WO1995027558A1 - Verfahren und vorrichtung zum zusammenführen wenigstens zweier fliessmedien - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum zusammenführen wenigstens zweier fliessmedien Download PDF

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WO1995027558A1
WO1995027558A1 PCT/DE1995/000462 DE9500462W WO9527558A1 WO 1995027558 A1 WO1995027558 A1 WO 1995027558A1 DE 9500462 W DE9500462 W DE 9500462W WO 9527558 A1 WO9527558 A1 WO 9527558A1
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WO
WIPO (PCT)
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flow
chamber
medium
opening
housing
Prior art date
Application number
PCT/DE1995/000462
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Konrad H. Jonas
Hansjörg Maier
Klaus Langendorf
Original Assignee
Teroson Gmbh
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Publication date
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Priority to EP95915747A priority patent/EP0755300B1/de
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Priority to HU9602761A priority patent/HU219006B/hu
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Priority to JP52601495A priority patent/JP3625829B2/ja
Priority to PL95316729A priority patent/PL176626B1/pl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/316—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with containers for additional components fixed to the conduit

Definitions

  • the present invention relates to a device for bringing together at least two flow media with at least one first chamber that can be filled with a first flow medium and at least one flow area that can be placed in the area of an opening of the first chamber and is connected to it, which is used to hold the first flow medium emerging from the first chamber and is designed to promote this up to an initial opening of the flow area and a method for producing a product strand by bringing together at least two flow media which are kept separate before being brought together.
  • the problem arises of combining at least two flowable media which are stored separately next to one another before use in such a way that they are mixed with one another to form a finished multicomponent system only immediately before use.
  • Examples of this are the combination of the two components of so-called two-component adhesives or the mixing of sealing compounds with coloring substances.
  • This problem can be summarized in general in that it is important to feed at least a second fluid to a first fluid medium in order to change the properties of the fluid media, for example their viscosity, mechanical and / or chemical properties, optical phenomena or physical states.
  • These can be two- or multicomponent systems, which, however, should be flowable according to the invention, their different viscosity, if any, being of minor importance.
  • specially designed devices which have two cylindrical cavities arranged next to one another, into which different flow media are filled. These cavities open into a common exit opening onto which a suitable mixing device, for example a static mixer, can be added.
  • a suitable mixing device for example a static mixer
  • These two media to be brought together are pressed under pressure from the cylindrical cavities of the device by means of pistons and then emerge as a common strand from the exit opening, this being formed in part by the combined media.
  • the strand then enters the downstream mixing device and is mixed there to form a homogeneous end medium before it leaves the discharge opening of the mixing device for application.
  • containers containing dental care products are known, into which at least two different, flowable and optically different dental care components are filled.
  • the constructive design of the container leads dental care components superimposed in the container in one strand out of the discharge opening in which the mutually contacting dental care components lie next to one another in strips.
  • the technical problem underlying the invention is to propose a device or a method for merging at least two flow media so that it is possible to keep at least two mutually influencing flowable components or flow media separately from one another until immediately before use, immediately before Combine application continuously and mix if necessary, whereby the proportions of the various components can be predetermined and influenced.
  • At least one second chamber which can be filled with a second flow medium
  • the at least one first opening element via which it is connected to the flow area and / or to the first opening, and has at least one second opening element, by means of which it is connected to the flow region and / or to the outlet opening, and by a generic method in which the energy with which a flow medium flows out of its Reserved volume is conveyed out, causes at least a second flow medium to be conveyed out of its reserve volume and brought together with the first flow medium.
  • the device and method according to the invention have the advantage that the disadvantages known from the prior art are avoided. They make it possible for the user to freely select at least one fluid medium for the respective application, so that the composition of the product consisting of at least two fluid media can be influenced by the user at the place of work.
  • auxiliary devices such as cartridges, spray guns and static mixers can be used, at least in part on the market.
  • the device allows the media to be brought together immediately before use, the media being conveyed continuously and there being only relatively small amounts of already combined or mixed media in the system.
  • the delivery paths for the second flow medium can advantageously be made short. If, in another embodiment, the second flow medium is guided from the second opening element into the front area of the flow area via a channel, the flow area is already advantageously available for mixing the media.
  • the delimitation between the upper part and lower part of the housing is provided in such a way that exclusive parts of the upper part are in contact with mixed flow media. It is thereby achieved that the upper part of the housing can be removed from the lower part and the media remaining in the lower part are unmixed in the case of at least one fluid medium which is not completely used up or if the application is interrupted. After a short interruption, the upper part can then be put on again or a new upper part can be put on at all, in order to continue the application using the still existing flow media.
  • separating elements can expediently be provided on the upper part, which protrude into the lower part and take away mixed media when loosened.
  • the flow cross sections are expediently dimensioned, taking into account the flow properties of the media, in such a way that the flow media emerge in the desired mixing ratio in the appropriate amounts.
  • An advantageous further development provides that the flow cross sections can be set for at least one of the unmixed flow media. This makes it possible to either use the same device to change the mixing ratio of the flow media or, if the flow properties change, to set the desired mixing ratio.
  • Examples of elements with which the flow cross-sections can be set are interchangeable inserts with different cross-sections, preferably rotary shutters that can be operated from the outside, or telescopically slidable channels that form different cross-sections either through conical design or slots.
  • outlets of the unmixed flow media are provided with a shut-off device which automatically closes the outlet when the upper part is removed, dripping of the flow media is advantageously avoided.
  • a spring element arranged at the outlet of the second chamber which can be opened by the flow pressure of the second flow medium, advantageously prevents dripping when the application is interrupted as soon as the pressure built up by the action of the first flow medium in the second flow medium is reduced to such an extent that it is less than the restoring force of the spring element.
  • This spring element can be provided as an alternative or in addition to the aforementioned shut-off device for the outlet.
  • the double-walled design of the housing represents effective thermal insulation. However, an insulating effect, also against other influences such as diffusing gases or radiation, can also be achieved by other means, for example by coating.
  • the placement of desiccants in the housing in such a way that they come into contact with at least one fluid medium provides effective protection against moisture-related influences on the fluid media.
  • the at least partially transparent design of the outer wall in the region of the chamber advantageously enables the fill level of the second fluid medium to be optically closed check.
  • the closability of the outlets of unmixed flow media makes it possible to additionally protect the flow media filled into the device against application or in the event of interruption of the application and separation of the lower and upper part against environmental influences.
  • the arrangement of a spiral static mixer in the mixing area of the upper part of the housing advantageously creates the conditions for an effective mixing of the flow media. If the available area in the mixing area channel that is used to the greatest possible extent results in the longest possible mixing section.
  • a method for merging at least two flow media, which are kept separate before the merging in which the energy, with which a flow medium is conveyed out of its reserve volume, causes at least a second flow medium to flow out of it Reserved volume is pumped out and merged with the first fluid.
  • the energy expended to express the first flow medium from its reserve volume for example from a cartridge, in order to challenge at least one second flow medium from its reserve volume.
  • the energy present in the delivery line of the first flow medium can either do this by diverting part of the line so that it exerts pressure on the second flow medium and displaces it from its reserve volume.
  • the energy can also be used to promote the at least second flow medium in such a way that the strand of the first flow medium is passed through a nozzle-like device part, for example a venturi-like configuration of the flow region, a suction being formed in the region of the nozzle by the negative pressure , which acts on the second fluid medium in such a way that it is conveyed out of its reserve volume.
  • Pressure or negative pressure can be controlled so that the second fluid medium is supplied in a predetermined ratio with respect to the volume of the first fluid medium.
  • first flow media are adhesives and / or sealants as the base component.
  • second or more than second flow media are catalysts, color components and crosslinkers, and more than one of these substances can also be used for this.
  • the device according to the invention of an adapter which is placed on a preferably commercially available cartridge, is advantageous.
  • This adapter can be filled with a minor amount of a catalyst and / or crosslinker and / or color component and is shaped in such a way that the volume flow of the base component of the adhesive / sealant pressed out of the cartridge is continuous with the catalyst and / or crosslinker - And / or color component mixed, and this mixture is evenly discharged through a nozzle which may be screwed in front of the adapter. If necessary, the mixing of the two components can continue by means of a static mixer placed on the adapter to be completed.
  • a one-component moisture-curing system is used as the basic component.
  • This basic system can, for example, be based on reactive isocyanate group-containing polyurethane adhesives / sealants, but the basic adhesive / sealant can also be based on the downturn of polydimethylsiloxanes, alkoxy-terminated polyethers or on the basis of polymers with reactive epoxy groups .
  • An example of particularly suitable polyurethane adhesives / sealants is described, for example, in Example 3 of WO 95/00572.
  • Suitable adhesives / sealants based on alkoxysilane-terminated polyethers are described in detail in DE-C-4119484, the fluorosurfactants described there not necessarily having to be part of the adhesives / sealants to be used according to the invention.
  • the catalyst component depends on the basic adhesive / sealant used.
  • the organometallic compounds known in polyurethane chemistry such as e.g. Iron or tin compounds are used.
  • examples include 1,3-dicarbonyl compounds of iron or tetravalent or tetravalent tin, but in particular the Sn (II) carboxylates or the dialkyl-Sn (IV) dicarboxylates or the corresponding dialkoxylates, such as e.g.
  • the highly effective tertiary amines or amidines can be used as catalysts, if appropriate in combination with the tin compounds mentioned above. Both acyclic and in particular cyclic compounds are suitable as amines.
  • Examples include tetramethylbutanediamine, bis (dimemylaminoethyl) ether, 1,4-diaza-dicyclooctane (DABCO), 1,8-diaza-bicyclo- (5.4.0) -undecene, 2,2'-dimorpholinodiethyl ether or dimethylpiperazine or also mixtures the aforementioned amines.
  • DABCO 1,4-diaza-dicyclooctane
  • 5.4.0 1,8-diaza-bicyclo-undecene
  • 2,2'-dimorpholinodiethyl ether dimethylpiperazine or also mixtures the aforementioned amines.
  • the basic adhesive / sealant formulation is based on alkoxylsilane-ninated polyethers
  • the tin compounds mentioned above can be used, but long-chain aliphatic amines are preferred as the amine catalyst.
  • Organic di- or triamines such as, for example, ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-diarainobutane, diethylenetriamine or piperazine and, if appropriate, also low molecular weight, amino-eliminated polyethers of the "Jeffamine" type are suitable as crosslinking component.
  • all of the are suitable as polyol crosslinkers
  • polyester polyols of oleochemical origin are also particularly preferred.
  • polyester polyols can, for example, by completely ring opening epoxidized triglycerides of a fat mixture containing at least partially olefinically unsaturated fatty acid with one or more alcohols having 1 to 12 carbon atoms and then partial transesterification of the triglyceride derivatives to alkyl ester polyols having 1 to 12 carbon atoms in the Alkyl radical are prepared (see, for example, DE-A-3626223).
  • Other suitable polyols are polycarbonate polyols and dimer diols (from Henkel) and in particular castor oil and its derivatives.
  • the low-molecular silane crosslinkers known in silane chemistry can be used as a component for alkoxysilane-terminated polyether systems and for adhesives / sealants based on polydimethylsiloxanes.
  • di- or polyamines can be used for adhesive / sealant systems based on polymers with reactive epoxy groups.
  • liquid crosslinking agents or catalysts can be used directly, it may be expedient to add inert solvents and / or plasticizers to them and, if necessary, to adjust the viscosity of these solutions to the viscosity of the basic adhesive / sealant using thickeners.
  • a color component can be mixed in via the adapter. This simplifies storage for the user, since he only has to store a single adhesive / sealant in a basic color (e.g. colorless or white pigmented) and the color component can adapt to his needs, e.g. in vehicle construction it can the paint used for the vehicle.
  • a basic color e.g. colorless or white pigmented
  • catalyst and / or crosslinking agents and color components can also be combined in a single paste.
  • the catalyst, crosslinker and / or color component will be used in a minor amount with respect to the base component, so that a small-volume adapter results.
  • This component is preferably added in an amount of 0.5 to 8% by weight, based on the base component.
  • the adapter according to the invention was screwed onto the cartridge of a commercially available one-component, moisture-curing 1-component polyurethane adhesive / sealant (Terostat 8597, from Teroson) and two percent by weight of castor oil were added to this adapter.
  • the adhesive / sealant-crosslinker mixture was discharged with a commercially available cartridge gun and applied to aluminum angles. These aluminum angles were previously coated with a polyurethane primer (Terostat 8510 from Teroson) and 15 min. vented. The aluminum angles were joined together so that an adhesive joint 5 mm thick was formed.
  • a tensile strength test of the bond was carried out 45 minutes after the assembly. The tensile strength was 0.6 N / mm 2 . Detachment of the primer from the substrate was observed since the primer had not yet fully achieved its strength. It can be assumed that a higher tensile strength would otherwise have been found.
  • the adhesive / sealant was applied in the same way to the aluminum angles without the use of crosslinker and adapter, and its tensile strength was checked. After 45 minutes, the tensile strength was 0.15 N / mm 2 .
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of the device according to the invention with a second chamber arranged on one side;
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment similar to that in FIG. 1, but with a separating element and a closable filling area in the second chamber;
  • 3 shows another exemplary embodiment with a flexible, extensible separating element in the second chamber and an attached mixing area and static mixer; 4 shows another embodiment of the device according to the invention with a second chamber arranged in a ring around a central flow area;
  • Fig. 5 shows another embodiment in which the housing is separated into the upper and lower part
  • Fig. 6a is a plan view according to lines Vla-VI-a;
  • 6b shows a side view of a wall element with the two opening 12
  • FIG. 7 shows another embodiment of the device according to the invention with a perforated distribution element in the second chamber
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment in which the lower part of the housing is made integrated with the first chamber
  • Fig. 9 shows a wide embodiment in which the lower part of the housing is made integrated with the first chamber
  • Fig. 10 shows an embodiment of the device according to the invention with the lower and upper part, which is placed on a cartridge
  • FIG. 11 shows the upper part according to FIG. 10
  • FIG. 12 shows the lower part according to FIG. 10
  • FIG. 13 shows the sectioned top view according to lines VHI-XHI in FIG. 12;
  • Fig. 16 is a schematic representation of a sectional side view of another embodiment of the lower part.
  • FIG. 17 shows the sectional top view of FIG. 16.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for merging at least two flow media.
  • the flow area 1 for that from the in particular formed by a cartridge or tube-like container
  • first chamber opening 4 begins with the first chamber opening 4 and extends over a flow area 1 formed in the form of a channel element 6 in the form of a channel element 6 attached to the first chamber opening 4 in its 6 input area 7 up to its 1 outlet opening 3 and is separated by the channel-like walls such as the first chamber opening wall 4 and the channel element wall 8 specified.
