EP3634612B1 - Mischgerät zum vorbereiten einer einsatzfähigen masse sowie arbeitsverfahren damit - Google Patents

Mischgerät zum vorbereiten einer einsatzfähigen masse sowie arbeitsverfahren damit Download PDF

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EP3634612B1
EP3634612B1 EP19759282.7A EP19759282A EP3634612B1 EP 3634612 B1 EP3634612 B1 EP 3634612B1 EP 19759282 A EP19759282 A EP 19759282A EP 3634612 B1 EP3634612 B1 EP 3634612B1
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EP
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mixing
cartridge
rod
coupling element
tubular
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/213—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts characterised by the connection with the drive
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    • B01F27/88—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with a separate receptacle-stirrer unit that is adapted to be coupled to a drive mechanism
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    • B01F31/40—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with an axially oscillating rotary stirrer
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    • B01F33/5011—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use portable during use, e.g. hand-held
    • B01F33/50112—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use portable during use, e.g. hand-held of the syringe or cartridge type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/40—Mounting or supporting mixing devices or receptacles; Clamping or holding arrangements therefor
    • B01F35/42—Clamping or holding arrangements for mounting receptacles on mixing devices
    • B01F35/422—Clamping or holding arrangements for mounting receptacles on mixing devices having a jaw-type or finger-type shape
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    • B01F35/40—Mounting or supporting mixing devices or receptacles; Clamping or holding arrangements therefor
    • B01F35/43—Supporting receptacles on frames or stands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2305—Mixers of the two-component package type, i.e. where at least two components are separately stored, and are mixed in the moment of application

Definitions

  • the invention relates to a mixing device for preparing a usable mass consisting of at least one component, which is to be mixed before use, in a cartridge with a tubular mixing rod and a system and working method with this mixing device and cartridge.
  • Cartridges in particular two-component or multi-component cartridges with the features mentioned at the beginning, are generally known in the prior art.
  • Such cartridges are used to prepare and dispense a usable sealing compound, adhesive compound, potting compound or the like; one-component compounds that are heterogeneous or inhomogeneous can be mixed up or homogenized before they are used.
  • a basic component is stored in a storage and mixing space and, for example, a hardener in the tubular mixing rod is stored separately from the basic component.
  • a coupling arrangement which can be used to quickly connect and disconnect an impeller shaft to a drive shaft.
  • a quick connection mounting device for a mobile pump system or generator system is known.
  • the GB 931,263 A describes an apparatus for mixing small quantities of flowable chemical materials, such as in a laboratory in which large complex mixing machines are impractical, the device having a holder of a vessel container for eccentric rotation in a motor-driven dynamic bearing and the dynamic bearing having an upwardly opening elastic cup, the lower end of the container in its upper end slidably accommodates.
  • an automatic mixer for injecting and mixing an accelerating agent into a cartridge containing a starting agent with filler, the accelerating agent being contained in a hollow rod equipped with an injection and mixing head.
  • a device for transmitting a reciprocating movement of a drive element to an impeller in a conditioning container in which the rotary movement is achieved by a helical twisting of a flat profile in a corresponding guide.
  • the mixer described above is from the DE 20 2005 005 150 U1 known.
  • the cartridge holder is designed in such a way that the cartridge with its cylindrical storage and mixing space is inserted upside down into this cartridge holder in a corresponding cylindrical holder with the mixing rod first, with a small edge resting on a circumferential seat at the end of the cartridge down from the mixing rod.
  • the cartridge is then firmly clamped with this small edge in the cartridge receptacle by a clamping piece via a bayonet lock.
  • a pneumatic cylinder is provided in this clamping piece, which loads a pressure ram onto the compensating piston of the storage and mixing space of the cartridge.
  • the object of the invention is therefore based on a mixing device according to DE 20 2005 005 150 U1 to simplify and automate the insertion of the cartridge.
  • the aim is to make it possible to insert and dispense a cartridge to be mixed or a ready-mixed cartridge with automated handling means (robots).
  • the holder for the coupling element of the mixing rod has at least two, preferably three clamping arms, which are designed to be clamped around the plate-shaped coupling element in order to be able to transmit a torque to the mixing rod, the plate-shaped coupling element and thus the rotary drive of the mixing rod is simplified in such a way that a simple manual handling or also by means of robots becomes possible.
  • the preferred three clamping arms span the plate-shaped coupling element in such a way that a torque can be transmitted to the mixing rod.
  • a second proximity sensor is arranged on the holder for the coupling element of the mixing rod, which can detect the approach of the coupling element of a cartridge and trigger the clamping of the plate-shaped coupling element.
  • the clamping arms are designed so that they can be clamped around the plate-shaped coupling element about pivot axes arranged tangentially to the axis of rotation oriented coaxially to the mixing rod, a high holding force can be exerted on the plate-shaped coupling element Coupling element and thus a safe torque transmission can be guaranteed.
  • the pivot axes for the clamping arms can also be oriented slightly adjusted to the tangential direction to the axis of rotation, whereby a secure clamping of the plate-shaped coupling element for torque transmission is still possible.
