Verfahren zum Ausstossen einer in einer Kartusche enthaltenen Substanz und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 An den Austrittsstutzen (30, 31) einer Kartusche (12, 13) ist ein Kupplungsteil (20) angeschlossen. Dieses weist eine Ein­tauchkammer (21), ein Schneidelement (22) und ein Halteglied (23) für den Austrittsstutzen (30, 31) auf. Die Tiefe der Ein­tauchkammer (21) ist so bemessen, dass die Kartusche (12, 13) unter der Einwirkung einer Schubkraft relativ zum Kupplungsteil (20) um ein solches Mass verschiebbar ist, dass der Verschluss (38) der Kartusche während deren Vorschubbewegung auf das Schneidelement (22) aufläuft und dabei soweit aufgetrennt wird, dass der Verschluss (38) dem Druck der auszupressenden Substanz nicht mehr standhält und in eine einen Strömungsquerschnitt für die Substanz freigebende Position gelangt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausstossen ei­ner in einer Kartusche oder dergleichen befindliche Substanz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Es sind bereits motorisch angetriebene Einrichtungen bekannt geworden, die insbesondere zum Verkleben von Bauteilen mittels eines Zweikomponentenklebstoffs Verwendung finden, wobei die Kartuschen, welche die miteinander zu vermischenden Komponenten enthalten, mit Hilfe von Auspressorganen entleert werden. Die Komponenten gelangen in ein gemeinsames Mischorgan, in welchem sie gründlich gemischt und in Reaktion gebracht werden, wonach die gebildete Klebemasse durch eine Auftragsdüse an die Ver­brauchsstelle gelangt.

[0003] In bekannter Weise werden die Kartuschen einzeln in Betriebsbe­reitschaft gebracht und anschliessend in die Einrichtung einge­setzt. Dabei bildet die Entleerung der Kartuschen oft Schwie­rigkeiten. Die mit einem als Kolbenboden ausgebildeten Aus­pressorgan versehenen Kartuschen sind zusätzlich noch mit einer Membrane verschlossen, damit ein Luftzutritt während der Lage­rung mit absoluter Sicherheit verhindert wird. Ein ungewollter Luftzutritt würde nämlich eine vorzeitige Reaktion des Kartu­ scheninhalts auslösen. Diese vor dem Kolbenboden angeordnete Membrane verhindert oder erschwert den Zugang zum Auspressor­gan. Das andere Kartuschenende, welches mit einer Auslassöff­nung versehen ist, muss ebenfalls bis zum Gebrauch luftdicht verschlossen bleiben. Um die Einrichtung in Einsatz zu bringen, ist es also notwendig, bei jeder Kartusche sowohl den zusätz­lichen Membranverschluss an der Seite des kolbenartigen Ein­satzes als auch den Verschluss am Auslassende der Kartusche zu öffnen. Dieses Vorgehen war insbesondere dann erschwert, wenn die Kartuschen zusammen mit der Mischvorrichtung und den Ver­bindungsleitungen eine Einheit bildeten, welche als solche in die Einrichtung einfügbar sind. In diesem Falle sind insbeson­dere die mit Membrane verschlossenen Auslass-Enden der Kartu­schen nicht oder nur schwer zugänglich, so dass oft der An­schluss der Verbindungsleitungen an die Kartuschen gelöst wer­den musste. Die Verwendung von aus den Kartuschen, aus den Ver­bindungsleitungen und der Mischvorrichtung gebildeten sogenann­ten Wegwerfeinheiten, die sonst sehr praktisch, sicher und ar­beitssparend sind, war oft verunmöglicht.

