DE202016008417U1 - mixing head - Google Patents
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Abstract
Mischkopf (10) umfassend eine Dosiereinheit (12) mit mindestens zwei Zuführungen (28, 38) für zu mischende Komponenten, eine Mischeinheit (14) und eine Düseneinheit (16), wobei die Mischeinheit (14) eine zylindrische Mischkammer (54) aufweist, an einer Einlassseite (58) der zylindrischen Mischkammer (54) für jede zu mischende Komponente eine Zuführung (28, 38) der Dosiereinheit (12) in die zylindrische Mischkammer (54) mündet, die Mischkammer (54) konzentrisch in einem Hohlwellenmotor (50) angeordnet ist und verdrehsicher mit einer Hohlwelle (52) des Hohlwellenmotors (50) verbunden ist, und an einer Auslassseite (60) der zylindrischen Mischkammer (54) die Düseneinheit (16) angeordnet ist, und wobei die Düseneinheit (16) über einen werkzeuglos lösbaren Verschluss (70) mit der Mischeinheit (14) verbunden ist und dass die zylindrische Mischkammer (54) derart ausgestaltet ist, dass diese in Richtung ihrer Längsachse aus der Hohlwelle (52) entnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der werkzeuglos lösbare Verschluss zwischen der Mischeinheit (14) und der Düseneinheit (16) als Steck-Dreh-Verschluss (70) ausgestaltet ist, wobei ein erster Teil des Verschlusses an der Mischeinheit (14) aufgenommen ist und ein zweiter Teil an der Düseneinheit (16) aufgenommen ist und wobei an einem der beiden Teile des Verschlusses ein federbelastetes Element angeordnet ist, welche mit einer Vertiefung am jeweils anderen Teil zusammenwirkt, um den Verschluss gegen ein ungewolltes Lösen zu Sichern.Mixing head (10) comprising a metering unit (12) with at least two feeds (28, 38) for components to be mixed, a mixing unit (14) and a nozzle unit (16), the mixing unit (14) having a cylindrical mixing chamber (54), on an inlet side (58) of the cylindrical mixing chamber (54) for each component to be mixed, a feed (28, 38) of the metering unit (12) opens into the cylindrical mixing chamber (54), the mixing chamber (54) concentrically in a hollow shaft motor (50) is arranged and against rotation with a hollow shaft (52) of the hollow shaft motor (50) is connected, and on an outlet side (60) of the cylindrical mixing chamber (54), the nozzle unit (16) is arranged, and wherein the nozzle unit (16) via a tool-detachable Closure (70) is connected to the mixing unit (14) and that the cylindrical mixing chamber (54) is designed such that it can be removed in the direction of its longitudinal axis from the hollow shaft (52), characterized in that the tool-less releasable closure between the mixing unit (14) and the nozzle unit (16) is designed as a plug-in rotary closure (70), a first part of the closure being accommodated on the mixing unit (14) and a second part on the nozzle unit (16) is received and wherein at one of the two parts of the closure, a spring-loaded element is arranged, which cooperates with a recess on the other part to secure the closure against accidental loosening.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mischkopf umfassend eine Dosiereinheit mit mindestens zwei Zuführungen für zu mischende Komponenten, eine Mischeinheit und eine Düseneinheit, wobei die Mischeinheit eine zylindrische Mischkammer aufweist, an einer Einlassseite der zylindrischen Mischkammer für jede zu mischende Komponente eine Zuführung in die zylindrische Mischkammer mündet, die Mischkammer konzentrisch in einem Hohlwellenmotor angeordnet ist und verdrehsicher mit der Hohlwelle verbunden ist, und an einer Auslassseite der zylindrischen Mischkammer die Düseneinheit angeordnet ist. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Mischen mindestens zweier Komponenten unter Verwendung eines solchen Mischkopfs sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Mischkopfs.The invention relates to a mixing head comprising a metering unit with at least two feeds for components to be mixed, a mixing unit and a nozzle unit, wherein the mixing unit has a cylindrical mixing chamber, at an inlet side of the cylindrical mixing chamber for each component to be mixed, a feed opens into the cylindrical mixing chamber the mixing chamber is arranged concentrically in a hollow shaft motor and is connected in a rotationally secure manner to the hollow shaft, and the nozzle unit is arranged on an outlet side of the cylindrical mixing chamber. Further aspects of the invention relate to a method for mixing at least two components using such a mixing head and to a method for operating such a mixing head.
Beispielsweise im Automobilbau wird zunehmend eine Mischbauweise eingesetzt, bei der verschiedene Materialien miteinander kombiniert werden. Zum Verbinden der verschiedenen Materialien werden häufig Mehrkomponenten-Klebstoffe eingesetzt. Bei Mehrkomponenten-Klebstoffen liegen die reaktionsfähigen Komponenten in getrennter Form vor und müssen vor dem Auftragen vermischt werden. Nach dem Vermischen reagieren die Komponenten miteinander, wodurch der Klebstoff aushärtet. Mehrkomponenten-Klebstoffe müssen im Gegensatz zu einkomponentigen Klebstoffen nicht durch hohe Temperaturen ausgehärtet werden.For example, in the automotive industry, a mixed construction is increasingly used in which different materials are combined. Multi-component adhesives are often used to join the various materials. For multi-component adhesives, the reactive components are in separate form and must be mixed before application. After mixing, the components react with each other, causing the adhesive to harden. Multi-component adhesives do not have to be cured by high temperatures, in contrast to one-component adhesives.
