DE3545614A1 - Kombinierte kartusche fuer zweikomponenten-massen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kartusche für Zweikomponenten- Massen.

Zweikomponenten-Massen werden hauptsächlich im Bauwesen für Befestigungen, Abdichtungen sowie zur Sanierung von geris­ senen Bauwerken eingesetzt. Die Massen weisen dabei je nach Anwendung eine mehr oder weniger grosse Viskosität sowie eine kürzere oder längere Reaktionszeit auf. Da die Reak­ tionszeit sehr stark von der Umgebungstemperatur abhängig ist, sind für verschiedene Temperaturbereiche auch unter­ schiedliche Massen erforderlich. Dies ist für den Anwender sehr umständlich, da er für verschiedene Anwendungen je nach den beispielsweise auch von der Jahreszeit abhängigen Tempe­ raturbereichen unterschiedliche Kartuschen an Lager legen muss.

Bei den bekannten Kartuschen sind die Komponenten der Massen meist vom Hersteller her in einem gemeinsamen Behälter angeord­ net und lediglich durch eine zerstörbare Trennwand voneinander getrennt. Wird diese Trennwand infolge unsachgemässer Handha­ bung bereits während des Transportes beschädigt, so können die Komponenten miteinander in Kontakt gelangen und reagieren. Die Kartusche wird dadurch unbrauchbar. Falls durch die Reaktion eine starke Temperaturerhöhung bzw. Volumenvergrösserung einge­ leitet wird, können dadurch auch die benachbarten Kartuschen beschädigt werden.

Bei einem weiteren bekannten System wird die eine Komponente beispielsweise aus einer Tube in die Kartusche eingefüllt und der Inhalt anschliessend miteinander vermischt. Dieses System weist den Nachteil auf, dass von aussen nicht erkennbar ist, ob die beiden Komponenten bereits zusammengebracht wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kartusche zu schaffen, die je nach Anwendung und Temperaturbereich ohne zusätzlichen apparativen Aufwand hinsichtlich Herstell- und Auspressgeräten unterschiedliche Zusammensetzung und Mischungs­ verhältnisse der Massen ermöglicht.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Komponenten in miteinander verbindbaren Behältern angeordnet sind, wobei die Behälter im Verbindungsbereich entfernbare Trennwände aufweisen.

Durch die Anordnung der Komponenten in separaten, miteinander verbindbaren Behältern wird verhindert, dass diese vorzeitig miteinander in Kontakt gelangen können. Es wird dadurch auch ermöglicht, dass ein bestimmtes Harz mit unterschiedlichen Sorten und Mengen von Härtern kombiniert werden kann. Somit können beispielsweise die Behälter für das Harz in wesent­ lich höherer Stückzahl und dadurch wirtschaftlicher produ­ ziert werden. Die Trennwände im Verbindungsbereich werden erst unmittelbar vor oder nach dem Verbinden der Behälter entfernt.

Zweikomponenten-Massen können je nach Anwendung und Tempera­ tur sehr unterschiedliche Viskosität aufweisen. So werden bei­ spielsweise für die Rissinjektion dünnflüssige, d.h. niedrig­ viskose Massen verwendet, damit auch dünnste Haarrisse aus­ gefüllt werden können. Um ein Auslaufen der Komponenten beim Zusammenbringen der Behälter zu verhindern, ist zweckmässiger­ weise die eine entfernbare Trennwand lösbar und die andere Trennwand zerstörbar. Die entfernbare Trennwand wird dabei vorzugsweise vor dem Verbinden der Behälter entfernt und die zerstörbare Trennwand erst nach dem Verbinden der Behälter zerstört. Die zerstörbare Trennwand ist vorzugsweise an dem beim Verbinden der Behälter mit der Oeffnung nach unten ge­ richteten Behälter angeordnet.

Da die entfernbare Trennwand beim Transport und der Handha­ bung auch mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, ist diese vorteilhafterweise als mechanisch lösbare Verschlusskappe ausgebildet. Eine solche Verschlusskappe kann beispielsweise mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses mit dem Behälter lösbar verbunden werden. Unter Umständen genügt auch ein einfacher, durch Preßsitz festgehaltener Stopfen.

