Wechselbehälter mit Misch-Einsatz

Abstract

 Der auf Applikationsgeräten, Fahrzeugen, Robotern u.ä. anbringbare Wechselbehälter dient zur Aufnahme, Vermischung bzw. Homogenisierung und auch diskontinuierlichen Abgabe von ein- oder mehrkomponentigen fluiden Beschichtungs- und/oder Ausbesserungsmaterialien. Relevant am Behälter ist, dass er, als Hauptkomponenten, einen Aussenbehälter (1.1) für das Beschichtungs- und/oder Ausbesserungsmaterial (1.2) sowie einen darin einsetz- und daraus wieder entnehmbaren Misch-Einsatz (1.4) aufweist, wobei, bei im Behälter eingesetztem Misch-Einsatz, die beiden Frontseiten (1.6,1.7) des Wechselbehälters so ausgebildet sind, dass sie mit fixierenden Gegenflächen in Kontakt gebracht werden können.
Es können sowohl mehrere Teilbehälter wie auch aktive oder passive Misch-Einsätze vorliegen; der letztere kann auch ein Förderaggregat umfassen.

Beschreibung

[0001] Diese Erfindung betrifft einen auf Applikationsgeräten, Fahrzeugen, Robotern u.ä. anbringbaren Wechselbehälter zur Aufnahme, Vermischung bzw. Homogenisierung und - auch diskontinuierlichen - Abgabe von ein- oder mehrkomponentigen fluiden Beschichtungs und/oder Ausbesserungsmaterialien sowie dessen Verwendung.

[0002] Roboter für die Reparatur und Erneuerung von Leitungen mit auswechselbaren Behältern für das Ausbesserungsmaterial sind seit der EP-B1 0 211 825 bekannt. Erst damit wurde die praktisch kontinuierliche Ausbesserungsarbeit vor Ort ermöglicht.

[0003] Der Behälter gemäss dieser EP-B1, wie auch die verschiedenen darin enthaltenen Ausbesserungsmaterialien, sind in der Schrift nicht weiter spezifiziert.

[0004] Andererseits sind Mehrkomponentenbehälter für Harze u.ä. auch aus der Patentliteratur bekannt:
So lehrt und beansprucht die CH-A5 659 629 einen Zweikammer-Behälter für pastöse Massen, bestehend aus einem Gehäuse und einer Ausdrückanordnung, wobei das Gehäuse durch eine in Längsrichtung angeordnete Trennwand in zwei separate Kammern unterteilt ist. Am oberen Ende einer jeden Kammer ist jeweils eine Auslassöffnung vorgesehen, die durch einen quer zur Längsrichtung verschiebbaren Absperrschieber verschliessbar ist. In jeder Kammer ist zudem ein Kolben vorgesehen, der in Richtung zur Auslassöffnung verschiebbar ist.

[0005] Eine Verwendung dieses Behälters auf irgenwelchen Automaten ist nicht vorgesehen, und die entsprechenden ausformungsmässigen Aenderungen sind nicht angedeutet. Eine Mischspitze wird im Text genannt, aber weder dort noch in der Zeichnung spezifiziert.

[0006] Der Materialbehälter gemäss der US-A 4 811 549 ist, gemäss den Figuren 4 und 5, ebenfalls ein Zweikammerbehälter für Zweikomponenten-Harze. Gemäss dem zu den genannten Figuren gehörenden Beispiel 5 wird, vor der Verwendung des Harzes, die Trennmembrane entfernt; eine diskontinuierliche Abgabe des Harzes wird dadurch praktisch verunmöglicht.

[0007] Von einer Verwendung dieses Materialbehälters in Applikationsvorrichtungen wird, aufgrund seiner Ausformung, zudem weggelehrt.

[0008] Schliesslich beschreibt die US-A 4 771 919 eine auf derartige Behälter aufschraubbare Mischspitze. Die gesamte Anordnung kann offensichtlich nicht auf Geräten u.a. angebracht werden (u.a. sind weder die vordere Ausbildungsform der Mischspitze noch die im Ausstoss-Sinn hintere Frontseite des Behälters spezifiziert oder beispielhaft erläutert).

