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EP0942787A1 - Vorrichtung zum lagern, auspressen und dosieren von zwei-komponenten-zusammensetzungen - Google Patents

Vorrichtung zum lagern, auspressen und dosieren von zwei-komponenten-zusammensetzungen

Info

Publication number
EP0942787A1
EP0942787A1 EP98954317A EP98954317A EP0942787A1 EP 0942787 A1 EP0942787 A1 EP 0942787A1 EP 98954317 A EP98954317 A EP 98954317A EP 98954317 A EP98954317 A EP 98954317A EP 0942787 A1 EP0942787 A1 EP 0942787A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
components
tube
piston
chambers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP98954317A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0942787B1 (de
Inventor
Michael Hirthammer
Frank Lubczyk
Michael Stege
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel Teroson GmbH
Original Assignee
Henkel Teroson GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel Teroson GmbH filed Critical Henkel Teroson GmbH
Publication of EP0942787A1 publication Critical patent/EP0942787A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0942787B1 publication Critical patent/EP0942787B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
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    • B05C17/00503—Details of the outlet element
    • B05C17/00516—Shape or geometry of the outlet orifice or the outlet element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
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    • B05C17/00553—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with means allowing the stock of material to consist of at least two different components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C17/00553—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with means allowing the stock of material to consist of at least two different components
    • B05C17/00559—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with means allowing the stock of material to consist of at least two different components the different components being stored in coaxial chambers

Definitions

  • the invention relates to a device for storing, pressing out and dosing two-component products in a predetermined mixing ratio by pressing the components with the aid of a piston-cylinder arrangement and, if necessary, merging the components in a mixer, the two piston-cylinder arrangements being arranged axially one behind the other.
  • These devices are used for mixing two liquid or flowable components, in particular resin and hardener of two-component adhesives and / or sealants. Because of the desired reaction between the two components, mixing can only take place shortly before use. In order to achieve the optimal hardening and strength properties of the adhesives / sealants, these have to be dosed and mixed in a predetermined quantity ratio.
  • liquid to gel or pasty strands of the two components are squeezed out and mixed manually with one another in order to meter and set a specific mixing ratio of tubes or cylindrical containers (so-called cartridges).
  • This method has the disadvantage of very imprecise metering and adjustment of the mixing ratio of the two components.
  • GB-A-2086248 describes an apparatus for mixing and squeezing multi-component compositions, in which the mixing chamber is located within the storage container.
  • the storage container contains two separate chambers arranged next to one another for receiving the two reactive components. In doing so the two reactive components are pressed out of the storage chambers with the help of two movable pistons into the mixing chamber, at the top of which there is an application nozzle with a material outlet opening.
  • This device has the disadvantage that it requires application devices specially developed for this purpose for the synchronous propulsion of the squeezing pistons.
  • GB-A-2246127 describes a two-chamber cartridge for storing and applying two-component reactive materials which harden after the two components have been mixed.
  • This cartridge consists of an outer cylindrical container that receives one component and a coaxial inner chamber that contains the second reactive component.
  • the wall material of the inner chamber is designed to fold along the longitudinal axis when pressure is applied to one end of this chamber.
  • the other end of this inner chamber has a sealable outlet which, after unsealing, communicates with the outer chamber so that the two components are mixed in the outer chamber.
  • a mixing device and a material outlet opening for extruding the mixture are provided in this area of the outer chamber.
  • the other end of the outer chamber has a disc-shaped movable piston as a closure. When pressure acts on this disk-shaped piston, the material is pressed out of the outer chamber to the material outlet opening, at the same time this piston presses on the foldable wall of the inner chamber.
  • Such concentric cartridges are of complex construction and very difficult to infect.
  • DE-A-4202591 describes a method for premixing at least two pasty masses by introducing them into a mixer, in which the mass strands fed to the mixer form thin, adjacent layers.
  • DE-C-2927584 describes a device for dosing two-component products in a predetermined mixing ratio with the aid of a piston-cylinder arrangement, in which two cylinders are arranged axially one behind the other. With the help of a special arrangement, the two pistons located between the two chambers can be displaced in opposite directions at the same time, the component coming from the rear chamber through a component line leading centrally through the pistons and the front chamber the front end is guided, on which a mixing device is attached. Furthermore, coaxial cartridges with a static mixer are known, such as those under the
  • EP-A-624403 describes a device for the simultaneous application and mixing of two liquid products such as chemically reacting resins from two axially arranged chambers.
  • the two chambers have a concentric hollow tube inside and each have a piston which is axially displaceable in the chambers and is also displaceable with respect to the hollow inner tubes.
  • the rear chamber is telescopically moved within the front chamber, the two pistons being moved synchronously through the chambers.
