DE3723309A1 - Mischvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen und Homogenisieren pastöser oder fließfähiger Massen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Pastöse oder fließfähige Massen müssen oftmals vor ihrer Verarbeitung gemischt oder homogenisiert werden. Eine Mischung ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Massen aus mehreren Komponenten bestehen, z.B. aus Kunstharz und Härter, die unmittelbar vor der Ver­ arbeitung zusammengeführt werden. Solche Massen werden beispielsweise als Dichtungsmittel oder Kleber oder als plastische Abdruckmassen benutzt.

Bekannt sind Mischvorrichtungen, die mehrere Kom­ ponenten in unterschiedlichen Abteilen getrennt von­ einander enthalten. Vor der Vermischung werden die Abteile miteinander verbunden bzw. es wird eine zwischen den Abteilen befindliche Trennwand zerstört oder beseitigt, so daß die Komponenten miteinander in Kontakt kommen können. Danach werden die in einer Kartusche befindlichen Massen mit einem Mischorgan be­ arbeitet, das eine aus der Kartusche herausführende Stange aufweist, welche von Hand axial bewegt und ge­ dreht werden kann. Anschließend kann die in der Kartusche enthaltene Masse durch Bewegen eines Kolbens aus der Kartusche herausgepreßt werden.

Die bekannten Mischvorrichtungen sind aufwendig in der Herstellung und entsprechend teuer und ihre Misch­ wirkung ist oft unzureichend. Sofern mehrere Kom­ ponenten in einer gemeinsamen Kartusche enthalten sind, eignet sich diese Kartusche immer nur für ein bestimmtes Mengenverhältnis der beiden Komponenten. Solche Kartuschen sind also nur für ein bestimmtes Material, das ein bestimmtes Mischungsverhältnis erfordert, geeignet. Hinzu kommt, daß häufig die in geringerer Menge vorliegende Komponente feuergefährlich ist; in einem solchen Fall ist die gesamte Kartusche entsprechend den feuerpolizeilichen Vorschriften unter Beachtung besonderer Sicherheitsvorkehrungen zu lagern, obwohl nur ein relativ geringer Anteil des Kartuschen­ inhalts feuergefährlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Misch­ vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die sich durch einen besonders einfachen Aufbau und durch eine einfache Handhabung auszeichnet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Nach der Erfindung ist das Mischorgan durch den Kolben hindurch mit der zu seiner Betätigung erforderlichen Stange verbunden. Zum Mischen wird das Mischorgan in Achsrichtung der Kartusche hin- und herbewegt, wobei es gleichzeitig um seine Längsachse gedreht werden kann. Nach Beendigung des Mischvorgangs wird das Mischorgan gegen die Stirnwand des Kolbens gelegt, und die Stange wird von dem Mischorgan abgetrennt, während das Misch­ organ von dem Kolben festgehalten wird. Nach Beendigung des Trennvorgangs bildet das Mischorgan zusammen mit dem Kolben eine einzige Einheit, die zum Auspressen der Mischung aus der Kartusche verwendet werden kann. Hier­ zu können handelsübliche Auspreßgeräte verwendet werden, die zum Auspressen von Dichtungsmassen aus Kartuschen üblich sind.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß die üblichen rohrförmigen Kartuschen ohne jegliche Modifizierung verwendbar sind. Das Mischorgan, das während des Misch­ vorgangs getrennt vom Kolben bewegbar ist, wird nach Beendigung des Mischvorgangs mit dem Kolben verbunden. Dabei verschließt das Mischorgan die Durchtrittsöffnung des Kolbens, so daß die Stirnwand des Kolbens nunmehr dicht ist. Nachdem die Stange vom Mischorgan abgetrennt worden ist, ist das Mischorgan gewissermaßen Bestand­ teil des Kolbens und wird bei dem nachfolgenden Aus­ preßvorgang nicht selbständig bewegt. Der Kolben wird gewissermaßen durch das an ihm befestigte Mischorgan erst vervollständigt. Während des Mischvorgangs dient der Kolben zum Verschluß der Kartusche und als Führungs- und Dichtungsorgan für die Stange. Im Liefer­ zustand kann das Mischorgan ebenfalls mit dem Kolben verbunden sein, falls die Stange noch nicht mit dem Mischorgan verbunden ist. Zur Durchführung des Misch­ vorgangs wird die Stange mit dem Mischorgan verbunden, das hierbei vom Kolben festgehalten wird. Durch axiales Vorschieben der Stange wird die Verbindung des Misch­ organs mit dem Kolben aufgehoben, so daß das Mischorgan den Mischvorgang ungehindert durchführen kann, während die Durchgangsöffnung des Kolbens gegenüber der Stange abdichtet und verhindert, daß keine Masse entlang der Stange aus der Kartusche austreten kann.

