EP0580547B1

EP0580547B1 - Mundstück für Auspressgeräte, die dem Abgeben von Zweikomponentenmassen dienen

Info

Publication number: EP0580547B1
Application number: EP93810389A
Authority: EP
Inventors: Volker Kopp; Werner Moser; Jürgen Kortenkamp
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: DK0580547T3; US5429277A; EP0580547A1; ATE139462T1; ES2088259T3; JPH06154685A; DE4224497A1; CA2101149C; DE59302992D1; CA2101149A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Mundstück für Auspressgeräte, die dem Abgeben von Zweikomponenentenmassen dienen, gemäss dem gattungsbildenden Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein Auspressgerät für Zweikomponentenmassen ist beispielsweise aus der CH-PS 670 580 bekannt. Wie das Beispiel zeigt, weist ein solches Gerät üblicherweise eine Abgabedüse auf, die mit einer Austrittsöffnung je für eine Komponente versehen ist. Geräteintern sind die einzelnen Komponenten voneinander getrennt und treten durch die jeweiligen Austrittsöffnungen in ein Mundstück ein, welches an die geräteseitige Abgabedüse angeschlossen ist. Innerhalb des Mundstückes findet eine Vermischung der beiden Komponenten statt, welche für das schlussendliche Aushärten massgebend ist.
Wird ein solch bekanntes Gerät während einiger Zeit nicht gebraucht, findet innerhalb des Mundstückes eine Aushärtung statt. Es ist somit erforderlich, ein solches, mit ausgehärteter Masse angefülltes Mundstück gegen ein neues auszutauschen, so dass der Auspressvorgang samt dem daran anschliessenden Mischvorgang innerhalb des neuen Mundstückes fortgesetzt werden kann.
Das Auspressen der einzelnen Komponenten erfolgt bei den bekannten Auspressgeräten durch Aufbringen eines bestimmten, im Gerät erzeugten Druckes. Ein solcher Druck kann manuell oder mit zusätzlich zugeführten Druckmedien aufgebracht werden. Wird ein solcher Druck aufgebracht, ohne dass - beispielsweise aus Versehen - ein Mundstück mit ausgehärteten Komponenten vorzeitig entfernt wird, besteht die Gefahr, dass eine der Komponenten durch die Austrittsöffnung der anderen Komponente in das Auspressgerät zurückschlägt. Dadurch kann innerhalb des Auspressgerätes eine Vermischung der Komponenten erfolgen, so dass beispielsweise im Bereich der Auspressmechanismen eine Aushärtung erfolgt, was zu Störungen des Auspressgerätes führen kann. Eine solche Störung ist nur durch zeitaufwendiges Demontieren und Reinigen des Auspressgerätes möglich. Das Zurückschlagen der Komponenten erfolgt dabei willkürlich, meistens in Abhängigkeit von den Viskositätsunterschieden und eventuellen Druckdifferenzen zwischen den einzelnen Komponenten.
In GB-A-2 029 716 ist ein gattungsgemässes Mundstück beschrieben, bei dem ein Rohrstück in ein Verbindungsrohr zu einer Mischkammer mündet. Das Verbindungsrohr dient zunächst der Zufuhr der einen Komponente. An der Mündung des Rohrstückes wird die zweite Komponente in die vorbeiströmende erste Komponente eingebracht. Darauf werden die beiden Komponenten gemeinsam durch eine Verlängerung des Verbindungsrohres in eine Mischkammer transportiert. Im Bereich seiner Mündung ist das Rohrstück mit einem Einwegventil für den Durchtritt der zweiten Komponente in die erste Komponente ausgerüstet. Bei diesem bekannten Mundstück ist die Austrittsöffnung des Einwegventiles derart angeornet, dass am Austritt des Einwegventiles die Strömungsrichtung des zweiten Mediums mit der Hauptströmungsrichtung des ersten Mediums übereinstimmt. Damit soll gewährleistet sein, dass die am Eiwegventil eingebrachte zweite Komponente durch die diese umströmende erste Komponente vom Einwegventil wegtransportiert wird. Die eigentliche Durchmischung der beiden Komponenten soll erst in der angeschlossenen Mischkammer erfolgen. Dadurch soll verhindert werden, dass sich die beiden Komponenten bereits im Bereich um das Einwegventil vermischen und aushärten, denn es soll jederzeit möglich sein, das an einem Kniebereich durch das Verbindungsrohr geführte und dort befestigte Rohrstück mit dem Einwegventil wieder auszubauen. Dieses bekannte Mundstück ist für grössere stationäre Anlagen vorgesehen und nur in Verbindung mit einer angeschlossenen Mischkammer einsetzbar.
