DE602004012956T2

DE602004012956T2 - Spender für viskose Flüssigkeit und Verfahren zur dessen Verwendung

Info

Publication number: DE602004012956T2
Application number: DE602004012956T
Authority: DE
Inventors: Peter M. Clifton Park Whitney
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: DK1557369T3; DE602004028966D1; DK1892192T3; US20050127095A1; DK1731440T3; PT1892192E; EP1731440B1; ATE479603T1; US7156268B2; DK1842786T3; EP1892192A2; EP1731440A3; PT1842786E; EP1557369A1; US6880735B2; HK1114070A1; EP1557369B1; DE602004030383D1; EP1892192A3; ATE391680T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spender zur Abgabe eines viskosen Fluids und ein Verfahren zur Abgabe eines viskosen Fluids. Insbesondere betrifft die Erfindung die Abgabe einer bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschukzusammensetzung (RTV-Zusammensetzung) und insbesondere einer bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Einkomponenten-Silikonkautschukzusammensetzung.
Eine Einkomponenten-RTV-Zusammensetzung kann ein Diorganopolysiloxanpolymer mit Silanolendgruppen mit einer Viskosität irgendwo im Bereich von 500 bis 500.000 Centipoise bei 25°C umfassen, wobei eine organische Gruppe des Polymers ein einwertiges Kohlenwasserstoffradikal wie Methyl oder Phenyl ist. Eine einteilige RTV-Polyorganosiloxanzusammensetzung, die bei Raumtemperatur zu einem Elastomer aushärtet, wird in der Elektro-, Elektronik- und Bauindustrie weithin als elastische Dichtung oder elastisches Dichtungsmittel, als Klebstoff oder Beschichtungsmittel verwendet. Die RTV-Zusammensetzung kann das Polydiorganosiloxan mit Silanolendgruppen und ein Vernetzungsmittel mit mehr als zwei hydrolysierbaren Gruppen pro Molekül umfassen. In einem typischen System ist das Vernetzungsmittel Methyltriacetoxysilan. Unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit wird die Zusammensetzung innerhalb von 10 bis 20 Minuten allmählich zu einer Haut aushärten. Innerhalb von etwa 24 Stunden härtet die Zusammensetzung vollständig zu einem Silikonelastomer aus.
Eine einteilige RTV-Zusammensetzung kann so formuliert werden, dass sie hohe Temperaturbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit besitzt. Die Zusammensetzung kann auch für eine verbesserte Beständigkeit gegen Aufquellen in Öl formuliert werden. Diese Zusammensetzung eignet sich besonders als Dichtungszusammensetzung oder als Zusammensetzung für Ortschaumdichtungen, zum Beispiel in Automobilen.
Bei einer Anwendung kann eine RTV-Zusammensetzung zum Abdichten von Teilen von Blöcken oder Paneelen beim Bau, insbesondere beim Bau großer Gebäude wie zum Beispiel Hochhäuser verwendet werden. Beim Bau werden vorgefertigte Teile oder Paneele bis auf einen vorgeschriebenen Abstand zusammengebracht, der Expansion, Kontraktion oder eine Dehnfuge erlaubt. Betonblöcke oder -paneele werden mit einem typischen Fugenabstand mit einer Breite irgendwo im Bereich von 0,635 cm (1/4'') bis 3,81 cm (1 1/2'') oder mehr nebeneinander gefertigt. Demzufolge ist es notwendig, die Fugen zwischen den Blöcken oder Paneelen mit einem Elastomer abzudichten, um die Konstruktion zu vervollständigen und Expansion und Kontraktion zu erlauben.