  • the first medium is thus received from the first chamber 2 in the flow area 1 designed for this purpose and through this to the exit opening
  • Second chamber 9 and flow area 1 of the channel element 6 are connected via at least one discharge opening 11, which is preferably arranged on the first chamber side, for branching off part of the first medium into the second chamber 9, which at least one second opening 12 is provided for the outlet of the second medium.
  • the second opening 12 is located here in the area next to the outlet opening 3 of the channel element 6 or the flow area 1. It can either extend around the entire circumference of the channel element wall 8 or can be arranged only in a partial area next to the same.
  • the mutual attachment of the first chamber 2 and the channel element 6 takes place here, for example, in the area of the channel element entrance 7 and the first chamber opening 4 by means of suitable fastening areas 13 (not shown), such as e.g. a screw connection.
  • suitable fastening areas 13 such as e.g. a screw connection.
  • the attachment is not limited to this type of attachment. Rather, other suitable fastening elements, in particular clamp, snap-in, plug-in connections or in the manner of a bayonet lock or a combination of at least two of these elements / connections or parts thereof can also be selected.
  • the connections can be designed to be detachable or non-detachable from one another.
  • part of the first medium is branched off into the second chamber 9 and displaces the second medium located in it, which leaves the second chamber 9 through the second opening 12 located next to the outlet opening 3, so that the first and second medium are brought together at this point.
  • the second chamber 9 is filled with a second medium here through the second opening 12.
  • the channel element 6 and the second chamber 9 can be composed of several molded parts.
  • the channel element 6 can consist of a possibly flexible tubular or hose-like part and the second chamber 9 can consist of a plastic or metal part, for example.
  • the first chamber 2 and the channel element 6 are preferably connected to one another by means of suitable fastening measures 13.
  • the discharge opening or the first opening element 11 can be designed in the form of a tube or some other type of permeable shaped piece.
  • the first chamber, first chamber opening, flow area or channel element, second chamber, discharge opening (s) and second opening (s) accordingly form a functional unit.
  • the user can use existing auxiliary devices available on the market, e.g. operate piston-functional pressure and pressing devices etc.
  • the first medium can be manually pressed out or pressed out of plastic tube-like first chambers.
  • the device can be provided with a plurality of second chambers, each of which is connected to the flow area or the channel element via at least one branch element / discharge opening.
  • the measures mentioned above and for the further described embodiments of the device ensure that a second medium is automatically supplied to the first medium by conveying the first medium through the flow area, the corresponding drive energy for the second medium being derived or derived from a part of the first medium is delivered itself.
  • FIG. 2 shows a simplified embodiment of the device for connecting at least two flow media with a housing 14, in which the channel element 6 as flow region 1 in the housing 14 and the second chamber 9 are integrated.
  • the housing 14 has a housing inlet opening 15 for the first medium, which at the same time is the inlet opening 7 of the flow region 1 or the channel element 6 on the housing side.
  • the outlet opening 16 of the housing 14 is here, analogously to FIG. 1, the outlet opening 3 of the flow area or of the channel element 6.
  • a partition 17 which divides it into the second chamber 9 provided for the second medium and the flow area 1 provided for the first medium and takes over the function of the channel element wall 8 and the second chamber wall 10. It extends on the housing-side in a protruding manner into the flow region 1 of the first medium and branches when the is actuated Device from the first medium through the discharge opening 11 into the second chamber 9.
  • the second opening 12 opens here in front of the outlet opening 3 into the flow area 1, so that the first medium and the second medium are brought together at this point.
  • the housing 14 is provided with a separate filling area 18 for the second medium, which is sealed as tightly as possible after filling the second medium into the second chamber 9 by means of a closure part 19, so that no second medium when the device is actuated from the second chamber 9 through the filling area 18 of the housing 14 can emerge.
  • the second chamber 9 contains a movable separating element 20 separating the first medium from the second medium, which is driven in the direction of the second opening 12 by the first medium entering the second chamber 9 and presses the second medium out of the second chamber 9 again through the second opening 12.
  • the separating element 20 is designed here as a rigid part and is guided by the second chamber wall 10 and the dividing wall 17 during propulsion. However, it is preferably provided with guide section (s) 21 in the region of the chamber wall 10 and / or partition 17. It also preferably has, on its side facing the first medium, pressure distribution segment (s) 22 which distributes the pressure exerted by the first medium on the separating element 20 in order to build up a driving force which is as uniform as possible. This additional measure is intended to prevent the separating element 20 from tilting on the separating wall 17 and / or the second chamber wall 10.
  • the flow media which are brought together in the area of the housing outlet 16 or the channel element outlet 3 exit for example in the case of two highly viscous flow media or at least one highly viscous flow medium, in the form of a strand from the exit opening.
  • Such an embodiment of the device equipped with a separating element is therefore particularly suitable for those cases in which direct contact between the first and time medium is avoided prior to the intended combination and, for example, premature mixing and / or undesired chemical reaction is to be excluded
  • FIG. 3 also shows in section a further embodiment of the device according to the invention.
  • the first chamber 2 and the second chamber 9 are attached to one another here in one piece, so that the first chamber opening 4 and the channel element inlet 7 or the inlet of the flow area 1 on the housing side merge.
  • the dividing wall 17, which is at the same time part of the channel element 8 and second chamber wall 10 is directed in the manner of a projection into the flow area 1 provided for the first medium • 4 and narrows it.
  • the second opening 12 is located next to the housing outlet opening 16, so that the first medium does not come into contact with the second medium until then.
  • the separating element 20 located in the second chamber 9 is here folded like a film and is folded out or expanded by the first medium penetrating into the second chamber 9 through the discharge opening 11 and in this way displaces the second medium, which then emerges from the second opening 12 out of the second chamber 9 emerges.
  • a separating element consisting of film-like material, rubber-like, latex-like or other expandable parts / materials for the separating element or parts thereof can also be used.
  • Tubular or film-like packages filled with the second medium are also conceivable, which are placed in the second chamber. This type of packaging then forms the foldable or stretchable separating element.
  • an additional mixing area 23 is attached to the housing 14, in which first and second medium by means of a swirling element mounted in it 24 such that they are mixed together as completely as possible.
  • the mixing region 23 connected in this way extends the flow region 1, the outlet opening 3 of which is also the discharge opening of the mixing region 23.
  • Attachable mixing areas are known as additional mixing elements in the form of so-called static mixers and as such do not form part of the invention. They are designed, for example, in the form of a tube in which a swirling element is arranged. However, if known mixing areas / elements are connected to the device according to the innovation, they are part of the device according to the invention.
  • Such a housing design is particularly indicated in such cases when, for example, a chemical reaction of the two flow media is to be avoided when the mixing area is not connected downstream.
  • the device or its housing 14 can thus advantageously be separated from the mixing area after partial use by means of releasable fastening elements 13, then set aside and, if necessary, further used with a new mixing area.
  • 4 shows in section a further embodiment of the device with a preferably round housing 14 and the preferably also round first chamber 2 attached to it.
  • the housing-side flow area 1 is here in the form of a channel element 6 which is centered on the first chamber opening 4 and preferably also has a round channel element wall 8 designed, which extends in the area to the housing entrance preferably only in partial section (s) in the flow area 1 of the first medium and thus narrows it.
  • two discharge openings 11 are arranged here, through which 11 a part of the first medium reaches the separating element 20, which is ring-shaped around the channel element wall 8 or partition wall 17, and drives this and so on Second medium displaced out of the second chamber 9 through the second opening 12.
  • the channel element or its wall (s) extends into the first chamber opening.
  • the discharge opening (s) can also be arranged in or on the first chamber opening itself.
  • the first medium passes through the channel element 6 to the outlet opening 3, the second opening (s) 12 opening into the flow region in front of the outlet opening 3, so that the two flow media are brought together beforehand 3 and then the housing 14 in the case of at least one highly viscous flow medium as a common strand leave through exit 3.16.
  • the second openings in the channel element wall 8 or chamber wall 10 one or more areas are created when the flow media are guided together with, for example, at least one highly viscous or viscous first medium, which are filled by the second medium.
  • the strand of the first medium is provided at least in the region where the two flow media flow together with two likewise diametrically opposite segments of the second medium, the size of which depends on the size of the second openings.
  • the housing can alternatively also be formed with walls that are at an angle to one another.
  • the separating element can be arranged in a ring around an angled or round-shaped channel element or dividing wall.
  • the regions of a rigid separating element facing the second chamber wall are accordingly also designed to be angular. If several second media are added to the first medium, the housing can have several secondary chambers, each containing the different secondary media or being infested with them.
  • the second chamber can be divided into several sector-shaped by corresponding radially arranged partition walls
  • Sub-chambers can be divided, in which, for example, a separating element with corresponding sector-like sections is arranged.
  • each second chamber has an filling area for the second medium and at least one discharge opening for the incoming first medium and at least one
  • Second opening is assigned to the outlet of the second medium.
  • the housing 14 here consists of an upper part 25 and a lower part 26, which are (not) by means of suitable fastening element (s) 13 shown) can be attached to each other, such as by means of a screw, clamp, snap-in, plug-in connection or in the manner of a bayonet lock or a combination of at least two of these elements, connections or parts thereof.
  • the flow region extends from the first chamber 2 to the outlet opening 16 located on the upper housing part 25, which is preceded by a mixing region 23, which here is provided with a swirling element 24 located in the flow region and is designed as a fixed component of the upper housing part 26.
  • the flow area 1 on the housing side with the channel element wall 8 has one or more wall projections 27 directed into the flow area 1 of the first medium in the area in front of the second opening 12.
  • the second medium is placed in the open housing 14 in the open annular second chamber 9, the filling area 18 of which lies between the channel element wall 8 or the partition wall 17 and the outer housing wall 28, and then closes it with the upper housing part 25 , which is also a sealing closure part 19 for the second chamber 9.
  • the housing outer wall 28 thus also fulfills the function of part of the second chamber wall 8.
  • the housing is to have a plurality of second chambers, these and their filling regions are formed by the outer wall 28 of the housing, by intermediate walls directed radially towards the channel element wall 8 or the partition wall 17 and by the channel element wall 8.
  • Each individual second chamber is preferably also sealed with the upper housing part.
  • the second chambers can also each have a separate or for all secondary chambers with an integral closure part are closed, the upper housing part being attached to the lower housing part with its exit opening.
  • the strand of a preferably viscous or pasty first medium conveyed through the flow area reaches the projections 27 of the channel element wall 8 directed into the flow area 1 of the first medium before the second opening and is provided there with corresponding recesses which are aligned centrally in the flow area 1. These recesses give space for the supply of the second medium, which through the second opening 12 to the first medium does not have to displace part of it.
  • the second opening (s) 12 are formed here by corresponding constructive measures between the upper housing part 25 and the lower housing part 26. However, they can also be arranged in parts of the upper housing part 25.
  • the second medium propelled in the second chamber 9 by means of the separating element 20 is fed through the second opening (s) 12 to the first medium provided with the recesses and is brought together more closely and in a networked manner in the downstream mixing region 23. It can then be fed to the application from the outlet opening 3.16 located on the upper housing part 25.
  • the housing of the device is preferably designed here in such a way that its width or its outer diameter is equal to or smaller than the outer cross-section or outer diameter of the primary chamber or its outer wall, so that the housing does not impair visibility when the fluid media are placed cleanly.
  • FIG. 6a illustrates in the sectional view of the channel element 7 in the area in front of the second opening 12 the projections 27 of the channel element wall 8 which are centered in the flow area 1.
  • 6b illustrates the part of the flow region 1 which is connected downstream of the projections 27 of the channel element wall 8 and is designed with the second opening (s) 12.
  • Fig. 7 also shows in section a device for merging at least two fluid media.
  • the lower housing part 26 is attached here by means of attachment sections 31 located on its outer wall 28 and extending over the outer wall 30 of the first chamber 2 via corresponding fastening elements 13 (not shown), the housing entrance, the entrance 7 of the channel element 6 or the housing-side Flow area 1 is, at which Cleark ⁇ unmeröffhung 4 is attached.
  • distribution element 32 which is preferably designed in a plate-like manner and is provided with openings / perforations (s) 33, by means of which the first medium should be acted upon as uniformly as possible on the side of the distribution element 32 facing the second medium.
  • the number and design of the perforation (s) 33 and the shape of, for example, a concave or convex distribution element 32 can thus be different.
  • the distribution element 32 can additionally be provided with a separating element on its side facing the second medium if premature contact of the two flow media is to be avoided and / or the uniform displacement of the second medium out of the second chamber is to be improved.
  • the discharge openings 11 are arranged here in a flow region 1 running parallel to the first chamber opening wall 5 and the channel element wall 8, the housing inlet wall 29 being attached over the first chamber opening wall 5.
  • a counterpressure in the flow area 1 of the first medium is caused due to the mixing area 23 arranged in the channel element 6 on the housing outlet side, which causes part of the first medium to escape through the discharge opening (s) 11 into the second chamber 9.
  • the build-up of the back pressure does not depend on a mixing area downstream of the discharge opening (s). In addition or as an alternative, it can also be restricted by narrowing the flow area between the discharge opening and the outlet opening of any kind, for example by reducing the diameter / cross section of the channel area or by other design measures such as e.g. the projections 27 on FIGS. 5 and 6a are caused on the channel element wall 8.
  • the upper housing part 25 is provided with a connecting piece 34, which comprises the channel element wall 8 located in the lower housing part 26 and in partial areas has one or more recesses 35 which form the second opening (s) 12.
  • the second openings 12 can also or additionally be caused by recesses in the channel element wall 8.
  • the proportions of the first and second medium are defined.
  • At least partially radially formed opening (s) are preferably provided in order to ensure a uniform flow behavior of the to effect respective flow medium.
  • the opening (s) for example in the wall of the channel element or the flow area, can be accompanied by narrowing (s) and / or widening (s) of the cross section.
  • they can be designed in a step-like and / or protruding manner as a diversion or discharge area (s) and / or as diagonal diaphragm guides for the respective flow medium in order to effect or facilitate the entry of the media into the areas intended for them.
  • a constructive configuration can also cause the second opening (s) by appropriate measures between components of the upper housing part and the channel element located in the lower housing part or the walls thereof.
  • the flow area with the channel element walls can be formed as part of the upper housing part and / or the lower housing part or as a separate molded part inserted into the housing.
  • the opening area of the first chamber - as shown in FIGS. 8 and 9 - can also form at least part of the flow area or the channel element on the housing side.
