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Behältnis für Zwei-Komponenten-Materialien
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Behältnis für Zwei-Komponenten-Materialien,
wie Montageschaum od. dgl., dessen beiden im Behältnis voneinander getrennten Komponenten
unter der Wirkung eines Treibgases stehen und das Behältnis über ein Ventil entleerbar
ist.
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Für Behältnisse dieser Art, die im Handel auch unter der Bezeichnung
Aerosoldosen bekannt sind, gibt es bereits eine ganze Reihe von Vorschlägen. Ohne
die Erfindung auf bestimmte Komponenten bzw. auf einen aus zwei Komponenten zu bildenden
Montageschaum zu beschränken, werden die bei den bekannten Behältnissen auftretenden
Probleme und Nachteile beim Entstehen und Verarbeiten eines Zwei-Komponenten-Polyurethanmontageschaumes
aufgezeigt. Hier sei vorweg eingeflochten, daß Zwei-Komponenten-Montageschäume qualitativ
hochwertig und den Ein-Komponenten-Schäumen weit überlegen sind. Ein Zwei-Komponenten-PU-Schaum
härtet nämlich schnell und feuchtigkeitsunabhängig aus, so daß nach dem Setzen von
Türen und Fenstern und dgl. schon nach kurzer Zeit mit den Ausschäumarbeiten begonnen
werden kann, wobei sich dieser Montageschaum als außerordentlich dimensionsstabil
erwiesen hat, d.h., ein Nachquellen ist im vorteilhaften Gegensatz zu Ein-
Komponenten-Schäumen
nicht zu befürchten. Ein besonders schwerwiegender Nachteil besteht jedoch darin,
daß der bei geöffnetem Ventil aus dem jeweiligen Behältnis austretende Schaum praktisch
sofort verarbeitet werden muß; ein Unterbrechen der Verarbeitung ist ausgeschlossen.
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Dies beruht darauf, daß das Vermischen der beiden Komponenten innerhalb
der Behältnisse erfolgt und die Reaktion sofort einsetzt und nicht mehr gestoppt
werden kann. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß die Aushärtung des Schaumes bereits
in der Dose einsetzt und sich auch dann fortsetzt, wenn das Ventil geschlossen wird,
was dazu führt, daß das jeweilige Behältnis gewissermaßen einfriert und nur noch
weggeworfen werden kann.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Behältnis zu entwickeln,
bei dem das Vermischen der beiden Komponenten in einem Bereich erfolgt, in welchem
sich die Reaktion der Komponenten beherrschen läßt, was bedeutet, daß ein Behältnis
zu finden ist, mit dem Arbeitsunterbrechungen möglich erscheinen. Darüber hinaus
soll dieses. Ziel mit einem geringen Bauaufwand zu erreichen sein, ohne daß die
Funktionsfähigkeit Schaden nimmt.
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Erreicht wird dieses Ziel durch die Ausbildung des das Behältnis verschließenden
Ventils als auf Axialdruck gegen Federkraft zu öffnendes Doppelventil, dessen Ventilkörper
mittel- oder unmittelbar einmal das äußere, gfs. einen Innensack aufnehmende Behältnis
für die eine Komponente und zum anderen ein bevorzugt von einem Sack aus Kunststoff
gebildetes Innenbehältnis abschließt und von einem hohlen Ventilschaft durchsetzt
ist, der zusammen mit dem Ventilkörper die eigentlichen Ventile für die beiden Komponenten
bildet. Durch die Ausbildung des Ventils als Doppelventil ist der Reaktionsbereich
aus dem Doppelbehältnis herausgenommen und in den Ventil-
schaft
verlegt, so daß bei Arbeitsunterbrechungen, also bei Wegnahme des das Ventil öffnenden
Axialdruckes, das ??Einfrieren1 letztendlich erst in den Aufsatzstücken, Anschlußschläuchen
od. dgl. erfolgt, die vom Ventil abgenommen und praktisch verlustlos weggeworfen
werden können. Der Wegwerfverlust fällt überhaupt nicht ins Gewicht, wenn man die
Vorteile der möglichen und langen Arbeitsunterbrechungen entsprechend würdigt. Der
Reaktions- und Mischbereich in kurzer Entfernung vor der Austrittsstelle aus dem
Ventilschaft hat auch noch den Vorteil, daß man den Ventilschaft - falls erforderlich