Eine weitere zweckmässige Ausführung besteht darin, dass die entfernbare Trennwand als axial verschiebbarer Kolben ausge­ bildet ist. Der Kolben kann die Form einer Topfmanschette aufweisen. Wird der Kolben entgegen seiner Oeffnungsrichtung verschoben, so werden die Dichtlippen des Kolbens radial nach innen gedrückt, so dass die Masse am Kolben vorbeiströmen kann. Wird der Kolben dagegen in der anderen Richtung bewegt, so werden die Dichtlippen durch den Druck der Masse radial nach aussen gegen die Behälterwandung gedrückt, so dass eine Abdichtung erfolgt.

Die zerstörbare Trennwand ist vorzugsweise als Membran ausge­ bildet. Dadurch können die in den Behältern angeordneten Kompo­ nenten nach dem Verbinden miteinander vermischt werden, wobei dieser Mischvorgang nicht beeinträchtigt wird, wenn eine mög­ lichst vollständige Zerstörung erfolgt. Eine Membran weist im Verhältnis zu ihrer Fläche eine sehr geringe Wandstärke auf und kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Die Mem­ bran kann auch elastisch ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Möglichkeit besteht auch darin, dass die Membran des die eine Komponente enthaltenden Behälters mittels der Komponente des anderen Behälters chemisch auflösbar ist. Somit wird die Mem­ bran nach dem Verbinden der Behälter automatisch zerstört.

Eine weitere zweckmässige Ausführung besteht darin, dass der eine Behälter für die Zerstörung der Membran am anderen Be­ hälter einen in das Innere dieses Behälters ragenden Schneid­ ansatz aufweist. Auch in diesem Fall erfolgt somit die Zer­ störung der Membran beim Verbinden der Behälter automatisch. Beim Zerstören der Membran kann diese lediglich mit Einschnit­ ten versehen werden oder es können Teile der Membran bzw. die ganze Membran herausgeschnitten oder herausgestanzt werden.

Nach dem Verbinden der Behälter und Zusammenbringen der da­ rin enthaltenen Komponenten ist meist ein zusätzlicher Misch­ vorgang erforderlich. Es ist daher vorteilhaft, wenn nach dem Verbinden der Behälter und Entfernen der Trennwände das Ver­ mischen der Komponenten innerhalb der Kartusche in einem Misch­ gerät erfolgt. Dabei kann beispielsweise die ganze Kartusche geschüttelt oder um eine Querachse verdreht werden, so dass ein in der Kartusche enthaltener Mischkörper darin herumge­ wirbelt wird.

Für eine einfache Bauweise des Mischgerätes ist es zweckmäs­ sig, wenn im Mischgerät ein rotierendes Magnetfeld zum Be­ wegen eines in der Kartusche angeordneten Mischkörpers er­ zeugt wird. Die Kartusche selbst bewegt sich somit während des Mischvorganges nicht. Die erforderliche Antriebsleistung des Mischgerätes ist dadurch sehr gering.

Von aussen ist es oft nicht erkennbar, ob ein Mischvorgang bereits erfolgt ist. Bei ungenügender Durchmischung weist jedoch die aus der Kartusche abgegebene Masse nicht die ge­ wünschten Eigenschaften auf. Um den Mischvorgang ausreichend sicherzustellen, ist es daher vorteilhaft, wenn die Kartusche gleichzeitig mit erfolgendem Mischvorgang an der Verbindungs­ stelle der Behälter versiegelt wird. Diese Versiegelung kann einerseits der Abdichtung der Verbindungsstelle dienen. Ande­ rerseits können durch die Versiegelung jedoch auch allfällige Vorsprünge an der Kartusche abgeschmolzen oder umgeformt wer­ den, welche im unversiegelten Zustand das Einführen der Kar­ tusche in ein Abgabegerät verhindern. Die Versiegelung zeigt somit auch optisch, dass der damit verbundene Mischvorgang erfolgt ist.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen die eine Komponente enthaltenden Be­ hälter, im Transportzustand;

Fig. 2 einen die zweite Komponente enthaltenden Be­ hälter, im Transportzustand;

Fig. 3 eine aus den Behältern gemäss Fig. 1 und 2 bestehende Kartusche, im Abgabezustand;

Fig. 4 eine weitere Ausführung eines die eine Kom­ ponente enthaltenden Behälters im Transport­ zustand;

Fig. 5 einen die andere Komponente enthaltenden Be­ hälter, im Transportzustand;

Fig. 6 eine aus den Behältern gemäss Fig. 4 und 5 bestehende Kartusche, im Abgabezustand;

Fig. 7 eine weitere Ausführung einer aus zwei Behält­ tern bestehenden Kartusche, im Transportzustand;

Fig. 8 die Kartusche gemäss Fig. 7, nach dem Verbin­ den der beiden Behälter;

Fig. 9 die Kartusche gemäss Fig. 7 und 8, nach dem Ver­ mischen der Komponenten, im Abgabezustand;

Fig. 10 ein Mischgerät zum Mischen der Komponenten in einer aus zwei Behältern bestehenden Kar­ tusche.