  • the material flow from the rear chamber is conveyed through the central material feed pipe inside the front chamber to the front end, where the two material flows meet and are mixed.
  • a mandrel which is rigidly connected to the piston in the rear chamber, projects into the central material delivery pipe in the front chamber and moves synchronously with the pistons when emptying. Since the rear chamber is to telescope into the front chamber, it must be adapted to the front chamber with very tight tolerances. Such a device consists of many moving individual parts, which must be very precise and therefore require complex production. In addition, the filling process requires complex work processes.
  • the object was therefore to provide a device for pressing and dosing two-component products in a predetermined mixing ratio, which consists of a few easy-to-manufacture components. Furthermore, the device should be able to be filled with the individual reactive components in simple operations. The squeezing of the two components should be possible with standard cartridge pistols, in addition, the device should not contain any rotating parts for metering and mixing the component.
  • the outer dimensions of the chambers of the device according to the invention are selected such that the entire device fits into a standard cartridge pistol, so that the components can be pressed out with the aid of this standard cartridge pistol.
  • the outer diameter of the rear chamber is adapted to the inner diameter of the cartridge gun, but the outer diameter of the front chamber is smaller than that of the rear chamber.
  • This configuration also enables the components to be pressed out with the aid of a standard cartridge gun, but the volumes of the two components to be mixed can deviate very greatly from the ratio 1: 1.
  • the outer diameter of the front chamber in this embodiment depends on the volume required for the component that is to be dosed from the front chamber in relation to the volume of the component that is to be dosed from the rear chamber.
  • a mixing device for mixing the components can be placed on the removal opening of the device; this is preferably a static mixer.
  • the preferred application of the double-cartridge device is the storage, metering and mixing of two-component reactive adhesives in predetermined mixing ratios.
  • a flowable color component from one of the two chambers can be admixed, which simplifies storage for the user, since he only has to store a single adhesive / sealant in a base color (e.g. colorless or white pigmented) and the color component is his Can adapt to needs, for example in vehicle construction the paint used for the vehicle.
  • the catalyst, crosslinking agent and / or reactive component can also be combined with the color component in a single paste.
  • the basic adhesive / sealant component it is also possible for the basic adhesive / sealant component to be a one-component adhesive / sealant to which a color component which does not react with the reactive system is admixed.
  • the device according to the invention can also be used to apply foamable materials.
  • foamable materials there may be a polyurethane composition with reactive isocyanate groups in one chamber and a blowing agent and / or a water-containing paste in the other chamber.
  • foamable compositions are used, for example, in vehicle construction to foam cavities (so-called pillar fillers).
  • the device according to the invention offers the following advantages over the known prior art:
  • Standard application devices can be used for dispensing, dosing and mixing the components. eg use standard cartridge pistols, • The predetermined volumes of the two components to be mixed can be varied within wide limits despite the use of standard application devices.
  • the two chambers can be filled in a very simple manner, the same filling devices can also be used here as are used for the filling of standard cartridges,
  • the device consists of a few easy to manufacture and easy to assemble components.
  • FIG. 1 shows schematically an embodiment of the device according to the invention according to claim 1;
  • FIG. 2 shows a partial view at point 14 from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a detailed view at point 15 in FIG. 1
  • FIG. 4 is a detailed view of the front part of the front chamber with the
  • FIG. 5 shows a detailed view of the piston 7
  • FIG. 6 shows a detailed view from the rear area of the rear chamber
  • Figure 7 shows another embodiment of the rear region of the rear chamber.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the invention for pressing and dosing two-component products, in particular adhesives and sealants.
  • the front cylindrical container 1 serves to receive the one flowable component 11.
  • a tube 3 which has an opening 5 at its front end.
  • the rear end of the front chamber 1 is closed by a disk-shaped piston 7 which can be moved in the axial direction in the direction of the arrow labeled A.
  • the rear chamber 2 is used for Receiving the second flowable component 12.
  • a tube 4 In the center of this chamber is a tube 4, the inner diameter of which is designed so that the tube 4 can be telescopically moved over the tube 3 of the front chamber.
  • the front part of the tube 4 is designed as a plate-shaped flange 13, so that the piston 7 of the front chamber is moved synchronously with the forward movement of the tube 4.
  • the rear end of the tube 4 has a material opening 6.
  • the rear end of the rear chamber 2 is closed by an axially displaceable piston 8.
  • This piston 8 sits directly on the end of the tube 4.
  • both the piston 8 and the piston 7 move in the direction of the arrow A because of the mechanical coupling.
  • the tube 4 moves telescopically over the tube 3.
  • This ejection pressure promotes the component 12 through the material opening 6 into the interior of the tube 4, whereby this component is conveyed through the interior of the two tubes 4 and 3 in the direction of the removal opening 9 of the double cartridge.