-mit einem einfachen Werkzeug, z.B. mit einer Art Korkenzieher, vom teilweise reagierten
Schaum befreien kann, so daß bisher unerreichbare Arbeitsunterbrechungen von mehreren
Stunden oder gar Tagen möglich erscheinen. Wenn man für das Innenbehältnis, wie
bevorzugt vorgesehen, einen Plastiksack wählt, ergibt sich ein weiterer Vorteil,
der darin besteht, daß ein einziges Treibmittel im Außenbehältnis ausreicht, um
das Vermischen der beiden Komponenten zu erzielen, zumal das Treibgas nicht nur
auf die Füllung des Außenbehältnisses, sondern auch auf das zusammendrückbare Innenbehältnis
einwirkt. Ein weiterer und zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Bauart ist
auch noch darin zu sehen, daß die gewissermaßen aus dem Behältnis ausgelagerte chemische
Reaktion der beiden Komponenten - im Gegensatz zu früher im Inneren der Behältnisse
- zu keiner Druckerhöhung führt, also von Anfang an eine maximale Füllung der Behältnisse,
insbesondere mit Treibgas durchgeführt werden kann, wodurch das Austreiben des Schaumes
schneller und intensiver erfolgt, als dies bisher möglich war. Die Herausnahme der
chemischen Reaktion aus dem Behältnis erleichtert auch die Auswahl der zur Verfügung
stehenden'Komponenten, wodurch sich Einfluß auf die Güte und auf die Eigenschaften
des jeweiligen Schaumes nehmen läßt.
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Wenn man den Vorteil des Mischens kurz vor der Austrittsstelle vertiefen
will, erscheint es zweckmäßig, daß die eigentlichen Ventile des Doppelventiles axial
hintereinander liegen und das Ventil für das äußere Behältnis so dicht wie möglich
an die Austrittsstelle des jeweiligen Zwei-Komponenten-Materials aus dem Ventilschaft
herangerückt ist.
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Hinsichtlich einer einfachen und gedrungenen Bauweise wird es nach
der Erfindung ferner für zweckmäßig angesehen, daß von den eigentlichen Ventilen
das der Austrittsstelle des jeweiligen Materials aus dem Ventilschaft nahegelegene
Ventil ein Axial-Schieberventil darstellt, während das andere Ventil mit einem Sitz
am Ventilkörper und mit eine Ventilteller am unteren Ende des Ventilschaftes ausgestattet
ist, wobei letzterer dicht über dem Teller querliegende Eintritts-Bohrungen aufweist.
Selbstverständlich sind auch zwei Axial-Schieberventile denkbar, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.
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Eine weitere Besonderheit an dem erfindungsgemäßen Behältnis besteht
darin, daß das Axial-Schieberventil im Ventilschaft auf den Umfang verteilte Querbohrungen,
z.B.
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acht an der Zahl, aufweist, während der Ventilkörper zwei einander
gegenüberliegende flache, vom Innenraum des äußeren Behältnisses ausgehende Durchbrüche
besitzt, deren Querabmessung in etwa der lichten Weite des Ventilschaftes entspricht.
Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß bei Verdrehungen des Ventilschaftes
gegenüber dem Ventilkörper die Funktionsfähigkeit verloren geht, d.h., es ist ausgeschlossen,
daß in der Offenstellung des Schieberventils keine Querbohrungen offen,
also frei sind. Im übrigen lassen sich durch die Auslegung der Bohrungen in beiden
Ventilbereichen die
jeweiligen Mischungsverhältnisse beeinflussen.
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Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der aus elastischem
Material bestehende Ventilkörper einstückig in einen federnden Balg übergeht, der
sich an seinem freien Ende an einer Nut-Bundkonstruktion des Ventilschaftes abstützt.
Diese Bauart besticht durch ihre Einfachheit, ganz abgesehen davon, daß die einstückige
Herstellung aus elastischem Material eine hohe Dichtigkeit verbürgt. Außerdem lassen
sich durch Abwandlung der Materialstärken die Federkräfte des Balges günstig verändern.
