Die Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung für Stoffe, insbesondere Klebstoffe, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Stand der Technik

Aus der EP 2 468 415 A1 ist eine Applikationsvorrichtung für

Mehrkomponentenstoffe bekannt, bei der mithilfe einer Austriebsvorrichtung Stoffkomponenten aus zwei Kartuschen gleichzeitig ausgepresst, in einem Rotationsmischer gemischt und mittels einer Austragsspitze aufgetragen werden. Zu diesem Zweck umfasst die Austriebsvorrichtung dort einen

Elektromotor, der über ein Getriebe eine Antriebsachse, mit der der

Rotationsmischer angetrieben wird, und eine Drehachse, mit der ein

Drehkolben in eine erste Kartusche eingedreht wird, antreibt. Dabei muss der Drehkolben bzw. der Rotationsmischer an die Drehachse bzw. die

Antriebsachse angeschlossen werden, beispielsweise wenn die

Applikationsvorrichtung zum Zwecke des Einsatzes neuer oder wiederbefüllter Kartuschen auseinandergebaut wurde. Zum Anschluss des Drehkolbens an die Drehachse wird vorgeschlagen, den Drehkolben mit einem Innensechskant und die Drehachse mit einem

Außensechskant auszuführen. Um dem Positionierungsproblem von

Drehachse und -kolben bei der Montage zu begegnen, wird unter anderem eine Anschlussvariante vorgeschlagen, bei der mit einem Führungsdorn zur radialen Positionierung und rampenartigen Rastansätzen zur Positionierung in Umfangsrichtung eine formschlüssige Drehmomentübertragung bewirkt wird. Eine solche Gestaltung des Anschlusses hat den Nachteil, dass eine

Anpassung beider Anschlussteile, also der Drehachse und des Drehkolbens notwendig ist. Die Fertigung der vorgeschlagenen Anschlussgeomet e ist zudem aufwendig, insbesondere wenn die Anschlussteile aus Metall gefertigt werden. Außerdem ist bei ungünstigem Aufeinandertreffen beider

Anschlussteile bis zu eine halbe Umdrehung und eine relativ große axiale Verschiebung erforderlich, bis die Anschlussteile in ihre formschlüssige

Stellung erreichen. Ein Ausgleich von axialen Relativbewegungen zwischen der Drehachse und dem Drehkolben ist nicht möglich. Der Stand der Technik weicht von einer sicheren Drehmomentübertragung über bewährte

Mehrkantprofile zugunsten einer weniger robusten, unzuverlässigeren und aufwendigeren Anschlussgeometrie ab.

Auch die EP 2 606 986 A1 zeigt eine Applikationsvorrichtung für

Mehrkomponentenstoffe und schlägt vor, die Austriebsstange als Mehrkant-, Torx- oder Klauenelement auszubilden. Außerdem wird dort vorgeschlagen, die Austriebsstange korrespondierend zu einer Eingriffseinrichtung am

Austriebsdrehkolben„selbstfindend" auszubilden. Es wird allerdings keine konkrete Ausführungsformen aufgezeigt, wie ein Austriebsdrehkolben entsprechend gestaltet werden kann.

In der EP 2 606 984 A1 wird das Problem beschrieben, dass ein nicht korrekter Eingriff zwischen der Austriebsstange und dem Austriebskolben zu einem Versagen führen kann, wodurch schadhafte Klebestellen auftreten können. Es wird vorgeschlagen ein mit der Austriebsstange mitlaufendes Bremselement als Positionsmarker zu verwenden, um ein solches Versagen zu erkennen.

Somit besteht im Stand der Technik das Problem, dass es beim Anschluss einer Drehvorrichtung einer genannten Applikationsvorrichtung an eine

Antriebsstange zum Verkanten oder zur Beschädigung der Anschlussteile kommen kann, vor allem, wenn dabei Eingriffselemente aus weicheren und härteren Materialien aufeinandertreffen. Zusätzlich kann es durch ein falsches Eingreifen der Anschlussteile zu einer unkontrollierten Auspressung der Stoffe oder deren ungleichmäßiger Durchmischung kommen. Durch eine ungewollte Abweichung von der angestrebten Dosierung des Stoffes bzw. des

angestrebten Mischverhältnisses von Mehrkomponentenstoffen in der

Applikationsvorrichtung kann eine gleichbleibende Verarbeitungsqualität nicht garantiert werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine

Applikationsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein korrekter und sicherer Eingriff einer Antriebsstange und einer Drehvorrichtung gewährleistet wird, insbesondere bei unterschiedlichen Materialpaarungen. Weiterhin soll die Herstellung einer entsprechenden Antriebsstange und einer Drehvorrichtung einfach und kostengünstig sein, damit sie auch als Wegwerfteile wirtschaftlich hergestellt werden können. Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Applikationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Applikationsvorrichtung für Stoffe, insbesondere Klebstoffe, die Folgendes umfasst:

