EP2599540A1 - Mischelement für einen statischen Mischer - Google Patents

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EP2599540A1
EP2599540A1 EP12186959.8A EP12186959A EP2599540A1 EP 2599540 A1 EP2599540 A1 EP 2599540A1 EP 12186959 A EP12186959 A EP 12186959A EP 2599540 A1 EP2599540 A1 EP 2599540A1
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EP
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wall
inlet
opening
mixing
mounting body
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Volker LINNE
Sasan Dr. Habibi-Naini
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Medmix Switzerland AG
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Sulzer Mixpac AG
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Publication date
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    • B05C17/00553—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with means allowing the stock of material to consist of at least two different components

Definitions

  • the invention relates to a mixing element for a static mixer made of plastic comprising a mounting body for installation in a tubular mixer housing.
  • a mixer and the associated mixer housing can, as in the W02008113196 A1 be connected to the outlets of a multi-component cartridge and in their entirety constitute a cartridge arrangement, which in Fig. 2 of the WO2008113196 A1 is shown.
  • Such a static mixer is for example from the EP1426099 B1 known.
  • this static mixer two components are mixed together in a three-part mixing process in which the mass is first divided, then expanded and displaced by means of a plurality of similar mixing elements. Depending on the physical properties of the components, this mixing process must be done several times. For this reason, the static mixer includes a plurality of structural bodies of the same type, which are arranged one behind the other. These mixers are used in particular for mixing small amounts of the components, that is, a few milliliters to about 1000 milliliters. As a result, these mixers have a mixing space with a diameter of less than 16 mm and a length of over 50 mm. As a consequence, that the wall thicknesses of the wall elements of this mixer can be less than 1 mm, often even less than 0.5 mm.
  • Such a static mixer according to EP1426099 B1 made of plastic is preferably produced by injection molding.
  • the production of a mixer of 30 mm length with a wall thickness of less than 3 mm by means of the injection molding process as in Fig. 1 This patent has not yet been possible because the flow path from the injection point of the injection molding tool to the opposite end of the mixer would require too high internal cavity pressures.
  • each mounting body is connected to the adjacent mounting body via web elements. These web elements make it possible for the polymer melt in the injection molding tool to pass from an installation body to an adjacent installation body and to keep the tool internal pressures below 1000 bar, so that failure of the injection molding tool can be prevented.
  • the installation bodies are preceded by an inlet element.
  • the inlet member includes the two inlet channels which introduce the components from the cartridge outlets into the mixer housing.
  • the mixing element contains mounting body. The components are deflected by the installation body, split and rejoined, resulting in a mixing of the components. At the outlet end of the mixer housing, the components are thus present as a uniformly mixed filling material.
  • the mixer of WO2008113196 A1 has a configuration, according to which a flow of a component is prevented by providing a constriction in the flow channel, so deliberately incorporates a throttle effect.
  • Fig. 13 of WO2008113196 A1 shows that, for this purpose, a web element is provided in the inlet region of the mixer adjacent to its inlet channel, which forms a flow obstacle and ensures the deflection of the flow around this web element. The left side flowing component is thus imposed a longer flow path than the right side flowing component.
  • a divider is provided above each of the two inlet openings. This Divider is flowed around by the flowing through the respective inlet port component.
  • the volume flows of the two components are different.
  • the first component with the larger volume flow is led to the separating web by web elements parallel to the outer surface of the adapter element in the direction of the inlet opening of the second component.
  • the second component which has a smaller volume flow, is detected by the first component and brought into contact before it enters the mixing element. This means that the first component with the larger volume flow reaches the mixer late in relation to the second component, ie its flow is delayed by additional path length.
  • EP 0723 807 A2 shows a variant according to which the inlet chambers have different volumes when the components are present in a mixing ratio which is not equal to 1: 1.
  • These inlet chambers receive the components conveyed from the cartridge before they enter the mixing element.
  • the inlet chamber of the first component which forms the larger volume flow, has a larger volume than the inlet chamber of the second component, which forms the smaller volume flow.
  • the second component simultaneously flows through the second inlet chamber, which has a much smaller volume.
  • the volume ratio can be adjusted so that the first component and the second component reach the first mixing element simultaneously.
  • the component which has a higher volume fraction is jammed.
  • the flow path at the entrance of the static mixer is interrupted by a plate.
  • a slot-shaped opening is provided, through which the components which have filled the storage space in front, get into the static mixer. As a result, a flow of the component is prevented with the larger volume flow.
  • the volumes that are between the cartridge and mixer should be adapted to the appropriate mixing ratios in order to obtain as little flow as possible in order to avoid that unusually mixed material is obtained. Therefore, the first approach is to adjust the cross-sectional areas of the leads according to the desired mixing ratio. However, if very different mixing ratios are present, the cross-sectional area for the component with the smaller volume flow is no longer producible. Therefore, an additional volume is made available to the component with the larger volume flow, for example, an inlet chamber as in the EP 0 723 807 A2 or a chamber at the inlet end of the mixing element, as in EP 0 584 428 A1 described.
  • the object of the invention is to provide a mixing element in which each of the two components reaches the first mounting body of the mixing element in the desired mixing ratio.
  • the leading component reaches the mixing element in front of the other component.
  • Another object of the invention is to reduce the pressure loss in comparison to previously known solutions, which also have the problem of a flow.
  • a mixing element which contains at least one installation body and an inlet element, which has a body with a first and a second inlet channel. Through the inlet channels, the corresponding components are guided separately to each other to the mounting body.
  • a first and a second mounting body can be arranged behind one another along the longitudinal axis of the mixing element.
  • the inlet element is arranged upstream of the first installation body, wherein the inlet element and the installation body are connected to one another via a connecting element.
  • the connecting element may be a helical element of a spiral mixer, which is at the same time its installation body or a web element which is part of the first installation body.
  • the body of the inlet element is circumferentially in the mixer housing sealingly receivable.
  • Each of the first inlet channels and the second inlet channels has an inlet opening and an outlet opening, so that the corresponding component can be guided through the corresponding inlet channel from the inlet opening to the outlet opening.
  • the first inlet channel is spatially separated from the second inlet channel.
  • the first inlet channel opens into an antechamber, wherein the antechamber is delimited by the outlet side of the body, the connecting element, the inner wall of the mixer housing and the first mounting body, wherein the second channel extends within the interior of the connecting element and opens from the connecting element into the first mounting body ,
  • the ratio of the remaining free cross-sectional area to the cross-sectional area of the continuation channel in a sectional plane that is normal to the longitudinal axis and located at the mixer inlet is at least 4: 1.
  • the mixing ratio of the components can be 4: 1, but also according to an alternative embodiment, at least 5: 1, it can also be at least 10: 1, or even more.
  • a mixing element with the same dimensions is preferably used.
  • the following additional geometric conditions thus apply analogously for cross-sectional ratios of 5: 1 to 10: 1 or more.
  • at least 4: 1 is intended to mean ratios of 4: 1, 5: 1, 6: 1, 10: 1, 20: 1 as well as intervening ratios or ratios which are above it.
  • the mixer housing according to an embodiment has a shoulder on which the outlet side of the body rests. In particular, the cutting plane can be arranged between this shoulder and the first mounting body.
  • the cross-sectional area ratio of the cross-sectional areas available for the components at this point may be at least 5: 1.
  • the ratio of the cross-sectional areas of the inlet openings is at least 5: 1.
  • the cross-sectional area of the inlet opening to the cross-sectional area adjacent to the outlet opening increases by at least twice for at least one of the components.
  • the cross-sectional area from the inlet opening to the cross-sectional area following the outlet opening for each of the components at least doubles.
  • the second inlet channel narrows in the interior of the connecting element.
  • the flow velocity of the second component which flows through this second inlet channel in the operating state, can be increased.
  • the second component may be admixed in a smaller amount than the first component flowing through the first inlet channel. The constriction ensures that the second component already enters the static mixer with the first component in the correct mixing ratio at the beginning of the discharge process.
  • the second inlet channel has in the interior of the connecting element on a clear diameter, which decreases continuously from the inlet side to the outlet side.
  • the clear diameter decreases continuously, For example, the flow rate may increase with minimal losses, that is, maximum increase in flow rate can be achieved.
  • the mixing element is provided for a static mixer for installation in a tubular mixer housing.
  • the mixing element has a longitudinal axis, along which a plurality of mounting bodies are arranged one behind the other, wherein a first mounting body has a first wall element, which extends in the direction of the longitudinal axis.
  • the wall member has a first sidewall and a second sidewall disposed opposite the first sidewall.
  • the first wall element in particular forms the connecting element.
  • a guide element may be arranged adjacent to the first wall element.
  • the guide element can serve to extend the flow path of the first component, or to delay the inflow of the first component into the mixing element.
  • the guide element may be formed as a deflecting element or formed as part of this deflecting element.
  • the deflecting element has a deflecting surface extending transversely to the wall element on both sides of the wall element, a first opening being provided in the deflecting surface on the side facing the first side wall of the wall element.
  • the deflecting element can at least partially cover the first outlet opening.
  • the first inlet channel at the respective outlet opening may have a cross-sectional area which differs from the cross-sectional area of the corresponding outlet opening of the second inlet channel.
  • the cross-sectional area of the first inlet channel at the first outlet opening is greater than the cross-sectional area of the second outlet opening of the second inlet channel.
  • a second and a third wall element Adjacent to the first opening, a second and a third wall element are thus arranged in the direction of the longitudinal axis opposite to the first wall element, the second and third wall element delimiting a channel extending from the first opening and extending in the direction of the longitudinal axis.
  • a second opening is provided in the deflection surface on the side facing the second side wall of the wall element, the second or third wall element being connected to the second opening.
  • the first wall element of the second installation body adjoins the second and third wall elements. It has proven particularly advantageous if more than five mounting bodies are connected to one another via a common web element, because the pressure loss is surprisingly lower than without common web elements.
  • a second and a third wall element Adjacent to the first opening, in turn, a second and a third wall element may be arranged, wherein the second and third wall elements extend in the direction of the longitudinal axis and each have an inner wall and an outer wall, which extend substantially in the direction of the longitudinal axis.
  • Each of the inner walls and outer walls may enclose an angle between 20 ° and 160 ° to the first or second side wall of the first wall element.
  • the first opening may be disposed between the inner walls of the second and third wall elements and a second opening may be located outside one of the outer walls of the second or third wall element, the second opening in the deflection surface on the side facing the second side wall of the first wall element is, can be provided.
  • a second and a third wall element can be arranged in the direction of the longitudinal axis opposite to the first wall element, wherein the second and third wall element can define a channel extending from the first opening and extending in the direction of the longitudinal axis.
  • a second opening can be provided in the deflection surface on the side facing the second side wall of the wall element, wherein the second or the third wall element can connect to the second opening, wherein the first wall element, the deflection element and the second and third wall element existing second mounting body can be arranged rotated about the longitudinal axis by an angle of 10 ° up to and including 180 ° with respect to the first mounting body.
  • the second mounting body may have the same structure as the first mounting body.
  • the first mounting body may be arranged rotated about the longitudinal axis by an angle of 180 ° with respect to the second mounting body.
  • the wall element can enclose an angle of 90 to 130 ° with the deflection surface.
  • the deflection surface may have a curved at least partially in the direction of the flowing fluid surface for deflecting the fluid flow in a deviating from the longitudinal axis direction, in particular, a progressive curvature in the flow direction and in the direction of the mixer housing may be provided.
  • the deflection surface may be substantially planar.
  • the deflection surface may extend substantially at an angle of 90 ° to the wall element.
  • the surface of the deflecting element on the side facing the first side wall of the wall element at least partially lie in a transverse plane, which is aligned at an angle of 60 ° to 90 ° to the longitudinal axis.
  • the surface of the deflecting element on the side facing the second side wall of the wall element may lie in a transverse plane which is oriented at an angle of 60 ° to 90 ° to the longitudinal axis.
  • a reinforcing element may be provided at its connection point.
  • the reinforcing element may be formed, for example, as a thickening or a rib.
  • the static mixing element may in particular contain a foamed polymer.
  • a propellant-containing polymer is used in this case for the production of the static mixer, which foams during or immediately after the injection.
  • the injection molding process comprises the step of injecting a blowing agent-containing polymer into an injection mold at a cavity pressure of less than 600 bar, more preferably less than 500 bar.
  • the mounting body has a length dimension and a diameter.
  • the diameter corresponds to the edge length when the cross-sectional area of the tubular mixer housing is square.
  • D a then stands for the equivalent diameter, A for the actual cross-sectional area.
  • the ratio of length dimension to diameter is at least 1, using as diameter either the diameter of the circular cross section or the equivalent diameter for non-circular cross sections.
  • the installation body or the entirety of the installation body may have a length dimension between 5 and 500 mm, preferably between 5 and 300 mm, preferably between 50 and 100 mm.
  • the fluid to be mixed usually comprises two different components.
  • the components are in the liquid state or as viscous masses.
  • these include, for example, pastes, adhesives, but also fluids which find use in the medical field, which contain active pharmaceutical ingredients, or fluids for cosmetic applications, as well as foods.
  • static mixers also find use as disposable mixers Mixture of a hardening mix of flowable components, such as the mixture of multi-component adhesives or sealants. Another preferred use is in the mixture of impression compounds in the dental field.