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Für den Fall, daß der Bund und/oder der Ventilteller des Ventilschaftes
den Zusammenbau des Doppelventils zu schwierig gestalten sollten, d.h. für den Fall,
daß die Elastizität des Ventilkörpers nicht ausreicht, um den Schaft einzusetzen,
wird vorgesehen, daß der Bund der Nut-Bundkonstruktion als auf den Ventilschaft
aufschraubbarer Schraubteil oder der Ventilteller an den Schaft ansetzbar ausgeführt
ist.
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Eine weitere Besonderheit an dem erfindungsgemäßen Behältnis besteht
darin, daß der Ventilkörper für den Anschluß an die beiden 3ehältnisse zwei bevorzugt
unterhalb von kegeligen Ringverdickungen gelegene Nuten aufweist, von denen die
obere Nut durchmesserkleiner gehalten ist und in beide Nuten tellerartige Preßteile
dicht eingreifen, die an ihren Außenrändern für den Anschluß an die beiden Behältnisse
hergerichtet sind. Auch bei dieser Bauart besticht die Einfachheit, da man die Preßteile
von oben her gewissermaßen auffädeln kann, wobei die kegeligen Verdickungen diesen
Zusammenbauschritt erleichtern. Für das Verbinden des oberen tellerartigen Preßteiles
mit dem Außenbehältnis bieten sich das
Verklinschen oder Verbördeln
an. Dies trifft nur bedingt für den unteren tellerartigen Preßteil zu, der mit dem
Plastiksack zu verbinden ist. Für eine zweckmäßige Verbindung wird hier vorgeschlagen,
daß der Außenrand des unteren Preßteiles nach unten in einen Halsansatz übergeht,
der eine radial nach innen gerichtete Sicke aufweist, in die sich ein oberer Dichtrand
des sackartigen Innenbehältnisses einschmiegt und dieser Dichtrand z.B.
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mit einer von oben aufzubringenden und geschlitzten Federkappe lagegesichert
ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigen: Fig. 1 das erfindungsgemäße Behältnis, teilweise aufgebrochen; Fig. 2
eine wesentliche Einzelheit, nämlich das Doppelventil nach Fig. 1, gegenüber letzterer
vergrößert und teilweise aufgeschnitten und Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie
III-III der Fig. 2.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht ein Behältnis 1, das auch als
Sprühdose oder Aerosoldose bezeichnet werden könnte, aus einem Außenbehältnis 2
und einem Innenbehältnis 3, das von einem Sack aus Plastikmaterial gebildet ist.
Mit gestrichelten Linien 4 ist ein möglicher Plastiksack angedeutet, der dann zum
Außenbehältnis 2 gehören würde. Die Innenräume der Behältnisse 2, 3 sind mit 5,
6 bezeichnet.
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Der Abschluß der Innenräume 5, 6 erfolgt über ein Doppelventil 7,
wobei jedoch tellerartige Preßteile 8, 9 zwischengeschaltet sind. Auf dem Ventilschaft
10 des Doppelventils
7 ist eine Verschlußkappe 11 aufgeschraubt.
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Das Doppelventil 7, das sich besonders gut aus Fig. 2 ergibt, besteht
aus einem Schieberventil 12 und einem Tellerventil 13, wobei mit den Bezugszahlen
12, 13 die Ventilbereiche angedeutet sind. Die beiden Ventile 12, 13 besitzen einen
gemeinsamen elastischen Ventilkörper 14, der oben einstückig in einen federnden
Balg 15 übergeht. Dieser Federbalg 15 greift mit einem Innenrand 16 in eine Nut
17 des Ventilschaftes 10 ein. Außerdem ist ein kegeliger Bund 18 erkennbar, der
verhindert, daß der Balg 15, insbesondere bei Axialdruck, mit dem Schaft 10 außer
Eingriff kommt. Das Gewinde am Ventilschaft 10 für das Aufschrauben der Kappe 11
ist mit 19 bezeichnet.
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Das Axial-Schieberventil 12 weist im zugehörigen Schaftteil (vgl.
10) radiale Bohrungen 20 auf, die mit Durchbrüchen 21 des Ventilkörpers 14 zusammenwirken.