[0009] Auch für den Fachmann nicht ohne weiteres voraussehbar kann nun die oben spezifizerte Aufgabe mit dem erfindungsgemässen Wechselbehälter in praktisch genügendem Applikationsumfang gelöst werden.

[0010] Der erfindungsgemässe, auf Applikationsgeräten, Fahrzeugen, Robotern u.ä. anbringbare Wechselbehälter zur Aufnahme, Vermischung bzw. Homogenisierung und auch diskontinuierlichen Abgabe von ein- oder mehrkomponentigen fluiden Beschichtungs- und/oder Ausbesserungsmaterialien ist dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter, als Hauptkomponenten, einen Aussenbehälter für das Beschichtungs- und/oder Ausbesserungsmaterial sowie einen darin einsetz- und daraus wieder entnehmbaren Misch-Einsatz aufweist, wobei, bei im Behälter eingesetztem Misch-Einsatz, die beiden Frontseiten des Wechselbehälters so ausgebildet sind, dass sie mit fixierenden Gegenflächen in Kontakt gebracht werden können.

[0011] Dieser Wechselbehälter ist vorteilhafterweise so ausgebildet, dass der Aussenbehälter kreiszylidrisch ausgebildet ist und in seinem Innern einen oder mehrere ko- oder ex-axial angeordnete zylindrische Teilbehälter aufweist. Speziell kann ein zentraler axialer Teil-Behälter als Durchführung für eine Stange, ein Rohr, Leitungen u.ä. vorgesehen ist.

[0012] Alle Material enthaltenden Behälter sind dabei im Ausstoss-Sinn hinten durch mechanisch oder hydraulisch bewegbare Kolben oder durch festsitzende Verschlüsse abgedichtet. Bei festen Verschlüssen kann der Misch-Einsatz ein Förderaggregat wie eine Kreisel-, Zahnrad-, Kreiskolben- oder Spindelpumpe enthalten, welches Aggregat das Beschichtungs- und/oder Ausbesserungsmaterial durch den Misch-Einsatz fördert.

[0013] Ein passiver Misch-Einsatz besteht z.B. aus mehreren Schichten, wobei im Ausstoss-Sinn hinten eine kompakte, nur Durchführungsbohrungen aufweisende Schicht vorgesehen ist, wobei die folgenden Schichten eine nach vorne feiner werdende Sinter- bzw. Füllkörper-Struktur aufweisen und wobei die vorderste Schicht eine der Gegenfläche etwa entsprechende Austrittsöffnung aufweist. Ein aktiver Misch-Einsatz ist z.B. entweder ein mechanisch, hydraulisch oder elektrisch mittels einer(s) durch den zentralen Teilbehälter durchgeführten Stange, Rohres bzw. Leitung bewegter Mischkopf, Schaufel- oder Schneckenmischer, gegebenenfalls mit Antriebsmotor, oder ein Thermokopf zwecks Lösung von festen Härtern in EinKomponenten-Epoxidharzmischungen vor der Abgabe.

[0014] Der Misch-Einsatz kann grundsätzlich sowohl Konstruktionselemente der passiven wie auch der aktiven Misch-Einsätze aufweisen.

[0015] Eingesetzt wird der erfindungsgemässe Wechselbehälter so, dass vorerst - gegebenenfalls nach Entfernung einer Schutzabdeckung über dem Harz - der Misch-Einsatz vorn in den das bzw. die Material(ien) enthaltenden Wechselbehälter eingesetzt wird und dass, anschliessend, der Wechselbehälter in die dafür vorgesehene Aufnahmevorrichtung des Gerätes eingesetzt wird, wobei die hintere Behälter-Frontseite dichtend an die fixierende Gegenfläche mit der Druckluftdurchführung und die vordere Behälter-Frontseite dichtend an die Gegenfläche mit der Material- Austrittsöffnung angebracht wird.

[0016] In Analogie dazu wird, bei einem Misch-Einsatz mit Förderaggregat, der Misch-Einsatz vorn in den das bzw. die Material(ien) enthaltenden Wechselbehälter eingesetzt, die Energiezufuhr zum Aggregat angeschlossen und der Wechselbehälter dichtend an die Gegenflächen angebracht.