  • the clamping arms are designed to be actuatable with a second pneumatic cylinder, the clamping forces can be generated pneumatically.
  • the cartridge receptacle has a clamping means with which the cartridge can be clamped on the bottle neck-like section, the clamping of the cartridge in the mixer is simplified and can be triggered in a force-operated manner, for example pneumatically.
  • the cartridge can be fed laterally to the clamping means without critical manipulation of the elongated cartridge with the mixing rod from one end.
  • the cartridge can, for example, be gripped by a robot at the cylindrical storage and mixing space and inserted radially to the axis of the joint with its longitudinal axis between the jaws of the clamping device.
  • the jaw tongs preferably have approximately semi-cylindrical receptacles for the bottle neck-like section.
  • the receptacles can also be designed prismatic or polygonal in order to be able to securely grasp the bottle neck-like section of the cartridge.
  • a first proximity sensor is arranged on the clamping means, which can detect the approach of a cartridge and trigger the clamping of the cartridge, the clamping of the cartridges can be automated when the cartridge is fed in accordingly.
  • At least one component is accommodated in a cartridge in the storage and mixing space and the other component is accommodated in the tubular mixing rod a push-in cylinder assigned to the push-in rod receptacle is provided for pushing the push-in rod into the tubular mixing rod.
  • FIG. 1 a mixing device for preparing a ready-to-use sealing compound or adhesive compound is shown in a side view.
  • a cartridge 5 is positioned in the mixer, but not yet clamped.
  • the cartridge 5 has a storage and mixing space 51 with a compensating piston 52 (see Fig. 4 ) on, in which a first component (basic component B) of the mass to be prepared is included.
  • a first component basic component B
  • Fig. 4 it can be seen in the partially sectioned illustration that the cartridge 5 has a bottle neck-like section 53 at its end pointing downwards, in which a tubular mixing rod 6 is guided so as to be rotatable and laterally displaceable. In the basic position, the cartridge 5 is to be fed to the mixing device with a tubular mixing rod 6 that protrudes far.
  • the tubular mixing rod 6 At its end oriented in the storage and mixing space 51, the tubular mixing rod 6 has a mixing head 61 which ensures that when the mixing rod 6 is rotated, the mass received in the storage and mixing space 51 is mixed.
  • a plate-shaped coupling element 62 At the outward end of the tubular mixing rod 6, a plate-shaped coupling element 62 is provided.
  • the other component for example a hardener H, is accommodated in the tubular mixing rod 6.
  • the mixing device has a cartridge receptacle 1 for inserting the cartridge 5 to be prepared.
  • the cartridge receptacle 1 has a lower receptacle 11 which has a clamping means 17 with which the cartridge 5 can be clamped on the bottle neck-like section 53.
  • the mixer is shown with the clamping means 17 still open.
  • the clamping means 17 has two jaw tongs 171, 172 which can be pivoted relative to one another about a joint 173.
  • Semi-cylindrical receptacles 174 are provided in each of the first clamping jaw 171 and the second clamping jaw 172, so that the bottle neck-like section 53 of the cartridge 5 can be securely clamped and held by the clamping means 17.
  • a first pneumatic cylinder 18 is provided, which in the illustrated embodiment (see in particular Fig. 2 ) the second clamping jaw 172 can be adjusted relative to the first clamping jaw 171 about the joint 173.
  • a first proximity sensor 19 is provided on the clamping means 17. This recognizes the insertion of the bottle neck-like section 53 of the cartridge 5 into the Clamping means 17, as it is in Fig. 1 , 2 and 3 and 3a is shown, and closes the first pneumatic cylinder 18 for clamping the cartridge 5 with compressed air applied, that is to say the clamping means 17.
  • the cartridge receptacle 1 has an upper element 12, on which an impression cylinder 13 with an impression plate 14 connected to it is provided.
  • This upper element 12 of the cartridge receptacle 1 lies just above the cartridge 5 to be inserted, so that after the cartridge 5 has been inserted in the mixer, the counter-pressure cylinder 13 can be activated and its counter-pressure plate 14 can load onto the compensating piston 52 in the cartridge 5.
  • switching cams 15 are provided on the upper element 12 of the cartridge receptacle 1 to control the stroke movement of the mixing rod for complete mixing of the mass received in the cartridge 5 in the storage and mixing space 51 by the mixing head 61 of the tubular mixing rod 6 to the size of the cartridge used to vote.
  • a fixedly arranged holder 2 for the plate-shaped coupling element 62 of the mixing rod 6 is provided on the mixing device, on which the mixing rod 6 is received rotatably but fixed in the longitudinal direction.
  • three clamping arms 21 are provided on the holder 2, which are oriented around pivot axes 22 which are tangential to the longitudinal axis of the cartridge 5 or the axis of rotation of the device. The three clamping arms 21 can be pivoted in a force-operated manner about these pivot axes 22 via a second pneumatic cylinder 23.
  • a second proximity sensor 24 is provided on the holder 2, which activates the second pneumatic cylinder 23 for clamping the plate-shaped coupling element 62 by the clamping arms 21 when the plate-shaped coupling element 62 of the tubular mixing rod 6 approaches.