  • the component 11 is conveyed out of the chamber 1 through the material opening 5 of the front pipe 3 in the direction of the removal opening 9 by the forward movement of the piston 7.
  • the two components can be applied in a type of coextrusion without further mixing directly at the end of the removal opening through a simple nozzle.
  • a mixing device 10 can be attached to the removal opening 9, which brings about an intensive mixing of the two flowable components 11 and 12.
  • This mixing device can preferably be a static mixer.
  • FIG. 2 shows a detailed view of the transition area between the two chambers 1 and 2 at point 14 in FIG. 1.
  • the front end of the wall 22 of the rear chamber 2 has a gradation on the outer edge such that the rear end the wall 21 of the front chamber 1 is seated on this gradation and thus causes exact centering and fixing of the two chambers 1 and 2.
  • FIG. 3 shows a detailed view 15 from FIG. 1. The central area of the front end of the rear chamber 2 is shown here.
  • a seal 35 is provided between the front wall 32 of the rear chamber 2 and the wall 34 of the rear tube 4, which is firmly connected to the wall 32.
  • This seal is intended to prevent the component 12 from escaping through the space between the rear tube 4 and the front opening of the chamber 2 and still enable the tube 4 to move axially.
  • This seal 35 can either be designed as an O-ring. If the chamber 2 consists of an injection molded plastic part, however, the seal 35 can also be a lip-like projection and thus an integral part of the rear chamber 2.
  • FIG. 4 shows a detailed view of the front area of the front chamber 1.
  • the front wall 41 corresponds with its opening to a standard cartridge in such a way that the front part of the wall 41 has a short tubular connecting piece 42 in the area of the removal opening, which has a External thread is provided.
  • the union nut 46 has a corresponding internal thread.
  • the wall 43 of the front tube 3 has a widening 49 in the front area.
  • the nozzle 47 placed on the front cartridge has a flange-like widening 48, as is customary with such nozzle tips for cartridges Flange 48 of the nozzle tip 47 rigidly fixed together. This ensures that when the ejection pressure acts on the rear piston 8, the front tube 3 remains unchanged in its bearing in the front cartridge.
  • the widening 49 can also have a sealing lip (not shown here) or an O-ring in order to prevent material from escaping through the space between the widening 49 and the wall 41.
  • a further possibility for increasing the tightness against material leakage consists in a conical design of the widening 49, the rear end of this widening then having a larger diameter than the front end. This embodiment is not shown in the drawings.
  • FIG. 5 shows a detailed view from the area of the disk-shaped piston 7 of the front cartridge chamber 1.
  • Tube 4 at the front end.
  • Piston-fixed O-rings can be formed, but they can also be lip-shaped
  • Embodiment is particularly useful when the piston 7 is injection molded from a thermoplastic. Each is shown schematically
  • FIGS. 6 and 7 show detailed views from the area of the rear piston 8.
  • the rear tube 4 is seated directly on the piston 8.
  • the piston 8 may have one or more sealing lips 65 on the outer region, which may be designed analogously to the sealing lips 35 and 55 mentioned above.
  • FIGS. 6 and 7, with the material outlet openings 66 and 76, represent two possible configurations of the rear end of the tube 4 These material outlet openings 66 and 76 are detailed designs of the material outlet opening 6 according to FIG.
  • the cross sections of the material outlet openings 5, 6, 66 and 76 can be varied within wide limits.
  • the upper limits are naturally given by the diameter of the pipes 3 and 4, otherwise the cross sections depend on the viscosity of the flowable components to be pressed and metered and on the maximum possible squeezing pressure.
  • the pistons 7 and 8 In order to ensure that the two cartridge chambers 1 and 2 are largely completely emptied, the pistons 7 and 8 have to cover the same distances in the axial direction until they are completely emptied. If the volumes of the components 11 and 12 to be metered are to differ from the ratio 1: 1, the outer diameter of the front cartridge chamber 1 can be reduced accordingly. If necessary, a centering aid must then be provided for the front cartridge so that the two cartridges can be emptied without difficulty using a standard cartridge gun.

Landscapes

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Dosieren von Zwei-Komponenten-Produkten, die in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis gemischt werden müssen, besteht aus 2 axial hintereinander angeordneten Kammern (1 und 2), die konzentrisch in den Kammern angeordnete Rohre (3 und 4) enthalten. Diese Rohre sind teleskopartig ineinander verschiebbar, wobei die Rohre am vorderen bzw. hinteren Ende Öffnungen (5 und 6) haben, die einen Transport der fließfähigen Komponenten durch das Innere der Rohre zu Entnahmeöffnung ermöglichen. Diese Vorrichtungen haben vorzugsweise zylinderförmige Gestalt, wobei die äußeren Abmessungen so gewählt sind, daß zum Applizieren der Zwei-Komponenten-Produkte aus dieser Vorrichtung eine Standardkartuschenpistole verwendet werden kann.