  • a mixing element 100 for a static mixer according to a first embodiment of the invention is shown.
  • the mixing element comprises an installation body 1, which is installed in a tubular housing, which is not shown.
  • the tubular housing serves as a boundary of a mixing chamber 20, which is located in the interior of the tubular housing.
  • a fluid to be mixed flows, which usually consists of at least two different components.
  • the components are in a liquid state or as flowable, in particular viscous masses.
  • These include, for example pastes, adhesives, but also fluids, which find use in the medical field, which contain active pharmaceutical ingredients, or fluids for cosmetic Applications, as well as food.
  • static mixers also find use as disposable mixers for mixing a thermosetting mix of flowable components, such as the mixture of multicomponent adhesives. Another preferred use is in the mixture of impression compounds in the dental field.
  • the mounting body 1 and the mounting body 101 have the same structure, however, the mounting body 101 is rotated by 180 ° about the longitudinal axis 10.
  • the mixing space 120 has a flow cross-sectional area 122 in a plane 121 arranged normal to the longitudinal axis 10, which essentially corresponds to the flow cross-sectional area of the tubular mixer housing surrounding the installation body 101.
  • the longitudinal axis lies in this plane of symmetry.
  • the mixing chamber is peripherally limited by the mixer housing, not shown.
  • the mixing element is to be installed in a mixer housing with a rectangular or square cross-section.
  • the internal dimension of the mixer housing used to determine the equivalent diameter is indicated at reference 36.
  • the mounting body 1 contains at least a first wall element 2, which serves to divide the fluid flow in two substreams flowing essentially parallel to the longitudinal axis 10.
  • the wall element 2 has a first side wall 3 and a second side wall 4.
  • the section of the first wall element 2 with the plane 21 results in a cross-sectional area 23.
  • This cross-sectional area 23 is at most 1/5, preferably at most 1/10, particularly preferably at most 1/20, of the flow cross-sectional area 22 of the mixing chamber 20 without installation body.
  • the fluid thus flows on both sides of the side walls 3, 4 of the wall element 2.
  • the flow direction of the fluid is indicated by an arrow.
  • the wall element has a substantially rectangular cross-section.
  • the first wall element 2 has a first broad side 5, a second broad side 6 and a first and a second longitudinal side 25, 35.
  • the first broad side 5, the second broad side 6, the first longitudinal side 25 and the second longitudinal side 35 form the circumference of each of the side walls 3, 4.
  • the longitudinal sides 25, 35 extend substantially in the direction of the longitudinal axis 10 and the first broad side 5 and second broad side 6 extend transversely to the direction of the longitudinal axis.
  • the first wall element 2 divides the mixing space into two parts.
  • the wall element 2 has the function of a rod element which divides the fluid flow into two parts, the deflection of which, with the exception of the deflection at the edges of the first broad side 5, being negligible.
  • the wall thickness 7 of the wall element 2 is usually less than 1 mm for a mixing element with a total length of up to 100 mm.
  • the first wall element 2 includes a deflecting element 11, which serves to deflect the partial flows in a direction deviating from the longitudinal axis.
  • the deflecting element has a deflecting surface extending transversely to the wall element 2 on both sides of the wall element.
  • a first opening 12 is provided in the deflection surface on the side facing the first side wall 3 of the wall element 2.
  • the crossing angle between the first wall element 2 and the second or third wall element 8, 9 is in the embodiment according to Fig. 1 90 °.
  • Fig. 1 is the first wall element 2 with the second wall element 8 and the third wall element 9 via the deflecting element 11 connected.
  • the deflecting element 11 is preferably located in a plane which is aligned parallel to the plane 21 or is arranged with an inclination angle to the plane, wherein the inclination angle is not more than 60 °, preferably not more than 45 °, particularly preferably not more than 30 ° , The smaller the angle of inclination between the surface of the deflecting element 11 and the plane 21, the lower the required overall length.
  • the surface of the deflecting element 11 lies substantially in a transverse plane, which is oriented at an angle of 45 ° to 90 °, preferably 60 ° to 90 °, more preferably 75 ° to 90 ° to the longitudinal axis 10 ,
  • the wall elements 8, 9 adjoining the deflection element 11 delimit a channel extending from the first opening 12 and extending in the direction of the longitudinal axis 10.
  • adjoining the deflecting element is meant that the second and the third wall element 8, 9 are arranged in the direction of the longitudinal axis opposite to the first wall element 2, that is arranged downstream of the first wall element 2 in the flow direction.
  • a second opening is provided in the deflection surface on the side facing the second side wall 4 of the wall element 2, the second or the third wall element 8, 9 adjoining the second opening.
  • the second and third wall element 8, 9 defines the same channel, which also starts from the first opening 12.
  • a second and a third wall element 8, 9 Adjacent to the first opening 12 thus a second and a third wall element 8, 9 are arranged.
  • the second and third wall elements 8, 9 extend in the direction of the longitudinal axis 10 and each have an inner wall 81, 91 and an outer wall 82, 92, which extend substantially in the direction of the longitudinal axis 10.
  • the second wall element 9 has the inner wall 81 and the outer wall 82.
  • the third wall element has the inner wall 91 and the outer wall 92.
  • the inner walls 81, 91 and extend Outer walls 82, 92 in the direction of the longitudinal axis, ie in the drawing direction in the vertical direction.
  • Each of the inner walls 81, 91 and outer walls 82, 92 may include an angle between 20 ° and 160 ° to the first or second side wall 3, 4 of the first wall element 2.
  • the first opening 12 is arranged between the inner walls 81, 91 of the second and third wall elements 8, 9.
  • a second opening 13 and an optional third opening 14 are arranged outside one of the outer walls 82, 92 of the second or third wall element 8, 9.
  • the second opening 13 and the third opening 14 are provided in the deflection surface on the side facing the second side wall 4 of the first wall member 2.
  • the inner wall of each wall element can be parallel to its outer wall.
  • the second and third wall elements may each have mutually parallel inner walls 81, 91 and outer walls 82, 92.
  • the first wall element 102 of the second mounting body 101 adjoins.
  • the second mounting body 101 has a first wall element 102, which extends in the direction of the longitudinal axis 10 of the mixing element and has a first side wall 103 and a second side wall 104, which is arranged opposite the first side wall 103.
  • the first side wall 103 and the second side wall 104 are arranged substantially parallel to the longitudinal axis 10.
  • the first opening 112 is arranged between the inner walls 181, 191 of the second and third wall elements 108, 109, and at least one second opening 113, 114 is arranged outside one of the outer walls 182, 192 of the second or third wall element 108, 109.
  • the second opening 113 and / or a third opening 114 are provided in the deflection surface on the side facing the second side wall 104 of the first wall element 102.
  • the second mounting body 101 containing the first wall element 102, the deflecting element 111 and the second and third wall elements 108, 109 is at an angle of 10 ° up to and including 180, about 180 ° in the specific example of 180 °, with respect to the longitudinal axis 10 the first mounting body 1 is arranged rotated.
  • the first mounting body 1 and the second mounting body 101 have the same structure, that is, they contain the same wall elements and the same deflecting elements, which are arranged in each case at equal angles and distances from each other.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a section of a mixing element according to a second embodiment of the invention.
  • the structure of the mixing element does not differ significantly from the mixing element according to Fig. 1 Therefore, the same reference numerals are used for the same parts as in Fig. 1 , Below is also only on the differences from the embodiment according to Fig. 1 To be received.
  • a first mounting body 1 and a second mounting body 101 are shown.
  • the mounting bodies are intended for installation in a mixer housing with a circular or elliptical cross section.
  • the cross-sectional profile of the inner wall of the mixer housing, not shown, is indicated by a dash-dotted line.
  • the diameter of the mixer housing is shown with a reference line 36.
  • Fig. 3a to Fig. 3d each show a view of a first embodiment of a mixing element according to the invention.
  • the mixing element 100 includes mounting bodies, as in Fig. 2 shown. All mounting bodies are connected to each other by web elements 15, 16, 17, 18. Furthermore, the mixing element 100 includes an inlet member 50 containing the inlet channels 51, 52 for the components to be mixed.
  • the mixing ratio of the two components can be equal to 1: 1, but also differ, that is not equal to 1: 1.
  • the components may be miscible in a ratio of 2: 1 to and at 20: 1, in particular 4: 1 to and 10: 1.
  • the inlet member 50 is disposed upstream of the first mounting body 1.
  • the inlet element 50 and the mounting body 1 are connected to one another via a connecting element 60.
  • the inlet element 50 has a body 57, which is sealingly receivable on the circumference in the mixer housing.
  • the body 57 has a first inlet channel 51 and a second inlet channel 52.
  • Each of the inlet channels 51, 52 has an inlet opening 53, 54 and an outlet opening 55, 56, so that the corresponding component can be guided through the corresponding inlet channel 51, 52 from the inlet opening 53, 54 to the outlet opening 55, 56.
  • the first The first inlet channel 51 opens into an antechamber 58.
  • Fig. 5 shows a section through the second and third wall elements 8, 9 of the mounting body 1.
  • the viewing direction is in the flow direction, so that the first wall element 102 of the mounting body 101 is visible.
  • the deflecting element 111 adjoins the first wall element 102 of the installation body 101.
  • the deflecting element 111 includes a first opening 112, which is arranged on the side of the second side wall 104.
  • a second opening 113 and a third opening 114 are arranged on the side of the first side wall 103.
  • the second opening 113 and the third opening 114 are offset from the first opening 112.
  • the first second and third openings 112, 113, 114 are arranged such that opposite to each of the Opening is arranged in each case a sub-element, that is opposite to the first opening 112, a first sub-element 126, opposite to the second opening 113, a second sub-element 127 and opposite to the third opening, a third sub-element 128th
  • Fig. 6a and Fig. 6b show a section through an inlet member 50 of a static mixer and a mixing element 100 according to 3a to Fig. 3d .
  • the static mixer includes a mixer housing 99 in which the mixing element 100 and the inlet member 50 are received.
  • the mixer housing 99 is received in a holding element 98, which serves for connection to a cartridge, not shown here.
  • Fig. 6a shows a longitudinal section through the static mixer, which is placed along the longitudinal axis 10. The cut is made such that the nozzle 63, which contains the inlet channel 51, is not visible, because this nozzle 63 comes to lie in front of the plane of the drawing.
  • the nozzle 64 which contains the inlet channel 52, is visible.
  • the cap member 66 which is part of the body 57 of the inlet member, is held in the mixer housing. Through the cap member 66 extend the inlet channels 51, 52, which in Fig. 6b is visible.
  • the cap member 66 may include a circumferential projection 72 extending along the skirt 71 of the cap member 66. The projection 72 is received in a corresponding recess 97 of the mixer housing 99.
  • the cap member 66 can be held captive in the mixer housing 99. However, rotation of the cap member 66 relative to the mixer housing 99 is possible to ensure that the mixing element 50 can be correctly placed on the outlets of the cartridge.
  • the connecting pieces 63, 64 are placed on the corresponding outlets or inserted into the corresponding outlets, so that the connecting pieces 63, 64 enclose the outlets or the outlets enclose the connecting pieces 63, 64.
  • a flange member 67 serves as a support for the mixer housing 99.
  • the mixer housing 99 is constructed in two stages.
  • the inlet part 96 of the mixer housing 99 has a larger inner diameter than the main part 95 of the mixer housing.
  • the main part 95 of the mixer housing 99 the fitting body of the mixing element, the inlet part 96 includes the cap member 66 of the body 57 of the inlet member 50.
  • the flange member is also received in a holding member 98.
  • the flange member 67 also forms the support of the end of the inlet part 96 of the mixing element.
  • the retaining member 98 serves to secure the static mixer to the cartridge.
  • the holding element 98 is provided for this purpose with Bayonettbefest Trentsmitteln.
  • the inlet channel 51 extends within the nozzle 63 and continues through the flange 67 into the cap member 66.
  • the inlet channel 51 thus begins at the inlet opening 53 and ends at the outlet opening 55.
  • the inlet channel 52 extends inside the nozzle 64 and continues through the flange element 67 into the cap element 66.
  • the inlet channel 52 thus begins at the inlet opening 54 and ends at the outlet opening 56.
  • a continuation channel 62 leads into the interior 61 of the connecting element 60.
  • the connecting element 60 can be designed in particular as the first wall element of the first installation body 1.
  • the second inlet channel 52 in the interior 61 of the connecting element 60 can narrow.
  • the second inlet channel 52 extends in the interior 61 of the connecting element 60 from an inlet side 75 to an outlet side 76.
  • the inlet channel 52 has a clear diameter, which decreases continuously from the inlet side 75 to the outlet side 76.
  • the first inlet channel 51 of the inlet element 50 has at the outlet opening 55 a cross-sectional area which differs from the cross-sectional area of the second inlet channel 52 at the outlet opening 56.
  • Such an inlet element 50 is used for components which are miscible in a ratio of 2: 1 to and at 20: 1, in particular 4: 1 to and 10: 1.
  • Fig. 7a and Fig. 7b each show a section through a complete mixing element 100, which is received in the mixer housing 99.
  • the mixer housing 99 is constructed of an inlet part 96 and a main part 95.