  • the invention encompasses all possible configurations of the flow area, the discharge and second opening (s) if the desired discharge of the first medium into the at least one second chamber and the exit of the at least one second medium from the at least one second chamber is given.
  • the lower housing part 26 and the first chamber 4 are integrally formed with one another, the outer wall 30 of the first chamber 2 extending beyond the first chamber 2 and forming the outer wall 28 of the lower housing part 26 or part of the second chamber wall 8 there.
  • the discharge opening (s) 11 are arranged here in the intermediate wall 36 connecting the first chamber opening wall 5 with the first chamber outer wall 30, so that the first medium passes directly from the first chamber 2 into the second chamber 9 and the second medium there directly or indirectly via a separating element (s). 20 advances.
  • the first chamber opening 4 extends here with its wall 5 into the housing 14 and there at least partially forms the flow area 1.
  • the second opening (s) 12 for the exit of the second medium from the second chamber 9 are here by constructive measures between components of the upper housing part 26 and first chamber opening wall 5 , which is at the same time channel element wall 8, part of the second chamber wall 10 and partition 17. However, they can also be arranged in the first chamber opening wall 5 or exclusively in parts of the upper housing part.
  • the outlet opening 3 of the flow region 1 is located at the housing outlet or, in the case of a downstream mixing region 23, at its discharge opening.
  • Fig. 9 shows a further alternative embodiment of the device according to the invention for supplying at least two flow media.
  • the lower housing part 26 and the first chamber 2 are integrally formed with each other.
  • the rigid intermediate wall located between the first chamber opening wall 5 and the outer wall 30 has disappeared, so that the separating element 20 takes over the function of a movable intermediate wall 36.
  • the position of the discharge opening 11 for the first medium is thus variable and is located on the side facing the first medium between the first chamber opening wall 5 and the outer wall 30 of the first chamber, in accordance with the respective position of the movable intermediate wall 36 or the separating element 20 designed as a movable intermediate wall.
  • a development of the embodiment mentioned in FIG. 9 provides support sections at the border between the first chamber and the second chamber, by means of which the movable intermediate wall or the separating element is placed in a defined manner before filling the first and / or second chamber, so that the volume of the first chamber and the Second chamber is precisely specified.
  • Embodiments of the device can also be used in which discharge openings are arranged both in the flow area provided for the first medium and in the area between the first chamber opening and the outer wall of the first chamber.
  • a further possible embodiment of the device provides a cascade-like switching of a plurality of housings, the flow medium consisting of at least two flow media which are led together from the first flow area forming the first medium for the downstream flow area.
  • the outlet opening of the first flow area thus opens into the downstream flow area, to which the second medium emerging from a correspondingly downstream at least one second chamber is then fed.
  • This type of device for bringing together at least two flow media is indicated for the cases in which a connection / reaction of the at least first two flow media to be carried out is to take place before the feed of a further flow medium.
  • the device designed according to the invention can be operated until the second chamber receiving the second medium is filled with the first medium, the second medium having been displaced in whole or in part from the second chamber, or that which has been conveyed out of the first chamber through the flow area and partly into the at least one second chamber derived first medium was pressed or pressed out of the first chamber.
  • the housing can then be cleaned of the first medium and any remaining stocks of the second medium and refilled with the second medium and be reused.
  • the device according to the innovation is designed as a disposable article, preferably made of plastic materials, and is disposed of after use. In the technical area, this avoids expensive, possibly environmentally harmful chemicals / solvents etc. cleaning.
  • a plastic housing can be used as often as required after cleaning. For this and as a single-use item, the designs of the device with housing for FIG.
  • paste-like flow media can optionally be merged decoratively with second flow media, e.g. Cream with flowable chocolate.
  • second flow media e.g. Cream with flowable chocolate.
  • the two components of a two-component adhesive can optionally also be combined with a third coloring component. Sealants or adhesives can also be provided with color so that the seal or adhesive connection of two objects can be matched to the color of the objects.
  • Another advantage of the device is that complex e.g. laminate-like packaging for flow media would react with the packaging with itself and / or the natural environment, and its structure or composition could be reduced. This may result in a cost saving in the packaging area and / or a conservation of the natural raw material resources, since the at least one second component of the first component is only carried out before the application and therefore does not result in the application medium until this point in time.
  • Fig. 10 shows schematically the side view of an embodiment of the device according to the invention, which is placed on a first chamber 2, shown here as the head of a commercially available cartridge.
  • the device consists of a lower part 26 and an upper part 25.
  • the stream of the first flow medium emerging from the cartridge 2 is divided into two part flows, one of which is shown in the illustration in the direction of the flow region 1 to the left and the second in the first opening 11 to the right the second chambers 9 is directed.
  • the flow medium entering the second chamber 9 flows against the trerm element 20 and moves it upward as the first medium continues to flow. It compresses a further flexible separating element 20 in which the second fluid medium is stored.
  • An opening of the flexible partition member 20 is with the second opening 12 second chamber 9 tightly connected so that the second fluid medium emerges from the second opening 12 when the flexible separating element 20 is compressed.
  • the other partial flow of the first flow medium flows into the flow area 1, into which a tubular extension 47 of the upper part 25 projects.
  • this tube 47 has a lateral opening which is aligned with the channel-like continuation of the outlet 12.
  • the outlet 46 of the combined flow media is arranged. From here, the media brought together flow through the mixing area 40, in which a static mixer 24 is arranged, and then on to the outlet opening 16 of the device.
  • the housing wall is made transparent in the area of the second chamber, so that a viewing window 45 results.
  • Fig. 12 is also a closure element, here a plug 42 is shown, with which the lower part 26 can be closed when the upper part 25 is separated so that the unmixed media are kept separate from each other before use or during application interruptions and against leakage or the unwanted Protect contact with the environment.
  • a closure element here a plug 42 is shown, with which the lower part 26 can be closed when the upper part 25 is separated so that the unmixed media are kept separate from each other before use or during application interruptions and against leakage or the unwanted Protect contact with the environment.
  • FIG. 13 shows a top view of the cut lower part 26, the arrangement of the various components to each other.
  • the second chamber 9, which in this case has a round cross section, is arranged next to the flow area 1, which in this case has the cross section of a radially delimited ring segment.
  • a space 41 can be seen in which, for example, desiccants can be provided; a connection between this space 41 and the flow media must be provided for their effectiveness.
  • the viewing window 45 is also clearly recognizable.
  • FIG. 14 shows the top view of the upper part 25 cut along the line VV.
  • FIGS. 14 and 15 clearly show that the an-usanimen media are led from the outlet opening 46 into a channel-like mixing section 43, which through a part-circular wall is formed, which has a connection to the outer wall immediately adjacent to the outlet 46. Deflection / swirling elements 44 are indicated within the mixing section 46. When the merged media have passed through this channel 43, they enter the central area of the mixing area, well mixed, above which the outlet openings 16 of the device 14 are located. If a very long mixing device is required, the channel 43 can also be helically guided over more than one level before it opens into the outlet 16.
  • FIG. 16 shows the lower part 26 of another embodiment of the device 14 according to the invention.
  • the main difference from the embodiment according to FIGS. 10 and 12 lies in the fact that the second opening 12 of the second chamber 9 is connected to a channel 50 which again the second fluid medium leads backwards against the general flow direction.
  • This channel 50 shows in the lower region an outlet opening 51 which is aligned with a corresponding opening in the wall of the flow region 1. If the second flow medium exits through the outlet opening 51 into the flow area 1, it is brought together with the first flow medium in the front part of the flow area 1 in the direction of flow and passed upwards through the flow area 1.
  • Deflection / swirling elements 52 can already be provided inside the flow area 1, which lead to premixing before the combined media enter the mixing area 40 of the upper part 25 in the area of the outlet 46.
  • the second flow medium can also be guided into the middle of the flow of the first flow medium by means of a correspondingly shaped channel extension 53, which can also be expediently arranged on the pipe or separating element 47, which can be advantageous given certain consistencies of the two flow media can.
  • the channel 50 can on the one hand be guided radially to the flow area 1 or 50 'radially into a space 41', from which a connection through the side partitions to the flow area 1 is provided .
  • the tubular extension 47 of the upper part 25, which projects into the flow area 1, is a possible embodiment of a separating element by which the parts of the lower part 26 are protected from direct contact with the flow media brought together.
  • the upper part 25 can advantageously consist of two parts which are rotatably inserted into one another and thereby make it possible for the inner part to be fixed in place on the lower part 26 while the outer part of the upper part 25 is rotated and is fixed to the lower part 26 either via a thread or a bayonet-type closure.
  • a deflection element 53 is shown, which is formed from hollow webs 54 and whose inner channels connect to the elements 12 and 50, 51, respectively in which the second fluid medium is guided.
  • Deflection element (53) has the advantageous effect that the webs divide the Sfrom of the first pressing medium and the partial streams are squeezed through the window-like segments in order to converge again into a Sfrang in the flow direction behind the deflection element.
  • the second flow medium running at least at one point into the spaces between the partial fronts is distributed evenly over a previous separating surface.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zusammenführen mindestens zweier Fließmedien beschrieben. Die Vorrichtung weist einen an die Öffnung einer ersten Kammer (2) angesetzten und/oder mit dieser gebildeten Fließbereich (1), der zur Aufnahme des aus der ersten Kammer gelangenden Fließmediums und zu dessen Förderung bis zum Ausgang (3) des Fließbereiches (1) ausgebildet ist, dem vorzugsweise ein Mischbereich nachgeschaltet ist. Eine zweite mit einem zweiten Fließmedium befüllbare Kammer (9) ist mit dem Fließbereich und/oder mit der ersten Kammer über wenigstens ein erstes Öffnungselement (Ableitöffnung) (11) zur Abzweigung eines Teils des ersten Fließmediums aus der ersten in die zweite Kammer verbunden. Die zweite Kammer ist mit wenigstens einem zweiten Öffnungselement (Zweitöffnung) (12) zum Austritt des in ihr durch das erste Fließmedium verdrängte zweite Fließmedium versehen, welche in den Fließbereich (1) mündet oder neben diesem liegt. Es können mehrere erste (2) oder zweite (9) Kammern vorgesehen sein.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenfuhren wenigstens zweier Fließmedien
Die vorliegenden Erfindimg betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenfuhren wenigstens zweier Fließmedien mit mindestens einer mit einem ersten Fließmedium befüllbaren ersten Kammer und mindestens einem im Bereich einer Öffiiung der ersten Kammer ansetzbaren und mit dieser verbunden Fließbereich, der zur Aufiiahme des aus der ersten Kammer austretenden ersten Fließmediums und zu dessen Förderung bis zu einer Ausgangsöfrhung des Fließbereichs ausgebildet ist sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Produktenstranges durch Zusammenführung wenigstens zweier Fließmedien, die vor dem Zusammenfuhren getrennt vorgehalten werden.
In vielen Bereichen ergibt sich die Problemstellung, wenigstens zwei fließfähige Medien, die vor der Anwendung getrennt nebeneinander vorgehalten werden, derart zus__mmen-_u- ihren, daß sie erst unmittelbar vor der Anwendung miteinander zu einem fertigen Mehrkomponentensystem vermischt werden. Beispiele hierfür sind die Zusammenf hrung der beiden Komponenten sogenannter Zweikomponentenkleber oder die Vermischung von Dichtungsmassen mit Farbsubstanzen. Diese Problemstellung kann ganz allgemein dahingehend zusammengefaßt werden, daß es gilt, einem ersten Fließmedium mindestens ein zweites zii∑Λifuhren, um die Eigenschaften der Fließmedien zu verändern, beispielsweise deren Viskosität, mechanische und/oder chemische Eigenschaften, optische Erscheinungen oder physikalischen Zustände. Hierbei kann es sich um Zwei- oder Mehrkomponentensysteme handelt, die jedoch erfindungsgemäß fließfähig sein sollen, wobei ihre ggf. unterschiedliche Viskosität von untergeordneter Bedeutung ist.
Es sind bereits zahlreiche Formulierungen für ein- bzw. mehrkomponentige Dicht- und/oder Klebemittel bekannt, die im Fahrzeugbau, Flugzeugbau oder allgemeinen Maschinen- und Gerätebau zum Verkleben und/oder Abdichten von Bauteilen aus Metall, Holz, Glas oder Kunsstoffen eingesetzt werden. Von den Anwendern werden im allgemeinen einkomponentige Systeme bevorzugt, das diese mit einfachen Applikationsgeräten eingesetzt werden können, ohne daß bei deren Verwendung Misch- bzw. Dosierfehler auftreten können, die die Endeigenschaften der Verklebung bzw. Abdichtung negativ beeinflussen können. In vielen Fällen reicht jedoch die Reaktionsgeschwindigkeit von einkomponentigen Systemen bis zur Erzielung der Endfestigkeit bzw. einer Mindestfestigkeit nicht aus, so daß in diesen Fällen nach wie vor konventionelle zweikomponentige Systeme eingesetzt werden. Um die Auswirkungen eventueller Mischungsfehler zu reduzieren, haben die beiden Komponenten vergleichbar große Volumina und Viskositäten. Dies bedeutet jedoch, daß für derartige Zweikomponentensysteme spezielle 2K-Applikationssysteme erforderlich werden. Beispiele für derartige 2K-Systeme sind coaxiale Kartuschen mit vorgesetztem Statikmischer, wie sie unter dem Nahmen "Supermix" von der Fa. Liquid Control angeboten werden. Des weiteren sind 2K-Systeme mit zwei parallelen Kartuschen und einem dynamischen Mischkopf bekannt, wie sie z.B. in der EP-B- 313519 oder der EP-B-351358 beschrieben sind. Die DE-A-4202591 beschreibt ein Verfahren zum Vormischen von wenigstens zwei pastösen Massen beim Einleiten in einen Mischer, bei dem die dem Mischer zugeführten Massenstränge dünne, aneinander angrenzende Schichten bilden. Allen diesen 2K-Systemen ist gemeinsam, daß für ihre Anwendung spezielle Applikationsgeräte erforderlich sind.
Zum Zusairmienführen zweier Fließmedien/Komponenten sind beispielsweise speziell ausgestaltete Vorrichtung bekannt, die zwei nebeneinander angeordnete zylindrische Hohlräume aufweisen, in die verschiedene Fließmedien eingefüllt sind. Diese Hohlräume münden in eine gemeinsame Ausgangsöffimng, auf die eine geeignete Mischvoπichtung, beispielsweise ein Statikmischer, angefügt werden kann. Diese beiden zusammenzuführenden Medien werden mittels Kolben unter Druck aus den zylindrischen Hohlräumen der Vorrichtung gepreßt und treten dann als gemeinsamer Strang aus der Ausgangsöffiiung aus, wobei dieser anteilig von den zusammengeführten Medien gebildet wird. Der Strang tritt dann in die nachgeschaltete Mischvorrichtung ein und wird dort zu einem möglichst homogenen Endmedium vermischt, bevor er zur Applikation aus der Abfuhröfthung der Mischvorrichtung austritt.