[0017] Bei der Verwendung eines aktiven Misch-Einsatzes im erfindungsgemässen Wechselbehälter wird so vorgegangen, dass vorerst der das bzw. die Material(ien) enthaltende Wechselbehälter unter Einführung der Stange, des Rohres oder der Leitung(en) in den zentralen, koaxialen Teilbehälter in die Aufnahmevorrichtung eingesetzt wird, dass, anschliessend, der Misch-Einsatz, gegebenenfalls unter Einhaken und/oder Befestigen und/oder Anschluss an Stange/Rohr/Leitung, in den Behälter eingesetzt wird, und dass, abschliessend, der Wechselbehälter dichtend an die fixierenden Gegenflächen angebracht wird.

[0018] Bei der Verwendung von Wechselbehältern mit gleitenden Abdichtungen kann das die Kolben bewegende Druckgas entweder ein von aussen über Schläuche oder ein mittels eines Kompressores im Gerät generiertes sein.

[0019] Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren 1 bis und mit 3 sowie der anschliessenden, schriftlichen Ausführungen beispielhaft erläutert:

[0020] Dabei zeigen:

• die Figur 1 die allgemeine Anordnung der Hauptkomponenten des erfindungsgemässen Wechselbehälters,
• die Figur 2 die Anordnung weiterer zylindrischer Materialbehälter und
• die Figur 3 einen passiven Misch-Einsatz.

[0021] Alle Figuren sind so dargestellt, dass das linke Ende mit im Ausstoss-Sinn "hinten" und das rechte Ende mit im Ausstoss-Sinn "vorn" gleichzustellen sind.

[0022] In Figur 1 ist mit 1.1 der zylindrische Aussenbehälter bezeichnet, Er besteht aus Metall oder aus - gegebenenfalls armiertem - Kunststoff. Zwecks Verhütung der Haftung des Ausbesserungsmaterials an der Innenwand kann diese speziell vorbehandelt oder beschichtet sein.

[0023] Das Ausbesserungsmaterial 1.2 selbst kann ein einkomponentiges sein; technisch wichtiger sind jedoch die zweikomponentigen. Diese gehören zur Gruppe der strukturellen Klebstoffe; typische Vertreter sind Phenolharze, Polyurethane, ungesättigte Polyester und Epoxidharze.

[0024] Beim Einsatz als Ausbesserungsmaterial werden Epoxidharze normal erweise mit Aminen gehärtet. Die Härtungsreaktion verläuft unter Bildung von Hxdroxylgruppen, die über Wasserstoffbrückenbindungen für eine gute Haftung insbesondere auf Metallen und Bau-Werkstoffen sorgen. Als Härter werden je nach den gewünschten Verarbeitungs- und Endeigenschaften aliphatische, cycloaliphatische, aromatische Amine, Polyaminoamide oder deren Abmischungen eingesetzt. Polyaminoamide sind langkettige polymere Verbindungen, die flexibilisierend wirken. Sie sind kalthärtend und verlängern die Gebrauchsdauer sowie die Härtungszeit.

[0025] Die Standardsysteme der Epoxidharze sind flüssige oder durch den Einsatz von Füllstoffen pastös eingestellte Zweikomponentensysteme. Die Verarbeitungseigenschaften beider Komponenten sind aufeinander abgestimmt. Die Fliesseigenschaften der Harz- und Härterkomponente sind ähnlich, um Fehler bei der Dosierung und anschliessenden Durchmischung zu vermeiden.

[0026] Das Dosieren, Mischen und Applizieren kann von Hand vorgenommen oder maschinell durchgeführt werden.

[0027] Je nach der Grösse der auszubessernden Stelle und der Mischviskosität wird das Material mit einem Spatel, Zahnspachtel oder Rakel aufgetragen, aufgegossen oder eingewalzt. 2-Komponenten-Systeme sind kalt- bis warmhärtend. Die Härtungsdauer beträgt je nach System ca. 24 Stunden bei 20^oC und wenige Minuten bei 120^oC. Je höher die Härtungstemperatur, desto besser ist die erreichte Warmfestigkeit des Systems.

