JP6994112B2 - ミキサー - Google Patents

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Description

本発明は、ペースト状の及び/又は流動性を有する成分を混合するためのミキサーに関する。特に、本発明は、スタティックミキサー、即ち、その内部で、混合されるべき成分が、能動的に駆動される混合要素によって混合されるのではなく、混合要素を流過する際に混合されるようなミキサーに関する。
そのようなミキサーは、とりわけ、互いに反応する、特に硬化する成分を混合するために、歯科分野においても使用される。これらの成分は、通常、ミキサーを固定的に又は交換可能に取り付けることができるカートリッジの容器又はチャンバー内に貯蔵される。カートリッジの容器から成分を取り出すことにより、当該成分はミキサーを通じて導かれ、当該ミキサーから混合された状態で流出する。
そのようなミキサーの例は、特許文献1~10から知られている。
特許文献11には、固定的に接続された混合要素及び流出管を有する多成分カートリッジが記載されており、混合要素は、流出管を軸方向に移動させるためのガイド要素として形成されている。
特許文献1には、長手軸に沿って延び、少なくとも2つの入口と1つの出口とを備える混合スリーブを有するミキサーが開示されている。当該ミキサーは、混合スリーブ内に収容された混合要素を更に備え、当該混合要素は、混合スリーブと共に、入口から出口まで流路に沿って前後して及び/又は並んで配置された複数のチャンバーを画定する。チャンバーは、それぞれが長手軸に対して横方向に延びる横断壁と、それぞれが長手軸に対して平行に延びる4つの側壁とによって画定されている。隣接するチャンバーは、側壁に設けられた貫流開口を介して互いに流体連通している。しかしながら、上述したミキサーは、射出成形で製造することが部分的に困難である。更に、混合されるべき成分が側壁に沿って流れることは、混合結果に不利な影響を及ぼすことが判明した。
この公知のミキサーでは、混合されるべき成分によっては、例えば個々の成分のストリークがミキサー全体を通過して実質的に混合されていない状態で出口から流出する場合に、不十分な混合結果をもたらす可能性がある。
混合結果を改善し、未混合領域を防止するために、特許文献7では、第1の流れ部分及び第2の流れ部分を設けることが提案されている。第1の流れ部分が成分を混合要素の中心から外側領域に導く一方で、第2の流れ部分は成分を混合要素の外側領域から中心に導く。それにより、これらの流れ部分は、成分の一部の流れ方向を逆転させるようになっているが、製造するのに非常に手間がかかる。
特許文献12にも、改善された混合結果を示すスタティックミキサーが記載されている。
そのために、転向要素に加えて、いわゆる分離要素が、混合要素の径方向外側に配置され、分離要素は、径方向において内側を向いている。これにより、混合要素内の成分の異なる流速が補償されるようになっている。
特許文献5から、成分流を第1の方向に分割するための混合要素の第1の列と、成分流を第2の方向に分割するための混合要素の第2の列とを備えるミキサーが知られている。
特許文献2から公知のミキサーは、入口及び出口を備える混合チャンバーの矩形の基本構造のいくつかの変形例を有する。1つの変形例は、管軸に対して傾斜したウェブを備え、当該ウェブは、流れがウェブによって管壁から管軸の方向に又は逆に管軸から管壁の方向に転向されるよう、混合チャンバー内で入口を出口と接続する。代替的に、入口又は出口の数が削減されるよう、3つの隣接するチャンバーの長さを短くすることもできる。そのようにして形成された3つの変更されたチャンバーは、管軸に沿って前後して配置された1対のチャンバーがチャンバーのうちの2つを形成し、チャンバー対から横方向に配置された第3のチャンバーが、2つの貫通部を介して、対の2つのチャンバー間の接続を確立するように、配置される。
前述したミキサーは、ストリーク形成の問題を解決するために、非常に複雑に構成された混合要素を備え、当該混合要素は、それに応じて製造に手間がかかり高価である。したがって、そのようなミキサーは、互いに混合された成分が硬化し、したがってミキサーが使い捨ての製品として使用される適用分野に対してのみ、限定的に適している。
