EP3197608A1 - Applikationsvorrichtung für stoffe - Google Patents

Applikationsvorrichtung für stoffe

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Publication number
EP3197608A1
EP3197608A1 EP15763948.5A EP15763948A EP3197608A1 EP 3197608 A1 EP3197608 A1 EP 3197608A1 EP 15763948 A EP15763948 A EP 15763948A EP 3197608 A1 EP3197608 A1 EP 3197608A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
engagement
rod
application device
polygonal
engagement element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15763948.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Schultheiss
Pascal TANNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Publication of EP3197608A1 publication Critical patent/EP3197608A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B05C17/00576Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes characterised by the construction of a piston as pressure exerting means, or of the co-operating container
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    • B05C17/00596The liquid or other fluent material being supplied from a rigid removable cartridge having no active dispensing means, i.e. the cartridge requiring cooperation with means of the handtool to expel the material
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    • B05C17/01Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with manually mechanically or electrically actuated piston or the like
    • B05C17/0103Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with manually mechanically or electrically actuated piston or the like with electrically actuated piston or the like
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    • B05C17/01Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with manually mechanically or electrically actuated piston or the like
    • B05C17/0116Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with manually mechanically or electrically actuated piston or the like characterised by the piston driving means
    • B05C17/0133Nut and bolt advancing mechanism, e.g. threaded piston rods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2305Mixers of the two-component package type, i.e. where at least two components are separately stored, and are mixed in the moment of application
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/36Mixing of ingredients for adhesives or glues; Mixing adhesives and gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/34Brake mechanisms

Definitions

  • the invention relates to an application device for substances, in particular adhesives, according to the preamble of patent claim 1.
  • EP 2 468 415 A1 is an application device for
  • Multi-component materials are known in which substance components from two cartridges are pressed out simultaneously using a spouting device, mixed in a rotary mixer and applied by means of a dispensing tip.
  • the expulsion device comprises a there
  • Electric motor the transmission via a drive axle, with the
  • Rotary mixer is driven, and a rotation axis, with the one
  • Rotary piston is screwed into a first cartridge, drives.
  • the rotary piston or the rotary mixer to the axis of rotation or the
  • Application device was disassembled for the purpose of using new or refilled cartridges.
  • the rotary piston To connect the rotary piston to the axis of rotation is proposed, the rotary piston with a hexagon socket and the axis of rotation with a
  • connection variant is proposed in which a positive torque transmission is effected with a guide pin for radial positioning and ramp-like locking lugs for positioning in the circumferential direction.
  • EP 2 606 986 A1 shows an application device for
  • EP 2 606 984 A1 describes the problem that an incorrect engagement between the expulsion rod and the expulsion piston can lead to failure, as a result of which defective splices can occur. It is proposed to use a brake element running along with the ejector rod as a position marker in order to detect such a failure.
  • Drive rod for tilting or damaging the connecting parts can come, especially when engagement elements of softer and harder materials meet. In addition, it can lead to an uncontrolled squeezing of the substances by an incorrect engagement of the connecting parts or their uneven mixing come. By an unwanted deviation from the desired dosage of the substance or the
  • the invention is therefore based on the object, a
  • an application device for substances, in particular adhesives comprising:
  • At least one cartridge receiving device for receiving a replaceable cartridge containing a substance and a
  • the rotating device for metering or mixing the substance, the rotating device having a first engagement element
  • the drive device for driving the rotary device
  • the drive device comprises a rod, which is rotatably and axially displaceably and frontally has a second engagement element, and a transmission unit for connecting a, in particular electric, drive, wherein the transmission unit drives the rod to the first and engage the second engagement element with each other,
  • first and the second engagement element have mutually adapted polygonal profiles with engagement aids through which the
  • An essential core idea of the present invention consists in designing the first and second engagement elements so that they have mutually adapted polygonal profiles with engagement aids, wherein the
  • Polygonal profiles can either not intervene at all, or it can lead to jamming or damage, in particular by slippage, the engagement elements.
  • Engagement elements may be correspondingly shaped ends or end faces of a shaft, rod or piston and in particular depressions or elevations.
  • a polygonal profile may in particular be understood to mean a polygonal, preferably regular or symmetrical cross section.
  • a polygonal profile can be formed as a cross section of a polygon, for example as an outer profile of a rod or shaft, and a corresponding polygonal opening or depression, for example as an inner profile of a piston or a shaft.
  • an alignment with one another can be understood as a spatial coincidence or coincidence of the edges or corners of two profiles lying opposite one another, in particular in such a way that they are congruent. In particular, this is by an identical
  • An intervention aid can be understood as any device which facilitates, promotes or even makes possible an intervention of the first and second engagement elements.
