sowie Arbeitsverfahren damit

Die Erfindung betrifft ein Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Masse bestehend aus wenigstens einer Komponente, die vor dem Einsatz zu durchmischen ist, in einer Kartusche mit einem rohrförmigen Mischstab sowie ein Arbeitsverfahren mit diesem Mischgerät und Kartusche.

Kartuschen, insbesondere zweikomponentige oder mehrkomponentige mit den eingangs genannten Merkmalen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Beispielhaft wird auf die DE 198 28 351 A1 , US 3,735,900 sowie

US 6,213,631 B1 verwiesen.

Derartige Kartuschen werden zum Vorbereiten und Ausgeben einer

einsatzfähigen Dichtmasse, Klebstoffmasse, Vergussmasse oder dergleichen verwendet, dabei können einkomponentige Massen, die heterogen oder inhomogen sind, vor ihrem Einsatz aufgemischt bzw. homogenisiert werden. Bei zwei- oder mehrkomponentigen Massen ist eine Basiskomponente in einem Vorrats- und Mischraum und beispielsweise ein Härter in dem rohrförmigen Mischstab getrennt von der Basiskomponente bevorratet.

Aus der US 2006/0099028 A1 ist eine Kuppelungsanordnung bekannt, die zum schnellen Verbinden und Lösen einer Laufradwelle an einer Antriebswelle verwendet werden kann. Insbesondere ist aus der der US 2011/0142536 A1 eine Schnellanschlussmontagevorrichtung für ein mobiles Pumpensystem oder Generatorsystem bekannt.

Des Weiteren ist aus der US 2011/0269557 A1 ein System und Verfahren zum Verbinden von Windturbinenwellen bekannt. Aus der EP 1 994 977 A1 ist ein automatischer Mischer zum Einspritzen und Mischen eines Beschleunigungsmittels in eine ein Ausgangsmittel enthaltende Kartusche mit Spachtelmasse bekannt, wobei das Beschleunigungsmittel in einer mit einem Injektions- und Mischkopf ausgestatteten hohlen Stange enthalten ist.

Aus der CH 440 897 A ist eine Einrichtung zur Übertragung einer hin- und hergebenden Bewegung eines Antriebselements auf einen Rührflügel in einem Konditionierungsbehälter bekannt, bei der die Drehbewegung durch eine schraubenförmige Verdrehung eines Flachprofils in einer entsprechenden Führung erreicht wird.

Das eingangs beschriebene Mischgerät ist aus der DE 20 2005 005 150 U1 bekannt. Dabei ist die Kartuschenaufnahme so ausgestaltet, dass die Kartusche mit ihrem zylindrischen Vorrats- und Mischraum in einer entsprechenden zylindrischen Aufnahme mit dem Mischstab voran kopfüber in diese

Kartuschenaufnahme eingesetzt wird, wobei ein kleiner Rand am vom Mischstab abwärtigen Ende der Kartusche auf einem umlaufenden Sitz aufliegt. Danach wird die Kartusche mit diesem kleinen Rand in der Kartuschenaufnahme durch ein Spannstück über einen Bajonettverschluss fest verspannt. In diesem

Spannstück ist ein Pneumatikzylinder vorgesehen, der einen Druckstempel auf den Ausgleichskolben des Vorrats- und Mischraumes der Kartusche auflastet.

Eine automatische Steuerung für Mischhubbewegungen bei einem derartigen Mischgerät ist in der DE 297 08 716 U1 beschrieben.

Ferner ist am anderen Ende der Kartusche am auswärtigen Ende des

Mischstabes darauf zu achten, dass das dort vorgesehene Kuppelelement so von der Vorrichtung gehalten wird, dass der Eindrückstab koaxial in den Mischstab einführbar ist.