欧州特許第0815929号明細書 欧州特許第1125626号明細書 欧州特許第1312409号明細書 欧州特許第1588757号明細書 欧州特許第2133138号明細書 欧州特許出願公開第2599540号明細書 欧州特許第2301656号明細書 国際公開第2011/119820号 米国特許出願公開第2017/0036179号明細書 欧州特許第1426099号明細書 独国特許出願公開第102006047811号明細書 欧州特許出願公開第2614883号明細書
これに基づいて、本発明の課題は、単純な構造を有し、ペースト状の及び/又は流動性を有する成分の完全な混合を可能とする、上述した種類のミキサーを提供することである。
この課題は、実質的に、請求項1によるミキサーによって解決される。その際、当該ミキサーは、特に直方体状のチャンバーを備え、これらのチャンバーは、前後して及び/又は並んで配置されており、通過開口を介して互いに連通している。入口から出口までの流路に沿って、即ちミキサーを通る成分の経路に沿って、成分は、チャンバーのうちのいくつかを流過し、これに伴って互いに混合される。
本発明の第1の態様によれば、混合要素は、ここでは2つのストリップを備え、これらのストリップは、それぞれ、特に実質的に閉じた側壁を形成し、特に互いに平行に又は互いに向かって、ミキサーの長手軸の方向に、互いに間隔をあけて延びている。ストリップは、その際、別の側壁を形成すると共にストリップに対して垂直に配置されたウェブによって、接続されている。ストリップは、その際、好ましくは径方向に、即ち中心点又は重心から出発して、ミキサーの長手軸から横方向に突出する、チャンバーの外側の側壁を形成し、当該側壁は、混合スリーブの内壁に接触し得る。それに対して、ウェブは、長手軸に対して平行に延びる分割要素として、混合スリーブの混合スペースを2つの領域に分割することができる。ストリップ及びウェブは、その際、好ましくはH字形の断面(長手軸に対して垂直)を形成するように互いに配置され、ウェブはストリップを特に中心において接続する。2つのストリップ及び1つのウェブを有する混合要素のこの基本構造は、例えば射出成形で、比較的容易に且つ安価に製造することができる。同時に、この構造によって、混合要素が比較的堅固で安定したものとして形成されることとなり、これにより、混合要素の混合スリーブ内への組み立てが容易となる。
本発明の別の態様によれば、チャンバーの第1グループ(第1グループのチャンバー)は、ウェブに配置されストリップまで延びる第1の貫流開口を備え、チャンバーの第2グループ(第2グループのチャンバー)は、少なくとも1つのストリップに対して間隔をあけてウェブに位置付けられた第2の貫流開口を備える。換言すれば、第1の貫流開口は、混合スリーブによって形成された混合スペースの、ストリップのうちの1つによって画定された径方向外側の領域まで延び、それに対して、第2の貫流開口は、ストリップのうちの1つに対して間隔をあけたその配置に起因して、混合スペース内で径方向内側へオフセットされている。貫流開口のこの異なる配置によって、混合されるべき成分のストリークが混合スペースの外側の領域において混合されていない状態で出口まで通過し得ることが、効果的に防止され得る。特に、第1の貫流開口は、場合によっては別の側壁によって中断されつつ、ストリップのうちの一方からストリップのうちの他方まで混合スペースの全幅に亘って延びるように構成され得る。第2の貫流開口は、例えば、2つのストリップに対して間隔をあけて、ここでも場合によっては別の側壁によって中断されつつ、混合スペースの径方向内側の領域に亘って中延びるように構成され得る。
好ましくは、横断壁は、ウェブ及びストリップのうちの一方と接続されている。横断壁は、その際、一実施形態によれば、ウェブの全幅に亘って延びるのではなく、例えばストリップのうちの一方からウェブの中央にまでのみ延びる。これによって、混合スペースの断面の約4分の1が、長手軸の方向において閉じられる。横断壁は、ミキサーの断面においてウェブの両側に、即ち長手軸に沿って同じ位置に設けられ得る。その際、横断壁が互いにオフセットして配置されている、即ち1つの横断壁がウェブの一方の側でストリップのうちの一方から混合スペースの中心まで延び、別の横断壁がウェブの他方の側で他方のストリップから中心まで延びると、有利である。