Zweckmäßigerweise ist das Mischorgan mit einem hohlen Schaft versehen, der von einer von der vorderen Kolben­ fläche nach hinten abstehenden Hülse abdichtend auf­ genommen wird. Der Schaft hat den gleichen Außen­ durchmesser wie die mit ihm verbindbare Stange. Die Verbindung zwischen Stange und hohlem Schaft erfolgt vorzugsweise durch Gewinde, insbesondere durch mehr­ gängige Gewinde.

Das Mischorgan weist eine flache Scheibe mit Durch­ brechungen und Flügeln auf. Die Flügel sind aus der Scheibenebene ausschwenkbar und zweckmäßigerweise sind die einander zugewandten oder die einander abgewandten Kanten zweier Flügel gelenkig mit der Scheibe verbunden. Die Flügel, die in Abhängigkeit von der axialen Bewegungsrichtung des Mischorgans durch die pastöse Masse verschwenkt werden, stellen sich jeweils so ein, daß bei Drehung des Mischorgans in der einen Drehrichtung einer der beiden genannten Flügel sich schraubenförmig durch die Masse schneidet, während der andere Flügel einen erhöhten Strömungswiderstand bietet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Mischorgan sich nicht mit geringem Widerstand schraubenförmig durch die Masse hindurchschneiden kann, sondern daß mindestens einer der Flügel eine erhebliche Agitationswirkung auf die Masse ausübt.

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung kann zum Homo­ genisieren einer in der Kartusche enthaltenen Masse vor Gebrauch benutzt werden. In diesem Fall ist die gesamte Masse in der Kartusche enthalten. Eine andere Anwendung besteht in der Verwendung zum Mischen mehrerer Kom­ ponenten. Hierbei ist zweckmäßigerweise diejenige Kom­ ponente, die den größeren Anteil des Gemisches bilden soll, bereits in der Kartusche enthalten, während die andere Komponente später zugeführt wird. Das Zuführen der kleineren Komponente kann durch die später zum Aus­ pressen benutzte Tülle in der Kartuschenstirnwand hin­ durch erfolgen. Diese Tülle muß während des Misch­ vorgangs natürlich mit einer Verschlußkappe verschlossen werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Misch­ vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1 und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Misch­ organs.

Die dargestellte Mischvorrichtung weist eine handels­ übliche Kartusche 10 auf, die aus einem Kunststoff­ spritzteil, aus Metall oder Papiermaterial bestehen kann. Die Kartusche 10 ist als langgestrecktes zylindrisches Rohr ausgebildet, das an seinem einen Ende durch eine Stirnwand 11 verschlossen ist, während das gegenüberliegende Ende 12 offen ist. An der Stirn­ wand 11 befindet sich eine mit Außengewinde versehene Tülle 13, durch die hindurch die Masse aus der Kartusche ausgetrieben werden kann. Im dargestellten Zustand ist die Tülle 13 mit einer abtrennbaren Wand 14 verschlossen.

Die Kartusche 10 enthält einen Kolben 15, dessen zylindrische Umfangswand 16 abdichtend an der Innenwand der Kartusche anliegt. Die die Stirnwand bildende vordere Kolbenfläche 16 a ist plan und von ihr stehen die Umfangswand 16, eine ringförmige Verstärkungswand 17 und eine Hülse 18 nach hinten bzw. außen ab. Die Umfangswand 16 überragt die Verstärkungswand 17 und die Hülse 18 zum rückwärtigen Ende hin. Alle drei Wände 16,17 und 18 sind nur an ihrem vorderen Ende mit der Kolbenwand 16 a verbunden, während die rückwärtigen Enden frei abstehen. Die Hülse 18 umschließt die Durchtrittsöffnung 19, die axial durch den Kolben 15 hindurchführt.

Nach dem Einbringen des Kolbens 15 durch das offene Ende 12 in die Kartusche 10 wird der Kartuschenrand am Ende 12 so deformiert, daß ein den Kolben in der Kartusche festhaltender Anschlag 12 a entsteht. Das Befüllen der Kartusche erfolgt durch die geöffnete Tülle 13 hindurch, deren Wand 14 abgetrennt wird.