Für das Vermischen der verschiedenen Komponenten des Klebstoffs werden üblicherweise statische Mischer eingesetzt. Ein statischer Mischer umfasst ein Gehäuse, welches eine Mischkammer bildet, und ein darin enthaltenes Mischelement.Static mixers are commonly used to mix the various components of the adhesive. A static mixer comprises a housing which forms a mixing chamber and a mixing element contained therein.
Aus
Eine weitere übliche Mischvariante ist das dynamische Vermischen verschiedener Komponenten in einer Mischkammer mit einem Einlass, einem motorisch betriebenem Mischkörper im Inneren der Mischkammer und einem Auslass.Another common mixing variant is the dynamic mixing of various components in a mixing chamber with an inlet, a motor-driven mixing body inside the mixing chamber and an outlet.
Aus
Da die Viskosität der Komponenten oft sehr unterschiedlich ist, ist das durchgehend homogene vermischen der Komponenten ein Problem bei statischen Mischern, sodass dynamisch mischende Mischkammern von Vorteil sind. Die zu vermischenden Komponenten haben jedoch die Eigenschaft, dass diese im Mischvorgang direkt miteinander reagieren und beginnen auszuhärten. Dadurch bilden sich Ablagerungen in der Mischkammer, welche durch Spülvorgänge und nach einer bestimmten Zeit durch mechanische, vom Fachpersonal durchzuführende, Reinigungsvorgänge entfernt werden müssen. Insbesondere die Reinigungsvorgänge sind dabei zeitaufwendig und sehr kostenintensiv. Wird darüber hinaus eine Reinigung nicht regelmäßig durchgeführt ergibt sich sehr schnell das Problem, dass sich eine ausgehärtete Ablagerung so schwer entfernen lässt, dass der gesamte Mischkopf unbrauchbar wird. In diesem Fall muss der Mischkopf zerlegt werden und die mit Ablagerungen beladene Mischkammer gegen eine neue Mischkammer ausgetauscht werden. In der Praxis führen die Reinigungsproblematiken zu erheblichen Risiken in der Prozessstabilität sowie sehr hohen Instandhaltungsaufwendungen.Since the viscosity of the components is often very different, the continuous homogeneous mixing of the components is a problem with static mixers, so that dynamically mixing mixing chambers are advantageous. However, the components to be mixed have the property that they react directly with each other in the mixing process and begin to harden. As a result, deposits form in the mixing chamber, which must be removed by rinsing and after a certain time by mechanical, to be carried out by professionals, cleaning operations. In particular, the cleaning operations are time consuming and very expensive. In addition, if a cleaning is not performed regularly, the problem quickly arises that a hardened deposit can be so difficult to remove that the entire mixing head is unusable. In this case, the mixing head must be disassembled and the mixing chamber laden with deposits replaced with a new mixing chamber. In practice, the cleaning problems lead to considerable risks in terms of process stability and very high maintenance costs.
Des Weiteren stellen Dichtungen ein Problem dar, da diese von den zu mischenden Komponenten angegriffen werden können. Dichtungen sind insbesondere zwischen der Mischkammer und einer Dosiereinheit, mit der die Komponenten in die Mischkammer eingegeben werden, sowie zwischen der Mischkammer und einer Düse, mit der das gemischte Material ausgetragen wird, angeordnet.Furthermore, seals pose a problem because they can be attacked by the components to be mixed. Gaskets are in particular between the mixing chamber and a metering unit, with which the components are input into the mixing chamber, and between the mixing chamber and a nozzle, with which the mixed material is discharged, arranged.
Eine Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden einen Mischkopf bereitzustellen, bei dem Reinigungsvorgänge leicht durchzuführen sind.An object of the invention can be seen to provide a mixing head in which cleaning operations are easy to perform.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es wird ein Mischkopf umfassend eine Dosiereinheit mit mindestens zwei Zuführungen für zu mischende Komponenten, eine Mischeinheit und eine Düseneinheit vorgeschlagen, wobei die Mischeinheit eine zylindrische Mischkammer aufweist, an einer Einlassseite der zylindrischen Mischkammer für jede zu mischende Komponente eine Zuführung aus der Dosiereinheit in die zylindrische Mischkammer mündet, die Mischkammer konzentrisch in einem Hohlwellenmotor angeordnet ist und verdrehsicher mit einer Hohlwelle des Hohlwellenmotors verbunden ist, und an einer Auslassseite der zylindrischen Mischkammer die Düseneinheit angeordnet ist. Ferner ist vorgesehen, dass die Düseneinheit über einen werkzeuglos lösbaren Verschluss mit der Mischeinheit verbunden ist und dass die zylindrische Mischkammer derart ausgestaltet ist, dass diese in axialer Richtung aus der Hohlwelle entnehmbar ist.A mixing head comprising a dosing unit with at least two components to be mixed, a mixing unit and a nozzle unit is proposed, wherein the mixing unit has a cylindrical mixing chamber, at one inlet side of the cylindrical mixing chamber for each component to be mixed, a feed from the dosing unit into the cylindrical one Mixing chamber opens, the mixing chamber is arranged concentrically in a hollow shaft motor and is secured against rotation with a hollow shaft of the hollow shaft motor, and on an outlet side of the cylindrical mixing chamber, the nozzle unit is arranged. It is further provided that the nozzle unit via a tool-less releasable closure with the Mixing unit is connected and that the cylindrical mixing chamber is designed such that it can be removed in the axial direction of the hollow shaft.