チャンバーの別の側壁が、横断壁から入口の方向に、即ち成分の流過方向と逆向きに、ストリップに対して平行に延びることができる。これらの別の側壁は、好ましくは、ウェブによって分割された混合スペースの半分を、再び例えば混合スペースの4分の1へと分割するために、ウェブの中心に配置されている。好ましくは、混合要素のこの構成において、これらの別の側壁が設けられた長手軸に沿った領域に、貫流開口のうちの1つがウェブに設けられている。逆に、例えば、ウェブが閉じられている長手軸に沿った領域において、貫流開口は別の側壁に存在している。
有利な実施形態によれば、第1グループのチャンバー及び第2グループのチャンバーは、それぞれちょうど4つの貫流開口を備え、そのうちの2つの貫流開口はウェブに形成されており、2つの別の貫流開口はウェブに対して平行に別の側壁内を延びており、その結果、特にウェブに対して平行に延びる貫流開口は、ウェブに対して平行に延びる流れ方向を開く。換言すれば、これらのチャンバー内では、好ましくは全てが長手軸に沿って互いにオフセットして配置された貫流開口が、長手軸に対して及び互いに垂直な方向に配置されている。したがって、成分の混合は、成分が、それぞれのチャンバーとは異なる象限(長手軸に対して垂直な断面で見て)にあるチャンバーから、それぞれのチャンバーに流入することによって、及び、成分が、それぞれのチャンバーから、それぞれのチャンバーとは異なる象限(長手軸に対して垂直な断面で見て)にあるチャンバーに流出することによって、行われる。特に、ウェブに形成された2つの貫流開口がウェブの凹部として設けられる一方で、ウェブに対して平行に延びる2つの別の貫流開口はウェブに対して垂直に延びる壁の凹部として設けられ得る。
公知のミキサーは、部分的に、混合プロセスの開始時に、成分のうちの1つがより迅速に又は過剰な量で混合スペースに流入し、その結果、混合物の初期量が、成分の所望の混合比から構成されないという問題を有する。とりわけ、この問題には、混合スリーブと混合要素が、少なくとも1つのチャンバーから成る第3のグループを形成することによって対処することができ、当該チャンバーは、堰き止めチャンバーとして、閉じた側壁と、横断壁に入口開口として形成されたただ1つの開口とを備える。この堰き止めチャンバーでは、ミキサーに流入する成分の初期量を捕捉することができ、その結果、大抵の場合は正しい混合比を有する成分の後続量が初めて、ミキサー内で混合され、ミキサーから排出される。堰き止めチャンバーは、本発明に従って1つの入口開口のみを備えているものの、その他に残りのチャンバーとは流体的に接続されていないので、堰き止めチャンバーに流入する成分は、そこで保持され、その結果、当該成分は、実質的にもはや更なる混合プロセスには関与しない。
少なくとも1つの堰き止めチャンバーが、混合要素の入口側の端部に設けられていると特に有効であることが判明した。この構成では、先行する成分は、最初に別のチャンバーを通じて導かれない。混合スペースを、以上において例示的に説明したように4つの象限(長手軸に対して垂直な断面で見て)に分割する場合、2つの例えば互いにオフセットされた象限に堰き止めチャンバーが設けられ、2つの他の象限に第1グループ又は第2グループのチャンバーが設けられ得る。
混合スリーブ及び混合要素は、好ましくは、断面において、それぞれ4つの並んで配置されたチャンバーを形成し、当該チャンバーは、少なくとも部分的に長手軸の方向において互いにオフセットされている。しかしながら、原則として、4つより多くのチャンバーを並べて配置することもできる。
混合スリーブは、その内部に混合要素が収容される、矩形断面の第1のセクションと、出口が設けられる円形断面の第2のセクションとを備えることができる。混合スリーブの例えばカートリッジと接続可能な端部も、円形断面のセクションを備えることができる。このカートリッジ側のセクションは、ミキサーをカートリッジに固定するための接続手段、例えばバヨネット要素又はねじ、特に外ねじセクションを備えることができる。
有利には、混合スリーブは入口セクションを備え、当該入口セクションには、入口を形成する少なくとも2つのノズルを備えるインサートが、シールされた状態で軸方向において固定されている。その際、混合スリーブに対するインサートのシールは、流出圧力が増大した場合にインサートがより強固に混合スリーブ内に押し付けられるよう、実施することができる。周縁リップを設けることもでき、当該周縁リップは、ミキサー内の内圧に応じて、より気密に密封面に押し付けられる。インサートが混合スリーブに対して自由に回転可能である場合、インサートのノズルは、ミキサーをカートリッジに固定するために場合によっては必要とされる混合スリーブの相対回転を妨げることなく、カートリッジの対応するノズル又は開口と係合し得る。