Die Durchtrittsöffnung 19 des Kolbens 15 ist von dem Mischorgan 20 verschlossen. Das Mischorgan 20 weist eine durchbrochene Scheibe 21 auf, die flach an der Kolbenwand 16 anliegt und deren Außendurchmesser etwas geringer ist als derjenige des Kolbens 15. Von der Rückseite der Scheibe 21 steht ein hohler Schaft 22 nach hinten ab. Dieser Schaft 22 füllt den Querschnitt der Hülse 19 vollständig und abdichtend aus. Im Innern des Schafts 22 befindet sich ein Innengewinde, in das der Gewindestutzen 23 a am vorderen Ende der Stange 23 eingeschraubt ist. Die Gewinde von Hülse 18 und Gewindestutzen 23 a sind zweigängige Gewinde. Dies hat den Vorteil, daß das Auffinden eines Gewindeeingriffs durch Drehen der Stange 23 leichter ist und daß die Gewinde schneller festgezogen werden können. Der Schaft 22 erstreckt sich nicht bis zum rückwärtigen Ende der Hülse 18. In dieses Ende ragt der hinter dem Gewinde­ stutzen 23 a befindliche Hauptteil der Stange 23 hinein, dessen Durchmesser gleich demjenigen des Schafts 22 ist.

Die Scheibe 21 weist mehrere Durchbrechungen 24, 25, 26 auf. Die Durchbrechungen 24 und 25 enthalten Flügel 27 bzw. 28, die mit der Scheibe 21 durch Filmgelenke 29 bzw. 30 einstückig verbunden sind. Bei den einander gegenüberliegend angeordneten Flügeln 27 befinden sich die Filmgelenke 29 an den im Uhrzeigersinn vorlaufenden radialen Kanten, während die Filmgelenke 30 an den Flügeln 28 jeweils an der im Gegenuhrzeigersinn vor­ laufenden radialen Kante angeordnet sind. Wenn das Mischorgan 20 in der Kartusche 10 axial bewegt wird, falten sich alle vier Flügel 27, 28 entgegen der Bewegungsrichtung nach außen. Wird das Mischorgan gleichzeitig gedreht, dann weisen nur zwei dieser Flügel in Drehrichtung während die beiden übrigen Flügel in Gegenrichtung weisen. Dadurch wird ein schraubenförmiges Einschneiden der Flügel in die pastöse Masse verhindert und es wird sichergestellt, daß durch die in Gegenrichtung weisenden Flügel eine Agitationswirkung auf die Masse ausgeübt wird.

Die Durchbrechungen 26 sind einfache Löcher. Am Umfang der Scheibe 21 befinden sich umfangsmäßig gleichmäßig verteilte Ausnehmungen 31 in Form von Umfangsschlitzen, die radial nach außen offen sind. Jede Ausnehmung 31 kann mit einem Halteorgan 32 des Kolbens 15 zusammen­ wirken. Das Halteorgan 32 ist ein von der Kolbenfläche 16 a nach vorne vorstehender Vorsprung, der in eine Aus­ nehmung 31 eintaucht, wenn die Scheibe 21 an der Kolbenfläche 16 a anliegt. In diesem Fall bildet das Halteorgan 32 eine Drehsicherung, die verhindert, daß die Scheibe 21 relativ zum Kolben 15 gedreht werden kann. Damit ist es möglich, die Stange 23 von dem Mischorgan 20 loszudrehen, während das Mischorgan durch das Halteorgan 32 des Kolbens 15 gegen Drehung fest­ gehalten wird. Der Kolben 15 stützt sich im Innern der Kartusche 10 mit seiner Umfangswand 16 reibend ab, wo­ bei der Drehwiderstand so groß ist, daß der Kolben 15 beim Drehen der Stange 23 innerhalb der Kartusche 10 nicht gedreht wird. Der Vorsprung kann einen sägezahn­ förmigen Verlauf haben, so daß das Mischorgan 20 nur in der einen Drehrichtung relativ zum Kolben 15 blockiert wird, in der anderen jedoch drehen kann. Wenn die Stange 23 in Löserichtung gedreht wird, sollte das Halteorgan 32 die Drehung des Mischorgans 20 ver­ hindern.

Die Mischvorrichtung wird in dem in Fig. 1 dar­ gestellten Zustand geliefert, jedoch ohne ein­ geschraubten Schaft 23, wobei sich die auszupressende Masse oder die eine Komponente dieser Masse im Inneren der Kartusche 10 befinden kann.

