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Patent Searching and Data


Title:
STATIC MIXER FOR MIXING AT LEAST TWO FLOWABLE COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/172078
Kind Code:
A1
Abstract:
A static mixer (10) for mixing at least two flowable components, in particular two knifing filler components, specifically a hardener component (12) and a binder component (11), comprising a mixer structure (42) arranged in a tube (13) and comprising a mixer head (15) arranged at one end (14) of the tube (13), with a fastening attachment for fastening, in particular rotational fastening, on a cartridge and with an outlet nozzle (21), which is arranged at the other end (20) of the tube (13) and at which a mixture of the components emerges in order to improve this static mixer (10) in such a way that it is particularly suitable for mixing systems for polyester resins using cartridges, in particular two-chamber cartridges, it is proposed to provide a feeding part (22), which is arranged in the mixer head (15), can be connected to a cartridge outlet (16) and is provided with outlet openings (23, 24) for the flowable components, which openings are arranged at different levels of the mixer head (15), and so are arranged offset in the longitudinal direction, and are assigned to different components.

Inventors:
VOSS KLAUS (DE)
ROHDE HANS-JOACHIM (DE)
WOIKE MIKE (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/061502
Publication Date:
December 20, 2012
Filing Date:
June 15, 2012
Export Citation:
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Assignee:
VOSS CHEMIE (DE)
VOSS KLAUS (DE)
ROHDE HANS-JOACHIM (DE)
WOIKE MIKE (DE)
International Classes:
B05C17/005; B01F13/00; B01F15/00; B01F15/02
Domestic Patent References:
WO2011134059A12011-11-03
Foreign References:
EP0723807A21996-07-31
EP0993864A12000-04-19
EP1731216A12006-12-13
DE9015118U11992-02-27
EP2446973A22012-05-02
EP1125626B12005-11-02
EP0749776A11996-12-27
EP1588757B12007-08-01
EP0815929A11998-01-07
DE202010016702U12011-03-24
Attorney, Agent or Firm:
RICHTER WERDERMANN GERBAULET HOFMANN (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Statischer Mischer (10) zum Mischen von mindestens zwei fließfähigen Komponenten, insbesondere zweier Spachtelmassekomponenten, und zwar einer Härterkomponente (12) und einer Binderkomponente (11), mit einer in einem Rohr (13) angeordneten Mischerstruktur (42) und einem an einem Ende

(14) des Rohres (13) angeordneten Mischerkopf (15) mit einem Befestigungsansatz zur Befestigung, insbesondere Drehbefestigung, auf eine Kartusche und mit einem am anderen Ende (20) des Rohres (13) angeordneten Austrittsdüse (21), an der ein Gemisch der Komponenten austritt, gekennzeichnet durch ein im Mischerkopf (15) angeordnetes Zuführteil (22), das mit einem Kartuschenaus- lass (16) verbindbar ist und mit Austrittsöffnungen (23, 24) für die fließfähigen Komponenten versehen ist, die in verschiedenen Ebenen des Mischerkopfes

(15) angeordnet sind, so dass sie in Längsrichtung versetzt angeordnet sind, und die verschiedenen Komponenten zugeordnet sind.

2. Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführteil (22) als Dosieradapter ausgeführt ist, bei dem das Größenverhältnis der versetzten Austrittsöffnungen (23, 24) und/oder das Anordnen der Aus- trittsöffnungen (23, 24) die Mischqualität der Komponenten bestimmen.

3. Statischer Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung versetzten Austrittsöffnungen (23, 24) koaxial angeordnet sind, wobei das Zuführteil (22) für einen Kartuschenauslass (16) ausge- führt ist, der koaxial ausgeführte Auslasskanäle (25, 26) aufweist, wobei Austrittsöffnungen (27, 28) der Kartusche ebenfalls in verschiedenen Ebenen des Mischerkopfes (15) angeordnet sind und wobei die Kartusche einen ersten langen, inneren Füllstutzen (30) und einen kurzen, äußeren Füllstutzen (31) aufweist.

4. Statischer Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsansatz des Mischerkopfes (15) als Aufschraubgewinde zum Aufschrauben auf die Kartusche ausgeführt ist.