- mindestens eine Kartuschenaufnahmevorrichtung zur Aufnahme einer auswechselbaren Kartusche, die einen Stoff enthält und eine

Stoffaustrittsöffnung ausweist,

- eine Drehvorrichtung zur Dosierung oder Vermischung des Stoffes, wobei die Drehvorrichtung ein erstes Eingriffselement aufweist,

- eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Drehvorrichtung, wobei die Antriebsvorrichtung eine Stange, die drehbar und axial verschieblich gelagert ist und stirnseitig ein zweites Eingriffselement aufweist, und eine Getriebeeinheit zum Anschluss eines, insbesondere elektrischen, Antriebs, wobei die Getriebeeinheit die Stange antreibt, um das erste und das zweite Einghffselement miteinander in Eingriff zu bringen, umfasst,

wobei das erste und das zweite Eingriffselement aufeinander angepasste Mehrkantprofile mit Eingriffshilfen aufweisen, durch die sich die

Mehrkantprofile, insbesondere in Umgangsrichtung der Mehrkantprofile, zueinander ausrichten.

Ein wesentlicher Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, die ersten und zweiten Eingriffselemente so zu gestalten, dass sie aufeinander angepasste Mehrkantprofile mit Eingriffshilfen aufweisen, wobei sich die

Mehrkantprofile durch die Eingriffshilfen zueinander ausrichten. Nur zueinander ausgerichtete Mehrkantprofile erlauben einen korrekten Eingriff der

Eingriffselemente mit- bzw. ineinander und eine sichere und definierte

Übertragung eines Drehmoments. Bei nicht richtig ausgerichteten

Mehrkantprofilen können diese entweder gar nicht miteinander eingreifen, oder es kann es zu einem Verkanten bzw. einer Beschädigung, insbesondere durch ein Durchrutschen, der Eingriffselemente kommen.

Eingriffselemente können entsprechend gestaltete Enden bzw. Stirnseiten einer Welle, Stange oder eines Kolbens sein und insbesondere Vertiefungen oder Erhöhungen darstellen. Unter einem Mehrkantprofil kann insbesondere ein polygonaler, vorzugsweise regelmäßiger bzw. symmetrischer Querschnitt verstanden werden. Ein Mehrkantprofil kann als Querschnitt eines Mehrkants, beispielsweisen als ein Außenprofil einer Stange oder Welle, und einer korrespondieren mehrkantigen Öffnung oder Vertiefung, beispielsweise als ein Innenprofil eines Kolbens oder eines Schafts, ausgebildet sein.

Unter einer Ausrichtung zueinander kann bei Mehrkantprofilen eine räumliche Übereinstimmung bzw. ein Zusammenfallen der Kanten bzw. Ecken zweier sich gegenüberliegender Profile verstanden werden, insbesondere so, dass diese deckungsgleich sind. Insbesondere ist dies durch eine identische

Orientierung zweier Mehrkantprofile in Umfangsrichtung der Mehrkantprofile zu erreichen. Unter der Umfangsrichtung eines Mehrkantprofils kann die Umfangsrichtung eines Kreises verstanden werden, dem das Mehrkantprofil einbeschrieben werden kann.

Unter einer Eingriffshilfe kann jede Vorrichtung verstanden werden, die ein Eingreifen der ersten und zweiten Eingriffselemente erleichtert, fördert oder überhaupt erst ermöglicht. Eine Eingriffshilfe könnte auf verschiedenen physikalischen Wirkprinzipien beruhen, beispielsweise einem Magnetfeld, und entweder selbstständig oder gesteuert ihre Hilfsfunktion ausüben.

Vorzugsweise sind Eingriffshilfen als besondere geometrische Gestaltungen der ersten und/oder zweiten Eingriffselemente ausgeführt. Dabei kann das Mehrkantprofil selbst geeignet angepasst sein, oder es können zusätzliche Hilfsvorrichtungen an den Eingriffselementen vorgesehen sein, die den Eingriff an sich bekannter Mehrkantprofile erleichtern. Die Eingriffshilfe kann insbesondere eine oder mehrere Ausnehmungen und/oder Vorsprünge aufweisen. Die eine oder mehrere Ausnehmung kann sich in Richtung eines der Stange abgewandten Endes der Drehvorrichtung verjüngen (insbesondere wenn die eine oder mehrere Ausnehmung an der Drehvorrichtung vorgesehen ist) oder erweitern (insbesondere wenn die eine oder mehrere Ausnehmung an der Stange angeordnet ist). Entsprechend kann ein oder mehrere Vorsprünge sich in Richtung eines der Stange abgewandten Endes der Drehvorrichtung erweitern (insbesondere wenn der eine oder mehrere Vorsprung an der Drehvorrichtung vorgesehen ist) oder verjüngen (insbesondere wenn der eine oder mehrere Vorsprung an der Stange vorgesehen ist).

