DE2825230A1

DE2825230A1 - Vorrichtung zum mischen und austragen pastoeser, fluessiger oder gasfoermiger medien

Info

Publication number: DE2825230A1
Application number: DE19782825230
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Stadler; Ernst Dr Dr Steger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1978-06-08
Publication date: 1979-12-20

Description

Vorrichtung zum Mischen und Austragen pastöser, flüssiger
oder gasförmiger medien Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen, vorzugsweise zum dosierten Mischen und Austragen, wenigstens zweier pastöser, flüssiger oder gasförmiger Medien. Zum dosierten Mischen für ein bestimmtes luischverhältnis zweier oder mehrerer pastöser Substanzen ist bereits bekannt, diese in maßstabgetreuer länge aus Tuben herauszudrücken und dann in üblicher Speise von Hand aus miteinander zu vermischen. Ganz abgesehen davon, daß auf diese Art nur pastenförmige Substanzen und keine liquieden oder gasförmigen Medien miteinander mischbar sind, ist es auch beim Mischen pastenförmiger Steife nachteilig, wenn diese vorteilhaft mit möglichst wenig Luft in Berührung kommen bzw. nahezu keimfrei miteinander dosiert vermischt und in eine vorhandene Form injiziert werden sollen. Darüberhinaus ist das Durchsetzen und Vermischen einer Substanz mit einer anderen von Hand aus durch Kneten oder Spachteln usw., ob direkt oder indirekt durch eine Folie hindurch, s-tets unvollkommen, so daß die Substanzen nur außerordentlich selten in gewünschter Weise einwandfrei homogen durchgemischt sind.
Durch die ßrfindung soll nun eine ~«forrichtung eingangs erwahnter Art geschaffen werden, durch die die Nachteile des bekannten Durchmischens vermieden werden und mit der die zu mischenden Substanzen nahezu ohne Luftberührung und keimfrei in die Vorrichtung einbring- und darin mischbar und außerdem auch flüssige und gasförmige Medien in gleicher Weise in den erforderlichen Volumenwerten dosiert zur Mischung einfüllbar sind, und mit der gleichen Vorrichtung auch ausgetragen werden können, d.h. ohne daB sie dazu erst unigefüllt werden müßten.
Erfindungsgemäß ist das bei einer Vorrichtung zum dosier-ten Mischen wenigstens zweier hochviskoser, flüssiger oder gasförmiger Medien durch einen Z linder mit verschließbaren Büll- und einer verschließbaren Austrittsanordnung für das viischgut, sowie wenigstens einen darin axial bewegbaren doppelwandigen Zylinderkolben mit in jeder Wand deckungsgleich zueinander angeordneten Durchbrechungen möglich, wobei wenigstens eine Wand rel tiv zur anderen in ihrer Ebene verdrehbar ist.
weitere Merkmale der .,erfindung sind an lland der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele davon dargestellt sind, näher verans@haulicht.
@s zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgeLiä3e Vorrichtung zum Mischen und Austragen zweier unterschiedlicher iviedien miteinander, Fig. 2 eine Vorrichtung zum Mischen dreier unterschiedlicher lviedien miteinander, Fig. 3 eine Vorrichtung zum Mischen zweier unterschiedlicher Medien miteinander als eine Spritze ausgebildet im Schnitt bei Kolbenstellung in zylindermit-te, - Trennstellung -Fig. 4 eine Vorrichtung gemäß Fig. 3 bei Kolbenstellung im Bereich der unteren Stirnseite, - Mischstellung -Fig. 5 eine Vorrichtung gemaß Fig. 3 bei Kolbenstellung im Bereich der oberen Stirnseite, - Austragstellung -Fig. 6 doppelwandiger Zylinderkolben in Verschlußverdrehung relativ zueinander für die in jeder Wand vorgesehenen Durchbrechungen in Daraufsicht, Schnitt B-B, Fig. 3, Fig. 7 doppelwandige Zylinderkolben mit offenstellung relativ zueinander für die in j weder Wand vorgesehenen Durchbrechungen in Daraufsicht, Schnitt C-C, Fig. 4, und Fig. 8 Anschlagführung für die Verschluß-und Offenstellung der doppelwandigen Zylinderkolben gemäß den Fig.
