wird der Gehäusekopf 6 losgelassen, so bewirkt eine sich an dem Behälter einerseits und dem Gehäusekopf 6 andererseits abstützende Rückstellfeder, die in 1 mit Bezugszeichen 54 gekennzeichnet ist, ein Anheben des Gehäusekopfes 6. Dadurch wird die Antriebshülse 32 entlastet. Die Druck- bzw. Rückstellfeder 52/54 drückt dementsprechend die Antriebshülse 32 in Längsrichtung des Behältergehäuses 2 nach oben. Da hierbei kein axialer Widerstand auf die Antriebshülse 32 wirkt, kommen die Zähne der Verzahnung 42 und der Gegenverzahnung 44 außer Eingriff. Der Mitnehmer 38 kann der aufgezwungenen Drehbewegung folgen, ohne dass die Spindel 11 gedreht wird. Erst bei erneuter Betätigung des Gehäusekopfes 6 wird die Spindel 11 in der zuvor beschriebenen Weise erneut einer Drehbewegung unterworfen.
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Es ergibt sich von selbst, dass diese Rotationsbewegung der Spindel zu einem Steigen der Kolben 4, 8 führt, die über ein Gewinde 55 mit der Spindel 11 im Eingriff sind.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Spindelflansch 48 über Stege verdrehfest mit der Außenspindel 20 verbunden. Die Antriebshülse 32 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig an dem Dosierelement 14 des Gehäusekopfs 6 angeformt. Dabei bildet die Antriebshülse ebenfalls die äußeren Begrenzungswände von Kanälen 56 zu der oberen Kammer 12 aus, die im oberen Bereich des Gehäusekopfes 6 miteinander verbunden sind und zu der Ausgabeöffnung 18 führen. Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen eines Antriebs gemäß 13 wird im Übrigen die Druckfeder 52 durch die Rückstellfeder 54 gebildet, die den Gehäusekopf 6 bzw. ein Antriebselement des Mehrkammerbehälters in die Ausgangslage zurückstellt.
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Nachfolgend werden einige Abwandlungen zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung verdeutlicht. Gleiche Bauteile sind gegenüber dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel hat den wesentlichen Unterschied, dass dort die Spindel 11 mit einem Gewinde 57 mit Gewindesteigung versehen ist, so dass die Spindel 11 von vorne herein eine Gewindespindel ist und nicht erst zu einer solchen wird durch das Einwirken der selbstschneidenden Elemente 28, 30, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Auch das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel hat eine Außenspindel 20, die als Steigrohr 26 wirkt und die obere Kammer 12 durchsetzt, so dass die aus der unteren Kammer 10 verdrängte Produktkomponente in der Gehäusekopf 6 und zu der Ausgabeöffnung 16 gelangen kann. An dem unteren Ende der Außenspindel 20 ist die Innenspindel 22 verdrehfest gehalten.
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Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt eine Abwandlung des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels dar. Bei dieser Ausgestaltung ist indes der Gehäusekopf 6 als festes Gehäuseelement mit dem Behältergehäuse 2 verbunden und weist lediglich die Kanäle 56 bzw. 58 für die Produktkomponenten auf. Wie bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Innenspindel 22 als untere Spindel verwirklicht, die in Behälterlängsrichtung unterhalb der Außenspindel 20 vorgesehen ist, die insofern die obere Spindel bildet. Folglich bildet auch hier die obere Spindel 20 das Steigrohr 26, welches zu dem Kanal 58 führt, aus.
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Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb über einen Gehäuseboden 62, der gegen den Druck der Druckfeder 52 in das Behältergehäuse 2 eindrückbar ist. Dieser Gehäuseboden 62 bildet einteilig die Antriebshülse 32 aus, die mit dem Mitnehmer 38 zusammenwirkt. Die Einleitung der Kraft erfolgt über den endseitig an der unteren Spindel 22 ausgeformten Spindelflansch 48, der an einer einteilig an dem Behältergehäuse 2 ausgeformten Ringscheibe 64 anliegt und in einer darin ausgesparten Bohrung zentriert ist. Die Ringscheibe 64 dient auch als Widerlager für die Druck- bzw. Rückstellfeder 52.