  • a pressing rod 31 held in a pressing-in rod receptacle 3 is pushed in from below by means of a pressing-in cylinder (not shown) Introduced (below the holder 2) into the tubular mixing rod 6 and thus a component received there in a sealed section 63 of the tubular mixing rod 6, for example the hardener H, is injected into the storage and mixing space 51.
  • the push-in rod 31 of the push-in rod receptacle 3 is withdrawn again after the other component H has been introduced.
  • the increase in volume in the storage and mixing space 51 due to the pressing in of the second components H is compensated for by the impression cylinder 13 with the impression plate 14.
  • changes in volume during the mixing process are compensated for by the counter-pressure cylinder 13, which loads evenly.
  • the mixing process now takes place pneumatically actuated via the mixing stroke cylinder 16 and the rotary drive of the holder 2 by means of, for example, a pneumatic drive means 4.
  • the switching cams 15 with associated switching valves for the pneumatic mixing stroke cylinder 16 effect a complete mixing of the storage and mixing space 51 with the two components B and H now accommodated thereon, while the pneumatic drive means 4, via clamping by means of three clamping arms 21 of the holder 2, the rotary movement on the mixing rod 6 and thus the mixing head 61.
  • the clamping arms 21 are opened by releasing the second pneumatic cylinder 23, so that the plate-shaped coupling element 62 of the mixing rod 6 is exposed and the upper element 12 of the cartridge holder 1 with its counter-pressure cylinder 13 and counter-pressure plate 14 is lifted out of the cartridge 5.
  • the clamping means 17 is then opened as soon as the cartridge 5 is gripped, for example, by a robot arm. The robot can now convey the ready-to-use prepared sealant or adhesive in the cartridge 5 to the application device.
  • a clamping means 17 with semi-cylindrical receptacles 174 on a first clamping jaw 171 and a second clamping jaw 172 advantageously enables a secure and easy-to-use clamping option for the cartridge 5 on the bottle neck-like section 51.
  • the holder 2 provided with clamping arms 21 also enables the transfer and clamping of the mixing rod 6 by means of the plate-shaped coupling element 62 to be automated.
  • sealing compounds or adhesive compounds from at least two components received in corresponding cartridges can thus be mixed reliably and with constant quality and thus prepared for use, with the feeding and removal of the cartridges being highly automated and, for example, carried out by robots.
  • a complex and manual insertion of the cartridges into the previously known mixing devices with manual clamping of the cartridge by inserting the upper element into a bayonet guide and aligning the cartridge with the tubular mixing rod for the holder 2 is no longer necessary.
  • the Movement sequences can be carried out safely with conventional robots.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Masse bestehend aus wenigstens einer Komponente, die vor dem Einsatz zu durchmischen ist, in einer Kartusche mit einem rohrförmigen Mischstab sowie ein System und Arbeitsverfahren mit diesem Mischgerät und Kartusche.
  • Kartuschen, insbesondere zweikomponentige oder mehrkomponentige mit den eingangs genannten Merkmalen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Beispielhaft wird auf die DE 198 28 351 A1 , US 3,735,900 sowie US 6,213,631 B1 verwiesen.
  • Derartige Kartuschen werden zum Vorbereiten und Ausgeben einer einsatzfähigen Dichtmasse, Klebstoffmasse, Vergussmasse oder dergleichen verwendet, dabei können einkomponentige Massen, die heterogen oder inhomogen sind, vor ihrem Einsatz aufgemischt bzw. homogenisiert werden. Bei zwei- oder mehrkomponentigen Massen ist eine Basiskomponente in einem Vorrats- und Mischraum und beispielsweise ein Härter in dem rohrförmigen Mischstab getrennt von der Basiskomponente bevorratet.
  • Aus der US 2006/0099028 A1 ist eine Kuppelungsanordnung bekannt, die zum schnellen Verbinden und Lösen einer Laufradwelle an einer Antriebswelle verwendet werden kann. Insbesondere ist aus der der US 2011/0142536 A1 eine Schnellanschlussmontagevorrichtung für ein mobiles Pumpensystem oder Generatorsystem bekannt.
  • Des Weiteren ist aus der US 2011/0269557 A1 ein System und Verfahren zum Verbinden von Windturbinenwellen bekannt.
  • Die GB 931,263 A beschreibt eine Vorrichtung zum Mischen kleiner Mengen fließfähiger chemischer Materialien, wie beispielsweise in einem Labor, in dem große komplexe Mischmaschinen nicht praktikabel sind, wobei die Vorrichtung eine Halterung eines Gefäßbehälters zum exzentrischen Drehen in einer von einem Motor angetriebenen, dynamischen Lagerung aufweist und die dynamische Lagerung einen sich nach oben öffnenden elastischen Becher aufweist, der das untere Ende des Behälters in seinem oberen Ende verschiebbar aufnimmt.
  • Aus der EP 1 994 977 A1 ist ein automatischer Mischer zum Einspritzen und Mischen eines Beschleunigungsmittels in eine ein Ausgangsmittel enthaltende Kartusche mit Spachtelmasse bekannt, wobei das Beschleunigungsmittel in einer mit einem Injektions- und Mischkopf ausgestatteten hohlen Stange enthalten ist.