  • the inlet part 96 contains the inlet member 50 of the mixing element 100.
  • the main part 95 contains the mounting bodies 1, 101 of the mixing element 100.
  • the mixer housing has an inlet end 94 and an outlet end 93.
  • Two or more components enter the mixer housing via the inlet element separated from each other and are brought into contact with each other in the first installation body 1.
  • the wall elements of the installation body serve for the division of the component flow and the deflection elements of the deflection of the component flow, that is, the bringing about of a local redeployment of the component flow. By continuing over the length of the mixing element division and deflection of the component flow, the components are mixed.
  • At the outlet end 93 of the mixer housing 99 exits a homogeneous filler.
  • the web elements 15, 16, 17, 18 hold all the mounting body of the mixing element 100 connected to each other.
  • Each of the web elements increases the flexural rigidity of the static mixer. Furthermore, it can be prevented by the web elements that it comes in the operation of the mixer to break the mixing element, in particular when at least two mixing elements are arranged on opposite sides of the first wall elements. Furthermore, it is ensured during the production of the mounting body in the injection molding via the web element that the polymer melt from the first mounting body 1 to the first and all other downstream mounted bodies 101 can flow. Without the web elements, the transition from the wall element 8 or 9 to the downstream wall element 102 would be exclusive in the common cut surface and a possible reinforcement of the same.
  • the cut surface in this case consists of two squares, which would have a side length corresponding to the wall thickness 7. All of the polymer melt for the downstream installation bodies would have to pass through these orifices, resulting in local pressure spikes in the tool.
  • a long residence time of the polymer melt would result, which would lead to changes in the polymer melt and possibly to a deterioration of the physical properties and inhomogeneity, so that in State of the art only by the use of a blowing agent-containing melt to produce a foamed structure, such a mixing element can be produced.
  • the web elements for forwarding the polymer melt in the production process are provided by an installation body to each of the adjacent installation bodies.
  • the static mixer is usually made of plastic, by means of which even comparatively complicated geometries can be realized in the injection molding process.
  • the entirety of the installation bodies 1, 101 has a length dimension 24 and each of the cross-sectional areas 23, 123 has a wall thickness 7.
  • the ratio of length dimension 24 to wall thickness 7 is at least 40, preferably at least 50, particularly preferred at least 75.
  • the wall thickness 7 is less than 3 mm, preferably less than 2 mm, more preferably less than 1.5 mm.
  • the entirety of the mounting body 1,101 has a length dimension 24 between 5 and 500 mm, preferably between 5 and 300 mm, preferably between 50 and 100 mm.
  • Fig. 8 shows a section through the mixing element at the level of the continuation channel.
  • the cut contains the holding element 98 in a partially cut-away form with the coding elements and the parts of a bayonet closure, by means of which the holding element 98 can be connected to a multi-component cartridge.
  • the cap member 66 is arranged, which is part of the mixer housing 99.
  • the cap member 66 has a centrally located circular opening 70 in which the connecting element 60 is received.
  • the connecting element 60 does not completely fill the opening, but has two recesses which form the interior of the connecting element 61. These recesses are in Fig. 10 shown in detail.
  • the recesses are the fluid-carrying channels through which the components to be mixed are supplied to the installation bodies of the mixing element.
  • Fig. 9 shows a detail of Fig. 8 , namely the opening 70 in the cap member 66.
  • the connecting element 60 which contains two recesses 73, 74, which form the interior of the connecting element 61.
  • the recess 73 is provided for the component with the larger volume flow, the recess 74 serves as a channel for the component with the smaller volume flow.
  • the recess 74 thus represents a section through the continuation channel 62.
  • the ratio of the cross-sectional areas of the recess 73 to the recess 74 ie the ratio of the remaining free cross-sectional area to the cross-sectional area of the continuation channel 62 is between 4: 1 and 5: 1.
  • the cross-sectional area of the recess 73 is 2.8 mm 2 and the cross-sectional area of the recess 74 is 0.6 mm 2 .
  • Fig. 10 shows a section through the mixing element along the outlet side of the body 57, which the inlet channels 51, 52 (see Fig. 6b ) contains.
  • the outlet opening 55 of the inlet channel 51 opens into the antechamber 58, which extends between the connecting element 60 and the outlet side 59 of the body 57.
  • the outlet opening 56 of the inlet channel 52 is separated by the outlet side 59 forming wall elements 77 of the prechamber 58, so that the two components in the prechamber not yet in Come in contact.
  • the wall elements 77 which define the connecting channel 78 leading to the connecting element 60 are in FIG Fig. 11 shown in detail.
  • the ratio of the cross-sectional areas of the pre-chamber 58 to the connecting channel 78 as shown in the present section is at least 5: 1, wherein in the prechamber 58, the component with the larger volume flow is included.
  • the cross-sectional area of the pre-chamber may be 32.4 mm 2
  • the cross-sectional area of the connecting channel 78 may be 6.2 mm 2 .
  • the cross-sectional area of the outlet opening 55 belonging to the inlet opening 53, the in Fig. 6b is shown, then is 15.9 mm 2 .
  • the cross-sectional area of the exit opening 56 associated with the inlet opening 54 in Fig. 6b is shown, then is 2.8 mm 2 .
  • the volume of the two components in the inlet region that is, from the corresponding inlet opening 53, 54 to the entry into the first mounting body of the mixing element for the component with the larger volume flow is 171 mm 3 and for the component with the smaller volume flow 28 mm 3 .
  • Fig. 11 shows a detail of Fig. 10 , namely the wall elements 77, which bound the connecting channel 60 leading to the connecting element 60.
  • the connecting channel 78 is narrowed from the outlet opening 56 until it enters the interior of the connecting element 61. This constriction can be done in particular by at least partially conical channel walls.
  • the ratio of the cross-sectional area of the continuation channel and the remaining free cross-sectional area in a sectional plane which is normal to the longitudinal axis and located at the mixer inlet is at least 4: 1.
  • the mixing ratio of the components can be 4: 1, but also according to an alternative embodiment, at least 5: 1, it can also be at least 10: 1, or even more.
  • For all mixing ratios of the components is preferably a Used mixing element with the same dimensions. The following additional geometric conditions thus apply analogously for cross-sectional ratios of 5: 1 to 10: 1 or more.
  • the cross-sectional area of the inlet opening to the cross-sectional area adjacent to the outlet opening increases by at least twice for at least one of the components.
  • the cross-sectional area from the inlet opening to the cross-sectional area following the outlet opening for each of the components at least doubles.

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Abstract

Ein Mischelement (100) für einen statischen Mischer zum Einbau in ein rohrförmiges Mischergehäuse (99), weist eine Längsachse (10) auf, entlang derer zumindest ein erster und ein zweiter Einbaukörper (1,101) hintereinander angeordnet sind. Ein Einlasselement (50) ist vorgesehen, welches stromaufwärts des ersten Einbaukörpers (1) angeordnet ist, wobei das Einlasselement (50) und der erste Einbaukörper (1) über ein Verbindungselement (60) miteinander verbunden sind. Das Einlasselement (50) weist einen Körper (57) auf, der umfangsseitig im Mischergehäuse (99) dichtend aufnehmbar ist. Der Körper (57) weist einen ersten Einlasskanal (51) und einen zweiten Einlasskanal (52) auf, wobei der erste Einlasskanal (51) eine erste Eintrittsöffnung (53) und eine erste Austrittsöffnung (55) aufweist, wobei der zweite Einlasskanal (52) eine zweite Eintrittsöffnung (54) und eine zweite Austrittsöffnung (56) aufweist sodass die entsprechende Komponente durch den entsprechenden Einlasskanal (51, 52) von der Eintrittsöffnung (53, 54) zur Austrittsöffnung (55, 56) leitbar ist und der erste Einlasskanal (51) räumlich getrennt zum zweiten Einlasskanal (52) verläuft. Der erste Einlasskanal (51) mündet in eine Vorkammer (58), wobei die Vorkammer (58) von der Auslassseite (59) des Körpers (57), des Verbindungselements (60), der Innenwand des Mischergehäuses sowie dem ersten Einbaukörper (1) begrenzt ist. Der zweite Einlasskanal (52) erstreckt sich von der Austrittsöffnung (56) in einen Innenraum (61) des Verbindungselements (60) und ein Fortsetzungskanal (62) vom Innenraum (61) des Verbindungselements (60) in einen Mischraum (65) des ersten Einbaukörpers (1) mündet. Das Verhältnis der restlichen freien Querschnittsfläche zur Querschnittsfläche des Fortsetzungskanals (62) in einer Schnittebene, die normal zur Längsachse gelegt ist und am Mischereintritt angeordnet ist, beträgt mindestens 4:1.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mischelement für einen statischen Mischer aus Kunststoff umfassend einen Einbaukörper zum Einbau in ein rohrförmiges Mischergehäuse. Ein derartiger Mischer sowie das zugehörige Mischergehäuse können wie in der W02008113196 A1 mit den Auslässen einer Mehrkomponentenkartusche verbunden sein und in ihrer Gesamtheit eine Kartuschenanordnung darstellen, was in Fig. 2 der WO2008113196 A1 gezeigt ist.
  • Das Mischelement, insbesondere dessen Einbaukörper, weist eine Längsachse auf, welche in Richtung eines den Einbaukörper einströmenden Fluids ausgerichtet ist, sodass durch den Einbaukörper ein Mischraum im Innenraum des Mischergehäuses aufspannbar ist. Der Mischraum weist in einer Ebene normal zur Längsachse eine Strömungsquerschnittsfläche auf, welche im wesentlichen der Strömungsquerschnittsfläche des rohrförmigen Mischergehäuses entspricht. Der Einbaukörper umfasst ein Wandelement zur Teilung und/oder Umlenkung der Fluidströmung in eine von der Längsachse abweichende Richtung.
  • Ein derartiger statischer Mischer ist beispielsweise aus der EP1426099 B1 bekannt. In diesem statischen Mischer werden zwei Komponenten in einem dreiteiligen Mischprozess, in dem die Masse zuerst geteilt, dann ausgebreitet und verdrängt wird, mittels einer Mehrzahl von gleichartigen Mischelementen miteinander vermischt. Abhängig von den physikalischen Eigenschaften der Komponenten muss dieser Mischprozess mehrmals vorgenommen werden. Aus diesem Grund enthält der statische Mischer eine Mehrzahl von Einbaukörpern gleicher Bauart, die hintereinander angeordnet sind. Diese Mischer werden insbesondere zur Vermischung von kleinen Mengen der Komponenten, das heisst wenige Milliliter bis ca. 1000 Milliliter verwendet. Demzufolge haben diese Mischer einen Mischraum mit einem Durchmesser von weniger als 16 mm bei einer Länge von über 50 mm. Dies hat zur Folge, dass die Wandstärken der Wandelemente dieses Mischers weniger als 1 mm betragen können, oft sogar weniger als 0,5 mm.
  • Ein derartiger statischer Mischer gemäss EP1426099 B1 aus Kunststoff wird vorzugsweise im Spritzgiessverfahren hergestellt. Die Herstellung eines Mischers von 30 mm Länge bei einer Wandstärke von kleiner 3 mm mit Hilfe des Spritzgiessverfahrens wie in Fig. 1 dieses Patents gezeigt, war bisher nicht möglich, da der Fliessweg vom Einspritzpunkt des Spritzgiesswerkzeugs bis zum gegenüberliegenden Ende des Mischers zu hohe Werkzeuginnendrücke erfordern würde. Um einen statischen Mischer mit derart geringen Wandstärken wirtschaftlich im Spritzgiessverfahren herstellen zu können, wird jeder Einbaukörper mit dem benachbarten Einbaukörper über Stegelemente verbunden. Diese Stegelemente ermöglichen es der Polymerschmelze im Spritzgiesswerkzeug, von einem Einbaukörper zu einem benachbarten Einbaukörper zu gelangen und die Werkzeuginnendrücke unter 1000 bar zu halten, sodass ein Versagen des Spritzgiesswerkzeugs verhindert werden kann. Zu beachten ist, dass den Einbaukörpern ein Einlasselement vorgeschaltet ist. Das Einlasselement enthält die beiden Einlasskanäle, welche die Komponenten von den Kartuschenauslässen in das Mischergehäuse einleiten. Das Mischelement enthält Einbaukörper. Die Komponenten werden durch die Einbaukörper umgelenkt, aufgeteilt und wieder zusammengeführt, wodurch es zu einer Durchmischung der Komponenten kommt. Am Auslassende des Mischergehäuses liegen die Komponenten somit als einheitlich gemischte Füllmasse vor.