Die Fig. 3 läßt erkennen, daß im Ventilschaft 10 acht radiale Bohrungen 20 vorhanden
sind, während der Ventilkörper 14 lediglich zwei einander gegenüberliegende flache
Aussparungen 21 aufweist, die in ihrer Querabmessung in etwa der lichten Weite,
d.h. dem Austrittsquerschnitt 22 des Ventilschaftes 10 entsprechen. Man sieht deutlich,
daß durch die Anordnung der Bohrungen bzw. Durchbrüche 20, 21 ein ungewolltes Sperren
unmöglich ist; auch können die Bohrungen Dosierzwecken dienen.
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Das untere Ventil 13 weist einen Ventilteller 23 auf, der mit einem
Sitz 24 des Ventilkörpers 14 zusammenwirkt. Auch hier sind Querbohrungen 20a vorhanden,
die in den Austrittsquerschnitt 22 münden.
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Unterhalb von kegeligen Verdickungen 25, 26 weist der Ventilkörper
14 Nuten 27, 28 auf, in die hochgezogene
Ränder der tellerartigen
Preßteile 8, 9 dicht eingreifen.
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Die untere Nut 28 ist im Durchmesser größer gehalten als die Nut 27,
so daß die Preßteile 8, 9 von oben in die dafür bestimmten Nuten 27, 28 eingedrückt
werden können.
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Zur Erleichterung des Zusammenbaues des Doppelventiles 7 ist es denkbar,
den Bund 18 oder den Teller 23 als gesonderte Teile auszuführen und sie dann auf
beliebige Weise mit dem Ventilschaft 10 zu verbinden. Es wäre auc möglich, das Ventil
13 artgleich dem Ventil 12 auszuführen, also als Schieberventil, wodurch das Einsetzen
des Schaftes 10 von oben her erleichtert wäre. Das Vermischen der beiden Komponenten
aus den Räumen 5, 6 erfolgt erst in Höhe des Ventiles 12, das möglichst dicht an
die Austrittsstelle bei 29 herangerückt ist. Mit 30 ist ein Pfeil bezeichnet, der
angibt, daß ein Axialdruck auf den Schaft 10 ausgeübt werden muß, bevor eine Vermischung
der beiden Komponenten erfolgt.
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Der äußere Rand 31 des tellerartigen Preßteiles 8 ist zum dichten
Verklinschen oder Verbördeln hergerichtet, während der Preßteil 9 einen unteren
Halsansatz 32 aufweist, der mit einer nach innen gerichteten Sicke 33 ausgestattet
ist. In dieser Sicke 33 liegt ein Dichtrand 34, der dem sackartigen Innenbehältnis
3 angehört.
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Eine mehrfach geschlitzte (vgl. 35) Federkappe 36 sichert den Dichtrand
34 in der Sicke 33.
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Für den Zusammenbau des Behältnisses 1 wird zunächst das sackartige
Behältnis 3 mit der einen Komponente gefüllt, worauf das bis auf den noch fehlenden
tellerartigen Preßteil 8 zusammengebaute Doppelventil 7 mit dem Behältnis 3 verbunden
wird, d.h., der im Durchmesser gegenüber der Sicke 33 etwas kleinere Dichtrand 34
wird Über den Halsansatz 32 gestreift und mit dem von oben her aufzubringenden kappenartigen
Ring 36 gesichert. Nunmehr setzt man
das Behältnis 3 mit dem Doppelventil
7 in das Außenbehältnis 2 und bringt die zweite Komponente ein Darauf erfolgt das
Aufbringen des Preßteiles 8 und sein Verbinden mit den oberen Rand des Außenbehältnisses
2. Ist noch ein zweiter Sack 4 vorhanden, enthalt dieser die zweite Komponente und
wird beim Verbinden des Randes 31 mit dem Behältnis 2 mit festgelegt. Damit ist
das Behältnis 1 soweit vorbereitet, daß in den Außenraum 5 noch das Treibgas eingebracht
werden kann. Die Zeichnung, insbesondere Fig. 2, laut auch klar erkennen, daß innerhalb
der Behältnisse keine Reaktion stattfinden kann und diese in den Bereich oberhalb
des Ventils 12 verlegt ist.