Die Dosiereinheit ist für jede der mit dem Mischkopf zu mischenden Komponenten mit einem Vorratsbehälter für die jeweilige Komponente verbunden. Für jede der zu mischenden Komponenten umfasst die Dosiereinheit eine Zuführung, die in die Mischkammer der Mischeinheit mündet. Eine Zuführung ist bevorzugt als eine mit einem Ventil verschließbare Leitung ausgeführt, wobei die Leitung in die Mischkammer mündet. Die Ventile sind bevorzugt von einem Steuergerät ansteuerbar, so dass der Zeitpunkt, an dem eine Komponente zugegeben wird und die Menge die von der jeweiligen Komponente dosiert wird, festgelegt werden kann. Die Anzahl der Zuführungen ist von der Anzahl der zu vermischenden Komponenten abhängig und liegt typischerweise im Bereich von 2 bis 4.For each of the components to be mixed with the mixing head, the dosing unit is connected to a reservoir for the respective component. For each of the components to be mixed, the dosing unit comprises a feed, which opens into the mixing chamber of the mixing unit. A feed is preferably designed as a valve closable with a valve, wherein the line opens into the mixing chamber. The valves are preferably controllable by a control device, so that the time at which a component is added and the amount that is metered by the respective component, can be set. The number of feeds depends on the number of components to be mixed and is typically in the range of 2 to 4.
Die Mischeinheit umfasst eine zylindrische Mischkammer, welche über einen Motor in eine Rotationsbewegung um die Längsachse der Mischkammer versetzt werden kann. Die Mischkammer ist dabei bevorzugt als Kreiszylinder ausgeführt, wobei auch andere Zylinderformen, beispielsweise mit einem regelmäßigen Vieleck als Grundfläche, ebenfalls denkbar sind. Der Motor ist als Hohlwellenmotor ausgeführt und die zylindrische Mischkammer ist konzentrisch im Inneren der Hohlwelle des Hohlwellenmotors angeordnet und lösbar mit der Hohlwelle verbunden, insbesondere in Form eines Formschlusses. Dabei ist mit konzentrisch gemeint, dass die Längsachse der Mischkammer und die Längsachse der Hohlwellen aufeinanderliegen. Um die zylindrische Mischkammer in Rotation versetzen zu können, ist die zylindrische Mischkammer verdrehsicher mit der Hohlwelle verbunden. Dazu weist die zylindrische Mischkammer beispielsweise eine Rippe auf, die in eine korrespondierende Nut der Hohlwelle eingreifen kann oder umgekehrt weist die Hohlwelle eine Rippe auf, die in eine korrespondierende Nut der Mischkammer eingreifen kann. Alternativ oder zusätzlich ist der Querschnitt der Mischkammer als Polygon oder als Oval ausgestaltet, so dass beim Einsetzen in eine entsprechend ausgestaltete Hohlwelle ebenfalls ein verdrehsicherer Formschluss entsteht. Die Mischeinheit schließt sich derart an die Dosiereinheit an, dass die Zuführungen der Dosiereinheit an der Einlassseite der Mischkammer der Mischeinheit in die Mischkammer münden. Hierunter wird verstanden, dass sich die Zuführung in die Mischkammer öffnen, so dass Material aus einer Zuführung in die Mischkammer gelangen kann. Eine Zuführung kann dabei bündig an der Einlassseite der Mischkammer enden oder an der Einlassseite in die Mischkammer hineinragen.The mixing unit comprises a cylindrical mixing chamber, which can be offset by a motor in a rotational movement about the longitudinal axis of the mixing chamber. The mixing chamber is preferably designed as a circular cylinder, with other cylindrical shapes, for example, with a regular polygon as a base, are also conceivable. The motor is designed as a hollow shaft motor and the cylindrical mixing chamber is arranged concentrically in the interior of the hollow shaft of the hollow shaft motor and releasably connected to the hollow shaft, in particular in the form of a positive connection. It is meant concentrically that the longitudinal axis of the mixing chamber and the longitudinal axis of the hollow shafts lie on one another. In order to enable the cylindrical mixing chamber to rotate, the cylindrical mixing chamber is secured against rotation with the hollow shaft. For this purpose, the cylindrical mixing chamber, for example, a rib which can engage in a corresponding groove of the hollow shaft or vice versa, the hollow shaft has a rib which can engage in a corresponding groove of the mixing chamber. Alternatively or additionally, the cross-section of the mixing chamber is designed as a polygon or as an oval, so that upon insertion into a correspondingly configured hollow shaft, a rotationally secure positive connection is likewise produced. The mixing unit adjoins the dosing unit in such a way that the feeders of the dosing unit at the inlet side of the mixing chamber of the mixing unit open into the mixing chamber. This is understood to mean that the feed into the mixing chamber open so that material can pass from a feed into the mixing chamber. A feed may terminate flush with the inlet side of the mixing chamber or protrude into the mixing chamber on the inlet side.
Bevorzugt sind zwei oder mehr der Zuführungen so angeordnet, dass deren Öffnungen zueinander konzentrisch angeordnet sind. Dabei liegen die Mittelpunkte der Öffnungen der beteiligten Zuführungen auf einer gemeinsamen Achse, die bevorzugt mit der Längsachse der zylindrischen Mischkammer identisch ist.Preferably, two or more of the feeders are arranged so that their openings are arranged concentrically to each other. In this case, the centers of the openings of the participating feeders lie on a common axis, which is preferably identical to the longitudinal axis of the cylindrical mixing chamber.