[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ein Verfah­ren und eine Einrichtung zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile nicht mehr aufweist, sondern in sehr einfacher und arbeitssparender Weise auch die Verwendung von aus den Kartu­schen, den Verbindungsleitungen und der Mischvorrichtung gebil­deten Einheiten erlaubt, wobei das Öffnen der Kartuschen am Austrittsende sowie gegebenenfalls das Öffnen und Entfernen des Sicherheitsabschlusses am anderen Ende der Kartusche, ohne zu­sätzliche Manipulationen, zuverlässig erreicht wird.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäss vorge­schlagene Verfahren die im Anspruch 1 und die erfindungsgemäss vorgeschlagene Einrichtung die im Anspruch 4 aufgeführten Merk­male auf. In dieser Weise wird die Verwendung von Einheiten er­möglicht, welche zweckmässigerweise nur für einen einzigen Ein­satz bestimmt sind, aus den Kartuschen, den Verbindungsleitun­gen zwischen Kartuschen und einer Mischvorrichtung und aus der Mischvorrichtung bestehen und nach Gebrauch nicht mehr verwen­det werden.

[0006] Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Einrichtung be­steht noch darin, dass die Kartuschen, welche einen Teil der auswechselbaren Einheit bilden, nicht durch spezielle Manipula­tionen betriebsbereit gemacht werden müssen, da das sonst üb­liche Durchstossen der Membran am Auslassende der Kartusche mittels eines geeigneten Dorns und gegebenenfalls die sonst üb­liche Entfernung eines Aufreissdeckels wegfällt. Jede Kartusche wird am Auslassende und/oder am Ende des kolbenartigen Ein­satzes unter Druckeinwirkung geöffnet. Dazu sind entsprechende Verschlüsse vorgesehen, welche zweckmässigerweise als Membrane, gegebenenfalls mit Sollbruchstelle, ausgebildet sein können.

[0007] Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel schematisch veranschau­ licht, erläutert.

[0008] Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Dosier- und Mischeinrichtung für zwei Komponenten mit durch einen Antriebsmotor betä­tigtem Auspresskolben und durch denselben Antrieb in Drehung versetzten Mischer,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kupplungsteils zwischen den Aus­trittsstutzen der Kartuschen und der Zuleitung zum Mi­scher im Schnitt,

Fig. 3 eine Ansicht des Kupplungsteils gemäss Fig. 2 in Rich­tung A,

Fig. 4 eine Seitenansicht des mit dem Austrittsstutzen einer Kartusche vereinigten Kupplungsteils im Schnitt, wobei dem in der Ausgangslage befindlichen Kartuschenboden eine Membran vorgeordnet ist,

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4, jedoch mit bereits vorwärtsbewegtem Auspresskolben.

[0009] Die in Figur 1 mit 1 bezeichnete, drehbar in einem nicht darge­stellten Getriebegehäuse gelagerte Gewindespindel wird unter Zwischenschaltung eines Getriebes durch einen Elektromotor an­ getrieben. Die Gewindespindel 1 ist in einem Schlittenteil 2 untergebracht, das im Bereich seines getriebeseitig liegenden Endes mit einer Spindelmutter 3 versehen ist, die fest im In­nern des beispielsweise als Vierkant-Hohlprofil ausgebildeten Schlittenteils 2 angeordnet ist. Am anderen Ende des Schlitten­teils 2 ist ein Träger 4 befestigt, in dem die rückwärtigen En­den zweier nebeneinander liegender Ausstosskolbenstangen 5 und 6 gelenkig gelagert sind. Das durch die Gewindespindel 1 über die Spindelmutter 3 in eine Axialbewegung versetzbare Schlit­tenteil 2 befindet sich im Innern eines aus einem Vierkant-­Hohlprofil gebildeten Längsholms 7, an dem eine Führung 8 für die beiden Ausstosskolbenstangen 5 und 6 sowie für das Schlit­tenteil 2 angebracht ist. Der Längsholm 7 ist mittels Schrauben am nicht dargestellten Getriebegehäuse befestigt. An einem in der rückwärtigen Stirnseite der Gewindespindel 1 eingeschraub­ten Anschlag 9 kommt der Träger 4 in der vorderen Endlage des Schlittenteils 2 zu Anlage.

[0010] Die Führung 8 grenzt zwei Aufnahmekammern 10 und 11 für zwei Kartuschen 12, 13 ab, welche die miteinander zu mischenden Sub­stanzen, zum Beispiel je eine Komponente eines Zweikomponenten­klebers, enthalten. Dem Bodenteil jeder Kartusche ist ein auf der betreffenden Kolbenstange 5 und 6 angebrachter Ausstosskol­ben 14, 15 zugeordnet.