In FR-A-2 074 037 ist eine ein äusseres Rohr umfassende Mischvorrichtung für mehrere Komponenten beschrieben, bei denen wenigstens eine der Komponenten durch ein koaxial angeordnetes Rohrstück eingebracht wird, welches an seiner Mündung mit einem Einwegventil ausgestattet ist. Das Einwegventil umfasst eine axial angeordnete, vorgespannte membranartige Scheibe, welche die axiale Öffnung des Rohrstückes verschliesst. Durch den Druck einer ausströmenden Komponente wird die membranartige Scheibe im Randbereich angehoben und gibt einen Durchtrittsspalt frei, durch den die Komponente etwa rechtwinkelig in das vorbeiströmende Medium austritt. Die Membran wird in die Hauptströmungsrichtung des Mediums geöffnet. Dadurch besteht immer die Gefahr, dass ein Teil des Mediums durch den Durchtrittsspalt eintritt. Bei der Verwendung dieser bekannten Mischvorrichtung für die Mischung von aushärtenden Reaktivkomponenten kann daher eine Aushärtung mit der damit verbundenen Funktionsbeeinträchtigung nicht vermieden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Auspressgerät der vorgängig geschilderten Art ein Mundstück zu schaffen, mit welchem vermieden wird, dass es zu Störungen, hervorgerufen durch ein Zurückschlagen von Komponentenanteilen in das Auspressgerät, kommt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Austritt des Einwegventiles derart angeordnet ist, dass die Ausströmrichtung der zweiten Komponente der Strömungsrichtung der ersten Komponente entgegengesetzt ist.
Das Mundstück mit wenigstens einem Einwegventil, das mit einer der Austrittsöffnungen zusammenwirkt, hat zur Folge, dass wenigstens eine der beiden Komponenten zuerst das Einwegventil passieren muss und danach eine Vermischung mit der anderen sich im Mischrohr befindlichen Komponente erfolgt. Das Einwegventil öffnet nur so lange, wie die Komponente durchströmt. Sobald der Auspressdruck weggenommen wird, schliesst das Einwegventil, so dass kein weiterer Anteil der Komponente austreten kann und darüber hinaus vom Mischrohr aber auch kein Anteil der anderen Komponente zu der dem Einwegventil zugeordneten Austrittsöffnung gerät. Indem der Austritt des Einwegventiles derart angeordnet ist, dass die Ausströmrichtung der zweiten Komponente der Strömungsrichtung der ersten Komponente entgegengesetzt ist, erfolgt bereits im Umgebungsbereich des Einwegventiles eine gute Durchmischung der beiden Komponenten. Wird der Auspressvorgang eine gewisse Zeit unterbrochen, so dass im Mundstück eine Aushärtung der vermischten Komponenten stattfindet, hat dies zur Folge, dass an jener Stelle, wo die einzelnen Komponenten erstmals zusammenfliessen, das heisst im Bereich des Einwegventils, die Aushärtung zuerst vonstatten geht. Es kann sich damit, insbesondere um das geöffnete Einwegventil herum, ein Anteil an ausgehärteten Komponenten bilden, welcher dann zur Folge hat, dass das Mischrohr durch den Anteil der ausgehärteten Komponenten zum Gerät hin verschlossen ist. Wird versehentlich ein derartig mit einem Anteil an ausgehärteten Komponenten angefülltes Mundstück vor Aufbringen des Auspressdruckes nicht gewechselt, hat dies lediglich zur Folge, dass die einzelnen Komponenten innerhalb des Mundstückes separiert bis zu dem von dem Anteil an ausgehärteten Komponenten gebildeten Verschluss gelangen, dass aber aufgrund der Separierung keine der Komponenten in den Bereich der jeweils anderen gelangen kann, so dass damit ein Zurückschlagen in das Auspressgerät vermieden wird.
Auch bei diesem erfindungsgemässen Mundstück handelt es sich um ein Wegwerfteil, welches nach Unterbrechung des Auspressvorganges vom Auspressgerät entfernt werden muss. Für die zufriedenstellende Funktion des weiteren Auspressvorganges ist es wie bis anhin erforderlich, die Abgabedüse des Auspressgerätes mit einem neuen Mundstück zu versehen.