5. Statischer Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführteil (22) einen ersten becherartigen, insbesondere hohlzylinderartigen, Abschnitt (34) mit einem Becherboden (35), einer Becherwand (36) und einem Becherrand (37) umfasst sowie einem zweiten am Becherrand (37) radial nach außen geformten Abschnitt als Kragen (38) umfasst, wobei mindestens eine erste Austrittsöffnung (23) für eine erste fließfähige Komponente am Becherboden (35) und mindestens eine zweite Austrittsöffnung (24) am Kragen (38) für eine zweite fließfähige Komponente vor- handen ist, wobei vorzugsweise der Mischerkopf (15) im Bereich des Zuführteiles (22) einen trichterartigen Abschnitt (44) aufweist und wobei vorzugsweise der Becherboden (35) eine Dicke und/oder eine Kanallänge von 1,5 bis 5 mm, insbesondere etwa 3 mm, hat. 6. Statischer Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Becherboden (35) mit einer einzigen mittig angeordneten, insbesondere kreisförmigen, Austrittsöffnung (24) versehen ist, wobei am Kragen (38) mehrere gleichmäßig verteilte und im selben axialen Abstand zu der mittigen Austrittsöffnung beabstandete, insbesondere kreisförmige, äußere Austrittsöffnun- gen (23) vorhanden sind.

7. Statischer Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Austrittsöffnung (24) kleiner als die äußeren Austrittsöffnungen (23) ist, insbesondere mit Y* bis % des Durchmessers der äußeren Austrittsöffnungen (23) und/oder mit einem Durchmesser von 1 - 2 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm, versehen ist, wobei vier bis acht, vorzugsweise sechs äußere Austrittsöffnungen (23) vorhanden sind.

8. Statischer Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Austrittsöffnung (24) direkt auf eine kreuzartige Ausbildung von Trennstegen (57, 62) der Mischerstruktur (42) trifft, so dass eine durch die mittige Austrittsöffnung (23) fließende Komponente direkt in vier Kammern (58, 59, 60, 61) der Mischerstruktur (42) gelangt, wobei der Durchmesser der mittigen Austrittsöffnung (23) vorzugsweise größer, insbesondere mindestens doppelt so groß wie eine Wandstärke eines der mittigen Austrittsöffnungen (23) zugeordneten Trennsteges (57) ist. 9. Statischer Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Becherinnenwand (53) oder einer anderen Innenwand (50) des Zuführteiles (22) eine umlaufende Dichtlippe (54) angeordnet ist. 10. Zuführteil (22) gekennzeichnet durch eine Ausführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

11. Statischer Mischer (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, zum Mischen von zwei Spachtelmassekomponenten, und zwar einer Härterkomponente (12) und einer Binderkomponente (11), mit einer in einem Rohr (13) angeordneten Mischerstruktur (42) und einem an einem Ende (14) des Rohres (13) angeordneten Mischerkopf (15) mit einem Befestigungsansatz zur Befestigung, insbesondere Drehbefestigung, auf eine Kartusche und mit einer am anderen Ende (20) des Rohres (13) angeordneten Aus- trittsdüse (21), an der ein Gemisch der Komponenten austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischerkopf (15) derart ausgeführt ist, dass die Binderkomponente (11) zurückgehalten wird, damit eine Vorinjektion der Härterkomponente (12) stattfindet. 12. Statischer Mischer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Mischerkopf (15) ein Reservoir für die Binderkomponente (11) vorhanden ist, um die Vorinjektion der Härtermasse zu realisieren.

* * *

Description:
Statischer Mischer zum Mischen von mindestens zwei fließfähigen Komponenten.

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Zuführteil hierfür. Weiterhin betrifft die Erfindung einen statischen Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.

Statische Mischer werden beispielsweise zum Mischen von Zweikom- ponenten-Spachtelmassen eingesetzt. Der Mischer weist üblicherweise einen Mischerkopf auf, der mit einer die Komponenten enthaltenen Zweikammer- Kartusche verbindbar ist, einer in einem Rohr angeordneten Mischerstruktur, bei der beide Komponenten eine Kammer- bzw. Stegekonstruktion durchlaufen, so dass am Ende des Mischers durch eine Austrittsdüse der gemischte Kleber austritt.

Hierbei hat sich herausgestellt, dass für eine Komponente mit einem erheblich kleineren Mischungsanteil, z.B. ein Härter für ein Mischsystem für Polyesterharze, am Mischanfang keine optimale Vermischung mit der anderen Komponente entsteht.

Beim Abschrauben des Mischers kann es außerdem vorkommen, dass sich beide Komponenten, d.h. Härter und Binder, am Kartuschenaustritt miteinander verbinden, was unerwünscht ist.