[0028] Epoxidharze in Form von Einkomponenten-Systemen werden dann eingesetzt, wenn nach der Aushärtung hohe Festigkeiten bei Temperaturen über 100^oC und eine einfache Verarbeitbarkeit gefordert sind. Bei solchen Systemen liegen Harz und Härter nebeneinander in der Mischung vor. Der Härter ist bei Raumtemperatur fest und unlöslich. Erst durch Zufuhr von Wärme geht er in Lösung und leitet so die Härtungsreaktion ein. Die Lagerstabilität ist je nach System auf einen Zeitraum von einigen Wochen bis zu einem Jahr begrenzt.

[0029] Siehe dazu speziell "Epoxidharze" in Die Bibliothek der Technik, Nr. 51, CIBA-GEIGY.

[0030] Mit 1.4 ist in der Figur 1 der schematisch dargestellte Misch-Einsatz und mit 1.6 bzw. 1.7 sind die beiden Frontseiten des Wechselbehälters bezeichnet.

[0031] Die Anordnung gemäss der Figur 2 zeigt den erfindungsgemässen Wechselbehälter mit im gesamten drei koaxialen, zylindrischen Materialbehältern; die jeweiligen Aussen- bzw. Innenwände des mittleren Behälters sind mit 2.1 bezeichnet. 2.2 enthält die/das dadurch geführte Stange/Leitung/Rohr 2.4. Im Ausstossungssinn hinten liegen in den Behältern die verschiedenen beweglichen Abdichtungskolben 2.6. In der Anordnung gemäss der Figur 2 sind es also zwei Kreishohlzylinder; der (nicht bezifferte) Kolben in der Figur 1 ist ein Kreiszylinder. Die verschiedenen Komponenten des Ausbesserungsmaterials sind vorn mit einem abnehmbaren Schutzdeckel 2.8 bedeckt. Dieser wird vor dem Einsetzen des Misch-Einsatzes entfernt.

[0032] Die Figur 3 schliesslich zeigt schematisch den Aufbau eines passiven Misch-Einsatzes für in den erfindungsgemässen Wechselbehälter. Die im Ausstossungssinn erste Schicht 3.1 ist kompakt und weist verschiedene getrennte Bohrungen als Leitungen für das Ausbesserungsmaterial vom Behälter zur ersten Mischschicht des Einsatzes auf. Diese letztere 3.2 besteht aus einem Sintermaterial oder aus miteinander verbundenen Füll- bzw. Mischstrukturen. Die dritte Schicht 3.3 des Misch-Einsatzes besteht aus noch feineren Sinter- bzw. Füllstrukturmaterialien.

[0033] Diese Sinter- bzw. Mischkörperstrukturen brauchen nicht aus Metall zu bestehen, es können dafür einfache keramische oder Polymer-Materialien verwendet werden.

[0034] Die in den erfindungsgemässen Wechselbehälter einzusetzenden aktiven Misch-Einsätze gehören zu den folgenden, an sich bekannten Elementen:

• Misch- und/oder Pumpaggregate, welche durch eine Stange 2.4 mechanisch angetrieben werden; das oder die Ausbesserungsmaterial(ien) wird/werden jedenfalls auch durch Kolbendruck in das Aggregat gefördert.
• Entsprechende Misch- und/oder Pumpaggregate, die hydraulisch (Druckluft durch Rohr 2.4) oder mittels eingebautem Elektromotor (Elektrischleitung 2.4) angetrieben werden.
• Thermokopf, dies speziell bei 1-Komponenten-Epoxidharzmischungen, in welchen der Härter desaktiviert vorliegt und durch Aufheizen aktiviert, z.B. in Lösung gebracht, wird, worauf die Härtungsreaktion einsetzt.

Ansprüche

1. Auf Applikationsgeräten, Fahrzeugen, Robotern u.ä. anbringbarer Wechselbehälter zur Aufnahme, Vermischung bzw. Homogenisierung und auch diskontinuierlichen Abgabe von ein- oder mehrkomponentigen fluiden Beschichtungs und/oder Ausbesserungsmaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter, als Hauptkomponenten,

- einen Aussenbehälter (1.1) für das Beschichtungs- und/oder Ausbesserungsmaterial (1.2)

sowie

- einen darin einsetz- und daraus wieder entnehmbaren Misch-Einsatz (1.4)

aufweist, wobei, bei im Behälter eingesetztem Misch-Einsatz, die beiden Frontseiten (1.6, 1.7) des Wechselbehälters so ausgebildet sind, dass sie mit fixierenden Gegenflächen in Kontakt gebracht werden können.