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Eingriffshilfen einen dreiecksformigen Querschnitt aufweisen (und in einer räumlichen Betrachtung) als Tetraeder-Volumen ausgestaltet sein. Eine (reine) Innenfase (an einem Sechskantprofil) ohne zusätzliche Eingriffshilfen, wie beispielsweise in Fig. 12 der EP 2 468 415 A1 gezeigt, ist erfindungsgemäß keine Eingriffshilfe.

Insbesondere werden mit einer derartigen (reinen) Innenfase die funktionellen Vorgaben der vorliegenden Erfindung nicht erfüllt. Insoweit erfindungsgemäß Fasen (Innenfasen, beispielsweise an einem Sechskantprofil) vorgesehen sind, soll zusätzlich eine oder mehrere Eingriffshilfen (wie oben im Detail erläutert oder im Folgenden) vorgesehen sein. In einer konkreten Weiterbildung ist also an der Drehvorrichtung eine Innenfase (beispielsweise an einem Mehrkant-, vorzugsweise Sechskantprofil) vorgesehen, wobei weiterhin mindestens eine Eingriffshilfe vorgesehen ist.

Die Drehvorrichtung ist insbesondere zur Vermischung des Stoffes

ausgebildet, umfasst also eine Mischeinrichtung, beispielsweise einen

Rotationsmischer (Mischrotor), der ggf. Zwei- oder Mehrstoffkomponenten vermischen kann. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der

Drehvorrichtung um eine Vorrichtung zum Dosieren (insbesondere Austreiben) einer oder mehrerer Stoffkomponenten handeln. Beispielsweise handelt es sich also bei der Drehvorrichtung um eine Austriebsdrehvorrichtung, z. B.

umfassend einen Austriebsdrehkolben (oder einen solchen bildend)

Eine solche Applikationsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Antriebsstange und die Drehvorrichtung über eine Ausrichtung ihrer Eingriffselemente zueinander korrekt und sicher in Eingriff kommen, damit die Drehvorrichtung zuverlässig angetrieben werden kann. Mehrkantprofile sind einfach

herzustellen und haben sich zur zuverlässigen Übertragung von

Drehmomenten bewährt. Außerdem kann mit Mehrkantprofilen eine axial verschiebliche drehfeste Verbindung geschaffen werden, die axiale

Bewegungen der eingreifenden Elemente ausgleicht.

In einer Weiterbildung der Erfindung kommt das erste bzw. zweite

Eingriffselement bei einer Annäherung der Eingriffselemente mit den

Eingriffshilfen in Kontakt. Ein Kontakt kommt insbesondere durch eine axiale Verschiebung der Stange, insbesondere beim ineinander Eintauchen der Eingriffselemente zustande. Insofern kann eine Eingriffshilfe auch als eine Einlaufhilfe verstanden werden, die bei Kontakt mit den Eingriffselementen eine Führungswirkung hat und ein Ineinandergleiten der Eingriffselemente fördert. Die Eingriffshilfen können so gestaltet sein, dass es bei einer Annäherung der Eingriffselemente zu einer Verdrehung der Mehrkantprofile gegeneinander kommt, bis diese korrekt zueinander ausgerichtet sind. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Ausrichtung der

Mehrkantprofile automatisch erfolgt, sobald die Antriebsstange und die

Drehvorrichtung axial gekoppelt werden sollen, beispielsweise nach einem Zusammenbau der Applikationsvorrichtung und einer Betätigung des axialen Vorschubs der Stange.

In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Eingriffshilfen Gleitflächen auf, die in jeweils Richtung einer Kante des Mehrkantprofils ausgerichtet sind, wobei insbesondere die Flächennormalen der Gleitflächen mit einer

Umfangsrichtung der Mehrkantprofile spitze Winkel einschließen. Auf einer Gleitfläche kann eine Oberfläche eines Eingriffselementes bei Kontakt abgleiten. Dadurch kann beispielsweise eine Außenkante des Mehrkantprofils der Stange in die gewünschte Richtung der Innenkante des Mehrkantprofils der Drehvorrichtung Richtung gelenkt werden. Bei einem bekannten angefasten Mehrkantprofil mit Innen- oder Außenfasen stehen die Flächennormalen der Fasenflächen senkrecht auf die Umfangsrichtung des Mehrkantprofils. Durch eine erfindungsgemäße Anordnung im spitzen Winkel, also einer

Schrägstellung, der Geleitflächen zur Umfangsrichtung, kann eine Kontaktkraft in Umfangsrichtung erzeugt werden, die zur Ausrichtung nutzbar ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Eingriffshilfen Paare von in Umfangsrichtung der Mehrkantprofile symmetrisch zueinander angeordneten ersten und zweiten Gleitflächen auf. Dadurch ist eine Ausrichtung der

Mehrkantprofile zueinander in beide Umfangsrichtungen, also im und gegen den Drehsinn der Drehvorrichtung bzw. der Stange möglich, je nachdem wie die ersten und zweiten Eingriffselemente aufeinandertreffen. Somit wird durch eine möglichst kleine Verdrehung der Eingriffselemente zueinander ein korrekter Eingriff erreicht.