Das Abdichten eines Blocks oder Paneels erfolgt durch Einsetzen eines Füllmaterials in die Fuge und Aufbringen eines Dichtungsmittels über dem Füllmaterial. Das Dichtungsmittel härtet an Ort und Stelle aus, um die Dichtung zu bilden. Es sind mehrere Vorrichtungen zum Aufbringen von Dichtungsmittel bekannt. Santefort, US-Patent 5,217,144 , zeigt zum Beispiel eine Quetschtube zur Abgabe hochviskoser Materialien wie zum Beispiel einer RTV-Dichtungszusammensetzung aus Silikon. Die Tube wird als Teil eines Spenders verwendet, der zwei ineinandergreifende Platten zum Zusammendrücken der Seiten der Tube aufweist, damit der Tubeninhalt aus einem offenen Ende herausgedrückt wird. Der Spender weist außerdem zwei Griffe auf, die ein Arbeiter beim Aufbringen der RTV-Zusammensetzung ergreift. Kruazona, US-Patent 4,295,439 , und Kruazona, US-Patent 4,295,439 , zeigen Vorrichtungen, die eine Walzenstruktur zur Verwendung bei einer Tube zum Aufbringen einer RTV-Zusammensetzung aufweisen.
Die Vorveröffentlichung US 5,588,560 offenbart eine Spendervorrichtung zur Abgabe verschiedener Arten von viskosen Materialien wie zum Beispiel Silikon, mit einer Quetschtube zur Aufnahme des viskosen Materials und mit einer Applikationsdüse zum Extrudieren eines Strangs des Materials.
Oftmals liegt die Fuge an einem schwer zugänglichen Ort oder in einem schwer zugänglichen Winkel. Beispielsweise können die fugenbildenden Blöcke oder Paneele hoch oben an einer Gebäudefassade liegen, wo es gefährlich ist, eine bekannte Abdichtungspistole oder Spendervorrichtung zu verwenden, die konische bzw. den Weg versperrende Teile aufweist. Andere Konstruktionsmerkmale können den Zugang zu der Fuge einschränken oder behindern, oder die fugenbildenden Paneele selbst können so zueinander angeordnet sein, dass der Zugang zu der Fuge nur im spitzen Winkel möglich ist.
Oftmals muss sich ein Arbeiter an einer Stütze festhalten, während er sich selbst so positioniert, dass er einen Strang aus Dichtungsmittel genau aufbringen kann. Bekannte Spender für viskose Materialien wie zum Beispiel RTV-Dichtungsmittel sind schwer zu verwenden und erlauben es nicht, gleichmäßige schmale Stränge abzugeben, die erforderlich sind, um schnell entstehende, vollständige Dichtungen von Strukturen bereitzustellen, die sich an unbequemen, schwer zu erreichenden bzw. unzugänglichen Stellen befinden.
Es besteht ein Bedarf an einer kostengünstigen und preiswerten Vorrichtung zum genauen Aufbringen einer RTV-Silikonzusammensetzung zum Abdichten einer Fuge. Außerdem besteht ein Bedarf an einem Spender in Form einer Quetschtube, die mit nur einer Hand zu betätigen ist, um an beengten oder unzugänglichen Stellen verwendet zu werden, so dass ein durch den herausgedrückten Inhalt der Tube erzeugter Strang auf einem Ziel platziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spender gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 5. Bevorzugte Ausführungsformen des Spenders sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.
Die Erfindung stellt eine kostengünstige und preiswerte Vorrichtung zum Aufbringen eines viskosen Fluids auf schwer zu erreichende oder unzugängliche Stellen bereit. Die Erfindung stellt einen Spender für viskoses Fluid bereit, der Folgendes umfasst: einen komprimierbaren Körper mit einem im Wesentlichen rohrförmigen Profil und mit einem inneren Fluidaufnahmehohlraum und einem Kopf mit einer Kappenstruktur, der mit einem operativen Ende des komprimierbaren Körpers funktionsmäßig verbunden ist, und mit einer Düse, die über die Kappenstruktur kommunikativ verbunden ist, um durch den Kopf einen durchgehenden außermittigen Kanal von dem inneren Fluidaufnahmehohlraum zu einer das Fluid herausdrückenden Außenseite zu bilden.