  • Der Mischer der WO2008113196 A1 weist eine Konfiguration auf, nach welcher ein Vorlauf einer Komponente dadurch verhindert wird, dass man eine Verengung im Strömungskanal vorsieht, also bewusst einen Drosseleffekt einbaut. Fig. 13 der WO2008113196 A1zeigt, dass zu diesem Zweck im Einlassbereich des Mischers im Anschluss an dessen Einlasskanal ein Stegelement vorgesehen ist, welches ein Strömungshindernis bildet und für die Umlenkung der Strömung um dieses Stegelement herum sorgt. Der linksseitig strömenden Komponente wird somit ein längerer Fliessweg aufgezwungen als der rechtsseitig strömenden Komponente. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in der EP0885651 A1 gezeigt ist, wird ein Trennsteg über jeder der beiden Einlassöffnungen vorgesehen. Dieser Trennsteg wird von der durch die entsprechende Einlassöffnung strömenden Komponente umströmt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die Volumenströme der beiden Komponenten unterschiedlich. Die erste Komponente mit dem grösseren Volumenstrom wird im Anschluss an den Trennsteg durch Stegelemente parallel zur Aussenfläche des Adapterelements in Richtung der Einlassöffnung der zweiten Komponente geführt. Die zweite Komponente, die einen kleineren Volumenstrom aufweist, wird von der ersten Komponente erfasst und noch vor Eintritt in das Mischelement in Kontakt gebracht. Das heisst, die erste Komponente mit dem grösseren Volumenstrom erreicht den Mischer im Verhältnis zur zweiten Komponente verspätet, das heisst, deren Fliessen wird durch zusätzliche Weglänge verzögert.
  • In dem Dokument EP 0723 807 A2 zeigt eine Variante, gemäss derer die Einlasskammern unterschiedliches Volumen haben, wenn die Komponenten in einem Mischungsverhältnis vorliegen, welches ungleich 1:1 ist. Diese Einlasskammern nehmen die von der Kartusche her geförderten Komponenten auf, bevor sie in das Mischelement eintreten. Die Einlasskammer der ersten Komponente, die den grösseren Volumenstrom ausbildet, hat ein grösseres Volumen, als die Einlasskammer der zweiten Komponente, welche den kleineren Volumenstrom ausbildet. Wenn die erste Komponente somit in die Einlasskammer gelangt, wird zuerst die Einlasskammer vollständig befüllt, bevor die Komponente das erste Mischelement des statischen Mischers erreicht. Die zweite Komponente durchströmt gleichzeitig die zweite Einlasskammer, die ein wesentlich kleineres Volumen hat. Das Volumenverhältnis kann so eingestellt werden, dass die erste Komponente und die zweite Komponente das erste Mischelement gleichzeitig erreichen.
  • Auch gemäss der EP 0 584 428 wird die Komponente, welche einen höheren Volumenanteil hat, gestaut. Hierzu wird der Strömungsweg am Eingang des statischen Mischers durch eine Platte unterbrochen. In dieser Platte ist eine schlitzförmige Öffnung vorgesehen, durch welche die Komponenten, welche den davorliegenden Stauraum aufgefüllt haben, in den statischen Mischer gelangen. Hierdurch wird ein Vorlauf der Komponente mit dem grösseren Volumenstrom unterbunden.
  • Verallgemeinernd gilt somit, dass die Volumina, die sich zwischen Kartusche und Mischer befinden, an die entsprechenden Mischverhältnisse angepasst werden sollten, um möglichst wenig Vorlauf zu erhalten um zu vermeiden, dass nicht brauchbar gemischtes Material erhalten wird. Daher ist der erste Ansatz, die Querschnittsflächen der Zuleitungen entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis anzupassen. Wenn jedoch stark unterschiedliche Mischungsverhältnisse vorliegen, ist die Querschnittsfläche für die Komponente mit dem kleineren Volumenstrom aber nicht mehr herstellbar. Daher wird der Komponente mit dem grösseren Volumenstrom ein Zusatzvolumen zur Verfügung gestellt, beispielsweise einer Einlasskammer wie in der EP 0 723 807 A2 oder einer Kammer am Einlassende des Mischelements, wie in EP 0 584 428 A1 beschrieben.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mischelement zu schaffen, bei welchem jede der beiden Komponenten den ersten Einbaukörper des Mischelements im gewünschten Mischungsverhältnis erreicht. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen Vorlauf einer Komponente in Bezug auf die andere Komponente zu verringern. Die vorlaufende Komponente erreicht das Mischelement vor der anderen Komponente. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Druckverlust im Vergleich zu vorbekannten Lösungen, welche ebenfalls die Problematik eines Vorlaufs aufweisen, zu verringern.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Mischelement gelöst, welches zumindest einen Einbaukörper sowie ein Einlasselement enthält, welches einen Körper mit einem ersten und einem zweiten Einlasskanal aufweist. Durch die Einlasskanäle werden die entsprechenden Komponenten getrennt zueinander zu dem Einbaukörper geführt. Insbesondere können ein erster und ein zweiter Einbaukörper hintereinander entlang der Längsachse des Mischelements angeordnet sein.
  • Das Einlasselement ist stromaufwärts des ersten Einbaukörpers angeordnet, wobei das Einlasselement und der Einbaukörper über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement kann ein Wendelelement eines Wendelmischers sein, welches gleichzeitig dessen Einbaukörper ist oder ein Stegelement, welches Teil des ersten Einbaukörpers ist. Der Körper des Einlasselements ist umfangsseitig im Mischergehäuse dichtend aufnehmbar. Jeder der ersten Einlasskanäle und der zweiten Einlasskanäle weist eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung auf, sodass die entsprechende Komponente durch den entsprechenden Einlasskanal von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung leitbar ist. Der erste Einlasskanal verläuft räumlich getrennt zum zweiten Einlasskanal. Der erste Einlasskanal mündet in eine Vorkammer, wobei die Vorkammer von der Auslassseite des Körpers, des Verbindungselements, der Innenwand des Mischergehäuses sowie dem ersten Einbaukörper begrenzt ist, wobei der zweite Kanal sich innerhalb des Innenraums des Verbindungselements erstreckt und vom Verbindungselement in den ersten Einbaukörper mündet.
  • Das Verhältnis der restlichen freien Querschnittsfläche zur Querschnittsfläche des Fortsetzungskanals in einer Schnittebene, die normal zur Längsachse gelegt ist und am Mischereintritt angeordnet ist, beträgt mindestens 4:1. Das Mischungsverhältnis der Komponenten kann 4:1, aber auch nach einem alternativen Ausführungsbeispiel mindestens 5:1 betragen, es kann auch mindestens 10:1 betragen oder sogar noch darüber liegen. Für alle Mischungsverhältnisse der Komponenten wird vorzugsweise ein Mischelement mit denselben Abmessungen verwendet. Die nachfolgenden zusätzlichen geometrischen Bedingungen gelten somit in analoger Weise für Querschnittsverhältnisse von 5:1 bis 10:1 oder darüber. Mit "mindestens 4:1" sollen hierbei Verhältnisse von 4:1, 5:1, 6:1, 10:1, 20:1 sowie auch dazwischen liegende Verhältnisse oder Verhältnisse gemeint sein, welche darüber liegen. Das Mischergehäuse gemäss eines Ausführungsbeispiels weist einen Absatz auf, auf welchem die Auslassseite des Körpers aufliegt. Insbesondere kann die Schnittebene zwischen diesem Absatz und dem ersten Einbaukörper angeordnet sein.
  • Unmittelbar im Anschluss an die Austrittsöffnung kann das Querschnittsflächenverhältnis der für die Komponenten an dieser Stelle zur Verfügung stehenden Querschnittsflächen mindestens 5:1 betragen. Das Verhältnis der Querschnittsflächen der Eintrittsöffnungen liegt bei mindestens 5:1.
  • Die Querschnittsfläche der Einlassöffnung zu der Querschnittsfläche im Anschluss an die Auslassöffnung nimmt für zumindest eine der Komponenten um zumindest das Doppelte zu. Insbesondere nimmt die Querschnittsfläche von der Einlassöffnung zu der Querschnittsfläche im Anschluss an die Auslassöffnung für jede der Komponenten um zumindest das Doppelte zu.
  • Die Einbaukörper können hierbei als Wendelmischer ausgebildet sein, wobei jede Wendel als ein Einbaukörper angesehen werden kann. Die Wendel ist ein Stegelement, welches um seine Längsachse um einen Winkel verdrillt ist. Der Winkel kann beispielsweise 90° betragen. Eine benachbarte Wendel ist dann ein weiterer Einbaukörper. Die Wendel können winkelversetzt zueinander angeordnet sein, insbesondere können benachbarte Wendel um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet sein. Alternativ können die Einbaukörper eines derartigen Mischelements über ein gemeinsames Stegelement miteinander verbunden sein.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel verengt sich der zweite Einlasskanal im Innenraum des Verbindungselements. Durch diese Verengung kann die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Komponente, welche diesen zweiten Einlasskanal im Betriebszustand durchströmt, erhöht werden. Insbesondere kann die zweite Komponente in einer geringeren Menge als die durch den ersten Einlasskanal strömende erste Komponente beigemischt werden. Durch die Verengung ist gewährleistet, dass die zweite Komponente schon zu Beginn des Austragvorgangs mit der ersten Komponente im richtigen Mischungsverhältnis in den statischen Mischer eintritt.
  • Der zweite Einlasskanal weist im Innenraum des Verbindungselements einen lichten Durchmesser auf, der kontinuierlich von der Eintrittsseite bis zur Austrittsseite abnimmt. Wenn der lichte Durchmesser kontinuierlich abnimmt, kann das Ansteigen der Strömungsgeschwindigkeit mit minimalen Verlusten erfolgen, das heisst, ein maximaler Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit erreicht werden.
  • Das Mischelement ist für einen statischen Mischer zum Einbau in ein rohrförmiges Mischergehäuse vorgesehen. Das Mischelement weist eine Längsachse auf, entlang derer eine Mehrzahl von Einbaukörpern hintereinander angeordnet sind, wobei ein erster Einbaukörper ein erstes Wandelement aufweist, welches sich in Richtung der Längsachse erstreckt. Das Wandelement hat eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand, die der ersten Seitenwand gegenüberliegend angeordnet ist. Das erste Wandelement bildet insbesondere das Verbindungselement aus. Ein Leitelement kann angrenzend an das erste Wandelement angeordnet sein. Das Leitelement kann dazu dienen, den Strömungsweg der ersten Komponente zu verlängern, bzw. das Einströmen der ersten Komponente in das Mischelement zu verzögern. Das Leitelement kann als ein Umlenkelement ausgebildet sein oder als Teil dieses Umlenkelements ausgebildet sein. Das Umlenkelement weist eine sich in Querrichtung zum Wandelement beidseitig des Wandelements erstreckende Umlenkoberfläche auf, wobei eine erste Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der ersten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, vorgesehen ist. Insbesondere kann das Umlenkelement die erste Austrittsöffnung zumindest teilweise überdecken.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der erste Einlasskanal an der jeweiligen Austrittsöffnung eine Querschnittsfläche aufweisen, die sich von der Querschnittsfläche der entsprechenden Austrittsöffnung des zweiten Einlasskanals unterscheidet. Insbesondere ist die Querschnittsfläche des ersten Einlasskanals an der ersten Austrittsöffnung grösser als die Querschnittsfläche der zweiten Austrittsöffnung des zweiten Einlasskanals.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel sind angrenzend an die erste Öffnung ein zweites und ein drittes Wandelement angeordnet, wobei die zweiten und dritten Wandelemente sich in Richtung der Längsachse erstrecken und je eine Innenwand und eine Aussenwand aufweisen, welche sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse erstrecken. Jede der Innenwände und Aussenwände schliessen einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand des ersten Wandelements ein. Die erste Öffnung ist zwischen den Innenwänden der zweiten und dritten Wandelemente angeordnet und eine zweite Öffnung ist ausserhalb einer der Aussenwände des zweiten oder dritten Wandelements angeordnet, wobei die zweite Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des ersten Wandelements zugewendet ist, vorgesehen ist. Angrenzend an die erste Öffnung sind somit ein zweites und ein drittes Wandelement in Richtung der Längsachse gegenüberliegend zum ersten Wandelement angeordnet, wobei das zweite und dritte Wandelement einen von der ersten Öffnung ausgehenden, sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Kanal begrenzen. Eine zweite Öffnung ist in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, vorgesehen, wobei an die zweite Öffnung das zweite oder das dritte Wandelement anschliessen. Ferner schliesst an das zweite und dritte Wandelement das erste Wandelement des zweiten Einbaukörpers an. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn mehr als fünf Einbaukörper über ein gemeinsames Stegelement miteinander verbunden sind, weil der Druckverlust überraschenderweise geringer ist als ohne gemeinsame Stegelemente.
  • Insbesondere kann auch der zweite Einbaukörper ein erstes Wandelement aufweisen, welches sich in Richtung der Längsachse erstreckt und eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweisen, die der ersten Seitenwand gegenüberliegend angeordnet ist. Ein Umlenkelement kann angrenzend an das erste Wandelement angeordnet sein und das Umlenkelement eine sich in Querrichtung zum Wandelement beidseitig des Wandelements erstreckende Umlenkoberfläche aufweisen, wobei eine erste Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der ersten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, vorgesehen sein kann.
  • Angrenzend an die erste Öffnung kann wiederum ein zweites und ein drittes Wandelement angeordnet sein, wobei die zweiten und dritten Wandelemente sich in Richtung der Längsachse erstrecken und je eine Innenwand und eine Aussenwand aufweisen, welche sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse erstrecken. Jede der Innenwände und Aussenwände können einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand des ersten Wandelements einschliessen. Die erste Öffnung kann zwischen den Innenwänden der zweiten und dritten Wandelemente angeordnet sein und eine zweite Öffnung kann ausserhalb einer der Aussenwände des zweiten oder dritten Wandelements angeordnet sein, wobei die zweite Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des ersten Wandelements zugewendet ist, vorgesehen sein kann.