Description

Vorrichtung zum Lagern, Auspressen und Dosieren von Zweikomponenten- Zusammensetzungen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lagern, Auspressen und Dosieren von Zweikomponenten-Produkten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis durch Pressen der Komponenten mit Hilfe einer Kolben-Zylinderanordnung und ggf. Zusammenführen der Komponenten in einem Mischer, wobei die beiden Kolben- Zylinderanordnungen axial hintereinander angeordnet sind. Diese Vorrichtungen werden zum Mischen zweier flüssiger bzw. fließfähiger Komponenten, insbesondere Harz und Härter von zweikomponentigen Kleb- und/oder Dichtstoffen benutzt. Wegen der an sich gewünschten Reaktion zwischen den beiden Komponenten kann das Mischen erst kurz vor Gebrauch stattfinden. Zum Erzielen der optimalen Härtungs- und Festigkeitseigenschaften der Kleb-/Dichtstoffe müssen diese in einem vorbestimmten Mengenverhältnis dosiert und gemischt werden.
Gemäß bisherigem Stand der Technik werden zum Dosieren und Einstellen eines bestimmten Mischungsverhältnisses aus Tuben oder zylindrischen Behältern (sogenannten Kartuschen) flüssige bis gelförmige oder pastenförmige Stränge der beiden Komponenten ausgepreßt und manuell miteinander vermischt. Dieses Verfahren hat den Nachteil einer sehr ungenauen Dosierung und Einstellung des Mischungsverhältnisses der beiden Komponenten. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, befriedigendere und zuverlässigere Vorrichtungen zum Dosieren und Einstellen eines bestimmten Mischungsverhältnisses von reaktiven fließfähigen Zusammensetzungen zu entwickeln.
Die GB-A-2086248 beschreibt eine Vorrichtung zum Mischen und Auspressen von mehrkomponentigen Zusammensetzungen, bei der sich die Mischkammer innerhalb des Lagerbehälters befindet. Der Lagerbehälter enthält zwei separate nebeneinander angeordnete Kammern zur Aufnahme der beiden reaktiven Komponenten. Dabei werden die beiden Reaktivkomponenten aus den Vorratskammern mit Hilfe von zwei beweglichen Kolben in die Mischkammer gedrückt, an deren Spitze sich eine Applikationsdüse mit Materialaustrittsöffnung befindet. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie speziell dafür entwickelte Applikationsgeräte zum synchronen Vortrieb der Auspresskolben benötigt.
Die GB-A-2246127 beschreibt eine Zweikammerkartusche zum Lagern und Applizieren von Zweikomponenten-Reaktivmaterialien, die nach dem Durchmischen der beiden Komponenten aushärten. Diese Kartusche besteht aus einem äußeren zylindrischen Behälter, der die eine Komponente aufnimmt und einer coaxialen inneren Kammer, die die zweite Reaktivkomponente enthält. Das Wandmaterial der inneren Kammer ist so ausgebildet, daß es sich entlang der Längsachse zusammenfaltet wenn auf ein Ende dieser Kammer Druck ausgeübt wird. Das andere Ende dieser inneren Kammer hat einen versiegelbaren Auslaß, der nach dem Entsiegeln mit der äußeren Kammer in Verbindung steht, so daß die beiden Komponenten in der äußeren Kammer durchmischt werden. In diesem Bereich der äußeren Kammer ist eine Mischeinrichtung vorgesehen sowie eine Materialauslaßöffnung zum Extrudieren der Mischung. Das andere Ende der äußeren Kammer hat einen scheibenförmigen beweglichen Kolben als Verschluß. Bei Einwirken von Druck auf diesen scheibenförmigen Kolben wird das Material aus der äußeren Kammer zur Materialauslaßöffnung gedrückt gleichzeitig drückt dieser Kolben auf die zusammenfaltbare Wand der inneren Kammer. Derartige konzentrische Kartuschen sind kompliziert gebaut und sehr schwierig zu befallen.
Die DE-A-4202591 beschreibt ein Verfahren zum Vormischen von wenigstens zwei pastösen Massen durch Einleiten in einen Mischer, bei dem die dem Mischer zugeführten Massenstränge dünne, aneinandergrenzende Schichten bilden. Die DE-C-2927584 beschreibt eine Vorrichtung zum Dosieren von Zweikomponenten-Produkten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis mit Hilfe einer Kolben-Zylinderanordnung, bei der zwei Zylinder axial hintereinander angeordnet sind. Mit Hilfe einer speziellen Anordnung können die beiden zwischen den beiden Kammern befindlichen Kolben gleichzeitig gegenläufig verschoben werden, wobei die Komponente aus der hinteren Kammer durch eine zentral durch die Kolben und die vordere Kammer führende Komponentenleitung an das Vorderende geführt wird, an dem eine Mischeinrichtung angebracht ist. Weiterhin sind coaxiale Kartuschen mit vorgesetztem Statikmischer bekannt wie sie z.B. unter dem
Namen „Supermix" der Firma Liquid Control angeboten werden. Außerdem sind 2-K-
Systeme mit zwei parallelen Kartuschen und einem dynamischen Mischkopf bekannt, wie z.B. in der EP-B-313519 oder der EP-B-351358 beschrieben sind.