Die Mischeinheit kann an der Dosiereinheit befestigt sein.The mixing unit may be attached to the dosing unit.
Die Düseneinheit weist eine Düse auf, durch die das in der Mischkammer erzeugte Gemisch herausgedrückt werden kann. Die Düseneinheit schließt sich an die Auslassseite der Mischkammer an die Mischeinheit an. Der Materialstrom fließt ausgehend von den an der Einlassseite in die Mischkammer mündenden Zuführungen in Richtung der Auslassseite der Mischkammer und verlässt anschließend den Mischkopf durch eine Öffnung der Düse. Die Düseneinheit kann an der Mischeinheit befestigt sein.The nozzle unit has a nozzle through which the mixture generated in the mixing chamber can be pushed out. The nozzle unit connects to the outlet side of the mixing chamber to the mixing unit. The flow of material flows from the inlet opening into the mixing chamber discharging leads in the direction of the outlet side of the mixing chamber and then leaves the mixing head through an opening of the nozzle. The nozzle unit may be attached to the mixing unit.
Die Düseneinheit ist dabei unter Verwendung eines Verschlusses an der Mischeinheit befestigt, der sich ohne Verwendung von Werkzeug lösen lässt. Dies ermöglicht es, dass ein Verwender des Mischkopfes die Düseneinheit von Hand abnehmen kann.The nozzle unit is attached to the mixing unit using a shutter which can be detached without the use of tools. This allows a user of the mixing head to remove the nozzle unit by hand.
Im Betrieb werden der Mischkammer über die Zuführungen der Dosiereinheit die zu vermischenden Komponenten an der Einlassseite zugegeben. Während die Komponenten in Richtung der Auslassseite der Mischkammer strömen, werden die Komponenten vermischt. Im Fall von mehrkomponentigen Klebstoffen fängt ein Harz nach der Zugabe eines Härters an, sich zu verfestigen. Der gemischte Klebstoff muss den Mischkopf verlassen, bevor der Klebstoff vollständig ausgehärtet und damit nicht mehr fließfähig ist. Rückstände des gemischten Klebstoffs werden üblicherweise aus der Mischkammer herausgespült, indem lediglich das Harz ohne Zugabe einer Härterkomponente an der Einlassseite der Mischkammer über die Dosiereinheit eingegeben wird. Das Harz verdrängt dann den verbleibenden gemischten Klebstoff in Richtung Auslassseite der Mischkammer, so dass dieser aus der Düse austritt. Mit der Zeit treten jedoch Ablagerungen in Form von ausgehärtetem Klebstoff auf, die sich durch das beschriebene Spülen nicht mehr aus der Mischkammer entfernen lassen. In diesem Fall muss die Mischkammer ausgebaut werden.In operation, the components to be mixed are added to the inlet side of the mixing chamber via the feeders of the dosing unit. As the components flow toward the outlet side of the mixing chamber, the components are mixed. In the case of multi-component adhesives, after the addition of a hardener, a resin begins to solidify. The mixed adhesive must leave the mixing head before the adhesive is completely cured and therefore no longer flowable. Residues of the mixed adhesive are usually flushed out of the mixing chamber merely by entering the resin via the metering unit without adding a hardener component to the inlet side of the mixing chamber. The resin then displaces the remaining mixed adhesive toward the outlet side of the mixing chamber so that it exits the nozzle. Over time, however, deposits in the form of cured adhesive occur which can not be removed from the mixing chamber by the described rinsing. In this case, the mixing chamber must be removed.
Bei dem vorgeschlagenen Mischkopf ist für einen Ausbau der Mischkammer kein Werkzeug erforderlich. Die Düseneinheit ist über einen werkzeuglos lösbaren Verschluss an dem Mischkopf bzw. an der Mischeinheit befestigt. Der Verschluss kann von Hand geöffnet werden und die Düseneinheit kann anschließend abgenommen werden. Nach dem Abnehmen der Düseneinheit ist die Mischeinheit zugänglich und die Auslassseite der Mischkammer liegt frei. Die zylindrische Mischkammer ist derart ausgestaltet, dass diese in Längsrichtung, also parallel zur Achse der Hohlwelle des Hohlwellenmotors, herausgezogen werden kann. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einer kreiszylindrischen Ausführung der Mischkammer der Außendurchmesser der Mischkammer kleiner ist als der Innendurchmesser der Hohlwelle. Bei anderen Formen ist der Querschnitt der Mischkammer derart gewählt, dass die Mischkammer durch die Hohlwelle des Hohlwellenmotors gezogen werden kann.In the proposed mixing head no tool is required for expansion of the mixing chamber. The nozzle unit is attached to the mixing head or to the mixing unit via a closure that can be released without tools. The closure can be opened by hand and the nozzle unit can then be removed. After removing the nozzle unit, the mixing unit is accessible and the outlet side of the mixing chamber is exposed. The cylindrical mixing chamber is such designed such that it can be pulled out in the longitudinal direction, ie parallel to the axis of the hollow shaft of the hollow shaft motor. For this purpose, it is preferably provided that in a circular cylindrical design of the mixing chamber, the outer diameter of the mixing chamber is smaller than the inner diameter of the hollow shaft. In other forms, the cross section of the mixing chamber is chosen such that the mixing chamber can be pulled through the hollow shaft of the hollow shaft motor.