Beim Betrieb der Mischvorrichtung kann zunächst, wenn eine externe Komponente hinzugeführt werden soll, die Wand 14 der Tülle 13 abgeschnitten werden, um die zu­ sätzliche Komponente in die Kartusche 10 einzubringen. Danach wird die Tülle 13 mit einer (nicht dar­ gestellten) Schraubkappe verschlossen. Nun braucht lediglich die Stange 23 in den Schaft 22 des Misch­ organs eingeschraubt zu werden. Anschließend kann die Stange 23 mit einer Antriebsmaschine, z.B. einer Hand­ bohrmaschine, verbunden werden, die die Stange und mit dieser das Mischorgan 20 dreht. Bei dieser Drehung ziehen sich die Gewinde von Gewindestutzen 23 a und Schaft 22 fest. Nun kann die Stange 23 axial durch die Kartusche 10 bewegt werden, wobei sämtliche Bereiche der Kartusche von der Mischwirkung erfaßt werden. Die Flügel 27, 28 des Mischorgans 20 stellen sich selbst­ tätig so ein, daß sie, bezogen auf die axiale Bewegung, nach hinten weisen.

Nach Beendigung des Misch- oder Homogenisiervorgangs wird das Mischorgan 20 zurückgezogen, bis es an der Kolbenfläche 16 anliegt. Dann wird die Stange 23 ent­ gegen ihrer vorherigen Drehrichtung gedreht, um den Gewindeeingriff mit dem Mischorgan 20 zu lösen. Dabei stützt sich das Mischorgan 20 an dem Halteorgan 32 ab. Der Schaft 22 dichtet die Durchtrittsöffnung 19 des Kolbens 15 ab. Nach dem Entfernen der Stange 23 kann die Kartusche 10 in ein übliches Auspreßwerkzeug, z.B. eine Spritzpistole, eingesetzt werden, um den Kartuscheninhalt aus der Tülle 13 auszupressen.

Das Mischorgan 20 weist einen axialen Ansatz 33 auf, der nach vorne absteht und beim Mischen in das Innere der Tülle 13 eindringen kann, um auch die in der Tülle befindliche Masse zu bewegen. Der Ansatz 13 hat un­ runden Querschnitt; er besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus drei sternförmigen Rippen. Beim Auspressen der Kartusche verdrängt der Ansatz 33 Material aus der Tülle 13.

Claims (10)

1. Mischvorrichtung zum Mischen oder Homogenisieren pastöser oder fließfähiger Massen, mit

• - einer rohrförmigen Kartusche (10), die an einem Ende eine Stirnwand (11) auf­ weist und am anderen Ende (12) offen ist,
• - einem in der Kartusche (10) enthaltenen Mischorgan (20), das mit einer aus dem offenen Kartuschenende herausführenden Stange (23) verbunden ist,
• - und mit einem Kolben (15) zum Auspressen des Kartuscheninhalts, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) eine axiale Durchtrittsöffnung (19) für die Stange (23) oder für einen von dem Mischorgan (20) abstehenden Schaft (22) aufweist, daß die Stange (23) trennbar mit dem Mischorgan (20) verbunden ist und daß der Kolben (15) ein Halteorgan (32) zum Festhalten des Mischorgans (20) bei dessen Abtrennung von der Stange (23) aufweist.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (15) eine von der Kolben­ fläche (16 a) nach hinten abstehende Hülse (18) aufweist, die einen Sitz für einen am Mischorgan (20) vorgesehenen hohlen Schaft (22) bildet, und daß der Schaft (22) eine Kupplungseinrichtung zum Verbinden mit der Stange (23) enthält.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung ein Gewinde ist.

4. Mischvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewinde mindestens zweigängig ist.

5. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan (32) ein Vorsprung ist, der in eine Ausnehmung (31) des Mischorgans (20) als Drehsicherung eingreift.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung sägezahnförmig ist und das Mischorgan (20) nur in Löserichtung der Stange (23) relativ zum Kolben (15) festhält.

7. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan (20) eine mit Durchbrüchen (24, 25, 26) versehene Scheibe (21) ist, wobei einige Durchbrüche (24, 25) Flügel (27, 28) enthalten, die aus der Scheibenebene aus­ klappbar sind.

8. Mischvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens zwei Flügel (27, 28) an ihren einander zugewandten oder voneinander ab­ gewandten radialen Kanten gelenkig mit der Scheibe (21) verbunden sind.

9. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan (20) einen axialen Ansatz (33) mit unrundem Profil auf­ weist, der in eine Auspreßtülle (13) an der Stirn­ wand (11) der Kartusche (10) eindringt.

10. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende (12) der Kartusche (10) ein Anschlag (12 a) zum Verhindern des Herausgleitens des Kolbens (15) vorgesehen ist.