Die Erfindung wird nun beispielhaft anhand der Zeichnungen näher beschrieben; darin zeigen:
1 und 2 perspektivische Ansichten eines Spenders für viskoses Fluid in verschiedenen Winkeln;
3 eine Seitenansicht des Spenders;
4 eine Vorderansicht des Spenders;
5 eine Draufsicht des Spenders;
6 eine aufgeschnittene Ansicht durch Linie A-A von 4;
7 eine Seitenansicht des Spenders, wobei der Kopf entfernt ist;
8 eine aufgeschnittene Seitenansicht des Spenderkopfes;
9 eine perspektivische Ansicht des Kopfes von oben;
10 das Aufbringen der RTV-Zusammensetzung mit dem Spender auf eine ansonsten schwer zugängliche oder schwer zu erreichende Stelle;
11 eine perspektivische Ansicht einer Spenderpackung für viskoses Fluid mit integraler, darin verstauter Düse;
12, 13 und 14 Vorderansichten der Packung; und
15 eine Draufsicht der Packung.
Die Erfindung stellt einen kostengünstigen Spender zur Abgabe eines viskosen Fluids wie zum Beispiel einer ungehärteten Dichtungszusammensetzung aus Silikon auf ein Konstruktionsteil oder eines Dichtungsmittels auf eine Fuge bereit. Gemäß der Erfindung wird eine kostengünstige Vorrichtung zum Aufbringen von Dichtungsmittel aus Silikon zum Abdichten von Fugen zwischen Platten oder Betonblöcken bereitgestellt. Der Spender kann zur Abgabe einer einteiligen RTV-Zusammensetzung verwendet werden. Der Spender ist einfach konstruiert und außerdem leicht von Hand zu verwenden. Der Spender hat eine Düse mit abnehmendem Durchmesser, die an einem Auslasskanal einer Kappe für die Quetschtube befestigt werden kann, so dass ein gerader Strang von hochviskosem Material mit schmaler Breite zum Abdichten genau aufgebracht werden kann.
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Spender für bei Raumtemperatur vulkanisierbare Polyorganosiloxanzusammensetzungen in Form eines Dichtungsmittels aus Silikon, insbesondere für die bei Raumtemperatur härtbaren Polyorganosiloxanzusammensetzungen, die unter feuchtigkeitsfreien, hermetisch abgedichteten geschlossenen Bedingungen stabil werden und die beim Kontakt mit in der Umgebungsluft vorhandenem Wasser bei Raumtemperatur aushärten, um eine elastomere Zusammensetzung zu bilden. Solche Zusammensetzungen können noch andere Bestandteile enthalten. Einer dieser Grundbestandteile können 4 bis 400 Teile Füllstoff pro 100 Teile Basispolymer sein. Der Füllstoff ist wünschenswerterweise ausgewählt aus verstärkenden Füllstoffen wie zum Beispiel Quarzstaub oder Kieselhydrogel, die mit solchen Bestandteilen wie Cyclopolysiloxanen, allein oder in Kombination mit Silazenen, behandelt werden können.
Der erfindungsgemäße Spender funktioniert gut zum Abdichten von Fugen an einer schwer zu erreichenden oder unzugänglichen Stelle. Während der Spender bei dieser Anwendung gut allein funktioniert, kann er auch mit einer eingesetzten Stützstange zwischen Klinkerwänden, Ziegelwänden und allen Arten von gemauerten Wänden verwendet werden, in denen eine größere Fuge vorhanden ist. Außerdem sei angemerkt, dass bevorzugte Verwendungszwecke zwar das Aufbringen eines Dichtungsmittels aus Polyacrylat oder einer bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschukzusammensetzung umfassen, der Spender aber auch zum Abdichten mit anderen Arten von Dichtungsmitteln wie zum Beispiel Dichtungsmitteln aus Polysulfid oder zum Aufbringen anderer Zusammensetzungen wie zum Beispiel einer Ausbesserungs- und Reparaturzusammensetzung aus Calciumcarbonat benutzt werden kann.