Nach dem Herausziehen der Mischkammer kann diese gereinigt und gegebenenfalls erneut eingesetzt werden. Bevorzugt wird eine neue Mischkammer in die Mischeinheit eingesetzt. Nach dem Einsetzen der Mischkammer wird die Düseneinheit wieder mit dem Mischkopf verbunden und durch Schließen des werkzeuglos lösbaren Verschlusses wieder gesichert.After pulling out of the mixing chamber this can be cleaned and optionally used again. Preferably, a new mixing chamber is inserted into the mixing unit. After insertion of the mixing chamber, the nozzle unit is again connected to the mixing head and secured by closing the tool-free releasable closure again.
Bevorzugt ist der werkzeuglos lösbare Verschluss, mit dem die Düseneinheit mit dem Mischkopf bzw. der Mischeinheit verbunden ist, als ein Steck-Dreh-Verschluss ausgestaltet. Ein eine Steck-Dreh-Verschluss ist ein Verschluss, bei dem die Düseneinheit aufgesteckt und relativ zum Rest des Mischkopfs gedreht wird. Zum Lösen wird umgekehrt die Düseneinheit relativ zum Rest des Mischkopfs gedreht und anschließend abgezogen. Die Drehung erfolgt um eine Drehachse parallel zur Steckrichtung. Ein Beispiel für einen Steck-Dreh-Verschluss ist ein Bajonettverschluss.Preferably, the tool-less releasable closure, with which the nozzle unit is connected to the mixing head or the mixing unit, designed as a plug-in rotary closure. A plug and twist closure is a closure in which the nozzle unit is plugged and rotated relative to the remainder of the mixing head. For loosening, conversely, the nozzle unit is rotated relative to the remainder of the mixing head and then withdrawn. The rotation takes place about a rotation axis parallel to the insertion direction. An example of a plug-in rotary closure is a bayonet lock.
Der Verschluss weist zwei Teile auf, die zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Düseneinheit und dem Mischkopf zusammengeführt werden. Ein erstes Teil ist an der Mischeinheit aufgenommen und ein zweiter Teil ist an der Düseneinheit aufgenommen. Bei dem Verschluss wirkt zumindest ein Stift an einem der beiden Teile mit einer Nute an dem anderen Teil zusammen. Beispielsweise ist der Stift an einer Halteplatte der Mischeinheit angeordnet und die Nute befindet sich an der Düseneinheit.The closure has two parts that are joined to make a connection between the nozzle unit and the mixing head. A first part is received at the mixing unit and a second part is received at the nozzle unit. In the closure, at least one pin on one of the two parts cooperates with a groove on the other part. For example, the pin is arranged on a holding plate of the mixing unit and the groove is located on the nozzle unit.
Zum Sichern des Verschlusses gegen ungewolltes Lösen ist es bevorzugt, ein federbelastetes Element an einem der Teile einzusetzen, welches mit einer Vertiefung am jeweils anderen Teil zusammenwirkt. Ein solches federbelastetes Element ist beispielsweise ein Seitendruckstück mit einer federnden Kugel, welches beispielsweise an der Halteplatte des Mischkopfs angeordnet ist und mit einer Vertiefung an der Düseneinheit zusammenwirkt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass im verschlossenen Zustand die federnde Kugel mit der Vertiefung einen Formschluss ausbildet. Zum Öffnen des Verschlusses muss dieser Formschluss durch Wegdrücken der Kugel gegen die Vorspannkraft einer Feder aus der Vertiefung gelöst werden.To secure the closure against unwanted loosening it is preferable to use a spring-loaded element on one of the parts, which cooperates with a recess on the other part. Such a spring-loaded element is for example a side pressure piece with a resilient ball, which is arranged for example on the holding plate of the mixing head and cooperates with a depression on the nozzle unit. It is preferably provided that in the closed state, the resilient ball forms a positive connection with the depression. To open the closure of this form-fitting must be solved by pushing away the ball against the biasing force of a spring from the depression.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest zwei Zuführungen, in Richtung der Längsachse der zylindrischen Mischkammer gesehen, auf unterschiedlichen Höhen in die Mischkammer münden. Hierdurch ist es insbesondere im Zusammenhang mit dem Mischen von mehrkomponentigen Klebstoffen möglich, eine Harzkomponente an einer anderen Position in die Mischkammer einzugeben als eine Härterkomponente. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Härterkomponente dichter an der Auslassseite der Mischkammer in diese eingegeben wird als die Harzkomponente.It is preferably provided that at least two inlets, viewed in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical mixing chamber, open at different heights into the mixing chamber. This makes it possible, in particular in connection with the mixing of multicomponent adhesives, to introduce a resin component at a different position into the mixing chamber than a hardener component. It is advantageous if the hardener component is introduced denser at the outlet side of the mixing chamber in this than the resin component.
