EP3971106B1 - Zweikomponentenkartusche - Google Patents

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EP3971106B1
EP3971106B1 EP21020460.8A EP21020460A EP3971106B1 EP 3971106 B1 EP3971106 B1 EP 3971106B1 EP 21020460 A EP21020460 A EP 21020460A EP 3971106 B1 EP3971106 B1 EP 3971106B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inner tube
tube
cartridge
component
inner container
Prior art date
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Active
Application number
EP21020460.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3971106A1 (de
Inventor
Thomas Prick
Oliver Kleindienst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dibau GmbH
Original Assignee
Dibau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dibau GmbH filed Critical Dibau GmbH
Publication of EP3971106A1 publication Critical patent/EP3971106A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3971106B1 publication Critical patent/EP3971106B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/32—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging two or more different materials which must be maintained separate prior to use in admixture
    • B65D81/325—Containers having parallel or coaxial compartments, provided with a piston or a movable bottom for discharging contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/32—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging two or more different materials which must be maintained separate prior to use in admixture
    • B65D81/3216—Rigid containers disposed one within the other
    • B65D81/3227—Rigid containers disposed one within the other arranged parallel or concentrically and permitting simultaneous dispensing of the two materials without prior mixing

Definitions

  • the invention relates to a system comprising a two-component cartridge and an inner container.
  • the invention relates to the structural design and the functionality of the two-component cartridge.
  • cartridges are known in particular for the application of plastic masses and pasty substances such as silicones, adhesives and the like.
  • the substance is pressed out of the cartridge with the help of a cartridge press.
  • a cartridge press In order to bring about a desired chemical reaction, it may be necessary to mix two substances together. In these cases, these components must be kept separate from each other prior to processing. For reasons of easier handling, it is often desirable to provide both components in a common cartridge.
  • Such two-component cartridges are known in different versions. For example, show DE 203 16 879 U1 , DE 298 07 938 U1 and U.S. 5,566,860 A Cartridges that can be filled with two components and have separate storage volumes for this purpose. With the known two-component cartridges, however, problems arise in the areas of filling, storage stability and warehousing.
  • the components can be provided with dyes, so that it can be read from a color change whether a mixture has taken place. This is particularly possible when one component is colored white and the other component is colored black, resulting in a gray coloration of the mixed product.
  • both components have similar colors, for example because a corresponding coloring of the components is not possible or because the mixed product has a must have a specific colour, the quality of the mixture is difficult to check on the basis of the color of the mixed product.
  • An object of the present invention is to eliminate one or more of the above disadvantages.
  • the two-component cartridge has an outer tube and an inner tube, which is located in the outer tube, and an inner chamber delimited by the inner tube and an outer chamber formed between the inner tube and the outer tube, the outer chamber serving to accommodate a first component.
  • the cartridge is characterized in that an inner container, which serves to hold the second component, can be inserted into the inner chamber.
  • the inner chamber serves to accommodate an inner container in which the second component is located.
  • the inner container can be inserted into the inner tube at any time, even just before the components are applied. It is therefore also possible with the two-component cartridge according to the invention to process such components, in particular such second components, which are comparatively chemically unstable, volatile and/or highly reactive. Since the inner containers can be stored separately, they can also be stored already prefilled and, if necessary, suitably packaged, for example in an airtight manner.
  • the invention enables the outer chamber to be filled with the first component and the inner container to be filled with the second component at different times and/or locations. In this way, production and warehousing of these parts can be optimized. In particular, separate storage of the cartridge housing and inner container is also possible. At the same time, there is an improvement in storage stability, since, for example, the cartridge housing with a first component that is stable in storage can be stored longer than the inner container with a second component that is less stable in storage. Larger quantities of cartridge housings can then be stored, for example, while the inner containers can be procured at shorter intervals if required.
  • the inner container can be connected to the inner tube in an exchangeable manner.
  • the inner container can therefore be changed if necessary. In this way, not only the cartridge housing can be used several times.
  • the inner container in particular the resulting mixing ratio of the components can also be changed in such an interchangeable system.
  • a change in the volume content and/or the cross section of the inner container used is possible.
  • the inner tube is connected to the outer tube in an exchangeable manner.
  • inner and outer chambers with different sized intake volumes and/or with different sized outlets (outlet openings) can be provided and it can be done changing the inner tube changes the ratio of the cross-sectional areas and/or the capacity of the inner chamber and the outer chamber to one another.
  • the cross-sectional area of the inner chamber can be enlarged/reduced, resulting in a reduction/enlargement of the cross-sectional area of the outer chamber.
  • an inner container of a specific size in particular with a specific cross-sectional area and a specific volume, can then be accommodated in the inner chamber.
  • the cross-sectional area and/or the capacity of the outer tube can be changed, so that the mixing ratio of the components can be changed in this way--even when using inner containers with identical cross-sections or volume contents.
  • inner containers can also be used not only with different volume contents but also with different cross-sectional areas of the outlet opening; in this way the mixing ratio of the two components can be further changed.
  • the ratio of both the capacity of the chambers and the cross-sectional areas of the outlet openings to one another can also be varied by changing the wall thickness of the inner tube.