  • An intervention aid could be based on various physical principles of action, such as a magnetic field, and exercise their auxiliary function either independently or controlled.
  • engagement aids are designed as special geometrical configurations of the first and / or second engagement elements.
  • the polygonal profile itself may be suitably adapted, or additional auxiliary devices may be provided on the engagement elements, which facilitate engagement with known polygonal profiles.
  • the engagement aid may in particular have one or more recesses and / or projections.
  • the one or more recesses may taper in the direction of an end of the turning device facing away from the rod (in particular if the one or more recesses are provided on the rotating device) or expand (in particular if the one or more recesses are arranged on the rod).
  • one or more protrusions may widen in the direction of an end of the rotary device facing away from the rod (in particular if the one or more protrusions are provided on the rotary device) or taper (in particular if the one or more protrusions are provided on the rod).
  • the engagement aids may have a triangular cross-section (and in a spatial view) designed as a tetrahedral volume.
  • Chamfers inner chamfers, for example on a hexagonal profile
  • one or more intervention aids should be provided.
  • an inner chamfer for example on a polygonal, preferably hexagonal profile
  • at least one interventional aid being further provided.
  • the rotating device is in particular for mixing the substance
  • Rotary mixer (mixing rotor), which can possibly mix two- or multi-component. Alternatively or additionally, it may be in the
  • Turning device to act a device for dosing (in particular expulsion) of one or more fabric components.
  • a device for dosing in particular expulsion
  • it is in the rotating device to a Austriebsfitvortechnisch, z. B.
  • Such an application device has the advantage that the drive rod and the rotary device via an alignment of their engagement elements to each other correctly and safely engage, so that the rotating device can be reliably driven.
  • Polygonal profiles are simple
  • the first or second comes
  • Intervention aids in contact A contact comes about in particular by an axial displacement of the rod, in particular when dipping the engagement elements together.
  • an intervention aid can also be understood as an enema aid, which has a guiding effect on contact with the engagement elements and promotes a sliding of the engagement elements.
  • the intervention aids can be designed so that it at a Approaching the engagement elements to a rotation of the polygonal profiles against each other comes until they are correctly aligned with each other.
  • Such an embodiment has the advantage that an orientation of
  • Rotary device to be coupled axially, for example, after assembly of the application device and an actuation of the axial feed of the rod.
  • the engagement aids on sliding surfaces, which are aligned in each direction of an edge of the polygonal profile, in particular the surface normal of the sliding surfaces with a
  • Circumferential direction of polygonal profiles include acute angle.
  • a surface of an engagement element can slide on contact.
  • an outer edge of the polygonal profile of the rod can be directed in the desired direction of the inner edge of the polygonal profile of the rotary device direction.
  • the surface normals of the chamfer surfaces are perpendicular to the circumferential direction of the polygonal profile.
  • the engagement aids comprise pairs of first and second sliding surfaces arranged symmetrically to one another in the circumferential direction of the polygonal profiles. This is an alignment of
  • the engagement aids only on one side in the circumferential direction of the polygonal profiles, preferably only in the Direction of rotation of the rod aligned sliding surfaces.
  • alignment of the polygonal profiles is only possible in one circumferential direction, preferably only in the direction of rotation of the rod.
  • Rotation of the engagement elements ensures each other in a predetermined direction, thereby achieving a correct engagement.
  • Tetraedervolumen formed which protrudes in particular with a tetrahedral corner of an inclined surface of an inner bevel of the polygonal profile, preferably centrally.
  • Such an embodiment of the engagement elements is easy to manufacture and can be carried out in particular in one step with the inner bevel or the polygonal profile. Material-dependent, for example, a punching, forging or preferably a casting process is conceivable, in particular for plastics.
  • the polygonal profiles are hexagonal profiles, which are preferably chamfered.
  • the first hexagonal profiles are hexagonal profiles, which are preferably chamfered.
  • Engagement element in particular the rotating device, a hexagon socket and the second engagement element, in particular the rod, a
  • External hexagon profile has.
  • polygonal profiles such as three, four or octagonal profiles or profiles with polygons with even more corners, conceivable.
  • a hexagon is a proven profile that is easy to manufacture, allows a relatively simple intervention by a rotation by a maximum of 60 ° in one direction and thereby can transmit a high torque.
  • first engagement element preferably made of plastic and engagement aids are preferably provided only on the first engagement element.
  • this can be dispensed with on the second engagement element, which is preferably made Steel is made to provide intervention aids.
