DE3738960C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Dosie­ ren und Mischen von mindestens zwei Reaktionskomponenten zur Bildung eines unmittelbar zum Gebrauch bestimmten Mehrkomponen­ tenmaterials nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem DE-GM 72 47 165 ist eine Einwegpackung für mindestens zwei Komponenten bekannt geworden, die beim Vermischen mitein­ ander unter chemischer Reaktion ein schaumbildendes Material ergeben. Die Einwegpackung weist einen Behälter mit wenigstens zwei Kammern zur Aufnahme von Komponenten auf, die beim Vermi­ schen chemisch reagieren. Der Behälter als solcher bildet eine Kammer, während weitere Kammern durch in den Behälter einge­ setzte Behältnisse gebildet werden. Das Vermischen der Kompo­ nenten wird bei allen Ausführungsformen dadurch herbeigeführt, daß durch die zuvor von außen her freigemachte Auslaßöffnung des Behälters ein Werkzeug eingeführt und damit die eingesetz­ ten Behältnisse geöffnet werden.

Aus dem DE-GM 87 09 753 ist bereits eine motorisch angetrie­ bene Einrichtung bekannt geworden, welche zum Verkleben von Bauteilen mittels eines Zweikomponentenklebstoffes dienen soll und das Reaktionsprodukt auf die zu verbindenden Teile aufzutragen bestimmt ist. Eine solche Einrichtung weist Aufnahmestellen für Kartuschen auf, welche die miteinander zu vermischenden Komponenten enthalten, und ist mit einem oder mehreren Auspreß­ organen versehen, die mittelbar oder unmittelbar den Inhalt der Kartuschen durch das Entnahmeende derselben herausdrücken, wo­ bei die einzelnen Komponenten einem gemeinsamen Mischorgan zu­ geführt werden. In der Mischvorrichtung werden die Komponenten gründlich gemischt, wobei die Reaktion derselben zu einem Mehr­ komponentenmaterial, meistens zu einer Klebemasse, erfolgt, die dann durch eine Auftragsdüse an die Verbrauchsstelle gelangt. Es ist meistens eine dosierte Entnahme der Kartuscheninhalte möglich, wobei die Auspreßorgane und die Mischvorrichtung durch ein gemeinsames Getriebe antreibbar sind.

Die bekannten Kartuschen, welche in Verbindung mit solchen Ein­ richtungen 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 Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile nicht mehr auf­ weist, sondern in sehr einfacher und arbeitssparender Weise eingesetzt werden kann, nämlich ohne daß die Auslaßöffnung der Kartuschen zuerst geöffnet werden und die Kartuschen an den Mischer angeschlossen werden müssen.

Eine solche Einrichtung weist die im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 erwähnten Merkmale auf und ist dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsleitungen mit den Kartuschen und mit der Mischvorrichtung unlösbar verbunden sind und daß jede Kar­ tusche einer neu einzusetzenden Einheit an der Seite des kol­ benbodenförmigen Einsatzes mit einem Aufreißdeckel und am Aus­ laßende mit einem unter dem durch die Auspreßorgane erzeugten Druck sich selbsttätig öffnenden Verschluß versehen ist.

Die gemeinsam in die Einrichtung einbringbaren und aus derselben entfernbaren Teile bilden dabei eine Einheit, die zweckmäßi­ gerweise nur für einen einzigen Einsatz bestimmt ist und beim Wiedergebrauch der Einrichtung durch eine neue Einheit ersetzt wird.

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 Austrittsende 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.

Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ein­ richtung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Teil der Einrichtung mit der auswechselbaren Einheit;

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

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

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 Mehrkomponentenmaterials die­ nen. Aus der Darstellung der Kartuschen 1 und 2, welche im 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 preßorgan 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 3, 3′ 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 ist. 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 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 Einsätze 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 Innendruck 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, 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.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Dosieren und Mischen von mindestens zwei Reaktionskomponenten zur Bildung eines unmittelbar zum Gebrauch bestimmten Mehrkomponentenmaterials, mit zur Aufnahme je einer Reaktionskomponente vorgesehenen Kartuschen (1, 2) die jeweils einen kolbenbodenartigen Einsatz (3, 3′) aufweisen, der von einem Auspreßorgan (4, 4′) verschiebbar ist, und die in Halteorganen (16) auswechselbar untergebracht sind und über je eine Verbindungsleitung (9) mit einer gemeinsamen, mit einer Auslaßöffnung (13) zur Entnahme des Mehrkomponentenmaterials versehenen Mischvorrichtung (10) verbunden sind, wobei zur Betätigung der Auspreßorgane (4, 4′) und der Mischvorrichtung (10) mindestens ein Antrieb vorhanden ist und wobei die Kartuschen (1, 2) gemeinsam mit der Mischvorrichtung (10) und den Verbindungsleitungen (9) eine austauschbare Einheit bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (9) mit den Kartuschen (12) und mit der Mischvorrichtung (10) unlösbar verbunden sind und daß jede Kartusche einer neu einzusetzenden Einheit an der Seite des kolbenbodenförmigen Einsatzes (3) mit einem Aufreißdeckel (17) und am Auslaßende (8) mit einem unter dem durch die Auspreßorgane (4, 4′) erzeugten Druck sich selbsttätig öffnenden Verschluß (19) versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Druck sich öffnende Verschluß (19) als Membrane mit Sollbruchstelle ausgebildet ist, die bei einer Druckerhöhung in der Kartusche (1, 2) den Kartuscheninhalt freigibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle durch eine ringförmige Nut (20) gebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Druck sich öffnende Verschluß (19) als Ventil ausgebildet ist.