  • the mixing ratio can also be varied, even if the capacity of the chambers remains the same, by changing the wall thickness of the inner container and the resulting change in the outlet opening of the inner container.
  • An embodiment of the two-component cartridge in which both the inner container can be connected to the inner tube in an exchangeable manner and the inner tube is connected to the outer tube in an exchangeable manner is particularly advantageous. In this way, you can easily exchange and use suitable, coordinated inner containers and inner tubes provide a large number of different volume and/or cross-sectional ratios for the mixing, dosing and application of the two-component mixture.
  • the ratio of the cross-sectional area (annular area) of the outer chamber to the cross-sectional area of the orifice exiting the inner chamber can be selected to provide an automatic mixing ratio of 8:1 (by volume).
  • both components are expressed together with one and the same means. In this way, not only is there forced mixing in the mixing nozzle connected to the cartridge, but also forced dosing of the component mixture when it is applied.
  • the inner container can be connected to the inner tube in an axially fixed manner, i.e. in such a way that movement of the inner container relative to the inner tube in the axial direction is precluded.
  • the assembly of the inner container in the cartridge takes place with the production of an axially fixed connection between the inner container and the inner tube. This axial lock ensures correct dosing of the mixture even with different pressure ratios.
  • means are provided for forced pre-mixing of the components inside the cartridge, so that already in the inner tube Mixing of the components takes place. Since in this case forced mixing of the components already leaves the inner tube at its outlet opening, only a shorter mixing section is required to achieve a homogeneous mixing result.
  • Such forced pre-mixing takes place according to a preferred embodiment of the invention in that the inner tube has a plurality of outlet openings for the first component coming from the inner container and a plurality of inlet openings, preferably arranged offset to the outlet openings, for the second component coming from the outer chamber such that that the components passing through these openings flow radially towards one another; and/or by placing a static mixer inside the nozzle of the cartridge.
  • the two-component cartridge 1 shown comprises a cylindrical outer tube 2 and a cylindrical inner tube 3 which is located in the outer tube 2 .
  • Inner tube 3 and outer tube 2 are connected to each other and form the cartridge housing.
  • the cartridge housing can be made in one piece or in several pieces.
  • the cartridge housing is preferably designed in two parts, in particular in such a way that the parts produced by means of a plastic injection molding process can be demoulded without any problems.
  • the cartridge housing according to the invention can be produced using conventional standard outer tubes 2 .
  • suitable inner tubes 3 only have to be made.
  • the inner tube 3 is interchangeably connected to the outer tube 2, so it can be changed if necessary.
  • the inner tube 3 rests with the outside of its end wall 4 on the inside of the end wall 5 of the outer tube 2, while the neck 6 of the inner tube, which extends axially from the end wall 4 3 extends into the neck 7 of the outer tube 2 extending axially from the end wall 5 .
  • the outer diameter of the neck 6 of the inner tube 3 is adapted to the inner diameter of the neck 7 of the outer tube 2 in such a way that the inner tube neck 6 can be inserted into the outer tube neck 7 and fastened there, forming a preferably detachable latching or snap connection.
  • the necks 6, 7 have suitable connecting elements for forming such a connection.
  • the inner container 8 can be connected to the inner tube 3 in an exchangeable manner, i.e. the inner container 8 can also be removed from the inner tube 3 again and, if necessary, exchanged for another inner container 8 .
  • the cartridge 1 further comprises an inner chamber 12 bounded by the inner tube 3 and an outer chamber 11 formed between the inner tube 3 and the outer tube 2 when the inner tube 3 is assembled, the outer chamber 11 serving to accommodate a first component, for example a base component.
  • the two separate chambers 11, 12 are arranged coaxially, namely "tube-in-tube". In this way, the cartridge 1 can be manufactured and used in a particularly simple manner.
  • a second component for example a hardener, which carries out a desired chemical reaction together with the base component, is located in an inner container 8 .
  • This inner container 8 can be inserted into the inner chamber 12 .
  • the inner container 8 is opened, for example by the outlet opening 9 of the inner container 8 being cut open.
  • the inner container 8 is then pushed into the inner tube 3 of the cartridge 1 from behind.
  • the inner container 8 lies with its outer wall in the inner tube 3 with a precise fit and with the outside of its end wall 10 on the inside of the end wall 4 of the inner tube 3 .
  • the outlet opening 9 of the inner container 8 is located at the head end of the inner container, in its end wall 10.
  • An outlet connection 13 is provided there for this purpose, which in the installed state fits exactly into a correspondingly shaped, central receiving opening 14 in the end wall 4 of the inner tube 3. Due to the conical or cone-shaped design of the outlet connector 13 and the corresponding design of the receptacle 14, a self-sealing transition from the inner container 8 to the inner tube 3 takes place in the assembled state.
  • the inner container 8 is axially fixed to the inner tube 3 .
  • the inner container 8 is screwed to the inner tube 3 and has a suitable external thread 15 which interacts with a corresponding internal thread 16 of the inner tube 3 .
  • the inner container 8 can also be connected in an axially fixed manner to the inner tube 3 in some other way.