[0011] Beim Einschalten des Antriebs des Elektrowerkzeugs bzw. der Einrichtung laufen die Ausstosskolben 14 und 15 auf den ihnen jeweils zugeordneten Kartuschenboden auf, der selbst ein Kol­benelement verkörpert. Den Kartuschen 12, 13 in den Aufnahme­kammern 10 und 11 ist ein axialer Bewegungsspielraum belassen, dessen Bedeutung später erläutert wird.

[0012] Der Inhalt der beiden Kartuschen 12 und 13 wird bei eine Vor­schubbewegung ausführenden Ausstosskolben 14 und 15 jeweils in eine Zuleitung 16, 17 gepresst, von denen jede in einen Mischer 18 mündet, der beim Ausführungsbeispiel als dynamischer Mischer ausgebildet ist. Der Mischer 18 wird dabei vom Wellenzapfen 1′ der Gewindespindel 1 angetrieben, die auch das Schlittenteil 2 über die Spindelmutter 3 betätigt. Die Austrittsdüse des Mi­schers für die beiden vermischten Komponenten ist mit 19 be­zeichnet.

[0013] Zur Fixierung der Kartuschen 12 und 13 an den beiden in den Mi­scherkopf 18′ einmündenden Zuleitungen 16 und 17 dient jeweils ein Kupplungsteil 20. Im Kupplungsfall bilden der Mischer 18 mit dem Mischerkopf 18′, die Zuleitung 16, 17 mit den Kupp­lungsteilen 20 und die Kartuschen 12 und 13 eine Einheit, die komplett auswechselbar ist.

[0014] Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, enthält das vorzugsweise aus einem Kunststoff bestehende Kupplungsteil 20 eine durch einen Ringspalt verwirklichte Eintauchkammer 21 mit der Tiefe t bzw. T, einen hohlen Schneidzapfen 22 und ein Halteglied 23 in Form eines offenen Federrings. Der Federring ist dabei durch zwei am Innenumfang der Aussenwandung 24 in Umfangsrichtung gegeneinan­der versetzt angebrachte, sich nach innen erstreckende nocken­förmige Ansätze 25, 25′ gegen Axialverschiebung gesichert, die mit einer im Innern der Wandung 24 befindlichen bundförmigen Anschlagfläche 26 Aufnahmenutabschnitte 27 für den Federring abgrenzen.

[0015] Beim Ausführungsbeispiel liegen die sich in Umfangsrichtung über die Länge S erstreckenden Ansätze 25, 25′ einander diame­tral gegenüber. Eine Nase 28 verhindert eine Umlaufbewegung des Federrings und sichert diesen zugleich gegen Herausfallen. Da­mit der Federring beim Aufsetzen des Kupplungsteils 20 auf den Austritts- bzw. Anschlussstutzen 30 bzw. 31 der Kartuschen ra­dial nach aussen ausweichen kann, sind in seiner Wandung hinter den nockenförmigen Ansätzen 25 und 25′ schlitzförmige Durchbrü­che 32, 32′ angebracht, deren Ausdehnung in Umfangsrichtung et­wa derjenigen der nockenförmigen Ansätze 25, 25′ entspricht. In diese Schlitze hinein kann die Feder bei entsprechender radia­ler Beanspruchung ausweichen. Der Austrittsstutzen 30 bzw. 31 der Kartuschen 12 und 13 ist dabei zweckmässigerweise mit einer Umfangsnut 33 versehen, in welche das Halteglied 23 (Federring) im Kupplungsfall eingreift (siehe hierzu Figur 5).

