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Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für ein fließfähiges Medium, insbesondere für einen Klebstoff, wie er für die Nahtabdichtung im Automobilbau Verwendung findet. Die Mischeinrichtung umfasst einen rohrförmigen Grundkörper, in dessen von dem fließfähigen Medium durchströmbaren Innenraum eine Mehrzahl von Mischelementen angeordnet sind.
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Die
EP 0 655 275 A1 beschreibt eine statische Mischvorrichtung für ein fließendes Medium in einem rohrartigen Gehäuse, durch welches eine Hauptfließrichtung des Mediums definiert ist. In dem Gehäuse sind zwei zickzackförmige oder wellenförmige Teilstücke angeordnet, welche im Bereich von Querstegen miteinander verbunden sind. Eine derartige Mischvorrichtung ist vergleichsweise aufwändig.
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Des Weiteren beschreibt die
EP 0 074 570 A2 einen Mischer, bei welchem in einem rohrförmigen Gehäuse eine Vielzahl von schraubenförmig gewendelten Metallrohren angeordnet sind, welche von einem Temperiermittel durchströmbar sind, um ein durch das Gehäuse strömendes Produkt zu vermischen und zugleich zu kühlen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mischeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche besonders einfach aufgebaut ist und eine besonders gute Durchmischung des fließfähigen Medium ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Mischeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Bei der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung sind die Mischelemente als miteinander gekoppelte Kettenglieder ausgebildet, welche in dem Innenraum des Grundkörpers relativ zueinander bewegbar sind. Dadurch, dass die Kettenglieder sich relativ zueinander bewegen können, sorgen sie für eine gute Durchmischung des fließfähigen Mediums, wenn dieses den Innenraum des Grundkörpers durchströmt. Zudem kann sich eine aus Kettengliedern aufgebaute Kette besonders gut an Krümmungen des rohrförmigen Grundkörpers anpassen. Des Weiteren lässt sich die Länge der die frei kombinierbaren Kettenglieder umfassenden Kette besonders gut auf die Länge des rohrförmigen Grundkörpers abstimmen, nämlich durch Hinzufügen oder Entfernen von Kettengliedern. Auch lässt sich eine solche Kette besonders gut nachträglich in einen bestehenden rohrförmigen Grundkörper einbringen, so dass mit geringem Aufwand eine bestehende Anlage nachgerüstet werden kann. Die Mischeinrichtung ist außerdem besonders einfach aufgebaut, und sie führt im Betrieb zu einer besonders guten Durchmischung des fließfähigen Mediums.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist über den rohrförmigen Grundkörper und/oder über die Kettenglieder Wärme in das fließfähige Medium einbringbar. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Mischeinrichtung zum Mischen und Beheizen eines Klebstoffs verwendet werden soll, wie er beispielsweise bei der Nahtabdichtung im Automobilbau zum Einsatz kommt. Derartige Klebstoffe oder allgemein flüssige oder pastöse Medien mit einer vergleichsweise geringen Wärmeleitfähigkeit benötigen nämlich in der Regel besonders lange Heizstrecken. Dies gilt insbesondere, wenn das fließfähige Medium so hochviskos ist, dass die Strömung im rohrförmigen Grundkörper im Wesentlichen laminar ist.
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Bei einer langen Heizstrecke besteht jedoch die Gefahr, dass das Medium über eine Solltemperatur hinaus erwärmt wird, was dann zu einer irreversiblen Veränderungen des Materials und einer Funktionseinschränkung desselben führen kann. Hier sorgt die Kette für Abhilfe, da auf Grund der durch diese bewirkten Durchmischung des Mediums eine gleichmäßige Verteilung der Wärme erreicht wird, selbst wenn das Medium eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Da nämlich das Medium auf Grund der Kettenglieder zwangsweise vermischt wird, gelangt bereits erwärmtes Medium in Kontakt mit noch nicht erwärmten Medium. So wird ein Temperaturgradient eingestellt, welcher die Wärmeleitung in dem Medium begünstigt.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn eine Länge eines jeweiligen Kettengliedes größer ist als eine lichte Weite des von dem fließfähigen Medium durchströmbaren Innenraums des Grundkörpers. Dann kann ein in den Innenraum eingebrachtes Kettenglied sich in dem Innenraum nicht quer stellen, so dass die Kettenglieder das Durchströmen des Innenraums nicht über das für die Durchmischung gewünschte Maß hinaus behindern.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Öffnung, welche von einem das jeweilige Kettenglied bildenden Ringelement begrenzt ist, zumindest bereichsweise enger als das Zweifache eines Durchmessers des Ringelements. Dadurch können, wenn in die Öffnung des Ringelements zwei mit diesem Ringelement gekoppelte weitere Ringelemente eingehängt sind, sich diese beiden Ringelemente nicht übereinander schieben und verkanten. So ist dafür gesorgt, dass die Bewegbarkeit der Kettenglieder relativ zueinander aufrecht erhalten bleibt.