好ましくは、インサートのノズルは、補償チャンバーを形成する及び/又は少なくとも部分的に径方向内向きに延びる少なくとも1つのチャネルを介して、チャンバーと流体的に接続されている。したがって、チャネルの配置及び構成は、同様に、最初に先行する成分を有する公知のミキサーの上述した問題を解決し又は最小限に抑えることに寄与し得る。
必要に応じて、チャンバーの複数の第1グループ及びチャンバーの複数の第2グループを、混合要素内に配置することができる。混合要素内に、チャンバーの1~3個の第1グループ及び1~3個の第2グループを設けることが特に有利であることが判明した。
チャンバーの第1グループ及びチャンバーの第2グループを、成分の流出方向で見て混合要素の上部及び/又は中間の領域に配置することが更に有利である。換言すれば、チャンバーの第1及び第2グループは、ここでも成分の流出方向で見て、混合要素の軸方向長さの50%以上又は70%以上の領域に配置されている。特に有利には、チャンバーの第1及び第2グループは、ここでも成分の流出方向で見て、混合要素の長さの50~95%の領域に配置されている。
混合要素が、堰き止めチャンバーに隣接した流過チャンバーを備え、当該流過チャンバーが、ウェブに対して平行に延びる貫流開口を備えていると、更に有利である。流過チャンバーの材料流出方向に対して垂直な断面が、流過チャンバーの貫流開口の断面の80%~120%であると、特に有利である。これは、堰き止めチャンバー及び流過チャンバーの領域における成分の流れ挙動を改善する。なぜなら、貫流開口の領域において圧力上昇が生じないからである。このために、例えばミキサーの長さは、材料流出方向において全体として又は部分的に適合されることができ、これは貫流開口の断面に影響を及ぼす。特に、ミキサーの全長を増大させることができ、これは同様に、貫流開口の断面を増大させる。これに代えて又はこれを補足して、堰き止めチャンバーも、材料流出方向において短くすることができ、これは同様に、貫流開口の断面を増大させる。
この思想を更に続けると、流過チャンバーが材料流出方向において横断壁によって画定され、成分が少なくとも部分的に横断壁開口を通じて流れ得るよう、横断壁が横断壁開口を含むことが企図され得る。これは、成分がミキサーを通って流出する際の流出圧力を低下させ、これにより、流出の際の使い勝手がより高くなる。
混合要素の長手軸に対して垂直な断面が、堰き止めチャンバー及び/又は流過チャンバーのセクションにおいて、混合要素の材料流出方向で見て後に続くセクションにおける、混合要素の長手軸に対して垂直な断面の105%~150%、好ましくは105%~120%、特に好ましくは110%±5%であると、更に有利である。換言すれば、混合要素は、堰き止めチャンバー及び/又は流過チャンバーの領域において拡大されている。その結果、この領域においては、混合要素の安定性を一定に保ちながら、より高い流過断面を達成することができ、これは、特に高粘度の成分の場合に、流出圧力を低下させるために有利である。更に、堰き止めチャンバーの受容能力が改善され、大きな体積流量が受容され得る。
堰き止めチャンバー及び/又は流過チャンバーは、好ましくは、混合スリーブの入口セクションによって覆われたセクションに設けられており、これは、このセクションにおいて、混合要素の拡大が、混合スリーブの入口セクションの内側輪郭の対応する適合によって受容され得るという利点を有する。さもなければ、もちろん、混合スリーブ自体が、混合要素の拡大された輪郭に対応して適合され得る。
本発明が、以下において、実施例に基づき、図面を参照して、詳細に説明される。その際、記載された及び/又は図示された全ての特徴は、単独で又は任意の組み合わせで、特許請求の範囲におけるそれらの要約又はそれらの後方参照に関係なく、本発明の主題を形成する。