6 und 7 nach der Schnittlinie A-A, Fig. 1.
Die in Fig. 1 gezeigte Misch- und Austragvorrichtung im weiteren kurz kIischvorrichtung genannt besteht aus einem Zylinder 1 mit in Nähe dessen beider Stirnseiten 2,3 befindlichen Füllanordnungen, im vorliegenden Fall Magnetventilen 4,5 zum Einbringen der miteinander zu vermischenden Substanzen und einer in einer der beiden Stirnseiten angebrachten Austrittsanordnung, hier ebenfalls ein Magnetventil 6, zum Austritt der miteinander bereits vermischten Substanzen, sowie einem über eine koaxiale Kolbenstange 7 axial im Zylinder hin- und herbewegbaren doppelwandige;l, d.h. aus zwei für sich selbständigen Kolbenscheiben 8,9 zusammengesetzten Kolben, der für die beiden Substanzen als Trennscheibe wirkt. Jede der beiden.Kolbenscheiben 8,9 weist deckunOsgleich relativ zueinander Durchbrechungen 10 bzw. 11 auf. Beide Scheiben bilden einheitlich zusammen den Kolben bzw. Trennschieber und keine ist von der anderen f..r sich trennbar, jedoch ist eine Scheibe gegenüber der anderen in ihrer Ebene axial verdrehbar, so daß jeweils die Durchbrechungen 11 der einen Kolbenscheibe 9 von Flächenteil 12 der anderen Kolbenscheibe 8 und umgekehrt abgedeckt werden können, Fig. 6 und 7.
Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange 7 zweiteilig, Fig. 3, und weist einen äußeren hohlen Kolbenstangenteil 13 und einen darin drehbar gelagerten inneren Kolbenstangenteil 14 auf. Am zylinderseitigen sunde des äußeren Kolbenstangenteils 13 ist die Kolbenscheibe 9 und am Ende des inneren Eolbenstangenteils 14 die Kolbenscheibe 8 befestigt. Zweckmäßig sind ein Kolbenstangenteil 13 und demgemäß auch die daran befestigte Kolbenscheibe 9 nicht rotierbar. Die Scheibe 8 ist demgegenüber relativ zur Scheibe 9 über die Eolbenstangen 14 verdrehbar, so daß die Durchbrechungen 10 der beiden Kolbenscheiben 8, 9 je nach verdrehung der Scheibe 8 entweder deckungsgleich übereinanderliegend die durch den Kolben bzw. Trennschieber voneinander separierten Füllräume 15, 16 für die einzeln miteinander zu vermischenden Medien verbinden, wie die Stellung der Trennschieber in Fig. 7 zeigt, oder aber durch den jeweiligen Flächenteil 12 voneinander trennen, Fig. 6. Das definierte Öffnen- bzw. Verschließen der beiden Füllräume 15, 16 erfolgt hier durch einen entsprechend vorprogrammiert geschalteten Verstellmotor 17, der über ein Zahnradvorgelege 18 den äußeren Kolbenstangenteil 13 und mit diesem die am anderen Ende der Kolbenstangen befestigte Kolbenscheibe 8 relativ zur feststehend angeordneten Kolbenscheibe 9 verdreht. Der Kolben wird im Zylinderinneren über die Kolbenstange durch einen Schubkurbelantrieb 19 zum Mischen beider Substanzen und schließlich zum Austragen axial hin- und herbewegt.
In den weiteren Ausführungsbeispielen, bei denen die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen haben, sind in Fig. 2 zum Mischen dreier unterschiedlicher Medien miteinander im ylinder 1 beidseitig