Merkmale der Erfindung werden aus den Zeichnungen und der nun folgenden ausführlichen Erläuterung ersichtlich, die beispielhaft und ohne Einschränkung bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben.
1 bis 6 sind verschiedene Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spenders für viskoses Fluid. In diesen Figuren hat der Spender 10 einen komprimierbaren geformten rohrförmigen Körper 12 mit einem operativen Ende 14, einem Glättmesser 16 und und einem Kopf 18. Der komprimierbare rohrförmige Körper 12 hat ein im Wesentlichen rohrförmiges Profil und einen in 6 dargestellten inneren Fluidaufnahmehohlraum 26 zur Aufnahme des viskosen Fluids. Der Körper 12 kann aus einem biegsamen, polymeren Baumaterial wie Polypropylen oder Polyethylen konstruiert sein. Am operativen Ende 14 hat der Körper 12 eine Ausdrücköffnung 28 zum Einleiten von Fluid in den Hohlraum 26 und zum Ausleiten von Fluid aus dem Hohlraum 26. Die Ausdrücköffnung 28 wird durch den vorspringenden Rand 30 definiert.
Der Kopf 18 umfasst eine Kappenstruktur 20, die mit einem operativen Ende 14 des komprimierbaren Körpers 12 und der Düse 24 verbunden dargestellt ist. Die Kappenstruktur 20 ist im Wesentlichen "kappenförmig" und umfasst eine Abdeckscheibe 32 mit einer hervorstehenden Lippe 34, die in den vorspringenden Rand 30 eingreift. Wie anhand von 6 und 7 dargestellt, kann der Kopf 18 von dem rohrförmigen Körper 12 entfernt werden, um viskoses Fluid wie zum Beispiel Dichtungsmittel aus Silikon in den Hohlraum 26 einleiten zu können, und der Kopf 18 kann mit Hilfe eines Gewindes 35 am operativen Ende 14 wieder an dem Körper 12 befestigt werden, um einen festen Sitz zu bilden. Die Struktur 20 umfasst Rippen 22 entlang des Außenumfangs der hervorstehenden Lippe 34, um einen Handgriff zum Drehen bereitzustellen, damit der Kopf 18 am operativen Ende 14 leichter entfernt und befestigt werden kann.
Weiterhin ist gemäß 8 und 9 die Düse 24 "außermittig" über die Abdeckscheibe 32 verbunden, um einen Kanal 36 von dem Deckel 32 durch den sich verjüngenden Innenraum der Düse 24 zu bilden, um an der Düsenspitze 38 zu enden. Der Kanal 36 stellt eine Verbindung mit dem Hohlraum 26 des Körpers 12 her, so dass Fluid von dem Hohlraum 26 nach außen herausgedrückt werden kann. Wie dargestellt, erstreckt sich die Düse 24 durch die Kappenstruktur 20 in einer außermittigen Position. Unter "außermittig" ist zu verstehen, dass sich die Düse 24 an einer anderen Stelle als dem Mittelpunkt 21 der Kappenstruktur durch die Kappenstruktur 20 erstreckt. Der Vorteil dieses Merkmals lässt sich anhand von 10 beschreiben, die das Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Stelle veranschaulicht, die durch eine Querwand (bei 52 gestrichelt dargestellt) versperrt sein kann, oder um in Ecken zu gelangen.