In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung weisen die Eingriffshilfen nur einseitig in Umfangsrichtung der Mehrkantprofile, vorzugsweise nur in die Drehrichtung der Stange ausgerichtete Gleitflächen auf. Dadurch ist eine Ausrichtung der Mehrkantprofile zueinander nur in eine Umfangs chtung, vorzugsweise nur in Drehrichtung der Stange möglich. Somit wird eine

Verdrehung der Eingriffselemente zueinander in eine festgelegte Richtung gewährleistet und dadurch ein korrekter Eingriff erreicht.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Eingriffshilfe als ein

Tetraedervolumen ausgebildet, das insbesondere mit einer Tetraederecke aus einer Schrägfläche einer Innenfase des Mehrkantprofils, vorzugsweise mittig, herausragt. Eine solche Ausgestaltung der Eingriffselemente ist einfach herzustellen und kann insbesondere in einem Arbeitsschritt mit der Innenfase bzw. dem Mehrkantprofil ausgeführt werden. Denkbar ist materialabhängig beispielsweise ein Stanz-, Schmiede- oder vorzugsweise ein Gießprozess, insbesondere für Kunststoffe.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mehrkantprofile Sechskantprofile, die vorzugsweise angefast sind. Vorzugsweise weist das erste

Eingriffselement, insbesondere die Drehvorrichtung, ein Innensechskantprofil und das zweite Eingriffselement, insbesondere die Stange, ein

Außensechskantprofil aufweist. Es sind auch andere Mehrkantprofile, beispielsweise Drei-, Vier- oder Achtkantprofile oder Profile mit Polygonen mit noch mehr Ecken, denkbar. Ein Sechskant ist ein bewährtes Profil, das einfach herstellbar ist, ein relativ einfaches Eingreifen durch eine Verdrehung um maximal 60° in eine Richtung ermöglicht und dabei ein hohes Drehmoment übertragen kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind das erste und das zweite

Eingriffselement aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus

Kunststoff und Stahl, gefertigt. Dabei ist das erste Eingriffselement

vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und Eingriffshilfen sind vorzugsweise nur am ersten Eingriffselement vorgesehen. Dadurch wird eine kostengünstige Herstellung für verschiedene Materialpaarungen möglich. Insbesondere kann darauf verzichtet werden am zweiten Eingriffselement, das vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist, Eingriffshilfen vorzusehen. Auf diese Weise könnte ein erstes Eingriffselement als Wegwerfteil konzipiert und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere das erste Eingriffselement einteilig mit der

Drehvorrichtung ausgebildet ist. Dadurch könnte die ganze Drehvorrichtung, insbesondere ein Austriebsdrehkolben, als ein Wegwerfteil ausgeführt sein, und beispielsweise zusammen mit einer leeren Kartusche entsorgt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Bremselement zur Bremsung der Drehbewegung der Stange vorgesehen, das auch im Leerlauf der Stange eine axiale Vorschubbewegung der Stange erzeugt. Beispielsweise kann das Bremselement als ein Schlingfedergehäuse oder eine Kunststoff bremse ausgeführt sein. Das Bremselement ist vorzugsweise axial mit der Stange mitlaufendend ausgebildet. Im Leerlauf, also wenn das erste und das zweite Eingriffselement nicht im Eingriff sind und kein Drehmoment übertragen wird, könnte ein Getriebe, über das die Stange angetrieben wird, insbesondere durch einen Gewindetrieb, unter Umständen keinen axialen Vorschub der Stange bewirken. Durch ein Bremselement, das ein relativ kleines

Bremsdrehmoment auf die Stange ausübt, kann aus einer Drehbewegung der Stange eine axiale Bewegung erzeugt werden. Dadurch bewegt sich die Stange in Richtung mit dem zweiten Eingriffselement auf das erste

Eingriffselement zu. Sobald sich die Eingriffselemente im Eingriff befinden, kann der Vorschub dann ohnehin durch eine Übertragung eines Drehmoments erzeugt werden. Erfindungsgemäß kann in dieser Weiterbildung das Bremselement in

Umfangsrichtung der Stange innerhalb eines auf das Mehrkantprofil

angepassten Winkelbereichs frei beweglich sein, vorzugsweise so, dass eine weitere Vorschubbewegung erst erzeugt wird, sobald die Mehrkantprofile zueinander ausgerichtet sind. Dadurch kann die Stange die Verdrehbewegung, die erforderlich ist, um die Mehrkantprofile zueinander auszurichten, (im

Wesentlichen) frei ausführen. Beispielsweise könnte das Bremselement in Umfangrichtung verschieblich in einer Nut gelagert sein. Dadurch könnte es seine Bremswirkung nicht, oder nur eingeschränkt entfalten, während es um einen bestimmten Winkelbereich verdreht wird. Der Vorgang der Ausrichtung und das Eingreifen der Eingriffselemente werden auf diese Weise weiter erleichtert. Insbesondere können die Mehrkantprofile Sechskantprofile sein und das axial mitlaufende Bremselement kann über einen Umfangswinkelbereich der Stange von etwa 60° frei beweglich gelagert sein. Die maximal nötige Verdrehung der Stange ist somit auf die Geometrie des Mehrkantprofils angepasst, sodass ein Eingreifen besonders leicht erfolgen kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Drehvorrichtung ein