  • Das heisst, dass angrenzend an die erste Öffnung ein zweites und ein drittes Wandelement in Richtung der Längsachse gegenüberliegend zum ersten Wandelement angeordnet sein können, wobei das zweite und dritte Wandelement einen von der ersten Öffnung ausgehenden, sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Kanal begrenzen können. Eine zweite Öffnung kann in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, vorgesehen sein, wobei an die zweite Öffnung das zweite oder das dritte Wandelement anschliessen können, wobei der aus dem ersten Wandelement, dem Umlenkelement sowie dem zweiten und dritten Wandelement bestehende zweite Einbaukörper um die Längsachse um einen Winkel von 10° bis zu und einschliesslich 180° in Bezug auf den ersten Einbaukörper verdreht angeordnet sein kann.
  • Insbesondere kann der zweite Einbaukörper den gleichen Aufbau haben wie der erste Einbaukörper. Der erste Einbaukörper kann um die Längsachse um einem Winkel von 180° in Bezug auf den zweiten Einbaukörper verdreht angeordnet sein.
  • Insbesondere können alle Einbaukörper des Mischelements mittels eines Stegelements verbunden sein. Das Stegelement kann am äusseren Umfang des Umlenkelements angeordnet sein. An jeder Seite des Wandelements kann ein Stegelement vorgesehen sein, aber auch eine Mehrzahl von Stegelementen kann vorgesehen sein, insbesondere können an jeder Seite des Wandelements je zwei Stegelemente vorgesehen sein.
  • Das Wandelement kann einen Winkel von 90 bis 130° mit der Umlenkoberfläche einschliessen.
  • Die Umlenkoberfläche kann eine zumindest teilweise in Richtung des strömenden Fluids gekrümmte Oberfläche zur Umlenkung der Fluidströmung in eine von der Längsachse abweichende Richtung aufweisen, insbesondere kann eine progressive Krümmung in Strömungsrichtung und in Richtung des Mischergehäuses vorgesehen sein.
  • Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Umlenkoberfläche im Wesentlichen eben sein. Die Umlenkoberfläche kann sich insbesondere im Wesentlichen in einem Winkel von 90° zum Wandelement erstrecken.
  • Die Umlenkoberfläche des ersten Einbaukörpers ist insbesondere derart ausgestaltet, dass sie in Richtung der Längsachse die Öffnungen des zweiten Einbaukörpers verdeckt.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Oberfläche des Umlenkelements an der Seite, die der ersten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, zumindest teilweise in einer Querebene liegen, die in einem Winkel von 60°bis zu 90° zur Längsachse ausgerichtet ist. Des Weiteren kann die Oberfläche des Umlenkelements an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, in einer Querebene liegen, die in einem Winkel von 60° bis zu 90° zur Längsachse ausgerichtet ist.
  • Zwischen dem zweiten und dritten Wandelement des ersten Einbaukörpers und dem ersten Wandelement des zweiten Einbaukörpers kann ein Verstärkungselement an deren Verbindungsstelle vorgesehen sein. Durch dieses Verstärkungselement kann der Übergang zwischen dem ersten und zweiten Einbaukörper in seiner Formstabilität und Steifigkeit verbessert werden. Auch der Fliessquerschnitt für die Polymerschmelze wird an einer Verbindungsstelle mit Verstärkungselement erhöht. Das Verstärkungselement kann beispielsweise als eine Verdickung oder eine Rippe ausgebildet sein. Das statische Mischelement kann insbesondere ein geschäumtes Polymer enthalten. Gegenüber dem konventionellen Spritzgiessverfahren wird in diesem Fall zur Herstellung des statischen Mischers ein treibmittelhaltiges Polymer eingesetzt, welches während oder im unmittelbaren Anschluss an das Einspritzen aufschäumt. Insbesondere umfasst das Spritzgiessverfahren den Schritt des Einspritzens eines treibmittelhaltigen Polymers in ein Spritzgiesswerkzeug bei einem Werkzeuginnendruck von weniger als 600 bar, besonders bevorzugt weniger als 500 bar.
  • Ein statischer Mischer enthält ein Mischelement nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele und ein Mischergehäuse, welches das Mischelement umgibt.
  • Der Einbaukörper weist eine Längenabmessung und einen Durchmesser auf. Für nicht kreisförmige rohrförmige Mischergehäuse entspricht der Durchmesser der Kantenlänge, wenn die Querschnittsfläche des rohrförmigen Mischergehäuses quadratisch ist. Für andere Formen der Mischergehäuse mit beispielsweise rechteckigen oder ovalen Querschnitten wird ein äquivalenter Durchmesser Da unter der Annahme bestimmt, dass die Querschnittsfläche kreisförmig wäre, das heisst unter Verwendung der Formel Da =2*(A/π) 1/2. Da steht dann für den äquivalenten Durchmesser, A für die tatsächliche Querschnittsfläche. Das Verhältnis von Längenabmessung zu Durchmesser ist mindestens 1, wobei als Durchmesser entweder der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts oder der äquivalente Durchmesser für nicht-kreisförmige Querschnitte einzusetzen ist.
  • Die Längenabmessung ist die Ausdehnung des Einbaukörpers in Richtung der Längsachse. Das Verhältnis von Längenabmessung zu Durchmesser kann insbesondere grösser als 1 sein.
  • Insbesondere kann eine Mehrzahl von Einbaukörpern hintereinander entlang der Längsachse angeordnet sein. Diese Einbaukörper können entweder gleiche Bauweise aufweisen oder Einbaukörper unterschiedlicher Bauweise können miteinander kombiniert werden, sodass eine Mischeranordnung, wie sie beispielsweise in der EP1312409 B1 gezeigt ist, entsteht. Die benachbarten Einbaukörper sind zumindest über die Stegelemente miteinander verbunden, sodass das Mischelement, das aus dieser Mehrzahl von Einbaukörpern aufgebaut ist, als ein monolithisches Teil ausgebildet ist. Das heisst, das Mischelement wird in seiner Gesamtheit in einem einzigen Spritzgiesswerkzeug hergestellt.
  • Der Einbaukörper oder die Gesamtheit der Einbaukörper können eine Längenabmessung zwischen 5 und 500 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 300 mm, bevorzugt zwischen 50 und 100 mm aufweisen.
  • Der statische Mischer enthält ein Mischelement nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele und ein Mischergehäuse, welches das Mischelement umgibt. Das Mischelement weist eine Längsachse auf, die im zusammengebauten Zustand mit der Längsachse des Mischergehäuses zusammenfällt. Daher weist auch jeder der Einbaukörper diese Längsachse auf. Die Längsachse ist in Richtung eines in den statischen Mischer einströmenden Fluids ausgerichtet. Das Fluid umfasst zumindest zwei Komponenten, die über ein stromaufwärts des Mischelements angeordnetes Einlasselement zugeführt werden.
  • Mittels des Umlenkelements wird die Strömung des zu mischenden Fluids im Inneren des Mischraums umgelenkt, sodass die Komponenten, die als Stränge in das rohrförmige Mischergehäuse mit eingebautem Mischelement eintreten, während ihres Wegs durch den statischen Mischer fortwährend in Streifen von sich verringernder Breite unterteilt werden, wodurch sich auch schwer mischbare oder hochviskose Komponenten mit diesem statischen Mischer verarbeiten lassen.
  • Das zu mischende Fluid umfasst in der Regel zwei verschiedene Komponenten. In den meisten Fällen liegen die Komponenten in flüssigem Zustand oder als zähflüssige Massen vor. Hierzu zählen beispielsweise Pasten, Klebstoffe, aber auch Fluide, welche Einsatz im medizinischen Bereich finden, welche pharmazeutische Wirkstoffe enthalten, oder Fluide für kosmetische Anwendungen, sowie Lebensmittel. Insbesondere finden derartige statische Mischer auch Verwendung als Einwegmischer zur Mischung eines aushärtenden Mischguts aus fliessfähigen Komponenten, wie beispielsweise die Mischung von Mehrkomponentenklebstoffen oder Dichtmassen. Eine andere bevorzugte Verwendung liegt in der Mischung von Abformmassen im Dentalbereich.
  • Die Komponenten können im Verhältnis von 2:1 bis und mit 20:1, insbesondere 4:1 bis und mit 10:1 mischbar sein.
  • Die vorgängig beschriebenen statischen Mischer eignen sich als Einwegmischer, da ihre Herstellungs- und Materialkosten gering sind, sobald das entsprechende Spritzgiesswerkzeug hergestellt ist. Des Weiteren kommen die statischen Mischer in Dosier- und/oder Mischgeräten zum Einsatz. Der statische Mischer kann an ein Austraggerät oder eine Austragkartusche, insbesondere eine Mehrkomponentenkartusche angebracht werden. Als Beispiel sei insbesondere eine Mehrkomponentenkartusche genannt, die eine Austragsvorrichtung und ein an die Austragsvorrichtung gekoppeltes Rohr umfasst, welches einen statischen Mischer gemäss eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele enthält. Die Mehrkomponentenkartusche enthält insbesondere zwei Kartuschenauslässe zur Aufnahme und fluiddichten Verbindung des jeweiligen Kartuschenauslasses mit den Eintrittsöffnungen eines statischen Mischelements nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele sowie eine Halterung zur verliersicheren Aufnahme des Mischergehäuses.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines Mischelements nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 2
    ein Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines Mischelements nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 3a - 3d
    Ansichten eines Mischelements mit Einbaukörpern gemäss Fig. 2,
    Fig. 4
    einen Schnitt durch einen Einbaukörper gemäss Fig. 2,
    Fig. 5
    einen Schnitt durch einen Einbaukörper, der benachbart zum Einbaukörper gemäss Fig. 4 angeordnet ist,
    Fig. 6a, 6b
    Schnitte durch ein Einlassteil eines statischen Mischers und Mischelement gemäss Fig.3,
    Fig. 7a, 7b
    Schnitte durch das Mischergehäuse, das Mischelement sowie das Halteelement eines statischen Mischers nach einer der vorhergehenden Fig. im zusammengebauten Zustand,
    Fig. 8
    einen Schnitt durch das Mischelement auf der Höhe des Fortsetzungskanals,
    Fig. 9
    ein Detail von Fig. 8,
    Fig. 10
    einen Schnitt durch das Mischelement entlang der Auslassseite des Körpers,
    Fig. 11
    ein Detail von Fig. 9.
  • In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Mischelements 100 für einen statischen Mischer nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Mischelement umfasst einen Einbaukörper 1, der in ein rohrförmiges Gehäuse, welches nicht dargestellt ist, eingebaut ist. Das rohrförmige Gehäuse dient als Begrenzung eines Mischraums 20, der sich im Inneren des rohrförmigen Gehäuses befindet. Durch den Mischraum 20 strömt ein zu mischendes Fluid, welches in der Regel aus zumindest zwei verschiedenen Komponenten besteht. In den meisten Fällen liegen die Komponenten in flüssigem Zustand oder als fliessfähige, insbesondere zähflüssige Massen vor. Hierzu zählen beispielsweise Pasten, Klebstoffe, aber auch Fluide, welche Einsatz im medizinischen Bereich finden, welche pharmazeutische Wirkstoffe enthalten, oder Fluide für kosmetische Anwendungen, sowie Lebensmittel. Insbesondere finden derartige statische Mischer auch Verwendung als Einwegmischer zur Mischung eines aushärtenden Mischguts aus fliessfähigen Komponenten, wie beispielsweise die Mischung von Mehrkomponentenklebstoffen. Eine andere bevorzugte Verwendung liegt in der Mischung von Abformmassen im Dentalbereich.
  • Das Mischelement gemäss Fig. 1 umfasst somit einen Einbaukörper 1 zum Einbau in ein rohrförmiges Mischergehäuse, wobei der Einbaukörper 1, 101 eine Längsachse 10 aufweist, welche in Richtung eines den Einbaukörper 1 einströmenden Fluids ausgerichtet ist. Durch den Einbaukörper 1 ist ein Mischraum 20 aufspannbar, der von einem nicht dargestellten Mischergehäuse umfangsseitig begrenzt ist. In der Fig. 1 ist zur Erleichterung der Vorstellung ein würfelförmiger Mischraum angedeutet. Die Seitenflächen des Würfels können die Innenwände des Mischergehäuses darstellen. Das Fluid strömt von der Deckfläche des Würfels, welche eine Strömungsquerschnittsfläche 22 ausbildet, in Richtung des Einbaukörpers 101.
  • Der Einbaukörper 1 und der Einbaukörper 101 haben dieselbe Struktur, allerdings ist der Einbaukörper 101 um 180° um die Längsachse 10 gedreht. Wie der Mischraum 20 weist der Mischraum 120 in einer normal zur Längsachse 10 angeordneten Ebene 121 eine Strömungsquerschnittsfläche 122 auf, welche im wesentlichen der Strömungsquerschnittsfläche des den Einbaukörper 101 umgebenden rohrförmigen Mischergehäuses entspricht. Für Einbaukörper 1, 101 welche über zumindest eine Symmetrieebene verfügen, die den Mischraum in zwei gleiche Teile teilt, liegt die Längsachse in dieser Symmetrieebene. Der Mischraum wird durch das nicht dargestellte Mischergehäuse umfangsseitig begrenzt. In diesem Ausführungsbeispiel soll das Mischelement in ein Mischergehäuse mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt eingebaut werden. Die Innenabmessung des Mischergehäuses, welche für die Ermittlung des äquivalenten Durchmessers verwendet wird, ist mit Bezugslinie 36 angegeben.