Stand der Technik

Aus der EP 1 125 626 Bl ist ein Mischer der genannten Art bekannt, der eine Vielzahl von Mischkammern, die in einem Rohr längs einer Rohrachse hinter- sowie nebeneinander angeordnet sind, umfasst. In dieser Grundstruktur sind die Mischkammern durch radiale, in Richtung der Rohrachse stehende Wände gegeneinander abgegrenzt. Durchbrüche zwischen benachbarten Kammern in den radialen Wänden bilden Ein- und Ausgänge für die zu mischenden Komponenten. Der Mischer ist mit einem zweikammerigen Behälter, nämlich einer Kartusche verbindbar. Die Ausgänge des Behälters können mittels Kolben in das Mischerrohr eingepresst werden. Vergleichbare Mischkammerkonstruktionen sind auch aus der EP 0 749 776 AI, EP 1 588 757 Bl oder der Druckschrift EP 0 815 929 AI bekannt.

Aus der Druckschrift DE 20 2010 016 702 Ul ist ein Gerät zum Vermischen einer Binderkomponente mit einer Härterkomponente bekannt, das eine Vorinjektion der Härterkomponente erlaubt. Das Gerät ist so ausgebildet, dass die Zuführung der Binderkomponente und der Härterkomponente vermittels Steuereinrichtungen zur Mischkammer einer Mischvorrichtung derart erfolgt, dass eine geringe Menge an Härterkomponente durch Expansion von Mikroluft- bläschen als Voreinspritzung gegenüber der Binderkomponenten zu der Misch- kammer zugeführt wird.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen statischen Mischer derart zu verbessern, dass er für Mischsysteme für Polyesterharze unter Verwendung von Kartuschen, insbesondere Zweikammerkartuschen, besonders geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch einen statischen Mischer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch einen Mischer mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.

Durch das zusätzliche erfindungsgemäße Teil, das vorzugsweise loslösbar am Mischerkopf befestigbar ist, ist es möglich, Binder und Härter zum statischen Mischen in verschiedenen Ebenen der Mischerstruktur zuzuführen. Dies erlaubt, dass die Härterkomponente in die Nähe oder sogar direkt in die Kammerkonstruktion gespritzt wird, während die zurückliegenden Austrittsöffnun- gen der Binderkomponente dafür sorgen, dass diese Komponente am Mischanfang zurückgehalten wird. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass diese Maßnahme zu einer optimalen Vermischung am Mischanfang führt.

Durch die Verzögerung zwischen der Zumessung der Härtermasse und der Bindermasse erfolgt praktisch eine Vorinjektion.

Durch die Erfindung kann der Eintritt der Härtermasse im Prinzip direkt auf eine kreuzartige Ausbildung von Trennstegen der Mischerstruktur erfolgen, so dass die Härtermasse schnell in alle vier Kammern gelangt, was zu einer optimalen Durchmischung führt. Die Binderkomponente muss durch die Erfindung am Mischanfang eine im Mischerkopf entstehende Vorkammer bzw. ein Reservoir befüllen, da ihre Austrittsöffnungen zurückliegen, so dass die Binderkomponente die Trennstege der Mischerstruktur später erreicht als die Härterkomponente.

Durch die Erfindung wird also in einfacher Weise verhindert, dass eine ungleichmäßige Vermischung der beiden Komponenten stattfindet, die dafür sorgen könnte, dass der erste Austritt von 5 bis 20 g aus dem Mischsystem nicht aushärtet.

Dadurch dass die Austrittsöffnungen für die fließfähigen Komponenten in verschiedenen Ebenen des Mischerkopfes angeordnet sind, so dass sie in Längsrichtung versetzt angeordnet sind, führt ein Abschrauben des Mischers von der Kartusche nicht zu einer Verschmutzung bzw. einem Kontakt zwischen Härter und Binder, da das erfindungsgemäße Teil mit Durchgangsöffnungen für den Binder und z.B. einer von diesen Öffnungen ausreichend beabstandeten Durchgangsöffnung für den Härter versehen ist. Der Austritt von Binder und Härter erfolgt nämlich in verschiedenen Ebenen.

In Verbindung mit einer Drehbewegung beim Abschrauben des Mischers von der Kartusche wird verhindert, dass ein Kontakt zwischen Härter und Binder entsteht.

Durch die Gestaltung des erfindungsgemäßen Zusatzteiles ist es ohne

Weiteres möglich, Binder und Härter z.B. im Verhältnis 98:2 (nach Gewicht) o- der 97:3 (nach Volumen) zu mischen und eine optimale Durchmischung zu erreichen.

Der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Probleme einer un- gleichmäßigen Verteilung und des Nicht-Aushärtens des Klebers sich aus der Volumenverteilung der beiden Komponenten ergeben.

Der Querschnitt der Austrittsöffnungen bestimmt die Durchfließgeschwindigkeit. Die Kartuschendimensionen bestimmen das Mischungsverhältnis.