  • a first engagement element could be designed as a disposable part and manufactured inexpensively.
  • the first engagement element integral with the first engagement element integral with the first engagement element.
  • the entire rotating device in particular a Austriebssurkolben, could be designed as a disposable part, and disposed of, for example, together with an empty cartridge.
  • a braking element for braking the rotational movement of the rod which generates an axial feed movement of the rod even when the rod is idling.
  • the brake element can be designed as a wrap spring housing or a plastic brake.
  • the brake element is preferably designed to run axially with the rod. At idle, that is, when the first and second engagement members are disengaged and torque is not transmitted, a transmission via which the rod is driven, in particular by a screw drive, may not provide axial thrust of the rod.
  • a braking element which is a relatively small
  • the brake element could be mounted displaceably in the circumferential direction in a groove. As a result, it could not develop its braking effect, or only to a limited extent, while it is around a certain angle range is rotated. The process of alignment and the engagement of the engagement elements are further facilitated in this way.
  • the polygonal profiles can be hexagonal profiles and the axially running brake element can be freely movably mounted over a circumferential angular range of the rod of about 60 °. The maximum necessary rotation of the rod is thus adapted to the geometry of the polygonal profile, so that an intervention can be done very easily.
  • the rotating device is a
  • the rod may have a threaded spindle portion, and be designed in sections as a round shaft or with a different cross-section.
  • Exhaust rotary piston may be a cylindrical body that rotates along the inner wall of a cylindrical cartridge.
  • the cartridge does not have to be internally threaded.
  • the external thread can be
  • the substance can in particular a
  • engagement aids may be provided only on the rotary spool, wherein the spool rotary piston is preferably exchanged as a disposable plastic part together with the cartridge.
  • engagement aids can be carried out inexpensively with the polygonal profile of the rotary spinner, which can simultaneously serve as a closure of the cartridge and is disposed of with the empty cartridge.
  • the rotating device is a mixing rotor which mixes expelled substances, in particular material components.
  • the mixing rotor has a rotor shaft and a mixing mandrel about which a plurality of mixing blades are arranged, wherein the rotor shaft having the first engagement element.
  • the mixing rotor may be a component of a dynamic mixer.
  • the mixing rotor can be made in one piece, in particular made of plastic. In this way, the mixing rotor as
  • the rod can do one
  • the rotating device can be a
  • Be ejection rotary piston or a mixing rotor Be ejection rotary piston or a mixing rotor.
  • two rotating devices are provided, one of which is a Austriebsfrackolben and a mixing rotor.
  • two rods should be provided, each driving the sprouting piston and the mixing rotor.
  • the expulsion rotary piston can in this case extrude an accelerator from a cartridge, while a second cartridge can be provided as a tubular bag, from which a second expulsion piston, not
  • the mixing rotor mixes the two components uniformly, so that a high processing quality of the multicomponent mixture is achieved.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of an embodiment of the application device according to the invention
  • Fig. 2a is a plan view of an embodiment of a
  • Fig. 2b is a side sectional view of an embodiment
  • Fig. 3 is a perspective view of an embodiment of a Austriebsduskolbens invention
  • Fig. 4 is a Austriebssurkolben in the prior art
  • Fig. 5 shows an embodiment of an inventive
  • 6a is a plan view of an embodiment of a
  • Fig. 6b is a side sectional view of an embodiment
  • Fig. 7 is a side view of an embodiment of a
  • Fig. 8 is a side sectional view of an embodiment
  • FIG. 9 is a perspective view of an embodiment of the invention.
  • 10a is a perspective view of an embodiment
  • Brake element as a plastic brake.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an application device 10 for substances, in particular multi-component substances, more particularly
  • Multi-component adhesives or multi-component sealants are Multi-component adhesives or multi-component sealants.
  • Application device 10 has two cartridge receiving devices 1 1 and 12 each for a cartridge 13 with a substance outlet opening 131 and a cartridge 14 with a substance outlet opening 141.
  • the cartridge 13 is preferably designed as a tubular bag and contains a first
  • Substance component while the cartridge 14 is formed as a rigid (self-supporting) cartridge and contains a second substance component,
  • An expulsion rotary piston 15 with the external thread 151 is screwed by the rod 21 (in the drawing, the lower of the two rods 21) in the cartridge 14 to squeeze out the first substance component.
  • An ejector piston 132 presses the second substance component out of the cartridge 13.
  • the rod 21 (in the drawing, the upper of the two rods 21) drives the mixing rotor 26 in rotation.