Austriebsdrehkolben mit einem Außengewinde. Dabei dreht die

Antriebsvorrichtung den Austriebsdrehkolben in die Kartusche ein, um dem Stoff aus der Kartusche durch die Stoffaustrittsöffnung auszutreiben. Die Stange kann einen Gewindespindelabschnitt aufweisen, und abschnittsweise als Rundwelle oder mit einem anderen Querschnitt gestaltet sein. Der

Austriebsdrehkolben kann ein zylinderförmiger Körper sein, der sich an der Innenwand einer zylinderförmigen Kartusche entlang dreht. Die Kartusche muss kein Innengewinde aufweisen. Das Außengewinde kann

selbstschneidend ausgeführt sein. Der Stoff kann insbesondere eine

Beschleunigerkomponente eines Klebstoffs sein.

Insbesondere können Eingriffshilfen nur am Austriebsdrehkolben vorgesehen sein, wobei der Austriebsdrehkolben vorzugsweise als ein Wegwerfteil aus Kunststoff gemeinsam mit der Kartusche ausgetauscht wird. Dadurch können Eingriffshilfen kostengünstig mit dem Mehrkantprofil des Austriebsdrehkolben ausgeführt werden, der gleichzeitig als Verschluss der Kartusche dienen kann und mit der leeren Kartusche entsorgt wird. In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist die Drehvorrichtung ein Mischrotor, der ausgetriebene Stoffe, insbesondere Stoffkomponenten vermischt. Dabei weist der Mischrotor einen Rotorschaft und einen Mischdorn, um den mehrere Mischschaufeln angeordnet sind, auf, wobei der Rotorschaft das erste Eingriffselement aufweist. Der Mischrotor kann ein Bauteil eines dynamischen Mischers sein. Der Mischrotor kann einteilig, insbesondere aus Kunststoff ausgeführt sein. Auf diese Weise könnte der Mischrotor als

Wegwerfteil, insbesondere als Teil eines Einwegmischers, konzipiert und kostengünstig hergestellt werden. Die Stange kann einen

Gewindespindelabschnitt aufweisen, und abschnittsweise als Rundwelle oder mit einem anderen Querschnitt gestaltet sein. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mischrotors wird ein sicheres und korrektes Eingreifen der Stange in den Mischrotor erleichtert. Dadurch kann auch eine zuverlässige und gleichmäßige Rührbewegung eines Stoffes oder eine Durchmischung von mehreren Stoffkomponenten sichergestellt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die erfindungsgemäße

Applikationsvorrichtung zur Applikation von Mehrkomponentenstoffen, insbesondere Mehrkomponenten-Klebstoffen oder Mehrkomponenten- Dichtstoffe, geeignet. Dabei sind mehrere austauschbare Kartuschen mit einzelnen Stoffkomponenten vorgesehen und die Antriebsvorrichtung ist zum gleichzeitigen Austreiben der Stoff komponenten aus den Kartuschen durch Stoffkomponentenaustrittsöffnungen mittels in die

Kartuschenaufnahmevorrichtung bzw. Kartuschen eintauchender

Austriebskolben ausgelegt. Die Drehvorrichtung kann dabei ein

Austriebsdrehkolben sein oder ein Mischrotor. In einer bevorzugten

Ausführungsform sind zwei Drehvorrichtungen vorgesehen, wovon eine ein Austriebsdrehkolben und eine ein Mischrotor ist. Dabei wären auch zwei Stangen vorzusehen, die jeweils den Austriebskolben und den Mischrotor antreiben. Der Austriebsdrehkolben kann dabei einen Beschleuniger aus einer Kartusche auspressen, während eine zweite Kartusche als ein Schlauchbeutel vorgesehen sein kann, aus dem ein zweiter Austriebskolben, nicht

notwendigerweise durch Eindrehung in die Kartusche, eine zweite

Klebstoffkomponente auspresst. Durch das gleichzeitige Austreiben wird ein bestimmtes Mischungsverhältnis beider Komponenten erreicht. Der Mischrotor durchmischt die beiden Stoff komponenten gleichmäßig, sodass eine hohe Verarbeitungsqualität des Mehrkomponentengemischs erreicht wird.

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Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die nachstehenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung;

Fig. 2a eine Draufsicht einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolbens;

Fig. 2b eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform

eines erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolbens nach Figur 2a;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolbens;

Fig. 4 ein Austriebsdrehkolben im Stand der Technik

Fig. 5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Mischrotors;

Fig. 6a eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Mischrotors;

Fig. 6b eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform

eines erfindungsgemäßen Mischrotors nach Figur 5a;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Austriebskolbens und einer Stange; Fig. 8 eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform

eines erfindungsgemäßen Mischrotors und einer Stange; Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform erfindungsgemäßen Stange;

Fig. 10a eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform

Bremselementes als Schlingfedergehäuse; Fig. 10b eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines

Bremselementes als Kunststoff bremse.