Erfindungsgemäß ist auch, dass der Mischerkopf derart ausgeführt ist, dass die Binderkomponente zurückgehalten wird, damit eine Vorinjektion der Härterkomponente stattfindet. Bevorzugterweise ist im Mischerkopf ein Reservoir für die Binderkomponente vorhanden, um die Vorinjektion der Härtermas- se zu realisieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mischers ist vorgesehen, dass das Zuführteil als Dosieradapter ausgeführt ist, bei dem im Wesentlichen das Größenverhältnis der versetzten Austrittsöffnungen und/oder das Anordnen der Austrittsöffnungen die Mischqualität der Komponenten bestimmen. Die Durchflussgeschwindigkeit, gerade bei der Austrittsöffnung, ergibt eine Vordosierung der Härterkomponente.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die in Längsrichtung versetzten Austrittsöffnungen koaxial angeordnet sind, wobei das Zuführteil für einen Kartuschenauslass ausgeführt ist, der koaxial ausgeführte Auslasskanäle bzw. Austrittsdüsen aufweist, wobei Austrittsöffnungen der Kartusche ebenfalls in verschiedenen Ebenen des Mischerkopfes angeordnet sind. Die Kartusche weist einen ersten langen, inneren Füllstutzen (innere Austrittsdüse) und einen kurzen, äußeren Füllstutzen (äußere Austrittsdüse) auf. Das Zuführteil ist entsprechend für eine solche Kartusche ausgeführt. Bei dieser Lösung wird der lange Füllstutzen zentrisch angeordnet und bis zur Härteröffnung des Zuführteiles bzw. Dosieradapters geführt. Die um die vorzugsweise einzige mittige Auslassöffnung angeordneten Auslassöffnungen für die Binderkomponente liegen radial beabstandet zur Härteröffnung. Dies hat den Vorteil, dass beim Drehen bzw. Abschrauben des Mischers von der Kartusche die Binderkomponente quasi auf einer Umlaufbahn bleibt, was eine ungewollte Vermischung im Kartuschenbereich verhindert. Vorzugs- weise werden die beiden Stutzen der Kartusche direkt bis zu den Öffnungen des Zuführteiles geführt. Bei Abziehen des Mischers verhindert das Zuführteil bzw. der Dosieradapter durch seine direkte Anlage mit dem Stutzen der Kartusche bzw. seinen Austrittsdüsen eine Verschmutzung im Kartuschenauslass.

Von erheblichem Vorteil ist es daher, wenn der Befestigungsansatz des Mischerkopfes als Aufschraubgewinde zum Aufschrauben auf die Kartusche ausgeführt ist. Dadurch ist ein schnelles und sicheres Montieren und Demontieren des Mischers auf der Kartusche möglich, und zwar ohne Kontakt der Kleberkomponenten im Austrittsbereich der Kartusche. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen statischen Mischers ist vorgesehen, dass das Zuführteil einen ersten becherartigen bzw. hohlzylinderartigen Abschnitt (bzw. Hülse) mit einem Becherboden (bzw. Abschlusswand), einer Becherwand (Hülse) und einem Becherrand (Hül- senrand) umfasst sowie einem zweiten am Becherrand radial nach außen geformten Abschnitt als Kragen umfasst, wobei mindestens eine erste Austrittsöffnung für eine erste fließfähige Komponente am Becherboden und mindestens eine zweite Austrittsöffnung am Kragen für eine zweite fließfähige Komponente vorhanden sind. Dieses Formteil kann leicht als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt werden. In das becherartige Teil kann ein zylindrischer Füllstützen für die Härterkomponente bündig eingesteckt werden. Die Härterkomponente wird direkt vom Stutzen der Kartusche zum Becherboden geleitet, wo sich die Austrittsöffnung des Härters befindet. Der Becherboden liegt vorzugsweise direkt über der Kammerkonstruktion des Mischers. Die Binderkomponente wird über den abstehenden Kragen des Zuführteiles geleitet, und zwar durch die im Kragen angeordneten Austrittsöffnungen für den Binder. Der Kragen hat einen Abstand zur Kammerkonstruktion des Mischers von z.B. etwa 10 mm. Der Kragen stellt daher eine Abgrenzung einer Vorkammer bzw. eines Reservoirs im Mischerkopf dar, d.h. zwischen der Kammerkonstruktion im Rohr des Mischers und dem Kragen ist ein Volumen vorhanden, das wie ein Puffer wirkt. Dieses Volumen muss befüllt werden, bevor die Bindermasse die Mischkammer im Rohr erreicht. Eine Verzögerung der„größeren" Komponente wird praktisch durch Rückstau und das Reservoir erreicht. Dadurch findet eine Vorinjektion der Härtermasse statt.