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Die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele haben jeweils eine untere Kammer 10, die oberseitig von den oberen Kolben 8 begrenzt ist, so dass bei gleicher Steigung der Spindel 11, d. h. gleicher axialer Verschiebung des oberen Kolbens 8 und des unteren Kolbens 4 bei einem vorgegebenen Drehwinkel der Spindel 11 das Volumen der unteren Kammer 10 nicht kleiner wird. Durch die Steigung von Außenspindel 20 und Innenspindel 22 bzw. unterer Spindel 22 und oberer Spindel 20 respektive der jeweiligen Ausgestaltung der selbstschneidenden Elemente 28, 30 kann das Mischungsverhältnis angepasst werden, so dass bei einem vorbestimmten Drehwinkel der Spindel 11 aus beiden Kammern 10, 12 ein vorbestimmtes Volumen der in den jeweiligen Kammern 10, 12 enthaltenen Produktkomponente ausgefördert wird.
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Anders bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem die jeweiligen Kammern 10, 12 jeweils für sich durch behälterseitige Abtrennungen einseitig begrenzt werden, von der die obere Abtrennung mit Bezugszeichen 66 und die untere Abtrennung mit Bezugszeichen 68 gekennzeichnet ist. Die untere Abtrennung 68 dient gleichzeitig als Lager für die obere Spindel 20. Auch diese ist als Steigrohr 26 ausgeformt. Der oberhalb der oberen Abtrennung 66 befindliche Bereich des in 4 gezeigten Ausführungsbeispiels entspricht dem in den 1 und 2 Gezeigten. Auch bei gleicher Steigung der jeweiligen Gewindesteigungen der oberen Spindel 20 und der unteren Spindel 22 erfolgt bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Austrag von Produktkomponenten.
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Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt eine Abwandlung des in 4 gezeigten Ausführungsbeispiels dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die jeweiligen Kammern 10, 12 gegen eine feste Gehäusewandung bei Bewegung der Kolben 4, 8 komprimiert. Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Behältergehäuse 2 topfförmig und unterseitig geschlossen ausgebildet. Die Spindel 11 ist als einheitliche Spindel ausgebildet, wobei zwischen den in 5 in der Ausgangsstellung gezeigten Kolben 4, 8 die Gewindesteigung von Linksgewinde auf Rechtsgewinde wechselt, so dass bei einer Drehbewegung der Spindel 11 der obere Kolben 8 nach oben und der untere Kolben 4 nach unten wandert. Die Spindel 11 ist als Steigrohr 26 ausgebildet und zu der unteren Kammer 10 bodennah offen.
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Das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel hat Ähnlichkeiten zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. Allerdings ist zu jeder Spindel 20, 22 ein separater Antrieb vorgesehen. Mit Bezugszeichen 70 ist ein Mitnehmer einer Innenspindel 22 gekennzeichnet, die über eine Welle 72, die die Außenspindel 20 durchsetzt, in Wirkverbindung mit dem Mitnehmer 70 steht. Diese Welle 72 trägt die Gegenverzahnung zu dem Mitnehmer 70 der Innenspindel 22. Mit Bezugszeichen 74 ist der Mitnehmer der Außenspindel gekennzeichnet, die in der zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Weise über einen Spindelflansch 48 auf die Außenspindel 20 einwirkt. Mit Bezugszeichen 76 ist die Antriebshülse zum Antrieb der Innenspindel 22 gekennzeichnet; mit Bezugszeichen 78 die Antriebshülse zum Antrieb der Außenspindel 20. Die beiden Antriebshülsen 76, 78 sind jeweils einteilig an dem Gehäusekopf 6 ausgeformt und umgeben die Kanäle 56, 58. Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Dosierverhältnis durch die Art der Verzahnung zwischen dem Mitnehmer 70; 74 und der zugeordneten Gegenverzahnung eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Mischungsverhältnis über die Spindelsteigung und/oder die Ausgestaltung des Formschlusses zwischen Antriebshülse 76, 78 und Mitnehmer 70, 74 eingestellt werden. In 6 ist ein einheitlicher Gehäusekopf 6 dargestellt. Allerdings ist es denkbar, den Gehäusekopf 6 zu fraktionieren, so dass zu jedem der beiden Antriebe ein in vertikaler Richtung gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebliche Dosierelement vorgesehen ist, um auch wahlweise lediglich auf einen Antrieb einzuwirken.