  • Der Einbaukörper 1 enthält zumindest ein erstes Wandelement 2, welches eine Teilung der Fluidströmung in zwei im wesentlichen parallel zur Längsachse 10 strömende Teilströme dient. Das Wandelement 2 hat eine erste Seitenwand 3 und eine zweite Seitenwand 4. Der Schnitt des ersten Wandelements 2 mit der Ebene 21 ergibt eine Querschnittsfläche 23. Diese Querschnittsfläche 23 beträgt maximal 1/5 vorzugsweise maximal 1/10 besonders bevorzugt maximal 1/20 der Strömungsquerschnittsfläche 22 des Mischraums 20 ohne Einbaukörper. Das Fluid strömt somit beidseitig der Seitenwände 3, 4 des Wandelements 2. Die Strömungsrichtung des Fluids ist durch einen Pfeil angedeutet. Das Wandelement weist einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Das erste Wandelement 2 hat eine erste Breitseite 5, eine zweite Breitseite 6 sowie eine erste und eine zweite Längsseite 25, 35. Die erste Breitseite 5, die zweite Breitseite 6, die erste Längsseite 25 und die zweite Längsseite 35 bilden den Umfang jeder der Seitenwände 3, 4. Die Längsseiten 25, 35 erstrecken sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse 10 und die erste Breitseite 5 und zweite Breitseite 6 verlaufen quer zur Richtung der Längsachse. Das erste Wandelement 2 unterteilt den Mischraum in zwei Teile. Das Wandelement 2 hat die Funktion eines Stegelements, welches die Fluidströmung in zwei Teile teilt, wobei deren Umlenkung mit Ausnahme der Umlenkung an den Kanten der ersten Breitseite 5 vernachlässigbar ist. Die Wandstärke 7 des Wandelements 2 beträgt üblicherweise weniger als 1 mm für ein Mischelement mit einer Gesamtlänge von bis zu 100 mm.
  • An das erste Wandelement 2 schliesst ein Umlenkelement 11 an, welches der Umlenkung der Teilströme in eine von der Längsachse abweichende Richtung dient. Das Umlenkelement weist eine sich in Querrichtung zum Wandelement 2 beidseitig des Wandelements erstreckende Umlenkoberfläche auf. Eine erste Öffnung 12 ist in der Umlenkoberfläche an Seite, die der ersten Seitenwand 3 des Wandelements 2 zugewendet ist, vorgesehen.
  • Der Kreuzungswinkel zwischen dem ersten Wandelement 2 und dem zweiten bzw. dritten Wandelement 8, 9 beträgt in dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 90°. Gemäss Fig. 1 ist das erste Wandelement 2 mit dem zweiten Wandelement 8 und dem dritten Wandelement 9 über das Umlenkelement 11 verbunden. Das Umlenkelement 11 liegt bevorzugt in einer Ebene, die parallel zur Ebene 21 ausgerichtet ist oder mit einem Neigungswinkel zu der Ebene angeordnet ist, wobei der Neigungswinkel nicht mehr als 60°, vorzugsweise nicht mehr als 45°, besonders bevorzugt nicht mehr als 30° beträgt. Je geringer der Neigungswinkel zwischen der Oberfläche des Umlenkelements 11 und der Ebene 21, desto geringer ist die benötigte Baulänge. Oder anders ausgedrückt: die Oberfläche des Umlenkelements 11 liegt im wesentlichen in einer Querebene, die in einem Winkel von 45° bis zu 90°, vorzugsweise von 60°bis zu 90° besonders bevorzugt von 75° bis zu 90° zur Längsachse 10 ausgerichtet ist.
  • Die an das Umlenkelement 11 anschliessenden Wandelemente 8, 9 begrenzen einen von der ersten Öffnung 12 ausgehenden, sich in Richtung der Längsachse 10 erstreckenden Kanal. Mit dem Ausdruck "an das Umlenkelement anschliessend" soll gemeint sein, dass das zweite und das dritte Wandelement 8, 9 in Richtung der Längsachse gegenüberliegend zum ersten Wandelement 2 angeordnet sind, das heisst in Strömungsrichtung stromabwärts des ersten Wandelements 2 angeordnet sind.
  • Eine zweite Öffnung ist in der Umlenkoberfläche an Seite, die der zweiten Seitenwand 4 des Wandelements 2 zugewendet ist, vorgesehen, wobei das zweite oder das dritte Wandelement 8, 9 an die zweite Öffnung anschliessen. Das zweite und dritte Wandelement 8, 9 begrenzt denselben Kanal, der auch von der ersten Öffnung 12 ausgeht.
  • Angrenzend an die erste Öffnung 12 sind somit ein zweites und ein drittes Wandelement 8, 9 angeordnet. Die zweiten und dritten Wandelemente 8, 9 erstrecken sich in Richtung der Längsachse 10 und weisen je eine Innenwand 81, 91 und eine Aussenwand 82, 92 auf, welche sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse 10 erstrecken. Das zweite Wandelement 9 weist die Innenwand 81 und die Aussenwand 82 auf. Das dritte Wandelement weist die Innenwand 91 und die Aussenwand 92 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Innenwände 81, 91 und Aussenwände 82, 92 in Richtung der Längsachse, also in Zeichnungsrichtung in vertikaler Richtung. Jede der Innenwände 81, 91 und Aussenwände 82, 92 kann einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand 3, 4 des ersten Wandelements 2 einschliessen. Die erste Öffnung 12 ist zwischen den Innenwänden 81, 91 der zweiten und dritten Wandelemente 8, 9 angeordnet. Eine zweite Öffnung 13 und eine optionale dritte Öffnung 14 sind ausserhalb einer der Aussenwände 82, 92 des zweiten oder dritten Wandelements 8, 9 angeordnet. Die zweite Öffnung 13 sowie die dritte Öffnung 14 sind in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand 4 des ersten Wandelements 2 zugewendet ist, vorgesehen. Insbesondere kann die Innenwand jedes Wandelements parallel zu dessen Aussenwand sein. Des Weiteren können die zweiten und dritten Wandelemente jeweils zueinander parallele Innenwände 81, 91 sowie Aussenwände 82, 92 aufweisen.
  • An das zweite und dritte Wandelement 8, 9 schliesst das erste Wandelement 102 des zweiten Einbaukörpers 101 an. Der zweite Einbaukörper 101 weist ein erstes Wandelement 102 auf, welches sich in Richtung der Längsachse 10 des Mischelements erstreckt und eine erste Seitenwand 103 und eine zweite Seitenwand 104 aufweist, die der ersten Seitenwand 103 gegenüberliegend angeordnet ist. Die erste Seitenwand 103 und die zweite Seitenwand 104 sind im Wesentlichen parallel zur Längsachse 10 angeordnet.
  • Ein Umlenkelement 111 ist angrenzend an das erste Wandelement 102 angeordnet. Das Umlenkelement 111 weist eine sich in Querrichtung zum Wandelement 102 beidseitig desselben erstreckende Umlenkoberfläche auf. Eine erste Öffnung 112 ist in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand 104 des Wandelements 102 zugewendet ist, vorgesehen. Angrenzend an die erste Öffnung 112 sind ein zweites und ein drittes Wandelement 108, 109 in Richtung der Längsachse 10 gegenüberliegend zum ersten Wandelement 102 angeordnet. Das heisst, das zweite und dritte Wandelement 108, 109 befinden sich stromabwärts des ersten Wandelements 102. Das zweite und dritte Wandelement 108, 109 begrenzen einen von der ersten Öffnung 112 ausgehenden, sich in Richtung der Längsachse 10 erstreckenden Kanal. Eine zweite Öffnung 113, 114 ist in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der ersten Seitenwand 103 des Wandelements 102 zugewendet ist, vorgesehen. An die zweite Öffnung 113, 114 schliessen das zweite oder das dritte Wandelement 108, 109 an.
  • Angrenzend an die erste Öffnung 112 sind ein zweites Wandelement 108 und ein drittes Wandelement 109 angeordnet. Die zweiten und dritten Wandelemente 108, 109 erstrecken sich in Richtung der Längsachse 10 des Mischelements. Das zweite Wandelement weist eine Innenwand 181 und eine Aussenwand 182 auf und das dritte Wandelement weist eine Innenwand 191 und eine Aussenwand 192 auf. Die Aussenwände 182, 192 und die Innenwände 181, 191 erstrecken sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse 10 des Mischelements. Sie sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils parallel zueinander. Jede der Innenwände 181, 191 und Aussenwände 182, 192 schliessen einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand 103, 104 des ersten Wandelements 102 ein, im vorliegenden Fall 90°. Die erste Öffnung 112 ist zwischen den Innenwänden 181, 191 der zweiten und dritten Wandelemente 108, 109 angeordnet und zumindest eine zweite Öffnung 113, 114 ist ausserhalb einer der Aussenwände 182, 192 des zweiten oder dritten Wandelements 108, 109 angeordnet. Die zweite Öffnung 113 und/oder eine dritte Öffnung 114 sind in der Umlenkoberfläche an der Seite vorgesehen, die der zweiten Seitenwand 104 des ersten Wandelements 102 zugewendet ist.
  • Der das erste Wandelement 102, das Umlenkelement 111 sowie das zweite und dritte Wandelement 108, 109 enthaltende zweite Einbaukörper 101 ist um die Längsachse 10 um einen Winkel von 10° bis zu und einschliesslich 180, in dem speziellen Beispiel von 180°, in Bezug auf den ersten Einbaukörper 1 verdreht angeordnet.
  • Der erste Einbaukörper 1 und der zweite Einbaukörper 101 haben gleichen Aufbau, das heisst sie enthalten dieselben Wandelemente und dieselben Umlenkelemente, die in jeweils gleichen Winkeln und Abständen zueinander angeordnet sind.
  • Der erste Einbaukörper 1 und der zweite Einbaukörper 101 sind über eine Mehrzahl von gemeinsamen Stegelementen 15, 16, 17, 18 miteinander verbunden.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines Mischelements nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau des Mischelements unterscheidet sich nicht wesentlich vom Mischelement gemäss Fig. 1, daher werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. Nachfolgend soll auch nur auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 eingegangen werden. Von dem Mischelement sind wiederum ein erster Einbaukörper 1 und ein zweiter Einbaukörper 101 gezeigt. Die Einbaukörper sind zum Einbau in ein Mischergehäuse mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt bestimmt. Der Querschnittsverlauf der Innenwand des nicht dargestellten Mischergehäuses ist mit einer strichpunktierten Linie angedeutet. Der Durchmesser des Mischergehäuses ist mit einer Bezugslinie 36 dargestellt.
  • Fig. 3a bis Fig. 3d zeigen je eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Mischelements gemäss der Erfindung. Das Mischelement 100 enthält Einbaukörper, wie in Fig. 2 dargestellt. Alle Einbaukörper sind miteinander durch Stegelemente 15, 16, 17, 18 verbunden. Des weiteren enthält das Mischelement 100 ein Einlasselement 50, welches die Einlasskanäle 51, 52 für die zu mischenden Komponenten enthält. Das Mischverhältnis der beiden Komponenten kann gleich 1:1 sein, sich aber auch unterscheiden, das heisst ungleich 1:1 sein. Die Komponenten können im Verhältnis von 2:1 bis und mit 20:1, insbesondere 4:1 bis und mit 10:1 mischbar sein.
  • Das Einlasselement 50 ist stromaufwärts des ersten Einbaukörpers 1 angeordnet. Das Einlasselement 50 und der Einbaukörper 1 sind über ein Verbindungselement 60 miteinander verbunden. Das Einlasselement 50 weist einen Körper 57 auf, der umfangsseitig im Mischergehäuse dichtend aufnehmbar ist. Der Körper 57 weist einen ersten Einlasskanal 51 und einen zweiten Einlasskanal 52 auf. Jeder der Einlasskanäle 51, 52 weist eine Eintrittsöffnung 53, 54 und eine Austrittsöffnung 55, 56 auf, sodass die entsprechende Komponente durch den entsprechenden Einlasskanal 51, 52 von der Eintrittsöffnung 53, 54 zur Austrittsöffnung 55, 56 leitbar ist. Der erste Einlasskanal 51 verläuft räumlich getrennt zum zweiten Einlasskanal 52. Der erste Einlasskanal 51 mündet in eine Vorkammer 58. Die Vorkammer 58 ist von der Auslassseite 59 des Körpers 57, des Verbindungselements 60, der Innenwand des Mischergehäuses sowie dem ersten Einbaukörper begrenzt, Der zweite Einlasskanal 52 erstreckt sich von der Austrittsöffnung 56 in einen Innenraum 61 des Verbindungselements 60. Ein Fortsetzungskanal 62 mündet vom Innenraum 61 des Verbindungselements 60 in einen Mischraum 65 des ersten Einbaukörpers 1.
  • Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Einbaukörper 1 gemäss Fig. 2. Das erste Wandelement 2 sowie die Stegelemente 15, 16, 17, 18 sind geschnitten. Im Schnitt gemäss Fig. 4 ist das Umlenkelement 11 sichtbar. Das Umlenkelement 11 enthält die erste Öffnung 12, die in Fig. 4 linksseitig des ersten Wandelements 2 angeordnet ist, das heisst auf der Seite von dessen ersten Seitenwand 3. Auf der gegenüberliegenden Seite, also der zweiten Seitenwand 4, sind die zweite Öffnung 13 und die dritte Öffnung 14 angeordnet. Die erste Öffnung 12 ist in Bezug auf die zweite und dritte Öffnung 13, 14 versetzt angeordnet. Zwischen der zweiten und dritten Öffnung ist ein Teilelement 26 des Umlenkelements angeordnet. Das Fluid, welches auf das Teilelement 26 auftrifft, wird in Richtung der zweiten Öffnung 13 und der dritten Öffnung 14 umgelenkt. Umfangsseitig wird die zweite Öffnung 13 und die dritte Öffnung 14 durch das Mischergehäuse 99 begrenzt.
  • Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die zweiten und dritten Wandelemente 8, 9 des Einbaukörpers 1. Die Blickrichtung ist in Strömungsrichtung, sodass das erste Wandelement 102 des Einbaukörpers 101 sichtbar ist. An das erste Wandelement 102 des Einbaukörpers 101 schliesst das Umlenkelement 111 an. Das Umlenkelement 111 enthält eine erste Öffnung 112, welche auf der Seite der zweiten Seitenwand 104 angeordnet ist. Auf der Seite der ersten Seitenwand 103 sind eine zweite Öffnung 113 und eine dritte Öffnung 114 angeordnet. Die zweite Öffnung 113 und die dritte Öffnung 114 sind versetzt zur ersten Öffnung 112 angeordnet. Die ersten zweiten und dritten Öffnungen 112, 113, 114 sind derart angeordnet, dass gegenüberliegend zu jeder der Öffnung je ein Teilelement angeordnet ist, also gegenüberliegend zur ersten Öffnung 112 ein erstes Teilelement 126, gegenüberliegend zur zweiten Öffnung 113 ein zweites Teilelement 127 und gegenüberliegend zur dritten Öffnung ein drittes Teilelement 128.
  • Fig. 6a und Fig. 6b zeigen einen Schnitt durch ein Einlasselement 50 eines statischen Mischers und ein Mischelement 100 gemäss Fig.3a bis Fig. 3d. Der statische Mischer umfasst ein Mischergehäuse 99, in welchem das Mischelement 100 und das Einlasselement 50 aufgenommen ist. Das Mischergehäuse 99 ist in einem Halteelement 98 aufgenommen, welches zur Verbindung mit einer hier nicht dargestellten Kartusche dient. Fig. 6a zeigt einen Längschnitt durch den statischen Mischer, der entlang dessen Längsachse 10 gelegt ist. Der Schnitt ist derart gelegt, dass der Stutzen 63, welcher den Einlasskanal 51 enthält, nicht sichtbar ist, weil dieser Stutzen 63 vor der Zeichnungsebene zu liegen kommt. Der Stutzen 64, welcher den Einlasskanal 52 enthält, ist sichtbar.
  • Das Kappenelement 66, welches Teil des Körpers 57 des Einlasselements ist, ist in dem Mischergehäuse gehalten. Durch das Kappenelement 66 verlaufen die Einlasskanäle 51, 52, welche in Fig. 6b sichtbar ist. Das Kappenelement 66 kann einen umlaufenden Vorsprung 72 aufweisen, der entlang des Mantels 71 des Kappenelements 66 verläuft. Der Vorsprung 72 ist in einer entsprechenden Ausnehmung 97 des Mischergehäuses 99 aufgenommen. Das Kappenelement 66 kann verliersicher in dem Mischergehäuse 99 gehalten werden. Eine Drehung des Kappenelements 66 relativ zum Mischergehäuse 99 ist aber möglich, um zu gewährleisten, dass das Mischelement 50 korrekt auf die Auslässe der Kartusche aufgesetzt werden kann. Hierzu werden die Stutzen 63, 64 auf die entsprechenden Auslässe aufgesetzt oder in die entsprechenden Auslässe eingesetzt, sodass die Stutzen 63, 64 die Auslässe umschliessen oder die Auslässe die Stutzen 63, 64 einschliessen.
  • Ein Flanschelement 67 dient als Auflage für das Mischergehäuse 99. Das Mischergehäuse 99 ist zweistufig aufgebaut. Der Einlassteil 96 des Mischergehäuses 99 weist einen grösseren Innendurchmesser auf als der Hauptteil 95 des Mischergehäuses. Der Hauptteil 95 des Mischergehäuses 99 enthält die Einbaukörper des Mischelements, der Einlassteil 96 das Kappenelement 66 des Körpers 57 des Einlasselements 50. Das Flanschelement ist auch in einem Halteelement 98 aufgenommen. Das Flanschelement 67 bildet auch die Auflage des Endes des Einlassteils 96 des Mischelements. Das Halteelement 98 dient dazu, den statischen Mischer an der Kartusche zu befestigen. Üblicherweise ist das Halteelement 98 hierzu mit Bayonettbefestigungsmitteln versehen.
  • Der Einlasskanal 51 verläuft innerhalb des Stutzens 63 und setzt sich durch das Flanschelement 67 in das Kappenelement 66 fort. Der Einlasskanal 51 beginnt somit an der Eintrittsöffnung 53 und endet an der Austrittsöffnung 55. Der Einlasskanal 52 verläuft innerhalb des Stutzens 64 und setzt sich durch das Flanschelement 67 in das Kappenelement 66 fort. Der Einlasskanal 52 beginnt somit an der Eintrittsöffnung 54 und endet an der Austrittsöffnung 56. Vom Einlasskanal 52 führt ein Fortsetzungskanal 62 in den Innenraum 61 des Verbindungselements 60. Das Verbindungselement 60 kann insbesondere als das erste Wandelement des ersten Einbaukörpers 1 ausgebildet sein. Insbesondere kann sich der der zweite Einlasskanal 52 im Innenraum 61 des Verbindungselements 60 verengen. Der zweite Einlasskanal 52 erstreckt sich im Innenraum 61 des Verbindungselements 60 von einer Eintrittsseite 75 zu einer Austrittsseite 76. Der Einlasskanal 52 weist einen lichten Durchmesser auf, der kontinuierlich von der Eintrittsseite 75 bis zur Austrittsseite 76 abnimmt.
  • Zwischen der ersten Austrittsöffnung 55 und dem Verbindungselement 60 kann in der Vorkammer 58 ein Leitelement vorgesehen sein. Dieses Leitelement ist zeichnerisch nicht dargestellt. Das Leitelement kann beispielsweise als Wehrelement ausgebildet sein. Die aus der Austrittsöffnung 55 austretende Komponente wird entlang dieses Wehrelements umgelenkt und geteilt. Dieses Wehrelement kann balkenförmig ausgebildet sein. Ein Beispiel für ein derartiges Wehrelement findet sich in EP0885651 A1 , dort als Trennkante bezeichnet. Insbesondere kann das Leitelement die erste Austrittsöffnung 55 zumindest teilweise abdecken.
  • Der erste Einlasskanal 51 des Einlasselements 50 weist an der Austrittsöffnung 55 eine Querschnittsfläche auf, die sich von der Querschnittsfläche des zweiten Einlasskanals 52 an der Austrittsöffnung 56 unterscheidet. Ein derartiges Einlasselement 50 wird für Komponenten eingesetzt, die im Verhältnis von 2:1 bis und mit 20:1, insbesondere 4:1 bis und mit 10:1 mischbar sind.
  • Fig. 7a und Fig. 7b zeigen je einen Schnitt durch ein vollständiges Mischelement 100, welches im Mischergehäuse 99 aufgenommen ist. Das Mischergehäuse 99 ist aus einem Einlassteil 96 und einem Hauptteil 95 aufgebaut. Der Einlassteil 96 enthält das Einlasselement 50 des Mischelements 100. Der Hauptteil 95 enthält die Einbaukörper 1, 101 des Mischelements 100. Das Mischergehäuse hat ein Einlassende 94 und ein Auslassende 93. Zwei oder mehrere Komponenten treten in das Mischergehäuse über das Einlasselement getrennt voneinander ein und werden im ersten Einbaukörper 1 miteinander in Kontakt gebracht. Die Wandelemente des Einbaukörpers dienen der Aufteilung des Komponentenstroms und die Umlenkelemente der Umlenkung des Komponentenstroms, das heisst der Herbeiführung einer örtlichen Umschichtung des Komponentenstroms. Durch die sich über die Länge des Mischelements fortsetzende Teilung und Umlenkung des Komponentenstroms werden die Komponenten durchmischt. Am Auslassende 93 des Mischergehäuses 99 tritt eine homogene Füllmasse aus.
  • Die Stegelemente 15, 16, 17, 18 halten alle Einbaukörper des Mischelements 100 miteinander verbunden. Jedes der Stegelemente erhöht die Biegesteifigkeit des statischen Mischers. Des Weiteren kann durch die Stegelemente verhindert werden, dass es im Betrieb des Mischers zum Bruch des Mischelements kommt, insbesondere wenn mindestens zwei Mischelemente auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Wandelemente angeordnet sind. Des Weiteren ist während der Herstellung des Einbaukörpers im Spritzgiessverfahren über das Stegelement gewährleistet, dass die Polymerschmelze vom ersten Einbaukörper 1 zu dem ersten und allen weiteren stromabwärts angeordneten Einbaukörpern 101 fliessen kann. Ohne die Stegelemente bestünde der Übergang vom Wandelement 8 bzw. 9 zu dem stromabwärts gelegenen Wandelement 102 nämlich ausschliesslich in der gemeinsamen Schnittfläche sowie einer allfälligen Verstärkung derselben. Das heisst, die Schnittfläche besteht in diesem Fall aus zwei Quadraten, die eine Seitenlänge, die der Wandstärke 7 entspricht, aufweisen würden. Die gesamte Polymerschmelze für die stromabwärts gelegenen Einbaukörper müsste diese Drosselstellen passieren, was zu lokalen Druckspitzen im Werkzeug führen würde. Zudem würde sich in den Bereichen der Wandelemente, die im Einsatz nahe an dem rohrförmigen Gehäuse zu liegen kommen würden, eine lange Verweilzeit der Polymerschmelze ergeben, was zu Veränderungen der Polymerschmelze und unter Umständen zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften und Inhomogenität führen würde, sodass im Stand der Technik nur durch die Verwendung einer treibmittelhaltigen Schmelze zum Erzeugen einer geschäumten Struktur ein derartiges Mischelement hergestellt werden kann.
  • Aus diesem Grund werden gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels die Stegelemente zur Weiterleitung der Polymerschmelze im Herstellungsverfahren von einem Einbaukörper zu jedem der benachbarten Einbaukörper vorgesehen.
  • Der statische Mischer ist üblicherweise aus Kunststoff gefertigt, mittels welchem sich im Spritzgiessverfahren selbst vergleichsweise komplizierte Geometrien realisieren lassen. Insbesondere für statische Mischer umfassend eine Mehrzahl von Einbaukörpern weist die Gesamtheit der Einbaukörper 1, 101 eine Längenabmessung 24 auf und jede der Querschnittsflächen 23, 123 eine Wandstärke 7. Das Verhältnis von Längenabmessung 24 zu Wandstärke 7 beträgt mindestens 40, vorzugsweise mindestens 50, besonders bevorzugt mindestens 75. Für die bevorzugte Verwendung von statischen Mischern für kleine Mengen an Füllmasse ist die Wandstärke 7 kleiner als 3 mm, vorzugsweise kleiner als 2 mm, besonders bevorzugt kleiner als 1,5 mm. Die Gesamtheit der Einbaukörper 1,101 weist eine Längenabmessung 24 zwischen 5 und 500 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 300 mm, bevorzugt zwischen 50 und 100 mm auf.
  • Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch das Mischelement auf der Höhe des Fortsetzungskanals. Der Schnitt enthält das Halteelement 98 in teilweise geschnittener Form mit den Codierungselementen und den Teilen eines Bayonettverschlusses, mittels welchem das Halteelement 98 mit einer Mehrkomponentenkartusche verbunden werden kann. Innerhalb des Halteelements 98 ist das Kappenelement 66 angeordnet, welches Teil des Mischergehäuses 99 ist. Das Kappenelement 66 hat eine mittig angeordnete kreisförmige Öffnung 70, in welcher das Verbindungselement 60 aufgenommen ist. Das Verbindungselement 60 füllt die Öffnung nicht vollständig aus, sondern hat zwei Ausnehmungen, welche den Innenraum des Verbindungselements 61 bilden. Diese Ausnehmungen sind in Fig. 10 im Detail dargestellt. Die Ausnehmungen sind die fluidführenden Kanäle, durch welche die zu mischenden Komponenten den Einbaukörpern des Mischelements zugeführt werden.