  • Aus der CH 440 897 A ist eine Einrichtung zur Übertragung einer hin- und hergebenden Bewegung eines Antriebselements auf einen Rührflügel in einem Konditionierungsbehälter bekannt, bei der die Drehbewegung durch eine schraubenförmige Verdrehung eines Flachprofils in einer entsprechenden Führung erreicht wird.
  • Das eingangs beschriebene Mischgerät ist aus der DE 20 2005 005 150 U1 bekannt. Dabei ist die Kartuschenaufnahme so ausgestaltet, dass die Kartusche mit ihrem zylindrischen Vorrats- und Mischraum in einer entsprechenden zylindrischen Aufnahme mit dem Mischstab voran kopfüber in diese Kartuschenaufnahme eingesetzt wird, wobei ein kleiner Rand am vom Mischstab abwärtigen Ende der Kartusche auf einem umlaufenden Sitz aufliegt. Danach wird die Kartusche mit diesem kleinen Rand in der Kartuschenaufnahme durch ein Spannstück über einen Bajonettverschluss fest verspannt. In diesem Spannstück ist ein Pneumatikzylinder vorgesehen, der einen Druckstempel auf den Ausgleichskolben des Vorrats- und Mischraumes der Kartusche auflastet.
  • Eine automatische Steuerung für Mischhubbewegungen bei einem derartigen Mischgerät ist in der DE 297 08 716 U1 beschrieben.
  • Ferner ist am anderen Ende der Kartusche am auswärtigen Ende des Mischstabes darauf zu achten, dass das dort vorgesehene Kuppelelement so von der Vorrichtung gehalten wird, dass der Eindrückstab koaxial in den Mischstab einführbar ist.
  • Diese Vorgänge sind manuell aufwendig durchzuführen, womit stets eine entsprechend eingewiesene Bedienperson an dem Gerät tätig sein muss.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend von einer Mischvorrichtung gemäß DE 20 2005 005 150 U1 das Einlegen der Kartusche zu vereinfachen und zu automatisieren. Dabei soll das Einlegen und Ausgeben von einer zu mischenden Kartusche bzw. einer fertig gemischten Kartusche mit automatisierten Handhabungsmitteln (Robotern) möglich gemacht werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Mischgerät gemäß Anspruch 1, einem Mischsystem gemäß Anspruch 9 und einem Arbeitsverfahren nach Anspruch 10.
  • Dadurch, dass die Halterung für das Kuppelelement des Mischstabes mindestens zwei, bevorzugt drei Spannarme aufweist, die das tellerförmige Kuppelelement umspannbar ausgebildet sind, um ein Drehmoment auf den Mischstab übertragen zu können, wird das tellerförmige Kuppelelement und damit der Drehantrieb des Mischstabes derart vereinfacht, dass eine einfache manuelle Handhabung oder auch mittels Robotern möglich wird. Die bevorzugten drei Spannarme umspannen das tellerförmige Kuppelelement so, dass ein Drehmoment auf den Mischstab übertragen werden kann. Um den Einspannvorgang konstruktiv einfach zu automatisieren, ist an der Halterung für das Kuppelelement des Mischstabes ein zweiter Näherungssensor angeordnet, der die Annäherung des Kuppelelementes einer Kartusche erfassen und das Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes auslösen kann.
  • Wenn die Spannarme um tangential zur koaxial zum Mischstab orientierter Drehachse angeordnete Schwenkachsen um das tellerförmige Kuppelelement umspannbar ausgebildet sind, kann eine hohe Haltekraft auf das tellerförmige Kuppelelement und somit eine sichere Drehmomentübertragung gewährleistet werden. Selbstverständlich können die Schwenkachsen für die Spannarme auch leicht verstellt zur Tangentialrichtung zur Drehachse orientiert werden, womit weiterhin ein sicheres Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes zur Drehmomentübertragung möglich ist. Wenn die Spannarme mit einem zweiten Pneumatikzylinder betätigbar ausgebildet sind, können die Spannkräfte pneumatisch erzeugt werden.
  • Dadurch, dass die Kartuschenaufnahme ein Spannmittel aufweist, mit dem die Kartusche am Flaschenhals-artigen Abschnitt einspannbar ist, wird das Einspannen der Kartusche im Mischgerät vereinfacht und kann kraftbetätigt ausgelöst werden, beispielsweise pneumatisch.
  • Wenn das Spannmittel zwei um ein Gelenk schwenkbare Backenzangen mit Aufnahmen für den Flaschenhals-artigen Abschnitt aufweisen, kann die Kartusche seitlich dem Spannmittel zugeführt werden, ohne dass dabei kritische Handhabungen der langgestreckten Kartusche mit dem Mischstab von einem Ende her erfolgen müssen. Die Kartusche kann beispielsweise von einem Roboter am zylindrischen Vorrats- und Mischraum ergriffen und radial zur Achse des Gelenkes mit seiner Längsachse zwischen den Backenzangen des Spannmittels eingeführt werden. Bevorzugt weisen die Backenzangen annähernd halbzylindrische Aufnahmen für den Flaschenhals-artigen Abschnitt auf. Selbstverständlich können die Aufnahmen auch prismatisch oder mehreckig gestaltet sein, um den Flaschenhals-artigen Abschnitt der Kartusche sicher fassen zu können.