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Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Mehrkammerbehälters mit einem Behältergehäuse 2 und Gehäusekopf 6 sowie Antrieb 31 wie bereits zuvor unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Auch bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kolben 4, 8 in der dort gezeigten Ausgangsstellung unmittelbar benachbart zueinander vorgesehen und laufen zur Kompression und zum Ausfördern der in den Kammern 10, 12 enthaltenen Produktkomponenten gegenläufig. Der Antrieb 31 wirkt auf die Außenspindel 20. Diese hat an ihrer Innenumfangsfläche eine gewundene Spindeloberfläche, die mit einer korrespondierend hierzu vorgesehenen Gewinde 57 der Innenspindel 22 zusammenwirkt. Die Außenumfangsfläche der Außenspindel 20 ist indes mit Steigung gegenläufig zu der Innenumfangsfläche der Außenspindel 20 vorgesehen. Die Innenspindel 22 ist verdrehfest mit dem unteren Kolben 4 verbunden. Bei Betätigung des Antriebs 31 wird der obere Kolben 8 durch Drehung der Außenspindel 20 translatorisch innerhalb des Behältergehäuses 2 verschoben, wohingegen die festgehaltene Innenspindel 22 relativ zu der Außenspindel 20 steigt und dadurch den unteren Kolben 4 nach unten ausschiebt. Dieser untere Kolben 4 wird durch die am Außenumfang desselben vorgesehenen Dichtlippen haftend an der Innenumfangsfläche des Behältergehäuses 2 gehalten, so dass die Innenspindel 22 verdrehfest in dem Behältergehäuse 2 verbleibt. Sofern notwendig, kann das Behältergehäuse 2 und die zugeordneten Kolben 4, 8 mit einer nicht rotationssymmetrischen Grundfläche ausgebildet werden, so dass durch Formschluss sicher eine Relativbewegung der Kolben 4 bzw. 8 um die Längsachse des Behältergehäuses 2 vermieden wird.
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Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, dessen Antrieb 31 und Spindeln 11 im Wesentlichen dem zu 7 beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechen. Allerdings ist die an der Außenspindel 20 vorgesehene Gewindeoberfläche an der Innenumfangsfläche wie an der Außenumfangsfläche mit gleichem Drehsinn verwirklicht. In der in 8 gezeigten Ausgangsstellung befindet sich der untere Kolben 4 am unteren Ende des Behältergehäuses 2. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Innenspindel 22 verdrehfest über den unteren Kolben 4 in dem Behältergehäuse 2 gehalten. Ein Drücken des Gehäusekopfes 6 führt zur Betätigung des Antriebs 31 derart, dass die Außenspindel 20 gedreht wird. Die verdrehfest gehaltene Innenspindel 22 steigt dementsprechend in der Außenspindel 20. Die Innenspindel ist als verbreiterter Kopf an einer Spindelstange 80 verwirklicht, wobei am Übergang zwischen der Innenspindel 22 und der Spindelstange 80 Eintrittsöffnungen 82 zu dem Steigrohr 26 ausgespart sind.
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Die 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer durchgehenden Spindel 11 mit einer oberen Spindel 20 und einer unteren Spindel 22, welche unterschiedliche Gewindesteigungen haben, so dass bei einem vorbestimmten Winkelbetrag der Spindel 11 der obere Kolben 8 weniger stark translatorisch bewegt wird als der untere Kolben 4. Die Spindel 11 ist als Steigrohr 26 ausgebildet und hat am Ende der oberen Spindel 20 Eintrittsöffnungen 82 für die Produktkomponente der unteren Kammer 10. Die Spindel 11 ist einteilig an dem Gehäuseboden 62 befestigt, der mit dem Behältergehäuse 2 fest verbunden ist. Verdrehbar in dem Behältergehäuse 2 befindet sich ein Innenbehälter 84, der die Kammern 10, 12 umschließt und die Kolben 4, 8 in sich aufnimmt. Dieser Innenbehälter 84 wirkt mit dem Antrieb 31 zusammen und weist die Ringfläche 46 mit der Gegenverzahnung 44 auf. Bei Betätigung des Gehäusekopfes 6 wird demzufolge der Innenbehälter 84 in dem Behältergehäuse 2 gedreht. Die an der Innenumfangsfläche des Innenbehälters 84 anliegenden Kolben 4, 8 werden mit dieser Drehbewegung mitgenommen, so dass die Kolben 4, 8 entlang der Spindel 11 steigen.
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Die 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist indes der Antrieb vereinfacht. Die Spindel 11, die im Wesentlichen gemäß der Spindel des Ausführungsbeispiels 9 ausgebildet ist, ist Teil eines Gehäusebodenelementes 62, welcher in axialer Richtung verliersicher, indes verdrehbar an dem Behältergehäuse 2 gelagert ist.