2. Wechselbehälter gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenbehälter (1.1) kreiszylidrisch ausgebildet ist und in seinem Innern einen oder mehrere ko- oder ex-axial angeordnete zylindrische Teilbehälter (2.1) aufweist.

3. Wechselbehälter gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentraler axialer Teil-Behälter (2.2) als Durchführung für eine Stange, ein Rohr, Leitungen u.ä. (2.4) vorgesehen ist.

4. Wechselbehälter gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Material enthaltenden Behälter im Ausstoss-Sinn hinten durch mechanisch oder hydraulisch bewegbare Kolben oder durch festsitzende Verschlüsse (2.6) abgedichtet sind.

5. Wechselbehälter gemäss den Patentansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei festen Verschlüssen desselben der Misch-Einsatz ein Förderaggregat wie eine Kreisel-, Zahnrad-, Kreiskolben- oder Spindelpumpe enthält, welches Aggregat das Beschichtungs und/oder Ausbesserungsmaterial durch den Misch-Einsatz fördert.

6. Wechselbehälter gemäss den Patentansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Misch-Einsatz aus mehreren Schichten besteht, wobei im Ausstoss-Sinn hinten eine kompakte, nur Durchführungsbohrungen aufweisende Schicht (3.1) vorgesehen ist, wobei die folgenden Schichten (3.2) eine nach vorne feiner werdende Sinter- bzw. Füllkörper-Struktur aufweisen und wobei die vorderste Schicht (3.3) eine der Gegenfläche etwa entsprechende Austrittsöffnung aufweist.

7. Wechselbehälter gemäss den Patentansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Misch-Einsatz entweder ein mechanisch, hydraulisch oder elektrisch mittels einer(s) durch den zentralen Teilbehälter durchgeführten Stange, Rohres bzw. Leitung bewegter Mischkopf, Schaufel- oder Schneckenmischer, gegebenenfalls mit Antriebsmotor, oder ein Thermokopf zwecks Lösung von festen Härtern in Ein-Komponenten-Epoxidharzmischungen vor der Abgabe ist.

8. Wechselbehälter gemäss den Patentansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Misch-Einsatz sowohl Konstruktionselemente der passiven wie auch der aktiven Misch-Einsätze aufweist.

9. Verwendung des Wechselbehälters gemäss den Patentansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- vorerst - gegebenenfalls nach Entfernung einer Schutzabdeckung (2.8) über dem Harz - der Misch-Einsatz vorn in den das bzw. die Material(ien) enthaltenden Wechselbehälter eingesetzt wird und dass, anschliessend,

- der Wechselbehälter in die dafür vorgesehene Aufnahmevorrichtung des Gerätes eingesetzt wird,

wobei die hintere Behälter-Frontseite dichtend an die fixierende Gegenfläche mit der Druckluftdurchführung und die vordere Behälter-Frontseite dichtend an die Gegenfläche mit der Material-Austrittsöffnung angebracht wird.

10. Verwendung des Wechselbehälter gemäss den Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Misch-Einsatz mit dem Förderaggregat vorn in den das bzw. die Material(ien) enthaltenden Wechselbehälter eingesetzt wird, dass

- die Energiezufuhr zum Aggregat angeschlossen wird und dass

- der Wechselbehälter dichtend an die Gegenflächen angebracht wird.

11. Verwendung des Wechselbehälters gemäss den Patentansprüchen 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- vorerst der das bzw. die Material(ien) enthaltende Wechselbehälter unter Einführung der Stange, des Rohres oder der Leitung(en) in den zentralen, koaxialen Teilbehälter in die Aufnahmevorrichtung eingesetzt wird, dass, anschliessend,

- der Misch-Einsatz, gegebenenfalls unter Einhaken und/oder Befestigen und/oder Anschluss an Stange/Rohr/Leitung, in den Behälter eingesetzt wird, und dass, abschliessend,

- der Wechselbehälter dichtend an die fixierenden Gegenflächen angebracht wird.

12. Verwendung gemäss den Patentansprüchen 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kolben bewegende Druckgas entweder von aussen über Schläuche oder mittels eines Kompressores im Gerät generiert wird.

Zeichnung