  • Fig. 9 zeigt ein Detail von Fig. 8, nämlich die Öffnung 70 im Kappenelement 66. In der Öffnung 70 befindet sich das Verbindungselement 60, welches zwei Ausnehmungen 73, 74 enthält, welche den Innenraum des Verbindungselements 61 ausbilden. Die Ausnehmung 73 ist für die Komponente mit dem grösseren Volumenstrom vorgesehen, die Ausnehmung 74 dient als Kanal für die Komponente mit dem kleineren Volumenstrom. Die Ausnehmung 74 stellt damit einen Schnitt durch den Fortsetzungskanal 62 dar. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis der Querschnittsflächen der Ausnehmung 73 zu der Ausnehmung 74, also das Verhältnis der restlichen freien Querschnittsfläche zur der Querschnittsfläche des Fortsetzungskanals 62 zwischen 4:1 und 5:1. Insbesondere beträgt die Querschnittsfläche der Ausnehmung 73 2.8 mm2 und die Querschnittsfläche der Ausnehmung 74 0.6 mm2.
  • Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch das Mischelement entlang der Auslassseite des Körpers 57, welcher die Einlasskanäle 51, 52 (siehe Fig. 6b) enthält. Die Austrittsöffnung 55 des Einlasskanals 51 mündet in die Vorkammer 58, welche sich zwischen dem Verbindungselement 60 und der Auslassseite 59 des Körpers 57 erstreckt. Die Austrittsöffnung 56 des Einlasskanals 52 ist durch die Auslassseite 59 bildende Wandelemente 77 von der Vorkammer 58 getrennt, sodass die beiden Komponenten in der Vorkammer noch nicht in Kontakt kommen. Die Wandelemente 77, welche den zum Verbindungselement 60 führenden Verbindungskanal 78 begrenzen, sind in Fig. 11 im Detail dargestellt. Das Verhältnis der Querschnittsflächen der Vorkammer 58 zu dem Verbindungskanal 78 wie im vorliegenden Schnitt dargestellt, beträgt mindestens 5:1, wobei in der Vorkammer 58 die Komponente mit dem grösseren Volumenstrom enthalten ist. Insbesondere kann nach einem Ausführungsbeispiel die Querschnittsfläche der Vorkammer 32.4 mm2 betragen, die Querschnittsfläche des Verbindungskanals 78 6.2 mm2 betragen. Die Querschnittsfläche der zur Austrittsöffnung 55 gehörigen Eintrittsöffnung 53, die in Fig. 6b dargestellt ist, beträgt dann 15.9 mm2. Die Querschnittsfläche der zur Austrittsöffnung 56 gehörigen Eintrittsöffnung 54 die in Fig. 6b dargestellt ist, beträgt dann 2.8 mm2. Für dieses Ausführungsbeispiel beträgt das Volumen der beiden Komponenten im Einlassbereich, das heisst von der entsprechenden Eintrittsöffnung 53, 54 bis zum Eintritt in den ersten Einbaukörper des Mischelements für die Komponente mit dem grösseren Volumenstrom 171 mm3 und für die Komponente mit dem kleineren Volumenstrom 28 mm3. Dies entspricht einem Verhältnis von ungefähr 6:1.
  • Fig. 11 zeigt ein Detail von Fig. 10, nämlich die Wandelemente 77, welche den zum Verbindungselement 60 führenden Verbindungskanal 78 begrenzen. Insbesondere zeigt Fig. 11, dass ich der Verbindungskanal 78 von der Austrittsöffnung 56 bis zum Eintritt in den Innenraum des Verbindungselements 61 verengt. Diese Verengung kann insbesondere durch zumindest abschnittsweise konische Kanalwände erfolgen.
  • Das Verhältnis der Querschnittsfläche des Fortsetzungskanals und der restlichen freien Querschnittsfläche in einer Schnittebene, die normal zur Längsachse gelegt ist und am Mischereintritt angeordnet ist, beträgt mindestens 4:1. Das Mischungsverhältnis der Komponenten kann 4:1, aber auch nach einem alternativen Ausführungsbeispiel mindestens 5:1 betragen, es kann auch mindestens 10:1 betragen oder sogar noch darüber liegen. Für alle Mischungsverhältnisse der Komponenten wird vorzugsweise ein Mischelement mit denselben Abmessungen verwendet. Die nachfolgenden zusätzlichen geometrischen Bedingungen gelten somit in analoger Weise für Querschnittsverhältnisse von 5:1 bis 10:1 oder darüber.
  • Das Mischergehäuse gemäss eines Ausführungsbeispiels weist einen Absatz auf, auf welchem die Auslassseite des Körpers aufliegt. Insbesondere kann die Schnittebene zwischen diesem Absatz und dem ersten Einbaukörper angeordnet sein.
  • Unmittelbar im Anschluss an die Austrittsöffnung kann das Querschnittsflächenverhältnis der für die Komponenten an dieser Stelle zur Verfügung stehenden Querschnittsflächen mindestens 5:1 betragen. Das Verhältnis der Querschnittsflächen der Eintrittsöffnungen liegt bei mindestens 5:1.
  • Die Querschnittsfläche der Einlassöffnung zu der Querschnittsfläche im Anschluss an die Auslassöffnung nimmt für zumindest eine der Komponenten um zumindest das Doppelte zu. Insbesondere nimmt die Querschnittsfläche von der Einlassöffnung zu der Querschnittsfläche im Anschluss an die Auslassöffnung für jede der Komponenten um zumindest das Doppelte zu.

Claims (15)

  1. Mischelement (100) für einen statischen Mischer zum Einbau in ein rohrförmiges Mischergehäuse (99), wobei das Mischelement eine Längsachse (10) aufweist, entlang derer zumindest ein erster und ein zweiter Einbaukörper (1,101) hintereinander angeordnet sind, wobei ein Einlasselement (50) vorgesehen ist, welches stromaufwärts des ersten Einbaukörpers (1) angeordnet ist, wobei das Einlasselement (50) und der erste Einbaukörper (1) über ein Verbindungselement (60) miteinander verbunden sind, wobei das Einlasselement (50) einen Körper (57) aufweist, der umfangsseitig im Mischergehäuse (99) dichtend aufnehmbar ist, wobei der Körper (57) einen ersten Einlasskanal (51) und einen zweiten Einlasskanal (52) aufweist, wobei der erste Einlasskanal (51) eine erste Eintrittsöffnung (53) und eine erste Austrittsöffnung (55) aufweist, wobei der zweite Einlasskanal (52) eine zweite Eintrittsöffnung (54) und eine zweite Austrittsöffnung (56) aufweist sodass die entsprechende Komponente durch den entsprechenden Einlasskanal (51, 52) von der Eintrittsöffnung (53, 54) zur Austrittsöffnung (55, 56) leitbar ist und der erste Einlasskanal (51) räumlich getrennt zum zweiten Einlasskanal (52) verläuft, wobei der erste Einlasskanal (51) in eine Vorkammer (58) mündet, wobei die Vorkammer (58) von der Auslassseite (59) des Körpers (57), des Verbindungselements (60), der Innenwand des Mischergehäuses sowie dem ersten Einbaukörper (1) begrenzt ist, wobei sich der zweite Einlasskanal (52) von der Austrittsöffnung (56) in einen Innenraum (61) des Verbindungselements (60) erstreckt und ein Fortsetzungskanal (62) vom Innenraum (61) des Verbindungselements (60) in einen Mischraum (65) des ersten Einbaukörpers (1) mündet, wobei das Verhältnis der restlichen freien Querschnittsfläche zur Querschnittsfläche des Fortsetzungskanals (62) in einer Schnittebene, die normal zur Längsachse gelegt ist und am Mischereintritt angeordnet ist, mindestens 4:1 beträgt.
  2. Mischelement nach Anspruch 1, wobei der zweite Einlasskanal (52) sich im Innenraum (61) des Verbindungselements (60) verengt.
  3. Mischelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der zweite Einlasskanal (52) im Innenraum (61) des Verbindungselements (60) von einer Eintrittsseite (75) zu einer Austrittsseite (76) erstreckt, wobei der zweite Einlasskanal (52) einen lichten Durchmesser aufweist, der kontinuierlich von der Eintrittsseite (75) bis zur Austrittsseite (76) abnimmt.
  4. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unmittelbar im Anschluss an die Austrittsöffnung (55, 56) das Querschnittsflächenverhältnis der für die Komponenten an dieser Stelle zur Verfügung stehenden Querschnitte mindestens 5:1 beträgt.
  5. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Querschnittsflächen der Eintrittsöffnungen mindestens 5:1 ist.
  6. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querschnittsfläche der Einlassöffnung zu der Querschnittsfläche im Anschluss an die Auslassöffnung (55) für zumindest eine der Komponenten um zumindest das Doppelte zunimmt.
  7. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Einbaukörper (1) ein erstes Wandelement (2) aufweist, welches sich in Richtung der Längsachse (10) erstreckt und eine erste Seitenwand (3) und eine zweite Seitenwand (4) aufweist, die der ersten Seitenwand (3) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das erste Wandelement (2) das Verbindungselement (60) ausbildet.
  8. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Umlenkelement (11) angrenzend an das erste Wandelement (2) angeordnet ist und das Umlenkelement (11) eine sich in Querrichtung zum ersten Wandelement (2) beidseitig des Wandelements (2) erstreckende Umlenkoberfläche aufweist, wobei eine erste Öffnung (12) in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der ersten Seitenwand (3) des ersten Wandelements (2) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei angrenzend an die erste Öffnung (12) ein zweites und ein drittes Wandelement (8, 9) angeordnet sind, wobei die zweiten und dritten Wandelemente (8, 9) sich in Richtung der Längsachse (10) erstrecken und je eine Innenwand (81, 91) und eine Aussenwand (82, 92) aufweisen, welche sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse (10) erstrecken und jede der Innenwände (81, 91) und Aussenwände (82, 92) einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand (3, 4) des ersten Wandelements (2) einschliessen, wobei die erste Öffnung (12) zwischen den Innenwänden (81, 91) der zweiten und dritten Wandelemente (8, 9) angeordnet ist und eine zweite Öffnung (13, 14) ausserhalb einer der Aussenwände (82, 92) des zweiten oder dritten Wandelements (8, 9) angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung (13, 14) in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand (4) des ersten Wandelements (2) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei an das zweite und dritte Wandelement (8, 9) ein erstes Wandelement (102) eines zweiten Einbaukörpers (101) anschliesst.
  9. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Einbaukörper (101) das erste Wandelement (102) aufweist, welches sich in Richtung der Längsachse (10) erstreckt und eine erste Seitenwand (103) und eine zweite Seitenwand (104) aufweist, die der ersten Seitenwand (103) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei ein Umlenkelement (111) angrenzend an das erste Wandelement (102) angeordnet ist und das Umlenkelement (111) eine sich in Querrichtung zum Wandelement (102) beidseitig des Wandelements (102) erstreckende Umlenkoberfläche aufweist, wobei eine erste Öffnung (112) in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand (104) des Wandelements (102) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei angrenzend an die erste Öffnung (112) ein zweites und ein drittes Wandelement (108, 109) angeordnet sind, wobei die zweiten und dritten Wandelemente (108, 109) sich in Richtung der Längsachse (10) erstrecken, und je eine Innenwand (181, 191) und eine Aussenwand (182, 192) aufweisen, welche sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse (10) erstrecken und jede der Innenwände (181, 191) und Aussenwände (182, 192) einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand (103, 104) des ersten Wandelements (102) einschliessen, wobei die erste Öffnung (112) zwischen den Innenwänden (181, 191) der zweiten und dritten Wandelemente (108, 109) angeordnet ist und eine zweite Öffnung (113, 114) ausserhalb einer der Aussenwände (182, 192) des zweiten oder dritten Wandelements (108, 109) angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung (113, 114) in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand (104) des ersten Wandelements (102) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei der das erste Wandelement (102), das Umlenkelement (111) sowie das zweite und dritte Wandelement (108, 109) enthaltende zweite Einbaukörper (101) um die Längsachse (10) um einen Winkel von 10° bis zu und einschliesslich 180° in Bezug auf den ersten Einbaukörper (1) verdreht angeordnet ist.
  10. Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehr als fünf Einbaukörper über ein gemeinsames Stegelement (15, 16, 17, 18) miteinander verbunden sind.
  11. Statischer Mischer, enthaltend ein Mischelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein Mischergehäuse (99), welches das Mischelement umgibt.
  12. Mehrkomponentenkartusche, welche zwei Kartuschenauslässe zur Aufnahme und fluiddichten Verbindung des jeweiligen Kartuschenauslasses mit den Eintrittsöffnungen (53, 54) eines Mischelements (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist sowie ein Halteelement (98) zur verliersicheren Aufnahme des Mischergehäuses (99).
  13. Mehrkomponentenkartusche nach Anspruch 12 für Komponenten, die im Verhältnis von 2:1 bis und mit 20:1, insbesondere 4:1 bis und mit 10:1 mischbar sind.
  14. Verwendung eines Mischelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 zur Vermischung von fliessfähigen Komponenten.
  15. Verwendung eines Mischelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 zur Vermischung von Mehrkomponentenklebstoffen, Dichtmassen oder dentalen Abformmassen.
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