Die EP-A-624403 beschreibt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Ausbringen und Mischen von zwei flüssigen Produkten wie chemisch reagierenden Harzen aus zwei axial hintereinander angeordneten Kammern. Die beiden Kammern haben ein konzentrisches hohles Rohr im Inneren und jeweils einen Kolben der axial in den Kammern verschiebbar ist und auch in Bezug auf die hohlen Innenrohre verschiebbar ist. Zum Auspressen der Substanzen wird die hintere Kammer teleskopisch innerhalb der vorderen Kammer verschoben, wobei die beiden Kolben synchron durch die Kammern bewegt werden. Der Materialstrom aus der hinteren Kammer wird dabei durch das zentrale Materialförderrohr im Inneren der vorderen Kammer an das vordere Ende gefördert, wo die beiden Materialströme zusammentreffen und durchmischt werden. Zur Reduzierung der Volumendifferenz zwischen den beiden Kammern bzw. zum Reduzieren des Totvolumens beim Beginn der Extrusion ragt ein Dorn, der starr mit dem Kolben der hinteren Kammer verbunden ist, in das zentrische Materialförderrohr der vorderen Kammer und bewegt sich beim Entleeren synchron mit den Kolben. Da sich die hintere Kammer teleskopartig in die vordere Kammer schieben soll, muß sie mit sehr engen Toleranzen an die vordere Kammer angepaßt werden. Eine derartige Vorrichtung besteht aus vielen beweglichen Einzelteilen, die sehr paßgenau sein müssen und daher eine aufwendige Fertigung erfordern. Außerdem erfordert der Befüllungsvorgang komplexe Arbeitsabläufe.
Es bestand daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Auspressen und Dosieren von Zwei- Komponenten-Produkten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis bereitzustellen, die aus wenigen leicht zu fertigenden Bauteilen besteht. Weiterhin sollte die Vorrichtung mit den einzelnen Reaktivkomponenten in einfachen Arbeitsgängen befüllbar sein. Das Auspressen der beiden Komponenten soll mit Standardkartuschenpistolen möglich sein, außerdem soll die Vorrichtung keine rotierenden Teile zum Dosieren und Mischen der Komponente enthalten.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist den Patentansprüchen zu entnehmen. Sie beinhaltet im wesentlichen die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Dosieren von Zwei- Komponenten-Produkten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis bestehend aus zwei axial hintereinander angeordneten Kammern. Diese Kammern enthalten konzentrisch in den Kammern angeordnete Rohre die teleskopartig ineinander verschiebbar sind, wobei die Rohre am vorderen bzw. hinteren Ende Öffnungen haben, die einen Transport der fließfähigen Komponenten durch das Innere der Rohre zur Entnahmeöffnung ermöglichen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Außenabmessungen der Kammern der erfindungsgemäßen Vorrichtung so gewählt, daß die gesamte Vorrichtung in eine Standard-Kartuschen-Pistole paßt, so daß die Komponenten mit Hilfe dieser Standard-Kartuschen-Pistole ausgepresst werden können.
In einer weiteren Ausfuhrungsform ist nur der Außendurchmesser der hinteren Kammer dem Innendurchmesser der Kartuschen-Pistole angepaßt, der Außendurchmesser der vorderen Kammer ist jedoch kleiner als der der hinteren Kammer. Dieser Ausgestaltung ermöglicht ebenfalls das Auspressen der Komponenten mit Hilfe einer Standard- Kartuschen-Pistole jedoch können hierbei die Volumina der beiden zu mischenden Komponenten sehr stark vom Verhältnis 1 : 1 abweichen. Der Außendurchmesser der vorderen Kammer richtet sich bei dieser Ausführungsform nach dem erforderlichen Volumen für die Komponente die aus der vorderen Kammer dosiert werden soll im Verhältnis zum Volumen der Komponente, die aus der hinteren Kammer dosiert werden soll.
Für eine Vielzahl von Kleb-/Dichtstoffen genügt es, daß die beiden reaktiven Komponenten als zwei miteinander in Kontakt stehenden Stränge extrudiert werden. Die Durchmischung der Katalysatoren, Initiatoren oder Reaktivkomponenten geschieht hierbei durch Diffusion in den jeweils anderen Teilstrang. Beispiele für derartige Klebstoffe sind die sogenannten „No-Mix" oder „Second Generation Acrylic Adhesives".
In einer weiteren Ausführungsform kann jedoch auf die Entnahmeöffnung der Vorrichtung eine Mischeinrichtung zur Durchmischung der Komponenten aufgesetzt werden, vorzugsweise ist dies ein Statikmischer.
Die bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Doppel-Kartuschen- Vorrichtung ist das Lagern, Dosieren und Mischen von zweikomponentigen reaktiven Klebstoffen in vorbestimmten Mischungsverhältnissen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine fließfähige Farbkomponente aus einer der beiden Kammern zugemischt werden, dadurch vereinfacht sich beim Anwender die Lagerhaltung, da er nur einen einzigen Kleb-/Dichtstoff in einer Grundfarbe (z.B farblos oder weißpigmentiert) bevorraten muß und die Farbkomponente seinen Bedürfnissen anpassen kann, im Fahrzeugbau kann es z.B. der für das Fahrzeug verwendete Lack sein. Gegebenenfalls lassen sich auch Katalysator, Vernetzer und/oder Reaktivkomponente mit der Farbkomponente in einer einzigen Paste kombinieren. Es ist jedoch auch möglich, daß die Basis-Kleb-/Dichtstoffkomponente ein einkomponentiger Kleb-/Dichtstoff ist, dem eine mit dem Reaktivsystem nicht reagierende Farbkomponente zugemischt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zum Applizieren von schäumbaren Materialien dienen. Dabei kann beispielsweise in einer Kammer eine Polyurethan- Zusammensetzung mit reaktiven Isocyanatgruppen sein und in der anderen Kammer ein Treibmittel und/oder eine Wasser enthaltende Paste. Derartige schäumbare Zusammensetzungen finden beispielsweise im Fahrzeugbau Verwendung zum Ausschäumen von Hohlräumen (sogenannte Pillar Filier).
Wie bereits oben erwähnt, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber dem bekannten Stand der Technik die folgenden Vorteile:
Zum Ausbringen, Dosieren und Mischen der Komponenten lassen sich Standardapplikationsgeräte. z.B. Standard-Kartuschen-Pistolen verwenden, • die vorbestimmten Volumina der beiden zu mischenden Komponenten lassen sich trotz der Verwendung von Standardapplikationsgeräten in weiten Grenzen variieren.
• die Befüllung der beiden Kammern kann in sehr einfacher Weise geschehen, auch hier können die gleichen Füllgeräte verwendet werden die für die Befüllung von Standardkartuschen eingesetzt werden,
• die Vorrichtung besteht aus wenigen leicht zu fertigenden und leicht zusammenzusetzenden Bauteilen.
In der beigefügten Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bei der nachfolgenden Beschreibung dieser Ausfuhrungsbeispiele werden die bereits erwähnten, aber auch weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich. In der Zeichnung sind alle Darstellungen geschnittende Seitenansichten. Es zeigen
Figur 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ; Figur 2 eine Teilansicht an der Stelle 14 aus Figur 1
Figur 3 eine Detailansicht an der Stelle 15 in Figur 1
Figur 4 eine Detailansicht des vorderen Teils der vorderen Kammer mit der
Entnahmeöffnung; Figur 5 eine Detailansicht des Kolbens 7
Figur 6 eine Detailansicht aus dem hinteren Bereich der hinteren Kammer;
Figur 7 eine weitere Ausführungsform des hinteren Bereichs der hinteren Kammer.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auspressen und Dosieren von 2-Komponenten-Produkten, insbesondere Kleb- und Dichtstoffen. Der vordere zylinderfbrmige Behälter 1 dient zur Aufnahme der einen fließfähigen Komponente 11. Im Zentrum des Behälters 1 befindet sich ein Rohr 3, das an seinem vorderen Ende eine Öffnung 5 hat. Das hintere Ende der vorderen Kammer 1 ist durch einen scheibenförmigen Kolben 7 verschlossen, der sich in axialer Richtung in Richtung des mit A bezeichneten Pfeiles bewegen läßt. Die hintere Kammer 2 dient zur Aufnahme der zweiten fließfähigen Komponente 12. Im Zentrum dieser Kammer befindet sich ein Rohr 4, dessen Innendurchmesser so ausgebildet ist, daß das Rohr 4 sich teleskopartig über das Rohr 3 der vorderen Kammer verschieben läßt. Der vordere Teil des Rohres 4 ist als tellerförmiger Flansch 13 ausgebildet, so daß bei der Vorwärtsbewegung des Rohres 4 der Kolben 7 der vorderen Kammer synchron mitbewegt wird. Das hintere Ende des Rohres 4 hat eine Materialöffnung 6. Das hintere Ende der hinteren Kammer 2 ist durch einen axial verschiebbaren Kolben 8 verschlossen. Dieser Kolben 8 sitzt unmittelbar auf