Der aus Fig. 1 ersichtliche, insgesamt mit 1 bezeichnete Be­ hälter für die eine Komponente ist im wesentlichen zylin­ drisch ausgebildet und weist an seinem vorderen Ende ein Mundstück 1 a auf, das mit einem Gewinde 1 b versehen ist und durch einen entfernbaren Ansatz 1 c verschlossen wird. Das rückwärtige Ende des Behälters 1 ist mit einem Aussengewinde 1 d versehen, auf welches eine Verschlusskappe 2 aufgeschraubt ist.

Der aus Fig. 2 ersichtliche, insgesamt mit 3 bezeichnete Be­ hälter enthält die zweite Komponente. Der Behälter 3 ist an seinem vorderen Ende mit einem Innengewinde 3 a versehen, in welches ein Verschlusspfropfen 4 eingeschraubt ist. Eine Mem­ bran 5 stützt sich an der durch das Innengewinde 3 a gebilde­ ten Schulter ab. Das rückwärtige Ende des Behälters 3 wird durch einen Auspresskolben 6 verschlossen. Je nach Stellung des Auspresskolbens 6 kann der gleiche Behälter 3 für grös­ sere oder kleinere Mengen Masse verwendet werden.

Zur Anwendung der Kartusche werden, wie in Fig. 3 dargestellt, die beiden Behälter 1 und 3 nach Entfernen der Verschlusskap­ pe 2 und des Verschlusspfropfens 4 über das Aussengewinde 1 d bzw. das Innengewinde 3 a miteinander verbunden. Die Membran 5 ist chemisch beständig gegen die im Behälter 3 enthaltene Kom­ ponente. Bei Kontakt mit der im Behälter 1 enthaltenen Kom­ ponente wird die Membran 5 jedoch chemisch aufgelöst. Somit wird die Trennwand zwischen den Behältern 1 und 3 automatisch zerstört. Im Behälter 1 befindet sich als Mischkörper beispiels­ weise eine Mutter 7. Durch Schütteln der Kartusche werden die Komponenten nun miteinander vermischt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kartusche in einen sogenannten Magnetmischer einzusetzen, der ein sich bewegendes Magnetfeld erzeugt, durch den die Mutter 7 in den Behältern 1 und 3 herumgewirbelt wird.

Nach dem Entfernen des Ansatzes 1 c ist eine Spritztülle 8 auf das Gewinde 1 b des Mundstücks 1 a aufgeschraubt. Hierauf kann durch Vorschieben des Auspresskolbens 6 mittels eines Press­ stempels 9 die Zweikomponenten-Masse aus der Kartusche heraus­ gepresst werden.

Der aus Fig. 4 ersichtliche, insgesamt mit 11 bezeichnete Be­ hälter weist ebenfalls ein Mundstück 11 a mit einem Gewinde 11 b sowie einem Ansatz 11 c auf. Das rückwärtige Ende des Behälters 11 ist mit Nocken 11 d versehen. Eine Verschlusskappe 12 ist über die Nocken 11 d lösbar mit dem Behälter 11 verbunden.

Der aus Fig. 5 ersichtliche, insgesamt mit 13 bezeichnete Behälter ist an seinem vorderen, im Durchmesser um die Wand­ stärke erweiterten Bereich mit Schlitzen 13 a versehen, wel­ che zusammen mit den Nocken 11 d am Behälter 11 einen Bajo­ nettverschluss bilden. Im Behälter 13 ist ein insgesamt mit 14 bezeichneter Kolben axial verschiebbar. Der Kolben 14 ist nach Art ein Topfmanschette ausgebildet und weist verformbare Dichtlippen auf. Der Kolben 14 ist ferner mit einer Gewinde­ spindel 14 a versehen, die an ihrem rückwärtigen Ende einen dem Drehen des Kolbens 14 dienenden Mehrkant 14 b aufweist. Der Kolben 14 ist über die Gewindespindel 14 a mit einem Aus­ presskolben 16 verbunden. Zwischen den beiden Kolben 14, 16 befindet sich die zweite Komponente.