  • a standard cartridge press can be used to press out the components, provided it is equipped with an appropriate press-out tool.
  • a suitable squeezing tool 20 has, instead of a piston with a circular ram, a split piston 21 with ram surfaces spaced apart from one another, which in the installed state have a ram ring 22 on the base 17 of the outer chamber 11 on the one hand and an inner ram 23 on the base 18 of the inner container 8 on the other act, but not on the inner tube 3 or its wall.
  • the 11 , 12 only the squeezing tool 20 is shown, but not the cartridge gun itself.
  • a nozzle 24 is screwed onto the neck 7 of the outer tube 2 and has a static helical mixer 25 in its interior. If there is no mixing of the components in the inner tube 3 (as in the alternative embodiment, as in 10 pictured), then an unmixed mass of components is added from the cartridge 1 to the helical mixer 25 of the mixing nozzle 24 .
  • the second component coming from the inner container 8 leaves the socket-shaped axially elongated receiving opening 14 running in the neck 6 of the inner tube as a central strand and is carried by the first component coming from the outer chamber 11, which is located in the annular space between the nozzle-shaped extended receiving opening 14 and the inner wall of the neck 6 of the inner tube 3 is formed, wrapped and embedded in it. Both components are thus brought together in the mouthpiece 30 of the inner tube 3 and leave the inner tube 3 at its outlet 31 in the neck 7 of the outer tube 2.
  • the components are preferably already mixed in the inner tube 3 .
  • Forced pre-mixing can take place in that the inner tube 3 in the area of its mouthpiece 30 not only conducts the second component further axially in the direction of the outlet 31, but instead in the axial continuation of the receiving opening 14 of the inner tube 3, directly to the outlet connection 13 of the inner container 8 subsequently, a plurality of outlet openings 32 running in the radial direction are provided, through which the second component flows radially from the inside outwards into the mouthpiece 30 of the inner tube 3 when the components are applied (arrow 34).
  • outlet openings 32 are, as in 8 illustrated, arranged offset to the inlet openings 33 of the inner tube 3, through which the first component flows radially from the outside inward from the outer chamber 11 into the mouthpiece 30 of the inner tube 3 during application (arrow 35).
  • the two components flow in opposite directions, which inevitably results in a first mixing of these components before they move further in the axial direction 26 in the direction of the outlet 31 , leave the cartridge 1 and pass into the mixing nozzle 24 .
  • the second component is no longer guided axially into the mouthpiece 30, where it is separated from the first component, which enters the mouthpiece 30 through inlet openings 33 in the inner tube 33, at the outlet 31 is sheathed, as in 10 pictured.
  • the two components are directed towards one another, namely both radially and offset from one another, so that premixing already takes place before leaving the cartridge 1 .
  • a static mixer can already be integrated inside the cartridge head, more precisely in the mouthpiece 30 of the inner tube 3 .
  • a mixer helix 27 is arranged immediately after the offset inlet and outlet openings 32, 33 of the inner tube 3, with its rear part still in the neck 6 of the inner tube 3, with its front part is already in the neck 7 of the outer tube 2 and ends with this.
  • the mixer helix 27 is manufactured as a separate component and can be inserted into the mouthpiece 30 of the inner tube 3 to form a latching or snap connection, for which purpose suitable connection elements are provided on the mixer helix 27 and the inner tube 3 .
  • the mixer helix 27 has a geometry that has three material guides 19 per mixing segment 28, while previously known mixers have only two material guides per mixing segment.
  • the twist direction change of the individual material guides 19 in the proposed mixer helix 27 takes place axially offset.
  • the mixer helix 27 has three mixing segments 28 arranged in axial succession, the rear mixing segment having a right-hand twist, the middle mixing segment a left-hand twist and the front mixing segment again a right-hand twist.
  • the twist direction change offset 29 is clearly recognizable at the transitions between the mixing segments 28 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Tubes (AREA)
  • Package Specialized In Special Use (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System umfassend eine Zweikomponentenkartusche und einen Innenbehälter. Insbesondere betrifft die Erfindung den konstruktiven Aufbau und die Funktionalität der Zweikomponentenkartusche.
  • Insbesondere für das Applizieren von plastischen Massen und pastösen Substanzen, wie Silikone, Klebstoffe und dergleichen, ist die Anwendung von Kartuschen bekannt. Dabei wird die Substanz mit Hilfe einer Kartuschenpresse aus der Kartusche herausgedrückt. Zum Hervorrufen einer gewünschten chemischen Reaktion kann es erforderlich sein, zwei Substanzen miteinander zu vermischen. In diesen Fällen müssen diese Komponenten vor der Verarbeitung getrennt voneinander aufbewahrt werden. Aus Gründen der einfacheren Handhabung ist es oft gewünscht, beide Komponenten in einer gemeinsamen Kartusche bereitzustellen.
  • Solche Zweikomponentenkartuschen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. So zeigen beispielsweise DE 203 16 879 U1 , DE 298 07 938 U1 und US 5 566 860 A Kartuschen, die mit zwei Komponenten befüllbar sind und zu diesem Zweck voneinander getrennte Aufnahmevolumen aufweisen. Bei den bekannten Zweikomponentenkartuschen ergeben sich jedoch Probleme in den Bereichen Befüllung, Lagerstabilität und Lagerhaltung.
  • Nachteilig bei den bekannten Zweikomponentenkartuschen ist es außerdem, daß das Verhältnis, in dem die Komponenten miteinander vermischt werden, konstruktionsbedingt festgelegt ist.
  • Darüber hinaus ist es für den Anwender bei den vorhandenen Zweikomponentenkartuschen oft nicht möglich, sicher festzustellen, ob bei der Applikation tatsächlich beide Substanzen vermischt aus der Kartusche austreten. Zwar können die Komponenten mit Farbstoffen versehen sein, so daß anhand einer Farbänderung abgelesen werden kann, ob eine Vermischung stattgefunden hat. Dies ist insbesondere dann gut möglich, wenn eine Komponente weiß und die andere Komponente schwarz gefärbt ist, so daß sich eine Graufärbung des Mischprodukts ergibt. Weisen jedoch beide Komponenten ähnliche Farben auf, beispielsweise weil eine entsprechende Einfärbung der Komponenten nicht möglich ist oder weil das Mischprodukt eine bestimmte Farbe aufweisen muß, läßt sich die Mischungsqualität anhand der Farbe des Mischprodukts schlecht prüfen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere der oben genannten Nachteile zu beseitigen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem System bzw. der Kartusche erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für andere Erfindungsgegenstände und umgekehrt.
  • Gemäß der Erfindung weist die Zweikomponentenkartusche ein Außenrohr und ein Innenrohr auf, das sich in dem Außenrohr befindet, sowie eine von dem Innenrohr umgrenzte Innenkammer und eine zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ausgebildete Außenkammer, wobei die Außenkammer zur Aufnahme einer ersten Komponente dient. Die Kartusche ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenbehälter, der zur Aufnahme der zweiten Komponente dient, in die Innenkammer einführbar ist. Mit anderen Worten dient die Innenkammer zur Aufnahme eines Innenbehälters, in welchem sich die zweite Komponente befindet.
  • Das Einführen des Innenbehälters in das Innenrohr kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, auch erst kurz vor der Applikation der Komponenten. Es können daher mit der erfindungsgemäßen Zweikomponentenkartusche auch solche Komponenten verarbeitet werden, insbesondere solche zweiten Komponenten, die chemisch vergleichsweise instabil, flüchtig und/oder stark reaktiv sind. Da eine getrennte Lagerung der Innenbehälter möglich ist, können diese auch bereits vorbefüllt und erforderlichenfalls geeignet verpackt gelagert werden, beispielsweise luftdicht.
  • Aufgrund der Erfindung ist eine zeitlich und/oder örtlich getrennte Befüllung der Außenkammer mit der ersten Komponente und des Innenbehälters mit der zweiten Komponente möglich. Auf diese Weise sind Herstellung und Lagerhaltung dieser Teile optimierbar. Insbesondere ist auch eine separate Lagerung der Kartuschengehäuse und Innenbehälter möglich. Zugleich ergibt sich eine Verbesserung der Lagerstabilität, da z.B. die Kartuschengehäuse mit einer lagerstabilen ersten Komponente länger gelagert werden können als die Innenbehälter mit einer zweiten Komponente geringerer Lagerstabilität. Es können dann z.B. größere Mengen an Kartuschengehäusen bevorratet werden, während die Innenbehälter bedarfsweise in kürzeren Zeitabständen beschafft werden. In diesem Zusammenhang kommen dann auch alle weiter unten erläuterten Vorteile des Wechselsystems zum tragen, insbesondere die Möglichkeit zur Auswahl unterschiedlicher zweiter Komponenten, insbesondere die Auswahl von Komponenten mit verschiedenen chemischen Zusammensetzungen, verschiedenen Farben usw. sowie die Möglichkeit, je nach Anwendungsfall verschiedene Mischungsverhältnisse der Komponenten für die Applikation bereitzustellen.
  • Gemäß der Erfindung ist der Innenbehälter austauschbar mit dem Innenrohr verbindbar. Es kann also bedarfsweise ein Wechsel des Innenbehälters erfolgen. Auf diese Weise kann nicht nur das Kartuschengehäuse mehrfach verwendet werden. Durch eine geeignete Wahl des Innenbehälters kann bei einem derartigen Wechselsystem vor allem auch das resultierende Mischungsverhältnis der Komponenten verändert werden. Insbesondere ist eine Änderung des Volumeninhalts und/oder des Querschnitts des verwendeten Innenbehälters möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Innenrohr austauschbar mit dem Außenrohr verbunden. Auf diese Weise können Innen- und Außenkammern mit verschieden großen Aufnahmevolumen und/oder mit unterschiedlich großen Auslässen (Austrittsöffnungen) bereitgestellt werden und es läßt sich durch einen Wechsel des Innenrohres das Verhältnis der Querschnittsflächen und/oder der Aufnahmevolumen von Innenkammer und Außenkammer zueinander ändern. So kann beispielsweise durch Verwendung verschiedener Innenrohre eine Vergrößerung/Verkleinerung der Querschnittsfläche der Innenkammer erzielt werden, wodurch sich eine Verkleinerung/Vergrößerung der Querschnittsfläche der Außenkammer ergibt. Entsprechend der Ausgestaltung der Innenkammer kann dann ein Innenbehälter bestimmter Größe, insbesondere mit einer bestimmten Querschnittsfläche und einem bestimmten Volumeninhalt, in der Innenkammer aufgenommen werden. Durch Verwendung eines Innenrohres bestimmter Größe kann die Querschnittsfläche und/oder das Aufnahmevolumen des Außenrohres verändert werden, so daß auch auf diese Weise - selbst bei Verwendung von Innenbehältern mit identischen Querschnitten bzw. Volumeninhalten - das Mischungsverhältnis der Komponenten verändert werden kann.