Bevorzugt umfasst zylindrische Mischkammer einen in ihrem Inneren angeordneten Mischkörper. Der Mischkörper ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass die eingegebenen Komponenten beim Fließen in Richtung der Auslassseite an Mischelementen des Mischkörpers mehrfach in verschiedene Ströme aufgeteilt und wieder zusammengeführt werden. Hierdurch wird eine intensive Vermischung der einzelnen Komponenten erzielt. Derartige Mischkörper sind dem Fachmann im Zusammenhang mit statischen Mischern bekannt. Im Gegensatz zu statischen Mischern ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass die Mischkammer und der Mischkörper um die Längsachse der Mischkammer rotieren. Hierdurch entstehen in den zu vermischenden Komponenten Verwirbelungen, die den Mischprozess unterstützen. Im Vergleich zu den Mischrohren von statischen Mischern sind daher weniger Mischelemente erforderlich. Typischerweise werden Mischkörper mit 3 bis 4 Mischelementen eingesetzt.Preferably, a cylindrical mixing chamber comprises a mixing body arranged in its interior. The mixing body is preferably designed such that the input components are split several times into different streams during mixing in the direction of the outlet side of mixing elements of the mixing body and brought together again. As a result, intensive mixing of the individual components is achieved. Such mixing elements are known to those skilled in the context of static mixers. In contrast to static mixers, however, it is preferably provided that the mixing chamber and the mixing body rotate about the longitudinal axis of the mixing chamber. This creates turbulence in the components to be mixed, which support the mixing process. In comparison to the mixing tubes of static mixers therefore fewer mixing elements are required. Typically, mixed bodies with 3 to 4 mixing elements are used.
Bevorzugt ist der Mischkörper verdrehsicher mit der zylindrischen Mischkammer verbunden. Dabei können der Mischkörper und die Mischkammer einstückig ausgestaltet sein. Hierdurch wird erreicht, dass auch der Mischkörper über den Hohlwellenmotor in eine Rotationsbewegung versetzt wird, bei der sich der Mischkörper und die zylindrische Mischkammer drehen. Durch die Rotation wird eine Relativbewegung zwischen der Mischkammer mit dem Mischkörper und den über die Dosiereinheit eingegebenen zu vermischenden Komponenten erzeugt, die zu einer besseren Vermischung der Komponenten führt. Bevorzugt ist der Mischkörper konzentrisch in der zylindrischen Mischkammer angeordnet.Preferably, the mixing body is connected against rotation with the cylindrical mixing chamber. In this case, the mixing body and the mixing chamber can be designed in one piece. This ensures that the mixing body is also placed on the hollow shaft motor in a rotational movement, in which rotate the mixing body and the cylindrical mixing chamber. As a result of the rotation, a relative movement between the mixing chamber and the mixing body and the components to be mixed introduced via the dosing unit are produced, which leads to a better mixing of the components. Preferably, the mixing body is arranged concentrically in the cylindrical mixing chamber.
Der Mischkörper und/oder die Mischkammer sind bevorzugt als Spritzgussteil ausgestaltet. Das Material, aus dem der Mischkörper und/oder die Mischkammer gefertigt sind, ist bevorzugt ein Kunststoff. Durch die Ausführung der Mischkammer und/oder des Mischkörpers als Spritzgussteil und insbesondere als Kunststoffspritzgussteil ist eine besonders preisgünstige Herstellung möglich, so dass die Mischkammer und/oder der Mischkörper als ein Einwegteil ausgestaltet werden können. In diesem Fall wird eine verschmutzte Mischkammer nicht gereinigt, sondern entsorgt und es wird eine frische Mischkammer, welche gegebenenfalls einen Mischkörper umfasst, in die Mischeinheit eingesetzt. Bei Verwendung des Mischkopfs zum Mischen mehrkomponentiger Klebstoffe wirkt sich dabei vorteilhaft aus, dass zwar die noch nicht gemischten reaktiven Komponenten Gefahrenstoffe sind und entsprechend als Gefahrenstoff entsorgt werden müssen, jedoch der ausgehärtete Klebstoff nicht mehr reaktiv ist. Es ist somit unproblematisch möglich, eine verschmutzte Mischkammer zusammen mit dem darin enthaltenen ausgehärteten Klebstoff zu entsorgen.The mixing body and / or the mixing chamber are preferably designed as an injection molded part. The material from which the mixing body and / or the mixing chamber are made is preferably a plastic. By the execution of the mixing chamber and / or the mixing body as an injection molded part and in particular as a plastic injection molded part, a particularly inexpensive production is possible, so that the mixing chamber and / or the mixing body can be configured as a disposable part. In this case, a dirty mixing chamber is not cleaned, but discarded and it is a fresh mixing chamber, which optionally comprises a mixing body, inserted into the mixing unit. When using the mixing head for mixing multicomponent adhesives has an advantageous effect that, although the not yet mixed reactive components are hazardous substances and must be disposed of accordingly as hazardous material, but the cured adhesive is no longer reactive. It is thus possible without any problem to dispose of a soiled mixing chamber together with the hardened adhesive contained therein.
Zur Abdichtung der Mischkammer sind rotatorische Dichtungen vorgesehen, wobei die Mischkammer, angetrieben durch die Hohlwelle des Hohlwellenmotors, relativ zu der Dosiereinheit und der Düseneinheit rotiert. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen der Dosiereinheit und der Einlassseite der Mischkammer eine erste rotatorische Dichtung und zwischen der Auslassseite der Mischkammer und der Düseneinheit eine zweite rotatorische Dichtung angeordnet ist. Die rotatorischen Dichtungen stellen somit einen Übergang zwischen den feststehenden Teilen des Mischkopfs und den rotierenden Teilen des Mischkopfs dar.Rotary seals are provided for sealing the mixing chamber, wherein the mixing chamber, driven by the hollow shaft of the hollow shaft motor, rotates relative to the dosing unit and the nozzle unit. It is provided that between the metering unit and the inlet side of the mixing chamber, a first rotary seal and between the outlet side of the mixing chamber and the nozzle unit, a second rotary seal is arranged. The rotary seals thus provide a transition between the fixed parts of the mixing head and the rotating parts of the mixing head.