Alternativ zur Zylinderform des ersten Abschnittes kann auch eine andere z.B. konische Form eingesetzt werden. Der Kragen kann, muss aber auch nicht scheibenartig sein. Auch andere Kragenformen sind denkbar.

Die Vorkammer für den Binder hat eine strömungsgünstige Form, wenn der Mischerkopf im Bereich des Zuführteiles einen trichterartigen Ab- schnitt aufweist.

Ausgezeichnete Mischergebnisse ergeben sich bei Zweikomponenten- Mischsystemen für Polyesterharze, wenn der Becherboden eine Dicke von 1,5 bis 5 mm, insbesondere etwa 3 mm, hat. Der Becherboden kann dünner sein, wobei sich durch einen am Becherboden angeformten Hülsenabschnitt eine entsprechende Kanallänge (3 mm) ergibt. Diese Dimensionierung ergibt eine günstige Länge eines Austrittskanals für den Härter.

Zweckmäßigerweise ist der Becherboden mit einer einzigen mittig an- geordneten, insbesondere kreisförmigen, Austrittsöffnung versehen, wobei am Kragen mehrere gleichmäßig verteilte und im selben axialen Abstand zu der mittigen Austrittsöffnung beabstandete, insbesondere kreisförmige, äußere Austrittsöffnungen vorhanden sind. Durch diese Anordnung in Kombination mit einer Dimensionierung, bei der die mittige Austrittsöffnung kleiner als die äuße- ren Austrittsöffnungen ist, insbesondere mit Y* bis % des Durchmessers der äußeren Austrittsöffnungen und/oder mit einem Durchmesser von 1 - 2 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm, versehen ist, wobei vier bis acht, vorzugsweise sechs äußere Austrittsöffnungen vorhanden sind, ist ein Binder-Härterverhältnis von 98:2 (nach Gewicht) bzw. 97:3 (nach Volumen) umzusetzen. Durch den kleinen Durchmesser von z.B. 1,5 mm für den Härter durch eine erhöhte Fließgeschwindigkeit findet eine schnelle Injektion der Härtermasse statt, so dass die Härtermasse schnell in alle zwei bzw. vier Kammern gelangen kann.

Damit die Durchmischung der Komponenten optimal verläuft, trifft die mittige Austrittsöffnung direkt auf eine einfache Teilung bzw. kreuzartige Aus- bildung von Trennstegen der Mischerstruktur, so dass eine durch die mittige Austrittsöffnung fließende Kleberkomponente direkt in vier Kammern der Mischstruktur gelangt. Damit wird insbesondere eine gleichmäßige Vermischung der„kleineren" Komponente am Mischanfang erreicht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser der mittigen Aus- trittsöffnung größer, insbesondere mindestens doppelt so groß ist (z.B. 1,5 mm) wie eine Wandstärke (z.B. etwa 0,5 mm) eines der mittigen Austrittsöffnung zugeordneten Trennsteges. Wenn nämlich diese Öffnung direkt auf den Trennsteg liegt, kann die Härtermasse an den Seiten des Trennsteges vorbeilaufen, so dass sie gleichzeitig in mehrere Mischkammern hinein läuft.

Eine weitere bevorzugte Maßnahme, um eine Reinigung und Trennung der beiden Komponenten zu schaffen, erfolgt, indem an einer Becherinnenwand oder einer anderen Innenwand eine umlaufende Dichtlippe angeordnet ist. Die Dichtlippe wirkt nämlich auf eine Austrittsdüse des Kartuschenauslasses. In Kombination mit der Drehung des statischen Mischers wird dieser positive Effekt verstärkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen näher erläu- tert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Mischsystems mit einem statischen Mischer, einem Auslassbereich einer Zwei- kammer-Kartusche und einem erfindungsgemäßen Zuführteil,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Zuführteiles der ersten Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Zuführteiles der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 von einer Stirnseite gesehen,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Zuführteiles der ersten Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Kartuschenauslasses der ersten Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Kartuschenauslasses der ersten Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 7 eine Explosionsdarstellung bzw. Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform des Mischsystems mit dem abgeschraubten statischen Mischer, der auseinandergezogenen Zweikammer-Kartusche und dem auseinandergezogenen erfindungsgemäßen Zuführteil gemäß der Variante in Fig. 1,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines Kartuschenauslasses nach einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung des Kartuschenauslasses der zweiten Ausführungsform nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Zuführteiles der zweiten Ausführungsform,

Fig. 11 eine Darstellung eines Kartuschenauslasses der zweiten Ausführungsform nach Fig. 10 von einer Stirnseite gesehen,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform des Mischsystems mit dem statischen Mischer, einem Auslassbereich der Zweikammer-Kartusche nach Fig. 8 bzw. Fig. 9 und des entsprechenden Zuführteiles,