  • Wenn am Spannmittel ein erster Näherungssensor angeordnet ist, der die Annäherung einer Kartusche erfassen und das Einspannen der Kartusche auslösen kann, kann das Einspannen der Kartuschen bei einer entsprechenden Zuführung der Kartusche automatisiert werden.
  • Um zwei- oder mehrkomponentige Massen mit dem Mischgerät vermischen zu können, sind in einer Kartusche im Vorrats- und Mischraum wenigstens eine Komponente und im rohrförmigen Mischstab die andere Komponente aufgenommen, wobei ein in den rohrförmigen Mischstab einführbarer Eindrückstab, eine Eindrückstabaufnahme zur Halterung des Eindrückstabes und ein der Eindrückstabaufnahme zugeordneter Eindrückzylinder zum Eindrücken des Eindrückstabes in den rohrförmigen Mischstab vorgesehen sind.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Darin zeigt:
    • Fig. 1
    ein Mischgerät mit noch nicht eingespannter Kartusche in Seitenansicht,
    Fig. 2
    diese Situation in Draufsicht,
    Fig. 3
    diese Situation in räumlicher Ansicht sowie
    Fig. 3a
    in vergrößerter Detailansicht,
    Fig. 4
    in teils geschnittener Darstellung einer Frontalansicht des Mischgerätes mit fest eingespannter Kartusche und
    Fig. 5
    diese Situation in räumlicher Ansicht sowie in
    Fig. 5a
    in vergrößerter Detailansicht.
  • In Fig. 1 ist ein Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Dichtmasse bzw. Klebstoffmasse in einer Seitenansicht dargestellt. Im Mischgerät ist eine Kartusche 5 positioniert, jedoch noch nicht verspannt. Die Kartusche 5 weist einen Vorrats- und Mischraum 51 mit einem Ausgleichskolben 52 (siehe Fig. 4) auf, in dem eine erste Komponente (Basiskomponente B) der vorzubereitenden Masse aufgenommen ist. In Fig. 4 ist in der teils geschnittenen Darstellung erkennbar, dass die Kartusche 5 an ihrem nach unten zeigenden Ende einen Flaschenhals-artigen Abschnitt 53 aufweist, in dem ein rohrförmiger Mischstab 6 drehbar und lateral verschiebbar geführt ist. In der Grundstellung ist die Kartusche 5 mit einem weit vorstehenden, rohrförmigen Mischstab 6 dem Mischgerät zuzuführen. Der rohrförmige Mischstab 6 hat an seinem im Vorrats- und Mischraum 51 orientierten Ende einen Mischkopf 61, der dafür sorgt, dass beim Drehen des Mischstabes 6 die im Vorrats- und Mischraum 51 aufgenommene Masse vermischt wird. Am auswärtigen Ende des rohrförmigen Mischstabes 6 ist ein tellerförmiges Kuppelelement 62 vorgesehen. Im rohrförmigen Mischstab 6 ist die andere Komponente, beispielsweise ein Härter H, aufgenommen.
  • Das Mischgerät weist eine Kartuschenaufnahme 1 zum Einsetzen der vorzubereitenden Kartusche 5 auf. Dabei hat die Kartuschenaufnahme 1 eine untere Aufnahme 11, die ein Spannmittel 17 aufweist, mit dem die Kartusche 5 am Flaschenhals-artigen Abschnitt 53 einspannbar ist. In Fig. 3 und im Detail in Fig. 3a ist das Mischgerät mit noch geöffneten Spannmittel 17 dargestellt. Das Spannmittel 17 weist dabei zwei zueinander um ein Gelenk 173 schwenkbare Backenzangen 171, 172 auf. In der ersten Spannbacke 171 und der zweiten Spannbacke 172 sind jeweils halbzylindrische Aufnahmen 174 vorgesehen, so dass der Flaschenhals-artige Abschnitt 53 der Kartusche 5 sicher vom Spannmittel 17 eingespannt und gehalten werden kann.
  • Zur Betätigung des Spannmittels 17 ist ein erster Pneumatikzylinder 18 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe insbesondere Fig. 2) die zweite Spannbacke 172 relativ zur ersten Spannbacke 171 um das Gelenk 173 verstellen kann. Um das Einspannen der Kartusche 5 an ihrem Flaschenhals-artigen Abschnitt 53 im Spannmittel 17 zu automatisieren, ist ein erster Näherungssensor 19 am Spannmittel 17 vorgesehen. Dieser erkennt das Einführen des Flaschenhals-artigen Abschnittes 53 der Kartusche 5 in das Spannmittel 17, so wie es in Fig. 1, 2 und 3 sowie 3a gezeigt ist, und schließt den ersten Pneumatikzylinder 18 zum Einspannen der Kartusche 5 mit Druckluft beaufschlagt, also das Spannmittel 17.