Bei einer Wartung des Mischkopfs müssen die Dichtungen gegebenenfalls ausgetauscht werden, da die Dichtungen im Betrieb verschleißen können. Die Dichtungen können zudem von den zu mischenden Komponenten angegriffen und dadurch beeinträchtigt werden, was ebenfalls von Zeit zu Zeit einen Austausch erforderlich macht. Um einen raschen Austausch zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste rotierende Dichtung lösbar mit der Mischkammer und der Dosiereinheit verbunden ist und/oder dass die zweite rotierende Dichtung lösbar mit der Mischkammer und der Düseneinheit verbunden ist.When servicing the mixing head, the seals may need to be replaced as the seals may wear during operation. The seals can also be attacked by the components to be mixed and thus affected, which also requires an exchange from time to time. In order to enable a rapid exchange, it is preferably provided that the first rotating seal is releasably connected to the mixing chamber and the metering unit and / or that the second rotating seal is releasably connected to the mixing chamber and the nozzle unit.
Bevorzugt ist ein Außendurchmesser der ersten rotierenden Dichtung kleiner als der Innendurchmesser der Hohlwelle gewählt, so dass die erste Dichtung in axialer Richtung durch die Hohlwelle des Hohlwellenmotors entnehmbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass für einen Austausch der ersten rotatorischen Dichtung kein Ausbau des Hohlwellenmotors erforderlich ist. Zum Herausziehen der ersten rotatorischen Dichtung genügt eine Zange, mit der die erste rotatorische Dichtung durch die Hohlwelle hindurch gegriffen werden kann und anschließend herausgezogen werden kann. Ein Austausch der zweiten rotatorischen Dichtung ist unkritisch, da diese nach dem Abnehmen der Düseneinheit frei zugänglich ist und die Düseneinheit durch den vorgesehen werkzeuglos lösbaren Verschluss einfach abgenommen werden kann.Preferably, an outer diameter of the first rotating seal is selected smaller than the inner diameter of the hollow shaft, so that the first seal in the axial direction can be removed through the hollow shaft of the hollow shaft motor. This ensures that no replacement of the hollow shaft motor is required for an exchange of the first rotary seal. To pull out the first rotary seal is sufficient pliers, with which the first rotary seal can be gripped through the hollow shaft and then pulled out. An exchange of the second rotary seal is not critical, since it is freely accessible after removing the nozzle unit and the nozzle unit can be easily removed by the provided tool-less releasable closure.
Bevorzugt sind die Dichtungen so mit dem Mischkopf verbunden, dass die Verbindungen ohne Werkzeug gelöst werden kann. Auf diese Weise lässt sich zumindest die nach Abnahme der Düseneinheit direkt zugängliche zweite rotatorische Dichtung vollständig ohne Einsatz von Werkzeug leicht entfernen und wieder einsetzen, so dass auch hier eine einfache und schnelle Wartung durch das Bedienpersonal möglich ist.Preferably, the seals are connected to the mixing head so that the connections can be solved without tools. In this way, at least the second rotary seal, which is directly accessible after removal of the nozzle unit, can be completely removed and replaced completely without the use of tools, so that simple and rapid maintenance by the operating personnel is also possible here.
Die beschriebenen Mischköpfe sind beispielsweise Teil von Dosier- und Auftragsvorrichtungen, mit denen beispielsweise ein Mehrkomponentenklebstoff auf zu verklebende Bauteile aufgetragen wird.The mixing heads described are for example part of metering and application devices, with which, for example, a multi-component adhesive is applied to components to be bonded.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Mischen von mindestens zwei Komponenten eines Klebstoffs unter Verwendung eines der beschriebenen Mischköpfe bereitzustellen.Another aspect of the invention is to provide a method of mixing at least two components of an adhesive using one of the described mixing heads.
Bevorzugt wird bei dem Verfahren eine Härter-Komponente des Klebstoffs, in Richtung der Längsachse der zylindrischen Mischkammer gesehen, dichter an der Auslassseite der Mischkammer zugeführt als eine Harzkomponente des Klebstoffs. Hierdurch wird erreicht, dass das Aushärten des Klebstoffs nicht in der Umgebung der Zuführung der Harzkomponente beginnt und somit die Bildung von Ablagerungen an dieser Zuführung reduziert wird.Preferably, in the method, a hardening component of the adhesive, viewed in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical mixing chamber, is fed closer to the outlet side of the mixing chamber than a resin component of the adhesive. This ensures that the curing of the adhesive does not begin in the vicinity of the supply of the resin component and thus the formation of deposits on this feed is reduced.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es ein Verfahren zum Betrieb einer der beschriebenen Mischeinrichtung bereitzustellen, bei dem eine verschmutzte Mischkammer durch eine frische Mischkammer ersetzt wird. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt die Düseneinheit durch Lösen des Verschlusses abgenommen, so dass das Auslassende der verschmutzen Mischkammer frei liegt. Anschließend wird die verschmutzte Mischkammer in Richtung ihrer Längsachse aus der Hohlwelle des Hohlwellenmotors herausgezogen. Eine frische Mischkammer wird dann in die Hohlwelle eingesetzt, wobei die frische Mischkammer entlang ihrer Längsachse in die Hohlwelle eingeschoben wird. Nach dem Einsetzen der frischen Mischkammer wird die Düseneinheit wieder eingebracht und der Verschluss, mit dem die Düseneinheit in dem Mischkopf fixiert wird, wird wieder verschlossen.Another aspect of the invention is to provide a method of operating one of the described mixing devices, wherein a dirty mixing chamber is replaced by a fresh mixing chamber. In the method, in a first step, the nozzle unit is removed by releasing the shutter, so that the outlet end of the dirty mixing chamber is exposed. Subsequently, the soiled mixing chamber is pulled out in the direction of its longitudinal axis from the hollow shaft of the hollow shaft motor. A fresh mixing chamber is then inserted into the hollow shaft, wherein the fresh mixing chamber is inserted along its longitudinal axis in the hollow shaft. After inserting the fresh mixing chamber, the nozzle unit is introduced again and the closure, with which the nozzle unit is fixed in the mixing head, is closed again.