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Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eines der Kettenglieder zumindest einen Steg umfassen, welcher jeweilige Ösen dieses Kettenglieds voneinander abgrenzt. Dann können die mit diesem Kettenglied gekoppelten beiden Kettenglieder in die jeweilige Öse eingehängt werden. Auch dies führt dazu, dass sich die beiden an das Kettenglied angekoppelten weiteren Kettenglieder nicht miteinander verhaken oder im Innenraum des Grundkörpers verkanten können.
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Wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an zumindest einem der Kettenglieder wenigstens ein Flügel und/oder wenigstens ein Dom oder dergleichen das Vermischen förderndes Element angeordnet ist, so lassen sich besonders gut Turbulenzen in dem Medienstrom herbeiführen, und es lässt sich die Vermischung verbessern.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Kettenglieder aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das fließfähige Medium gebildet sind. Dadurch lässt sich beim Beheizen des fließfähigen Mediums ein besonders guter Wärmeeintrag in dasselbe erreichen. Dies kann insbesondere bewerkstelligt werden, indem die Kettenglieder aus einem Metall, beispielsweise aus Eisen, gebildet sind. Im Vergleich zu Klebstoffen wie sie derzeit für die Nahtabdichtung im Automobilbau verwendet werden, hat nämlich Eisen eine um etwa das 500-fache höhere Wärmeleitfähigkeit.
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Kettenglieder mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit sind des Weiteren dann vorteilhaft, warm über diese aus dem Medium Wärme abgeführt, das Medium also gekühlt werden soll.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der rohrförmigen Grundkörper aus einem flexiblen Material gebildet ist. Dadurch lassen sich mit dem Medium zu beaufschlagende Stellen besonders gut erreichen, wobei auf Grund der Bewegbarkeit der Kette diese einem gekrümmten Verlauf des Grundkörpers besonders gut folgen kann. Dies gilt auch, wenn der aus dem flexiblen Material gebildete Grundkörper, welcher beispielsweise als Schlauch ausgebildet sein kann, während des Mischvorgangs und/oder während des Aufbringens des Mediums auf eine gewünschte Stelle bewegt wird und hierbei seine Krümmung ändert.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
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1 einen Rohrmischer in einer Schnittansicht, bei welchem in einem rohrförmigen Grundkörper eine Kette angeordnet ist, deren Kettenglieder als Mischelemente wirken;
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2 den Rohrmischer gemäß 1 im Querschnitt
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3 eine Variante des Rohrmischers mit einer sich im Innenraum des Rohrs befindenden Kette;
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4 ein einzelnes Kettenglied der Kette des Rohrmischers gemäß 1 in einer Draufsicht;
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5 das Kettenglied gemäß 4 in einer Schnittansicht;
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6 ein alternatives Kettenglied, welches in einem Rohrmischer gemäß 1 oder gemäß 3 Verwendung finden kann in einer Draufsicht; und
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7 das Kettenglied gemäß 6 in einer Schnittansicht.
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1 zeigt in einer Schnittansicht ein Rohrmischer 10, welcher zum Beheizen oder Vermischen eines Klebstoffs einsetzbar ist, welcher insbesondere zur Nahtabdichtung an Fahrzeugen Verwendung finden kann. Der Rohrmischer 10 ist jedoch auch zum Mischen und Erhitzen oder Kühlen weiterer fließfähiger Medien bzw. pastöser Massen geeignet.
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Der Rohrmischer 10 umfasst einen rohrförmigen Grundkörper 12, welcher starr oder auch als flexibler Schlauch ausgebildet sein kann. Ein von dem Grundkörper 12 eingeschlossener Innenraum 14 wird im Betrieb des Rohrmischers 10 von dem fließfähigen Medium, beispielsweise dem Klebstoff zur Nahtabdichtung, durchströmt. Über den Grundkörper 12 wird Wärme in das fließfähige Medium eingebracht.