Des weiteren sind speziell Zahnpflegemittel enthaltende Behälter bekannt, in die mindestens zwei verschiedene, fließfähige und optisch unterschiedliche Zahnpflegekomponenten eingefüllt sind. Die konstruktive Ausbildung des Behälters f hrt im Behälter übereinandergelagerte Zahpflegekomponenten in einem Strang aus der Abführöffnung heraus, in dem die sich gegenseitig berührenden Zahnpflegekomponenten streifenartig nebeneinanderliegen.
Diese bekannten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß sie speziell für die jeweiligen Anwendungen konstruiert bzw. ausgebildet und nur hierfür zu verwenden sind. Desweiteren werden die Fließmedien bereits beim Hersteller in die Vorratsräume eingefüllt, wobei durch die Zusammensetzung der Medien deren Anwendungsbereich vorgegeben ist. Dem Anwender wird auf diese Weise die Möglichkeit genommen, sein Arbeitsmedium vor Ort bzw. bei der Arbeit zu beeinflussen, zu bestimmen oder zu ändern. So kann beispielsweise die Farbe des Materials nicht geändert werden, was insbesondere dann von Nachteil ist, wenn das farbliche Erscheinungsbild beispielsweise eines Zweikomponentenklebers oder einer Dichtungsmasse auf die Farbe der zu verklebenden bzw. gegenseitig abzudichtenden hinausgerichtet werden soll.
Weitere bekannte Vorrichtungen sehen Kammern vor, in welche die zu vermischenden Medien eingefüllt und dort mechanisch vermischt und danach als vermischter Strang ausgetrieben werden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 92 18 334 Ul beschrieben. Solche Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß der gesamte Vorrat eines ersten Fließmediums mit dem zweiten oder weiteren Fließmedium vermischt werden müssen, bevor mit der Applikation begonnen wird. Damit wird jede nachträgliche Beeinflussungsmöglichkeit genommen, d. h. die Mischung muß in der einmal gewählten Zusammensetzung angewendet werden. Außerdem wird mit dem Vermischen die gegenseitige Beeinflussung der Komponenten initiiert, so daß z. B. in Fällen, in denen die physikalischen Eigenschaften der Komponenten durch die Zusammenführung geändert werden, die Applikation innerhalb einer entsprechend vorgegebenen Zeit durchgeführt sein muß, da sie danach ggf. nicht mehr möglich ist. Ein weiterer Nachteil einer solchen Vorrichtung ist die zwangsläufig hintereinanderliegende Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte, was zeitaufwendig und unrationell ist und das Vermischen schnell reagierender Komponenten praktisch unmöglich macht.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Zusammenführen wenigstens zweier Fließmedien vorzuschlagen, damit es möglich ist, mindestens zwei sich gegenseitig beeinflussende fließfähige Komponenten bzw. Fließmedien bis unmittelbar vor der Anwendung getrennt voneinander vorzuhalten, sie unmittelbar vor der Anwendung kontinuierlich zusammenzuführen und ggf. zu vermischen, wobei die Anteile der verschiedenen Komponenten vorgegeben und beeinflußt werden können.
Erfϊndungsgemäß wird dieses technische Problem dadurch gelöst, daß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mindestens eine zweite, mit einem zweiten Fließmedium bef llbare Kammer vorgesehen ist, die mindestens ein erstes Öffnungselement, über das sie mit dem Fließbereich und/oder mit der ersten Öffnung verbunden ist, und mindestens ein zweites Offnungselement aufweist, über das sie mit dem Fließbereich und/oder mit der Ausgangsöffiiung verbunden ist sowie durch ein gattungsgemäßes Verfahren, bei dem die Energie, mit der ein Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird, bewirkt, daß mindestens ein zweites Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert und mit dem ersten Fließmedium zusanrmengefuhrt wird.
Vorrichtung und Verfahren gemäß der Erfindung haben den Vorteil, daß die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden. Sie ermöglichen es, daß wenigstens ein Fließmedium für die jeweilige Applikation vom Anwender frei gewählt werden kann, so daß das aus wenigstens zwei Fließmedien bestehende Produkt vom Anwender am Arbeitsort in seiner Zusammensetzung beeinflußt werden kann. Hierfür können zumindest teilweise am Markt erhältliche Hilfsvorrichtungen wie Kartuschen, Spritzpistolen und Statikmischer verwendet werden. Die Vorrichtung erlaubt die Zusammenführung der Medien unmittelbar vor der Anwendung, wobei die Medien kontinuierlich gefördert werden und nur relativ geringe Mengen bereits 2jusammengeführter bzw. vermischter Medien im System sind.
Ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das erste Öf hungselement benachbart zum in Fließrichtung vorderen Teil des Fließbereichs und das zweite öffriungselement benachbart zum in Fließrichtung hinteren Teil des Fließbereichs angeordnet, können die Förderwege für das zweite Fließmedium vorteilhaft kurz gestaltet werden. Wird in einer anderen Ausgestaltung das zweite Fließmedium über einen Kanal vom zweiten Offnungselement in den vorderen Bereich des Fließbereichs geführt, steht bereits der Fließbereich in vorteilhafter Weise für die Vermischung der Medien zur Verfügung.
In einer besonderen Ausfuhrungsform ist die Abgrenzung zwischen Oberteil und Unterteil des Gehäuses derart vorgesehen, daß ausschließliche Teile des Oberteils mit vermischten Fließmedien in Berührung stehen. Dadurch wird erreicht, daß bei mindestens einem nicht vollständig verbrauchten Fließmedium oder aber bei Unterbrechung der Applikation das Oberteil des Gehäuses vom Unterteil abgenommen werden kann und die im Unterteil verbleibenden Medien unvermischt sind. Anschließend kann nach kurzen Unterbrechungen das Oberteil wieder aufgesetzt oder überhaupt ein neues Oberteil aufgesetzt werden, um die Applikation unter Nutzung der noch vorhandenen Fließmedien fortzusetzen. Dabei können zweckmäßig am Oberteil Trennelemente vorgesehen werden, die in das Unterteil hineinragen und beim Lösen vermischte Medien mit wegnehmen.
Zweckmäßigerweise werden die Fließquerschnitte unter Berücksichtigung der Fließeigenschaften der Medien so dimensioniert, daß die Fließmedien in dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechenden Mengen austreten. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Strömungsquerschnitte für mindestens eines der unvermischten Fließmedien einstellbar sind. Hierdurch ist es möglich, mit derselben Vorrichtung entweder das Mischungsverhältnis der Fließmedien zu verändern oder aber bei temperaturabhängiger Veränderung der Fließeigenschaften das gewünschte Mischungsverhältnis einzustellen.
Beispiele für Elemente, mit denen die Fließquerschnitte eingestellt werden können, sind auswechselbare Einsätze mit unterschiecUichen Querschnitten, vorzugsweise von außen bedienbare Drehblenden oder teleskopartig ineinander verschiebbare Kanäle, die entweder durch konische Ausbildung oder Schlitze unterschiedliche Querschnitte bilden.
Werden die Austritte der unvermischten Fließmedien mit einer Absperrvorrichtung versehen, die den Austritt bei Entfernen des Oberteils automatisch verschließt, wird vorteilhaft ein Nachtropfen der Fließmedien vermieden. Ein am Austritt der zweiten Kammer angeordnetes Federelement, das durch den Fließdruck des zweiten Fließmediums öffnend abbiegbar ist, verhindert vorteilhaft das Nachtropfen bei Applikationsunterbrechungen, sobald der durch die Wirkung des ersten Fließmediums im zweiten Fließmedium aufgebaute Druck so weit abgebaut ist, daß er kleiner ist als die Rückstellkraft des Federelements. Dieses Federelement kann alternativ oder zusätzlich zur vorerwähnten Absperrvorrichtung des Austritts vorgesehen werden.
Die doppelwandige Ausführung des Gehäuses stellt eine wirksame thermische Isolierung dar. Eine isolierende Wirkung, auch gegen andere Einflüsse wie diffundierende Gase oder Strahlung, kann jedoch auch mit anderen Mitteln, beispielsweise durch Beschichtung erzielt werden. Die Unterbringung von Sikkativen im Gehäuse derart, daß diese Kontakt mit mindestens einem Fließmedium haben, stellt einen wirksamen Schutz gegen feuchtigkeitsbedingte Beeinflussung der Fließmedien dar. Die zumindest teilweise transparente Ausbildung der Außenwand im Bereich der Kammer ermöglicht es vorteilhaft, den Füllstand des zweiten Fließmediums optisch zu kontrollieren.
Die Verschließbarkeit der Austritte unvermischter Fließmedien, beispielsweise durch Stopfen, Klebefolie oder Deckel, ermöglicht es, die in die Vorrichtung eingefüllten Fließmedien vor der Applikation oder bei Unterbrechung der Applikation und Trennung von Unter- und Oberteil zusätzlich gegen Umwelteinflüsse zu schützen. Die Anordnung eines spiralförmigen Statikmischers im Mischbereich des Oberteils des Gehäuses schafft vorteilhaft die Voraussetzung für eine wirksame Vermischung der _-usanτmengef hrten Fließmedien. Wenn im Mischbereich ein die verfügbare Fläche weitestgehend ausnutzender Kanal spiralförmig geführt wird, ergibt sich dadurch eine längst mögliche Mischstrecke.
Zur Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden technischen Problems wird ein Verfahren zum Zusammenführen wenigstens zweier Fließmedien, die vor dem Zusammenführen getrennt vorgehalten werden, vorgeschlagen, bei dem die Energie, mit ein Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird, bewirkt, daß mindestens ein zweites Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert und mit dem ersten Fließmedium zusammengeführt wird. Mit einem solchen Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, die zum Ausdrücken des ersten Fließmediums aus seinem Vorhaltevolumen, beispielsweise aus einer Kartusche, aufgewendete Energie zu nutzen, um mindestens ein zweites Füeßmedium aus seinem Vorhaltevolumen herauszufordern. Die im Förderstrang des ersten Fließmediums vorhandenen Energie kann dies entweder dadurch bewirken, daß ein Teil des Strangs so abgeleitet wird, daß er auf das zweite Fließmedium einen Druck ausübt und dieses aus seinem Vorhaltevolumen verdrängt. Die Energie kann aber auch in der Weise zur Förderung des mindestens zweiten Fließmediums genutzt werden, daß der Strang des ersten Fließmediums durch ein düsenartig gestaltetes Vorrichtungsteil, beispielsweise eine venturiartige Ausbildung des Fließbereichs geleitet wird, wobei im Bereich der Düse durch den Unterdruck ein Sog gebildet wird, der auf das zweite Fließmedium derart einwirkt, daß dieses aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird. Druck oder Unterdruck können dabei so gesteuert werden, daß das zweite Fließmedium in einem in bezug auf das Volumen des ersten Fließmediums vorgegebenen Verhältnis zugeführt wird.
Beispiele für erste Fließmedien sind Kleb- und/oder Dichtstoffe als Basiskomponente. Beispiele für zweite oder mehr als zweite Fließmedien sind Katalysatoren, Farbkomponenten und Vernetzer, wobei auch mehr als einer dieser Stoffe hierfür zur Anwendung kommen können.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eines Adapters, der auf eine vorzugsweise handelsübliche Kartusche aufgesetzt wird. Dieser Adapter kann mit einer untergeordneten Menge einer Katalysator- und/oder Vernetzer- und/oder Farbkomponente befüllt werden und ist so ausgeformt, daß der Volumenstrom der aus der Kartusche herausgedrückten Basiskomponente des Kleb-/Dichtstoffes sich kontinuierlich mit der Katalysator- und/oder Vernetzter- und/oder Farbkomponente vermischt, und diese Mischung gleichmäßig durch eine ggf. vor den Adapter vorgeschraubte Düse ausgetragen wird. Gegebenenfalls kann die Durchmischung der beiden Komponenten durch einen auf den Adapter aufgesetzten Statikmischer weiter vervollständigt werden. Obwohl für das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich jede Form von zweikomponentigen Kleb-/Dichtstoffen geeignet ist, bei denen die zweite Komponente in untergeordneter Menge eingesetzt werden kann, wird in den besonders bevorzugten Ausführungsformen als Basiskomponente ein einkomponentig feuchtigkeitshärtendes System eingesetzt. Dieses Basissystem kann z.B. auf der Basis von reaktiven Isocyanatgruppen-entahltenden Polyurethankleb-/Dichtstoffen aufgebaut sein, der Basis-Kleb-/Dichtstoff kann jedoch auch auf der Baiss von Polydimethylsiloxanen, Alkoxysüan-terminierten Polyethem oder auf der Basis von Polymeren mit reaktiven Epoxidgruppen aufgebaut sein. Ein Beispiel für besonders geeignete Polyurethan-Kleb-/Dichtstoffe sind z.B. im Beispiel 3 der WO 95/00572 beschrieben. Geeignete Kleb-/Dichtstoffe auf der Basis von Alkoxysilan-terminierten Polyethem sind in der DE-C-4119484 ausfürhlich beschrieben, wobei die dort beschriebenen Fluortenside nicht notwendigerweise Bestandteil der erfindungsgemäß einzusetztenden Kleb-/Dichtstoffe sein müssen.
Die Katalysator-Komponente richtet sich nach dem eingesetzten Basis-Kleb - /Dichtstoff, für Polyurethane können die in der Polyurethanchemie bekannten metallorganischen Verbindungen wie z.B. Eisen- bzw. Zinnverbindungen eingesetzt werden. Beispielhaft genannt seien hier 1,3-Dicarbonylverbindungen des Eisens oder des 2- bzw. 4-wertigen Zinns, insbesondere jedoch die Sn-(II)-Carboxylate bzw. die Dialkyl-Sn-(IV)-Dicarboxylate oder die entsprechenden Dialkoxylate, wie z.B. Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndibutylat, Dioctylzinndiacetat, Dibutylzinnmaleat, Zinn(II)-Octoat. Weiterhin können die hochwirksamen tertiären Amine oder Amidine als Katalysatoren verwendet werden, ggf. in Kombination mit den oben genannten Zinnverbindungen. Als Amine kommen dabei sowohl acyclische als insbesondere cyclische Verbindungen in Frage. Beispielhaft genannt seien Tetramethylbutandiamin, Bis(dimemylaminoethyl)-ether, 1,4-Diaza-Dicyclooctan (DABCO), l,8-Diaza-Bicyclo-(5.4.0)-undecen, 2,2'-Dimorpholinodiethylether oder Dimethylpiperazin oder auch Mischungen der vorgenannten Amine.
Wenn die Basis-Kleb-/Dichtstoff-Formulierung auf Basis von Alkoxylsilan- tei-ninierten Polyethem aufgebaut ist, können die oben genannten Zinnverbindungen eingesetzt werden, als Amin-Katalysator werden jedoch langkettige aliphatische Amine bevorzugt.
Als Vernetzerkomponente eignen sich organische Di- oder Triamine wie z.B. Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4-Diarainobutan, Diethylentriamin oder Piperazin sowie gegebenenfalls auch niedermolekulare arnmoteiminierte Polyether vom Typ des "Jeffamins". Als Polyol-Vernetzer eignen sich grundsätzlich alle aus der Polyurethanchemie bekannten Polyole, insbesondere niedermolekulare Polyetherdiole bzw. -triole, Polyester-Polyole, Polyole auf der Basis von -Caprolacton, auch "Polycaprolactone" genannt. Besonders bevorzugt sind jedoch auch Polyesterpolyole oleochemischer Herkunft. Derartige Polyesterpolyole können beispielsweise durch vollständige Ringöffnung von epoxidierten Triglyzeriden eines wenigstens teilweise olefinisch ungesättigte Fettsäure enthaltenden Fettgemisches mit einem oder mehreren Alkoholen mit 1- bis 12 C-Atomen und anschließender partieller Umesterung der Triglyzerid-Derivate zu Alkylesterpolyolen mit 1- bis 12 C-Atomen im Alkylrest hergestellt werden (siehe z.B. DE-A-3626223). Weitere geeignete Polyole sind Polycarbonatpolyole und Dimerdiole (Fa. Henkel) sowie insbesondere Rizinusöl und dessen Derivate.
Als Vemetmerkomponente für Alkoxysilan-terminierte Polyether-Systeme sowie für Kleb-/Dichtstoffe auf der Basis von Polydimethylsiloxanen können die in der Silanchemie bekannten niedermolekularen Silanvemetzer Verwendung finden.
Für Kleb-/Dichtstoffsyrmteme auf der Basis von Polymeren mit reaktiven Epoxidgruppen können die oben genannten Di- oder Polyamine eingesetzt werden.
Obwohl flüssige Vernetzer bzw. Katalysatoren direkt eingesetzt werden können, kann es zweckmäßig sein, diese mit inerten Lösungsmitteln und/oder Weichmachern zu versetzen und ggf. die Viskosität dieser Lösungen mit Vordickungsmitteln an die Viskosität des Basis-Kleb-/Dichtstoffes anzugleichen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Farbkomponente über den Adapter zugemischt werden. Dadurch vereinfacht sich beim Anwender die Lagerhaltung, da er nur einen einzigen Kleb-/Dichtstoff in einer Grundfarbe (z.B. farblos oder weißpigmentiert) bevorraten muß und die Farbkomponente seinen Bedürfhissen anpassen kann, im Fahrgeugbau kann es z.B. der für das Fahrzeug verwendete Lack sein.
Gegebenenfalls lassen sich auch Katalysator- und/oder Vernetzer und Farbkomponente in einer einzigen Paste kombinieren.
Wie bereits oben erwähnt, wird die Katalysator-, Vernetzer- und/oder Farbkomponente in bezug auf die Basiskomponente in untergeordneter Menge eingesetzt werden, so daß sich ein kleinvolumiger Adapter ergibt. Vorzugsweise wird diese Komponente in einer Menge von 0,5 bis 8 Gew. %, bezogen auf die Basiskomponente, zugeführt. Anhand des nachfolgenden Beispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
Beispiel:
Auf die Kartusche eines handelsüblichen einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden lK-Polyurethan-Kleb-/Dichtstofϊes (Terostat 8597, Fa. Teroson) wurde der erfindungsgemäße Adapter aufgeschraubt und in diesen Adapter wurden zwei Gewichtsprozent Rizinusöl gegeben. Mit einer handelsüblichen Kartuschenpistole wurde die Kleb-/Dichtstoff-Vemetzer-Mischung ausgetragen und auf Aluminium¬ winkel appliziert. Diese Alumimumwinkel wurden vorher mit einem Polyurethanprimer (Terostat 8510 Fa. Teroson) bestrichen und 15 min. abgelüftet. Die Aluminiiimwinkel wurden zusammengefügt, so daß eine Klebefuge von 5 mm Dicke entstand. 45 Minuten nach dem Zusammenfügen wurde eine Zugfestigkeitspriifung der Verklebung vorgenommen. Es ergab sich eine Zugfestigkeit von 0,6 N/mm2. Dabei wurde eine Ablösung des Primers vom Substrat beobachtet, da der Primer seine Festigkeit noch nicht vollständig erzielt hatte. Es ist davon auszugehen, daß sonst eine höhere Zugfestigkeit gefunden worden wäre.
In einem Vergleichsversuch, wurde der Kleb-/Dichtstoff ohne Verwendung von Vernetzer und Adapter in gleicher Weise auf die Aluminiumwinkel aufgetragen und auf seine Zugfestigkeit überprüft. Nach 45 Minuten ergab sich eine Zugfestigkeit von 0,15 N/mm2.
In der beigefügten Zeichnung sind einige Ausführungsfoπnen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bei der nachfolgenden Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele werden die bereits erwähnten, aber auch weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich. In der Zeichnung, in der mit Ausnahme der Fig. 6, 13, 14 und 17 alle Darstellungen geschnittene Seitenansichten sind, zeigen
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrichtung mit einseitig angeordneter zweiter Kammer;
Fig. 2 ein Ausfuhrungsbeispiel ähnlich dem in Fig. 1, jedoch mit Trennelement und verschließbarem Einfüllbereich in der zweiten Kammer;
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem flexibel dehnfähigen Trennelement in der zweiten Kammer und einem aufgesetzten Mischbereich und Statikmischer; Fig. 4 ein anders Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ringförmig um einen zentralen Fließbereich angeordneter zweiter Kammer;
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Gehäuse in Ober- und Unterteil getrennt ist;
Fig. 6a eine Draufsicht entsprechend den Linien Vla-VI-a;
Fig. 6b eine Seitenansicht eines Wandelements mit der Zweiöfmung 12;
Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit perforiertem Verteilelement in der zweiten Kammer;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Unterteil des Gehäuses mit der ersten Kammer integriert ausgeführt ist;
Fig. 9 ein weites Ausführungsbeispiel, bei dem das Unterteil des Gehäuses mit der ersten Kammer integriert ausgeführt ist;
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Unter- und Oberteil, die auf eine Kartusche aufgesetzt ist;
Fig. 11 die Darstellung des Oberteils gemäß Fig. 10;
Fig. 12 die Darstellung des Unterteils gemäß Fig. 10;
Fig. 13 die geschnittene Drausicht gemäß der Linien VHI-XHI in Fig. 12;
Fig. 14 die geschnitte Drausicht gemäß der Linie XTV-XIV in Fig. 10;
Fig. 15 die geschnittene Seiteansicht gemäß der Linien XV-XV in Fig. 14;
Fig. 16 die schematische Darstellung einer geschnittenen Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Unterteils und
Fig. 17 die geschnittene Draufsicht der Fig. 16.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusan menführen wenigstens zweier Fließmedien. Der Fließbereich 1 für das aus der insbesondere von einem kartuschen- oder tubenartigen Behälter gebildeten Erstkammer
2 austretende Erstmedium beginnt mit der Erstkammeröffhung 4 und erstreckt sich über einen an der Erstkammeröffhung 4 in seinem 6 Eingangsbereich 7 angesetzten in Form eines Kanalelementes 6 ausgebildeten Fließbereich 1 bis zu dessen 1 Ausgangsöffnung 3 und wird von den kanalartigen Wandungen wie der Erstkammeröffhüngswandung 4 und der Kanalelementwandung 8 vorgegeben.
Das Erstmedium wird somit aus der Erstkammer 2 kommend in dem hierzu ausgebildeten Fließbereich 1 aufgenommen und durch diesen bis zur Ausgangsöffhung
3 weitergeleitet.
Neben dem Fließbereich 1 bzw. Kanalelement 6 befindet sich eine Zweitkammer 9. mit der Zweitkammerwandung 10. Zweitkammer 9 und Fließbereich 1 des Kanalelementes 6 sind über wenigstens eine vorzugsweise erstkammerseitig angeordnete Ableitöfrhung 11 zur Abzweigung eines Teils des Erstmediums in die Zweitkammer 9 verbunden, welche mit wenigstens einer Zweitöffhung 12 zum Auslaß des Zweitmediums versehen ist.
Die Zweitöffhung 12 befindet sich hier im Bereich neben der Ausgangsöfrhung 3 des Kanalelementes 6 bzw. des Fließbereiches 1. Sie kann sich sowohl um den gesamten Umfang der Kanalelementwandung 8 erstrecken als auch nur in einem Teilbereich neben derselben angeordnet sein.
Die gegenseitige Anbringung von Erstkammer 2 und Kanalelement 6 erfolgt hier beispielsweise im Bereich des Kahalelementeinganges 7 und der Erstkammeröffnung 4 mittels geeigneter Befestigungsbereiche 13 (nicht gezeigt) wie z.B. einer Schraubverbindung. Jedoch ist die Befestigung nicht auf diese Art der Anbringung beschränkt. Vielmehr können auch andere geeignete Befestigungselemente, insbe¬ sondere Klemm-, Einrast-, Steckverbindungen oder nach Art eines Bajonettverschlusses oder einer Kombination wenigstens zweier dieser Elemente/Verbindungen oder Teile derer gewählt werden. Die Verbindungen können voneinander lös- oder unlösbar ausgestaltet sein.
Der Anwender presst das in der Erstkammer 2 befindliche Erstmedium beispielsweise mittels eines verschiebbaren Kolbens oder durch Zusammendrücken der Erstkammer 2 aus dieser in den mit der Erstkammeröfftmng 4 beginnenden Fließbereich 1 in das Kanalelement 6, welches es durchwandert und an der Ausgangsöffhung 3 des Flie߬ bereiches wieder verläßt. Durch die Ableitöffiiung 11 wird ein Teil des Erstmediums in die Zweitkammer 9 abgezweigt und verdrängt das in ihr befindliche Zweitmedium, welches die Zweitkammer 9 durch die neben der Ausgangsöffhung 3 befindliche Zweitöffnung 12 wieder verläßt, so daß Erst- und Zweitmedium an dieser Stelle zusammengeführt werden. Die Befüllung der Zweitkammer 9 mit einem Zweitmedium erfolgt hier durch die Zweitöffiiung 12. Kanalelement 6 und Zweitkammer 9 können aus mehreren Formteilen zusammengesetzt sein. So kann beispielsweise das Kanalelement 6 aus einem gegebenenfalls flexiblen röhr- oder schlauchartigen Teil und die Zweitkammer 9 beispielsweise aus einem Kunststoff- oder Metallteil bestehen. Vorzugsweise werden Erstkammer 2 und das Kanalelement 6 mittels geeigneter Befestigungmaßnahmen 13 miteinander verbunden.
Die Ableitöffhung bzw. das erste Öf&iungselement 11 kann in Form eines Röhrchens oder eines andersgearteten durchlaßfähigen Formstückes ausgebildet sein. Erstkammer, Erstkammeröfrhung, Fließbereich bzw. Kanalelement, Zweitkammer, Ableitöffhung(en) sowie Zweitöffiιung(en) bilden demgemäß Funktionseinheit. Zum HerauspressenZ-drücken des Erstmediums aus stabilen, beispielsweise aus Metallkartuschen bestehenden Erstkammem kann sich der Anwender bestehender, am Markte erhältlicher Hilfsvorrichtungen wie z.B. kolbenfunktionaler Dmck- und Preßvorrichtungen etc. bedienen. Aus kunststofftubenartigen Erstkammem kann das Erstmedium manuell herausgedrückt bzw. gepresst werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung kann diese mit mehreren Zweitkammern versehen sein, die jeweils über wenigstens ein Abzweigelement / Ableitöffiiung mit dem Fließbereich bzw. dem Kanalelement verbunden sind. Erfindungsgemäß wird durch die vorstehend und zu den weiter beschriebenen Ausführungen der Vorrichtung genannten Maßnahmen erreicht, daß durch die Förderung des Erstmediums durch den Fließbereich selbsttätig ein Zweitmedium dem Erstmedium zugeführt wird, wobei die entsprechende Antriebsenergie für das Zweitmedium von einem abgeleiteten bzw. abgezweigten Teil des Erstmediums selbst geliefert wird.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ausführung der Vorrichtung zum Zus∑mimeniuhren wenigstens zweier Fließmedien mit einem Gehäuse 14, in welchem das Kanalelement 6 als Fließbereich 1 im Gehäuse 14 und die Zweitkammer 9 integriert sind. Das Gehäuse 14 weist eine Gehäuseeingangsöffiiung 15 für das Erstmedium auf, die zugleich Eingangsöffnung 7 des gehäuseseitigen Fließbereiches 1 bzw. des Kanalelementes 6 ist. Die Ausgangsöflhung 16 des Gehäuses 14 ist hier analog zu Fig. 1 die Ausgangsöffhung 3 des Fließbereiches bzw. des Kanalelementes 6.
Im Gehäuse 14 befindet sich eine Trennwand 17, die dieses in den für das Zweitmedium vorgesehnen Zweitkammer 9 und den für das Erstmedium vorgesehenen Fließbereich 1 aufteilt und in einer Funktion Kanalelementwandung 8 und Zweitkammerwandung 10 übernimmt. Sie erstreckt sich gehäuseeingangseitig vorsprungartig in den Fließbereich 1 des Erstmediums und zweigt bei Betätigung der Vorrichtung einen Teil des Erstmediums durch die Ableitöffiiung 11 in die Zweitkammer 9 ab. Die Zweitöffiiung 12 mündet hier vor der Ausgangsöffnung 3 in den Fließbereich 1, so daß an dieser Stelle Erstmedium und Zweitmedium zusammengeführt werden.
Das Gehäuse 14 ist mit einem gesonderten Einfullbereich 18 für das Zweitmedium versehen, welcher nach Einfüllung des Zweitmediums in die Zweitkammer 9 mittels eines Verschlußteiles 19 möglichst dichtend verschlossen wird, so daß kein Zweitmedium bei Betätigung der Vorrichtung aus der Zweitkammer 9 durch den Einfüllbereich 18 des Gehäuses 14 austreten kann.
Die Zweitkammer 9 enthält ein bewegliches, das Erstmedium vom Zweitmedium trennendes Trennelement 20, das durch das in die Zweitkammer 9 eintretende Erstmedium in Richtung Zweitöffiiung 12 vorgetrieben wird und das Zweitmedium durch die Zweitöffiiung 12 aus der Zweitkammer 9 wieder herauspresst. Das Trennelement 20 ist hier als starres Teil ausgebildet und wird beim Vortrieb von der Zweitkammerwandung 10 und Trennwand 17 geführt. Es wird vorzugsweise jedoch mit Führungsabschnitt(en) 21 im Bereich der Kammerwandung 10 und/oder Trennwand 17 versehen. Vorzugsweise weist es desweiteren an seiner dem Erstmedium zugewandten Seite Druckverteilsegment(e) 22 auf, die den durch das Erstmedium auf das Trennelement 20 ausgeübten Dmck zum Aufbau einer möglichst gleichmäßig wirkenden Vortriebskraft verteilt. Mittels dieser zusätzlichen Maßnahme soll ein Verkanten des Trennelementes 20 an Trennwand 17 und/oder Zweitkammerwandung 10 vermieden werden.
Die im Bereich des Gehäuseausganges 16 bzw. des Kanalelementausgangs 3 zusanimengeführten Fließmedien treten bei beispielsweise zwei hochviskosen Fließmedien oder wenigstens einem hochviskosen Fließmedium nebeneinanderliegend in Form eines Stranges aus der AusgangsöfEhung aus. Eine derartige mit einem Trennelement ausgestattete Ausführungsform der Vorrichtung ist daher insbesondere für solche Fälle geeignet, bei denen ein direkter Kontakt zwischen Erst- und Zeitme¬ dium vor der gewollten Zusammenführung vermieden und beispielsweise deren vorzeitige Vermischung und/oder unerwünschte chemische Reaktion ausgeschlossen werden soll
Fig. 3 zeigt ebenfalls im Schnitt eine weitere erfinduπgsgemäße Ausfuhrungsform der Vorrichtung. Erstkammer 2 und Zweitkammer 9 sind hier einstückig aneinander an¬ gesetzt, so daß Erstkammeröffhung 4 und Kanalelementeingang 7 bzw. Eingang des gehäuseseitigen Fließbereiches 1 ineinander übergehen. Analog zu Fig. 2 ist die Trennwand 17, die zugleich ein Teil der Kanalement- 8 und Zweitkammerwandung 10 ist, vorsprungartig in den für das Erstmedium vorgesehenen Fließbereich 1 gerichtet • 4 und verengt diesen. Die Zweitöffiiung 12 befindet sich neben der Gehäuse- ausgangsöffnung 16, so daß das Erstmedium bis dahin nicht mit dem Zweitmedium in Berührung kommt.
Das in der Zweitkammer 9 befindliche Trennelement 20 ist hier folienartig gefaltet ausgebildet und wird von dem durch die Ableitöffiiung 11 in die Zweitkammer 9 eindringenden Erstmedium ausgefaltet bzw. ausgedehnt und verdrängt auf diese Weise das Zweitmedium, welches dann aus der Zweitöffiiung 12 wieder aus der Zweit¬ kammer 9 heraustritt. Anstelle eines aus folienartigem Material bestehenden Trennelementes können auch gummi-, latexähnliche oder andere dehnfähige Teile/Materialien für das Trennelement oder Teile dessen zur Anwendung gelangen. Auch sind schlauch- oder folienartige, mit dem Zweitmedium befüllte Verpackungen denkbar, die in die Zweitkammer gegeben werden. Diese Art der Verpackung bildet dann das faltbare bzw. dehnfähige Trennelement.
Ein nachträglich mittels geeigneter Befestigungsbereiche 13 (nicht gezeigt) wie z.B. einer Schraub-, Klemm-, Einrast-, Steckverbindung oder nach Art eines Bajonettverschlußes oder einer Kombination wenigstens zweier dieser Elemente/Verbindungen oder Teile derer ist am Gehäuse 14 ein zusätzlicher Mischbereich 23 angebracht, in welchem Erst- und Zweitmedium mittels eines in ihm gelagerten Verwirbelungselementes 24 derart weitergehend zusanimenführt, daß diese möglichst vollständig miteinander vermischt werden.
Der so nachgeschaltete Mischbereich 23 verlängert den Fließbereich 1, dessen Ausgangsöffiiung 3 zugleich die Abführöffiiung des Mischbereiches 23 ist. Anbringbare Mischbereiche sind als zusätzliche Mischelemente in Form sogannter Statikmischer bekannt und stellen als solche keinen Teil der Erfindung dar. Sie sind beispielsweise in Form eines Rohres ausgebildet, in dem ein Verwirbelungselement angeordnet ist. Werden jedoch bekannte Mischbereiche/-elemente mit der neuerungsgemäßem Vorrichtung verbunden, so sind sie Bestandteil der erfindungssgemäßen Vorrichtung.
Eine derartige Gehäuseausbildung ist insbesondere in solchen Fällen angezeigt, wenn eine beispielsweise chemische Reaktion der beiden Fließmedien bei nicht nachgeschaltetem Mischbereich vermieden werden soll. Die Vorrichtung bzw. deren Gehäuse 14 kann somit vorteilhaft nach Teilgebrauch mittels lösbarer Befestigungsele¬ mente 13 vom Mischbereich getrennt, sodann beiseite gelegt und bei Bedarf ggf mit einem neuen Mischbereich versehen weiter verwandt werden. Fig. 4 zeigt im Schnitt eine weitere Ausbildung der Vorrichtung mit einem vorzugsweise rund ausgeformten Gehäuse 14 und der hieran angefügten vorzugsweise ebenfalls runden Erstkammer 2. Der gehäuseseitige Fließbereich 1 ist hier in Form eines zur Erstkammeröffhung 4 zentrisch ausgerichteten Kanalelementes 6 mit vorzugsweise ebenfalls runder Kanalelementwandung 8 ausgestaltet, welche sich im Bereich zum Gehäuseeingang vorzugsweise nur in Teilabschnitt(en) vorsprungartig in den Fließbereich 1 des Erstmediums erstreckt und diesen somit verengt. Im dem zwischen Kanalelementwandung 8 und Erstkammeröffiiungswand 5 bzw. Gehäuseeingangswandung 29 hervorgerufenen Zwischenbereich sind hier beispielsweise zwei Ableitöffhungen 11 angeordnet, durch welche 11 ein Teil des Erstmediums an das ringförmig um die Kanalelementwandung 8 bzw. Trennwand 17 liegende Trennelement 20 gelangt, dieses vortreibt und so das Zweitmedium durch die Zweitöffhung 12 aus der Zweitkammer 9 wieder verdrängt.
Denkbar sind jedoch auch Ausführungen der Vorrichtung, bei denen sich das Kanalelement bzw. dessen Wandung(en) bis in die Erstkammeröffhung erstreckt. Auch können die Ableitöfrhung(en) in oder an der Erstkammerö-xhung selbst angeordnet werden.
Das Erstmedium gelangt durch das Kanalelement 6 zur Ausgangsöffiiung 3, wobei die Zweitöffnung(en) 12 in den Fließbereich vor der Ausgangsöffhung 3 münden, so daß die beiden Fließmedien hiervor 3 zusammen geführt werden und bei wenigstens einem hochviskosen Fließmedium als gemeinsamer Strang dann das Gehäuse 14 durch die Ausgangsöffhung 3,16 wieder verlassen. Je nach Größe und Anzahl der Zweitöffnungen in der Kanalelementwandung 8 bzw. Kammerwandung 10 entstehen bei der Zusarrnnenfuhrung der Fließmedien mit beispielsweise wenigstens einem hochviskosen oder zähfließendem Erstmedium ein oder mehrere Bereiche, die vom Zweitmedium ausgefüllt werden. Sind beispielsweise zwei diametral angeordnete Zweitöffnungen für das Zweitmedium vorgesehen, so wird der Strang des Erstmediums wenigstens im Bereich des Zusammenfließen beider Fließmedien mit zwei ebenfalls diametral gegenüberliegenden Segmenten des Zweitmediums versehen, deren Größe sich nach der Größe der Zweitöff ungen richtet.
Anstelle einer runden Gehäuseform kann dieses alternativ auch mit winklig zueinander stehenden Wandungen ausgebildet sein. Hierbei kann das Trennelement ringartig um eine winklig- oder rundausgeformte Kanalelement- bzw. Trennwandung angeordnet werden. Die der Zweitkammerwandung zugewandten Bereiche eines starren Trennelementes sind dann dementsprechend ebenfalls winklig ausgestaltet. Sollten mehrere Zweitmedien dem Erstmedium zugeführt werden, so kann das Gehäuse mehrere Zweitkammem aufweisen, die jeweils die unterschiedlichen Zweitmedien enthalten oder mit diesen befällt werden.
So kann bei einer runden Ausfuhrung des Gehäuses die Zweitkammer durch entsprechende radial angeordnete Zwischenwände in mehrere sektorförmige
Unterkammern unterteilt sein, in denen beispielsweise je ein Trennelement mit entsprechend sektorartigen Abschnitten angeordnet wird.
Es versteht sich, daß jeder Zweitkammer ein Eirrfüllbereich für das Zweitmedium und wenigstens eine Ableitöffiiung für das eintretende Erstmedium und wenigstens eine
Zweitöffhung zum Auslaß des Zweitmediums zugeordnet wird.
Fig. 5 zeigt im Schnitt eine besonders bevorzugte Ausbildung der neuerungsgemäßen Vorrichtung mit einem ebenfalls ringartig um das Kanalelement 6 angeordneten Trennelement 20. Das Gehäuse 14 besteht hier aus einem Ober- 25 und einem Unterteil 26, welche mittels geeigneter Befestigungselement(e) 13 (nicht gezeigt) aneinander anbringbar sind wie z.B. mittels einer Schraub-, Klemm-, Eiπrast-, Steckverbindung oder nach Art eines Bajonettverschlusses oder einer Kombination wenigstens zweier dieser Elemente Verbindungen oder Teile derer. Der Fließbereich erstreckt von der Erstkammer 2 bis zur am Gehäuseoberteil 25 befindlichen Ausgangsöffiiung 16, welcher ein Mischbereich 23 vorgeschaltet ist, der hier mit einem im Fließbereich liegenden Verwirbelungselement 24 versehen und als fester Bestandteil des Gehäuseoberteils 26 ausgebildet ist. Der gehäuseseitige Fließbereich 1 mit der Kanalelementwandung 8 weist im Bereich vor der Zweitöffiiung 12 einen oder mehrere in den Fließbereich 1 des Erstmediums gerichtete Wandvorsprünge 27 auf.
Der Anwender gibt bei vom Gehäuseunterteil 26 abgenommenen Gehäuseoberteil 25 in das so geöffnete Gehäuse 14 das Zweitmedium in die offene ringförmige Zweit¬ kammer 9, deren Einfüllbereich 18 zwischen Kanalelementwandung 8 bzw. Trennwand 17 und Gehäuseaußenwand 28 liegt, und verschließt dieses hiernach mit dem Gehäuseoberteil 25, das zugleich dichtendes Verschlußteil 19 für die Zweitkammer 9 ist. Die Gehäuseaußenwand 28 erfüllt somit zugleich die Funktion eines Teils der Zweitkammerwandung 8.
Soll das Gehäuse mehrere Zweitkammem aufweisen, so werden diese sowie deren Einfüllbereiche von der Gehäuseaussenwand 28, von radialartig zur Kanalelementswandung 8 bzw. zur Trennwand 17 gerichteten Zwischenwänden und von der Kanalelementswandung 8 gebildet. Der Verschluß jeder einzelnen Zweitkammer erfolgt vorzugsweise ebenfalls mit dem Gehäuseoberteil. Jedoch können die Zweitkammem auch mit je einem gesonderten oder für alle Zweitkammem mit einem einstückig ausgebildeten zusätzlichen Verschlußteil verschlossen werden, wobei das Gehäuseoberteil mit seiner Ausgangsöffhung hiemach an das Gehäuseunterteil angebracht wird.
Der durch den Fließbereich beförderte Strang eines vorzugsweise zähfließenden oder pastösen Erstmediums gelangt vor der Zweitöffiiung an die in den Fließbereich 1 des Erstmediums gerichteten Vorsprünge 27 der Kanalelementwandung 8 und wird dort mit entsprechenden mittig in den Fließbereich 1 ausgerichteten Ausnehmungen versehen. Diese Ausnehmungen geben Raum für die Zuführung des Zweitmediums, welches durch die Zweitöff ung 12 zum Erstmedium gelangend nicht erst einen Teil dessen zu verdrängen hat. Die Zweitöff ung(en) 12 werden hier durch entsprechend konstruktive Maßnahmen zwischen Gehäuseober- 25 und Gehäuseunterteil 26 gebildet. Sie können jedoch auch in in Bestandteilen des Gehäuseoberteils 25 angeordnet werden. Das in der Zweitkammer 9 mittels Trennelement 20 vorgetriebene Zweitmedium wird durch die Zweitöffiιung(en) 12 dem mit den Ausnehmungen versehenen Erstmedium zugleitet und mit diesem im nachgeschalteten Mischbereich 23 weiter enger und vernetzter zusammengef hrt. Aus der am Gehäuseoberteil 25 befindlichen Ausgangsöffhung 3,16 kann es dann der Applikation zugeführt werden. Das Gehäuse der Vorrichtung ist hier vorzugsweise derart ausgestaltet, daß seine Breite bzw. sein Außendurchmesser gleich oder kleiner als der Außenquerschnitt bzw. Außendurchmesser der Erstkarnmer bzw. deren Außenwandung ist, so daß durch das Gehäuse keine Sichtbeilinderung beim sauberen Plazieren der zusammengeführten Fließmedien entsteht.
Fig. 6a verdeutlicht in der Schnittaufsicht auf das Kanalelement 7 im Bereich vor der Zweitöff ung 12 die mittig in den Fließbereich 1 ausgerichteten Vorsprünge 27 der Kanalelementwandung 8.
Fig. 6b verdeutlicht den Teil des Fließbereiches 1, welcher den Vorsprüngen 27 der Kanalelementwandung 8 nachgeschaltet und mit den Zweitöfftιung(en) 12 ausgestaltet ist.