Die "versetzte" Positionierung der Düse 24 kann anhand einer virtuellen Ebene 25 beschrieben und definiert werden, die sich durch die Mitte der Struktur 20, senkrecht zu der Kappenabdeckscheibe 32 erstreckt. Die Düse 24 ist zwischen 2% und 99% einer Strecke zwischen dem Mittelpunkt 21 der Kappe und ihrem Rand 23 von der virtuellen Ebene versetzt positioniert. Wünschenswerterweise ist die Düse 24 zwischen 15% und 50% vom Mittelpunkt 21 zum Rand 23 positioniert, und vorzugsweise zwischen 25% und 35% vom Mittelpunkt 21 zum Rand 23. Außerdem kann die Düse in einem Winkel von 1 bis 45 Grad von der zu der Kappe 20 senkrechten Ebene abgewinkelt sein. Wünschenswerterweise ist die Düse in einem Winkel von 10 bis 35 Grad von der senkrechten Ebene abgewinkelt und vorzugsweise 15 bis 30 Grad von der Ebene.
Vorteile der Erfindung sind in 10 dargestellt. Diese Figur zeigt das Aufbringen einer RTV-Zusammensetzung auf einen Fensterdichtungsbereich 60 mit einem bei 62 allgemein dargestellten herkömmlichen Spender im Vergleich zum Aufbringen mit einem bei 64 allgemein dargestellten erfindungsgemäßen Spender. Bei der langgestreckten, geraden zentrierten herkömmlichen Spenderdüse 72 muss der Arm 68 eines Arbeiters in einem unbequemen Winkel zu der Dichtungsfläche 70 angehoben werden. Die RTV-Zusammensetzung lässt sich dagegen bei gerader Streckung des Arms 72 eines Arbeiters mit dem vorliegenden Spender 10 leicht auf den Bereich 70 aufbringen. Eine bei 52 gestrichelt dargestellte störende obere Querwand wird das Aufbringen mit dem bei 62 dargestellten herkömmlichen Spender verhindern. Wegen der versetzten, abgewinkelten Juxtaposition der Düse 24 des Spenders 10 dagegen, bereitet die Querwand 52 beim Aufbringen von Dichtungsmittel bei 64 keine Schwierigkeiten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in 10 dargestellt. In 10 greift der Arbeiter den Spender 10 an seinem operativen Ende 14. Wie in 1 bis 7 dargestellt, ist dieses Ende durch leicht konvergierende Paneele 37 konisch zulaufend ausgebildet. Diese Konstruktion stellt einen Quetschbereich bereit, der mit einer Hand zusammengedrückt werden kann, um viskoses Fluid auszustoßen. Die durchschnittliche Griffstärke eines erwachsenen Mannes beträgt etwa 27,2 bis 54,4 kg (60 bis 120 lbs.) bzw. 18,1 bis 36,3 kg (40 bis 80 lbs.) bei einer Frau. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann Fluid mit einer Hand aus dem Spender 10 ausgestoßen werden, indem eine Kraft von weniger als 18,1 kg (40 lbs.) aufgebracht wird. Der Spender kann durch Aufbringen einer Kraft von nur 5,4 kg (12 lbs.) betätigt werden. Dies erlaubt das Aufbringen durch einen Arbeiter, der sich vielleicht in einer unbequemen Stellung befindet, die es erfordert, dass er sich mit einer Hand abstützt, so dass der Spender nur mit seiner freien Hand betätigt werden kann.
In 11 bis 15 ist eine Packung mit dem Spender dargestellt. Der rohrförmige Körper 12 umfasst ein Glättmesser 16, das an einem dem operativen Ende 14 entgegengesetzten oberen Ende 40 befestigt ist. Das Glättmesser 16 ist eine flach geformte Klinge, die sich von dem oberen Ende 40 zur Verwendung beim Glätten von am operativen Ende 14 herausgedrücktem Fluid erstreckt. Die Klinge weist eine Kerbe 42 auf, die dazu dient, den Spender 10 als Packung zur Aufbewahrung an einem Haken aufzuhängen, wenn er nicht gebraucht wird.
