DE3738960A1 - Einrichtung zum dosieren und mischen von mindestens zwei reaktionskomponenten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Dosie­ ren und Mischen von mindestens zwei Reaktionskomponenten zur Bildung eines unmittelbar zum Gebrauch bestimmten Mehrkomponen­ tenmittels, welche Einrichtung zur Aufnahme der Reaktionskompo­ nenten je eine Kartusche mit verschiebbaren, kolbenbodenartigen Einsätzen aufweist, die mit je einem Auspreßorgan zusammenwir­ ken, und bei welcher Einrichtung die Kartuschen in Halteorganen auswechselbar untergebracht sind und mit einer gemeinsamen mit einer Auslaßöffnung zur Entnahme des Mehrkomponentenmittels versehenen Mischvorrichtung in Verbindung stehen, wobei zur Be­ tätigung der Auspreßorgane und der Mischvorrichtung mindestens ein Antrieb vorhanden ist.

Es sind bereits motorisch angetriebene Einrichtungen bekannt geworden, welche zum Verkleben von Bauteilen mittels eines Zweikomponentenklebstoffes dienen und das Reaktionsprodukt auf die zu verbindenden Teile aufzutragen bestimmt sind. Eine sol­ che Einrichtung weist Aufnahmestellen für die Kartuschen auf, welche die miteinander zu vermischenden Komponenten enthalten und ist mit einem oder mehreren Auspreßorganen versehen, die mittelbar oder unmittelbar den Inhalt der Kartuschen durch das Entnahmeende derselben herausdrücken, wobei die einzelnen Kom­ ponenten einem gemeinsamen Mischorgan zugeführt werden. In der Mischvorrichtung werden die Komponenten gründlich gemischt, wo­ bei die Reaktion derselben zu einem Mehrkomponentenmittel, mei­ stens zu einer Klebemasse, erfolgt, die dann durch eine Auf­ tragsdüse an die Verbrauchsstelle gelangt. Es ist meistens eine dosierte Entnahme der Kartuscheninhalte möglich, wobei die Aus­ preßorgane und die Mischvorrichtung durch ein gemeinsames Ge­ triebe antreibbar sind.

Solche Einrichtungen haben sich sehr gut bewährt und fanden in den verschiedensten Gebieten Anwendung. Es wurde jedoch als nachteilig empfunden, daß die Kartuschen einzeln in Betriebs­ bereitschaft gebracht und anschließend in die Einrichtung ein­ gesetzt und mit den zur Mischvorrichtung führenden Leitungen verbunden werden mußten, und daß die gründliche Reinigung der Mischvorrichtung unmittelbar nach jedem Gebrauch unvermeidlich war. Die bekannten Kartuschen, welche in Verbindung mit solchen Einrichtungen gebraucht werden, sind mit einem als Kolbenboden ausgebildeten Auspreßorgan versehen, wobei das dem Kolbenboden zugeordnete Ende der Kartusche aus Sicherheitsgründen zusätz­ lich verschlossen werden muß, damit ein Luftzutritt während der Lagerung mit absoluter Sicherheit verhindert wird. Ein un­ gewollter Luftzutritt könnte nämlich eine vorzeitige Reaktion des Kartuscheninhaltes auslösen.