Das Auswechseln der Mischkammer kann in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens automatisiert erfolgen, wobei ein Roboter die Düseneinheit abnimmt, die verschmutzte Mischkammer herauszieht, die frische Mischkammer einsetzt und die Düseneinheit wieder aufsetzt.The replacement of the mixing chamber can be automated in a preferred embodiment of the method, wherein a robot decreases the nozzle unit, pulls out the dirty mixing chamber, the fresh mixing chamber used and the nozzle unit touches down.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Bereitstellen einer Mischeinrichtung, welche einen der beschriebenen Mischköpfe umfasst.Another aspect of the invention is the provision of a mixing device comprising one of the mixing heads described.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Der vorgeschlagene Mischkopf erlaubt einen einfachen Zugriff auf die Mischkammer und die Dichtungen, die bei einer Wartung oder Reinigung des Mischkopfs ersetzt werden müssen. Vorteilhafterweise ist ein Zugriff auf die Mischkammer einfach möglich, indem die Düseneinheit abgenommen wird. Ein Ausbauen oder Zerlegen des Hohlwellenmotors oder anderer an dem Hohlwellenmotor befestigter Komponenten oder Halterungen ist nicht erforderlich, die Mischkammer kann aus der Hohlwelle des Hohlwellenmotors in Richtung der Seite, an der sich im zusammengebauten Zustand die Düseneinheit befindet, herausgezogen werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass zum Abnehmen der Düseneinheit kein Werkzeug erforderlich ist. Die Düseneinheit ist an dem Mischkopf bzw. an der Mischeinheit über einen werkzeuglos lösbaren Verschluss fixiert, so dass dieser von einer Bedienperson schnell und ohne spezielles Werkzeug geöffnet und die Düseneinheit abgenommen werden kann.The proposed mixing head allows easy access to the mixing chamber and the seals that must be replaced during maintenance or cleaning of the mixing head. Advantageously, access to the mixing chamber is easily possible by removing the nozzle unit. It is not necessary to remove or disassemble the hollow shaft motor or other components or mounts attached to the hollow shaft motor; the mixing chamber can be pulled out of the hollow shaft of the hollow shaft motor in the direction of the side in which the nozzle unit is in the assembled state. It is particularly advantageous that for removing the nozzle unit no tool is required. The nozzle unit is fixed to the mixing head or to the mixing unit via a tool-less releasable closure, so that it can be opened by an operator quickly and without special tools and the nozzle unit can be removed.
Vorteilhafterweise ist die Mischkammer sowie gegebenenfalls der Mischkörper als Spritzgussteil ausgestaltet, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, so dass dieses ein preisgünstiges Einwegteil darstellt. Aufwendige und kostenintensive Reinigungen können entfallen, da bei einer Wartung einfach eine neue Mischkammer eingesetzt wird.Advantageously, the mixing chamber and optionally the mixing body is designed as an injection molded part, in particular as a plastic injection molded part, so that this represents a low-cost disposable part. Elaborate and costly cleaning can be eliminated, since a maintenance simply a new mixing chamber is used.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen sind rotatorische Dichtungen, die die unbeweglichen Teile des Mischkopfs gegen die rotierende Mischkammer abdichten, lösbar angeordnet, so dass diese bei einer Wartung ebenfalls schnell ersetzt werden können. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, dass sich die erste rotatorische Dichtung, die zwischen der Dosiereinheit und der Mischeinheit angeordnet ist, durch die Hohlwelle des Hohlwellenmotors herausziehen lässt. Dadurch wird vermieden, dass zum Wechseln der ersten rotatorischen Dichtung der Hohlwellenmotor ausgebaut werden muss. Somit lassen sich auch die Dichtungen mit wenigen Handgriffen ersetzen.In further advantageous embodiments, rotary seals which seal the immovable parts of the mixing head against the rotating mixing chamber, detachably arranged, so that they can also be replaced quickly during maintenance. It is particularly advantageous that the first rotary seal, which is arranged between the dosing unit and the mixing unit, can be pulled out through the hollow shaft of the hollow shaft motor. This avoids having to remove the hollow shaft motor for changing the first rotary seal. Thus, the seals can be replaced with a few simple steps.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same elements are designated by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is omitted in individual cases. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.
Oberhalb der Dosierkammern
Der Mischkopf
In der Schnittdarstellung ist nur eine der Dosierkammern
Eine zweite zu mischende Komponente gelangt von der in der Schnittdarstellung der
Die Mischeinheit
Die Mischkammer
Die Düseneinheit
Die im Betrieb drehende Mischkammer
In der in den
Die Düseneinheit
Im Betrieb des Mischkopfs
Nach dem Entfernen der zu ersetzenden Mischkammer
Im verschlossen Zustand des Steck-Dreh-Verschlusses
Der vorgeschlagene Steck-Dreck-Verschluss
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01F0005000000 Ipc: B01F0025000000 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |