WO2019042772A1 - Dosier- und mischvorrichtung - Google Patents

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WO2019042772A1
WO2019042772A1 PCT/EP2018/072102 EP2018072102W WO2019042772A1 WO 2019042772 A1 WO2019042772 A1 WO 2019042772A1 EP 2018072102 W EP2018072102 W EP 2018072102W WO 2019042772 A1 WO2019042772 A1 WO 2019042772A1
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mixing device
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PCT/EP2018/072102
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Roland Meisner
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Basf Coatings Gmbh
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    • B05C17/00503—Details of the outlet element
    • B05C17/00506—Means for connecting the outlet element to, or for disconnecting it from, the hand tool or its container
    • B05C17/00513—Means for connecting the outlet element to, or for disconnecting it from, the hand tool or its container of the thread type

Definitions

  • the present invention relates to metering and mixing devices comprising multi-chamber cartridges. Furthermore, the invention relates to a method for conveying, metering, mixing and / or application of multicomponent systems using the metering and mixing devices according to the invention.
  • Multi-component systems for the purposes of the present invention are those systems whose individual components are stored separately before application and are mixed together only in the required proportions before the application.
  • Typical multicomponent systems are, for example, room-temperature-crosslinking coating agents, such as, for example, paints, but also many sealants or adhesives.
  • those systems are also regarded as multicomponent systems whose individual components do not chemically react with one another, but after the mixing of the components changes in physical properties occur. For example, these may be increases in viscosity after mixing two low-viscosity components without having to undergo a chemical crosslinking reaction.
  • mixing devices are known from the prior art, which are designed differently for the respective purposes.
  • mixing devices such as those used in painting processes, in particular spray painting processes, often differ greatly from those used for adhesives and sealants, as are offered, for example, in many construction and home improvement stores.
  • the material is discharged from the cartridge by plungers, that is to say positively displaceable pistons. Since the mixing devices of the present invention can be used universally, the state of the art for both the spray painting and the adhesive and sealant applications is outlined below.
  • Spray painting processes are widely used, for example, without electrostatic paint charging in industrial and artisanal paint shops.
  • processes are characterized above all by the fact that they can be used manually, have a high degree of flexibility with regard to the shape, size and materials of the objects to be painted, the choice of paint and the change of paint, are mobile in use and entail relatively low investment costs (H Kittel, "Textbook of Paints and Coatings", Second Edition, Volume 9, pp. 26-40, S. Hirzel Verlag Stuttgart Stuttgart, 2004).
  • the spray painting processes can be distinguished essentially in compressed air spraying in the high pressure or low pressure method on the one hand and airless spraying, with or without air assistance.
  • the compressed air flows from an annular opening which is formed by a central bore in the air cap and the paint nozzle arranged therein. Further air jets from different air cap holes serve to regulate the jet shape and aid atomization. Due to the compressed air flowing out at high velocity, a negative pressure area is created directly at the paint nozzle orifice, which, especially in the case of the unpressurised paint supply from a so-called suction cup, supports the paint outflow through its suction effect (H. Kittel, ibid). In addition to the promotion of the paint material from a suction cup is also possible to supply the paint material depending on the volume requirement and viscosity by conveying systems such as flow cup, pressure vessel or circulation systems of the spray gun nozzle.
  • Two component (2K) coating agents are predominantly sprayed due to their limited processing time (pot life).
  • the dosing of base lacquer and hardener is the central problem.
  • the ZK material is usually mixed manually in the specified ratio and sprayed like a one-component material.
  • a fast drying and curing behavior of the paint film is desired, which is why curing catalysts are often incorporated into the base paint and / or hardener of the 2K or multi-component mixture.
  • WO 93/13872 A1 describes a method for applying a multicomponent refinish coating composition in which at least two paint components are held in separate containers and at least one component is supplied under pressure to a kinetic dosing system comprising two piston-mounted double-acting cylinders with cylinder rods , The metered components are fed to a mixer, which opens into a paint spray gun.
  • the structure of the metering device is rather complex.
  • WO 2013/104771 A1 discloses a device for conveying, metering and mixing liquid paint components, comprising a paint supply device which comprises two or more paint reservoirs, each with at least one outlet opening for different paint components to be mixed with one another; or a paint reservoir comprising two or more chambers for different paint components to be mixed together, each chamber having at least one outlet port.
  • the device further comprises a metering device, which is connected downstream of the paint supply device and has a number of outlet openings of the paint reservoir or paint reservoir corresponding number of inlet openings for the paint components, wherein the metering device is designed so that the volume flows entering via the inlet openings of the mixed Paint components separated from each other are positively conveyed via serving as dosing units, rotating conveyors and the conveyors are connected together so that their speeds are in fixed proportions to each other, and wherein the metering device has separate outlet openings for the now metered volume flows of the paint components.
  • the device has a static mixing device, which is connected downstream of the metering device and the one of the number of outlet openings of the metering corresponding number of inlet openings for the metered Has volume flows, and whose output is designed so that it can be connected to a paint spray gun.
  • a simple multi-chamber cartridge for the mixing and application of multicomponent adhesives with at least two concentrically arranged chambers is described in GB 2 276 365 A.
  • DE 30 31 798 A1 also discloses a squeezing device for multi-component masses, in particular Mehrkomponentenklebe-, sealing or filling compounds with juxtaposed containers, which are separated by extending parallel to the pressing device partitions.
  • Each container has a pressure piece associated therewith, wherein the pressure pieces are connected to each other via a web having a cutting edge which cuts through the partitions of the container during the pressing.
  • the container can be arranged coaxially to each other and the connection of the plungers can be done by a realized as a piston rod web, which can be operated for example via a gas column.
  • a mixing of the components takes place in a chamber, which connects as a tip to the two containers in the pressing direction.
  • the dispensing gun described in EP 2 353 733 A1 makes use of a similar construction, but the cutting edges cut the intermediate wall of the containers of the coaxial cartridge in a spiral manner.
  • the ejection device according to DE 30 31 798 A1 has the disadvantage that the cut-open partition wall could prevent a further depression of the piston, which should be avoided by the helical cutting.
  • DE 10 2010 019 220 A1 discloses a cartridge system with connected conveying bodies, in particular for mixing and applying a medical cement.
  • the delivery pistons can be operated with gas pressure.
  • a shown in the figures of this document central mixing space is closed on one side and can, if at all, only partially serve the mixing of the components. It does not replace the necessary mixing in the area of the outlet opening of the cartridge or syringe.
  • the material chambers are very small due to the required path of the delivery piston, so that a poor utilization of the total volume of the device is carried out by the cement components.
  • the international application WO 2016/020129 A1 discloses a metering and mixing device in which the mixing section is not arranged inside the device and just so that it adjoins the extrusion direction from the material chambers.
  • the device comprises a cartridge holder and a multi-chamber cartridge arranged therein.
  • the already mentioned mixing section has static mixing elements and is tubular in the central region of the Device, arranged either as part of the cartridge holder or the cartridge. Furthermore, the mixing section is aligned coaxially to the side walls of the cartridge holder and thus also to the side walls of the large area positively fitting to the holder cartridge.
  • the actual cartridge has at least two chambers which are likewise arranged coaxially to the mixing section and from which components of a multicomponent system, for example a multicomponent paint, operated by compressed air and connected via webs (cutting device) can be pressed out against the flow direction of the mixing section. Via a directional valve, the components can then be transferred into the mixing section and finally mixed and fed in the mixed state of an application device.
  • a multicomponent system for example a multicomponent paint
  • webs cutting device
  • the components can then be transferred into the mixing section and finally mixed and fed in the mixed state of an application device.
  • the dividing walls between two chambers are severed with incipient displacement of the piston and thus allows a continuous displacement of the piston.
  • the already described form-fitting concerns of lateral cartridge wall and lateral cartridge holder wall allows a seal, so that the above-described, initiated by compressed air piston displacement is possible.
  • the device described ensures precise metering of components of multi-component systems, even if these each have a different viscosity.
  • a compact overall design is obtained and still a comparatively long mixing distance and thus effective mixing of components realized.
  • a device is obtained which already meets many requirements for the manual coating of multicomponent systems.
  • the large-area outer wall (side wall) of the cartridge rests positively on the inner wall of the cartridge holder.
  • the said inner wall of the cartridge holder and thus also the side wall of the cartridge have a preferably cylindrical shape.
  • the cartridge holder is thus arranged so that all or most of the cartridge can be positively inserted into the holder.
  • the holder can, for example, with a Cover for fixing the cartridge to be closed or the cartridge itself can be connected to the top of the holder via a reversible closure connection.
  • the closing of the holder with a separate cover means a further step in the commissioning of the device.
  • the separate lid means another, individual and thus increasing the complexity of the component.
  • An alternative possibility for this is the direct closure connection of the cartridge and holder.
  • it is again dependent on a difficult handling. Because by the positive concern of the cartridge and a holder necessary for common closure principles against each other to take place rotation of the two components is quite difficult to carry out.
  • Another disadvantage of the device lies in the rather complicated to be ensured identification of the cartridge.
  • a label also known as a belly label
  • the label will usually be too thick and / or may wrinkle during the insertion process, so that an effective seal to pressurize or even insert the cartridge becomes impossible.
  • it is necessary to sufficiently label the materials including, for example, hazard and safety symbols and explanations. This is difficult to realize on small labels.
  • a metering and mixing device in particular for multi-component systems, which no longer has the disadvantages of the prior art. Accordingly advantageous would be a device that is very easy to connect by connecting cartridge and cartridge holder, preferably incorporating a ringgewindesch gleiches, and also disassemble and also has components that may have Entformungsschrägen, so that their production by injection molding in a very effective manner is possible. Last but not least, it would be advantageous to enable labeling on generally large side surfaces of cartridges.
  • the metering and mixing device should also allow precise metering, a compact overall structure and, moreover, effective mixing of components of multicomponent systems, that is to say ultimately exhibit the outstanding properties of the device described in WO 2016/020129 A1. This is where the object of the present invention is based.
  • a dosing and mixing device comprising
  • an upper portion comprising a directional control valve (2.1 .1);
  • a middle section (2.2) whose center is designed as a space (2.2.1) extended in the direction of the longitudinal axis of the cartridge and equipped with static mixing elements (2.2.1.1), and the space (2.2.1) of at least two chambers (2.2.1) .2) is enclosed, wherein the chambers are arranged stretched in the direction of the longitudinal axis of the cartridge and adjacent chambers by a common partition wall (2.2.4) are separated from each other and each chamber (2.2.2) with the upper portion (2.1) above each at least one opening (2.2.5) is connected; and a lower section (2.3) comprising a piston (2.3.1) for each of the chambers, the pistons (2.3.1) sealing the chambers (2.2.2) from below and interconnecting them via cutting devices (2.3.3) are connected, and the cutting devices (2.3.3) are arranged so that they the common partition (2.2.4) respectively adjacent chambers (2.2.2) when moving the piston (2.3.1) in the direction of the upper portion (2.1) to be able to sever
  • multi-chamber cartridge (2) and cartridge holder (1) have mutually complementary means (5) for producing a reversible closure connection (6) of cartridge and holder and wherein between the cartridge and holder in the closed state of the reversible closure connection (6) also a flat, at least form-fitting and the entire circumference of the cartridge comprising compound which extends over a portion of the upper portion (2.1) and / or at least a portion of the lower portion (2.3) and / or only a portion of the central portion (2.2) of the cartridge.
  • the present invention relates to metering and mixing devices as defined above.
  • the invention relates to a method for conveying, metering, mixing and / or application of multicomponent systems using a metering and mixing device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cartridge holder to be used according to the invention.
  • Figures 1 a and 1 b show detailed views of portions of the cartridge holder comprising means (5a) for producing a reversible closure connection (6).
  • FIG. 2 shows a cartridge to be used according to the invention.
  • Figures 2a and 2b show detailed views of portions of the cartridge comprising means (5b) for producing a reversible closure connection (6).
  • FIG. 3 shows a metering and mixing device according to the invention which comprises the components described in FIGS. 1 and 2.
  • FIGS. 3a and 3b show detailed views of portions of the metering and mixing device comprising a reversible closure connection (6) in the closed state. Furthermore, areas of surface positive and non-positive connections (7b) are shown.
  • FIGS. 4a and 4b show alternative regions to FIGS. 3a and 3b comprising a reversible closure connection (6) in the closed state. Both areas of surface only form-fitting connections (7a) and areas of form-fitting and non-positive connections (7b) are shown.
  • FIG. 5 likewise shows an alternative region comprising a reversible closure connection (6) and a region of planar connection.
  • the planar connection (7b) is again formed positive and non-positive, wherein it is not configured planar ( Figures 3a and 3b), but conical.
  • Figure 6 also shows such an alternative range.
  • both an area flat only positive connection (7a), as well as a range of surface positive and non-positive connection (7b) is shown.
  • the space or the chamber can be shaped in particular as a cylinder or prism, in particular as a straight cylinder or straight prism, wherein the respectively existing cavity forms the space or the chamber.
  • Possible are circular cylinders, elliptical cylinders or ultimately with regard to their cross-sectional area arbitrarily shaped and individually adapted prisms.
  • a circular cross-sectional area in two or more be divided equal or different sized segments and thus different stretched areas (space, chambers).
  • segments are partitions, such as partitions of adjacent chambers.
  • almost any other geometries can be realized, for example, can also take the place of the straight hollow cylinder with annular segment-shaped cross-sectional area, individual tubes with a circular cross-sectional area.
  • connection that is, the closing
  • opening of the connection that is, the release
  • closure connection can be realized for example by means of at least one bayonet closure or at least one screw thread closure.
  • the means for producing such a closure connection are then attached to the elements to be connected and correspond correspondingly to each other (are complementary to each other).
  • a Bayonettverschiuss are the corresponding ittel longitudinal slot with at the end Anteriodem transverse slot and button which is inserted into the longitudinal slot and anchored by then following rotational movement in the transverse slot.
  • the corresponding means are threaded pieces which have a screw thread comprising at least one thread and a corresponding screw thread.
  • Ais screw thread closure in accordance with the narrower sense so closures are considered in which the at least one thread of a screw thread has a thread pitch in the direction of torque of the closing direction.
  • connection may be limited to the means (5).
  • a connection extending beyond the range of the means (5) can additionally exist, which results in particular from the geometries of the elements to be connected. So it is certainly possible that there is also a surface connection. In that case, one surface of one element then bears against a surface of the other element. Of course, in each case several pairs of surfaces abut each other.
  • a flat connection as described is essential in the context of the present invention. By definition, such a two-dimensional connection is distinguished from connections existing directly in the area of means (5).
  • Such a flat connection can for example be configured over a large area, that is, very large sections of the elements are interconnected. This is the case, for example, in connection with the WO 2016/020129 A1 described at the outset.
  • connection is to distinguish between a merely positive connection and a positive and non-positive connection.
  • regions with both positive and non-positive connection (7b) While in a positive connection areas of the elements only to each other lie on or abut each other, there is an explicit force acting on the connection areas normal force in traction. In the context of the present invention, if present, this normal force and thus the frictional connection is preferably effected by connecting the means (5).
  • the multi-chamber cartridge (2) of the dosing and mixing device according to the invention is designed as a coaxial cartridge for a cartridge holder (1) as defined above, the cartridge comprising the following sections:
  • an upper portion comprising a directional control valve (2.1 .1);
  • a middle section (2.2) whose center is designed in the direction of the longitudinal axis as a stretched space (2.2.1.1) equipped with static mixing elements (2.2.1.1), and the space (2.2.1) of at least two chambers (2.2.2 ) is enclosed, wherein the chambers are stretched in the direction of the longitudinal axis of the cartridge and coaxial with each other and the space (2.2.1) and adjacent chambers are separated by a common partition (2.2.4) and each chamber with the upper portion (2.1 ) is connected via in each case at least one opening (2.2.5); and
  • a lower section (2.3) comprising a piston (2.3.1) for each of the chambers, the pistons (2.3.1) sealing the chambers (2.2.2) from below and connecting them to one another via cutting devices (2.3.3) are, and the cutting devices (2.3.3) are arranged so that they the common partition wall (2.2.4) respectively adjacent chambers (2.2.2) when moving the piston (2.3.1) in the direction of the upper portion (2.1) sever power.
  • Such a structure can be obtained for example by coaxial arrangement of three nested tubes or circular cylinders.
  • the inner tube encloses the space (2.2.1).
  • the space between the outer surface of the inner tube and the inner surface of the middle tube forms, closed in the direction of the lower portion (2.3) by a piston (2.3.1) and in the direction of the upper portion (2.1) through an opening (2.2. 5) to the upper section (2.1) completed, a first chamber (2.2.2).
  • the space between the outer surface of the middle tube and the inner surface of the outer tube closed in the direction of the lower portion (2.3) by another piston (2.3.1) and in the direction of the upper portion (2.1) through an opening ( 2.2.5) to the upper section (2.1) completed, a second chamber (2.2.2).
  • the lateral walls of the chambers and the space are thus arranged coaxially.
  • the generatrices of a chamber and a room are strictly parallel.
  • the space (2.2.1) and the chambers (2.2.2) accordingly represent as a straight circular cylinder, which are arranged coaxially with each other.
  • the cartridge (2) has a label on its large outer wall (side wall). As described above, such a label can be applied without impairing the insertion of the cartridge into the cartridge holder, since in particular the above-described positive engagement in the ultimately entire area of the large-area outer wall (side wall) of the cartridge is dispensed with.
  • the dosing and mixing device according to the invention has a cartridge holder (1). This cartridge holder comprises a receptacle for the cartridge (2).
  • the receptacle and its shape can ultimately be chosen arbitrarily, as long as the type of flat and at least positive connection between the cartridge (2) and cartridge holder (1) described in more detail below is realized when the closure connection (6) is closed. It is possible in this context, for example, that the receptacle covering the side walls of the cartridge into the region of the upper portion (of course without over the entire central portion positively fit, for example by appropriate geometric design of the outer side wall of the cartridge (2) and / or the lateral inner wall of the holder (1) or the lateral inner wall of the container (1.1)).
  • the means (5) for producing the reversible closure connection (6) can then be arranged in the upper section (2.1), but also in the middle section (2.2) or lower section (2.3). Of course, complementary means (5) can also be present multiple times, so that the reversible closure connection (6) can comprise a plurality of closures, for example bayonet closures and / or screw thread closures.
  • the receptacle (1.1) is designed as a receiving tray.
  • the receptacle (1 .1) only partially covers the cartridge (2) arranged therein, ie preferably only the lower portion (2.3) or the lower portion (2.3) and a lower portion of the middle portion (2.2). the cartridge (2) covers.
  • the means (5) for producing the reversible closure connection (6) are then arranged so that the at least one closure, with respect to the cartridge (2), in a lower portion of its central portion (2.2) and / or an upper portion Part of its lower section (2.3) is set up.
  • exactly one closure is present.
  • the described embodiment has particular advantages. On the one hand, the introduction of the cartridge described above is facilitated once again. Even if the special type of flat and at least positive connection between cartridge (2) and cartridge holder (1) described below is sufficient to achieve advantages over the prior art, a further improved handling is achieved by the construction described. Because in these embodiments, only very little air must be displaced when inserting the cartridge into the holder. Basically, because of the at least positive connection between the cartridge and the cartridge holder during the insertion process, the air between the cartridge and holder is compressed.
  • the air compressed to a high pressure must be removed via a very difficult to manufacture topography of the cartridge holder surface over most of the insertion path before the positive sealing takes place.
  • the counterpressure that then arises must be overcome by the painter by increased force.
  • the air can be removed via a valve in the cartridge holder, which must be closed again after introduction.
  • the yergewindver can basically be designed arbitrarily, provided that the above criteria are realized in terms of thread pitch of the threads.
  • the screw threads of the closures can be catchy or multi-threaded.
  • a thread can make one or more complete revolutions.
  • a thread can make less than a round.
  • screw threaded fasteners in which the corresponding screw threads have threads which make up at most one complete circulation, preferably at most one half circulation, for example one third circulation, are preferred. In this way, a very simple assembly of the metering and mixing device is ensured.
  • it is then preferably multi-threaded threads. This means that a screw thread has at least two threads, preferably 2 or 3 threads. The respective corresponding screw thread then of course has the corresponding number of threads.
  • the cartridge (2) and the holder (1) in the closed state of the reversible closure connection (6) there is also a flat, at least positive connection and the entire circumference of the cartridge compound which extends over a portion of the upper portion (2.1 ) and / or at least a portion of the lower portion (2.3) and / or only a portion of the central portion (2.2) of the cartridge extends.
  • the means (5) and thus the reversible closure connection (6) are to be arranged and / or which geometries the
  • connection encompasses the entire circumference of the cartridge. Only in this way can it be possible to realize a pressure build-up as described below. Consequently, it is also clear that the individual choice of a region or partial region is possible only via the dimensions existing in the direction of the longitudinal axis of the cartridge. Due to the fixed dimensioning, namely the circumference of the cartridge, and an individually selectable extent with respect to the longitudinal axis of the cartridge, there is a connection surface or a flat connection region.
  • connection extends over a partial region of the upper portion (2.1) of the cartridge.
  • the portion of the upper portion which is assigned to the lateral walls or the circumferential side wall of the cartridge, for connection to the cartridge holder, namely a portion of the lateral inner wall of the container (1.1) is provided.
  • the top (front) of the cartridge and the corresponding portion of the upper portion (2.1) is obviously not suitable for such a connection, since the cartridge holder would have to be arranged correspondingly above the top of the cartridge, so that the introduction of the cartridge into the holder would be virtually impossible.
  • connection extends over at least a portion of the lower portion (2.3) of the cartridge.
  • the subarea of the lower section which is assigned to the lateral walls or the circumferential side wall of the cartridge, would then be provided for the connection with the cartridge holder, namely a partial region of the lateral inner wall of the container (1.1).
  • the bottom of the cartridge and the corresponding portion of the lower portion (2.3) can also serve to make such a connection.
  • at least a complete connection at the bottom is not very advantageous.
  • components such as compressed air connection (1 .2) and connection for the application device (1.3) occupy a certain volume within the cartridge holder, so that a complete connection of the cartridge and holder in this area would be possible only over an extremely complex cartridge geometry.
  • a planar connection which extends only over a portion of the central portion (2.2).
  • a compound based on the total length of the section (2.2), not more than 50%, preferably not more than 25%, more preferably not more than 10%, from.
  • connection positions it is also possible to realize two or more of the above-mentioned connection positions.
  • the bonding area based on the total length of the cartridge, does not extend beyond 30%, preferably not more than 15%, more preferably not more than 5%.
  • each individual area is designed to be extensive, at least form-fitting and the entire circumference of the cartridge.
  • this does not preclude the existence of further connection surfaces, which for example do not cover the entire circumference of the cartridge.
  • planar connection it is preferred for the planar connection to extend over an upper portion of the lower portion (2.3) of the cartridge and / or a lower portion of the central portion (2.2).
  • the geometric shapes of the cartridge and cartridge holder are designed and matched to one another such that a positive connection is not realized before the end of the insertion process of the cartridge into the cartridge holder.
  • a positive connection is not realized before the end of the insertion process of the cartridge into the cartridge holder.
  • the planar connection is at least partially both positive and non-positive. As described above, this can be achieved by abutting surfaces of cartridge (2) and holder (1), which are not arranged strictly parallel to the torque of rotation of the inserted closure, in particular preferably of the screw thread closure (see also FIGS. 3a, 3b, 4a) , 4b, 5 and 6). In the context of the present invention, therefore, if present, the frictional connection is preferably effected by connecting the means (5).
  • a form-fitting and non-positive planar connection which is present in accordance with the invention is one which also exists without pressurization. Any pressurization of the cartridge onto the holder, which may occur in particular in the area of only positive-locking areas (7a), is not comparable to an actual non-positive connection.
  • these preferably contain different components to be mixed for use as conveying, metering and mixing units in the individual chambers.
  • masterbatches and their hardeners can be stored separately in the chambers of the cartridges or low-viscosity liquids that build up only after their mixing a higher viscosity or thixotropy.
  • differently colored components such as, for example, a black filler component and a white filler component can also be mixed into a gray blend in this way.
  • the components to be mixed can be stored separately in the required proportions for later application.
  • the volumes of the chambers are defined by the diameters of the tubes.
  • the volume flows of the components such as, for example, the master varnish and hardener, are fed to one another separately from the directional control valve (2.1.1) of the upper section (2.1).
  • the directional control valve (2.1.1) is particularly preferably a 3/2-way valve (2.1.1).
  • the directional control valve (2.1.1) or 3/2-way valve (2.1.1) can, in a preferred embodiment, also have a premixing chamber integrated in the directional control valve (2.1.1), in which the initially separate volume flows of the components meet and can mix , If the directional control valve (2.1.1) is in the "dosing / mixing" position, ie in the working position, the components which are premixed either in the premixing chamber integrated in the directional control valve (2.1.1) or as far as possible in the absence of such a premixing chamber
  • the mixing section is provided by the stretched space (2.2.1.1) equipped with static mixing elements (2.2.1.1), whereby the entire space (2.2.1) can have static mixing elements (2.2.1.1)
  • the pistons (2.3.1) press pneumatically driven the appropriate components from their Chambers in the upper section (2.1) of the multi-chamber cartridge (2).
  • the cutting device (2.3.3) which connects the piston (2.3.1)
  • the partition wall (2.2.4) is severed between the chambers, whereby only a further emptying of the chambers is possible.
  • the cutting device (2.3.3) connects the pistons (2.3.1) serving as the bottom of the chambers, thereby also ensuring that the pistons (2.3.1) are moved simultaneously under pressure and thus, even at strongly different viscous components, the pressing out of the components from the chambers in the ratio of the chamber sizes to each other and thus takes place independent of viscosity.
  • the emptying is therefore done in the predetermined by the chamber size volumes and thus in the desired dosage.
  • the components stored in the separate chambers can thus, after leaving the chambers (2.2.2) through the openings (2.2.5), either already in a premixing chamber integrated in the directional control valve (2.1 .1) of the upper section (2.1), an optional section between the directional control valve (2.1 .1) and the first static mixing elements (2.2.1 .1) or in contact with the static mixing elements (2.2.1.1) come into contact with each other.
  • the described mixing is achieved via static mixing elements in the form of a mixed raw rs with fixed internals.
  • mixer rods can be used.
  • Very particularly preferred mixer bars are, for example, from the company Fluitec Georg AG (Neftenbach, Switzerland) under the name CSE-X® mixer or from the company Industra GmbH (Heusenstamm, Germany) under the name "mixing element" with the article number 205059 (76-104 ) available.
  • the cartridge holder (1) has a compressed air connection (1 .2), which is preferably arranged at the bottom of the receptacle (1 .1) and a connection (1 .3) for an application device. Placement of the compressed air connection (1.2) is such that the compressed air flowing in during operation moves the piston (2.3.1) serving as the bottom of the chamber, so that the components can be forced out of the chambers.
  • the cutting device (2.3.3) for cutting the wall between two adjacent component chambers (2.2.2) is preferably designed as a wedge-shaped gap, similar to an open scissors. Thus, a material compression can be prevented when cutting the partitions and at the same time the Anschneidekraft be reduced.
  • the components to be mixed transferred into the mixing section and thus into the stretched space (2.2.1) must of course be fed to the application device after they have been thoroughly mixed. This is apparently done via the annex (1.3). Accordingly, the mixed components are supplied to the attachment (1.3), for example via an extension of the preferably cylindrical (tubular) space (2.2.1) in the lower portion of the cartridge and fluid-conducting connection of this space with the Anschiuss (1.3).
  • connection of the terminal (1.3) at the bottom of the receiving tray (1.1) of the cartridge holder (1) with an application device is not a problem and can be done with all common compounds, preferably by a screw thread or Schnelikupplept or dovetail connections. It is also possible to integrate static mixing elements in the connection (1.3) and / or to position the static mixing elements (2.2.1.1) of the space (2.2.1) extended up to the connection (1.3).
  • any type of application device is suitable as the application device.
  • the application devices are used to apply the mixed components, which are preferably coating agents such as paints, fillers, sealants or adhesives, to substrates.
  • coating agents such as paints, fillers, sealants or adhesives
  • a very particularly preferred application device is spray guns, preferably those for spray application of coating compositions.
  • connection (1.3) at the bottom of the receptacle (1 .1) of the cartridge holder (1) with the spray gun is unproblematic and can be done with all common compounds, preferably by a screw thread or quick couplings or dovetail connections.
  • Paint spray guns are available, for example, from Sata GmbH & Co. KG (Kornwestheim, Germany) under the name SATAjet®, as HVLP or RP spray guns.
  • All components and materials of the dosing and mixing device are chosen so that they are designed for the pressures occurring and their intended function and chemically largely inert to the mixed and the mixed components.
  • pistons (2.3.1) are usually suitable polyethylenes and / or composite materials and as a material for the cutting device (2.3.3) polycarbonate and / or polyoxymethylene.
  • the metering and mixing device and its components are not limited to these materials.
  • metals, for example, for the execution of the cutting device (2.3.3) can be used or coated materials, for example, to allow an inert behavior against any chemically aggressive components.
  • the cleaning of the metering and mixing devices according to the invention can be carried out in a simple way via the directional control valve (2.1 .1), wherein the multi-chamber cartridge (2) during cleaning in the receptacle (1.1) may remain.
  • the directional control valve (2.1 .1) located in the upper section (2.1) of the multi-chamber cartridge (2) is moved from its "dosing / mixing" operating position into the "flushing" cleaning position.
  • the components can be pushed out of the chambers into the directional control valve (2.1 .1), with simultaneous shut - off of the flushing connection (4), while in the Cleaning mode "rinsing" the supply of the components from the component chambers is interrupted and the central mixing channel can be connected to a rinsing connection (4)
  • the rinsing takes place with a rinsing medium, preferably with commercially available solvents and / or water, the rinsing medium being desired or required
  • the flushing medium should be able to dissolve the components of the multicomponent system and any reaction products as completely as possible, during purging, the flushing medium will pass through the static mixing elements After cleaning, the multi-chamber cartridge (2) can be easily removed from the metering and mixing device and stored.
  • the present invention also relates to a method for conveying, metering and mixing of two or more components, preferably paint components, adhesive components or Dichtmitteikomponenten, more preferably paint components, which makes use of the metering and mixing device according to the invention.
  • the present invention relates to a method for coating substrates with 2-component (2K) or multi-component coating compositions using the metering and mixing device according to the invention in combination with an application device, preferably a paint spray gun.
  • the coating process according to the invention is particularly advantageously carried out purely manually.
  • the inventive method for coating using small amounts of paint is suitable.
  • the process is carried out as HVLP spraying or RP spraying.
  • HVLP spraying or RP spraying Most preferably, it is used in automotive refinish.
  • the aforementioned method can also be used in the context of OEM OEM painting especially in the so-called assembly repair.
  • the inventive method for coating substrates with 2K or multi-component coating compositions using the inventive Dosing and mixing device in combination with an application device comprises in a particular embodiment, a rinsing step.
  • the application of the 2K or multi-component coating agent is interrupted once or several times, the multi-chamber cartridge (2) is cleaned within the interruption of the application and the application is after cleaning the multi-chamber cartridge (2) with the same multi-chamber cartridge (2) or continued another multi-chamber cartridge (2) according to the invention.
  • the static mixing device that is to say the space (2.2.1) and the mixing elements (2.2.1.1) arranged therein, are flushed in the metering and mixing device according to the invention.
  • the process is carried out as an HVLP spraying process, then the atomization pressure is usually 1.5 to 2 bar. In the case of RP guns, work is usually carried out at an atomization pressure of 1.5 to 3 bar.
  • one component may be, for example, a so-called parent lacquer and the second component may be a hardener tailored to the master lacquer.
  • the masterbatches are preferably hydroxy-functional polymers such as polyhydroxy-functional poly (meth) acrylates, polyester polyols, polyether polyols, polyurethane polyols or mixed polyester / polyether polyols used. Polythiols, for example, can be used.
  • the hardener components are usually polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate or the dimers, trimers and polymers of the aforementioned isocyanates, and / or aminoplast resins such as melamine resins used.
  • polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate or the dimers, trimers and polymers of the aforementioned isocyanates, and / or aminoplast resins such as melamine resins used.
  • epoxy systems both conventional and aqueous. Of course, it is also possible to use those systems which only become reactive at the time of exposure to atmospheric moisture (for example aldimines, silanes).
  • parent lacquer and hardener have compounds with complementary functional groups. That is, groups that react with each other
  • the following complementary groups may be mentioned: amine / isocyanate, hydroxy / isocyanate, Thiol / isocyanate, amine / epoxy / isocyanate, amine / epoxy, epoxy / anhydride, epoxy / carboxyl, amide anhydride, anhydride / hydroxy, hydroxy / isocyanatoWAmin, or Carbodiimide / carboxyl, thiol / ene, amine / cyclocarbonate, hydroxyl / cyclocarbonate, amine / hydroxyl / cyclocarbonate, alpha, beta unsaturated carbonyl / amine and / or thiol, oxazoline / Carboxyl, silane / silane, silane / hydroxyl groups.
  • base lacquer and hardener react after application at temperatures of 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C, that is under conditions conventional refinish conditions.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosier- und Mischvorrichtung umfassend einen Kartuschenhalter (1) und eine Kartusche (2), wobei zwischen Kartusche und Halter eine flächige, zumindest formschlüssige Verbindung besteht. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Beschichtung von Substraten mit Zwei- oder Mehrkomponenten-Beschichtungsmitteln, in welchen die Dosier- und Mischvorrichtung eingesetzt wird.

Description

Dosier- und Mischvorrichtungen
Die vorliegende Erfindung betrifft Dosier- und Mischvorrichtungen, welche Mehrkammerkartuschen umfassen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Förderung, Dosierung, Mischung und/oder Applikation von Mehrkomponentensystemen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtungen.
Mehrkomponentensysteme im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche Systeme, deren einzelne Komponenten vor der Applikation getrennt gelagert werden und erst unmittelbar vor der Applikation in den benötigten Mengenverhältnissen miteinander vermischt werden. Typische Mehrkomponentensysteme sind beispielsweise bei Raumtemperatur vernetzende Beschichtungsmittel, wie beispielsweise Lacke, aber auch viele Dichtungsmittel oder Klebstoffe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden jedoch auch solche Systeme als Mehrkomponentensysteme angesehen, deren Einzelkomponenten nicht miteinander chemisch reagieren, aber nach der Vermischung der Komponenten Änderungen physikalischer Eigenschaften auftreten. Beispielsweise können dies Viskositätserhöhungen nach Vermischen zweier niedrig viskoser Komponenten sein, ohne dass eine chemische Vernetzungsreaktion stattfinden muss.
Aus dem Stand der Technik sind daher verschiede Mischvorrichtungen bekannt, die für die jeweiligen Einsatzzwecke unterschiedlich ausgeführt sind. So unterscheiden sich Mischvorrichtungen wie sie in Lackierverfahren, insbesondere Spritzlackierverfahren eingesetzt werden häufig stark von solchen, die für Klebstoffe und Dichtmassen Verwendung finden, wie sie beispielsweise in vielen Bau- und Heimwerkermärkten angeboten werden. Bei diesen wird das Material durch Stößel, also formschlüssig verschiebbare Kolben, aus der Kartusche ausgebracht. Da die Mischvorrichtungen der vorliegenden Erfindung universell eingesetzt werden können, wird im Folgenden der Stand der Technik sowohl für den Bereich der Spritzlackierverfahren als auch der Klebstoff- und Dichtmassenapplikation umrissen.
Spritzlackierverfahren werden beispielsweise ohne elektrostatische Lackaufladung weit verbreitet in industriellen und handwerklichen Lackierereien eingesetzt. Die Verfahren zeichnen sich gegenüber anderen Lackierverfahren vor allem dadurch aus, dass sie manuell einsetzbar sind, eine hohe Flexibilität bezüglich der Form, Größe und Werkstoffe der Lackierobjekte sowie der Lackauswahl und des Lackwechsels besitzen, mobil im Einsatz sind und relativ geringe Investitionskosten mit sich bringen (H. Kittel, „Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen", Zweite Auflage, Band 9, S. 26-40.; S. Hirzel Verlag Stuttgart Leipzig, 2004).
Die Spritzlackierverfahren lassen sich im Wesentlichen in Druckluft-Spritzen im Hochdruck oder Niederdruckverfahren einerseits sowie Airless-Spritzen, ohne oder mit Luftunterstützung, unterscheiden.
Als erstes Spritzlackierverfahren wurde um 1900 die pneumatische Zerstäubung bzw. das Druckluft-Spritzen entwickelt. Noch heute wird in Industrie und Handwerk die Druckluftzerstäubung am häufigsten eingesetzt. Beim Hochdruck-Spritzen, auch als konventionelles Spritzen oder pneumatisches Spritzen bezeichnet, wird zumeist mit einem Luftdruck von etwa 2 bis 7 bar gearbeitet, während beim Niederdruck- Spritzen, auch als HVLP-Spritzen („High Volume, Low Pressure"-Spritzen bzw. Spritzen mit hohem Spritzvolumenstrom und niedrigem Druck) bezeichnet, zumeist mit einem Luftdruck von 0,2 bis 0,7 bar gearbeitet wird (H. Kittel, ibid).
Am Zerstäuberkopf strömt die Druckluft aus einer ringförmigen Öffnung, die durch eine zentrale Bohrung in der Luftkappe und der darin angeordneten Lackdüse gebildet wird. Weitere Luftstrahlen aus verschiedenen Luftkappenbohrungen dienen zur Regulierung der Strahlform sowie der Unterstützung der Zerstäubung. Durch die mit hoher Geschwindigkeit ausströmende Druckluft entsteht unmittelbar an der Lackdüsenmündung ein Unterdruckgebiet, das vor allem bei der drucklosen Lackzufuhr aus einem so genannten Saugbecher den Lackausfluss durch seine Saugwirkung unterstützt (H. Kittel, ibid). Neben der Förderung des Lackmaterials aus einem Saugbecher besteht auch die Möglichkeit das Lackmaterial je nach Mengenbedarf und Viskosität durch Fördersysteme wie Fließbecher, Druckbehälter oder Umlaufsysteme der Spritzpistolendüse zuzuführen. Möglich ist also zunächst die Lackzufuhr mittels Saugbechersystem, sie erfolgt wie oben dargestellt durch die Saugwirkung der Spritzluft. Typische Becherinhalte sind Volumina bis zu etwa einem Liter. Ebenfalls möglich ist das Fließbechersystem, wobei hier die Lackzufuhr sowohl durch die Saugwirkung der Spritzluft, als auch unterstützt durch den Lack-Gefälledruck erfolgt. Auch bei diesem Lackfördersystem werden üblicherweise Bechervolumina von etwa einem Liter nicht überschritten. Ebenfalls bekannt sind als Lackfördersysteme das Drucksystem und das Umlaufsystem. Beim Drucksystem erfolgt die Lackzufuhr aus einem Drucktank durch Unterstützung mit einem Druck von 0,5 bis 4 bar (üblicher Tankinhalt 1 bis 250 Liter). Beim Umlaufsystem wird durch Kolben- oder Turbinenpumpen über eine Ringleitung Lack aus einem drucklosen Behälter in diesen zurück gefördert. Der notwendige Ringleitungsdruck wird über ein Druckhalteventil (Rücklaufkontrollventil) eingestellt. Umlaufsysteme finden typischerweise erst bei einem täglichen Verbrauch von mehr als 100 Litern des Lacks sinnvollen Einsatz (H. Kittel, ibid).
Zweikomponenten-Beschichtungsmittel (2K-Beschichtungsmittel) werden aufgrund ihrer zeitlich begrenzten Verarbeitungszeit (Topfzeit) überwiegend mit Spritzverfahren verarbeitet. Dabei stellt die Dosierung von Stammlack und Härter das zentrale Problem dar. Bei Kleinserien und Einzelteilen wie insbesondere auch im Reparaturlackbereich, beispielsweise dem Autoreparaturlackbereich, wird das ZK- Material in der Regel im vorgegebenen Verhältnis manuell gemischt und wie ein Einkomponentenmaterial verspritzt. In der Praxis bedeutet dies, dass sowohl die Dosierung als auch die Mischung der Komponenten vor der Befüllung eines Fließbechers bzw. Saugbechers oder im Fließbecher bzw. Saugbecher selbst erfolgt und somit auch die Qualität und Homogenität der Mischung stark von den manuellen Fähigkeiten des Lackierers abhängt. Nicht verbrauchtes Material muss nach Ablauf der Topfzeit verworfen werden. Andererseits ist ein schnelles Trocknungs- und Härtungsverhalten des Lackfilms erwünscht, weshalb häufig Härtungskatalysatoren in den Stammlack und/oder Härter der 2K- oder Mehrkomponentenmischung eingearbeitet werden.
Es besteht daher gerade beim Einsatz von 2K- oder Mehrkomponenten- Beschichtungsmitteln der Wunsch einer langen Verarbeitungs- beziehungsweise Topfzeit bei jedoch gleichzeitig verbesserter Trocknung und rascher Härteentwicklung des aufgesprühten Lackfilms. Um ein bestmögliches Erscheinungsbild („Appearance") des gehärteten Lackfilms sowie reproduzierbare Qualitäten zu erhalten, ist es zwingend notwendig möglichst homogene gleichbleibend hochwertige Zusammensetzungen aus Stammlack und Härter herzustellen, die über den gesamten Zeitraum der Applikation gleichbleibende Eigenschaften aufweisen. Dies ist gerade bei vorvermischten 2K-Systemen nicht immer der Fall, wenn beispielsweise eine kurze Topfzeit dazu führt, dass das zuerst versprühte Material aufgrund einer noch nicht fortgeschrittenen Reaktion der Bestandteile eine niedrige Viskosität aufweist, während die später versprühten Materialreste bereits teilweise Viskositätserhöhende Vernetzungsprodukte enthalten.
Bei der Fertigung großer Stückzahlen, bei kurzen Topfzeiten und hohen Qualitätsanforderungen werden in der Industrie hochspezialisierte Dosier- und Mischanlagen verwendet, um Toleranzgrenzen der Dosiergenauigkeit von +/- 5 % des Härtervolumens bezogen auf die Stammlackmenge einzuhalten. Weiterentwicklungen zielen auf pulsationsfreie Dosierung und geringen Anlagenverschleiß, zum Beispiel durch den Einsatz von Membrandosierern. Es sind auch Lackfördersysteme mit druckgesteuerten Zahnradpumpen bekannt. Bei Mehrkomponentensystemen sind die Fördermengen der einzelnen Zahnradpumpen aufeinander abgestimmt. Zur Mischung werden statische oder dynamische Systeme mit angetriebenen Mischaggregaten verwendet. Bei sehr kurzen Topf Zeiten werden auch Spezialpistolen eingesetzt, bei welchen Stammlack und Härter aus getrennten Düsen ausgetragen werden und die entstehenden Tröpfchen sich im Sprühstrahl vermischen (H. Kittel, ibid).
Gerade in kleinen Lackierbetrieben besteht jedoch der Bedarf an deutlich weniger aufwändigen Förder-, Dosier- und Mischvorrichtungen. Insbesondere sollte es nicht erforderlich sein, die vorerwähnten Spezialpistolen einzusetzen oder hochspezialisierte Dosier- und Mischaggregate. Die Einfachheit des Gebrauchs von Saugbechern beziehungsweise Fließbechern sollte erhalten bleiben. Förderung, Dosierung und Mischung sollte einzig durch beaufschlagten Druck erfolgen. Ein zusätzlicher externer Antrieb der Förderung, Dosierung oder Mischung sollte nicht erforderlich sein. Insbesondere sollte kein Antrieb durch Pumpen und dergleichen notwendig sein. Trotzdem sollte eine nahezu von der Topfzeit unabhängige Verarbeitbarkeit gewährleistet bleiben, bei gleichzeitig homogener Vermischung der Komponenten, bevor diese die Düse der Spritzpistole, vorzugsweise die Spritzpistole selbst, erreichen, oder einer anderen Applikationsvorrichtung. Die erhaltenen Lackfilme sollen eine gute Trocknung und rasche Härteentwicklung aufweisen und zu gehärteten Filmen mit gutem Erscheinungsbild führen.
Die WO 93/13872 A1 beschreibt ein Verfahren zum Auftragen einer Mehrkomponenten-Reparaturlack-Beschichtungszusammensetzung, bei welchem mindestens zwei Lackkomponenten in getrennten Behältern vorgehalten werden und mindestens eine Komponente unter Druck einer kinetischen Dosieranlage zugeführt wird, die zwei an Kolben angebrachte doppeltwirkende Zylinder mit Zylinderstangen umfasst. Die dosierten Komponenten werden einem Mischer zugeführt, der in eine Lackspritzpistole mündet. Der Aufbau der Dosiervorrichtung ist eher komplex.
Die WO 2013/104771 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Förderung, Dosierung und Mischung von flüssigen Lackkomponenten, umfassend, eine Lackzuführvorrichtung, die zwei oder mehrere Lackvorratsbehälter mit jeweils mindestens einer Auslassöffnung für verschiedene miteinander zu mischende Lackkomponenten umfasst; oder einen Lackvorratsbehälter umfasst, der zwei oder mehr Kammern für verschiedene miteinander zu mischende Lackkomponenten umfasst, wobei jede Kammer mindestens eine Auslassöffnung besitzt. Die Vorrichtung umfasst desweiteren eine Dosiervorrichtung, die der Lackzuführvorrichtung nachgeschaltet ist und eine der Anzahl der Auslassöffnungen der Lackvorratsbehälter oder des Lackvorratsbehälters entsprechende Anzahl an Einlassöffnungen für die Lackkomponenten besitzt, wobei die Dosiervorrichtung so ausgestaltet ist, dass die über die Einlassöffnungen eintretenden Volumenströme der miteinander zu mischenden Lackkomponenten getrennt voneinander über als Dosieraggregate dienende, rotierende Fördereinrichtungen zwangsgefördert werden und die Fördereinrichtungen so miteinander verbunden sind, dass ihre Drehzahlen in festen Verhältnissen zueinander stehen, und wobei die Dosiervorrichtung über getrennte Austrittsöffnungen für die nunmehr dosierten Volumenströme der Lackkomponenten verfügt. Ferner verfügt die Vorrichtung über eine statische Mischvorrichtung, die der Dosiervorrichtung nachgeschaltet ist und die eine der Anzahl der Austrittsöffnungen der Dosiervorrichtung entsprechende Anzahl an Eintrittsöffnungen für die dosierten Volumenströme besitzt, und deren Ausgang so ausgebildet ist, dass dieser mit einer Lackspritzpistole verbunden werden kann.
Eine einfache Mehrkammerkartusche für die Vermischung und Applikation von Mehrkomponentenklebstoffen mit wenigstens zwei konzentrisch angeordneten Kammern ist in GB 2 276 365 A beschrieben.
Die DE 30 31 798 A1 offenbart ebenfalls eine Auspressvorrichtung für Mehrkomponentenmassen, insbesondere Mehrkomponentenklebe-, Dicht- oder Spachtelmassen mit nebeneinander angeordneten Behältern, die durch parallel zur Pressvorrichtung verlaufende Trennwände voneinander getrennt sind. Jeder Behälter besitzt ein diesem zugeordnetes Druckstück, wobei die Druckstücke über einen Steg miteinander verbunden sind, der eine Schneidkante aufweist, welche beim Auspressen die Trennwände der Behälter durchschneidet. Die Behälter können dabei koaxial zueinander angeordnet sein und die Verbindung der Druckstücke kann durch einen als Kolbenstange realisierten Steg erfolgen, der beispielsweise über eine Gassäule betätigt werden kann. Eine Vermischung der Komponenten erfolgt in einer Kammer, die sich als Spitze den beiden Behältern in Pressrichtung anschließt.
Von einem ähnlichen Aufbau macht die in EP 2 353 733 A1 beschriebene Dosierpistole Gebrauch, wobei jedoch die Schneidkanten die Zwischenwand der Behälter der Koaxialkartusche spiralförmig aufschneiden. Gemäß der EP 2 353 733 A1 besitzt die Auspressvorrichtung nach DE 30 31 798 A1 den Nachteil, dass die aufgeschnittene Trennwand ein weiteres Herunterdrücken des Kolbens verhindern könnte was durch das spiralförmige Aufschneiden vermieden werden soll.
In der US 2004/0129122 wurde versucht das in der EP 2 353 733 A1 angesprochene Problem auf andere Weise zu lösen, nämlich indem die abgeschnittene Trennwand über ein Ablenkblech an die Innenwand der Au en röhre gepresst wird.
Die US 4,493,436 beschreibt eine zu den beiden vorgenannten Vorrichtungen ähnliche Vorrichtung mit jedoch nicht koaxial angeordneten Kammern. Die britische Patentanmeldung GB 2 246 172 offenbart einen komplexen Aufbau einer Zweikammer-Kartusche, bei welcher ein ziehharmonikaähnlicher Aufbau einer Kammer realisiert wird und sich den Kammern in Pressrichtung ein statischer Mischer anschließt.
Die DE 10 2010 019 220 A1 offenbart ein Kartuschensystem mit verbundenen Förderkörpern, insbesondere zum Mischen und Applizieren eines medizinischen Zements. Die Förderkolben können mit Gasdruck betrieben werden. Ein in den Abbildungen dieser Schrift dargestellter zentraler Mischraum ist jedoch einseitig verschlossen und kann, wenn überhaupt, nur bedingt der Vermischung der Komponenten dienen. Er ersetzt keinesfalls die notwendige Vermischung im Bereich der Auslassöffnung der Kartusche bzw. Spritze. Zudem sind die Materialkammern aufgrund des erforderlichen Wegs der Förderkolben sehr klein, sodass eine schlechte Ausnutzung des Gesamtvolumens der Vorrichtung durch die Zementkomponenten erfolgt.
Allen vorgenannten Vorrichtungen gemeinsam ist, dass diese sich der Auspressrichtung aus den Materialkammern anschließende Mischstrecken aufweisen, die als einfache Mischkammern oder einfache statische Mischer ausgeführt sind. Alle Mischstrecken sind entweder sehr kurz und nicht für anspruchsvolle Mischvorgänge wie die Mischung von Zwei- oder Mehrkomponentenlacken geeignet, insbesondere nicht für den Automobillackbereich, oder die Dosierung und Mischung ist komplex gestaltet. Gerade hier ist eine absolut homogene Vermischung Grundvoraussetzung für ein hervorragendes Erscheinungsbild. Die Anbringung langer Mischstrecken würde den Aufbau der Kartuschen des Stands der Technik jedoch erheblich erhöhen, wodurch diese im manuellen Betrieb unhandlich werden.
Die internationale Anmeldung WO 2016/020129 A1 offenbart hingegen eine Dosier- und Mischvorrichtung, bei der die Mischstrecke innerhalb der Vorrichtung und gerade nicht so angeordnet ist, dass sie sich an die Auspressrichtung aus den Materialkammern anschließt. Die Vorrichtung umfasst einen Kartuschenhalter und eine darin angeordnete Mehrkammerkartusche. Die bereits genannte Mischstrecke weist statische Mischelemente auf und ist röhrenförmig im zentralen Bereich der Vorrichtung, entweder als Teil des Kartuschenhalters oder der Kartusche, angeordnet. Weiterhin ist die Mischstrecke koaxial zu den Seitenwänden des Kartuschenhalters und damit auch zu den Seitenwänden der großflächig formschlüssig am Halter anliegenden Kartusche ausgerichtet. Zudem weist die eigentliche Kartusche mindestens zwei ebenfalls koaxial zur Mischstrecke angeordnete Kammern auf, aus denen über mit Druckluft betriebene, miteinander über Stege (Schneidvorrichtung) verbundene Kolben entsprechende Komponenten eines mehrkomponentigen Systems, beispielsweise eines Mehrkomponentenlacks, entgegen der Fließrichtung der Mischstrecke herausgepresst werden können. Über ein Wegeventil können die Komponenten dann in die Mischstrecke überführt werden und schließlich durchmischt und im vermischten Zustand einer Applikationsvorrichtung zugeführt werden. Über eine durch Schneidvorrichtungen eingerichtete Verbindung der Kolben werden bei beginnender Verschiebung der Kolben die Trennwände zwischen zwei Kammern durchtrennt und somit ein fortwährendes Verschieben der Kolben ermöglicht. Das schon beschriebene formschlüssige Anliegen von seitlicher Kartuschenwand und seitlicher Kartuschenhalterwand ermöglicht eine Abdichtung, sodass die oben beschriebene, über Druckluft initiierte Kolbenverschiebung ermöglicht wird. Die beschriebene Vorrichtung gewährleistet insbesondere eine genaue Dosierung von Komponenten von Mehrkomponentensystemen, auch wenn diese eine jeweils unterschiedliche Viskosität aufweisen. Zudem wird ein kompakter Gesamtaufbau erhalten und trotzdem eine vergleichsweise lange Mischstrecke und damit effektive Durchmischung von Komponenten realisiert. In Summe wird eine Vorrichtung erhalten, die bereits viele Anforderungen an die Handlackierung von Mehrkomponentensystemen erfüllt.
Wesentliches Merkmal der in WO 2016/020129 A1 beschriebenen Gegenstände ist allerdings, dass die großflächige Außenwand (Seitenwand) der Kartusche formschlüssig an der Innenwand des Kartuschenhalters anliegt. Die genannte Innenwand des Kartuschenhalters und damit auch die Seitenwand der Kartusche haben dabei eine bevorzugt zylindrische Form. Der Kartuschenhalter ist somit so eingerichtet, dass die gesamte oder der größte Teil der Kartusche formschlüssig in den Halter eingebracht werden kann. Der Halter kann beispielsweise auch mit einem Deckel zur Fixierung der Kartusche verschlossen werden oder die Kartusche selbst kann im oberen Bereich mit dem Halter über eine reversible Verschlussverbindung verbunden werden.
Die sich aus dieser Konstruktion ergebenden Nachteile können wie folgt zusammengefasst werden.
Die in der Regel händisch durchzuführende vollständige oder beinah vollständige und vor allem formschlüssige Einbringung der Kartusche in den Halter ist vergleichsweise kompliziert. Ein nur leicht abgeschrägtes Einführen der Kartusche kann zum Verhaken und Einklemmen führen. Der Einführungsprozess ist damit schwierig handhabbar.
Das Verschließen des Halters mit einem separaten Deckel, beispielsweise über einen Bajonettverschluss oder einen Schraubgewindeverschluss, bedeutet einen weiteren Schritt bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung. Im Übrigen bedeutet der separate Deckel ein weiteres, individuelles und damit die Komplexität erhöhendes Bauteil. Eine alternative Möglichkeit hierzu ist die direkte Verschlussverbindung von Kartusche und Halter. Allerdings ist man in diesem Zusammenhang wiederum auf eine schwierige Handhabung angewiesen. Denn durch das formschlüssige Anliegen von Kartusche und Halter ist eine für gängige Verschlussprinzipien notwendige gegeneinander zu erfolgende Drehung der beiden Bauteile recht schwer ausführbar.
Explizit offenbart wird in der WO 2016/020129 A1 zudem auch lediglich eine streng zylindrische Form von Außenwand (Seitenwand) der Kartusche und Innenwand des Kartuschen ha Iters. Dies ist schon aufgrund der beschriebenen Schwierigkeiten beim formschlüssigen Einsetzen der Kartusche in den Halter nicht überraschend. Ein Abschrägen und damit eine komplexere Geometrie der Bauteile würde das Einsetzen nochmals verkomplizieren. Allerdings bedeutet dies auch, dass es im Sinne der WO 2016/020129 A1 nicht möglich ist, entsprechende Entformungsschrägen zu realisieren. Solche Entformungsschrägen sind allerdings von enormem Vorteil im Rahmen des in der Regel zur Anwendung gebrachten Herstellprozess von hier gegenständlichen Kartuschen, nämlich dem Ku n ststoff s p ritzg u ss ve rf a h re n . Demzufolge gestaltet sich der Herstellprozess der Kartusche gemäß WO 2016/020129 A1 als eher schwierig und damit kostenintensiver.
Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung liegt in der eher kompliziert zu gewährleistenden Kennzeichnung der Kartusche. So ist es aufgrund des formschlüssigen Anliegens von Kartusche und Halter nur sehr schwierig möglich, die großflächige Außenwand (Seitenwand) der Kartusche mit einem Etikett (auch bekannt als Bauchetikett), zu kennzeichnen und im Anschluss daran eine so gekennzeichnete Kartusche in die Gesamtvorrichtung einzubringen. Das Etikett wird in der Regel zu dick sein und/oder kann beim Einführprozess Falten werfen, sodass eine effektive Abdichtung zum Druckaufbau oder sogar bereits das Einführen der Kartusche unmöglich werden. Es verbleibt dann lediglich die Möglichkeit, kleine und an schlechter sichtbareren Positionen aufzuklebende Etiketten anzubringen. Jedoch ist es in vielen Industriebereichen, in denen entsprechende Mehrkomponentensysteme einzusetzen sind, notwendig, die Materialien ausreichend zu kennzeichnen und dabei beispielsweise auch Gefahren- bzw. Sicherheitssymbole und -erläuterungen aufzuführen. Dies ist auf kleinen Etiketten nur schwer realisierbar.
Es besteht somit ein Bedarf an einer Dosier- und Mischvorrichtung, insbesondere für mehrkomponentige Systeme, welche die Nachteile des Stands der Technik nicht mehr aufweist. Demzufolge von Vorteil wäre eine Vorrichtung, die sich durch Verbindung von Kartusche und Kartuschenhalter sehr einfach, bevorzugt unter Einbindung eines Schraubgewindeverschlusses, zusammenbauen und entsprechend auch auseinanderbauen lässt und die zudem Bauteile aufweist, welche Entformungsschrägen aufweisen können, sodass deren Herstellung im Spritzgussverfahren auf sehr effektive Weise ermöglicht wird. Nicht zuletzt wäre es von Vorteil, eine Etikettierung auf in der Regel großflächigen Seitenflächen von Kartuschen zu ermöglichen. Dabei sollte die Dosier- und Mischvorrichtung selbstverständlich auch eine genaue Dosierung, einen kompakten Gesamtaufbau und zudem eine effektive Durchmischung von Komponenten aus Mehrkomponentensystemen ermöglichen, das heißt letztlich die hervorragenden Eigenschaften der in WO 2016/020129 A1 beschriebenen Vorrichtung aufweisen. Genau hier setzt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung an. Gefunden wurde eine Dosier- und Mischvorrichtung umfassend,
i. einen Kartuschenhalter (1 ), umfassend
(a) einen Aufnahmebehälter (1 .1 ) für Mehrkammerkartuschen (2), und
(b) einen Druckluftanschluss (1.2) sowie einen Anschluss (1 .3) für eine
Applikationsvorrichtung,
und
ii, eine in den Kartuschenhalter gemäß i. eingebrachte Mehrkammerkartusche
(2), wobei diese die folgenden Abschnitte umfasst:
einen oberen Abschnitt (2.1 ), umfassend ein Wegeventil (2.1 .1 );
einen mittleren Abschnitt (2.2), dessen Zentrum als in Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckter, mit statischen Mischelementen (2.2.1.1 ) ausgestatteter Raum (2.2.1) gestaltet ist, und der Raum (2.2.1 ) von mindestens zwei Kammern (2.2.2) umschlossen ist, wobei die Kammern in Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckt angeordnet sind und benachbarte Kammern durch eine gemeinsame Trennwand (2.2.4) voneinander getrennt sind und jede Kammer (2.2.2) mit dem oberen Abschnitt (2.1 ) über jeweils mindestens eine Öffnung (2.2.5) verbunden ist; und einen unteren Abschnitt (2.3), der für jede der Kammern einen Kolben (2.3.1 ) umfasst, wobei die Kolben (2.3.1 ) die Kammern (2.2.2) von unten dicht abschließen und miteinander über Schneidvorrichtungen (2.3.3) verbunden sind, und die Schneidvorrichtungen (2.3.3) so angeordnet sind, dass sie die gemeinsame Trennwand (2.2.4) jeweils benachbarter Kammern (2.2.2) beim Verschieben der Kolben (2.3.1 ) in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) zu durchtrennen vermögen,
wobei Mehrkammerkartusche (2) und Kartuschenhalter (1 ) zueinander komplementäre Mittel (5) zur Herstellung einer reversiblen Verschlussverbindung (6) von Kartusche und Halter aufweisen und wobei zwischen Kartusche und Halter im geschlossenen Zustand der reversiblen Verschlussverbindung (6) zudem eine flächige, zumindest formschlüssige und den gesamten Umfang der Kartusche umfassende Verbindung besteht, welche sich über einen Teilbereich des oberen Abschnitts (2.1 ) und/oder mindestens einen Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) und/oder lediglich einen Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) der Kartusche erstreckt. Die vorliegende Erfändung betrifft demnach wie oben definierte Dosier- und Mischvorrichtungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Förderung, Dosierung, Mischung und/oder Applikation von Mehrkomponentensystemen unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung.
Die beigefügten Figuren 1 bis 6 dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Folgende Bezugszeichen werden verwendet:
(1 ) Kartuschenhalter, (1.1 ) Aufnahmebehälter für Mehrkammerkartuschen, (1.2) Druckluftanschluss, (1 .3) Anschluss für eine Applikationsvorrichtung, (2) Mehrkammerkartusche, (2.1 ) oberer Abschnitt der Mehrkammerkartusche, (2.1.1 ) Wegeventil, (2.2) mittlerer Abschnitt der Mehrkammerkartusche, (2.2.1 ) in Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckter, mit statischen Mischelementen ausgestatteter Raum, (2.2.1 .1 ) statische Mischelemente, (2.2.2) Kammern, (2.2.4) Trennwand zwischen benachbarten Kammern, (2.2.5) Öffnungen der Kammern des mittleren Abschnitts der Mehrkammerkartusche hin zum oberen Abschnitt der Mehrkammerkartusche, (2.3) unterer Abschnitt der Mehrkammerkartusche, (2.3.1) Kolben, (2.3.3) Schneidvorrichtung, (4) Anschluss für Spülmedien, (5) beziehungsweise (5a) und (5b) Mittel zur Herstellung einer reversiblen Verschlussverbindung von Halter und Kartusche, (6) reversible Verschlussverbindung, (7a) Bereich flächiger, formschlüssiger und einer den gesamten Umfang der Kartusche umfassenden Verbindung, (7b) Bereich flächiger, form- und kraftschlüssiger und einer den gesamten Umfang der Kartusche umfassenden Verbindung, (A) Schnittfläche in der Trennwand zweier benachbarter Kammern, (B) Schnitt in der Trennwand zweier benachbarter Kammern.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäß einzusetzenden Kartuschenhalter. Die Figuren 1 a und 1 b zeigen Detailansichten von Bereichen des Kartuschenhalters umfassend Mittel (5a) zur Herstellung einer reversiblen Verschlussverbindung (6).
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäß einzusetzende Kartusche. Die Figuren 2a und 2b zeigen Detailansichten von Bereichen der Kartusche umfassend Mittel (5b) zur Herstellung einer reversiblen Verschlussverbindung (6). Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Dosier- und Misch Vorrichtung, die die in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Bauteile umfasst. Die Figuren 3a und 3b zeigen Detailansichten von Bereichen der Dosier- und Mischvorrichtung, die eine reversible Verschlussverbindung (6) im geschlossenen Zustand umfassen. Weiterhin sind Bereiche flächiger form- und kraftschlüssiger Verbindungen (7b) gezeigt.
Die Figuren 4a und 4b zeigen zu den Figuren 3a und 3b alternative Bereiche umfassend eine reversible Verschlussverbindung (6) im geschlossenen Zustand. Es sind sowohl Bereiche flächiger lediglich formschlüssiger Verbindungen (7a), als auch Bereiche flächiger form- und kraftschlüssiger Verbindungen (7b) gezeigt.
Die Figur 5 zeigt ebenfalls einen alternativen Bereich umfassend eine reversible Verschlussverbindung (6) sowie einen Bereich flächiger Verbindung. Die flächige Verbindung (7b) ist hier wieder form- und kraftschlüssig ausgebildet, wobei sie nicht planar (Figuren 3a und 3b), sondern kegelig ausgestaltet ist.
Auch Figur 6 zeigt einen solchen alternativen Bereich. Hier ist sowohl ein Bereich flächiger lediglich formschlüssiger Verbindung (7a), als auch ein Bereich flächiger form- und kraftschlüssiger Verbindung (7b) gezeigt.
Zunächst seien einige im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Begriffe erläutert.
Ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einem in Richtung der Längsachse gestreckten Raum beziehungsweise einer entsprechenden Kammer die Rede, so bedeutet dies, dass der Raum beziehungsweise die Kammer in Richtung dieser Achse die größte Ausdehnung hat. Der Raum beziehungsweise die Kammer können dabei insbesondere als Zylinder oder Prisma geformt sein, insbesondere als gerader Zylinder oder gerades Prisma, wobei der jeweils existente Hohlraum den Raum beziehungsweise die Kammer bildet. Möglich sind Kreiszylinder, elliptische Zylinder oder auch letztlich hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche beliebig geformte und individuell angepasste Prismen. Möglich sind als Querschnittsflächengeometrien beispielsweise statt eines vollständigen Kreisrings auch Segmente eines gedachten Kreisrings. So kann eine kreisringförmige Querschnittsfläche in zwei oder mehr, gleich oder unterschiedlich große Segmente und damit unterschiedliche gestreckte Bereiche (Raum, Kammern) unterteilt sein. Als Begrenzungen der Segmente dienen hierbei Trennwände, beispielsweise Trennwände benachbarter Kammern. Selbstverständlich lassen sich nahezu beliebige andere Geometrien verwirklichen, so können beispielsweise auch an die Stelle der geraden Hohlzylinder mit kreisringsegmentförmiger Querschnittsfläche, individuelle Röhren mit kreisförmiger Querschnittsfläche treten.
Ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einer reversiblen Verschlussverbindung die Rede, so ist hierunter eine variabel herstellbare (schließbare) und offenbare (lösbare) Verbindung zweier Elemente zu verstehen. Die Herstellung der Verbindung (das heißt das Verschließen) und damit konsequenterweise auch die Öffnung der Verbindung (das heißt das Lösen) wird über zueinander komplementäre ittel der zu verbindenden Elemente realisiert. Eine solche Verschlussverbindung kann beispielsweise über mindestens einen Bajonettverschiuss oder mindestens einen Schraubgewindeverschluss realisiert werden. Die Mittel zur Herstellung einer solchen Verschlussverbindung sind dann an den zu verbindenden Elementen angebracht und korrespondieren entsprechend miteinander (sind zueinander komplementär). Bei einem Bajonettverschiuss sind die korrespondierenden ittel Längsschlitz mit an dessen Ende ansetzendem Querschlitz sowie Knopf, der in den Längsschlitz eingeführt und durch dann folgende Drehbewegung in dem Querschlitz verankert wird. Bei einem Schraubgewindeverschluss sind die korrespondierenden Mittel Gewindestücke, welche ein Schraubgewinde umfassend mindestens einen Gewindegang und ein korrespondierendes Schraubgewinde aufweisen.
Auch wenn grundsätzlich bekannt ist, dass ein Bajonettverschiuss ebenfalls der Gruppe der Schraubgewindeverschlüsse zugeordnet werden kann (wobei der Querschlitz dann als Gewindegang gilt), wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Übersichtlichkeit halber hierzwischen unterschieden. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Bajonettverschiuss bezeichneter Verschluss ist ein solcher, bei dem der Gewindegang keine Steigung in Richtung des Drehmoments der Schließdrehrichtung aufweist (also Gewindesteigung = 0 oder sogar, zur Rückfederung und Verankerung des Knopfs, eine entgegengesetzte Gewindesteigung).
Ais Schraubgewindeverschluss im entsprechend engeren Sinne werden also Verschlüsse angesehen, bei denen der mindestens eine Gewindegang eines Schraubgewindes eine Gewindesteigung in Richtung Drehmoments der Schließdrehrichtung aufweist.
Werden zwei Elemente, insbesondere Kartusche und Kartuschenhalter, durch das Schließen einer wie beschriebenen reversiblen Verschlussverbindung verbunden, so besteht je nach Ausgestaltung der Mittel (5) und der geometrischen Form der verbundenen Elemente eine bestimmte Verbindung zwischen den Elementen. Die Verbindung kann sich beispielsweise auf die Mittel (5) beschränken. Genauso kann aber zudem eine über den Bereich der Mittel (5) hinausgehende Verbindung bestehen, die sich insbesondere aus den Geometrien der zu verbindenden Elemente ergibt. So ist es jedenfalls möglich, dass zudem eine flächige Verbindung besteht. Dabei liegt dann also eine Fläche des einen Elements an einer Fläche des anderen Elements an. Natürlich können auch jeweils mehrere Flächenpaare aneinander anliegen. Eine wie beschriebene flächige Verbindung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung wesentlich. Per Definition wird eine solche flächige Verbindung von unmittelbar im Bereich von Mitteln (5) bestehenden Verbindungen unterschieden.
Eine solche flächige Verbindung kann beispielsweise großflächig ausgestaltet sein, das heißt sehr große Abschnitte der Elemente sind miteinander verbunden. Dies ist beispielsweise im Zusammenhang mit der eingangs beschriebenen WO 2016/020129 A1 der Fall.
Hinsichtlich der Art der Verbindung ist zwischen einer lediglich formschlüssigen Verbindung und einer form- sowie kraftschlüssigen Verbindung zu unterscheiden. Natürlich kann es bei der Verbindung zweier Elemente auch sowohl Bereiche (aneinanderliegende Flächen) mit lediglich formschlüssiger Verbindung (7a), als auch Bereiche mit sowohl form- als auch kraftschlüssige Verbindung (7b) geben. Während bei einer formschlüssigen Verbindung Bereiche der Elemente lediglich aufeinander aufliegen beziehungsweise aneinander anliegen, besteht beim Kraftschluss eine explizite, auf die Verbindungsbereiche wirkende Normalkraft. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird, sofern vorhanden, diese Normalkraft und damit der Kraftschluss bevorzugt durch das Verbinden der Mittel (5) bewirkt. Werden beispielsweise zwei Schraubgewinde ineinander gedreht, so kann bei Vorliegen entsprechender Geometrien und Ausrichtung von flächigen Bereichen der zu verbindenden Elemente eine in Richtung des Drehmoments der Verdrehung der Schraubgewinde bestehende Normalkraft wirken. Dies ist dann der Fall, wenn es zu verbindende Bereiche (aneinanderliegende Flächen) der Elemente gibt, die nicht streng parallel zum Drehmoment der Verdrehung der Schraubgewinde angeordnet sind (siehe auch Figuren 3a, 3b, 4a, 4b, 5 und 6). Ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von oberen, mittleren und unteren Abschnitten einer Kartusche die Rede, so wird hiermit zunächst die relative Anordnung entsprechender Bereiche umschrieben. Die Abschnitte oder Bereiche an sich definieren sich aber zudem insbesondere anhand der in ihnen angeordneten technischen Ausgestaltungen (siehe oben). Die individuelle Dimensionierung der einzelnen Abschnitte oder Bereiche unterliegt dabei zunächst grundsätzlich keinerlei Beschränkungen.
In der Folge werden sowohl verschiedene wesentliche Aspekte der vorliegenden Erfindung, als auch bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtungen genauer beschrieben.
Vorzugsweise ist die Mehrkammerkartusche (2) der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung als Koaxialkartusche für einen wie oben definierten Kartuschenhalter (1 ) ausgeführt, wobei die Kartusche die folgenden Abschnitte umfasst:
einen oberen Abschnitt (2.1 ), umfassend ein Wegeventil (2.1 .1 );
einen mittleren Abschnitt (2.2), dessen Zentrum in Richtung der Längsachse als gestreckter, mit statischen Mischelementen (2.2.1.1 ) ausgestatteter Raum (2.2.1 ) gestaltet ist, und der Raum (2.2.1 ) von mindestens zwei Kammern (2.2.2) umschlossen ist, wobei die Kammern in Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckt und koaxial zueinander sowie zum Raum (2.2.1 ) angeordnet sind und benachbarte Kammern durch eine gemeinsame Trennwand (2.2.4) voneinander getrennt sind und jede Kammer mit dem oberen Abschnitt (2.1 ) über jeweils mindestens eine Öffnung (2.2.5) verbunden ist; und
einen unteren Abschnitt (2.3), der für jede der Kammern einen Kolben (2.3.1 ) umfasst, wobei die Kolben (2.3.1 ) die Kammern (2.2.2) von unten dicht abschließen und miteinander über Schneidvorrichtungen (2.3.3) verbunden sind, und die Schneidvorrichtungen (2.3.3) so angeordnet sind, dass sie die gemeinsame Trennwand (2.2.4) jeweils benachbarter Kammern (2.2.2) beim Verschieben der Kolben (2.3.1 ) in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) zu durchtrennen vermögen.
Ein derartiger Aufbau kann beispielsweise durch koaxiale Anordnung von drei ineinander liegenden Röhren beziehungsweise Kreiszylindern erhalten werden. Dabei umschließt die innere Röhre den Raum (2.2.1 ). Der Raum zwischen der äußeren Oberfläche der inneren Röhre und der inneren Oberfläche der mittleren Röhre bildet, in Richtung des unteren Abschnitts (2.3) durch einen Kolben (2.3.1 ) abgeschlossen und in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) durch eine Öffnung (2.2.5) zum oberen Abschnitt (2.1 ) abgeschlossen, eine erste Kammer (2.2.2). Der Raum zwischen der äußeren Oberfläche der mittleren Röhre und der inneren Oberfläche der äußeren Röhre, bildet, in Richtung des unteren Abschnitts (2.3) durch einen weiteren Kolben (2.3.1 ) abgeschlossen und in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) durch eine Öffnung (2.2.5) zum oberen Abschnitt (2.1 ) abgeschlossen, eine zweite Kammer (2.2.2).
In den genannten bevorzugten Ausführungsformen sind die seitlichen Wände der Kammern und des Raumes also koaxial angeordnet. Dies bedeutet damit auch, dass in diesen bevorzugten Ausführungen die Mantellinien einer Kammer und eines Raumes streng parallel verlaufen. Bevorzugt stellen sich der Raum (2.2.1 ) und die Kammern (2.2.2) demnach als gerade Kreiszylinder dar, die koaxial zueinander angeordnet sind.
Allerdings bedeutet dies nicht unmittelbar, dass die äußere Seitenwand der Kartusche entsprechend verlaufen muss. Vielmehr ist es von Vorteil, dass in diesem Bereich der Kartusche Entformungsschrägen vorhanden sein können, die zu den eingangs beschriebenen Vorteilen im Zusammenhang mit dem Herstellprozess führen. Wie bereits oben angemerkt, wird durch die Angabe„oberer, mittlerer und unterer Abschnitt zunächst nur die relative Anordnung der Abschnitte beschrieben. Allerdings ergibt sich aus dem Umstand, dass in Richtung der Längsachse der Kartusche (2) gestreckte Räume und Kammern im mittleren Abschnitt (2.2) der Kartusche angeordnet sind, zudem, dass dieser mittlere Abschnitt bevorzugt den größten Anteil der Länge der Kartusche ausmacht. Insbesondere bevorzugt macht der mittlere Abschnitt (2.2) der Kartusche (2), bezogen auf die Gesamtlänge der Kartusche (2), mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, nochmals bevorzugt mindestens 75 % aus. Der jeweils existente Restanteil der Länge, beispielsweise höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 40 %, nochmals bevorzugt höchstens 25 %, wird dann insbesondere durch den oberen Abschnitt (2.1) und den unteren Abschnitt (2.3) ausgemacht.
Bevorzugt ist, dass die Kartusche (2) auf ihrer großflächigen Außenwand (Seitenwand) ein Etikett aufweist. Wie eingangs beschrieben, kann ein solches Etikett angebracht werden, ohne die Einbringung der Kartusche in den Kartuschenhalter zu beeinträchtigen, da insbesondere auf das oben beschriebene formschlüssige Anliegen im letztlich gesamten Bereich der großflächigen Außenwand (Seitenwand) der Kartusche verzichtet wird. Wie oben beschrieben, weißt die erfindungsgemäße Dosier- und Mischvorrichtung einen Kartuschenhalter (1) auf. Dieser Kartuschenhalter umfasst einen Aufnahmebehälter für die Kartusche (2).
Der Aufnahmebehälter und dessen Form kann letztlich beliebig gewählt werden, solange die weiter unten nochmal genauer beschriebene Art der flächigen und zumindest formschlüssigen Verbindung zwischen Kartusche (2) und Kartuschenhalter (1 ) realisiert wird, wenn die Verschlussverbindung (6) geschlossen ist. Möglich ist in diesem Zusammenhang beispielsweise, dass der Aufnahmebehälter die seitlichen Wände der Kartusche bis in den Bereich des oberen Abschnitts abdeckt (selbstverständlich ohne über den gesamten mittleren Abschnitt formschlüssig anzuliegen, beispielsweise durch entsprechende geometrische Ausgestaltung der äußeren Seitenwand der Kartusche (2) und/oder der seitlichen Innenwand des Halters (1 ) beziehungsweise der seitlichen Innenwand des Behälters (1.1 )). Die Mittel (5) zur Herstellung der reversiblen Verschlussverbindung (6) können dann im oberen Abschnitt (2.1 ), aber auch im mittleren Abschnitt (2.2) oder unteren Abschnitt (2.3) angeordnet sein. Natürlich können komplementäre Mittel (5) auch mehrfach vorhanden sein, sodass die reversible Verschlussverbindung (6) mehrere Verschlüsse, beispielsweise Bajonettverschlüsse und/oder Schraubgewindeverschlüsse, umfassen kann.
Bevorzugt ist jedoch, dass der Aufnahmebehälter (1.1) als Aufnahmeschale ausgestaltet ist. Dies bedeutet augenscheinlich, dass der Aufnahmebehälter (1 .1 ) die darin angeordnete Kartusche (2) lediglich teilweise abdeckt, das heißt bevorzugt lediglich den unteren Abschnitt (2.3) oder den unteren Abschnitt (2.3) und einen unteren Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) der Kartusche (2) abdeckt. In dieser bevorzugten Ausführungsform sind dann die Mittel (5) zur Herstellung der reversiblen Verschlussverbindung (6) so angeordnet, dass der mindestens eine Verschluss, bezüglich der Kartusche (2), in einem unteren Teilbereich ihres mittleren Abschnitts (2.2) und/oder einem oberen Teilbereich ihres unteren Abschnitts (2.3) eingerichtet ist. Bevorzugt ist genau ein Verschluss vorhanden.
Die beschriebene Ausführung (Aufnahmeschale) hat besondere Vorteile. Zum einen wird das eingangs beschriebene Einbringen der Kartusche nochmal erleichtert. Auch wenn hierzu bereits die weiter unten beschriebene spezielle Art der flächigen und zumindest formschlüssigen Verbindung zwischen Kartusche (2) und Kartuschenhalter (1 ) ausreicht, um Vorteile gegenüber dem Stand der Technik zu erzielen, wird durch die beschriebene Konstruktionsart eine nochmal verbesserte Handhabung erreicht. Denn in diesen Ausführungsformen muss beim Einführen der Kartusche in den Halter nur sehr wenig Luft verdrängt werden. Grundsätzlich gilt, dass wegen der zumindest formschlüssigen Verbindung zwischen Kartusche und Kartuschenhalter beim Einführprozess die Luft zwischen Kartusche und Halter verdichtet wird. Handelt es sich allerdings vor Verdichtung um ein vergleichsweise großes Luftvolumen, muss die dann auf einen hohen Druck komprimierte Luft über eine sehr schwierig herzustellende Topographie der Kartuschenhalter-Oberfläche über den größten Teil des Einführweges abgeführt werden, bevor die formschlüssige Abdichtung erfolgt. Der dann noch entstehende Gegendruck muss vom Lackierer durch erhöhten Kraftaufwand überwunden werden. Alternativ kann über ein Ventil im Kartuschenhalter die Luft abgeführt werden, welches nach Einführung wieder verschlossen werden muss.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen muss allerdings nur ein sehr geringes Luftvolumen verdrängt und verdichtet werden, sodass die im vorstehenden Absatz aufgeführten Nachteile nicht bestehen.
Ähnliche Vorteile gelten für die schon beschriebene Etikettierung der seitlichen Außenwand der Kartusche (2). Durch die beschriebene Konstruktion wird die Art dieser Etikettierung nochmals erleichtert. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Konstruktionsart der Aufnahmeschale (1 .1 ) ergibt sich aus dem folgenden Umstand. Bekannt ist, dass die im Zusammenhang mit den hier gegenständlichen Bauteilen verwendeten Materialien, das heißt insbesondere Kunststoffe, in der Regel eine gute mechanische und auch chemische Beständigkeit aufweisen sollten. Ebenfalls bekannt ist, dass diese Eigenschaften in der Regel nicht durch in jeglichen Schichtdicken transparente, sondern ab einer gewissen Dicke eher transluzente Kunststoffe erhalten werden können. Beispielhaft sei Polypropylen genannt. Werden nun zwei Wände (von Kartusche und Kartuschenhalter) in hinsichtlich der mechanischen Anforderungen ausreichenden Schichtdicken eingesetzt, so ist die visuelle Wahrnehmung der innenliegenden Kolben und damit des Füllstand von Material in den Kammern sehr schwierig. Zudem besteht durch die beschriebene Doppelwand ein vergleichsweise hohes Gewicht, das für den Lackierer weniger komfortabel ist. Durch den Einsatz der oben genannten Schale (1.1 ) werden die beschriebenen Nachteile hinsichtlich mangelnder Sichtbarkeit des Füllstands und des hohen Gewichts vermieden. Hinsichtlich der Art des Verschlusses ist ein Schraubgewindeverschluss bevorzugt. Denn gerade ein Schraubgewindeverschluss bietet im Zusammenhang mit druckluftunterstützen Systemen, wie der hier vorliegenden erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung, besondere Vorteile. Denn sofern eine noch unter Druck stehende Vorrichtung auseinandergeschraubt werden soll, würde bei sukzessivem Aufdrehen des Verschlusses die Druckluft zu einem Zeitpunkt entweichen können, in dem noch ausreichend viele Gewindegänge mit korrespondierenden Gewindegängen und/oder ein ausreichend langer Abschnitt nur eines Gewindegangs mit einem Abschnitt eines korrespondierenden Gewindegangs ineinandergreifen, sodass die zu trennenden Bauteile nicht unkontrolliert auseinanderfliegen. Dieser Vorteil ist in dieser Deutlichkeit offensichtlich nicht bei einem Bajonettverschluss gegeben. Zudem lässt sich über einen Schraubgewindeverschluss ein wie unten beschriebener und bevorzugter Kraftschluss auf sehr gute und ausgeprägte Weise realisieren.
Die Schraubgewindeverschlüsse können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, sofern die oben genannten Kriterien hinsichtlich der Gewindesteigung der Gewindegänge realisiert werden. So können die Schraubgewinde der Verschlüsse eingängig oder mehrgängig sein. Ein Gewindegang kann ein oder auch mehrere komplette Umläufe ausmachen. Genauso kann ein Gewindegang auch weniger als einen Umlauf ausmachen.
Bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schraubgewindeverschlüsse, bei denen die korrespondierenden Schraubgewinde Gewindegänge aufweisen, die höchstens einen kompletten Umlauf, bevorzugt höchstens einen halben Umlauf, beispielsweise einen Drittel Umlauf, ausmachen. Auf diese Weise wird ein sehr einfacher Zusammenbau der Dosier- und Mischvorrichtung gewährleistet. Um eine notwendige oder wünschenswerte Festigkeit der Verschlussverbindung zu erzielen, handelt es sich dann bevorzugt um mehrgängige Schraubgewinde. Dies heißt, dass ein Schraubgewinde mindestens zwei Gewindegänge, bevorzugt 2 oder 3 Gewindegänge, aufweist. Das jeweils korrespondierende Schraubgewinde weist dann selbstverständlich die entsprechende Anzahl an Gewindegängen auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen Kartusche (2) und Halter (1 ) im geschlossenen Zustand der reversiblen Verschlussverbindung (6) zudem eine flächige, zumindest formschlüssige und den gesamten Umfang der Kartusche umfassende Verbindung besteht, welche sich über einen Teilbereich des oberen Abschnitts (2.1 ) und/oder mindestens einen Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) und/oder lediglich einen Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) der Kartusche erstreckt.
Wie eine solche flächige und zumindest formschlüssige Verbindung grundsätzlich zu realisieren ist, ergibt sich bereits aus den oben genannten Informationen. Details und beispielhafte Ausgestaltungen hierzu werden in der Folge beschrieben. Hierbei wird im Detail nur auf die Art der Verbindung (lediglich formschlüssig oder form- sowie kraftschlüssig) sowie die genaue Position der flächigen Verbindung eingegangen.
Wie in diesem Zusammenhang beispielsweise die Mittel (5) und damit die reversible Verschlussverbindung (6) anzuordnen sind und/oder welche Geometrien die
Elemente Kartusche (2) und Halter (1 ) aufweisen müssen, kann vom Fachmann im
Einzelfall problemlos angepasst werden.
Selbstverständlich ist gefordert, dass die Verbindung den gesamten Umfang der Kartusche umfasst. Nur auf diese Weise kann es gelingen, einen wie unten beschriebenen Druckaufbau zu realisieren. Demzufolge klar ist auch, dass die individuelle Wahl eines Bereichs oder Teilbereichs lediglich über die in Richtung der Längsachse der Kartusche bestehende Dimensionierung möglich ist. Aufgrund der feststehenden Dimensionierung, nämlich dem Umfang der Kartusche, und einer individuell wählbaren Ausdehnung in Bezug auf die Längsachse der Kartusche, ergibt sich eine Verbindungsfläche beziehungsweise ein flächiger Verbindungsbereich.
Möglich ist beispielsweise, dass sich die Verbindung über einen Teilbereich des oberen Abschnitts (2.1 ) der Kartusche erstreckt. Hierbei wäre dann insbesondere der Teilbereich des oberen Abschnitts, der den seitlichen Wänden beziehungsweise der umlaufenden Seitenwand der Kartusche zuzuordnen ist, für die Verbindung mit dem Kartuschenhalter, nämlich einem Teilbereich der seitlichen Innenwand des Behälters (1.1 ), vorgesehen. Denn die Oberseite (Stirnseite) der Kartusche und der entsprechende Teilbereich des oberen Abschnitts (2.1) bietet sich augenscheinlich für eine solche Verbindung nicht an, da der Kartuschenhalter hierzu entsprechend über der Oberseite der Kartusche angeordnet sein müsste, sodass das Einbringen der Kartusche in den Halter faktisch unmöglich wäre.
Möglich wäre auch, dass sich die Verbindung über mindestens einen Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) der Kartusche erstreckt. Auch hier wäre dann insbesondere der Teilbereich des unteren Abschnitts, der den seitlichen Wänden beziehungsweise der umlaufenden Seitenwand der Kartusche zuzuordnen ist, für die Verbindung mit dem Kartuschenhalter, nämlich einem Teilbereich der seitlichen Innenwand des Behälters (1.1 ), vorgesehen. Zwar können die Unterseite der Kartusche und der entsprechende Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) ebenfalls zur Herstellung einer solchen Verbindung dienen. Jedoch bietet sich zumindest eine vollständige Verbindung an der Unterseite nicht als sehr vorteilhaft an. Denn zwischen Unterseite der Kartusche (2) und der Innenseite des Bodens des Kartuschenhalters (1 ) sollte ein Raum zum Aufbau eines Drucks über den Druckluftanschluss (1 .2) bestehen. Zudem nehmen Bauteile wie beispielsweise Druckluftanschluss (1 .2) und Anschluss für die Applikationsvorrichtung (1.3) ein bestimmtes Volumen innerhalb des Kartuschenhalters ein, sodass eine vollständige Verbindung von Kartusche und Halter in diesem Bereich nur über eine extrem komplexe Kartuschengeometrie möglich wäre.
Ebenfalls möglich wäre eine flächige Verbindung, die sich lediglich über einen Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) erstreckt. Vorteilhafterweise macht eine solche Verbindung, bezogen auf die Gesamtlänge des Abschnitts (2.2), nicht mehr als 50 %, bevorzugt nicht mehr als 25 %, nochmals bevorzugt nicht mehr als 10 %, aus.
Möglich ist selbstverständlich zudem, zwei oder mehr der oben genannten Verbindungspositionen zu realisieren. Dabei ist es allerdings von Vorteil, dass sich die Verbindungsfläche, bezogen auf die Gesamtlänge der Kartusche, über nicht mehr als 30 %, bevorzugt nicht mehr als 15 %, nochmals bevorzugt nicht mehr als 5 % erstreckt. Werden mehr als eine Verbindungsposition und damit unterschiedliche Verbindungsbereiche im oben genannten Sinne realisiert, ist augenscheinlich gefordert, dass jeder einzelne Bereich flächig, zumindest formschlüssig und den gesamten Umfang der Kartusche umfassend ausgestaltet ist. Dies schließt allerdings selbstverständlich nicht aus, dass weitere Verbindungsflächen existieren, die beispielsweise nicht den gesamten Umfang der Kartusche umfassen, vorhanden sind. Diese Verbindungsflächen sind dann selbstverständlich keine Verbindungsfläche im oben genannten Sinne und können beispielsweise in bestimmten, individuellen Baugeometrien von Kartusche und/oder Halter begründet sein.
Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass sich die flächige Verbindung über einen oberen Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) der Kartusche und/oder einen unteren Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) erstreckt.
Diese Anordnung der flächigen Verbindung bietet sich augenscheinlich insbesondere bevorzugt im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Ausführungen hinsichtlich der Aufnahmeschale an.
Grundsätzlich bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die geometrischen Formen von Kartusche und Kartuschenhalter so ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass eine formschlüssige Verbändung nicht vor dem Ende des Einführprozesses der Kartusche in den Kartuschenhalter realisiert wird. Dies bedeutet, dass nach initialer Teilherstellung einer formschlüssigen Verbindung die Kartusche nicht mehr signifikant weiterverschoben werden muss, sondern lediglich noch zur Herstellung der insgesamt vorgesehenen formschlüssigen Verbindung in die Endposition gebracht werden muss. Auf diese Weise wird auch bei Ausführungsformen, in denen der Behälter (1.1) nicht als Schale ausgestaltet ist, gewährleistet, dass die oben beschriebenen Vorteile hinsichtlich eines vermiedenen hohen Druckaufbaus durch Kompression eines großen Luftvolumens in fast vergleichbarer Form erhalten werden. Zwar weist die Schalenkonstruktion durch einen extrem einfachen Einführprozess nochmals Vorteile auf. Trotzdem aber sind auch in der hier beschriebenen Ausführungsvariante gute Bedingungen gegeben. Die flächige Verbindung ist zumindest formschlüssig ((7a), Definition siehe oben). Die flächige Verbindung kann jedoch zudem zumindest anteilig sowohl form- als auch kraftschlüssig sein ((7b), Definition siehe oben).
Bevorzugt ist die flächige Verbindung zumindest anteilig sowohl form- als auch kraftschlüssig. Dies kann wie oben beschrieben durch aneinanderliegende Flächen von Kartusche (2) und Halter (1 ), welche nicht streng parallel zum Drehmoment der Verdrehung des eingesetzten Verschlusses, insbesondere bevorzugt des Schraubgewindeverschlusses, angeordnet sind, realisiert werden (siehe auch Figuren 3a, 3b, 4a, 4b, 5 und 6). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird demnach, sofern vorhanden, der Kraftschluss bevorzugt durch das Verbinden der Mittel (5) bewirkt. Der Vorteil der zumindest anteilig sowohl form- als auch kraftschlüssigen Verbindung liegt insbesondere darin, dass trotz der im Vergleich zum Stand der Technik lediglich geringflächigen Verbindung von Kartusche (2) und Halter (1 ) ein sehr guter, wenn nicht gar besserer Druckaufbau zum Bewegen der Kolben ermöglicht wird (siehe hierzu auch weiter unten) und trotzdem die eingangs beschriebenen Vorteile erhalten werden.
Explizit sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine anspruchsgemäß vorhandene form- als auch kraftschlüssige flächige Verbindung eine solche ist, die auch ohne Druckbeaufschlagung besteht. Ein etwaiges durch Druckbeaufschlagung erhaltenes Aufdrücken der Kartusche auf den Halter, das insbesondere im Bereich lediglich formschlüssiger Bereiche (7a) auftreten kann, ist nicht vergleichbar mit einer tatsächlichen kraftschlüssigen Verbindung.
Für alle Ausführungsformen der Kartuschen gilt, dass diese zur Benutzung als Förder-, Dosier- und Mischeinheiten in den einzelnen Kammern vorzugsweise unterschiedliche zu vermischende Komponenten enthalten. Insbesondere Komponenten die nach ihrer Vermischung miteinander reagieren können oder aus anderen Gründen getrennt gelagert werden sollten. So können beispielsweise Stammlacke und deren Härter in den Kammern der Kartuschen getrennt gelagert werden oder niederviskose Flüssigkeiten, die erst nach ihrer Vermischung eine höhere Viskosität oder Thixotropie aufbauen. Es können jedoch auch unterschiedlich farbige Komponenten wie beispielsweise eine schwarze Füllerkomponente und eine weiße Fülierkomponente auf diese Weise zu einer Grauabmischung vermischt werden.
Durch die bei der Produktion der Kartuschen frei wählbaren Volumina der Kammern können die zu vermischenden Komponenten in den für die spätere Anwendung erforderlichen Mengenverhältnissen getrennt voneinander gelagert werden. Bei den bevorzugten Koaxialkartuschen erfolgt die Festlegung der Volumina der Kammern über die Durchmesser der Röhren. Für alle Ausführungsformen gilt, dass die Volumenströme der Komponenten, wie beispielsweise des Stammlacks und Härters, getrennt voneinander dem Wegeventil (2.1.1) des oberen Abschnitts (2.1 ) zugeführt werden. Das Wegeventil (2.1.1 ) ist besonders bevorzugt ein 3/2-Wegeventil (2.1.1 ). Das Wegeventil (2.1.1 ) beziehungsweise 3/2-Wegeventil (2.1.1), kann in einer bevorzugten Ausführungsform auch eine im Wegeventil (2.1.1) integrierte Vormischkammer aufweisen, in welcher die zunächst getrennten Volumenströme der Komponenten aufeinandertreffen und sich vermischen können. Befindet sich das Wegeventil (2.1.1) in der Stellung„Dosieren/Mischen", also in Arbeitsstellung, so werden die Komponenten, die entweder in der im Wegeventil (2.1.1) integrierten Vormischkammer vorvermischt vorliegen oder die bei Nichtvorhandensein einer solchen Vormischkammer weitestgehend unvermischt vorliegen, der eigentlichen Mischstrecke zugeführt. Als Mischstrecke dient der gestreckte, mit statischen Mischelementen (2.2.1.1) ausgestattete Raum (2.2.1). Dabei kann der gesamte Raum (2.2.1 ) statische Mischelemente (2.2.1.1) aufweisen. Möglich ist aber beispielsweise auch, dass eine von Mischelementen freie Vormischstrecke vorhanden ist und die dann vorgemischten Komponenten erst danach dem mit Mischelementen ausgestatteten Bereich zugeführt werden. Genauso ist es möglich, die Mischelemente direkt ab dem vorderen Bereich des Raumes (2.2.1) zu integrieren, jedoch einen hinteren Bereich des Raumes (2.2.1) frei von Mischelementen auszugestalten.
Die Zuführung der Komponenten zum Wegeventil (2.1.1 ) erfolgt über die Kolben (2.3.1), welche die Kammern von unten abschließen. Die Kolben (2.3.1 ) drücken dabei pneumatisch angetrieben die entsprechenden Komponenten aus ihren Kammern in den oberen Abschnitt (2.1 ) der Mehrkammerkartusche (2). Hierbei wird durch die Schneidvorrichtung (2.3.3), welche die Kolben (2.3.1 ) verbindet, die Trennwand (2.2.4) zwischen den Kammern durchtrennt, wodurch erst ein weiteres Entleeren der Kammern möglich ist. In allen Ausführungsformen verbindet die Schneidvorrichtung (2.3.3) die als Boden der Kammern dienenden Kolben (2.3.1 ), wodurch auch gewährleistet wird, dass die Kolben (2.3.1 ) bei der Beaufschlagung mit Druck simultan bewegt werden und somit, selbst bei stark unterschiedlich viskosen Komponenten, das Auspressen der Komponenten aus den Kammern in dem Verhältnis der Kammergrößen zueinander und damit viskositätsunabhängig erfolgt. Die Entleerung geschieht daher in den durch die Kammergröße vorgegebenen Volumina und somit in der gewünschten Dosierung. Nach einer fakultativen Vormischung in der gegebenenfalls im oben beschriebenen Wegeventil (2.1 .1 ) integrierten Vormischkammer im oberen Abschnitt (2.1 ) der Kartusche, werden die Komponenten durch die statischen Mischelemente (2.2.1.1 ) gedrückt und hierbei homogen vermischt.
Die in den getrennten Kammern gelagerten Komponenten können somit nach Verlassen der Kammern (2.2.2) durch die Öffnungen (2.2.5) entweder bereits in einer im Wegeventil (2.1 .1 ) des oberen Abschnitts (2.1 ) integrierten Vormischkammer, einem gegebenenfalls vorhandenen Abschnitt zwischen dem Wegeventil (2.1 .1 ) und den ersten statischen Mischelementen (2.2.1 .1 ) oder bei Kontakt mit den statischen Mischelementen (2.2.1.1 ) miteinander in Kontakt kommen.
In einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die beschriebene Durchmischung über statische Mischelemente in Form eines Misch roh rs mit feststehenden Einbauten erreicht. Vorzugsweise lassen sich sogenannte Mischerstangen verwenden. Ganz besonders bevorzugte Mischerstangen sind beispielsweise von der Firma Fluitec Georg AG (Neftenbach, Schweiz) unter der Bezeichnung CSE-X® Mischer oder von der Firma Industra GmbH (Heusenstamm, Deutschland) unter der Bezeichnung„Mischelement" mit der Artikelnummer 205059 (76-104) erhältlich.
Der Kartuschenhalter (1 ) besitzt einen Druckluftanschluss (1 .2), der vorzugsweise am Boden des Aufnahmebehälters (1 .1 ) angeordnet ist sowie einen Anschluss (1 .3) für eine Applikationsvorrichtung. Die Platzierung des Druckluftanschlusses (1.2) erfolgt so, dass die bei Betrieb einströmende Druckluft die als Böden der Kammer dienenden Kolben (2.3.1 ) bewegt, so dass die Komponenten aus den Kammern gedrückt werden können.
Die Schneidvorrichtung (2.3.3) zur Durchtrennung der Wand zwischen zwei benachbarten Komponentenkammern (2.2.2) ist vorzugsweise als keilförmiger Spalt, ähnlich einer geöffneten Schere ausgebildet. Damit kann eine Materialstauchung beim Anschneiden der Trennwände unterbunden werden und gleichzeitig die Anschneidekraft reduziert werden.
Die in die Mischstrecke und damit in den gestreckten Raum (2.2.1) überführten zu vermischenden Komponenten müssen nach ihrer Durchmischung selbstverständlich der Applikationsvorrichtung zugeführt werden. Dies erfolgt augenscheinlich über den Anschiuss (1.3). Demzufolge werden die durchmischten Komponenten dem Anschiuss (1.3) zugeführt, beispielsweise über eine Verlängerung des bevorzugt zylindrischen (röhrenförmigen) Raums (2.2.1) in den unteren Abschnitt der Kartusche und fluidleitende Verbindung dieses Raumes mit dem Anschiuss (1.3).
Die Verbindung des Anschlusses (1.3) am Boden der Aufnahmeschale (1.1) des Kartuschenhalters (1) mit einer Applikationsvorrichtung ist unproblematisch und kann mit allen gängigen Verbindungen erfolgen, vorzugsweise durch ein Schraubgewinde oder Schnelikupplungen beziehungsweise Schwalbenschwanzverbindungen. Es ist auch möglich in den Anschiuss (1.3) selbst statische Mischelemente zu integrieren und/oder die statischen Mischelemente (2.2.1.1 ) des bis zum Anschiuss (1.3) verlängerten Raumes (2.2.1) zu positionieren.
Als Applikationsvorrichtung ist prinzipiell jede Art von Applikationsvorrichtung geeignet. Die Applikationsvorrichtungen dienen dem Aufbringen der vermischten Komponenten, wobei es sich vorzugsweise um Beschichtungsmittel wie Lacke, Spachtel, Dichtungsmassen oder Klebstoffe handelt, auf Substrate. Somit kommen beispielsweise Schwämme, Pinsel, Rollen, Rakel oder Düsen verschiedenster Art, wie beispielsweise Flachstrahldüsen, Breitstrahldüsen, Breitschlitzdüsen, Mehrkanal- (Fächer)-düsen oder Rundstrahldüsen, dabei können die Düsen mit und ohne Zerstäuberluft eingesetzt werden. Eine ganz besonders bevorzugte Applikationsvorrichtung stellen Spritzpistolen dar, vorzugsweise solche zur Spritzapplikation von Beschichtungsmittelzusammensetzungen.
Als Spritzpistolen sind prinzipiell alle Spritzpistolen geeignet, die beim Druckluft- Spritzen eingesetzt werden. Die Verbindung des Anschlusses (1.3) am Boden des Aufnahmebehälters (1 .1 ) des Kartuschenhalters (1 ) mit der Spritzpistole ist unproblematisch und kann mit allen gängigen Verbindungen erfolgen, vorzugsweise durch ein Schraubgewinde oder Schnellkupplungen beziehungsweise Schwalbenschwanzverbindungen. Lackspritzpistolen sind beispielsweise von der Firma Sata GmbH & Co. KG (Kornwestheim, Deutschland) unter der Bezeichnung SATAjet®, als HVLP- oder RP-Spritzpistolen erhältlich.
Alle Bauteile und Materialien der Dosier- und Mischvorrichtung werden so gewählt, dass diese für die auftretenden Drücke und ihre vorgesehene Funktion ausgelegt sind und chemisch weitestgehend inert gegenüber den zu vermischenden und den vermischten Komponenten sind. Insbesondere finden Polypropylene für die Wände der Kammern beziehungsweise gestreckten Räume Anwendung. Als Kolben (2.3.1 ) eignen sich üblicherweise Polyethylene und/oder Verbundmaterialien und als Material für die Schneidvorrichtung (2.3.3) Polycarbonat und/oder Polyoxymethylene. Die Dosier- und Mischvorrichtung und deren Bestandteile sind jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt. So können insbesondere auch Metalle, beispielsweise für die Ausführung der Schneidvorrichtung (2.3.3) eingesetzt werden oder beschichtete Materialien, um beispielsweise ein inertes Verhalten gegenüber eventuell chemisch aggressiven Komponenten zu ermöglichen.
Die Reinigung der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtungen kann auf einfache Art über das Wegeventil (2.1 .1 ) erfolgen, wobei die Mehrkammerkartusche (2) während der Reinigung im Aufnahmebehälter (1.1 ) verbleiben kann. Hierzu wird das im oberen Abschnitt (2.1 ) der Mehrkammerkartusche (2) befindliche Wegeventil (2.1 .1 ) aus seiner Betriebsstellung .Dosieren/Mischen" in die Reinigungsstellung „Spülen" bewegt. In der Betriebsstellung „Dosieren/Mischen" können die Komponenten aus den Kammern in das Wegeventil (2.1 .1 ) gedrückt werden, bei gleichzeitigem Absperren des Spülanschlusses (4), während in der Reinigungssteliung „Spülen" die Zufuhr der Komponenten aus den Komponentenkammern unterbrochen ist und der zentrale Mischkanal mit einem Spülanschluss (4) verbunden werden kann. Die Spülung erfolgt mit einem Spülmedium, vorzugsweise mit handelsüblichen Lösemitteln und/oder Wasser, wobei das Spülmedium soweit gewünscht oder erforderlich zusätzliche Detergenzien und/oder andere typische Reinigungsmittelzusätze enthalten kann. Die Spülung kann mit oder ohne Luftimpulse erfolgen. Das Spülmedium sollte in der Lage sein, die Komponenten des Mehrkomponentensystems und eventuelle Reaktionsprodukte möglichst vollständig zu lösen. Bei der Spülung wird das Spülmedium durch die statischen Mischelemente geleitet, um diese von der anhaftenden Komponentenmischung und gegebenenfalls bereits gebildeten Reaktionsprodukten zu befreien. Nach der Reinigung lässt sich die Mehrkammerkartusche (2) problemlos der Dosier- und Mischvorrichtung entnehmen und lagern.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Förderung, Dosierung und Mischung von zwei oder mehr Komponenten, vorzugsweise Lackkomponenten, Klebstoffkomponenten oder Dichtmitteikomponenten, besonders bevorzugt Lackkomponenten, welches von der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung Gebrauch macht.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten mit 2-Komponenten (2K)- oder Mehrkomponenten-Beschichtungsmitteln unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung in Kombination mit einer Applikationsvorrichtung, vorzugsweise einer Lackspritzpistole. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung wird besonders vorteilhaft rein manuell durchgeführt. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung unter Verwendung kleiner Lackmengen geeignet. Vorzugsweise wird das Verfahren als HVLP-Spritzverfahren oder RP-Spritzverfahren durchgeführt. Ganz besonders bevorzugt wird es bei der Autoreparaturlackierung eingesetzt. Das vorgenannte Verfahren kann jedoch auch im Rahmen einer OEM-Erstlackierung insbesondere bei der sogenannten Montagereparatur eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung von Substraten mit 2K- oder Mehrkomponenten-Beschichtungsmitteln unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung in Kombination mit einer Applikationsvorrichtung, umfasst in einer besonderen Ausgestaltung ein Spülschritt. Bei dieser Verfahrensvariante wird die Applikation des 2K- oder Mehrkomponenten- Beschichtungsmittels einmal oder mehrere Male unterbrochen, die Mehrkammerkartusche (2) wird innerhalb der Unterbrechung der Applikation gereinigt und die Applikation wird nach Reinigung der Mehrkammerkartusche (2) mit derselben Mehrkammerkartusche (2) oder einer anderen erfindungsgemäßen Mehrkammerkartusche (2) fortgesetzt. Bei der Reinigung wird die statische Mischvorrichtung, das heißt der Raum (2.2.1 ) und die darin angeordneten Mischelemente (2.2.1 .1 ) der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischvorrichtung gespült.
Wird das Verfahren als HVLP-Spritzverfahren durchgeführt, so beträgt der Zerstäubungsdruck üblicherweise 1 ,5 bis 2 bar. Bei RP-Pistolen wird üblicherweise bei einem Zerstäubungsdruck von 1 ,5 bis 3 bar gearbeitet.
Werden zwei Komponenten eingesetzt, so kann es sich bei einer Komponente beispielsweise um einen sogenannten Stammlack handeln und bei der zweiten Komponente um einen auf den Stammlack abgestimmten Härter. In den Stammlacken werden vorzugsweise hydroxyfunktionelle Polymere wie beispielsweise polyhydroxyfunktionelle Poly(meth)acrylate, Polyesterpolyole, Polyetherpolyole, Polyurethanpolyole oder gemischte Polyester/Polyether-Polyole eingesetzt. Auch Polythiole sind beispielsweise einsetzbar. In den Härterkomponenten werden üblicherweise Polyisocyanate wie Hexamethylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat oder Diphenylmethandiisocyanat oder die Dimere, Trimere und Polymere der vorgenannten Isocyanate, und/oder Aminoplast-Harze wie beispielsweise Melaminharze, eingesetzt. Ebenfalls einsetzbar sind Epoxysysteme, sowohl konventionelle als auch wässrige. Selbstverständlich können auch solche Systeme eingesetzt werden, die erst bei Zusammenkunft mit Luftfeuchtigkeit reaktiv werden (beispielsweise Aldimine, Silane). Im Allgemeinen gilt jedoch, dass Stammlack und Härter Verbindungen mit zueinander komplementären funktionellen Gruppen aufweisen. Das heißt Gruppen die nach dem Mischen der beiden Komponenten miteinander zur Reaktion kommen. Beispielsweise können folgende komplementäre Gruppen genannt werden: Amin-/lsocyanat-, Hydroxy-/lsocyanat-, Thiol-/lsocyanat-, Amin-/Epoxidharz-/lsocyanat-, Amin-/Epoxidharz-, Epoxidharz- /Anhydrid-, Epoxidharz-/Carboxyl-, Amii Anhydrid-, Anhydrid-/Hydroxy-, Hydroxy- /IsocyanaWAmin-, oder Carbodiimid-/Carboxyl-,Thiol/En-, Amin-/Cyclocarbonat-, Hydroxyl-/Cyclocarbonat-, Amin-/Hydroxyl-/Cyclocarbonat-, alpha, beta ungesättigte Carbonyl-/Amin- und/oder Thiol-, Oxazolin-/Carboxyl-, Silan/-Silan, Silan-/Hydroxyl- gruppen. Üblicherweise reagieren Stammlack und Härter nach der Applikation bei Temperaturen von 0 bis bis 100 °C, vorzugsweise 10 bis 80 °C, das heißt unter Reparaturlackierungsbedingungen üblichen Konditionen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können auch solche Stammlack-Härter- Kombinationen gewählt werden, die bei üblicher Vorgehensweise des Vorvermischens der Komponenten vor der Füllung des Lackvorratsbehälters, zu kurze Topfzeiten aufweisen. Auch bei solchen Systemen werden hervorragende Beschichtungen erhalten, die sich durch kurze Trocknungs- und Härtungszeiten sowie ein hervorragendes Erscheinungsbild auszeichnen.

Claims

Patentansprüche
1 , Dosier- und Mischvorrichtung umfassend,
i. einen Kartuschenhalter (1 ), umfassend
(a) einen Aufnahmebehälter (1 .1 ) für Mehrkammerkartuschen (2), und
(b) einen Druckluftanschluss (1 .2) sowie einen Anschluss (1 .3) für eine
Applikationsvorrichtung,
und
ii. eine in den Kartuschenhalter gemäß i. eingebrachte Mehrkammerkartusche (2), wobei diese die folgenden Abschnitte umfasst:
einen oberen Abschnitt (2.1 ), umfassend ein Wegeventil (2.1 .1 );
einen mittleren Abschnitt (2.2), dessen Zentrum als in Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckter, mit statischen Mischelementen (2.2.1 .1 ) ausgestatteter Raum (2.2.1 ) gestaltet ist, und der Raum (2.2.1 ) von mindestens zwei Kammern (2.2.2) umschlossen ist, wobei die Kammern in
Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckt angeordnet sind und benachbarte Kammern durch eine gemeinsame Trennwand (2.2.4) voneinander getrennt sind und jede Kammer (2.2.2) mit dem oberen Abschnitt (2.1 ) über jeweils mindestens eine Öffnung (2.2.5) verbunden ist; und einen unteren Abschnitt (2.3), der für jede der Kammern einen Kolben (2.3.1 ) umfasst, wobei die Kolben (2.3.1 ) die Kammern (2.2.2) von unten dicht abschließen und miteinander über Schneidvorrichtungen (2.3.3) verbunden sind, und die Schneidvorrichtungen (2.3.3) so angeordnet sind, dass sie die gemeinsame Trennwand (2.2.4) jeweils benachbarter Kammern (2.2.2) beim Verschieben der Kolben (2.3.1 ) in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) zu durchtrennen vermögen,
wobei Mehrkammerkartusche (2) und Kartuschenhalter (1 ) zueinander komplementäre Mittel (5) zur Herstellung einer reversiblen Verschlussverbindung (6) von Kartusche und Halter aufweisen und wobei zwischen Kartusche und Halter im geschlossenen Zustand der reversiblen Verschlussverbindung (6) zudem eine flächige, zumindest formschlüssige und den gesamten Umfang der Kartusche umfassende Verbindung besteht, welche sich über einen Teilbereich des oberen Abschnitts (2.1 ) und/oder mindestens einen Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) und/oder lediglich einen Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) der Kartusche erstreckt. 2. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei die Mehrkammerkartusche (2) als Koaxialkartusche ausgeführt ist und die folgenden Abschnitte umfasst:
einen oberen Abschnitt (2.1 ), umfassend ein Wegeventil (2.1 .1 );
einen mittleren Abschnitt (2.2), dessen Zentrum in Richtung der Längsachse als gestreckter, mit statischen Mischelementen (2.2.1.1 ) ausgestatteter Raum (2.2.1 ) gestaltet ist, und der Raum (2.2.1 ) von mindestens zwei Kammern (2.2.2) umschlossen ist, wobei die Kammern in Richtung der Längsachse der Kartusche gestreckt und koaxial zueinander sowie zum Raum (2.2.1 ) angeordnet sind und benachbarte Kammern durch eine gemeinsame Trennwand (2.2.4) voneinander getrennt sind und jede Kammer mit dem oberen Abschnitt (2.1 ) über jeweils mindestens eine Öffnung (2.2.5) verbunden ist; und
einen unteren Abschnitt (2.3), der für jede der Kammern einen Kolben (2.3.1 ) umfasst, wobei die Kolben (2.3.1 ) die Kammern (2.2.2) von unten dicht abschließen und miteinander über Schneidvorrichtungen (2.3.3) verbunden sind, und die Schneidvorrichtungen (2.3.3) so angeordnet sind, dass sie die gemeinsame Trennwand (2.2.4) jeweils benachbarter Kammern (2.2.
2) beim Verschieben der Kolben (2.3.1 ) in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) zu durchtrennen vermögen.
3. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Koaxialkartusche (2) einen röhrenförmigen Raum (2.2.1 ) sowie zwei Kammern (2.2.2) aufweist und der Raum und die Kammern durch eine koaxiale Anordnung von drei Röhren gebildet werden, wobei eine innere Röhre den röhrenförmigen Raum (2.2.1 ) umschließt, die äußere Oberfläche der inneren Röhre und die innere Oberfläche der mittlere Röhre, eine erste Kammer (2.2.2) bilden, die in Richtung des unteren Abschnitts (2.3) durch einen ersten Kolben (2.3.1 ) abgeschlossen und in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) durch eine Öffnung (2.2.5) zum oberen Abschnitt (2.1 ) abgeschlossen ist, und die äußere Oberfläche der mittleren Röhre und die innere Oberfläche der äußeren Röhre, eine zweite (2.2.2) Kammer bilden, die in Richtung des unteren Abschnitts (2.3) durch einen zweiten Kolben (2.3.1 ) abgeschlossen und in Richtung des oberen Abschnitts (2.1 ) durch eine Öffnung (2.2.5) zum oberen Abschnitt (2.1 ) abgeschlossen ist.
4. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 3, wobei sich der Raum (2.2.1) auch durch den unteren Abschnitt (2.3) der Mehrkammerkartusche (2) erstreckt und eine fluidleitende Verbindung mit dem Anschluss (1.3) aufweist.
5. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schneidvorrichtungen (2.3.3) in Form keilförmiger Spalte ausgeführt sind.
6. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Wegeventil (2.1.1 ) eine Vormischkammer integriert ist.
7. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der mittlere Abschnitt (2.2) der Mehrkammerkartusche (2), bezogen auf die Gesamtlänge der Kartusche, mindestens 60 % ausmacht.
8. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Aufnahmebehälter (1 .1 ) des Kartuschenhalters (1 ) als Aufnahmeschale ausgestaltet ist und der Kartuschenhalter (1 ) somit die darin angeordnete Kartusche (2) lediglich teilweise abdeckt.
9. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Kartuschenhalter (1 ) lediglich den unteren Abschnitt (2.3) oder den unteren Abschnitt (2.3) und einen unteren Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) der Kartusche (2) abdeckt.
10. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Mittel (5) zur Herstellung der reversiblen Verschlussverbindung (6) so angeordnet sind, dass der mindestens eine Verschluss, bezüglich der Kartusche (2), in einem unteren Teilbereich ihres mittleren Abschnitts (2.2) und/oder einem oberen Teilbereich ihres unteren Abschnitts (2.3) eingerichtet ist.
1 1. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kartusche an ihrer großflächigen Außenwand ein Etikett aufweist.
12. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei sich die flächige, zumindest formschSüssige und den gesamten Umfang der Kartusche umfassende Verbindung über einen oberen Teilbereich des unteren Abschnitts (2.3) der Kartusche und/oder einen unteren Teilbereich des mittleren Abschnitts (2.2) erstreckt.
13. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei sich die Fläche der flächigen, zumindest formschlüssigen und den gesamten Umfang der Kartusche umfassenden Verbindung, bezogen auf die Gesamtlänge der Kartusche, über nicht mehr als 30 % erstreckt.
14. Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die flächige, zumindest formschlüssige und den gesamten Umfang der Kartusche umfassende Verbindung zumindest anteilig sowohl form- als auch kraftschlüssig ist.
15. Verfahren zur Förderung, Dosierung und Mischung von zwei oder mehr Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Dosier- und Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 verwendet wird.
16. Verfahren zur Beschichtung von Substraten mit Zwei- oder Mehrkomponenten- Beschichtungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbringung einer Beschichtung die Dosier- und Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer Lackspritzpistole verbunden wird, die Komponenten pneumatisch in den oberen Abschnitt (2.1) der Dosier- und Mischvorrichtung und in entgegengesetzter Richtung durch die statischen Mischelemente (2.2.1.1) gefördert und vermischt werden, und anschließend die dabei resultierende homogene Mischung der Komponenten der Lackspritzpistole zugeführt wird und über diese auf das Substrat appliziert wird.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Applikation einmal oder mehrere Male unterbrochen wird, die Mehrkammerkartusche (2) innerhalb der Unterbrechung der Applikation gereinigt wird und die Applikation nach Reinigung der Mehrkammerkartusche (2) mit derselben Mehrkammerkartusche (2) oder einer anderen, baugleichen Mehrkammerkartusche (2) fortgesetzt wird.
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3031798A1 (de) 1980-08-22 1982-04-01 Hilti AG, 9494 Schaan Auspressvorrichtung fuer mehrkomponentenmassen
US4493436A (en) 1983-03-16 1985-01-15 Loctite Corporation Compartmental cartridge
US4690306A (en) * 1985-08-12 1987-09-01 Ciba-Geigy Corporation Dispensing device for storing and applying at least one liquid or pasty substance
GB2246172A (en) 1990-07-12 1992-01-22 Exchem Plc Compartmental cartridge
WO1993013872A1 (en) 1992-01-15 1993-07-22 E.I. Du Pont De Nemours And Company A multicomponent system for a refinish coating composition and a method for applying the same
GB2276365A (en) 1993-03-23 1994-09-28 Eugen Prestele Multi-chambered cartridge
US6311871B1 (en) * 1998-11-04 2001-11-06 Kress-Elektrik Gmbh & Co. Device for pressing out and dispensing dosed quantities of flowable multiple-component compounds
US20040129122A1 (en) 2002-02-20 2004-07-08 Nikolaus Brugner Expressing or dispensing device for a coaxial cartridge
EP2353733A1 (de) 2010-01-27 2011-08-10 Rolf Höse Schälstößel
DE102010019220A1 (de) 2010-05-04 2011-11-10 Heraeus Medical Gmbh Kartuschensystem mit verbundenen Förderkolben
WO2013104771A1 (de) 2012-01-13 2013-07-18 Basf Coatings Gmbh Lackförder-, dosier- und mischvorrichtung für lackierpistolen
WO2016020129A1 (de) 2014-08-05 2016-02-11 Basf Coatings Gmbh Kartuschenhalter, mehrkammerkartuschen und dosier- und mischvorrichtungen, welche diese umfassen
WO2016180863A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Basf Coatings Gmbh Sicherheits- und regelvorrichtung für druckbehälter und druckbehälter mit einer solchen sicherheits- und regelvorrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001085352A2 (en) * 2000-05-05 2001-11-15 Sealant Equipment & Engineering, Inc. Orbital applicator tool with self-centering dispersing head
US6705539B1 (en) * 2002-02-07 2004-03-16 Frank C. Bien Spray gun/applicator
US7654418B2 (en) 2004-08-30 2010-02-02 Rieke Corporation Airless dispensing pump
US7717357B2 (en) * 2006-01-09 2010-05-18 Fomo Products, Inc. Method for rapid insulation of expanses
FR2922528B1 (fr) 2007-10-23 2010-03-26 Rexam Dispensing Smt Pompe de distribution d'un liquide contenu dans un flacon
AU2008317355B2 (en) * 2007-10-25 2012-05-31 Wagner Spray Tech Corporation Liquid supply attachment for spray gun
CN201524634U (zh) * 2009-10-13 2010-07-14 黄焕昌 集充气、储气、气动为一体的玻璃胶挤出枪
FR2961736B1 (fr) 2010-06-23 2012-08-03 Airlessystems Procede et moule pour la fabrication d'un reservoir a fut de coulissement et piston suiveur.
US8881950B2 (en) * 2010-11-01 2014-11-11 Nordson Corporation Multiple component dispensing cartridge, mixing nozzle and method for reducing contact between fluids
CN205684285U (zh) * 2016-06-08 2016-11-16 南京依维柯汽车有限公司 防渗碳涂料涂抹装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3031798A1 (de) 1980-08-22 1982-04-01 Hilti AG, 9494 Schaan Auspressvorrichtung fuer mehrkomponentenmassen
US4493436A (en) 1983-03-16 1985-01-15 Loctite Corporation Compartmental cartridge
US4690306A (en) * 1985-08-12 1987-09-01 Ciba-Geigy Corporation Dispensing device for storing and applying at least one liquid or pasty substance
GB2246172A (en) 1990-07-12 1992-01-22 Exchem Plc Compartmental cartridge
WO1993013872A1 (en) 1992-01-15 1993-07-22 E.I. Du Pont De Nemours And Company A multicomponent system for a refinish coating composition and a method for applying the same
GB2276365A (en) 1993-03-23 1994-09-28 Eugen Prestele Multi-chambered cartridge
US6311871B1 (en) * 1998-11-04 2001-11-06 Kress-Elektrik Gmbh & Co. Device for pressing out and dispensing dosed quantities of flowable multiple-component compounds
US20040129122A1 (en) 2002-02-20 2004-07-08 Nikolaus Brugner Expressing or dispensing device for a coaxial cartridge
EP2353733A1 (de) 2010-01-27 2011-08-10 Rolf Höse Schälstößel
DE102010019220A1 (de) 2010-05-04 2011-11-10 Heraeus Medical Gmbh Kartuschensystem mit verbundenen Förderkolben
WO2013104771A1 (de) 2012-01-13 2013-07-18 Basf Coatings Gmbh Lackförder-, dosier- und mischvorrichtung für lackierpistolen
WO2016020129A1 (de) 2014-08-05 2016-02-11 Basf Coatings Gmbh Kartuschenhalter, mehrkammerkartuschen und dosier- und mischvorrichtungen, welche diese umfassen
WO2016180863A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Basf Coatings Gmbh Sicherheits- und regelvorrichtung für druckbehälter und druckbehälter mit einer solchen sicherheits- und regelvorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. KITTEL: "Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen", vol. 9, 2004, S. HIRZEL VERLAG, pages: 26 - 40

Also Published As

Publication number Publication date
US11389812B2 (en) 2022-07-19
CN111032228A (zh) 2020-04-17
CA3072285A1 (en) 2019-03-07
EP3676017A1 (de) 2020-07-08
JP2020531275A (ja) 2020-11-05
US20200188944A1 (en) 2020-06-18
AU2018326211A1 (en) 2020-02-27

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