Das andere Kartuschenende ist mit einer Auslaßöffnung verse­ hen, welche bis zum Gebrauch ebenfalls luftdicht verschlossen werden muß. Um die Kartusche in Einsatz zu bringen, war es al­ so notwendig, sowohl den Verschluß an der Kolbenseite als auch den Verschluß am Austrittsende zu entfernen. Ferner war es er­ forderlich das Auslaßende jeder Kartusche mit einem Verbin­ dungsschlauch und diesen mit der Mischvorrichtung zu verbinden, wobei die Anschlüsse nicht verwechselt werden durften.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile nicht mehr auf­ weist, sondern in sehr einfacher und arbeitssparender Weise eingesetzt werden kann. Eine solche Einrichtung weist die in der Einleitung erwähnten Merkmale auf und ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kartusche über die von den Kartuschen zur Mischvorrichtung führenden Verbindungsleitungen mit der Misch­ vorrichtung verbunden sind und die Kartuschen gemeinsam mit der Mischvorrichtung und den Verbindungsleitungen in die Einrich­ tung einfügbar und nach Gebrauch aus derselben entfernbar sind. Die gemeinsam in die Einrichtung einbringbaren und aus dersel­ ben entfernbaren Teile bilden dabei eine Einheit, die zweckmä­ ßigerweise nur für einen einzigen Einsatz bestimmt ist und beim Wiedergebrauch der Einrichtung durch eine neue Einheit ersetzt wird.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Kartusche zur Aufnahme einer Reaktionskomponente zum Gebrauch in einer Dosier- und Mischeinrichtung, welche Kartusche einen kolbenbo­ denförmigen Einsatz und ein zum Anschluß an die Mischvorrich­ tung dienendes Auslaßende aufweist. Erfindungsgemäß ist das Ende der Kartuschen an der Seite des kolbenbodenförmigen Ein­ satzes mit einem Aufreißdeckel und am Auslaßende mit einem unter Druck sich selbsttätig öffnenden Verschluß versehen.

Dadurch wird erreicht, daß die Kartusche, welche einen Teil der auswechselbaren Einheit bildet, unmittelbar vor dem Ge­ brauch nur durch die Entfernung des Aufreißdeckels betriebs­ bereit gemacht werden kann. Insbesondere wird ermöglicht, daß das Auslaßende der Kartusche fest mit einer zur Mischeinrich­ tung führenden Leitung verbunden werden kann.

Wird der unter Druck sich öffnende Verschluß als Membrane mit Sollbruchstelle ausgebildet, so wird bei einer Druckerhöhung in der Kartusche der Verschluß geöffnet und der Kartuscheninhalt freigegeben. Eine spezielle Manipulation am Austrittende der Kartusche ist also nicht notwendig, so daß die zur Mischvor­ richtung führende Leitung fest mit der Kartusche und mit der Mischvorrichtung verbunden werden kann. Dies bringt noch den sehr großen Vorteil mit sich, daß die verschiedenen Kartu­ schen fabrikmäßig richtig mit der Mischvorrichtung verbunden werden können, so daß eine Verwechslung der Anschlüsse ausge­ schlossen bleibt. Bei den bekannten Kartuschen war man genö­ tigt, spezielle Anordnungen zur Vermeidung einer Verwechslung zu treffen. So war es üblich, Kartuschen und die zugehörigen Verbindungsleitungen durch übereinstimmende Farben zu kenn­ zeichnen oder den richtigen Anschluß der Kartusche durch die Verwendung von Rechts- oder Linksgewinde zu sichern, um in die­ ser Weise eine Verwechslung möglichst auszuschließen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ein­ richtung schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen Teil der Einrichtung mit der auswechselbaren Einheit, in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine zur Einheit gehörende Kartusche im Achsial­ schnitt, vergrößert dargestellt; und

Fig. 3 eine Einzelheit zu Fig. 2, ebenfalls vergrößert dargestellt.

Die vorgeschlagene Einrichtung dient zum Dosieren und Mischen von mindestens zwei Reaktionskomponenten, welche zur Bildung eines unmittelbar zum Gebrauch bestimmten Mehrkomponentenmit­ tels zusammengeführt und in Reaktion gebracht werden sollen.

Es ist bereits eine solche Einrichtung bekannt geworden, welche als handgeführtes, motorisch angetriebenes Elektrowerkzeug aus­ gebildet ist und zur Aufnahme der beiden zu vermischenden Sub­ stanzen je eine Kartusche besitzt. Zur Aufnahme der Kartuschen sind Aufnahmetaschen vorgesehen, wobei jeder Aufnahmetasche ein Auspreßglied zugeordnet ist, mittels welchem der Kartuschenin­ halt aus der betreffenden Kartusche herausgepreßt werden kann.

Die Auspreßglieder sind gemeinsam durch einen Motor mit Ge­ triebe betätigbar, welcher Motor auch zum Antrieb der Mischvor­ richtung dient. Eine ähnliche Ausbildung weist die Einrichtung nach der Erfindung auf.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform in der Fig. 1 ist zur Aufnahme von zwei Reaktionskomponenten eine Kartusche 1 sowie eine weitere Kartusche 2 vorgesehen. Mit Kartuschen werden hül­ senförmige Behälter bezeichnet, in welchen solche einzelne Re­ aktionskomponenten Aufnahme finden, die zur Bildung eines un­ mittelbar zum Gebrauch bestimmten Mehrkomponentenmittels die­ nen. Aus der Darstellung der Kartuschen 1 und 2, welche in Schnitt gezeichnet sind, ist ersichtlich, daß zum Verschluß der Kartuschen je ein kolbenbodenförmiger Einsatz 3 bzw. 3′ vorhanden ist, welche gleichzeitig zum Auspressen des zugehöri­ gen Kartuscheninhaltes dienen. Der kolbenbodenförmige Einsatz 3 steht unter Wirkung eines Auspreßorganes 4, das auf einer ver­ schiebbaren Zahnstange 5 angeordnet ist. Zur Betätigung der Zahnstange 5 ist ein Zahnstangenvortrieb 6 vorgesehen, welcher mittels einer Antriebswelle 7 betätigbar ist, die ihrerseits mit Hilfe eines Motors M über ein Getriebe G angetrieben wird. Diese Teile sind bekannt und brauchen nicht näher erläutert und dargestellt zu werden.

Das andere, dem kolbenbodenförmigen Einsatz 3 abgekehrte Ende der Kartusche 1 ist mit einem flanschförmigen Auslaßende 8 zum festen Anschluß einer Verbindungsleitung 9 versehen, die zu einer Mischvorrichtung 10 führt.

Die Kartusche 2 ist genau gleich wie die Kartusche 1 ausgebil­ det, steht ebenfalls unter Einfluß eines kolbenbodenförmigen Einsatzes 3′, der durch eine weitere Zahnstange 5′ und ein Aus­ preßglied 4′ betätigbar ist. Jede der Zahnstangen 5, 5′ wird mit Hilfe eines zugeordneten Zahnstangenvorschubgliedes 6, 6′ von einer gemeinsamen Antriebswelle 7 angetrieben. Durch die Wahl von verschiedenen Zahnstangenvorschubgliedern 6, 6′ oder durch den Einsatz von in der Steigung verschiedenen Zahnstangen 5, 5′ können die kolbenbodenförmigen Einsätze 4, 4′ mit unglei­ chem Vorschub betätigt werden, um in dieser Weise das Verhält­ nis der aus den Kartuschen 1 und 2 entnommenen Komponenten va­ riabel zu halten.

Die Mischvorrichtung 10 weist einen Flanschteil 11 auf, an wel­ chem die beiden Verbindungsleitungen 9 fest angeschlossen sind, sowie einen Kammerteil 12, welcher konisch ausgebildet und mit einer Auslaßöffnung 13 versehen ist.

Im Kammerteil 12 ist ein Rührer 14 drehbar gelagert. Der Rührer 14 ist mit zwei Mitnehmerbolzen ausgerüstet, welche sich aus der Mischvorrichtung nach oben erstrecken und mit welchen das zugekehrte Ende der Antriebswelle 7 lösbar verbunden werden kann. Zu diesem Zwecke ist die Antriebswelle mit einer Mitneh­ merscheibe 15 ausgerüstet, die entsprechende Öffnungen besitzt, in welche die Mitnehmerbolzen eingreifen.

Die beiden Kartuschen 1 und 2, die Auslaßenden 8, Verbindungs­ leitungen 9 sowie die für die Kartuschen gemeinsame Mischvor­ richtung 10 bilden eine auswechselbare Einheit einer Dosier- und Mischvorrichtung, die im wesentlichen Halteorgane 16 für die Kartuschen, den Antriebsmotor M mit Getriebe G, die Zahn­ stangen 5, 5′, die Vorschubglieder 6, 6′ sowie die Antriebs­ welle 7 umfaßt. Die genannten Teile sind in einem gemeinsamen, aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Gehäuse untergebracht, wobei die ganze Anordnung so getroffen ist, daß beim Einbrin­ gen der beiden Kartuschen 1, 2 in die Halteorgane 16 die Aus­ preßorgane 4, 4′ sowie die Antriebswelle 7 in Einsatz gebracht werden. Zu diesem Zwecke nimmt jede Kartusche 1 und 2 im Halte­ organ 16 eine Stellung ein, in welcher sie gleichachsig zur Zahnstange 7 ausgerichtet sind. Gleichzeitig befindet sich die Mischvorrichtung 10 in einer solchen Stellung, in welcher die Achse der Mischvorrichtung 10 in der Verlängerung der Achse der Antriebswelle 7 zu liegen kommt, so daß die Mitnehmerbolzen durch die Öffnungen der Mitnehmerscheibe 15 greifen.

Es ist wichtig, daß der Inhalt der Kartuschen 1 und 2 bis zum Gebrauch luftdicht verschlossen bleibt. Die Anordnung der kol­ benbodenförmigen Einsätze 3, 3′ in jeder Kartusche kann jedoch nicht eindeutig ausschließen, daß bei der Lagerung der Kar­ tuschen Luft in das Innere der Kartusche gelangt. Darüberhinaus ist es unbedingt notwendig, auch das Auslaßende 8 der Kartu­ sche 1, wo die Verbindungsleitung 9 fest angeschlossen ist, so zu verschließen, daß auch von dieser Seite her keine Luft in die Kartusche eindringen kann. Um dieses Problem zu lösen, wird das Ende der Kartusche 1, wo der kolbenbodenförmige Einsatz 3 angeordnet ist, mit einem Aufreißdeckel 17 versehen, welcher eine Aufreißöse 18 aufweist. Das Auslaßende 8 der Kartusche 1 ist mit einem Verschluß 19 versehen, welcher sich unter Druck öffnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verschluß 19 als Membrane mit einer ringförmigen Nut 20 als Sollbruchstelle ausgebildet ist, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Es wäre natürlich möglich, anstelle der Membrane 19, ein Ventil vorzu­ sehen, welches bei einem gewissen Druck in der Kartusche geöff­ net wird.

Die Kartuschen 1 und 2, die Verbindungsleitungen 9 sowie die gemeinsame Mischvorrichtung 10, welche Teile gegebenenfalls miteinander unlösbar verbunden sind, können zweckmäßigerweise aus billigem Kunststoff hergestellt werden; diese Teile müssen nach dem Einsatz nicht gereinigt werden, da sie eine Wegwerf­ einheit bilden. Wird eine solche Einheit zum Gebrauch einge­ setzt, so wird unmittelbar vor dem Einsatz der Aufreißdeckel 17 jeder Kartusche 1 bzw. 2 entfernt. Die genannte Einheit wird dann in die Einrichtung eingesetzt, so daß die Kartuschen 1 und 2 in den Halteorganen 16 Aufnahme finden. Dabei erfolgt die Ausrichtung der Zahnstangen 5, 5′ mit Auspreßorganen 4, 4′ auf jeden der zugeordneten kolbenbodenförmigen Einsatz 3, 3′ sowie die Ausrichtung der Antriebswelle 7 auf die Mitnehmerscheibe 15 des Rührers 14 zwangsläufig, so daß bei der Inbetriebnahme der Einrichtung die Auspreßorgane 4, 4′ und damit die kolbenboden­ förmigen Einsätze 3 3′ in achsialer Richtung verschoben wer­ den, so daß in jeder der Kartuschen 1 bzw. 2 der Innendurck erhöht wird. Infolge dieser Druckerhöhung wird in jeder Kartu­ sche 1, 2 der Verschluß 19 geöffnet, z.B. durch Bruch der Mem­ brane an der vorgesehenen Sollbruchstelle, so daß die sich in den Kartuschen befindlichen Reaktionskomponenten durch die Lei­ tungen 9 in die Mischvorrichtung 10 gepreßt werden. Die Dosie­ rung der einzelnen Komponenten kann durch die Wahl des Über­ setzungsverhältnisses zum Antrieb der Zahnstangen 5, 5′ voraus­ bestimmt werden.