In dem nachfolgenden Teil der Beschreibung der Erfindung werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugsziffern

verwendet.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Applikationsvorrichtung 10 für Stoffe, insbesondere Mehrkomponentenstoffe, weiter insbesondere

Mehrkomponenten-Klebstoffe oder Mehrkomponenten-Dichtstoffe. Die

Applikationsvorrichtung 10 weist zwei Kartuschenaufnahmevorrichtungen 1 1 und 12 für je eine Kartusche 13 mit einer Stoffaustrittsöffnung 131 und eine Kartusche 14 mit einer Stoffaustrittsöffnung 141 auf. Die Kartusche 13 ist vorzugsweise als Schlauchbeutel ausgebildet und enthält eine erste

Stoffkomponente, während die Kartusche 14 als starre (selbsttragende) Kartusche ausgebildet ist und eine zweite Stoffkomponente enthält,

vorzugsweise einen Booster oder Beschleuniger. Ein Austriebsdrehkolben 15 mit dem Außengewinde 151 wird von der Stange 21 (in der Zeichnung die untere der beiden Stangen 21 ) in die Kartusche 14 eingedreht, um die erste Stoffkomponente auszupressen. Ein Austriebskolben 132 presst die zweite Stoffkomponente aus der Kartusche 13. In einem Mischer 34 werden die Stoffkomponenten gemischt und durch eine Austragsspitze 33 ausgetrieben. Die Stange 21 (in der Zeichnung die obere der beiden Stangen 21 ) treibt den Mischrotor 26 rotierend an. Der Austriebsdrehkolben 15 und der Mischrotor 26 stellen jeweils eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Drehvorrichtung 16 dar. Die beiden Stangen 21 können unterschiedlich ausschiedlich oder gleich ausgeführt sein. Sie sind drehbar und axial verschieblich gelagert. Insbesondere können sie verschieden, vorzugsweise getrennt voneinander, angetrieben werden. Der Mischerrotor 26 ist in dem Mischeraufsatz 36 drehbar gelagert, der auf die Kartuschenkappe 37

aufgesteckt ist, durch die die ausgetriebenen Stoffkomponenten in den Mischer 34 gepresst werden. Die Antriebsvorrichtung 20 umfasst eine Getriebeeinheit 23 und einen, vorzugsweise elektromotorischen Antrieb 24, der von einer Antriebssteuereinheit 27 gesteuert werden kann, insbesondere über einen Akku 28 mit, insbesondere elektrischer Energie versorgt wird und über eine Bedieneinheit 29 betätigt werden kann. Hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen und der Funktionsweise der Antriebsvorrichtung wird auf EP 2 606 984 A1 verwiesen.

Fig. 2a und 2b zeigen einen erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolben 15, der ein erstes Eingriffselement 17 mit einem Mehrkantprofil 18 aufweist, das hier als ein Sechskantprofil ausgeführt ist. An einer stirnseitigen Innenfase 171 des Austriebsdrehkolbens 15 sind insgesamt sechs regelmäßig angeordnete Eingriffshilfen 19 auf den sechs Fasenflächen 172 angeordnet, die in Form von Tetraedervolumen jeweils mittig aus einer Fasenfläche 172 der Innenfase 171 herausragen. Die Eingriffshilfen 19 sind symmetrisch aufgebaut und weisen jeweils erste 191 und zweite 192 dreiecksförmige Gleitflächen, die

Seitenflächen der Tetraedervolumen darstellen, auf. Eine Seitenfläche eines Tetraedervolumens schließt sich jeweils an eine Innenseite des

Innensechkants an, wobei diese Seitenfläche nicht notwendigerweise in der gleichen Ebene liegen muss, sondern auch gegen die Innenseite des

Innensechskants nach außen gekippt sein könnte. Die Höhe der Eingriffshilfen 19 bzw. die Tiefe der Innenfase 171 ist hier geringer als der Durchmesser des Mehrkantprofils 18 dargestellt, könnte aber auch in etwa gleichgroß oder größer sein. Die Eingriffshilfen 19 könnten in ihrer Breite bis unmittelbar zu den Kanten des Mehrkantprofils 18 reichen, oder schmäler ausgeführt sein. Die Seitenkanten der Tetraedervolumen müssen nicht gerade sein, sondern können auch gekrümmt sein. Es sind auch andere Kurvenverläufe, die insbesondere in Bezug auf einen optimierten Eingriff bzw. ein Einlaufen eines Außenmehrkants in das korrespondierende Innenmehrkantprofil optimiert sein können, denkbar. Die Eingriffshilfen 19 müssen nicht symmetrisch ausgebildet sein, sondern können auch einseitig gestaltet sein, so dass sie beispielsweise jeweils nur eine einzige Gleitfläche aufweisen. Die Flächennormalen der Gleitflächen 191 , 192 bilden mit der Umfangsrichtung des Mehrkantprofils 18 einen spitzen Winkel. Es muss nicht zwangsläufig jeder Kante 181 des

Mehrkantprofil 18 eine Eingriffshilfe 19 zugeordnet sein. Es könnten auch weniger oder mehr Eingriffselemente 19 als Kanten 181 vorgesehen sein. Das erste Eingriffselement 17 mit dem Mehrkantprofil 18 und den Eingriffshilfen 19 ist hier schematisch vereinfacht dargestellt. Insbesondere können für

Mehrkantprofile übliche Rundungen und Abweichungen von den zeichnerisch mit scharfen Kanten dargestellten Geometrien vorgesehen sein, die

beispielsweise durch Fertigungstoleranzen, als Gussradien oder gewollte Rundungen für ein verbessertes Eingriffsverhalten vorgegeben sein können. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Austriebsdrehkolbens 15, in dessen Stirnseite ein Mehrkantprofil 18 mit erfindungsgemäßen Eingriffshilfen 19 ausgebildet ist.

Im Vergleich dazu ist in Fig. 4 ein Austriebsdrehkolben mit Außengewinde nach dem Stand der Technik gezeigt, der keine erfindungsgemäßen

Eingriffshilfen aufweist. Es ist zwar eine Innenfase an einem Sechskantprofil ausgeführt. Insbesondere stehen dort die Flächennormalen der sechs

Fasenflächen der Innenfase jeweils senkrecht auf die Umfangsrichtung des Sechskantprofils. Es hat sich aber gezeigt, dass eine reine Innenfase ohne zusätzliche Eingriffshilfen, wie sie in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen werden, das Problem eines fehlerhaften Eingriffs einer Ausstriebsstange in den gezeigten Austriebsdrehkolben nicht zufriedenstellend lösen kann.

Insbesondere wenn der Austriebsdrehkolben aus einen weicheren Material, beispielsweise Kunststoff, als die Austriebsstange gefertigt ist, kann es zu einem Verkanten bzw. einer Beschädigung des Austriebsdrehkolbens kommen, so dass ein zuverlässiges und kontrolliertes Eindrehen des

Austriebsdrehkolben in eine Kartusche nicht möglich ist. Für weitere Ausgestaltungen eines Austhebsdrehkolbens, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird auf die EP 2 468 415 A1 verwiesen.

Fig. 5 zeigt einen Mischrotor 26, der in dem Mischeraufsatz 36 drehbar gelagert ist und einen Mischdorn 262 mit einer Vielzahl von Mischschaufeln 263 und einen Rotorschaft 261 mit einer Außenfase 264 aufweist. Die

Mischschaufeln 263 fördern bei Rotation des Mischrotors 26 das Rühren eines Stoffes oder die Vermischung von verschiedenen Stoffkomponenten, die aus Kartuschen zugeführt werden. Die Außenfase 264 erleichtert das Einstecken des hier einteilig ausgeführten Mischrotors 26 in den Mischeraufsatz 36. An der Stirnseite des Rotorschafts 261 ist ein erstes Eingriffselement 17 vorgesehen.

In den Fig. 6a und 6b ist das erste Eingriffselement 17 des in Fig. 5

dargestellten erfindungsgemäßen Mischrotors 26 genauer dargestellt.

Diesbezüglich gelten die zu den Fig. 2a und 2b gemachten Ausführungen, mit der Ausnahme, dass der Mischrotor 26 bzw. der Rotorschaft 261 im Gegensatz zum Austriebsdrehkolben 15 kein Außengewinde aufweist.

Die Fig. 7 und 8 illustrieren das Zusammenwirken des ersten Eingriffselements 17 mit dem zweiten Eingriffselement 22, die jeweils korrespondierende

Mehrkantprofile 18 aufweisen. Die Stange 21 und die Kartusche 14 bzw. der Rotorschaft 261 sind axial relativ zueinander beweglich, wobei beispielsweise in der Applikationsvorrichtung 10 nach Fig. 1 die Stangen 21 axial beweglich sind, während die Kartusche 14 bzw. der Rotorschaft 261 axial feststehen. Hier sind nur einseitig, nämlich an dem ersten Eingriffselement 17, Eingriffshilfen 19 ausgeführt, während die zweiten Eingriffselemente 22 jeweils ein bekanntes Sechskantaußenprofil ohne Eingriffshilfen aufweisen. Prinzipiell wäre es denkbar, dass nur die zweiten Eingriffselemente 22 oder die ersten 17 und die zweiten 22 Eingriffselemente Eingriffshilfen 19 aufweisen. Wenn die Stange 21 in einer Stellung in Umfangsrichtung auf das erste Eingriffselement 17 trifft, so dass die beiden Mehrkantprofile 18 nicht deckungsgleich miteinander sind, so wird die Stange 21 bei einer Annäherung bzw. einem Kontakt der zweiten Eingriffselemente 22, insbesondere ihrer Stirnseite, mit den Eingriffshilfen 19 automatisch so verdreht, dass die Kanten 181 der beiden Mehrkantprofile 18 zusammenfallen und die Stange 21 mit ihrem zweiten Eingriffselement 22 in das Innere des Austriebsdrehkolbens 15 bzw. des Rotorschafts 261

eintauchen kann. Die Fig. 7 und 8 stellen somit erste Eingriffselemente 17 und zweite Eingriffselemente 22 dar, die gerade nicht im Eingriff sind. Eine

Drehmomentübertragung über die Mehrkantprofile 18 ist möglich, sobald der Außensechskant der Stange 21 im Inneren des Austriebsdrehkolbens 15 bzw. des Rotorschaftes 26 formschlüssig aufgenommen ist. Die axiale

Relativbewegung und die Verdrehbarkeit der beiden Teile zueinander sind durch die Doppelpfeile angedeutet. Das erste Eingriffselement 17, oder bei einteiliger Ausführung der ganze Austriebsdrehkolben 15 bzw. der Mischrotor 26, ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, während das zweite

Eingriffselement 22 bzw. die Stange 21 vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist. Sie kann aber ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein. Durch eine Ausführung der Eingriffshilfen 19 ausschließlich auf der Seite des ersten Eingriffselementes 17 kann das Stahlteil als ein bekanntes Mehrkantprofil, insbesondere als ein Sechskantprofil, ausgeführt werden. Das geometrisch komplexere erste

Eingriffselement 17 kann hingegeben als Kunststoffteil kostengünstig und leicht hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, den Austriebsdrehkolben 15 bzw. den Mischrotor 26 als Wegwerfteile zu konzipieren und diese beispielsweise zusammen mit einer leeren Kartusche 14 bzw. einem Einweg-Mischer 34 zu entsorgen.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer Stange 21 , die über Lager 30 drehbar und axial verschieblich gelagert ist, insbesondere in einem Gehäuse (nicht dargestellt) der Applikationsvorrichtung 10. Die Stange 21 weist an einem Ende einen Gewindespindelabschnitt 32 auf, über den die Stange 21 durch den Gewindetrieb 31 mit der Gewindemutter 35 in Rotation und in axiale Bewegung versetzt werden kann. Der Antrieb erfolgt, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, über die Getriebeeinheit 23. Das Bremselement 25 ist hier mit der Stange 21 mitlaufend ausgeführt, wie in EP 2 606 984 A1 detailliert beschrieben. Im Gegensatz zu der dort gezeigten Bremseinrichtung kann das Bremselement 25 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform aber um einen bestimmten Winkelbereich in Umfangsrichtung der Stange 21 frei beweglich sein, wobei dieser Winkelbereich auf das Mehrkantprofil 18 angepasst ist. Eine solche Beweglichkeit könnte konstruktiv beispielsweise durch eine Führung in einer Nut realisiert werden, die anstatt oder zusätzlich zu einer axialen Führung einen Freiheitsgrad des Bewegungselements 25 in Umfangsrichtung der Stange 21 zulässt. Bei einem Sechskantprofil als ein Mehrkantprofil 18, könnte ein solcher Umfangswinkelbereich beispielsweise etwa 60° betragen, könnte aber auch geringer oder größer sein. An einem Ende der Stange 21 ist ein zweites Eingriffselement 22 als ein sechskantiger Wellenfortsatz ausgeführt, der vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist.

Die Fig. 10a und 10b zeigen eine Ausführungsform des Bewegungselementes 25 als ein Schlingfedergehäuse (Fig. 10a) und eine Kunststoff bremse (Fig. 10b), die so ausgeführt sein können, dass sie über einen

Umfangswinkelbereich freibeweglich gelagert sind, wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben.

Bezugszeichenliste

10 Applikationsvorrichtung

1 1 Kartuschenaufnahmevorrichtung

12 Kartuschenaufnahmevorrichtung

13 Kartusche

131 Stoffa u strittsöff n u ng

132 Austriebskolben

14 Kartusche

141 Stoffa u strittsöff n u ng

15 Austriebsdrehkolben

151 Außengewinde

16 Drehvorrichtung

17 erstes Eingriffselement

171 Innenfase

18 Mehrkantprofil 181 Kante des Mehrkantprofils

19 Eingriffshilfe

191 Erste Gleichfläche

192 Zweite Gleitfläche

20 Antriebsvorrichtung

21 Stange

22 zweites Eingriffselement

23 Getriebeeinheit

24 Antrieb

25 Bremselement

26 Misch rotor

261 Rotorschaft

262 Mischdorn

263 Mischschaufel

264 Außenfase

27 Antriebssteuereinheit

28 Akku

29 Bedieneinheit

30 Lager

31 Gewindetrieb

32 Gewindespindelabschnitt

33 Austragsspitze

34 Mischer

35 Gewindemutter

36 Mischeraufsatz

37 Kartuschenkappe