Zweckmässigerweise ist ein Einwegventil im Abstand von der Anschlussstelle zu einer ersten Austrittsöffnung an einem im Mischrohr koaxial gelagerten, mit der entsprechenden Austrittsöffnung verbindbaren Rohrstück angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass es zu einer Abtrennung der beiden geräteseitigen Austrittsöffnungen voneinander kommt, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn nur eine der Austrittsöffnungen mit einem Einwegventil zusammenwirkt. Erst nachdem die das Rohrstück durchsetzende Komponente auch das Einwegventil passiert hat, erfolgt eine Vermischung mit der anderen sich im Mischrohr befindlichen Komponente.
Um eine ausreichende Vermischung der einzelnen Komponenten zu erzielen, ist vorzugsweise das Rohrstück koaxial innerhalb des Mischrohres angeordnet. Damit ist das Rohrstück für den Durchtritt der einen Komponente und der Ringraum zwischen Rohrstück und Mischrohr für den Durchtritt der anderen Komponente vorgesehen. Der Ringraum zwischen Rohrstück und Mundstück kann allenfalls von Rippen durchsetzt sein, welche einerseits der Stabilisierung des Rohrstückes dienen, andererseits aber genügend Freiräume für den Durchtritt der einen Komponente zwischen Rohrstück und Mischrohr erlauben.
Als Einwegventil bieten sich beispielsweise eine oder mehrere von einem elastisch verformbaren Teil abdeckbare Öffnungen am Rohrstück an. Vorteilhafterweise handelt es sich bei diesen Öffnungen um radiale Durchtritte, welche im Mündungsbereich des Rohrstückes angeordnet sind. Als elastisch verformbares Teil für diese beispielsweise radial angeordneten Durchtritte eignet sich zweckmässigerweise eine elastische Hülle, welche die Öffnungen umgibt. Diese elastische Hülle hat vorzugsweise die Gestalt eines Schlauches.
Hinsichtlich einer einwandfreien Funktion des Einwegventils wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn die elastische Hülle an ihrem zur Mündung des Mischrohres weisenden Endbereich mit dem Mündungsbereich des Rohrstückes verbunden ist und an ihrem gegenüberliegenden Endbereich vom Druck der durch das Rohrstück strömenden Komponente elastisch verformt werden kann. Es bildet sich damit für die das Rohrstück durchströmende Komponente quasi eine Umlenkschikane, welche sich einerseits vorteilhaft auf den Mischvorgang auswirkt und andererseits sich aber auch vorteilhaft auf den von einem Anteil an ausgehärteten Komponenten zu bildenden Verschluss auswirkt.
An sich reicht es zur Lösung der vorstehend geschilderten Aufgabe aus, nur eine der Austrittsöffnungen mit einem Einwegventil zu versehen. Um im Hinblick auf die jeweilige Gestaltung des Auspressgerätes sowie auf die von den Anwendung findenden Komponenten gestellten Anforderungen eine weitere Ausführungsform zur Verfügung zu stellen, ist zweckmässsigerweise ein weiteres Einwegventil im Bereich der Anschlussstelle zu einer zweiten Austrittsöffnung angeordnet. Nachdem dieses weitere Einwegventil im Bereich der Anschlussstelle angeordnet ist, findet nach wie vor eine räumliche Trennung der Austrittstellen, d.h. im vorliegenden Fall der Einwegventile, statt. Somit ist nebst der durch die Anordnung der Einwegventile erzielten Wirkungsweise, eine unerwünschte Vermischung der einzelnen Komponenten schon aus räumlichen Gründen unterbunden.
Vorzugsweise weist das weitere Einwegventil einen vom Druck der durch die zweite Austrittsöffnung strömenden Komponente axial stauchbaren Faltenbalg auf. Ein solcher Faltenbalg wirkt im Sinne eines elastisch verformbaren Teiles analog der Schilderung im Zusammenhang mit dem ersten Einwegventil, nur mit dem Unterschied, dass der elastische Faltenbalg axial und die elastische Hülle radial verformbar sind. Aufgrund der Eigenspannung deckt der Faltenbalg die zweite Austrittsöffnung ab, bis eine Stauchung durch den Druck der durch die Austrittsöffnung ausströmenden Komponente erfolgt.