Die beschriebene Einrichtung kann in erster Linie in der Ab­ dichtungs- und Klebetechnologie auf den Gebieten der Beschich­ tung, der Herstellung von Formkörpern und dergleichen einge­ setzt werden. Bei allen diesen Verwendungszwecken müssen die beiden Reaktionskomponenten unmittelbar vor der Anwendung in­ tensiv miteinander vermischt werden, damit sie miteinander rea­ gieren, wobei das Reaktionsgemisch das Endprodukt bildet. Mit der Einrichtung werden die beiden Komponenten mit großer Ge­ nauigkeit mengenmäßig dosiert und zu einem sehr intensiven Mischvorgang weitergeleitet, wobei Sorge dafür getragen wird, daß die Kartuschen einwandfrei abgedichtet bleiben bis zum Moment, in welchem der Kartuscheninhalt in die Mischvorrichtung ausgestoßen wird. Erst beim Einsetzen der Kartuschen in die Einrichtung werden die Aufreißdeckel 17 derselben mit Hilfe der Aufreißösen 18 abgerissen, wobei jedoch die kolbenboden­ förmigen Einsätze 3 immer noch dichtend wirken. Anschließend wird der Motor in Drehung gesetzt, so daß mit Hilfe der Zahn­ stangenvorschubglieder 6, 6′und der Zahnstangen 5, 5′ die ach­ siale Verschiebung der am Ende jeder Zahnstange angeordneten Auspreßorgane 4, 4′ und der kolbenbodenförmigen Einsätze 3, 3′ bewirkt wird. Bei diesem Vorgang entsteht in den Reaktionskom­ ponenten, die sich in den Kartuschen 1 und 2 befinden, ein Überdruck, welcher zum Aufreißen des Verschlusses 19 jeder der Kartuschen 1 und 2 führt. Die Reaktionsmassen werden durch die Verbindungsleitungen 9 in die Mischvorrichtung 10 gefördert, wo eine gründliche Durchmischung der einzelnen Reaktionskomponen­ ten erfolgt, wonach das fertige Produkt durch die Auslaßöff­ nung 13 zur Auftragstelle ausgestoßen wird.

Nach dem Gebrauch der Einrichtung werden durch eine entgegenge­ setzte Drehung des Motors die Zahnstangen 5, 5′ sowie die An­ triebswelle 7 zurückgezogen, so daß die aus den Kartuschen 1 und 2, den Verbindungsleitungen 9 sowie dem Mischorgan 10 be­ stehende Einheit von den Halteorganen 16 entfernt werden kann. Die gebrauchte Einheit wird nicht mehr benötigt und kann ver­ nichtet werden.

Zu einem neuen Einsatz wird eine neue Einheit in die Halteor­ gane 16 eingesetzt und wie beschrieben verwendet.

Durch den Gebrauch der beschriebenen Einrichtung werden die nachfolgenden Vorteile erreicht:

• 1. Das mühsame Anschließen der Kartuschen an die Verbin­ dungsleitungen fällt weg, so daß die Gefahr der Ver­ wechslung der Anschlüsse nicht mehr besteht. Eine spe­ zielle Kennzeichnung der Leitungen und der Kartuschen ist also nicht notwendig.
• 2. Die Reinigung der Verbindungsleitungen und der Mischvor­ richtung entfällt, da diese Teile nur einmal gebraucht werden.
• 3. Die Anordnung eines Aufreißdeckels am einen Ende und eines Verschlusses mit Sollbruchstelle am anderen Ende der Kartuschen garantiert die Haltbarkeit des Kartu­ scheninhaltes auf unbeschränkte Zeit und ermöglicht, daß eine fertige Einheit mit fest angeschlossenen Ver­ bindungsleitungen verwendet werden kann. Der Verschluß 19 wird automatisch durch Überdruck oder Staudruck ge­ öffnet und bedarf keinerlei Manipulation seitens des Be­ nutzers.