je ein

2WiE/

kolben 21, 22 vorgesehen, die das Zylinderinnere in drei Püll- und späterhin Mischräume 23, 24 und 25 unterteilen, in die demgemäß drei Einfüllanordnungen 26, 27 und 68, die ebenfalls Magnetventile sein können, zum Einbringen der zu disc enden Substanz, sowie eine Austrittsanordnung 29 zum Ausführen der durchgemischten Substanz münden. Die übrigen Merkmale, und zwar die Doppelwandigkeit des Kolbens mit den Durchbrechungen 10, 11 in den Scheiben 8, 9, sowie die Verdrehbarkeit einer dieser Scheiben und der Schubkurbelantrieb 19 zum axialen Bewegen der KolDens-tangen 7 mit den Kolben 8, 9, sind in gleicher Weise ausgestaltet wie die Vorrichtung zum Mischen zweier unterschiedlicher Medien in Fig. 1.
In weiterer Ausführung der Erfindung ist die forrich-t-ung als eine Spritze ausgebildet, wobei die wesentlichen Bunktionsteile, wie der Zylinder 1 der doppelwandigen Kolben mit den deckungsgleichen Durchbrechungen in jeder Kolbenscheibe, sowie Einfüll- und Austrittsanordnungen und die Kolbenstangen mit Ausnahme Seringfügiger Modifizierungen gleich ind. Anordnungen 30, 31 zum Einfüllen der zu mischenden Substanzen, sowie eine verschließbare unordnung 32 zur Abgabe des Mischgutes sind in den Sti-rn seiten, 2, 3 angebracht. Die Einfüllanordnungen 30, 31 können Kugelventile und dergleichen sein, während die Austrittsanordnungen 32 zweckmäßig eine axial auf einer Stirnseite angeordnete Ausgußtülle 33 mit einem axial in diese eingeführten Verschlußstopfen 34 ist.
dieser Verschlußstopfen 34 weist einen rohrförmigen Teil 41 und einen das Innere des Zylinders 1 verschließenden, entfernbaren Tüllenverschluß 42 auf. Dadurch kann durch entsprechendes Ein- bzw. Aufbringen dieses Verschlußstopfens in bzw. auf die Ausgußtülle 33 das Zylinderinnere zum Durchmischen der Substanzen entweder verschlossen, Fig. 3, oder bei nunmehr entferntem Tüllenverschluß 42 und aufbringen des Verschlußstopfens 34 auf die Ausgußtülle, Fig. 5, zum Austritt der durchgemischten Substanzen geöffnet werden. Es ist natürlich auch denkbar, das Innere des Zylinders durch bloßes Entfernen des Verschlußstopfens aus der Ausgußtülle nach außen hin zu öffnen. Diese Differenzierung,die Mischsubstanz mit oder ohne Verschlußstopfen austreten zu lassen, richtet sich hierbei danach, ob die Ausgußtülle eine kleine Düsenöffnung z.B. zum Injizieren der Substanz in sehr fragiele Formen und dgl. aufweisen muß, oder eine Austrittsöffnung in üblicher Weise zur Abgabe der Mischsubstanz genügt. Bei vorliegender Mischspritze werden die axialen Kolbenbewegungen von Hand aus durchgefihrt, so daß ein ;ichubkurbelantrieb entbehrlich ist. Daher ist das außenseitige bunde der Kolbenstangen 13, 14 jeweils mit einem Handteller 35, 36 abgeschlossen, von denen einer relativ zum anderen in Umfangsrichtung (Winkel d ) bewegt werden kann.
Die über den Kolbenstangenteil 13 verbundene Kolbenscheibe 8 folgt den von oben eingeleiteten Drehbewegungen. Am unteren Handteller 35 ist die nicht verdrehbare Kolbenscheibe 9 angebracht. Durch das Rotieren der anderen Kolbenscheibe 8 können die Durchbrechungen lo1 11 in beiden Scheiben entweder deckungsgleich die Füllräume 15, 16 miteinander verbindend übereinander zu liegen kommen oder aber die Flächen beider Scheiben verschließen die Durchbrechungen gegenseitig, so daß die Füllräume 15, 16 voneinander getrennt sind. Zum exakten Festlegen der Auf- un.d Schließstellung sind in der Oberfläche des unteren Handtellers 35 eine Ausnutzung 37 entsprechend der Länge und dazu auf der Unterfläche 4es oberen Handtellers 36 ein in diese Ausnutzung eingreifender Begrenzungsbolzen vorgesehen, der nach Verdrehen des oberen Handtellers in einem Winkel nach der einen oder anderen Seite hin am Nutenende anschlägt und so eine Öffnung oder Sperrung (Trennung) einwandfrei definiert, Fig. 8. Zur optischen Kennzeichnung der beiden Verdrehmöglichkeiten sind zweckmäßig die Umfangsflächen der handteller beispielsweise durch Farbpunkte 39 die auch Kerben oder Bohrungen sein können markiert.