[0016] An seinem der Zuleitung 16 bzw. 17 zum Mischer 18 zugewandten Stirnseite ist das Kupplungsteil 20 mit federnden Zungen 34 versehen, die jeweils eine radial nach innen ragende Rasterhe­bung 34′ besitzen. Diese Rasterhebungen greifen im Kupplungs­ fall mit den zum Mischerkopf 18′ führenden Zuleitungen 16 bzw. 17 einrastend in eine Umfangsnut 35 dieser Zuleitungen ein. Durch zwei Anschläge 36 in der Umfangsnut 35 ist das Kupplungs­teil 20 gegen Verdrehen gesichert.

[0017] Die Frontkante des hohlen Schneidzapfens 22 ist abgeschrägt und mit einer Schneide 37 versehen. Diese Schneide ist, wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist, der Verschlussmembran 38 der Kartuschen 12 bzw. 13 zugeordnet.

[0018] Die Verfahrensweise zur ganzen oder teilweisen Beseitigung der Verschlussmembran 38 zwecks Freigabe des Ausströmkanals aus den Kartuschen 12 und 13 zu den zum Mischer 18 führenden Zuleitun­gen 16 und 17 ist wie folgt:

[0019] Beim Einschalten des Antriebs wird die Gewindespindel 1 in Dre­hung versetzt, desgleichen der Mischer 18 über den Wellenzapfen 1′ der Gewindespindel. Beim Auflaufen der beiden Ausstosskolben 14 und 15 auf den axial verschiebbaren Boden 39 der Kartuschen 12 und 13 bzw. auf eine dem Boden 39 vorgelagerte Membran 40, wobei die letztere zerplatzt, führt jeder der beiden Kartuschen 12 und 13 relativ zum jeweils unverschiebbaren Kupplungsteil 20 eine Vorwärtsbewegung aus. Dabei dringt der Austrittsstutzen 30 bzw. 31 der jeweiligen Kartusche ausgehend von der Ruhelage ge­mäss Fig. 4 in die Eintauchkammer 21 des Kupplungsteils 20 ein, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. Der Boden 41 der Eintauch­kammer 21 des Kupplungsstücks 20 bildet dabei eine Anschlagbe­ grenzung.

[0020] Während dieser Relativbewegung Kartuschen 12, 13 - Kupplungs­stück 20 läuft die Verschlussmembran 38 der Kartuschen jeweils auf die Schneide 37 des hohlen Schneidzapfens 22 auf und wird dadurch eingeritzt bzw. durchtrennt. Unter dem Druck der auszu­pressenden Substanz legt sich dann die Verschlussmembran 38 nach scharnierartigem Umbiegen an die Innenwandung des Kupp­lungsteils 20 an, so dass die in der Kartusche befindliche Sub­stanz praktisch unbehindert herausgepresst werden kann.

[0021] Die Umfangslänge und Ausgestaltung der Schneide 37 des Schneid­zapfens 22 ist den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend zu wählen. Eine 60° bis 180° entsprechende Umfangslänge (Bogen­länge) der Schneidkante hat sich als zweckmässig erwiesen.

[0022] Die Kupplung 20 stützt sich dabei, gegebenenfalls zusätzlich, an einem in den Figuren 4 und 5 angedeuteten und mit 42 be­zeichneten Gestellteil ab. Die Vereinigung des Kupplungsteils 20 einerseits mit der zugehörigen Zuleitung 16 bzw. 17 zum Mischer 18 und andererseits mit dem Austrittsstutzen 30 bzw. 31 kann auch auf eine andere als die veranschaulichte Weise erfol­gen, beispielsweise nach Art eines Bajonettverschlusses.