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Zum Durchmischen des Mediums beim Durchströmen des Innenraums 14 ist in dem Innenraum 14 eine Kette 16 angeordnet, welche eine Mehrzahl von miteinander gekoppelten und relativ zueinander bewegbaren Kettengliedern 18 umfasst. Dadurch, dass die Kettenglieder 18 frei miteinander kombinierbar sind, lässt sich die Länge der Kette 16 sehr gut an die Länge des Grundkörpers 12 bzw. an die Länge der Heizstrecke anpassen. Zudem kann die flexible Kette 16 gut Biegungen oder Krümmungen des Grundkörpers 12 folgen, etwa wenn dieser als Schlauch ausgebildet ist.
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Wenn das Medium den Innenraum 14 durchströmt, sorgen die beweglichen Kettenglieder 18 für eine Zwangsdurchmischung des Mediums. Dadurch kommt weniger stark erwärmtes Medium mit stärker erwärmtem Medium in Kontakt und auf Grund des sich dadurch einstellenden Temperaturgradienten erfolgt ein besonders effektiver Wärmeeintrag in das Medium.
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Wie insbesondere in Zusammenschau mit 4 besonders gut ersichtlich ist, ist eine Länge L des jeweiligen Kettenglieds 18 größer als ein Innendurchmesser D des Grundkörpers 12. Dies führt dazu, dass das jeweilige Kettenglied 18 seine jeweilige Orientierung in die Strömungsrichtung des Mediums durch den Innenraum 14 beibehält. Trotzdem können die Kettenglieder 18 in Anlage mit der Innenwandung des Grundkörpers 12 gelangen und so besonders gut Wärme vom Grundkörper in den Innenraum 14 eintragen.
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Aus 2 ist insbesondere in Zusammenschau 4 und 5 gut ersichtlich, dass eine Dicke d des jeweiligen Kettenglieds 18 größer ist als die Hälfte einer Breite B einer Öffnung 20 des jeweiligen Kettenglieds 18. Dies führt dazu, dass zwei in die gleiche Öffnung 20 eingehängte Kettenglieder 18 nicht übereinander in der Öffnung 20 Platz finden. Dadurch ist ein Verkanten der beiden an ein erstes Kettenglied 18 angrenzenden Kettenglieder 18 miteinander vermieden, welche in das erste Kettenglied 18 eingehängt sind.
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Bei der Variante des Rohrmischers 10, welche in 3 gezeigt ist, ist die Dicke d der Kettenglieder 18 geringer als die Breite B der Öffnung 20 in dem jeweiligen Kettenglied 18. Dadurch können die Kettenglieder 18 dieser Kette 16 insbesondere weit zusammen geschoben werden, können aber auch verkanten.
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Die in 1 bis 5 gezeigten Kettenglieder 18 sind als Ringelemente ausgebildet, welche eine elliptische Form aufweisen. in alternativen Ausführungsformen sind auch andere Ausgestaltungen von umfangsseitig geschlossenen Ringelementen oder von offenen Kettengliedern möglich.
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Bei der in 6 gezeigten Ausgestaltung der Kettenglieder 18 sind diese ebenfalls als geschlossene Ringelemente ausgebildet, jedoch ist je Kettenglied 18 ein Steg 22 vorgesehen, welcher zwei jeweilige Ösen 24 des Kettenglieds 18 voneinander abgrenzt. Bei der entsprechenden Kette ist dann in jede der beiden Ösen 24 ein jeweiliges weiteres Kettenglied 18 eingehängt. Durch den Steg 22 ist hierbei der Ort der Ankopplung des nächsten Kettenglieds 18 an das jeweilige Kettenglied 18 eindeutig definiert, und ein Verkanten von zwei mit demselben Kettenglied 18 verbundenen weiteren Kettengliedern 18 ist auf diese Weise unterbunden. Ein solches Kettenglied 18 kann insbesondere eine geringe Dicke d aufweisen als das in 5 gezeigte Kettenglied 18.
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Die Kettenglieder 18 sind bevorzugt aus Metall, welches eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, als das Nahtabdichtungsmaterial, welches mittels des Rohrmischers 10 durchmischt und geheizt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0655275 A1 [0002]
- EP 0074570 A2 [0003]