  • Ferner weist die Kartuschenaufnahme 1 ein oberes Element 12 auf, an dem ein Gegendruckzylinder 13 mit einem damit verbundenen Gegendruckteller 14 vorgesehen ist. Dieses obere Element 12 der Kartuschenaufnahme 1 liegt knapp oberhalb der einzusetzenden Kartusche 5, so dass nach dem Einsetzen der Kartusche 5 in dem Mischgerät der Gegendruckzylinder 13 aktiviert werden kann und seinen Gegendruckteller 14 auf den Ausgleichskolben 52 in der Kartusche 5 auflasten kann. An dem Gegendruckteller 14 sind am oberen Element 12 der Kartuschenaufnahme 1 Schaltnocken 15 vorgesehen, um die Hubbewegung des Mischstabes zum vollständigen Durchmischen der in der Kartusche 5 im Vorrats- und Mischraum 51 aufgenommenen Masse durch den Mischkopf 61 des rohrförmigen Mischstabes 6 auf die jeweils eingesetzte Kartuschengröße abzustimmen.
  • Ferner ist an dem Mischgerät eine ortsfest angeordnete Halterung 2 für das tellerförmige Kuppelelement 62 des Mischstabes 6 vorgesehen, an der der Mischstab 6 drehbar aber in Längsrichtung fixiert aufgenommen ist. Dafür sind an der Halterung 2 drei Spannarme 21 vorgesehen, die um Schwenkachsen 22, die tangential zur Längsachse der Kartusche 5 bzw. Drehachse der Vorrichtung orientiert sind. Die drei Spannarme 21 sind über einen zweiten Pneumatikzylinder 23 um diese Schwenkachsen 22 kraftbetätigt verschwenkbar.
  • Ferner ist ein zweiter Näherungssensor 24 an der Halterung 2 vorgesehen, der bei Annäherung des tellerförmigen Kuppelelementes 62 des rohrförmigen Mischstabes 6 den zweiten Pneumatikzylinder 23 zum Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes 62 durch die Spannarme 21 aktiviert.
  • Sollte beim Einsetzen der Kartusche 5 das untere Ende des rohrförmigen Mischstabes 6, also das tellerförmige Kuppelelement 62 nicht auf der Halterung 2 aufliegen, wird dies unmittelbar durch eine erste Betätigung eines Mischhubzylinders 16 also eine Abbewegung der gesamten Kartuschenaufnahme 1 mit der darin aufgenommenen Kartusche 5 und somit des daran nach unten vorstehenden rohrförmigen Mischstabes 6 bewirkt (siehe Fig. 5 und im Detail Fig. 5a).
  • Sobald dann mit der Berührung des tellerförmigen Kuppelelementes 62 an der Halterung 2 über den zweiten Näherungssensor 24 die drei Spannarme 21 mittels zweitem Pneumatikzylinder 23 das tellerförmige Kuppelelement 62 umschließend fest hält, wird ein in einer Eindrückstabaufnahme 3 gehalterter Eindrückstab 31 mittels eines nicht gezeigten Eindrückzylinders von unten (unterhalb der Halterung 2) in den rohrförmigen Mischstab 6 eingeführt und somit ein dort in einem abgedichteten Abschnitt 63 des rohrförmigen Mischstabes 6 aufgenommene Komponente, beispielsweise der Härter H, in den Vorrats- und Mischraum 51 injiziert. Der Eindrückstab 31 der Eindrückstabaufnahme 3 wird nach Einbringen der anderen Komponente H wieder zurückgezogen. Die Volumenzunahme im Vorrats- und Mischraum 51 durch das Einpressen der zweiten Komponenten H wird von den Gegendruckzylinder 13 mit Gegendruckteller 14 ausgeglichen. Ebenso werden Volumenveränderungen beim Mischvorgang durch den gleichmäßig auflastetenden Gegendruckzylinder 13 ausgeglichen.
  • Nun erfolgt pneumatisch betätigt über Mischhubzylinder 16 und Drehantrieb der Halterung 2 mittels eines beispielsweise pneumatischen Antriebsmittels 4 der Mischvorgang. Dabei bewirken die Schaltnocken 15 mit zugeordneten Umschaltventilen für den pneumatischen Mischhubzylinder 16 eine vollständige Durchmischung des Vorrats- und Mischraumes 51 mit den beiden nunmehr darauf aufgenommenen Komponenten B und H, während das pneumatische Antriebsmittel 4 über die Einspannung mittels dreier Spannarme 21 der Halterung 2 die Drehbewegung auf den Mischstab 6 und somit den Mischkopf 61 überträgt.
  • Nach Durchführung der erforderlichen Mischzyklen werden die Spannarme 21 durch Freigeben des zweiten Pneumatikzylinders 23 geöffnet, so dass das tellerförmige Kuppelelement 62 des Mischstabes 6 frei liegt und das obere Element 12 der Kartuschenaufnahme 1 mit seinem Gegendruckzylinder 13 und Gegendruckteller 14 aus der Kartusche 5 herausgehoben wird. Anschließend wird das Spannmittel 17 dann geöffnet, sobald die Kartusche 5 beispielsweise von einem Roboterarm ergriffen wird. Nun kann der Roboter die einsatzfähig vorbereitete Dicht- bzw. Klebstoffmasse in der Kartusche 5 zur Apliziervorrichtung befördern.