Ansprüche

1. Verfahren zum Ausstossen einer in einer Kartusche oder der­gleichen enthaltenen Substanz, die im Ausgangszustand der Kar­tusche durch einen in deren Austrittsstutzen angebrachten Ver­schluss am Ausfliessen gehindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (38) durch eine Relativbewegung zwischen der Kartusche (12, 13) und einem an deren Austrittsstutzen (30, 31) angeschlossenen Kupplungsteil (20) mittels eines in letzte­rem vorgesehenen Schneidelements (22) wenigstens in einem sol­chen Ausmass aufgetrennt wird, dass der Verschluss (38) infolge des zu Beginn des Auspressvorgangs durch die in der Kartusche (12, 13) befindliche Substanz auf ihn ausgeübten Drucks die Strömungsbahn für diese Substanz ganz oder teilweise freigibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (12, 13) relativ zum Kupplungsteil (20) verschoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (12, 13) relativ zum Kupplungsteil (20) verdreht wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein an den Austrittsstutzen (30, 31) der Kartusche (12, 13) angeschlossenes Kupplungsteil (20) mit einer Eintauchkammer (21), einem Schneidelement (22) und einem Halteglied (23) für den Austrittsstutzen (30, 31) aufweist, wobei die Tiefe der Eintauchkammer (21) so bemessen ist, dass die Kartusche (12, 13) unter der Einwirkung einer Schubkraft relativ zum Kupplungsteil (20) um ein solches Mass verschiebbar ist, dass der Verschluss (38) der Kartusche wäh­rend deren Vorschubbewegung auf das Schneidelement (22) auf­läuft und dabei soweit aufgetrennt wird, dass der Verschluss (38) dem Druck der auszupressenden Substanz nicht mehr stand­hält und in eine einen Strömungsquerschnitt für die Substanz freigebende Position gelangt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss durch eine Verschlussmembran (38) gebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmembran (38) eine Sollbruchstelle aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle durch eine kreisbogenförmige Nut gebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (22) als hohler Schneidzapfen ausgebildet ist, der so bemessen und ausgestaltet ist, dass die Verschluss­membran (38) in einem begrenzten Bereich mechanisch mit der Wandung des Austrittsstutzens (30, 31) der Kartusche verbunden bleibt, wobei diese Verbindungsstelle eine scharnierartige Schwenkachse für die Verschlussmembran (38) bildet, die sich unter der Wirkung der ausfliessenden Substanz an die Innenwan­dung des hohlen Schneidzapfens anlegt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (37) des hohlen Schneidzapfens bezogen auf eine quer zur Längsachse der Kartusche verlaufende Ebene schräg verläuft, wobei der Schrägungswinkel positiv oder negativ sein kann.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekenn­zeichnet, dass das Kupplungsteil (20) an seiner der Kartusche zugewandten Stirnseite wenigstens zwei in Umfangsrichtung ge­geneinander versetzt liegende nockenförmige Ansätze (25, 25′) enthält, die sich radial nach innen, um einen begrenzten Winkel in Umfangsrichtung und soweit axial nach hinten erstrecken, dass sie zusammen mit einer bundförmigen Anschlagfläche (26) im Innern der Wandung (24) des Kupplungsteils Aufnahmenutabschnit­te (27) für ein als Federring ausgebildetes Halteglied (23) ab­grenzen, dem in der Wandung im Bereich hinter den nockenförmi­gen Ansätzen (25, 25′) angebrachte Durchbrüche (32, 32′) für sein radiales Ausweichen zugeordnet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (20) federnde Zungen (34) aufweist, die mit Rasterhebungen (34′) versehen sind, welche im Vereinigungsfall mit der Zuleitung (16 bzw. 17) zur Austrittsdüse (19) in eine Umfangsnut (35) der betreffenden Zuleitung einrastend eingrei­fen.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (20) und die Zuleitung (16, 17) durch in der Umfangsnut (35) der Zuleitung angebrachte Anschläge (36) gegen Verdrehen gesichert sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4-12, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Austrittsdüse (19) einem dynamischen Mischer (18) nachgeordnet ist, in den zwei Zuleitungen (16, 17) für zwei miteinander zu vermischende Substanzen münden.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (18) und die Ausstosskolben (14, 15) von einem ein­zigen Antriebsmotor und einem diesem nachgeschalteten Getriebe angetrieben sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4-14, dadurch gekenn­zeichnet, dass dem Boden (39) der Kartuschen (12, 13) eine beim Auflaufen der Ausstosskolben (14, 15) platzende Membran (40) vorgeordnet ist, und dass in den Raum zwischen Kartuschenboden und Membran ein feuchtigkeitsaufnehmender Stoff eingebracht ist.

Zeichnung