Fig. 13 eine Explosionsdarstellung bzw. Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform des Mischsystems mit dem abgeschraubten statischen Mi- scher, der auseinandergezogenen Zweikammer-Kartusche nach Fig. 8 und dem auseinandergezogenen erfindungsgemäßen Zuführteil gemäß der Variante in Fig. 10,

Fig. 14 eine Darstellung des Mischers mit Mischerstruktur,

Fig. 15 eine Schnittdarstellung der Mischerstruktur,

Fig. 16 eine weitere Darstellung der Mischerstruktur, und

Fig. 17 eine Darstellung der Mischerstruktur von oben gesehen. In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Mischsystem 100 umfassend einen statischen Mischer

10 zum Mischen von zwei Spachtelmassekomponenten, und zwar eine Härterkomponente 12 und eine Binderkomponente 11.

Der statische Mischer 10 ist mit einem Rohr 13 versehen, in dem eine an sich bekannte Mischerstruktur angeordnet ist. Die Mischerstruktur erfolgt beispielsweise nach dem Vorbild der Druckschrift EP 1 125 626 Bl und wird in den Figuren 14 bis 17 näher erläutert.

An einem Ende 14 (Fig. 14) des Rohres 13 ist ein Mischerkopf 15 angeordnet bzw. einstückig am Rohr 13 angeformt. Der Mischerkopf 15 ist mit einem Schraubgewinde 19 als Innengewinde (bzw. Befestigungsansatz zur Drehverbin- dung), das mit einem Außengewinde 33 (Fig. 5) der Kartusche korrespondiert. In Fig. 1 ist der Kartuschenauslass 16 zu sehen, der einen ersten im Querschnitt ringförmigen Kanal 17 für die Binderkomponente 12 und einen zweiten, mittigen Kanal 18 für die Härterkomponente 11 hat. Die Kanäle 17 und 18 sind in Fig. 5 gut zu sehen.

Am anderen Ende 20 (Fig. 14) des Rohres 13 ist eine Austrittsdüse 21 vorhanden, an der ein fertiges Gemisch der beiden Komponenten 11, 12 austritt. Erfindungsgemäß ist ein im Mischerkopf 15 angeordnetes Zuführteil 22 vorgesehen, das mit dem Kartuschenauslass 16 verbindbar und mit seinen Austrittsöffnungen 23, 24 für die fließfähigen Komponenten 11, 12 versehen ist. Die Austrittsöffnungen 23, 24 sind in verschiedenen Ebenen El, E2 des Mischerkop- fes, die in Fig. 2 gekennzeichnet sind, angeordnet. Die Ebene El liegt in Fließrichtung gesehen gegenüber der Ebene E2 zurück. Legt man die Bemaßungspfei- le der Fig. 2 zugrunde, dann liegen die Ausgänge der Öffnungen 23, 24 (bzw. der Austrittskanäle des Zuführteiles 22) um die Länge LI beabstandet bzw. hintereinander angeordnet. Die Austrittsöffnungen 23, 24 sind in Längsrichtung versetzt angeordnet, so dass ein axialer Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 23 zur Öffnung 24 besteht. Die Austrittsöffnungen 23, 24 sind den verschiedenen Komponenten 11 und 12 zugeordnet. Die Austrittsöffnung 23 bzw. die sechs Austrittsöffnungen 23 (Fig. 3) sind der Bindekomponente 11 und die Austrittsöffnung 24 ist der Härterkomponente 12 zugeordnet.

Wie Fig. 1 veranschaulicht, ist das Zuführteil 22 als Dosieradapter ausgeführt ist. So zeigt die Fig. 1, dass die Binderkomponente 11, die sich noch im Kanal 17 des Kartuschenauslasses befindet, die äußeren Austrittsöffnungen 23 passieren muss, wobei die Austrittsöffnungen 23 insgesamt einen kleineren Querschnitt ergeben als der Querschnitt des Kanals 17. Die Härterkomponente 12, die sich noch im Kanal 18 des Kartuschenauslasses 16 befindet, muss die innere, weiter vorne liegende Austrittsöffnungen 24 passieren. Die Austrittsöffnungen 24 haben einen kleineren Querschnitt als der Querschnitt des Kanals 18.

Die in Längsrichtung versetzten Austrittsöffnungen 23, 24 sind koaxial angeordnet, wie Fig. 3 und 4 zeigen. Die Austrittsöffnungen 23 liegen in einem radialen Abstand zu der in der Mitte angeordneten kleineren Austrittsöffnung 24. Vorzugsweise haben alle Austrittsöffnungen 23 den gleichen Abstand zur Mittelachse. Das Zuführteil 22 ist für einen Kartuschenauslass 16 ausgeführt, der koaxial ausgeführte Auslasskanäle 25, 26 aufweist, wie die Fig. 5 und 6 zeigen. Die Austrittsöffnungen 27, 28 der Kartusche sind ebenfalls in verschiedenen Ebenen des Mischerkopfes angeordnet, wie Fig. 5 veranschaulicht. Es ist zu erkennen, dass die Kartusche einen ersten langen, inneren Füllstutzen 30 und einen kurzen, äußeren Füllstutzen 31 aufweist. Der lange Füllstutzen 30 ragt aus der großen Öffnung bzw. dem Kanal des kurzen Füllstutzens 31 heraus, so dass er direkt in die Öffnung 24 für den Härter mündet, wie Fig. 1 zeigt.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen eine erste Ausführung des Zuführteiles 22. Dieses hat einen ersten becherartigen bzw. hohlzylinderartigen Abschnitt 34 mit einem Becherboden 35, einer Becherwand 36 und einem dem Becherboden 35 gegenüberliegenden Becherrand 37. Das Zuführteil 22 umfasst einen zweiten am Becherrand 37 radial nach außen geformten Abschnitt als Kragen 38. Der Kragen 38 grenzt eine Vorkammer 40 ab, die von einer Wand 41 sowie von dem Zylinderabschnitt 34 gebildet wird. Fig. 1 zeigt, dass sich nach bzw. in den Öffnungen 23 für den Binder ein Reservoir bildet, das von der Bindermasse gefüllt werden muss, bevor diese Masse die Mischerstruktur 42 erreicht. Die Binderkomponente 11 tritt dann durch einen ringartigen Kanal 43, der von der Außenfläche des Zylinderabschnittes 34 und dem Rohr 13 bzw. dem Mischerkopf 15 gebildet wird, in die Mischerstruktur 42 zur Vermischung mit der bereits vorhandenen Härterkomponente 12.

Die Fig. 2 zeigt außerdem, dass an einer Becherinnenwand 53 des Zuführteiles 22 eine umlaufende Dichtlippe 54 angeordnet ist, die z.B. im Bereich des Kragens 38 liegt.

Die Austrittsöffnung 24 für die Härterkomponente 12 ist am Becherboden angeordnet, während die Austrittsöffnung 23 am Kragen 38 für die Binderkomponente 11 angeordnet ist, wie die Figuren 2 bis 4 zeigen.

Der Mischerkopf 15 hat im Bereich des Zuführteiles 22 einen trichterartigen Abschnitt 44, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Ein erste innenliegende Stufe 45 im Mischerkopf 15 verkleinert den Innendurchmesser, so dass der Außenrand 46 des scheibenförmigen Kragens 38 etwa bündig an der Innenwand 47 des Mischerkopfes liegt (Presssitz P). Eine zweite innenliegende Stufe 48 dient zur Anlage des Kragens 38, wobei die zylindrische Innenwand 50 und die konische Innenwand 51 zusammen mit der Außenfläche des Zylinderabschnittes 34 die Vorkammer 40 inkl. der Öffnungen des Zuführteils 22 (Fig. 1) bilden.

Bei dieser Variante ist das Besondere, dass der Becherboden 35 voll- flächig ausgeführt ist bzw. eine Scheibe darstellt, durch die sich der gesamte Kanal 52 im Becherboden 35 erstreckt. Der Becherboden hat eine Dicke und eine Kanallänge von etwa 3 mm. Der Becherboden 35 hat somit eine einzige mittig angeordnete und kreisförmige Austrittsöffnung 24. Am Kragen 38 sind sechs gleichmäßig um 60° versetzte und im selben axialen Abstand rl (Fig. 3) zu der mittigen Austrittsöffnung 24 beabstandete und kreisförmige äußere Austrittsöffnungen 23 vorhan- den. Die mittige Austrittsöffnung 24 muss kleiner als die äußeren Austrittsöffnungen sein. Sie kann z.B. Λ Α bis % des Durchmessers einer äußeren Austrittsöffnung 23 haben. Der Durchmesser der Austrittsöffnung 24 beträgt 1 - 2 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm.

Die folgende Tabelle veranschaulicht in Verbindung mit Fig. 2 und Fig. 5 Dimensionierungsbeispiele für diese erste Variante. Eines oder mehrere dieser Werte im angegebenen Wertebereich können mit anderen Merkmalen der Beschreibung beliebig kombiniert werden.