Es muß insbesondere berücksichtigt werden, daß bei den be­ stehenden Einrichtungen keine solche Einheiten bekannt waren, bei welchen jede Kartusche mit einer fest angeschlossenen Schlauchleitung versehen war, welche zu einer ebenfalls fest angeschlossenen gemeinsamen Mischvorrichtung führt. Bei den be­ stehenden Einrichtungen war es immer notwendig das Auslaßende jeder Kartusche vor dem Gebrauch durch den Benutzer zu öffnen.

Nachdem das Auslaßende der Kartusche geöffnet war, erfolgte der Anschluß an die Mischvorrichtung durch eine Verbindungs­ leitung. Um Verwechslungen beim Anschließen zu vermeiden, war es notwendig, die Kartuschen und die zugehörigen Leitungen mit entsprechenden Kennzeichnungen zu versehen. Diesbezüglich bringt die beschriebene Einrichtung eine sehr wesentliche Ver­ einfachung und einen bedeutsamen Fortschritt.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Dosieren und Mischen von mindestens zwei Re­ aktionskomponenten zur Bildung eines unmittelbar zum Gebrauch bestimmten Mehrkomponentenmittels, welche Einrichtung zur Auf­ nahme der Reaktionskomponenten je eine Kartusche (1, 2) mit verschiebbaren, kolbenbodenartigen Einsätzen (3, 3′) aufweist, die mit je einem Auspreßorgan (4, 4′) zusammenwirken und bei welcher Einrichtung die Kartuschen (1, 2) in Halteorganen (16) auswechselbar untergebracht sind und mit einer gemeinsamen, mit einer Auslaßöffnung (13) zur Entnahme des Mehrkomponentenmit­ tels versehenen Mischvorrichtung (10) in Verbindung stehen, wo­ bei zur Betätigung der Auspreßorgane (4, 4′) und der Mischvor­ richtung (10) mindestens ein Antrieb vorhanden ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Kartusche, über die von der Kartusche (1, 2) zur Mischvorrichtung (10) führenden Verbindungsleitungen (9) mit der Mischvorrichtung (10) verbunden ist und die Kartu­ schen (1, 2) gemeinsam mit der Mischvorrichtung (10) und den Verbindungsleitungen (9) in die Einrichtung einfügbar und nach Gebrauch aus derselben entfernbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartuschen (1, 2), die Verbindungsleitungen (9) und die Mischvorrichtung (10) eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte Wegwerfeinheit bilden.

3. Kartusche zur Aufnahme einer Reaktionskomponente, zum Ge­ brauch in einer Dosier- und Mischeinrichtung mit einem kolben­ bodenförmigen Einsatz (3) und mit einem zum Anschluß an die Mischvorrichtung (10) dienenden Auslaßende (8), dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ende der Kartusche an der Seite des kol­ benbodenförmigen Einsatzes (3) mit einem Aufreißdeckel (l 7) und am Auslaßende (8) mit einem unter Druck sich selbsttätig öffnenden Verschluß (19) versehen ist.

4. Kartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaßende (8) derselben eine zur Mischvorrichtung (10) füh­ rende Verbindungsleitung (9) fest angeschlossen ist.

5. Kartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Druck sich öffnende Verschluß (19) als Membrane mit Sollbruchstelle ausgebildet ist, die bei einer Druckerhöhung in der Kartusche den Kartuscheninhalt freigibt.

6. Kartusche nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle durch eine ringförmige Nut (20) gebil­ det ist.

7.Kartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Druck sich öffnende Verschluß (19) als Ventil ausgebil­ det ist.