bs soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Mischvorrichtung bei völlig eingefahrenen Kolbenstangen ein bestimmtes errechenbares Volumen im Zylinderinnenraum einnimmt, i'ig.4.
Dad@rch bedingt kann dieser @nnenraum, um die @inwandfreie Funktion der Vorrichtung zu garantieren, nur um dieses Volumen 40 als Nichtmaterie verringert, mit der zu mischenden Substanz gefüllt werden.
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende: Zum Vermisc-en von substanzen werden die einzelnen Füllräume, die durch die jeweilige Kolbenstellung in ihrer Größe definiert sind, über ihre Einfüllanordnungen, vermindert um den Anteil der Nichtmaterie, Dei geschlossenen Durchbrechungen des Zylinderkolbens gefüllt, wobei auf die Entlüftung des Zylinderraumes zu achten ist. Im Anschluß daran wird der oDere @andteler in Offenstellung gedreht, so daß die Durchbrechungen in den Kolbenscheiben deckungsgleich übereinander zu liegen kommen und die Füllräume nunmehr miteinander verbinden. In dieser Mischbereitschaftslage des Kolbens werden die bzw. der Kolben bis zu dem unteren und oberen Totpunkt kräftig axial hin- und herbewegt. Die einzelnen Substanzen werde durch die Durchbrechungen hindurch gedrückt und vermischen sich miteinander. Durch mehrfaches hin- und Herschieben des Kolbens wird eine entsprechend innige Durchmischung der einzelnen Substanzen bzw. Medien auf einfache leise erreicht. Hierbei ist es au3erordentlich einfach, die zu mischenden Substanzen sehr genau zu dosieren, was entweder durch eine @nzubringende Schauglasskala mit darauf aufgetragenen Volumeneinheiten, z.B. cm3, in Lange des Zylinders im Zylindermantel geschenen kann oder aber durch vorgehende entsprechende Dosierung der einzubringenden Füllmenge. Zum Austragen der gemisch@en Subs@unz werden nach Hochschieben des Kolbens, Fi6. 5, durch verdrehen des oberen hand-tellers relativ zum unteren die Durchbrechungen im Kolben wie vorstehend beschrieben in Verschlußstellung verdreht, der die Austrittsöffnung verschließende Verschlußstopfen 34 wird entweder ganz abgenommen oder ab- und in um@ekehrter Richtung an die Ausgußtülle wieder aufgeschraubt @nd der Teil 41 entfernt, so daE nunmehr ein freier Aus ng aus dem Zylinderinneren n ch au@en geschaf@en ist und nun die durchgemischte @ubstanz nach Abwartsbewegen des Kolbens, der nun wie eine @eschlossene Scheibe wickt, nach untenhin aus der Tülle austreten kann. Dadurch kann man das Gemisch, das meistens ein aushärtendes Produkt darstellt, in jede Form injizieren.
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die DurchbrechunÒen in den Kolbenscheiben nicht an eine Kreisform gebunden sind, sondern auch eine ovale oder eckige Form haben, oder auch langlöcher oder schräge Drallbohrungen sein können. Auf diese Weise ist noch eine günstigere Durchmischung zu erzielen.
auch soll noch darauf hingewiesen werden, daß mit der Misch vorrichtung auch pulverförmige und flüssige wie @uch hochviskose Medien miteinander in vorstehend beschriebener Weise verwischt und ausgetragen werden können.
Der besondere Vorteil dieser Mischvorrichtung besteht vorallem darin, daß zwei @der mehrere Medien aufgrund ihrer chemischen Eigensc@@ften -d.h. bedingt durch ihr Reaktionsverm@gen und durch Veränderungen der physikalischen Eigenschaften nach dem Vermischen - erst kurz vor der Verarbeitung mi@einander vejijischt zu werden brauchen und andererseits das Mischprodukt nach dem Mischvorgang mit der gleichen Vorrichtung aus dieser heraus unmittelbar in eine gegebene Form injiziert werden kann.