  • the expulsion rotary piston 15 and the mixing rotor 26 each represent an embodiment of an inventive
  • the two rods 21 may be executed differently different or the same. They are rotatable and axial slidably mounted. In particular, they can be driven differently, preferably separately.
  • the mixer rotor 26 is rotatably mounted in the mixer attachment 36, which on the cartridge cap 37th
  • the drive device 20 comprises a gear unit 23 and a, preferably electromotive drive 24, which can be controlled by a drive control unit 27, in particular via a battery 28 with, in particular electrical energy is supplied and can be operated via an operating unit 29.
  • a drive control unit 27 in particular via a battery 28 with, in particular electrical energy is supplied and can be operated via an operating unit 29.
  • FIGS. 2a and 2b show an expulsion rotary piston 15 according to the invention, which has a first engagement element 17 with a polygonal profile 18, which is designed here as a hexagonal profile.
  • a total of six regularly arranged engagement aids 19 are arranged on the end face inner bevel 171 of the ejection rotary piston 15 on the six bevel surfaces 172, which protrude centrally in the form of tetrahedron volume from a chamfer surface 172 of the inner bevel 171.
  • the engagement aids 19 are constructed symmetrically and each have first 191 and second 192 triangular sliding surfaces, the
  • Side faces of the tetrahedron volume represent, on.
  • a side surface of a tetrahedron volume is in each case connected to an inner side of the
  • this side surface does not necessarily have to lie in the same plane, but also against the inside of the
  • Hexagon socket could be tilted outward.
  • the height of the engagement aids 19 and the depth of the inner bevel 171 is shown here as less than the diameter of the polygonal profile 18, but could also be approximately the same size or larger.
  • the engagement aids 19 may extend in width to directly to the edges of the polygonal profile 18, or be made narrower.
  • the side edges of the tetrahedral volumes need not be straight, but may also be curved. There are also other curves, which are optimized in particular with respect to an optimized engagement or shrinkage of an outer polygon in the corresponding polygon profiled section can, conceivable.
  • the engagement aids 19 need not be symmetrical, but may also be designed on one side, so that, for example, they each have only a single sliding surface.
  • the surface normals of the sliding surfaces 191, 192 form an acute angle with the circumferential direction of the polygonal profile 18. It does not necessarily have every edge 181 of the
  • Polygonal profile 18 to be associated with an intervention aid 19. There could also be fewer or more engagement elements 19 than edges 181.
  • the first engagement element 17 with the polygonal profile 18 and the engagement aids 19 is shown schematically simplified here. In particular, for
  • Fig. 3 shows a perspective view of an inventive
  • FIG. 4 an external tumble rotary piston according to the prior art is shown which is not according to the invention
  • FIG. 5 shows a mixing rotor 26, which is rotatably mounted in the mixer attachment 36 and has a mixing mandrel 262 with a plurality of mixing blades 263 and a rotor shaft 261 with an outer bevel 264.
  • Mixing buckets 263, upon rotation of the mixing rotor 26, promote the stirring of a substance or the mixing of various substance components supplied from cartridges.
  • the outer bevel 264 facilitates the insertion of the mixing rotor 26, which is embodied in one piece here, into the mixer attachment 36.
  • a first engagement element 17 is provided on the end face of the rotor shaft 261.
  • FIGS. 6 a and 6 b the first engagement element 17 of FIG. 5 is shown in FIG. 5
  • mixing rotor 26 shown in more detail.
  • FIGS. 7 and 8 illustrate the cooperation of the first engagement element 17 with the second engagement element 22, which correspond to each other
  • the rod 21 and the cartridge 14 and the rotor shaft 261 are axially movable relative to each other, for example, in the application device 10 of FIG. 1, the rods 21 are axially movable, while the cartridge 14 and the rotor shaft 261 are axially fixed.
  • engagement aids 19 are executed, while the second engagement elements 22 each have a known hexagonal outer profile without engagement aids. In principle, it would be conceivable that only the second engagement elements 22 or the first 17 and the second 22 engagement elements have engagement aids 19.
  • FIGS. 7 and 8 thus represent first engaging elements 17 and second engaging elements 22 which are not engaged at the moment.
  • Torque transmission via the polygonal profiles 18 is possible as soon as the external hexagon of the rod 21 is accommodated in the interior of the ejection rotary piston 15 or the rotor shaft 26 in a form-fitting manner.
  • the first engagement element 17, or in the case of a one-piece design of the entire expulsion rotary piston 15 or the mixing rotor 26, is preferably made of plastic, while the second
  • Engagement member 22 and the rod 21 is preferably made of steel. But it can also be made of plastic.