Fig. 7 zeigt desweiteren im Schnitt eine Vorrichtung zum Zusammenführen wenigstens zweier Fließmedien. Das Gehäuseunterteil 26 ist hier mittels an seiner Außenwand 28 befindlicher, sich über die Außenwand 30 der Erstkammer 2 erstreckenden Anbringungsabschnitte 31 an dieser über entsprechende Befestigungselemente 13 (nicht gezeigt) angebracht, wobei der Gehäuseeingang, der zugleich Eingang 7 des Kanalelementes 6 bzw. des gehäuseeitigen Fließbereiches 1 ist, an die Erstkεunmeröffhung 4 angesetzt ist. Anstelle eines in der Zweitkammer 9 beweglich angeordneten Trennelementes befindet sich oberhalb der Ableitöffiιung(en) 11 ein fest angebrachtes Verteilelement 32, welches vorzugsweise plattenartig ausgestaltet und mit Durchbrüchen/Perforation(en) 33 versehen ist, durch die eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Erstmediums an der dem Zweitmedium zugewandten Seite des Verteilelementes 32 bewirkt werden soll. Zahl und Ausgestaltung der Perforation(en) 33 sowie die Form eines beispielsweise konkav oder konvex verlaufenden Verteilelementes 32 kann somit unterschiedlich sein. Das Verteilelement 32 kann zusätzlich an seiner dem Zweitmedium zugewandten Seite mit einem Trennelement versehen werden, wenn ein vorzeitiger Kontakt der beiden Fließmedien vermieden und/oder die gleichmäßige Verdrängung des Zweitmediums aus der Zweitkammer verbessert soll.
Die Ableitöffhungen 11 sind hier in einem parallel verlaufenden von der Erstkammeröffiiungwandung 5 und Kanalelementwandung 8 gebildeten Fließbereich 1 angeordnet, wobei die Gehäuseingangswandung 29 über die Erstkammeröffiiungswandung 5 angesetzt ist. Bei Betätigung der Vorrichtung wird aufgrund des gehäuseausgangsseitig angeordneten Mischbereiches 23 im Kanalelement 6 ein Gegendruck im Fließbereich 1 des Erstmediums hervorgerufen, der den Austritt eines Teils des Erstmediums durch die Ableitöffhung(en) 11 in die Zweitkammer 9 bewirkt.
Der Aufbau des Gegendruckes ist nicht von einem den Ableitöffhung(en) nachgeschalteteten Mischbereich abhängig. Er kann zusätzlich oder alternativ auch durch Verengungen des Fließbereiches zwischen Ableitöffiiung und Ausgangsöffnung jeglicher Art wie beispielsweise durch eine Verkleinerung des Ditfchmessers/Querschnitts des Kanalbereiches oder durch andere konstruktive Maßnahmen wie z.B. die zu Fig. 5 und 6a genannten Vorsprünge 27 an der Kanalele¬ mentwandung 8 hervorgerufen werden.
Das Gehäuseoberteil 25 ist mit einem Stutzen 34 versehen, der die im Gehäuseunterteil 26 befindliche Kanalelementwandung 8 umfaßt und in Teilbereichen eine oder mehrere Aussparung(en) 35 aufweist, welche die Zweitöffnung (en) 12 bilden. Die Zweitöffnungen 12 können jedoch auch oder zusätzlich von Aussparungen in der Kanalelementwandung 8 hervorgerufen werden.
Gemäß der vorstehend genannten vielseitigen Ausf hrungen der Vorrichtung zum Zusanrmenfuhren wenigstens zweier Fließmedien können Ableit- und/oder Zweitöff ung(en) mannigfaltig ausgestaltet sein.
So werden z.B. je nach Größe und Ausgestaltung der Ableit- und/oder Zweitöffiιung(en) im Verhältnis zum Querschnitt des Kanals die Anteilsverhältnisse von Erst- und Zweitmedium definiert. Vorzugsweise werden wenigstens teilweise radial ausgebildete öff ung(en) vorgesehen, um ein gleichmäßiges Fließverhalten des jeweiligen Fließmediums zu bewirken. Des weiteren können die Öffiιung(en) z.B. in der Wandung des Kanalelementes bzw. des Fließbereiches mit Verengung(en) und/oder Erweiterung(en) des Querschnittes einhergehen. Sie können beispielsweise stufen und/oder vorsprungartig als Umleitungs- oder Ableitungsbereich(e) und/oder als Schrägdiucliführungen für das jeweilige Fließmedium ausgebildet sein, um den Eintritt der Medien in die für sie bestimmten Bereiche zu bewirken oder zu erleichtem. Auch kann eine konstruktive Ausgestaltung durch entsprechende Maßnahmen zwischen Bestandteilen des Gehäuseoberteils und des im Gehäuseunterteil befindlichen Kanalelement bzw. dessen Wandungen die Zweitöffrιung(en) hervorrufen.
Der Fließbereich mit den Kanalelementwandungen kann Bestandteil des Gehäuseoberteils und/oder des Gehäuseunterteils oder als separates in das Gehäuse eingesetztes Formstück ausgebildet sein. Auch kann der Öffnungsbereich der Erstkammer - wie zu Fig. 8 und Fig.9 gezeigt - wenigstens einen Teil des gehäu- seseitigen Fließbereiches bzw. des Kanalelementes bilden. Die Erfindung umfaßt hier jedenfalls sämtliche Ausgestaltungsmöglichkeiten des Fließbereiches, der Ableit- und Zweitöffnung(en), wenn die gewünschte Ableitung des Erstmediums in die wenigstens eine Zweitkammer und der Austritt des wenigstens einen Zweitmediums aus der wenigstens einen Zweitkammer gegeben ist.
Bei dieser Ausführungen in Fig. 8 sind das Gehäuseunterteil 26 und die Erstkammer 4 einstückig miteinander ausgebildet, wobei sich die Außenwand 30 der Erstkammer 2 über die Erstkammer 2 hinaus erstreckt und dort die Außenwand 28 des Gehäuseunterteils 26 bzw. einen Teil der Zweitkammerwandung 8 bildet. Die Ableitöffhung(en) 11 sind hier in der die Erstkamöffnungswandung 5 mit der Erstkammeraußenwand 30 verbindenden Zwischenwand 36 angeordnet, so daß das Erstmedium hierüber direkt von der Erstkammer 2 in die Zweitkammer 9 gelangt und dort das Zweitmedium unmittelbar oder mittelbar über ein Trennelement(en) 20 vortreibt. Die Erstkammeröffhung 4 erstreckt sich hier mit ihrer Wandung 5 in das Gehäuse 14 und bildet dort wenigstens teilweise den Fließbereich 1. Die Zweitöffiιung(en) 12 zum Austritt des Zweitmediums aus der Zweitkammer 9 werden hier durch konstruktive Maßnahmen zwischen Bestandteilen des Gehäuseoberteil 26 und Erstkammeröffhungswandung 5, die zugleich Kanalelementswandung 8, ein Teil der Zweitkammerwandung 10 und Trennwand 17 ist, gebildet. Sie können jedoch auch in der Erstkammeröffhungswandung 5 oder ausschließlich in Bestandteilen des Gehäuseoberteils angeordnet sein. Die Ausgangsöffiiung 3 des Fließbereiches 1 befindet sich am Gehäuseausgang oder bei nachgeschaltetem Mischbereich 23 an dessen Abführöffiiung. Fig. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Altemativausbildung der Vorrichtung zum Zus__rrιmei-führen wenigstens zweier Fließmedien. Auch bei dieser Ausführung sind das Gehäuseunterteil 26 und die Erstkammer 2 einstückig miteinander ausgebildet. Hierbei ist die zwischen der Erstkammeröffhungswandung 5 und Außenwandung 30 befindliche starre Zwischenwand weggefallen, so daß das Trennelement 20 die Funktion einer beweglichen Zwischenwandung 36 übernimmt. Die Position der Ableitöffiiung 11 für das Erstmedium ist somit variabel und befindet sich der jeweiligen Position der beweglichen Zwischenwandung 36 bzw. des als bewegliche Zwischenwandung ausgebildeten Trennelementes 20 entsprechend an ihrer dem Erstmedium zugewandten Seite zwischen Erstkammeröffhungswandung 5 und Außen¬ wandung 30 der Erstkammer.
Eine Weiterbildung der zu Fig. 9 genannten Ausführung sieht an der Grenze zwischen Erstkammer und Zweitkammer Auflageabschnitte vor, mittels derer die bewegliche Zwischenwand bzw. das Trennelement vor Befüllung der Erst- und/oder Zweitkammer definiert plaziert wird, so daß das Volumen der Erstkammer und der Zweitkammer genau vorgegeben ist. Auch können Ausführungen der Vorrichtung zur Anwendung gelangen, bei denen Ableitöffiiungen sowohl im für das Erstmedium vorgesehenen Fließbereich als auch im Bereich zwischen Erstkammeröffiiung und Außenwandung der Erstkammer angeordnet sind.
Eine weitere mögliche Ausfuhrungsform der Vorrichtung sieht eine kaskadenartige Weiterschaltung mehrerer Gehäuse vor, wobei das aus wenigstens zwei zusarmnengeführten Fließmedien bestehende aus dem ersten Fließbereich austretende Fließmedium das Erstmedium für den nachgeschalteten Fließbereich bildet. Die Ausgangsöffnung des ersten Fließbereiches mündet somit in den nachgeschalteten Fließbereich, dem dann das aus einer entsprechend nachgeschalteten wenigstens einen Zweitkammer heraustretende Zweitmedium zugeführt wird. Diese Art von Vorrichtungen zum ZusanT enführen wenigstens zweier Fließmedien ist für die Fälle angezeigt, bei denen eine Verbindung/Reaktion der wenigstens ersten beiden --US-_rnmengeführten Fließmedien vor der Zuführung eines weiteren Fließmediums stattfinden soll. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung kann so lange betrie¬ ben werden, bis die das Zweitmedium aufnehmende Zweitkammer mit dem Erstmedium befüllt ist, wobei das Zweitmedium aus der Zweitkammer ganz oder teilweise verdrängt worden ist, oder das aus der Erstkammer durch den Fließbereich beförderte und zum Teil in die mindestens eine Zweitkammer abgeleitete Erstmedium aus der Erstkammer gedrückt oder gepresst wurde.
Das Gehäuse kann dann vom Erstmedium und ggf vorhandenen Restbeständen des Zweitmediums gereinigt und erneut mit dem Zweitmedium aufgefüllt und wiederbenutzt werden. Besonders bevorzugt wird jedoch eine Ausfiihnmgsform, bei der die neuerungsgemäße Vorrichtung als Einmalartikel vorzugsweise aus Kunststoffinaterialien ausgebildet ist und nach Gebrauch entsorgt wird. Hierdurch wird im technischen Bereich eine aufwendige, gegebenenfalls umweltschädigende Chemikalien/Lösungsmittel etc. benutzende Reinigung vermieden. Gemäß nachstehend genannter Anwendungsmöglichkeiten kann im Haushaltsbereich ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse nach der Reinigung beliebig oft weiter verwandt werden. Hierfür und als Einmalartikel sind insbesondere die Ausführungen der Vorrichtung mit Gehäuse zu Fig.2 bis Fig.7 geeignet.
Die Anwendungsgebiete der Vorrichtung sind mannigfaltig. So können im Haushaltbereich beispielsweise pastenartige Fließmedien mit zweiten Fließmedien gegebenfalls streifenförmig dekorativ zusammengeführt werden, wie z.B. Sahne mit fließfähiger Schokolade. Im technischen Bereich können beispielsweise die zwei Komponenten eines Zweikomponentenklebers gegebenenfalls noch mit einer dritten farbgebenden Komponente zusammen geführt werden. Auch können Dichtungs- oder Klebemassen mit Farbe versehen werden, so daß die Dichtungs- bzw. Klebeverbindung zweier Gegenstände der Farbe der Gegenstände angeglichen werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß aufwendige z.B. laminatartige Verpackungen für Fließmedien durch die Verpackung mit sich und/oder der natürlichen Umgebung reagieren würden, in ihrem Aufbau bzw. in ihrer Zusammenset¬ zung reduziert werden können. Es ergibt sich somit gegebenenfalls eine Kostenersparnis im Verpackungsbereich und/oder eine Schonung der natürlichen Rohstoffressourcen, da die wenigstens eine zweite Komponente der ersten Komponente erst vor der Applikation ^geführt wird und somit auch erst zu diesem Zeitpunkt das Anwendungsmedium ergibt.
Fig. 10 zeigt schematisch die Seitenansicht einer Ausfuhrungsforrn der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auf eine erste Kammer 2, hier als der Kopf einer handelsüblichen Kartusche dargestellt, aufgesetzt ist. Die Vorrichtung besteht aus Unterteil 26 und Oberteil 25. Der aus der Kartusche 2 austretende Strom des ersten Fließmediums wird in zwei Teilströme geteilt, von denen der eine m der Darstellung nach links in Richtung des Fließbereichs 1 und der zweite nach rechts in die erste Öffnung 11 der zweiten Kammern 9 gelenkt wird. Das in die zweite Kammer 9 eintretende Fließmedium strömt gegen das Trermelement 20 und bewegt dieses bei weiter nachströmendem erstem Medium nach oben. Dabei drückt es ein weiteres flexibles Trennelement 20 zusammen, in dem das zweite Fließmedium bevorratet ist. Eine Öffnung des flexiblen Trennelements 20 ist mit der zweiten Öffnung 12 der zweiten Kammer 9 dicht verbunden, so daß beim Zusammendrücken des flexiblen Trennelements 20 das zweite Fließmedium aus der zweiten Öffnung 12 heraustritt.
Der andere Teilstrom des ersten Fließmediums fließt in den Fließbereich 1, in den eine rohrartige Verlängerung 47 des Oberteils 25 hineinragt. Im oberen Bereich des Fließbereichs 1 hat dieses Rohr 47 eine seitliche Öffnung, die mit der kanalartigen Fortsetzung des Austritts 12 fluchtet. An dieser Stelle 3 treffen das erste und das zweite Fließmedium zusammen. Unmittelbar danach ist der Austritt 46 der zusammengeführten Fließmedien angeordnet. Von hier aus fließen die zusammengejführten Medien durch den Mischbereich 40, in dem ein Statikmischer 24 angeordnet ist, und dann weiter zur Ausgangsöffhung 16 der Vorrichtung. Die Gehäusewand ist im Bereich der zweiten Kammer transparent ausgeführt, so daß sich ein Sichtfenster 45 ergibt.
In den Fig. 11 und 12 sind Unterteil 26 und Oberteil 25 des Gehäuses 14 jeweils getrennt dargestellt. In Fig. 12 ist zusätzlich ein Verschlußelement, hier ein Stopfen 42 dargestellt, mit dem sich das Unterteil 26 bei abgetrenntem Oberteil 25 derart verschließen läßt, daß die unvermischten Medien vor der Anwendung oder auch bei Applikationsunterbrechungen voneinander getrennt gehalten werden und gegen Auslaufen oder den unerwünschten Kontakt mit der Umgebung geschützt werden.