第1の実施形態による本発明によるミキサーの個々の部材を側面図で示している。 図1aのミキサーの個々の部材を別の側面図で示している。 図1aのミキサーの個々の部材を斜視図で示している。 図1aのミキサーを断面図で示している。 図1aのミキサーを別の断面図で示している。 図1aのミキサーを平面図で示している。 図1aのミキサーの構成要素を、拡大された詳細と共に斜視図で示している。 本発明の第2の実施形態によるミキサーの混合要素を、斜視図で示している。 図4aの混合要素を断面図で示している。 第3の混合要素、インサート及び混合スリーブを有するミキサーの斜視図を示している。 第4の混合要素の斜視図を示している。 第4の混合要素の側面図を示している。 第4の混合要素の切断面A-Aに沿った縦断面図を示している。 第5の混合要素の斜視図を示している。 第5の混合要素の側面図を示している。 第5の混合要素の切断面B-Bに沿った縦断面図を示している。 第6の混合要素の斜視図を示している。 第6の混合要素の側面図を示している。 第6の混合要素の切断面C-Cに沿った縦断面図を示している。 第7の混合要素の斜視図を示している。 第7の混合要素の側面図を示している。 第7の混合要素の切断面D-Dに沿った縦断面図を示している。 第8の混合要素の斜視図を示している。 第8の混合要素の側面図を示している。 第8の混合要素の切断面E-Eに沿った縦断面図を示している。 第9の混合要素の斜視図を示している。 第9の混合要素の側面図を示している。 第9の混合要素の切断面F-Fに沿った縦断面図を示している。
図1a~3による第1の実施形態に示されたスタティックミキサーは、実質的に3つの部材、即ち、混合スリーブ1、混合要素2及びインサート3から構成されている。
混合スリーブ1は、長手方Lに沿って延びる細長い部材である。混合スリーブ1は、実質的に円形の断面を有する図1a~1cにおいて下部の入口領域4と、混合スペース5を画定する矩形の断面を有する中央領域と、やはり実質的に円形の断面を有する流出端部6と、を備えている。入口領域4には、図示された実施形態において示されているように、ミキサーをカートリッジに接続するためのねじセクション又は同様の固定手段と、外部輪郭と、を設けることができる。
インサート3は、入口領域4内において自由に回転可能であるが、軸方向においては固定的に収容されており、例えばロックされている。インサート3には、ミキサーの入口を形成する2つのノズル(Stutz)7が設けられている。インサート3とは反対側の流出端部6には、出口8が設けられている。図示された実施形態では、ノズル7の間に隔壁9が形成されており、当該隔壁には、混合スリーブ1を越えて突出するコーディング要素(Kodierelement)10が設けられており、当該コーディング要素は、詳細には図示されていない態様で、カートリッジとの接続を確立する際にミキサーをガイドするため、カートリッジの対応する開口部内に嵌り込むことができる。ノズル7は、部分的に径方向に又は円弧状に内側へ通じるチャネル11を介して、混合スペース5と流体接続されている。
混合要素2は、混合スリーブ1の矩形のセクションに収容されており、図1a~図1cにおいて下方の端部に、中央入口開口12aを有するプレート12を備えている。混合されるべき成分は、当該中央入口開口を通じて、チャネル11から混合スペース5内に達する。特に、混合要素2は混合スリーブ1の内部に差し込まれることが可能であり、例えば成分の流出圧力によって混合要素2が混合スリーブ1の流出端部6の方向へ変位することが妨げられるよう、プレート12を介して軸方向において保持される。長手軸Lに平行に、混合要素2の2つのストリップ13が延びており、これら2つのストリップは、長手軸Lに垂直な断面において混合要素2がH字形に構成されるように、ウェブ14を介して互いに接続されている。ストリップ13は、図示された実施形態においては、矩形の断面を有する混合スリーブの領域において、混合スペース5の全幅に亘って延びている。
ウェブ14には、図示された実施形態においては矩形である複数の貫流開口が設けられている。その際、第1の貫流開口15は、ウェブ14の全幅に亘って延びており、したがって2つのストリップ13に隣接している。これに対して、第2の貫流開口16は、ウェブ14の全幅に亘っては延びておらず、したがってストリップ13に対して距離を置いて位置付けられている。このことは、図2a及び図3の拡大詳細図Aからも明らかである。
ウェブ14には、長手軸Lの方向に互いにオフセットされた複数の横断壁17が形成されており、当該横断壁は、図示された実施形態においては、ストリップ13のうちの1つからウェブ14のほぼ中央まで達している。その際、長手軸Lに対して垂直な断面において、ウェブ14の一方の側には第1の横断壁17が設けられており、ウェブ14の他方の側には、第1の横断壁に対してオフセットされた横断壁17が設けられている。換言すれば、例えば図3の拡大詳細図において、前方の横断壁17は右側のストリップ13と接続されており、ウェブ14の後側に設けられた横断壁17は左側のストリップ13と接続されている。