dem Ende des Rohres 4 auf. Beim Einwirken eines Auspressdrucks auf den Kolben 8 bewegen sich wegen der mechanischen Kopplung sowohl der Kolben 8 als auch der Kolben 7 in Richtung des Pfeiles A. Gleichzeitig schiebt sich teleskopartig das Rohr 4 über das Rohr 3. Durch diesen Auspressdruck wird eine Förderung der Komponente 12 durch die Materialöffnung 6 in das Innere des Rohres 4 bewirkt wodurch diese Komponente durch das Innere der beiden Rohre 4 und 3 in Richtung Entnahmeöffhung 9 der Doppelkartusche gefördert wird. Gleichzeitig wird durch die Vorwärtsbewegung des Kolbens 7 die Komponente 11 aus der Kammer 1 durch die Materialöffnung 5 des vorderen Rohres 3 ebenfalls in Richtung auf die Entnahmeöffnung 9 gefördert. Dabei können die beiden Komponenten in einer Art Coextrusion ohne weitere Durchmischung direkt am Ende der Entnahmeöffnung durch eine einfache Düse appliziert werden. Diese Ausführungsform ist nicht dargestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann jedoch an der Entnahmeöffnung 9 eine Mischeinrichtung 10 angebracht sein, die ein intensives Durchmischen der beiden fließfähigen Komponenten 11 und 12 bewirkt. Vorzugsweise kann diese Mischeinrichtung ein Statikmischer sein.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht des Übergangsbereiches zwischen den beiden Kammern 1 und 2 an der Stelle 14 der Figur 1. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat das vordere Ende der Wandung 22 der hinteren Kammer 2 am Außenrand eine Abstufung dergestalt, daß das hintere Ende der Wandung 21 der vorderen Kammer 1 auf dieser Abstufung aufsitzt und damit eine genaue Zentrierung und Fixierung der beiden Kammern 1 und 2 bewirkt. Die Figur 3 zeigt eine Detailansicht 15 aus Figur 1. Hier ist der zentrale Bereich des vorderen Endes der hinteren Kammer 2 dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der vorderen Wandung 32 der hinteren Kammer 2 und der Wandung 34 des hinteren Rohres 4 eine Dichtung 35 vorgesehen, die fest mit der Wandung 32 verbunden ist. Diese Dichtung soll ein Austreten der Komponente 12 durch den Zwischenraum zwischen dem hinteren Rohr 4 und der vorderen Öffnung der Kammer 2 verhindern und trotzdem eine axiale Bewegung des Rohres 4 ermöglichen. Diese Dichtung 35 kann entweder als O-Ring ausgebildet sein. Wenn die Kammer 2 aus einem Kunststoffspritzgußteil besteht, kann die Dichtung 35 jedoch auch ein dichtlippenartiger Vorsprung und damit ein integraler Bestandteil der hinteren Kammer 2 sein.
Die Figur 4 zeigt eine Detailansicht des vorderen Bereichs der vorderen Kammer 1. In dieser Ausführungsform entspricht die vordere Wandung 41 mit ihrer Öffnung einer Standardkartusche dergestalt, daß der vordere Teil der Wandung 41 im Bereich der Entnahmeöffnung einen kurzen rohrförmigen Stutzen 42 hat, der mit einem Außengewinde versehen ist. Die Überwurfmutter 46 hat ein entsprechendes Innengewinde. Die Wandung 43 des vorderen Rohres 3 hat im vorderen Bereich eine Verbreiterung 49. Die auf die vordere Kartusche aufgesetzte Düse 47 hat wie bei derartigen Düsenspitzen für Kartuschen üblich, eine flanschartige Verbreiterung 48. Durch die Überwurfmutter 46 werden die Verbreiterung 49 des Rohres 3 und der Flansch 48 der Düsenspitze 47 starr miteinander fixiert. Dadurch wird gewährleistet, daß bei Einwirken des Auspressdrucks auf den hinteren Kolben 8 das vordere Rohr 3 in seiner Lager unverändert in der vorderen Kartusche bleibt. Gegebenenfalls kann die Verbreiterung 49 noch eine hier nicht gezeigte Dichtlippe oder einen O-Ring haben um einen Materialaustritt durch den Zwischenraum zwischen der Verbreiterung 49 und der Wandung 41 zu verhindern. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Dichtigkeit gegen Materialaustritt besteht in einer konischen Ausbildung der Verbreiterung 49, wobei dann das hintere Ende dieser Verbreiterung einen größeren Durchmesser hat als das vordere Ende. Diese Ausfuhrungsform ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Die Figur 5 zeigt eine Detailansicht aus dem Bereich des scheibenförmigen Kolbens 7 der vorderen Kartuschenkammer 1. Gezeigt wird hier zum einen eine Detailansicht des Übergangsbereiches der Rohre 3 und 4 mit der flanschartigen Verbreiterung 13 des