In Fig. 13 zeigt in Draufsicht auf das geschnittene Unterteil 26 die Anordnung der verschiedenen Bauteile zueinander. Es ist gut erkennbar, daß die zweite Kammer 9, die in diesem Fall einen runden Querschnitt hat, neben dem Fließbereich 1 angeordnet ist, der in diesem Fall den Querschnitt eines radial begrenzten Ringsegmentes aufweist. Im oberen Teil der Abbildung ist ein Raum 41 erkennbar, in dem beispielsweise Sikkative vorgesehen werden können; dabei muß zu deren Wirksamkeit eine Verbindung zwischen diesem Raum 41 und den Fließmedien vorgesehen werden. Deutlich erkennbar ist auch das Sichtfenster 45.
Fig. 14 zeigt die Draufsicht auf das entlang der Linie V-V geschnittene Oberteil 25. In den Fig. 14 und 15 ist deutlich erkennbar, daß die ∑-usanimengeführten Medien aus der Austrittsöffnung 46 in eine kanalartige Mischstrecke 43 geführt werden, die durch eine teilkreisförmige Wand gebildet wird, die unmittelbar neben dem Austritt 46 Verbindung mit der Außenwand hat. Innerhalb der Mischstrecke 46 sind Umlenk- /Verwirbelungselemente 44 angedeutet. Wenn die zusammengeführten Medien diesen Kanal 43 durchlaufen haben, treten sie gut durchmischt in den zentralen Bereich des Mischbereichs ein, oberhalb dessen sich die Austrittsöffnungen 16 der Vorrichtung 14 befindet. Wenn eine sehr lange Mischsfrecke erforderlich ist, kann der Kanal 43 auch wendeiförmig über mehr als eine Ebene geführt werden, bevor er in den Austritt 16 mündet.
Fig. 16 zeigt das Unterteil 26 einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 14. Der wesentliche Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 12 liegt darin, daß die zweite Öffnung 12 der zweiten Kammer 9 mit einem Kanal 50 verbunden ist, der das zweite Fließmedium wieder entgegen der allgemeinen Fließrichtung zurück nach unten führt. Dieser Kanal 50 zeigt im unteren Bereich eine Austrittsöffhung 51, die mit einer entsprechenden öffiiung in der Wandung des Fließbereichs 1 fluchtet. Tritt das zweite Fließmedium durch die Austrittsöffhung 51 in den Fließbereich 1 aus, wird sie im in Fließrichtung vorderen Teil des Fließbereichs 1 mit dem ersten Fließmedium zusanrmengeführt und durch den Fließbereich 1 nach oben geleitet. Innenhalb des Fließbereichs 1 können bereits Umlenk-/Verwirbelungselemente 52 vorgesehen werden, die zu einer Vorvermischung führen, bevor die zusammengeführten Medien im Bereich des Austritts 46 in den Mischbereich 40 des Oberteils 25 eintreten.
Es ist angedeutet, daß durch einen entsprechend geformten Kanalansatz 53, der zweckmäßig auch am Rohr bzw. Trennelement 47 angeordnet sein kann, das zweite Fließmedium auch in die Mitte des Stroms des ersten Fließmediums geführt werden kann, was bei bestimmten Konsistenzen der beiden Fließmedien vorteilhaft sein kann. In der Draufsicht der Fig. 17 ist angedeutet, daß der Kanal 50 zum einen direkt radial zum Fließbereich 1 geführt werden kann oder zum anderen 50' radial in einen Raum 41', von dem aus eine Verbindung durch die seitlichen Trennwände zum Fließbereich 1 vorgesehen ist.
In die in Fig. 10, 11 und 15 dargestellte rohrartige Verlängerung 47 des Oberteils 25, die in den Fließbereich 1 liineinragt, ist eine mögliche Ausbildung eines Trennelements, durch das die Teile des Unterteils 26 vor der direkten Berührung mit den zusanrmengeführten Fließmedien geschützt werden. In Fig. 15 ist auch gut erkennbar, daß das Oberteil 25 vorteilhaft aus zwei Teilen bestehen kann, die drehbar ineinandergesteckt sind und es dadurch ermöglichen, daß der innere Teil auf das Unterteil 26 ortsfest aufgesetzt wird, während der äußere Teil des Oberteils 25 gedreht wird und entweder über ein Gewinde oder einen bajonettartigen Verschluß am Unterteil 26 festgelegt wird.
In den Fig. 16 und 17 ist ein Umlenkelement 53 dargestellt, das aus hohlen Stegen 54 gebildet ist und deren Innenkanäle Verbindung mit den Elementen 12 bzw. 50, 51 haben, in denen das zweite Fließmedium geführt wird. Umlenkelement (53) hat die vorteilhafte Wirklung, daß die Stege den Sfrom des ersten Fheßmediums teilen und die Teilsfröme durch die fensterartigen Segmente gequetscht werden, um in Fließrichtung hinter dem Umlenkelement wieder zu einem Sfrang zusammenzulaufen. Das zumindest an einer Stelle in die Räume zwischen den Teilsfrängen laufende zweite Fließmedium verteilt sich gleichmäßig auf eine vorherigen Trennflächen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Zusammenführen wenigstens zweier Fließmedien mit mindestens einer mit einem ersten Fließmedium befüllbaren ersten Kammer (2) und mindestens einem im Bereich einer Öffnung (4) der ersten Kammer (2) ansetzbaren und mit dieser verbundenen Fließbereich (1), der zur Aufnahme des aus der ersten Kammer (2) austretenden ersten Fließmediums und zu dessen Förderung bis zu einer Ausgangsöffhung (3) des Fließbereichs (1) ausgebildet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
mindestens eine zweite mit einem zweiten Fheßmedium befüllbare Kammer (9) vorgesehen ist, die mindestens ein erstes offnungselement (11), über das sie mit dem Fließbereich (1) und/oder mit der ersten Öffnung (4) verbunden ist, und mindestens ein zweites öffungselement (12) aufweist, über das sie mit dem Fließbereich (1) und/oder mit der Ausgangsöffhung (3) verbunden ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Öffnungselement (11) benachbart zum in Fließrichtung vorderen Teil des
Fließbereichs (1) und das zweite offnungselement (12) benachbart zum in Fließrichtung hinteren Teil des Fließbereichs (1) angeordnet ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom zweiten offnungselement (12) ein Kanal (50) in den vorderen Bereich des
Fließbereichs (1) geführt und über eine Austrittsöffhung (51) mit diesem verbunden ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Fließbereich (1) Umlenk-Verwirbelungselemente (52) für die zusammengeführten Fließmedien angeordnet sind.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (9) ein Verteilelement (32) angeordnet ist.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (9) ein Trennelement (20) zwischen dem erstem und dem zweitem Fließmedium angeordnet ist.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (20) relativ starr ausgebildet, innerhalb der Kammer (9) beweglich angeordnet und gegen deren Innenwandung abgedichtet ist und das Trennelement (20) Führungselemente (21), die an der Innenwand der zweiten Kammer (9) anliegen, und/oder vorzugsweise an seiner dem ersten Fließmedium zugewandten Seite Dmckverteilungssegmente (22) aufweist.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (20) ein flexibles delinfähiges Trennelement ist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible delmfähige Trennelement (20) an der Innenwandung dicht befestigt ist.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement so ausgebildet ist, daß das zweite Fließmedium in ihm aumehmbar ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fließbereich (1) ein Umlenkelement (53) aus zumindest teilweise mit Innenkanälen versehenen Stegen (54) angeordnet ist, die sich senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fheßmediums erstrecken und mindestens eine, vorzugsweise zentrisch ausgerichtete Öffnung auf der Strömungsschattenseite haben, wobei die Stege (54) sich derart kreuzen, daß sie den Querschnitt des Fließbereichs (1) in mehrere fensterartige Durchsfrömöffiiungen für das erste Fheßmedium unterteilen und die Innenkanäle in Verbindung mit das zweite Fließmedium führende Kanälen (12; 50, 51) stehen.
12. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (9) eine Einfüllöffnung (18) für das zweite Fließmedium und einen Verschluß (19) für die Einfüllöffiiung (18) aufweist.
13. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (9) und der Fließbereich (1) in einem gemeinsamen, vorzugsweise runden Gehäuse (14) angeordnet sind.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) aus einem Unterteil (26) und aus einem Obeπeil (25) besteht, wobei das Oberteil (25) am Unterteil (26) befestigbar ist und den Verschluß (19) erübrigen kann.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (9) ringartig, insbesondere zentrisch um den Fließbereich (1) herum angeordnet ist und aus einer Kammer oder mehreren sektorartigen Teilkammem besteht.
16. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (14) die zweite Kammer (9) neben dem Fließbereich (1) angeordnet ist.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (14) die zweite Kammer (9) vom Fließbereich (1) zumindest teilweise ringförmig umgeben ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Zusammenführen der ersten und zweiten Fließmedien im Bereich der Ausgangsöffhung (3) ein Mischbereich angeordnet ist, der integriert oder fest anbringbar ist und daß im Mischbereich eine Mischvorrichtung (24) angeordnet ist.
19. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansrüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung zwischen Oberteil (25) und
Unterteil (26) des Gehäuses (14) so vorgesehen ist, daß ausschließlich Teile des Oberteils (25) mit vermischten Fließmedien in Berührung stehen.
20. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte für mindestens eines der unvermischten Fließmedien einstellbar sind.
21. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Austritte (6, 12) der unvermischten Fließmedien eine Absperrvorrichtung vorgesehen ist, die den Austritt (6, 12) beim Entfernen des Oberteils (25) vorzugsweise automatisch verschließt.
22. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt (12) ein in Strömungsrichtung des zweiten Fließmediums unter Dmck abbiegbares Federelement vorgesehen, das in nicht abgebogenem Zustand den Austritt (12) verschließt.
23. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fließbereich (1) in Fließrichtung vor der zweiten Öffnung (12) mindestens ein Wandvorsprung (27) angeordnet ist, durch den das erste Fließmedium teilweise verdrängt wird.
24. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände des Gehäuses (14) isolierend, insbesondere doppelwandig ausgeführt sind und die Außenwandung im Bereich der Kammer (9) mindestens teilweise transparent (45) und im Gehäuse (14) niindestens ein Raum (41) für die wirksame Unterbringung von Sikkativen vorgesehen ist.
25. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Austritte (6, 12) der unvermischten Fließmedien bei abgenommenem Oberteil (25), insbesondere durch Stopfen (42), verschließbar ist.
26. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (24) derart ausgebildet ist, daß die zusammengeführten Fließmedien durch einen winkelig, vorzugsweise quer zur Fließrichtung angeordneten Kanal (43), in dessen Querschnitt Umlenkelemente (44) ragen, zur Ausgangsöffhung (3) geführt werden und der Kanal (43) von einem peripher hegenden Austritt (46) der zusaimnengeführten Fließmedien spiralförmig und mindestens die Fläche einer Ebene des Mischbereichs (40) weitestgehend abdeckend zu der zentralen Ausgangsöffhung (3) verläuft.
27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Ausgangsöffhung des Gehäuses (14) kaskadenförmig ein weiteres Gehäuse mit einem Fließbereich und einer Kammer für ein weiteres Fließmedium derart aufgesetzt wird, daß die Mischung aus erstem und zweitem Fließmedium in den Fließbereich des aufgesetzten Gehäuses und über eine Verbindungsöffhung auch in die Kammer für das weitere Fließmedium zuführbar ist.
28.. Verfahren zum Zusammenführen wenigstens zweier Fließmedien, die vor dem Zusammenführen getrennt vorgehalten werden, bei dem die Energie, mit der ein Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird, bewirkt, daß mindestens ein zweites Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert und mit dem ersten Fließmedium zusammengeführt wird.
29. Verfahren gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie, mit der ein Fheßmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgeführt wird, bewirkt, daß auf das mindestens zweite Fließmedium ein Überdruck ausgeübt wird, durch den das zweite Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird.
30. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie, mit der ein Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird, bewirkt, daß auf das mindestens zweite Fheßmedium ein Unterdruck oder Sog ausgeübt wird, durch den das zweite Fließmedium aus seinem Vorhaltevolumen herausgefördert wird.
31. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das mindestens zweite Fließmedium auszuübende und durch die das erste Fheßmedium herausfordernde Energie bewirkte Druck so gesteuert wird, daß das mindestens zweite Fließmedium mit dem ersten Fließmedium in einem vorgegebenen Verhältnis zusanrmengeführt wird.
32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Fließmedien nach dem Zusammenfuhren und vor dem Herausfordern aus einer Vorrichtung zum Zusammenfuhren gemischt werden.
33. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 32 zur Erzeugung eines Dicht- und oder Klebemittelstranges, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fließmedium ein Kleb-/Dichtstoff als Basiskomponente und das zweite Fließmedium sowie die mehr als zweiten Fließmedien jeweils ein Stoff aus der Gruppe von Katalysator-, Vernetzer¬ und Farbkomponenten ist und der Basiskomponente mindestens ein zweites Fließmedium kontinuierlich in einer in bezug auf die Basiskomponente untergeordneten Menge zugeführt und mit diesem vermischt wird.
34. Verfahren gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis¬ komponente ein Ein-Komponenten-feuchtigkeitshärtender Kleb-/Dichtstoff ist und die Katalysator- und/oder Vernetzer- und/oder Farbkomponente in einer Menge von 0,5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Basiskomponente, zugeführt wird.
35. Verfahren gemäß Ansprach 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskomponente ausgewählt wird aus der Gruppe der reaktive Isocyanatgruppen-enthaltenden Polyurethan- Kleb-/Dichtstoffe,
Kleb-/Dichtstoffe auf der Basis von Ploydimethylsiloxanen, Kleb-/Dichtstoffe auf der Basis von Alkoxysilan-terminierten Polyethem, reaktive Epoxidgruppen enthaltende Kleb-/Dichtstoffe.
36. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennkennzeichnet, daß die Katalysator- und/oder Vernetzerkomponente eine Paste ist, die zinnorganische Verbindungen, tertiäre Amine, Wasser, organische Di- oder Triamine, Alkonolamine und/oder Polyole enthält und daß die Durchmischung der Komponenten mit einem Statikmischer vervollständigt wird.
37. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskomponente aus einer handelsüblichen Kartusche für Kleb-/Dichtstoffe mit handelsüblichen Verarbeitungsgeräten appliziert wird, und daß die Katalysator- und/oder Vernetzerkomponente und/oder Farbkomponente aus einem auf die Kartusche aufgesetzten Adapter zugemischt wird.
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