横断壁17から、側壁18が、長手軸Lに対して平行に且つウェブ14に対して垂直に、図において下方へ、即ちミキサーの入口領域4に向かって延びている。軸方向において、これらの側壁18は、次の横断壁17までは延びておらず、別の貫流開口19によって中断されており、貫流開口15、16及び貫流開口19は、ウェブ14が閉鎖されている、即ち貫流開口15、16を備えていない領域に貫流開口19が設けられるような態様で、長手軸Lの方向において互いにオフセットして配置されている。逆に、貫流開口15、16は、側壁18に貫流開口19が存在しない領域に配置されている。
したがって、混合スリーブ1、ストリップ13、ウェブ14、横断壁17及び側壁18は、チャンバー20、21を画定し、混合される成分は、当該チャンバーの入口から出口までの流路を貫流する。長手軸Lの方向におけるチャンバー20、21の長さは、長手軸Lに対して平行に前後して位置する2つの横断壁17の距離によって規定される。その際、チャンバーは、第1のチャンバー20と第2のチャンバー21の貫流開口15、16の差異、及び、ミキサーの内部におけるそれらの配置によって、本質的に区別される。したがって、隣接するチャンバーは、長手軸Lの方向において、チャンバー長さの半分だけ互いにオフセットして配置されている。
この配置において、チャンバーのそれぞれには、2つの貫流開口15又は16と、2つの貫流開口19が設けられている。その際、チャンバーのそれぞれは、貫流開口15又は16を介して、長手軸Lに沿ってチャンバー長さの半分だけ後方へオフセットされたチャンバー、及び、ウェブ14の他方の側でチャンバー長さの半分だけ前方へオフセットされたチャンバーと、流体連通している。それに加えて、各チャンバーは、貫流開口19を介して、長手軸Lに沿ってチャンバー長さの半分だけ後方へオフセットされたチャンバー、及び、ウェブ14の同一の側でチャンバー長さの半分だけ前方へオフセットされたチャンバーと、流体連通している。したがって、各チャンバーは、4つの貫流開口15、16、19を介して、4つの異なる他のチャンバーと接続されている。その際、異なるャンバーを貫流する間の成分の転向、部分流への分割及び部分流の合流は、成分の集中的な混合をもたらす。
これらの実質的に同一の構造に構成されたチャンバー20、21に加えて、ミキサーの入口端及び出口端の領域には、1つのみ又は2つのみの貫流開口を有する不完全なチャンバーが存在する。
図4a及び4bの第2の実施形態において、混合要素2は、ただ1つの入口を備えるものの出口を備えない堰き止めチャンバー22がプレート12の近傍に形成されている点で、第1の実施形態と比較して変更されている。これらの堰き止めチャンバー22において、先行する傾向のある成分の初期量は、更なる混合プロセスに関与することなく、チャンバー20、21内への流入の前に捕捉され、貯留され得る。
図5には、混合要素2の第3の実施形態が示されている。上述した実施形態と比較して、ここに示された混合要素2は、矩形領域2a、及び、成分の流出方向において矩形領域2aに隣接する螺旋領域2bを備える。これは、混合要素2の長さをそれぞれの適用要件に適合させることができるという利点を有する。矩形領域2aは良好な混合を示すものの、螺旋領域2bがより低い流出圧力を提供する一方で、矩形領域2aは高い流出圧力を示すので、矩形領域2a及び螺旋領域2bの長さの適合を通じて、混合作用、長さ及び流出圧力を、それぞれの適用要件に適合させることができる。
図6a~11cは、堰き止めチャンバー22を有する混合要素2の別の実施形態を示す。混合されるべき成分は、カラー15の中央に設けられた入口開口12aを通ってインサート3(図示せず)から流入することができる。
図6a~6cは、第4の実施形態による混合要素2を示す。図6bの長手方向図から、材料流出方向で見て混合要素2の第1の部分における堰き止めチャンバーバ22の配置を認識することができる。更に、切断面AーAが示されており、対応する縦断面図が図6cに示されている。
成分が入口開口12aを通って流入する際、当該成分は側壁18において分割され、一部は堰き止めチャンバー22内に、一部は流過チャンバー23内に、それぞれ流れる。流過チャンバー23から、成分は、貫流開口19を通って混合要素2のチャンバー20、21に流れる。
ここに示された第4の実施形態において、貫流開口19の断面は、流過チャンバー23の断面よりも小さい。その際、成分の流出の際の圧力降下に対して決定的であるのは、より小さな断面、即ちここでは貫流開口19の断面である。
この場合、比較的高い流出圧力が生じる可能性があり、流出圧力は、混合要素2の具体的な構成及び成分の具体的な粘度によっても影響を受ける。
図7a~7cには、第5の混合要素2が、斜視図、側面図、及び、切断面BーBに沿った縦断面図で示されている。図6a~6cに示された例と比較して、混合要素2は、材料の流出方向に位置する端部において短縮されている。これにより流出圧力が低下するので、この実施形態は、比較的高い粘度を有する成分に好適である。
図8a~8cは、第6の実施形態における混合要素2を示す。図6a~6cによる第4の実施形態と比較して、ここでは、混合要素の開放された側における抜き勾配(Entformungsschrage)が拡大された。抜き勾配は、特に0.1°~2°、好ましくは0.1°~1°、特に有利には0.5°±0.1°の角度範囲を示す。
図9a~9cには、堰き止めチャンバー22及び流過チャンバー23の領域において拡張された第7の混合要素が示されている。それにより、流過断面が全体としてこの領域で増大するので、成分が流出する際の圧力が低下する。したがって、この実施形態は、特に高粘度の成分に有利である。更に、堰き止めチャンバー22の容積が増加するので、より大きな流量も補償され得る。
第8の混合要素2が、図10a~10cに示されている。ここでは、前述した実施形態と比較して、貫流開口19が拡大されるように、堰き止めチャンバー22が縮小されている。ここで、流過チャンバー23と貫流開口19の流過断面は同じ大きさである。これもやはり、流出圧力が他の実施形態と比較して低下することにつながる。
図11a~11cは、第9の混合要素を示している。ここでは、材料流出方向において流過チャンバー23に隣接する横断壁17に、横断壁開口24が追加された。これにより、成分の一部が、貫流開口19を通過する必要なく、横断壁開口24を通って隣接する混合スペース内に直接流れることが可能となる。それにより、成分の流出圧力は、その一部が貫流開口19を通って流れるためにその流れ方向を変える必要がないため、低下する。
1 混合スリーブ
2 混合要素
2a 矩形領域
2b 螺旋領域
3 インサート
4 入口領域
5 混合スペース
6 流出端部
7 ノズル(入口)
8 出口
9 隔壁
10 コーディング要素
11 チャネル
12 プレート
12a 中央入口開口
13 ストリップ
14 ウェブ
15 貫流開口
16 貫流開口
17 横断壁
18 側壁
19 貫流開口
20 チャンバー
21 チャンバー
22 堰き止めチャンバー
23 流過チャンバー
24 横断壁開口
L 長手軸

Claims (14)

  1. ペースト状の成分を混合するためのミキサーであって、長手軸(L)に沿って延びると共に、少なくとも1つの好ましくは2つの入口(7)と、1つの出口(8)とを備える混合スリーブ(1)と、前記混合スリーブ(1)内に収容され、前記混合スリーブ(1)と共に、流路に沿って前記入口(7)から前記出口(8)まで前後して及び/又は並んで配置された複数のチャンバー(20,21)を画定する、少なくとも1つの混合要素(2)と、を備え、前記チャンバー(20,21)は、それぞれ前記長手軸(L)に対して横方向に延びる横断壁(17)と、それぞれ前記長手軸(L)に対して平行に延びる4つの側壁(13,14,18)とによって画定されており、隣接したチャンバー(20,21)は、前記側壁(14,18)に設けられた貫流開口(15,16,19)を通じて互いに流体連通しており、前記混合要素(2)は、側壁を形成する2つのストリップ(13)を備え、当該ストリップ(13)は、別の側壁を形成すると共に前記ストリップ(13)に対して垂直に配置されたウェブ(14)を介して接続されており、第1グループのチャンバー(20)は、前記ウェブ(14)に配置され1つのストリップ(13)まで延びる第1の貫流開口(15)を備え、第2グループのチャンバー(21)は、少なくとも1つのストリップ(13)に対して間隔をあけて前記ウェブ(14)に位置付けられた第2の貫流開口(16)を備えており、前記混合スリーブ(1)は、その内部に前記混合要素(2)を収容する、矩形断面の第1のセクションと、前記出口(8)が設けられた円形断面の第2のセクション(6)とを備え、前記第2グループのチャンバー(21)は、前記成分の流出方向で見て、前記混合要素(2)の軸方向長さの50%以上の領域にのみ配置されていることを特徴とする、ミキサー。