Nach dem Entfernen der Verschlusskappe 12 können die Behäl­ ter 11 und 13 über den durch die Nocken 11 d und Schlitze 13 a gebildeten Bajonettverschluss miteinander verbunden werden. Anschliessend wird durch Relativverdrehung der Gewindespin­ del 14 a gegenüber dem Auspresskolben 16 der Kolben 14 gegen den Auspresskolben 16 verschoben. Die Dichtlippen des Aus­ presskolbens 14 werden dabei von der Behälterwandung abge­ hoben und lassen die zweite Komponente am Kolben 14 vorbei­ strömen. Somit gelangen die beiden Komponenten aus den Be­ hältern 11 und 13 miteinander in Kontakt. Die Komponenten können mit Hilfe eines im Behälter 11 angeordneten, als Schraube 17 ausgebildeten Mischkörpers miteinander vermischt werden. Falls der Mischvorgang in einem Mischgerät erfolgt, können dabei die Nocken 11 d geschmolzen werden, so dass sie nicht mehr über den Behälter 13 hinausragen und die Schlitze 13 a ganz ausfüllen. Somit können die beiden Behälter 11 und 13 nicht mehr voneinander getrennt werden. Dieser Vorgang kann auch als Versiegelung bezeichnet werden. Durch entspre­ chende Ausbildung des Abgabegerätes zum Verarbeiten der Kar­ tusche ist das Einführen der Kartusche erst nach diesem Ab­ schmelzen der Nocken 11 d möglich. Das Auspressen der Masse erfolgt mit Hilfe eines hohlen Preßstempels 19 nach dem Entfernen des Ansatzes 11 c und Aufschrauben einer Spritz­ tülle 18 auf das Mundstück 11 a.

Diese Lösung ermöglicht mit denselben Behältern 11, 13 unter­ schiedliche Mischverhältnisse, indem der Kolben 14 mehr oder weniger weit gegen den Auspresskolben 16 zurückgeschraubt und dabei ein mehr oder weniger grosser Teil der zweiten Kom­ ponente zwischen den beiden Kolben 14, 16 herausgepresst wer­ den kann.

Die aus den Fig. 7 bis 9 ersichtliche Ausführung besteht aus einem ingesamt mit 21 bezeichneten Behälter und einem damit verbindbaren, insgesamt mit 23 bezeichneten Behälter. Der Be­ hälter 21 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, weist an einem Ende eine Austrittsöffnung 21 a auf, ist an diesem Endbereich mit einem Aussengewinde 21 b und am gegenüberliegen­ den Ende seitlich mit einem Nippel 21 c versehen. Der Behälter 23 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und weist an einem Ende ein Mundstück 23 a auf, das mit einem Gewinde 23 b versehen ist. Der Behälter 23 weist ferner ein zum Aussengewinde 21 b passendes Innengewinde 23 c auf. Ein Stutzen 23 d ragt in der Verlängerung des Mundstückes 23 a in das Innere des Behälters 23. Der Stutzen 23 d weist Durchtrittsöffnungen 23 e sowie ei­ nen Schneidansatz 23 f auf.

In dem in Fig. 7 dargestellten Lagerungs- und Transportzu­ stand wird der Behälter 23 durch einen in das Innengewinde 23 c eingeschraubten Verschlusspfropfen 24 verschlossen. Die Austrittsöffnung 21 a des Behälters 21 ist mittels einer zer­ störbaren Membran 25 verschlossen. Die Behälter 21 und 23 ent­ halten voneinander getrennt die Komponenten einer Zweikompo­ nenten-Masse. Für das Verarbeiten der Masse werden die beiden Behälter 21 und 23 nach dem Entfernen des Verschlusspfropfens 24 über das Aussengewinde 21 b sowie das Innengewinde 23 c mit­ einander verbunden. Dieser Zustand ist aus Fig. 8 ersichtlich. Die Komponenten sind dabei jedoch noch immer durch die Membran 25 voneinander getrennt. Beim weiteren Zusammenschrauben der beiden Behälter 21, 23 wird zunächst die Membran 25 durch den Schneidansatz 23 f zerstört und anschliessend der Schneidan­ satz 23 f abgebrochen. Hierauf kann die im Behälter 23 ent­ haltene Komponente durch die Durchtrittsöffnungen 23 e und den Stutzen 23 d in den Behälter 21 gelangen. Durch die zusätzliche Menge Masse wird eine im Behälter 21 angeordnete, elastische Blase 26 gedehnt.