Diese Vorgänge sind manuell aufwendig durchzuführen, womit stets eine entsprechend eingewiesene Bedienperson an dem Gerät tätig sein muss.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend von einer Mischvorrichtung gemäß DE 20 2005 005 150 LH das Einlegen der Kartusche zu vereinfachen, insbesondere diese vollständig automatisiert betreiben zu können. Bevorzugt soll das Einlegen und Ausgeben von einer zu mischenden Kartusche bzw. einer fertig gemischten Kartusche mit automatisierten Handhabungsmitteln (Robotern) möglich gemacht werden.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Mischgerät gemäß Anspruch 1.

Dadurch, dass die Halterung für das Kuppelelement des Mischstabes mindestens zwei, bevorzugt drei Spannarme aufweist, die das tellerförmige Kuppelelement umspannbar ausgebildet sind, um ein Drehmoment auf den Mischstab übertragen zu können, wird das tellerförmige Kuppelelement und damit der Drehantrieb des Mischstabes derart vereinfacht, dass eine einfache manuelle Handhabung oder auch mittels Robotern möglich wird. Die bevorzugten drei Spannarme umspannen das tellerförmige Kuppelelement so, dass ein

Drehmoment auf den Mischstab übertragen werden kann.

Wenn die Spannarme um tangential zur koaxial zum Mischstab orientierter Drehachse angeordnete Schwenkachsen um das tellerförmige Kuppelelement umspannbar ausgebildet sind, kann eine hohe Haltekraft auf das tellerförmige Kuppelelement und somit eine sichere Drehmomentübertragung gewährleistet werden. Selbstverständlich können die Schwenkachsen für die Spannarme auch leicht verstellt zur Tangentialrichtung zur Drehachse orientiert werden, womit weiterhin ein sicheres Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes zur Drehmomentübertragung möglich ist. Wenn die Spannarme mit einem zweiten Pneumatikzylinder betätigbar ausgebildet sind, können die Spannkräfte pneumatisch erzeugt werden.

Um den Einspannvorgang konstruktiv einfach zu automatisieren, ist an der Halterung für das Kuppelelement des Mischstabes ein zweiter Näherungssensor angeordnet, der die Annäherung des Kuppelelementes einer Kartusche erfassen und das Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes auslösen kann. Dadurch, dass die Kartuschenaufnahme ein Spannmittel aufweist, mit dem die Kartusche am Flaschenhals-artigen Abschnitt einspannbar ist, wird das

Einspannen der Kartusche im Mischgerät vereinfacht und kann kraftbetätigt ausgelöst werden, beispielsweise pneumatisch.

Wenn das Spannmittel zwei um ein Gelenk schwenkbare Backenzangen mit Aufnahmen für den Flaschenhals-artigen Abschnitt aufweisen, kann die

Kartusche seitlich dem Spannmittel zugeführt werden, ohne dass dabei kritische Handhabungen der langgestreckten Kartusche mit dem Mischstab von einem Ende her erfolgen müssen. Die Kartusche kann beispielsweise von einem Roboter am zylindrischen Vorrats- und Mischraum ergriffen und radial zur Achse des Gelenkes mit seiner Längsachse zwischen den Backenzangen des

Spannmittels eingeführt werden. Bevorzugt weisen die Backenzangen annähernd halbzylindrische Aufnahmen für den Flaschenhals-artigen Abschnitt auf.

Selbstverständlich können die Aufnahmen auch prismatisch oder mehreckig gestaltet sein, um den Flaschenhals-artigen Abschnitt der Kartusche sicher fassen zu können.

Wenn am Spannmittel ein erster Näherungssensor angeordnet ist, der die Annäherung einer Kartusche erfassen und das Einspannen der Kartusche auslösen kann, kann das Einspannen der Kartuschen bei einer entsprechenden Zuführung der Kartusche automatisiert werden.

Um zwei- oder mehrkomponentige Massen mit dem Mischgerät vermischen zu können, sind im Vorrats- und Mischraum wenigstens eine Komponente und im rohrförmigen Mischstab die andere Komponente aufgenommen, wobei ein in den rohrfömigen Mischstab einführbarer Eindrückstab, eine Eindrückstabaufnahme zur Halterung des Eindrückstabes und ein der Eindrückstabaufnahme

zugeordneter Eindrückzylinder zum Eindrücken des Eindrückstabes in den rohrförmigen Mischstab vorgesehen sind. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.