  • Je nach zur Verfügung stehendem Aufnahmevolumen der Innenkammer können aber auch Innenbehälter nicht nur mit verschiedenen Volumeninhalten sondern auch mit verschiedenen Querschnittsflächen der Austrittsöffnung verwendet werden; auf diese Weise kann das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten weiter verändert werden. Das Verhältnis sowohl der Aufnahmevolumen der Kammern als auch der Querschnittsflächen der Austrittsöffnungen zueinander läßt sich darüber hinaus auch durch eine Änderung der Wanddicke des Innenrohres variieren. Das Mischungsverhältnis läßt sich außerdem, auch bei gleichbleibenden Aufnahmevolumen der Kammern, über eine Änderung der Wanddicke des Innenbehälters und der sich daraus ergebenden Veränderung der Austrittsöffnung des Innenbehälters variieren.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausführung der Zweikomponentenkartusche, bei der sowohl der Innenbehälter austauschbar mit dem Innenrohr verbindbar als auch das Innenrohr austauschbar mit dem Außenrohr verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich durch einfaches Austauschen und die Verwendung geeigneter, aufeinander abgestimmter Innenbehälter und Innenrohre eine Vielzahl unterschiedlicher Volumen- und/oder Querschnittsverhältnisse für die Mischung, Dosierung und Applikation des Zweikomponentengemisches bereitstellen.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems lassen sich somit nahezu beliebige, individuelle Mischungsverhältnisse automatisch, d.h. durch Zwangsmischung innerhalb der Kartusche erzielen. Dies ist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen insbesondere bei solchen
  • Mischungsverhältnissen vorteilhaft, die bisher nur manuell mischbar waren; z.B. kann das Verhältnis der Querschnittsfläche (Ringfläche) der Außenkammer zu der Querschnittsfläche der Austrittsöffnung aus der Innenkammer so gewählt werden, daß ein automatisches Mischungsverhältnis von 8:1 (bezogen auf das Volumen) erzielt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden beide Komponenten gemeinsam mit ein und demselben Mittel ausgedrückt. Auf diese Weise erfolgt nicht nur eine Zwangsmischung in der mit der Kartusche verbundenen Mischdüse sondern auch eine Zwangsdosierung der Komponentenmischung bei deren Applikation.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Innenbehälter mit dem Innenrohr axialfest verbindbar, d.h. derart, daß eine Bewegung des Innenbehälters gegenüber dem Innenrohr in Axialrichtung ausgeschlossen ist. Mit anderen Worten erfolgt die Montage des Innenbehälters in der Kartusche unter Herstellung einer axialfesten Verbindung zwischen Innenbehälter und Innenrohr. Diese Axialsicherung gewährleistet ein ordnungsgemäßes Dosieren der Mischung auch bei unterschiedlichen Druckverhältnissen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Zwangsvorvermischung der Komponenten im Inneren der Kartusche vorgesehen, so daß bereits im Innenrohr eine Vermischung der Komponenten stattfindet. Da in diesem Fall bereits eine Zwangsmischung der Komponenten das Innenrohr an dessen Austrittsöffnung verläßt, wird nur noch eine kürzere Mischstrecke benötigt, um ein homogenes Mischergebnis zu erzielen.
  • Eine solche Zwangsvorvermischung erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, indem das Innenrohr eine Mehrzahl von Ausgangsöffnungen für die aus dem Innenbehälter kommende erste Komponente und eine Mehrzahl von, vorzugsweise versetzt zu den Ausgangsöffnungen angeordneten, Eingangsöffnungen für die aus der Außenkammer kommende zweite Komponente aufweist derart, daß die durch diese Öffnungen durchtretenden Komponenten radial gegeneinander strömen; und/oder indem im Inneren des Mundstücks der Kartusche ein statischer Mischer angebracht ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teil eines Außenrohres (perspektivisch),
    Fig. 2
    einen Teil eines Innenrohres (perspektivisch),
    Fig. 3
    einen Teil eines Innenbehälters (perspektivisch),
    Fig. 4
    einen Teil des Außenrohres (Mittellängsschnitt),
    Fig. 5
    einen Teil des Innenrohres (Mittellängsschnitt),
    Fig. 6
    einen Teil des Innenbehälters (Mittellängsschnitt),
    Fig. 7
    ein Detail des Kartuschenkopfes im montierten Zustand mit teilweise geschnittenen Rohrwänden,
    Fig. 8
    einen stark vereinfachten Querschnitt durch die Kartusche im Bereich der Öffnungen des Innenrohres,
    Fig. 9
    einen internen Mischer (perspektivisch),
    Fig. 10
    ein Detail eines Kartuschenkopfes (alternative Ausführung),
    Fig. 11
    ein Detail eines Kartuschenbodens mit Stempel des Ausdrückwerkzeugs mit teilweise geschnittenen Rohrwänden,
    Fig. 12
    eine Kartusche (alternative Ausführung) im montierten Zustand mit Mischdüse und Ausdrückwerkzeug (perspektivisch, geschnitten).
  • Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung nicht maßstabsgerecht, dabei lediglich schematisch und nur mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
  • Die abgebildete Zweikomponentenkartusche 1 umfaßt ein zylindrisches Außenrohr 2 und ein zylindrisches Innenrohr 3, das sich in dem Außenrohr 2 befindet. Innenrohr 3 und Außenrohr 2 sind miteinander verbunden und bilden das Kartuschengehäuse. Das Kartuschengehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Kartuschengehäuse, wie illustriert, zweiteilig ausgeführt, insbesondere derart, daß die mittels eines Kunststoffspritzgußverfahrens hergestellten Teile problemlos entformt werden können. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, daß sich das erfindungsgemäße Kartuschengehäuse unter Verwendung herkömmlicher Standard-Außenrohre 2 herstellen läßt. Auf diese Weise müssen lediglich noch geeignete Innenrohre 3 angefertigt werden. Das Innenrohr 3 ist austauschbar mit dem Außenrohr 2 verbunden, kann also bedarfsweise gewechselt werden.
  • Das Innenrohr 3 liegt mit der Außenseite seiner Stirnwand 4 an der Innenseite der Stirnwand 5 des Außenrohres 2 an, während sich der von der Stirnwand 4 axial ausgehende Hals 6 des Innenrohres 3 in den von der Stirnwand 5 axial ausgehenden Hals 7 des Außenrohres 2 erstreckt. Der Außendurchmesser des Halses 6 des Innenrohres 3 ist dabei derart an den Innendurchmesser des Halses 7 des Außenrohres 2 angepaßt, daß der Innenrohrhals 6 in den Außenrohrhals 7 gesteckt und dort unter Ausbildung einer vorzugsweise lösbaren Rast- oder Schnappverbindung befestigt werden kann. Die Hälse 6, 7 weisen geeignete Verbindungselemente zur Ausbildung einer derartigen Verbindung auf.
  • Der Innenbehälter 8 ist austauschbar mit dem Innenrohr 3 verbindbar, d.h. der Innenbehälter 8 kann aus dem Innenrohr 3 auch wieder entfernt und bedarfsweise gegen einen anderen Innenbehälter 8 ausgetauscht werden.
  • Die Kartusche 1 umfaßt weiterhin eine von dem Innenrohr 3 umgrenzte Innenkammer 12 und eine bei montiertem Innenrohr 3 zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 2 ausgebildete Außenkammer 11, wobei die Außenkammer 11 zur Aufnahme einer ersten Komponente dient, beispielsweise einer Basiskomponente. Die beiden voneinander getrennten Kammern 11, 12 sind koaxial, nämlich "Rohr-in-Rohr" angeordnet. Auf diese Weise lassen sich Herstellung und Anwendung der Kartusche 1 besonders einfach bewerkstelligen.
  • Eine zweite Komponente, beispielsweise ein Härter, der zusammen mit der Basiskomponente eine gewünschte chemische Reaktion ausführt, befindet sich in einem Innenbehälter 8. Dieser Innenbehälter 8 ist in die Innenkammer 12 einführbar. Hierzu wird der Innenbehälter 8 geöffnet, beispielsweise indem die Austrittsöffnung 9 des Innenbehälters 8 aufgeschnitten wird. Anschließend wird der Innenbehälter 8 von hinten in das Innenrohr 3 der Kartusche 1 eingeschoben. Der Innenbehälter 8 liegt im montierten Zustand mit seiner Außenwand paßgenau in dem Innenrohr 3 ein und mit der Außenseite seiner Stirnwand 10 an der Innenseite der Stirnwand 4 des Innenrohres 3 an.
  • Die Austrittsöffnung 9 des Innenbehälters 8 befindet sich am Kopfende des Innenbehälters, in dessen Stirnwand 10. Dort ist dafür ein Auslaßstutzen 13 vorgesehen, der im montierten Zustand paßgenau in einer entsprechend ausgeformten, zentrale Aufnahmeöffnung 14 in der Stirnwand 4 des Innenrohres 3 einliegt. Aufgrund der kegel- oder konusförmigen Ausbildung des Auslaßstutzens 13 und der entsprechenden Ausbildung der Aufnahme 14 erfolgt im montierten Zustand ein selbstabdichtender Übergang von dem Innenbehälter 8 zu dem Innenrohr 3.
  • Im montierten Zustand ist der Innenbehälter 8 mit dem Innenrohr 3 axialfest verbunden. Im illustrierten Beispiel ist der Innenbehälter 8 mit dem Innenrohr 3 verschraubt und weist ein geeignetes Außengewinde 15 auf, das mit einem entsprechenden Innengewinde 16 des Innenrohres 3 zusammenwirkt. Der Innenbehälter 8 kann aber auch auf andere Weise axialfest mit dem Innenrohr 3 verbunden sein.
  • Beide Komponenten werden gemeinsam mit ein und demselben Mittel ausgedrückt. Zum Auspressen der Komponenten kann eine übliche Standard-Kartuschenpresse verwendet werden, sofern diese mit einem angepaßten Auspreßwerkzeug ausgestattet wird. Ein geeignetes Auspreßwerkzeug 20 weist anstelle eines Kolbens mit kreisrundem Stempel einen geteilten Kolben 21 mit voneinander beabstandeten Stempelflächen auf, die im montierten Zustand mit einem Stempelring 22 auf den Boden 17 der Außenkammer 11 einerseits sowie mit einem Innenstempel 23 auf den Boden 18 des Innenbehälters 8 andererseits wirken, nicht aber auf das Innenrohr 3 bzw. dessen Wand. In den Fig. 11, 12 ist lediglich das Auspreßwerkzeug 20, nicht jedoch die Kartuschenpresse selbst abgebildet.
  • Auf den Hals 7 des Außenrohres 2 ist zur Applikation des Komponentengemischs eine Düse 24 aufgeschraubt, die in ihrem Inneren einen statischen Wendelmischer 25 aufweist. Findet in dem Innenrohr 3 keine Durchmischung der Komponenten statt (wie bei der alternativen Ausführung, wie in Fig. 10 abgebildet), dann wird eine ungemischte Komponentenmasse aus der Kartusche 1 in den Wendelmischer 25 der Mischdüse 24 gegeben. Die aus dem Innenbehälter 8 kommende zweite Komponente verläßt bei dieser Ausführung die stutzenförmig axial verlängerte, im Hals 6 des Innenrohres verlaufende Aufnahmeöffnung 14 als Mittelstrang und wird von der ersten, aus der Außenkammer 11 kommenden Komponente, die sich in dem Ringraum befindet, der zwischen dem stutzenförmig verlängerten Aufnahmeöffnung 14 und der Innenwand des Halses 6 des Innenrohres 3 gebildet ist, umhüllt und in diese eingebettet. Beide Komponenten werden somit im Mundstück 30 des Innenrohres 3 zusammengeführt und verlassen das Innenrohr 3 an dessen Auslaß 31 im Hals 7 des Außenrohres 2.
  • Vorzugsweise ist hingegen bereits im Innenrohr 3 eine Vermischung der Komponenten vorgesehen. Eine Zwangsvorvermischung kann dabei dadurch erfolgen, daß das Innenrohr 3 im Bereich seines Mundstücks 30 die zweite Komponente nicht lediglich axial weiter in Richtung Auslaß 31 leitet, sondern statt dessen in der axialen Fortsetzung der Aufnahmeöffnung 14 des Innenrohres 3, unmittelbar an den Auslaßstutzen 13 des Innenbehälters 8 anschließend, eine Mehrzahl in Radialrichtung verlaufender Austrittsöffnungen 32 vorgesehen sind, durch die hindurch bei der Applikation der Komponenten die zweite Komponente radial von innen nach außen in das Mundstück 30 des Innenrohres 3 einströmt (Pfeil 34). Diese Austrittsöffnungen 32 sind, wie in Fig. 8 illustriert, versetzt zu Eintrittsöffnungen 33 des Innenrohres 3 angeordnet, durch die hindurch bei der Applikation die erste Komponente radial von außen nach innen aus der Außenkammer 11 in das Mundstück 30 des Innenrohres 3 einströmt (Pfeil 35). Es ergeben sich gegenläufige Strömungsrichtungen der beiden Komponenten, wodurch sich zwangsweise eine erste Durchmischung dieser Komponenten ergibt, bevor diese sich in Axialrichtung 26 weiter in Richtung Auslaß 31 bewegen, die Kartusche 1 verlassen und in die Mischdüse 24 übergehen. Die zweite Komponente wird auf diese Weise nicht mehr axial in das Mundstück 30 geführt, wo es von der ersten, durch Eintrittsöffnungen 33 im Innenrohr 33 in das Mundstück 30 eintretenden ersten Komponente am Auslaß 31 ummantelt wird, wie in Fig. 10 abgebildet. Statt dessen werden beide Komponenten aufeinander zu geleitet, nämlich sowohl radial als auch versetzt zueinander, so daß bereits vor dem Verlassen der Kartusche 1 eine Vorvermischung stattfindet.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dieser auf gegenläufige Strömung beruhenden Vermischung kann es vorgesehen sein, bereits im Inneren des Kartuschenkopfes, genauer im Mundstück 30 Innenrohres 3, einen statischen Mischer zu integrieren. Um auf diese Weise eine Zwangsvorvermischung zu erreichen, wird unmittelbar anschließend an die versetzt zueinander angeordnete Eintritts- und Austrittsöffnungen 32, 33 des Innenrohres 3 eine Mischerwendel 27 angeordnet, die sich mit ihrem hinteren Teil noch im Hals 6 des Innenrohres 3, mit ihrem vorderen Teil bereits im Hals 7 des Außenrohres 2 befindet und mit diesem abschließt.