Mit Vorteil wird sowohl bei Anordnung nur eines Einwegventiles, als auch bei Anordnung zweier Einwegventile, das Mischrohr derart lang ausgebildet, dass das bzw. die Einwegventile ausreichend vom Mischrohr überstanden werden. Dadurch kommt eine ausreichend lange Mischungsstrecke zustande, welche Gewähr für eine ausreichende Durchmischung der einzelnen Komponenten bietet.
Das erfindungsgemässe Mundstück findet vorteilhaft Anwendung im Zusammenhang mit einem Auspressgerät, das eine in das Mischrohr mündende erste Austrittsöffnung und zu dieser ersten Austrittsöffnung koaxial in Auspressrichtung vorgelagert eine in das Rohrstück mündende zweite Austrittsöffnung aufweist. Ein Gerät dieser Bauart kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass die in das Mischrohr mündende Austrittsöffnung der Abgabe von Prepolymer oder ähnlicher Harze dient und die koaxial dazu angeordnete, in das Rohrstück mündende Austrittsöffnung für die Abgabe eines Aktivators vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nachstehend, anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Mundstück mit einem Einwegventil im Längsschnitt und schematisch angedeutetem Vorderteil eines Auspressgerätes;
Fig. 2: ein zweites Einwegventil für die zweite Komponente aus dem Auspressgerät.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht das Mundstück im wesentlichen aus einem Mischrohr 1 und einem Rohrstück 2. Angeschlossen ist das Mundstück an ein Auspressgerät, dessen Vorderteil 3 strichpunktiert angedeutet ist. Andeutungsweise ist dem Vorderteil 3 eine erste - in geschlossener Stellung dargestellte - Austrittsöffnung 3a und zu dieser ersten Austrittsöffnung 3a koaxial in Auspressrichtung vorgelagert eine zweite Austrittsöffnung 3b zugeordnet. Dabei mündet die erste Austrittsöffnung 3a in das Auspressrohr 1 und die zweite Austrittsöffnung 3b in das Rohrstück 2.
Wie die Zeichnung ferner zeigt, ist das Rohrstück 2 über Rippen 4 im Mischrohr 1 gehaltert und stabilisiert. Ferner wird gezeigt, wie das Rohrstück 2 mit einer sich in Auspressrichtung leicht verjüngenden Bohrung 2a versehen ist, welche an ihrem in Auspressrichtung weisenden Ende in radiale Durchtritte 2b mündet. Diese sich im Mündungsbereich des Rohrstückes 2 befindlichen Durchtritte 2b sind von einer elastischen Hülle 5 umgeben. Diese elastische Hülle 5 ist an ihrem zur Mündung des Mischrohres 1 weisenden Endbereich mit dem Rohrstück 2 verbunden, dh dieser Endbereich ist beispielsweise von Vorsprüngen 2c des Rohrstückes 2 umstanden. In den von den Vorsprüngen 2c gebildeten Raum kann die Hülle 5 eingeklemmt und gegebenenfalls zusätzlich noch verklebt werden. An ihrem gegenüberliegenden Endbereich ist die Hülle 5 vom Druck der durch das Rohrstück 2 strömenden Komponente radial dehnbar, so dass in diesem Bereich die durch die Durchtritte 2b austretende Komponente nach Ausdehnung der Hülle 5 ins Mischrohr 1 gelangen kann und sich dort mit der anderen Komponente vermischt. Das dem Auspressgerät zugewandte Ende des Mischrohres 1, kann zudem mit einer oder mehreren über die rückwärtige Stirnseite verteilten Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Kerben 1a, versehen sein, so dass sich an der rückwärtigen Stirnseite des Mischrohres 1 Kanten bilden. Diese Kanten können zum Reinigen des jeweiligen Bereiches des Auspressgerätes herangezogen werden, indem das Mischrohr 1 um seine eigene Achse gedreht wird, um so Reste der einzelnen Komponenten entfernen zu können.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Einwegventil für die zweite Komponente. Das Mundstück mit seinem Mischrohr 6 ist an einem Auspressgerät, dessen Vorderteil 7 strichpunktartig angedeutet ist, angeschlossen. Andeutungsweise ist das Vorderteil 7 mit einer ersten Austrittsöffnung 7a für die erste Komponente und einer zweiten - in geöffneter Stellung dargestellten - Austrittsöffnung 7b für die zweite Komponente versehen, wobei die erste Austrittsöffnung 7a koaxial in Auspressrichtung zur Austrittsöffnung 7b vorgelagert ist.