Rohres 4 am vorderen Ende. Zur Vermeidung von Undichtigkeiten und zur Verhinderung von Materialaustritt an den Zwischenräumen zwischen der zentrischen Bohrung des
Kolbens 7 und dem vorderen Rohr 3 sowie am Außenrand zwischen den Kolben 7 und der Wandung der vorderen Kartusche kann der Kolben 7 Dichtlippen 55 an diesen
Übergangsstellen enthalten. Diese Dichtlippen können entweder in Form von separat am
Kolben fixierten O-Ringen ausgebildet sein, sie können jedoch auch als lippenförmige
Vorsprünge integraler Bestandteil des Kolbens 7 sein. Die letztgenannte
Ausfuhrungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn der Kolben 7 aus einem thermoplastischen Kunststoff spritzgegossen wird. Schematisch dargestellt sind an jedem
Zwischenraum zwei Dichtlippen 55, es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, daß eine oder auch mehr als zwei Dichtlippen vorgesehen werden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen Detailansichten aus dem Bereich des hinteren Kolbens 8. Dabei sitzt das hintere Rohr 4 direkt auf dem Kolben 8 auf. Der Kolben 8 hat am Außenbereich ggf. eine oder mehrere Dichtlippen 65, die analog ausgebildet sein können wie die oben genannten Dichtlippen 35 und 55. Die Figuren 6 und 7 stellen mit den Materialaustrittsöffnungen 66 und 76 zwei mögliche Ausgestaltungsformen des hinteren Endes des Rohres 4 dar. Diese Materialaustrittsöffnungen 66 und 76 sind Detailausführungen der Materialaustrittsöffnung 6 gemäß Figur 1.
Die Querschnitte der Materialaustrittsöffnungen 5, 6, 66 bzw. 76 können in weiten Grenzen variiert werden. Die Obergrenzen sind naturgemäß durch die Durchmesser der Rohre 3 bzw. 4 gegeben, ansonsten richten sich die Querschnitte nach der Viskosität der auszupressenden und zu dosierenden fließfähigen Komponenten sowie nach dem maximal möglichen Auspressdruck.
Um ein weitgehend vollständiges Entleeren der beiden Kartuschenkammern 1 und 2 zu gewährleisten, müssen die Kolben 7 und 8 in axialer Richtung gleiche Wegstrecken bis zur vollständigen Entleerung zurücklegen. Wenn die Volumina der zu dosierenden Komponenten 11 und 12 vom Verhältnis 1 : 1 verschieden sein sollen, kann der Außendurchmesser der vorderen Kartuschenkammer 1 entsprechend verringert werden. Gegebenenfalls ist dann für die vordere Kartusche eine Zentrierungshilfe vorzusehen, so daß die beiden Kartuschen ohne Schwierigkeiten mit Hilfe einer Standard-Kartuschen- Pistole entleert werden können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Dosieren von Zwei-Komponenten-Produkten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis bestehend aus zwei axial hintereinander angeordneten Kammern (1) und (2) dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrisch in den Kammer angeordneten Rohre (3) und (4) teleskopartig ineinander verschiebbar sind, wobei die Rohre am vorderen bzw. am hinteren Ende Öffnungen (5) und (6) haben, die einen Transport der fließfähigen Komponenten (11) und (12) durch das Innere der Rohre zur Entnahmeöffnung (9) ermöglichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des hinteren Rohres (4) größer ist als der Durchmesser des vorderen Rohres (3).
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Rohr (4) an seinem vorderen Ende eine Verbreiterung (13) hat, so daß bei einem auf den hinteren Kolben (8) in Richtung A ausgeübten Auspressdruck das Rohr (4) den vorderen Kolben (7) in gleichem Maße in Richtung Entnahmeöffnung (9) treibt und die fließfähigen Komponenten (1 1) und (12) durch die Öffnungen (5) und (6) und durch die Rohre (3) und (4) zur Entnahmeöffnung (9) fördert.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Entnahmeöffnung (9) eine Mischvorrichtung (10) zur Durchmischung der Komponenten (11) und (12) aufgesetzt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (1) und (2) zylinderförmig ausgebildet sind und den gleichen Durchmesser haben.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen der Kammern (1) und (2) so gewählt werden, daß die Komponenten mit Hilfe einer Standard-Kartuschen-Pistole ausgepresst werden können.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der hinteren Kammer (2) dem Innendurchmesser der Kartuschen-Pistole entspricht, der Außendurchmesser der vorderen Kammer (1) jedoch kleiner als der der hinteren Kammer (2) ist.
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