  • Die Mischerwendel 27 ist als separates Bauteil gefertigt und kann bedarfsweise in das Mundstück 30 des Innenrohres 3 unter Ausbildung einer Rast- oder Schnappverbindung eingesetzt werden, zu welchem Zweck geeignete Verbindungselemente an der Mischerwendel 27 und dem Innenrohr 3 vorgesehen sind.
  • Vorzugsweise weist die Mischerwendel 27 eine Geometrie auf, die pro Mischsegment 28 über drei Materialführungen 19 verfügt, während bisher bekannte Mischer lediglich zwei Materialführungen pro Mischsegment aufweisen. Darüber hinaus findet der Drallrichtungswechsel der einzelnen Materialführungen 19 bei der vorgeschlagenen Mischerwendel 27 axial versetzt statt. Im gezeigten Beispiel weist die Mischerwendel 27 drei in axialer Abfolge angeordnete Mischsegmente 28 auf, wobei das hintere Mischsegment einen Rechtsdrall, das mittlere Mischsegment einen Linksdrall und das vordere Mischsegment erneut einen Rechtsdrall aufweist. Der Drallrichtungswechselversatz 29 ist an den Übergängen zwischen den Mischsegmenten 28 deutlich erkennbar.
  • Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kartusche
    2
    Außenrohr
    3
    Innenrohr
    4
    Stirnwand des Innenrohrs
    5
    Stirnwand des Außenrohrs
    6
    Hals des Innenrohrs
    7
    Hals des Außenrohrs
    8
    Innenbehälter
    9
    Austrittsöffnung des Innenbehälters
    10
    Stirnwand des Innenbehälters
    11
    Außenkammer
    12
    Innenkammer
    13
    Auslaßstutzen des Innenbehälters
    14
    Aufnahmeöffnung des Innenrohrs
    15
    Außengewinde des Innenbehälters
    16
    Innengewinde des Innenrohres
    17
    Boden der Außenkammer
    18
    Boden des Innenbehälters
    19
    Materialführung
    20
    Auspreßwerkzeug
    21
    Kolben
    22
    Stempelring
    23
    Innenstempel
    24
    Düse, Mischdüse
    25
    Wendelmischer der Düse
    26
    Axialrichtung
    27
    Mischwendel
    28
    Mischsegment
    29
    Versatz der Mischsegmente bei Drallrichtungswechsel
    30
    Mundstück des Innenrohres
    31
    Auslaß des Innenrohres
    32
    Austrittsöffnung des Innenrohres
    33
    Eintrittsöffnung des Innenrohres
    34
    Strömungsrichtung der ersten Komponente
    35
    Strömungsrichtung der zweiten Komponente

Claims (7)

  1. System, umfassend
    eine Zweikomponentenkartusche (1), mit einem Außenrohr (2) und mit einem Innenrohr (3), das sich in dem Außenrohr (2) befindet, und mit einer von dem Innenrohr (3) umgrenzten Innenkammer (12) und einer zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (2) ausgebildeten Außenkammer (11), wobei die Außenkammer (11) zur Aufnahme einer ersten Komponente dient,
    und
    einen zum Einführen in das Innenrohr (3) der Kartusche (1) ausgebildeten und in das Innenrohr (3) der Kartusche (1) eingeführten Innenbehälter (8), der zur Aufnahme einer zweiten Komponente dient,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (8) austauschbar mit dem Innenrohr (3) verbindbar ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) austauschbar mit dem Außenrohr (2) verbunden ist.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (8) mit dem Innenrohr (3) axialfest verbindbar ist.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel zur Zwangsvermischung der Komponenten im Inneren der Kartusche (1).
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (32) für die aus dem Innenbehälter (8) kommende erste Komponente und eine Mehrzahl von, vorzugsweise versetzt zu den Austrittsöffnungen (8) angeordneten, Eintrittsöffnungen (33) für die aus der Außenkammer (11) kommende zweite Komponente aufweist derart, daß die durch diese Öffnungen (32, 33) durchtretenden Komponenten radial gegeneinander strömen.
  6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Kartuschenkopfes eine Mischerwendel (27) angebracht ist.
  7. Verfahren, bei dem zur Bildung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ein zum Einführen in das Innenrohr (3) einer Zweikomponentenkartusche (1) ausgebildeter Innenbehälter (8) zur Aufnahme einer zweiten Komponente in ein Innenrohr (3) der Kartusche (1) eingeführt und austauschbar verbunden wird, welche Kartusche (1) ein Außenrohr (2) und das Innenrohr (3) aufweist, das sich in dem Außenrohr (2) befindet, wobei die Kartusche (1) eine von dem Innenrohr (3) umgrenzte Innenkammer (12) und eine zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (2) ausgebildete Außenkammer (11) aufweist, wobei die Außenkammer (11) zur Aufnahme einer ersten Komponente dient und wobei der Innenbehälter (8) in die Innenkammer (12) einführbar ist.
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