Wie die Fig. 2 ferner zeigt, mündet die erste Austrittsöffnung 7a in ein Rohrstück 8. Dieses Rohrstück 8 ist mit einer sich in Auspressichtung leicht verjüngenden Bohrung 8a versehen, welche an ihrem in Auspressrichtung weisenden Ende in radiale Durchtritte mündet. Diese sich im Mündungsbereich des Rohrstückes 8 befindlichen Durchtritte sind von einer elastischen Hülle umgeben. Im Bereich der Durchtritte ist die elastische Hülle vom Druck der durch die Bohrung strömenden Komponente radial verformbar. Gehaltert und stabilisiert ist das Rohrstück 8 über Rippen 8c, welche sich am Mischrohr 6 abstützen.
In dem entgegen der Auspressrichtung weisenden Bereich ist das Rohrstück 8 von einem Faltenbalg 10 umgeben. Dieser Faltenbalg 10 deckt axial die Austrittsöffnung 7b ab. Vom Druck der durch die Austrittsöffnung 7b strömenden Komponente wird der Faltenbalg 10 axial gestaucht, so dass die Komponente austreten und in Auspressrichtung entlang des Ringraumes zwischen Faltenbalg 10, Rohrstück 8 und Mischrohr 6 strömen kann. Im Bereich der Durchtritte vermischen sich die einzelnen aus den Durchtrittsöffnungen 7a, 7b strömenden Komponenten.
Für das Mischrohr 1, 6 sowie das Rohrstück 2, 8 bietet sich als Material Kunststoff an. Ebenfalls aus Kunststoff, aber aus stark elastischem, ist mit Vorteil die Hülle 5 sowie der Faltenbalg 10 gebildet.

Claims

Mundstück für Auspressgeräte, die dem Abgeben von Zweikomponentenmassen dienen, mit einem Mischrohr (1, 6), welches zum Anschliessen an eine geräteseitige Abgabedüse (3, 7) mit zwei Austrittsöffnungen (3a, 3d; 7a, 7b) für die einzelnen Komponenten ausgebildet ist, und mit einem innerhalb des Mischrohres (1, 6) mündenden Rohrstück (2, 8), welches im Betrieb von einer der Komponenten umströmt ist, und dessen Mündungsbereich ein Einwegventil (2b, 5) für den Durchtritt der zweiten Komponenten in den Strom der ersten Komponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Austritt des Einwegventiles (2b, 5) derart angeordnet ist, dass die Ausströmrichtung der zweiten Komponente der Strömungsrichtung der ersten Komponente entgegengesetzt ist.
Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (2,8) koaxial im Mischrohr (1, 6) gelagert ist und gemeinsam mit dem Mischrohr (1, 6) an die geräteseitige Abgabedüse (3,7) anschliessbar ist, so dass eine erste Austrittsöffnung (3a, 7b) mit dem Mischrohr (1, 6) und die, vorzugsweise der ersten Austrittsöffnung (3a, 7b) koaxial vorgelagerte, zweite Austrittsöffnung (3b, 7a) der Abgabedüse (3, 7) mit dem Rohrstück (2, 8) kommuniziert.
Mundstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einwegventil eine oder mehrere von einem elastisch verformbaren Teil abdeckbare Öffnungen aufweist.
Mundstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen als radiale Durchtritte (2b) im Mündungsbereich des Rohrstücks (2) ausgebildet sind.
Mundstück nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Teil von einer die Öffnungen umgebenden elastischen Hülle (5) gebildet ist.
Mundstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Hülle (5) an ihrem zur Mündung des Mischrohres (1) weisenden Endbereich mit dem Mündungsbereich des Rohrstücks (2) verbunden und an ihrem gegenüberliegenden Endbereich vom Druck der durch das Rohrstück (2) strömenden Komponente elastisch verformbar ist.
Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Einwegventil im Bereich der Anschlussstelle zu einer zweiten Austrittsöffnung (7b) angeordnet ist.
Mundstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Einwegventil einen vom Druck der durch die zweite Austrittsöffnung (7b) strömenden Komponente axial stauchbaren Faltenbalg (10) aufweist.
Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwegventile axial in Auspressrichtung von der Mündung des Mischrohres (1) überstanden werden.
Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es als Einwegteil ausgebildet ist, welches nach längerer Unterbrechung des Auspressvorganges der Zweikomponentenmasse vom Ausspressgerät abnehmbar und bei Wiederaufnahme des Auspressvorganges durch ein neues identisches Mundstück ersetzbar ist.