  • Vorteilhaft wird durch die Ausbildung eines Spannmittels 17 mit halbzylindrischen Aufnahmen 174 an einer ersten Spannbacke 171 und einer zweiten Spannbacke 172 eine sichere und leicht bedienbare Einspannmöglichkeit für die Kartusche 5 am Flaschenhals-artigen Abschnitt 51 ermöglicht. Somit können auch Roboter die Handhabung der Kartuschen, nämlich das Zuführen der Kartusche zum Mischgerät sowie das Abnehmen fertig vorbereiteter Kartuschen vom Mischgerät ausführen.
  • Ergänzend wird durch die mit Spannarmen 21 versehene Halterung 2 auch die Übertragung und Einspannung des Mischstabes 6 mittels des tellerförmigen Kuppelelementes 62 automatisierbar.
  • Mit dem anmeldungsgemäßen Mischgerät können somit in entsprechenden Kartuschen aufgenommene Dichtmassen bzw. Klebstoffmassen aus wenigstens zwei Komponenten zuverlässig und mit gleichbleibender Qualität vermischt und somit zum Einsatz vorbereitet werden, wobei das Zuführen und Abnehmen der Kartuschen hochgradig automatisierbar und beispielsweise von Robotern durchgeführt werden kann. Ein aufwendiges und manuelles Einführen der Kartuschen in die bisher bekannten Mischgeräte mit einer manuellen Einspannung der Kartusche durch Einsetzen des oberen Elementes in eine Bajonettführung und das Ausrichten der Kartusche mit dem rohrförmigen Mischstab zur Halterung 2 ist somit nunmehr nicht mehr erforderlich. Die Bewegungsabläufe können mit herkömmlichen Robotern sicher durchgeführt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kartuschenaufnahme
    11
    untere Aufnahme
    12
    oberes Element
    13
    Gegendruckzylinder
    14
    Gegendruckteller
    15
    Schaltnocken
    16
    Mischhubzylinder
    17
    Spannmittel
    171
    erste Spannbacke
    172
    zweite Spannbacke
    173
    Gelenk
    174
    halbzylindrische Aufnahme
    18
    erster Pneumatikzylinder
    19
    erster Näherungssensor
    2
    Halterung
    21
    Spannarm
    22
    Schwenkachse
    23
    zweiter Pneumatikzylinder
    24
    zweiter Näherungssensor
    3
    Eindrückstabaufnahme
    31
    Eindrückstab
    4
    pneumatisches Antriebsmittel
    5
    Kartusche
    51
    Vorrats- und Mischraum
    52
    Ausgleichskolben
    53
    Flaschenhals-artigen Abschnitt
    6
    rohrförmiger Mischstab
    61
    Mischkopf
    62
    tellerförmiges Kuppelelement
    63
    abgedichteter Abschnitt
    B
    erste Komponente, Basiskomponente
    H
    zweite Komponente, Härter

Claims (11)

  1. Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Masse bestehend aus wenigstens einer Komponente (B oder H), die vor dem Einsatz zu durchmischen ist, in einer Kartusche (5) mit einem rohrförmigen Mischstab (6), wobei
    - die Kartusche (5) einen Vorrats- und Mischraum (51) mit Ausgleichskolben (52) für mindestens eine der Komponenten (B oder H) der Masse aufweist,
    - der rohrförmige Mischstab (6) an einem Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) der Kartusche (5) in den Vorrats- und Mischraum (51) drehbar und lateral verschiebbar eingreift,
    - der rohrförmige Mischstab (6) an seinem Ende im Vorrats- und Mischraum (51) einen Mischkopf (61) aufweist und
    - der rohrförmige Mischstab (6) am auswärtigen Ende ein tellerförmiges Kuppelelement (62) aufweist,
    mit
    - einer Kartuschenaufnahme (1) zum Einsetzen der vorzubereitenden Kartusche (5),
    - einem der Kartuschenaufnahme (1) zugeordneten Gegendruckzylinder (13) zur Druckbeaufschlagung des Ausgleichskolbens (52) der Kartusche (5),
    - einem Mischhubzylinder (16) zum lateralen Bewegen der Kartuschenaufnahme (1),
    - einer ortsfest angeordneten Halterung (2) für das Kuppelelement (62) des Mischstabes (6), das den Mischstab (6) drehbar aber in Längsrichtung fixiert aufnimmt, und
    - einem Antriebsmittel (4) zur Erzeugung einer Drehbewegung um eine Längsachse relativ zwischen Mischstab (6) und Kartusche (5),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) für das Kuppelelement (62) des Mischstabes (6) mindestens zwei, bevorzugt drei Spannarme (21) aufweist, die das tellerförmige Kuppelelement (62) umspannbar ausgebildet sind, um ein Drehmoment auf den Mischstab (6) übertragen zu können, wobei an der Halterung (2) für das Kuppelelement (62) des Mischstabes (6) ein zweiter Näherungssensor (24) angeordnet ist, der die Annäherung des Kuppelelement (62) einer Kartusche (5) erfassen und das Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes (62) auslösen kann.