Darin zeigt:

Fig. 1 ein Mischgerät mit noch nicht eingespannter Kartusche in

Seitenansicht,

Fig. 2 diese Situation in Draufsicht,

Fig. 3 diese Situation in räumlicher Ansicht sowie

Fig. 3a in vergrößerter Detailansicht,

Fig. 4 in teils geschnittener Darstellung einer Frontalansicht des

Mischgerätes mit fest eingespannter Kartusche und

Fig. 5 diese Situation in räumlicher Ansicht sowie in

Fig. 5a in vergrößerter Detailansicht.

In Fig. 1 ist ein Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Dichtmasse bzw. Klebstoffmasse in einer Seitenansicht dargestellt. Im Mischgerät ist eine Kartusche 5 positioniert, jedoch noch nicht verspannt. Die Kartusche 5 weist einen Vorrats- und Mischraum 51 mit einem Ausgleichskolben 52 (siehe Fig. 4) auf, in dem eine erste Komponente (Basiskomponente B) der vorzubereitenden Masse aufgenommen ist. In Fig. 4 ist in der teils geschnittenen Darstellung erkennbar, dass die Kartusche 5 an ihrem nach unten zeigenden Ende einen Flaschenhals-artigen Abschnitt 53 aufweist, in dem ein rohrförmiger Mischstab 6 drehbar und lateral verschiebbar geführt ist. In der Grundstellung ist die Kartusche 5 mit einem weit vorstehenden, rohrförmigen Mischstab 6 dem Mischgerät zuzuführen. Der rohrförmige Mischstab 6 hat an seinem im Vorrats und Mischraum 51 orientierten Ende einen Mischkopf 61 , der dafür sorgt, dass beim Drehen des Mischstabes 6 die im Vorrats- und Mischraum 51

aufgenommene Masse vermischt wird. Am auswärtigen Ende des rohrförmigen Mischstabes 6 ist ein tellerförmiges Kuppelelement 62 vorgesehen. Im rohrförmigen Mischstab 6 ist die andere Komponente, beispielsweise ein Härter H, aufgenommen.

Das Mischgerät weist eine Kartuschenaufnahme 1 zum Einsetzen der vorzubereitenden Kartusche 5 auf. Dabei hat die Kartuschenaufnahme 1 eine untere Aufnahme 11 , die ein Spannmittel 17 aufweist, mit dem die Kartusche 5 am Flaschenhals-artigen Abschnitt 53 einspannbar ist. In Fig. 3 und im Detail in Fig. 3a ist das Mischgerät mit noch geöffneten Spannmittel 17 dargestellt. Das Spannmittel 17 weist dabei zwei zueinander um ein Gelenk 173 schwenkbare Backenzangen 171 , 172 auf. In der ersten Spannbacke 171 und der zweiten Spannbacke 172 sind jeweils halbzylindrische Aufnahmen 174 vorgesehen, so dass der Flaschenhals-artige Abschnitt 53 der Kartusche 5 sicher vom

Spannmittel 17 eingespannt und gehalten werden kann.

Zur Betätigung des Spannmittels 17 ist ein erster Pneumatikzylinder 18 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe insbesondere Fig. 2) die zweite Spannbacke 172 relativ zur ersten Spannbacke 171 um das Gelenk 173 verstellen kann. Um das Einspannen der Kartusche 5 an ihrem Flaschenhals-artigen Abschnitt 53 im Spannmittel 17 zu automatisieren, ist ein erster Näherungssensor 19 am Spannmittel 17 vorgesehen. Dieser erkennt das Einführen des Flaschenhals-artigen Abschnittes 53 der Kartusche 5 in das Spannmittel 17, so wie es in Fig. 1 , 2 und 3 sowie 3a gezeigt ist, und schließt den ersten Pneumatikzylinder 18 zum Einspannen der Kartusche 5 mit Druckluft beaufschlagt, also das Spannmittel 17.