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Die 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, dessen Behältergehäuse 2 ähnlich zu dem unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Behältergehäuse ist. Speziell wird das Behältergehäuse 2 von einer unteren Abtrennung 68 unterteilt, welche die Kammer 10 von der Kammer 12 trennt. Dementsprechend werden die in den beiden Kammern 10, 12 aufgenommenen Kolben 4, 8 jeweils gegen eine feste Gehäuseabdeckung 68 bzw. 66 verschoben. Der Antrieb ist indes ein anderer.
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Bei dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Kolben 4, 8 an ihrem, dem zugeordneten Behältervolumen abgewandten Ende, jeweils eine Federscheibe 86 auf. Die an dem oberen Kolben 8 vorgesehene Federscheibe 86 wirkt mit einer äußeren Schubstange 88, die dem unteren Kolben 4 zugeordnete Federscheibe 86 mit einer inneren Schubstange 90 zusammen. Die beiden Schubstangen 88, 90 sind am oberen Ende der inneren Schubstange 90 miteinander verbunden. Das freie Ende der äußeren Schubstange 88 übergreift einen Rohrstutzen 92, der an der unteren Abtrennung 68 angeformt ist und diese in Richtung auf den Gehäusekopf 6 deutlich überragt. Dabei übergreift die äußere Schubstange 88 den Rohrstutzen 92 dichtend. Zwischen dem Rohrstutzen 92 und der inneren Schubstange 90 ist im unteren Bereich ein Ringkanal 24 als Teil des Steigrohres 26 ausgeformt, der in den Kanal 58, der an dem Behältergehäuse 2 ausgeformt ist, mündet. Dieser Kanal 58 wird von einem einteilig durch den Gehäusekopf 6 ausgeformten Rohrstück 94 umgeben, welches endseitig mit der äußeren Schubstange 88 verbunden ist.
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Die Federscheiben 86 wirken lediglich in einer Richtung arretierend mit den Schubstangen 88, 90 zusammen. Wird nun bei Betätigung des Gehäusekopfes 6 dieser gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 54 nach unten gedrückt, so gleiten die Schubstangen 88, 90 relativ zu den Kolben 4, 8 nach unten und an Krallkanten der Federscheiben 86 vorbei. Diese sind leicht nach unten geneigt, so dass bei einer Rückstellbewegung der Schubstangen 88, 90 aufgrund der Rückstellfeder 54 sich die Federscheibe und damit die Kolben 4, 8 an der Außenumfangsfläche der Schubstangen 88, 90 verkrallen und mit diesen in Eingriff sind. Die Rückstellkraft der Rückstellfeder 54 bewirkt dementsprechend ein Ausfördern von Produktkomponenten aus den jeweiligen Kammern 10, 12 durch die sich nach oben bewegenden Kolben 4, 8. Die Bewegungsbeträge der beiden Kolben 4, 8 sind bei diesem Ausführungsbeispiel aufgrund der Kopplung der inneren und äußeren Schubstangen 88, 90 identisch.
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Schließlich zeigt die 12 ein Ausführungsbeispiel ähnlich zu dem in 2 gezeigten und unter Bezugnahme auf dieses diskutierten Ausführungsbeispiel. Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht in der Ausgestaltung des Gehäusekopfes 6. Dieser umfasst eine mit dem Behältergehäuse 2 verrastete und in Längsrichtung des Behältergehäuses 2 verschiebliche Kappe 96, die einen Stellkopf 98 umgibt, der die Ausgabeöffnungen 16, 18 ausspart, die an der Außenseite der Kappe 96 freiliegen. Die Kappe 96 ist verdrehfest mit dem Stellkopf 98 verbunden, so dass eine Drehung der Kappe 96 relativ zu dem Behältergehäuse 2 den Stellkopf 98 mitnimmt. Durch diese Drehbewegung kann der Grad der Überdeckung der an dem Stellkopf 98 ausgebildeten Ausgabeöffnungen 16, 18 mit korrespondierend hierzu an einer Kanalabdeckung 100 ausgeformten Querbohrungen und damit das Mischungsverhältnis der einzelnen Produktkomponenten beim Ausfördern derselben verändert werden. Die Kanalabdeckung 100 übergreift eine die Gegenverzahnung 44 ausbildende Gegenverzahnungshülse 102, die dichtend verdrehbar in der oberen Abtrennung 66 verrastet.