  2. Mischgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannarme (21) um tangential zur koaxial zum Mischstab (6) orientierter Drehachse angeordnete Schwenkachsen (22) um das tellerförmige Kuppelelement (62) umspannbar ausgebildet sind.
  3. Mischgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannarme (21) mit einem zweiten Pneumatikzylinder (23) betätigbar ausgebildet sind.
  4. Mischgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartuschenaufnahme (1) ein Spannmittel (17) aufweist, mit dem die Kartusche (5) am Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) einspannbar ist.
  5. Mischgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (17) mit einem ersten Pneumatikzylinder (18) betätigbar ausgebildet ist.
  6. Mischgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (17) zwei um ein Gelenk (173) schwenkbare Backenzangen (171, 172) mit Aufnahmen für den Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) aufweist.
  7. Mischgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Backenzangen (171, 172) annähernd halbzylindrische Aufnahmen (174) für den Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) aufweisen.
  8. Mischgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Spannmittel (17) ein erster Näherungssensor (19) angeordnet ist, der die Annäherung einer Kartusche (5) erfassen und das Einspannen der Kartusche (5) auslösen kann.
  9. Mischsystem mit dem Mischgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche und einer Kartusche (5) mit einem rohrförmigen Mischstab (6), wobei
    - die Kartusche (5) einen Vorrats- und Mischraum (51) mit Ausgleichskolben (52) für mindestens eine der Komponenten (B oder H) der Masse aufweist,
    - der rohrförmige Mischstab (6) an einem Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) der Kartusche (5) in den Vorrats- und Mischraum (51) drehbar und lateral verschiebbar eingreift,
    - der rohrförmige Mischstab (6) an seinem Ende im Vorrats- und Mischraum (51) einen Mischkopf (61) aufweist und
    - der rohrförmige Mischstab (6) am auswärtigen Ende ein tellerförmiges Kuppelelement (62) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Vorrats- und Mischraum (51) wenigstens eine Komponente (B) und im rohrförmigen Mischstab (6) die andere Komponente (H) aufgenommen sind, wobei ein in den rohrförmigen Mischstab (6) einführbarer Eindrückstab (31), eine Eindrückstabaufnahme (3) zur Halterung des Eindrückstabes (31) und ein der Eindrückstabaufnahme (3) zugeordneter Eindrückzylinder (32) zum Eindrücken des Eindrückstabes (31) in den rohrförmigen Mischstab (6) vorgesehen sind.
  10. Arbeitsverfahren an einem Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Masse bestehend aus wenigstens einer Komponente (B oder H), die vor dem Einsatz zu durchmischen ist, in einer Kartusche (5) mit einem rohrförmigen Mischstab (6), wobei
    - die Kartusche (5) einen Vorrats- und Mischraum (51) mit Ausgleichskolben (52) für mindestens eine der Komponenten (B oder H) der Masse aufweist,
    - der rohrförmige Mischstab (6) an einem Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) der Kartusche (5) in den Vorrats- und Mischraum (51) drehbar und lateral verschiebbar eingreift,
    - der rohrförmige Mischstab (6) an seinem Ende im Vorrats- und Mischraum (51) einen Mischkopf (61) aufweist und
    - der rohrförmige Mischstab (6) am auswärtigen Ende ein tellerförmiges Kuppelelement (62) aufweist,
    mit
    - einer Kartuschenaufnahme (1) zum Einsetzen der vorzubereitenden Kartusche (5),
    - einem der Kartuschenaufnahme (1) zugeordneten Gegendruckzylinder (13) zur Druckbeaufschlagung des Ausgleichskolbens (52) der Kartusche (5),
    - einem Mischhubzylinder (16) zum lateralen Bewegen der Kartuschenaufnahme (1),
    - einer ortsfest angeordneten Halterung (2) für das Kuppelelement (62) des Mischstabes (6), das den Mischstab (6) drehbar aber in Längsrichtung fixiert aufnimmt, und
    - einem Antriebsmittel (4) zur Erzeugung einer Drehbewegung um eine Längsachse relativ zwischen Mischstab (6) und Kartusche (5),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (5) mit ihrem Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) einem Spannmittel (17) des Mischgerätes zugeführt und am Flaschenhals-artigen Abschnitt (53) mit diesem Spannmittel (17) eingespannt wird,
    wobei anschließend der Mischhubzylinder (16) zum Abbewegen der Kartuschenaufnahme (1) mit dem nach unten vorstehenden, rohrförmigen Mischstab (6) und seinem tellerförmigen Kuppelelement (62) angesteuert wird, bis das tellerförmige Kuppelelement (62) die Halterung (2) berührt,
    wobei die Annäherung des Kuppelelements (62) der Kartusche (5) von einem zweiten Näherungssensor (24) erfasst und dann das tellerförmige Kuppelelement (62) durch Spannarme (21) an der Halterung (2) eingespannt wird.
  11. Arbeitsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend durch Betätigen des Mischhubzylinders (16) und eines Drehantriebes an der Halterung (2) die in der Kartusche (5) im Vorrats- und Mischraum (51) enthaltene Masse (B, H) vermischt wird.
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