Tabelle 1

In den Figuren 8 bis 13 ist eine zweite Ausführungsform des Mischsystems 100 dargestellt. Der wesentliche Unterschied gegenüber der ersten Variante ist, dass der Becherboden 35' des Zuführteiles 22' dünner, z.B. nur 1 mm, ist. Um einen ausreichend langen Kanal 26 für die Härterkomponente 12 zu schaffen, ist am Becherboden 35' um die Austrittsöffnung 24 ein hülsenartiger Abschnitt 56 angeformt. Der lange Füllstutzen 30' des Kartuschenauslasses 16 liegt im vorderen Bereich zwischen diesem hülsenartigen Abschnitt 56 und der Innenwand 53. Der Füllstutzen 30' ist länger als der Füllstutzen 30 der ersten Variante.

Die folgende Tabelle veranschaulicht in Verbindung mit Fig. 10 und Fig.

8 Dimensionierungsbeispiele für diese erste Variante. Eines oder mehrere dieser Werte im angegebenen Wertebereich können ebenfalls mit anderen Merkmalen der Beschreibung beliebig kombiniert werden.

Tabelle 2

Wie die Figuren 1 und 12 zeigen, trifft die mittige Austrittsöffnung 24 direkt auf eine kreuzartige Ausbildung von Trennstegen 57 der Mischerstruktur 42. Dadurch fließt die Härterkomponente die mittige Austrittsöffnung 24 direkt in vier in Fig. 17 dargestellte Kammern 58, 59, 60, 61 der Mischerstruktur 42. Das Rohr 13 hat einen viereckigen bzw. quadratischen Querschnitt, wobei die Mischerstruktur jeweils aus viereckigen Kammern besteht. Ein runder Rohrquerschnitt mit entsprechend angepassten Kammern ist auch möglich. Der Durchmesser der mittigen Austrittsöffnung 24 ist größer z.B. mindestens doppelt so groß wie eine Wandstärke eines der mittigen Austrittsöffnungen zugeordneten Trennsteges 62 (Fig. 17).

Die Mischkammern 58 - 61 sind in dem Rohr 13 längs einer Rohrachse hinter- sowie nebeneinander angeordnet. In dieser Grundstruktur sind die Mischkammern durch radiale, in Richtung der Rohrachse stehende Wände 57a, 57b gegeneinander abgegrenzt, wie Fig. 14 zeigt. Durchbrüche 63, die in Fig. 15 zu erkennen sind, zwischen benachbarten Kammern bilden in den radialen Wänden Ein- und Ausgänge für die zu mischenden Komponenten. Zur Verbesse- rung des Mischungsverhaltens können auch geneigte Stege 64 in der Struktur angeformt sein. Der Mischer ist als Einwegmischer ausgeführt. Das Zuführteil 22 ist ebenfalls ein Einwegteil.

Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, so können anstelle von Binder- und Härterkomponenten auch andere fließfähige Komponen- ten eingesetzt werden. Die Kammerstruktur kann auch andere Formen aufweisen, als die gezeigte Vierkammerlösung. Eine Schraubverbindung kann durch eine andere Drehverbindung, z.B. Bajonettverbindung, ersetzt werden. Unter dem Begriff Kartusche ist jedes beliebige Behältnis für die Komponenten zu verstehen.

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Bezugszeichenliste

100 Mischsystem

10 statischer Mischer

11 Binderkomponente

12 Härterkomponente

13 Rohr

14 Erstes Ende (des Rohres)

15 Mischerkopf

16 Kartuschenauslass

17 Kanal (für die Binderkomponente)

18 Kanal (für die Härterkomponente)

19 Schraubgewinde

20 zweites Ende (des Rohres)

21 Austrittsdüse (des Rohres)

22 Zuführteil

23 Erste Austrittsöffnung(en)

24 Zweite Austrittsöffnung

25, 26 Auslasskanäle (des Kartuschenauslasses) 27, 28 Austrittsöffnungen (der Kartusche)

30 langer, innerer Füllstutzen

31 kurzer, äußerer Füllstutzen

32

33 Außengewinde

34 becherartiger Abschnitt

35 Becherboden

36 Becherwand

37 Becherrand

38 Kragen

40 Vorkammer

41 Wand (des Mischerkopfes)

42 Mischerstruktur

43 Kanal (Bindermasse) 44 trichterartiger Abschnitt

45 erste innenliegende Stufe

46 Außenrand des Kragens

47 Innenwand

48 zweite innenliegende Stufe 49

50 Innenwand

51 konische Innenwand

52 Kanal im Becherboden

53 Becherinnenwand

54 Dichtlippe

55

56 hülsenartiger Abschnitt

57 Trennstege

58-61 Kammern

62 Trennsteg

63 Durchbrüche

64 Stege

P Presssitz

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