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Innerhalb der Kappe ist ein eine obere Anlagefläche für die Rückstellfeder 54 ausbildendes Rückstellhalteelement 104 vorgesehen. Eine Drückerbetätigung der Kappe 96 nimmt dieses Rückstellhalteelement 104 mit, wodurch die Rückstellfeder 54 komprimiert wird. Das Rückstellhalteelement 104 bildet des weiteren mit seinen sich parallel zu der Behälterlängsachse innen erstreckenden Schenkeln die Antriebshülse 32 aus, die mit dem Mitnehmer 38 formschlüssig im Eingriff ist, um bei einer axialen Bewegung des Rückstellhalteelementes 104 eine Rotationsbewegung des Mitnehmers 38 zu bewirken.
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Durch die Rotationsbewegung des Mitnehmers 38 wird das Steigrohr 26 und die damit verdrehfest verbundene Spindel 22 in Drehung versetzt, wodurch der untere Kolben 4 angehoben wird. Die Produktmasse in der Kammer 10 wird so über das Steigrohr 26 in dem Maße, wie es die Überschneidung der Öffnung 16 und der korrespondierenden Querbohrung der Kanalabdeckung 100 zulassen ausgefördert. Entsprechend erfolgt die Ausbringung der Produktmasse aus der Kammer 12, wobei der kompressierende Kolben 8 durch das Vorschieben der Produktmasse aus der Kammer 10 in dem Umfang, wie es die Überlappung der korrespondierenden Öffnung 18 und der Querbohrung der Kanalabdeckung 100, erlauben vorgeschoben wird. Befinden die beiden besagten Öffnungen sich nicht in Überschneidung, unterbleibt die Produktausbringung aus der jeweiligen zugeordneten Kammer 10, 12 vollständig und die gesamte Produktmenge wird aus der jeweils anderen Kammer ausgebracht.
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Durch die zuvor beispielhaft beschriebene Ausgestaltung ist es möglich, einerseits einen speziellen Antrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung anzugeben, welcher eine axiale Bewegung des Gehäusekopfes 6 in eine Drehbewegung der Spindel 11 überführt. Darüber hinaus erlaubt die Ausgestaltung eine Veränderung des Mischungsverhältnisses der ausgeförderten Substanzen aus der jeweiligen Kammer 10, 12.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Behältergehäuse
- 4
- unterer Kolben
- 6
- Gehäusekopf
- 8
- oberer Kolben
- 10
- untere Kammer
- 11
- Spindel
- 12
- obere Kammer
- 14
- Dosierelement
- 16
- Ausgabeöffnung
- 18
- Ausgabeöffnung
- 20
- Außenspindel/obere Spindel
- 22
- Innenspindel/untere Spindel
- 24
- Ringkanal
- 26
- Steigrohr
- 28
- selbstschneidendes Element
- 30
- selbstschneidendes Element
- 31
- Antrieb
- 32
- Antriebshülse
- 34
- Auflaufschräge
- 36
- Mitnehmernocken
- 38
- Mitnehmer
- 40
- Mitnehmerflansch
- 42
- Verzahnung
- 44
- Gegenverzahnung
- 46
- Ringfläche
- 48
- Spindelflansch
- 50
- Achsvorsprung
- 51
- zusätzliche Gegenverzahnung
- 52
- Druckfeder/Antrieb
- 54
- Rückstellfeder/Gehäusekopf
- 55
- Gewinde
- 56
- Kanal
- 57
- Gewinde
- 58
- Kanal
- 60
- Gehäuseelement
- 62
- Gehäuseboden
- 64
- Ringscheibe
- 66
- obere Abtrennung
- 68
- untere Abtrennung
- 70
- Mitnehmer der Innenspindel
- 72
- Welle
- 74
- Mitnehmer der Außenspindel
- 76
- Antriebshülse der Innenspindel
- 78
- Antriebshülse der Außenspindel
- 80
- Spindelstange
- 82
- Eintrittsöffnung
- 84
- Innenbehälter
- 86
- Federscheibe
- 88
- äußere Schubstange
- 90
- innere Schubstange
- 92
- Rohrstutzen
- 94
- Rohrstück
- 96
- Kappe
- 98
- Stellkopf
- 100
- Kanalabdeckung
- 102
- Gegenverzahnungshülse
- 104
- Rückstellhalteelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007004662 U1 [0002, 0011]