Fig. 9 zeigt den Endzustand der bei vollständigem Herauspres­ sen der Komponente aus dem Behälter 23 in den Behälter 21 er­ reicht wird. Durch anschliessendes Schütteln werden die Kompo­ nenten mittels einer im Behälter 21 angeordneten, als Mischkör­ per dienenden Kugel 27 miteinander vermischt. Nach Zerstören eines den Stutzen 23 d verschliessenden Deckels 23 g wird hier­ auf eine Spritztülle 28 auf das Mundstück 23 a aufgeschraubt. Das Herauspressen der Masse erfolgt mittels eines Druckmediums wie beispielsweise Druckluft oder CO₂, das durch den Nippel 21 c in den Behälter 21 eingeleitet wird und auf die Blase 26 wirkt. Die in der Kartusche enthaltene Masse kann somit bis auf kleinste Reste durch den Stutzen 23 d herausgepresst werden.

Die aus Fig. 10 ersichtliche Kartusche besteht aus einem ins­ gesamt mit 31 bezeichneten Behälter und einem damit verbun­ denen, insgesamt mit 33 bezeichneten Behälter für eine Masse 32. Der Behälter 31 weist einen Ansatz 31 a auf, der mit ei­ nem Gewinde 31 b zum Aufschrauben einer nicht dargestellten Spritztülle versehen ist. Der im wesentlichen rohrförmig aus­ gebildete Behälter 33 weist an der Verbindungsstelle mit dem Behälter 31 einen umlaufenden, elastischen Lappen 33 a auf. Im rückwärtigen Bereich des Behälters 33 ist ein Auspresskolben 34 axial verschiebbar angeordnet. Beim Einführen der Kartu­ sche in ein insgesamt mit 35 bezeichnetes Mischgerät wird der Lappen 33 a radial gegen die Aussenseite des Behälters 31 ge­ presst und anschliessend mittels einer Heizspule 35 a in die­ ser Lage verschweisst. Dadurch wird die Kartusche an der Ver­ bindungsstelle der beiden Behälter 31, 33 versiegelt. Im Misch­ gerät 35 ist ein mittels eines Motors 35 b drehbarer Magnet 35 c angeordnet, der beim Einschalten des Motors 35 b ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt. Durch das sich drehende Magnet­ feld wird ein aus ferromagnetischem Werkstoff bestehender Mi­ schkörper 36, in der Masse herumgewirbelt, so dass die Kompo­ nenten miteinander vermischt werden. Nach der Entnahme der Kartusche aus dem Mischgerät 35 ist der abgeschlossene Misch­ vorgang von aussen durch das gleichzeitig erfolgte Anschweis­ sen des Lappens 33 a erkennbar.

Claims (9)

1. Kartusche für Zweikomponenten-Massen, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in miteinander verbindbaren Behältern (1, 3, 11, 13, 21, 23, 31, 33) angeordnet sind, wobei die Behälter (1, 3, 11, 13 21, 23, 31, 33) im Verbindungsbereich entfern­ bare Trennwände aufweisen.

2. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine entfernbare Trennwand lösbar und die andere Trennwand zerstörbar ist.

3. Kartusche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die entfernbare Trennwand als mechanisch lösbare Verschlusskappe (2, 4, 12, 24) ausgebildet ist.

4. Kartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die entfernbare Trennwand als axial verschiebbarer Kolben (14) ausgebildet ist.

5. Kartusche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zerstörbare Trennwand als Membran (5, 25) ausgebildet ist.

6. Kartusche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Behälter (23) für die Zerstörung der Membran (25) am anderen Behälter (21) einen in das Innere dieses Behäl­ ters (23) ragenden Schneidansatz (23 f) aufweist.

7. Verfahren zur Vorbereitung einer Kartusche gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 für das Abgeben der Zweikomponen­ ten-Masse, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbin­ den der Behälter und Entfernen der Trennwände das Vermi­ schen der Komponenten innerhalb der Kartusche in einem Mischgerät erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Mischgerät ein rotierendes Magnetfeld zum Bewegen eines in der Kartusche angeordneten Mischkörpers er­ zeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Kartusche gleichzeitig mit erfolgendem Mischvorgang an der Verbindungsstelle der Behälter ver­ siegelt wird.