Ferner weist die Kartuschenaufnahme 1 ein oberes Element 12 auf, an dem ein Gegendruckzylinder 13 mit einem damit verbundenen Gegendruckteller 14 vorgesehen ist. Dieses obere Element 12 der Kartuschenaufnahme 1 liegt knapp oberhalb der einzusetzenden Kartusche 5, so dass nach dem Einsetzen der Kartusche 5 in dem Mischgerät der Gegendruckzylinder 13 aktiviert werden kann und seinen Gegendruckteller 14 auf den Ausgleichskolben 52 in der Kartusche 5 auflasten kann. An dem Gegendruckteller 14 sind am oberen Element 12 der Kartuschenaufnahme 1 Schaltnocken 15 vorgesehen, um die Hubbewegung des Mischstabes zum vollständigen Durchmischen der in der Kartusche 5 im Vorrats und Mischraum 51 aufgenommenen Masse durch den Mischkopf 61 des rohrförmigen Mischstabes 6 auf die jeweils eingesetzte Kartuschengröße abzustimmen.

Ferner ist an dem Mischgerät eine ortsfest angeordnete Halterung 2 für das tellerförmige Kuppelelement 62 des Mischstabes 6 vorgesehen, an der der Mischstab 6 drehbar aber in Längsrichtung fixiert aufgenommen ist. Dafür sind an der Halterung 2 drei Spannarme 21 vorgesehen, die um Schwenkachsen 22, die tangential zur Längsachse der Kartusche 5 bzw. Drehachse der Vorrichtung orientiert sind. Die drei Spannarme 21 sind über einen zweiten

Pneumatikzylinder 23 um diese Schwenkachsen 22 kraftbetätigt verschwenkbar.

Ferner ist ein zweiter Näherungssensor 24 an der Halterung 2 vorgesehen, der bei Annäherung des tellerförmigen Kuppelelementes 62 des rohrförmigen Mischstabes 6 den zweiten Pneumatikzylinder 23 zum Einspannen des tellerförmigen Kuppelelementes 62 durch die Spannarme 21 aktiviert.

Sollte beim Einsetzen der Kartusche 5 das untere Ende des rohrförmigen Mischstabes 6, also das tellerförmige Kuppelelement 62 nicht auf der Halterung 2 aufliegen, wird dies unmittelbar durch eine erste Betätigung eines

Mischhubzylinders 16 also eine Abbewegung der gesamten

Kartuschenaufnahme 1 mit der darin aufgenommenen Kartusche 5 und somit des daran nach unten vorstehenden rohrförmigen Mischstabes 6 bewirkt (siehe Fig. 5 und im Detail Fig. 5a).

Sobald dann mit der Berührung des tellerförmigen Kuppelelementes 62 an der Halterung 2 über den zweiten Näherungssensor 24 die drei Spannarme 21 mittels zweitem Pneumatikzylinder 23 das tellerförmige Kuppelelement 62 umschließend fest hält, wird ein in einer Eindrückstabaufnahme 3 gehalterter Eindrückstab 31 mittels eines nicht gezeigten Eindrückzylinders von unten (unterhalb der Halterung 2) in den rohrförmigen Mischstab 6 eingeführt und somit ein dort in einem abgedichteten Abschnitt 63 des rohrförmigen Mischstabes 6 aufgenommene Komponente, beispielsweise der Härter H, in den Vorrats- und Mischraum 51 injiziert. Der Eindrückstab 31 der Eindrückstabaufnahme 3 wird nach Einbringen der anderen Komponente H wieder zurückgezogen. Die

Volumenzunahme im Vorrats- und Mischraum 51 durch das Einpressen der zweiten Komponenten H wird von den Gegendruckzylinder 13 mit

Gegendruckteller 14 ausgeglichen. Ebenso werden Volumenveränderungen beim Mischvorgang durch den gleichmäßig auflastetenden Gegendruckzylinder 13 ausgeglichen.

Nun erfolgt pneumatisch betätigt über Mischhubzylinder 16 und Drehantrieb der Halterung 2 mittels eines beispielsweise pneumatischen Antriebsmittels 4 der Mischvorgang. Dabei bewirken die Schaltnocken 15 mit zugeordneten

Umschaltventilen für den pneumatischen Mischhubzylinder 16 eine vollständige Durchmischung des Vorrats- und Mischraumes 51 mit den beiden nunmehr darauf aufgenommenen Komponenten B und H, während das pneumatische Antriebsmittel 4 über die Einspannung mittels dreier Spannarme 21 der

Halterung 2 die Drehbewegung auf den Mischstab 6 und somit den Mischkopf 61 überträgt.

Nach Durchführung der erforderlichen Mischzyklen werden die Spannarme 21 durch Freigeben des zweiten Pneumatikzylinders 23 geöffnet, so dass das tellerförmige Kuppelelement 62 des Mischstabes 6 frei liegt und das obere Element 12 der Kartuschenaufnahme 1 mit seinem Gegendruckzylinder 13 und Gegendruckteller 14 aus der Kartusche 5 herausgehoben wird. Anschließend wird das Spannmittel 17 dann geöffnet, sobald die Kartusche 5 beispielsweise von einem Roboterarm ergriffen wird. Nun kann der Roboter die einsatzfähig vorbereitete Dicht- bzw. Klebstoffmasse in der Kartusche 5 zur

Apliziervorrichtung befördern.

Vorteilhaft wird durch die Ausbildung eines Spannmittels 17 mit halbzylindrischen Aufnahmen 174 an einer ersten Spannbacke 171 und einer zweiten

Spannbacke 172 eine sichere und leicht bedienbare Einspannmöglichkeit für die Kartusche 5 am Flaschenhals-artigen Abschnitt 51 ermöglicht. Somit können auch Roboter die Handhabung der Kartuschen, nämlich das Zuführen der Kartusche zum Mischgerät sowie das Abnehmen fertig vorbereiteter Kartuschen vom Mischgerät ausführen. Ergänzend wird durch die mit Spannarmen 21 versehene Halterung 2 auch die Übertragung und Einspannung des Mischstabes 6 mittels des tellerförmigen Kuppelelementes 62 automatisierbar.

Mit dem anmeldungsgemäßen Mischgerät können somit in entsprechenden Kartuschen aufgenommene Dichtmassen bzw. Klebstoffmassen aus wenigstens zwei Komponenten zuverlässig und mit gleichbleibender Qualität vermischt und somit zum Einsatz vorbereitet werden, wobei das Zuführen und Abnehmen der Kartuschen hochgradig automatisierbar und beispielsweise von Robotern durchgeführt werden kann. Ein aufwendiges und manuelles Einführen der Kartuschen in die bisher bekannten Mischgeräte mit einer manuellen

Einspannung der Kartusche durch Einsetzen des oberen Elementes in eine Bajonettführung und das Ausrichten der Kartusche mit dem rohrförmigen Mischstab zur Halterung 2 ist somit nunmehr nicht mehr erforderlich. Die Bewegungsabläufe können mit herkömmlichen Robotern sicher durchgeführt werden. Bezugszeichenliste

1 Kartuschenaufnahme

11 untere Aufnahme

12 oberes Element

13 Gegendruckzylinder

14 Gegendruckteller

15 Schaltnocken

16 Mischhubzylinder

17 Spannmittel

171 erste Spannbacke

172 zweite Spannbacke

173 Gelenk

174 halbzylindrische Aufnahme

18 erster Pneumatikzylinder

19 erster Näherungssensor

2 Halterung

21 Spannarm

22 Schwenkachse

23 zweiter Pneumatikzylinder

24 zweiter Näherungssenosor

3 Eindrückstabaufnahme

31 Eindrückstab

4 pneumatisches Antriebsmittel

5 Kartusche

51 Vorrats- und Mischraum

52 Ausgleichskolben

53 Flaschenhals-artigen Abschnitt 6 rohrförmiger Mischstab

61 Mischkopf

62 tellerförmiges Kuppelelement

63 abgedichteter Abschnitt

B erste Komponente, Basiskomponente

H zweite Komponente, Härter