  2. 前記混合スリーブ(1)と前記混合要素(2)は、少なくとも1つのチャンバーから成る第3グループを形成し、当該チャンバーは、堰き止めチャンバー(22)として、閉じた側壁(13,14,18)と、横断壁(17)の入口開口として形成されたただ1つの開口とを備える、ことを特徴とする請求項1に記載のミキサー。
  3. 少なくとも1つの堰き止めチャンバー(22)が、前記混合要素(2)の入口側の端部に設けられている、ことを特徴とする請求項2に記載のミキサー。
  4. 前記ウェブ(14)は前記ストリップ(13)を中心において接続している、ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のミキサー。
  5. 前記横断壁(17)は前記ウェブ(14)及び前記ストリップ(13)のうちの1つと接続されており、前記横断壁(17)から前記入口(7)に向かって前記ストリップ(13)に対して平行に、側壁(18)が延びている、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のミキサー。
  6. 前記第1グループのチャンバー(20)及び前記第2グループのチャンバー(21)は、4つの貫流開口(15,16,19)を備え、当該4つの貫流開口のうちの2つの貫流開口(15,16)は前記ウェブ(14)に形成されており、別の2つの貫流開口(19)は前記ウェブ(14)に対して平行に延びている、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のミキサー。
  7. 前記混合スリーブ(1)及び前記混合要素(2)は、断面において、それぞれ、隣接して配置された4つのチャンバー(20,21,22)を形成し、当該4つのチャンバーは、少なくとも部分的に前記長手軸(L)の方向において互いにオフセットされている、ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のミキサー。
  8. 前記混合スリーブ(1)は入口セクション(4)を備え、当該入口セクションには、入口を形成する少なくとも2つのノズル(7)を備えるインサート(3)が、シールされた状態で及び好ましくは前記混合スリーブ(1)に対して自由に回転可能に固定されている、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のミキサー。
  9. 前記インサート(3)の前記ノズル(7)は、少なくとも1つの補償チャンバーを形成する、及び/又は、少なくとも部分的に径方向内側へ延びるチャネル(11)を介して、前記チャンバー(20,21,22)と流体連通している、ことを特徴とする請求項8に記載のミキサー。
  10. 前記第1グループのチャンバー(20)及び前記第2グループのチャンバー(21)は、前記成分の流出方向で見て前記混合要素(2)の中間の及び/又は上部の領域に配置されている、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載のミキサー。
  11. 前記混合要素(2)は、前記堰き止めチャンバー(22)に隣接する少なくとも1つの流過チャンバー(23)を備え、前記少なくとも1つの流過チャンバー(23)は、前記ウェブ(14)に対して平行に延びる少なくとも1つの貫流開口(19)を備える、ことを特徴とする請求項2~10のいずれか1項に記載のミキサー。
  12. 前記流過チャンバー(23)の材料流出方向に対して垂直な前記断面は、前記流過チャンバー(23)の前記貫流開口(19)の断面の80%~120%である、ことを特徴とする請求項11に記載のミキサー。
  13. 前記流過チャンバー(23)は材料流出方向において横断壁(17)によって画定され、前記横断壁(26)は横断壁開口(27)を備える、ことを特徴とする請求項11又は12に記載のミキサー。
  14. 前記混合要素(2)の前記長手軸(L)に対して垂直な断面は、前記堰き止めチャンバー(22)及び/又は前記流過チャンバー(23)のセクションにおいて、材料流出方向で見て後続する前記混合要素(2)のセクションにおける前記混合要素(2)の前記長手軸(L)に対して垂直な断面の105%~150%である、ことを特徴とする請求項2~13のいずれか1項に記載のミキサー。
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