Claims

Ansprüche Vorrichtung zum Mischen, vorzugsweise zum dosierten Mischen wenigstens zweier pastöser, flüssiger oder gasförmiger Medien und Austragen der gemischten Substanz, gekennzeichnet d u r c h einen Zylinder (1 bzw. 20) mit verschließbaren Füll- und einer verschließbaren Austrittsanordnung (29 bzw. 32), sowie wenigstens einen darin über eine koaxiale Kolbenstange (7) axial bewegbaren, aus zwei Kolbenscheiben (8, 9) bestehenden Kolben mit in jeder Kolbenscheibe deckungsgleich zueinander angeordneten Durch brechungen (10, ii).
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (7) zweiteilig ist und einen äußeren, hohlen Kolbenstangenteil (14) und einen drehbar darin gelagerten inneren Kolbenteil (13) aufweist, an deren Enden jeweils eine Kolbenscheibe (9 bzw. 8) befestigt ist.
3) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen vorprogrammiert geschalteten Verstellmotor 817) und ein Zahnradvorgelege (18) über die die drehbare Xolbenscheibe (8) durch den äußeren Kolbenstangenteil (43)relativ zur feststehenden (9) verdrehbar ist.
4) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Schubkurbelantrieb (19) durch den die Kolbenstange (7) axial hin- und herbewegbar ist0
5) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidewseits im Zylinder (1) je ein Zylinderkolben (21, 22) mit jeweils zwei Kolbenscheiben (8, 9) mit Durchbrechunggen (10, 11) angeordnet sind.
6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllanordnungen (4,5,6,26,27 u. 28) zum Einbringen der durchzumischenden Medien sowie die Austrittsanordnungen (6 bzw. 9) der durchgemischten Substanz Magnetventile sind.
7) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als eine von Hand aus zu betätigende Spritze, zum Mischen und Austragen des Mischgutes ausgebildet ist.
8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Püllanordnungen (30, 31) für die zu miteinander mEchenden Medien Kugelventile sind.
93 Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsanordnung für das Mischgut eine axial auf einer Stirnseite vorgesehene Ausgußtülle (33) mit einem axial eingeführten, herausnehmbaren Verschlußstopfen (34) ist.
10) Vorrichtung nach den Anspruche 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen einen Rohr- bzw. rohrförmigen Teil (41) und einen diesen auf einer Seite verschließenden abnehmbaren Tüllenverschluß (42) aufweist.
11) Vorrichtung nach den Ansprüchen 7, 9 und 10, daß zum Öffnen d.es Inneren des Zylinders (1) aus der Ausgußtülle entfern- oder auf deren äußeres Ende aufbringbar z.B. aufschraubbar ist.
12) Vorrichtung nach den Ansprüchen 7,9,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des rohrförmigen Teils (41) des Verschlußstopfens kleiner als die der Ausgußtülle ist.