Weiterhin ist der rohrförmige Körper 12 gemäß 11 bis 15 mit einer Einkerbung in seinem Körperprofil versehen, die sich längs zu dem Körper 12 von einem oberen Ende 40 bis zu einer Stelle auf halber Strecke entlang des Körpers 12 erstreckt, um als Unterbrechung einen sich verjüngenden Spalt 44 zu bilden. Das Glättmesser 16 weist außerdem einen Schlitz 46 auf. Der Spalt 44 des Körpers 12 und der Schlitz 46 der Klinge 16 sind zusammenwirkend geformt und zueinander positioniert, um jeweils die Düse 24 und die Kappenstruktur 20 aufzunehmen, um den Kopf 18 zur Aufbewahrung unterzubringen, wenn der Kopf 18 nicht zur Verwendung am operativen Ende 14 des Körpers angeschlossen ist. In 11 bis 15 ist eine Spenderpackung 50 dargestellt, die einen Kopf 18 aufweist, der in einen durch den zusammenwirkend geformten und positionierten Spalt 44 und Schlitz 46 definierten Bereich eingepasst ist. Wie in 1 bis 6 dargestellt, weist der Spalt 44 konisch zulaufende Seitenwände 48 auf, um das Hineindrücken der Düse 24 zu erleichtern, wenn der Kopf 18 in den Spalt 44 und den Schlitz 46 zur Aufbewahrung eingerastet wird.
Im Betrieb entfernt ein Arbeiter den verstauten integralen Kopf 18 aus dem Spalt 44 des Spenders 10 für viskoses Fluid. Eine Abschlusskappe 45 am Boden des Körpers 12 des Spenders für viskoses Fluid wird entfernt, und der versetzte, abgewinkelte Düsenkopf 18 wird zum Aufbringen auf den Körper 12 geschraubt, wie zum Beispiel anhand von 10 dargestellt und beschrieben.

Claims

Spender (10) zur Abgabe einer bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschukzusammensetzung, der Folgendes umfasst: einen komprimierbaren Körper (12) mit einem im Wesentlichen rohrförmigen Profil und mit einem inneren Aufnahmehohlraum, der eine bei Raumtemperatur vulkanisierbare Silikonkautschukzusammensetzung (26) enthält; und einen Kappenkopf (18) mit einer Kappenstruktur (20), die mit einem operativen Ende (14) des komprimierbaren Körpers (12) funktionsmäßig verbunden ist, und mit einer Düse (24), die über die Kappenstruktur (20) kommunikativ verbunden ist, wobei die Düse (24) die Kappenstruktur (20) an einer anderen Position als im Mittelpunkt (21) der Kappenstruktur durchquert, um durch den Kappenkopf (18) einen durchgehenden außermittigen Kanal (36) von dem inneren Aufnahmehohlraum (26) zu einer die bei Raumtemperatur vulkanisierbare Silikonkautschukzusammensetzung herauspressenden Außenseite zu bilden, wobei die Düse (24) von ihrer Verbindungsstelle aus geneigt ist, um einen abgewinkelten Vorsprung an dem Kappenkopf (18) zu bilden.
Spender (10) nach Anspruch 1, wobei sich die Düse (24) von der Stelle ihrer Verbindung mit der Kappenstruktur (20) zu einer Spitze (38) verjüngt, um eine Menge der bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschukzusammensetzung in Form eines Stranges aus dem inneren Aufnahmehohlraum (26) herauszupressen.
Spender (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düse (24) von einer Senkrechten zu dem Kappenkopf (18) abgewinkelt ist.
Spender (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düse (24) in einem Winkel von 1 bis 45 Grad von einer Senkrechten zu dem Kappenkopf (18) angeordnet ist.
Verfahren zum Aufbringen eines viskosen Fluids auf ein Zielgebiet, mit den folgenden Schritten: Positionieren eines Spenders (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Abgabe einer bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschukzusammensetzung, mit einer abgewinkelten Spendendüse (24) in einem Winkel von der Längsachse des Spenders (10) zu dem Zielgebiet; und Zusammendrücken des Spenders (10), um die bei Raumtemperatur vulkanisierbare Silikonkautschukzusammensetzung direkt auf das Zielgebiet herauszupressen.