  • the steel part can be designed as a known polygonal profile, in particular as a hexagonal profile. The geometrically more complex first
  • Engagement element 17 can be given as a plastic part inexpensively and easily manufactured. As a result, it is possible to design the ejection rotary piston 15 or the mixing rotor 26 as disposable parts and to dispose of them, for example, together with an empty cartridge 14 or a disposable mixer 34.
  • Fig. 9 shows an embodiment of a rod 21 which is rotatably supported by bearings 30 and axially displaceable, in particular in a housing (not shown) of the application device 10.
  • the rod 21 has at one end a threaded spindle portion 32, via which the rod 21st can be rotated by the screw 31 with the nut 35 in rotation and in axial movement.
  • the drive is effected, as described in connection with FIG. 1, via the gear unit 23.
  • the brake element 25 is embodied here in a running manner with the rod 21, as described in detail in EP 2 606 984 A1.
  • the brake element 25 in an embodiment according to the invention but to a certain angular range in the circumferential direction of the rod 21 to be freely movable, this angular range is adapted to the polygonal profile 18.
  • Such mobility could be realized constructively, for example by a guide in a groove, which allows a degree of freedom of the movement member 25 in the circumferential direction of the rod 21 instead of or in addition to an axial guide.
  • a circumferential angular range could be about 60 °, but could be smaller or larger.
  • a second engagement element 22 is designed as a hexagonal shaft extension, which is preferably made of steel.
  • FIG. 10a and 10b show an embodiment of the moving element 25 as a wrap spring housing (Fig. 10a) and a plastic brake (Fig. 10b), which can be designed so that they have a wrap spring housing (Fig. 10a) and a plastic brake (Fig. 10b), which can be designed so that they have a wrap spring housing (Fig. 10a) and a plastic brake (Fig. 10b), which can be designed so that they have a wrap spring housing (Fig. 10a) and a plastic brake (Fig. 10b), which can be designed so that they have a
  • Circumference angular range are freely movably mounted, as described in connection with FIG. 9.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung (10) für Stoffe, insbesondere Klebstoffe, umfassend mindestens eine Kartuschenaufnahmevorrichtung (11) zur Aufnahme einer auswechselbaren Kartusche (14), die einen Stoff enthält und eine Stoffaustrittsöffnung (141) ausweist, eine Drehvorrichtung (16) zur Dosierung oder Vermischung des Stoffes, wobei die Drehvorrichtung (16) ein erstes Eingriffselement (17) aufweist, eine Antriebsvorrichtung (20) zum Antreiben der Drehvorrichtung (16), wobei die Antriebsvorrichtung (20) eine Stange (21), die drehbar und axial verschieblich gelagert ist und stirnseitig ein zweites Eingriffselement (22) aufweist, und eine Getriebeeinheit (23) zum Anschluss eines, insbesondere elektrischen, Antriebs (24), wobei die Getriebeeinheit (23) die Stange (21) antreibt, um das erste (17) und das zweite (22) Eingriffselement miteinander in Eingriff zu bringen, umfasst, wobei das erste (17) und das zweite (22) Eingriffselement aufeinander angepasste Mehrkantprofile (18) mit Eingriffshilfen (19) aufweisen, durch die sich die Mehrkantprofile (18), insbesondere in Umgangsrichtung der Mehrkantprofile (18), zueinander ausrichten.

Description

Applikationsvorrichtung für Stoffe Beschreibung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung für Stoffe, insbesondere Klebstoffe, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Stand der Technik
Aus der EP 2 468 415 A1 ist eine Applikationsvorrichtung für
Mehrkomponentenstoffe bekannt, bei der mithilfe einer Austriebsvorrichtung Stoffkomponenten aus zwei Kartuschen gleichzeitig ausgepresst, in einem Rotationsmischer gemischt und mittels einer Austragsspitze aufgetragen werden. Zu diesem Zweck umfasst die Austriebsvorrichtung dort einen
Elektromotor, der über ein Getriebe eine Antriebsachse, mit der der
Rotationsmischer angetrieben wird, und eine Drehachse, mit der ein
Drehkolben in eine erste Kartusche eingedreht wird, antreibt. Dabei muss der Drehkolben bzw. der Rotationsmischer an die Drehachse bzw. die
Antriebsachse angeschlossen werden, beispielsweise wenn die
Applikationsvorrichtung zum Zwecke des Einsatzes neuer oder wiederbefüllter Kartuschen auseinandergebaut wurde. Zum Anschluss des Drehkolbens an die Drehachse wird vorgeschlagen, den Drehkolben mit einem Innensechskant und die Drehachse mit einem
Außensechskant auszuführen. Um dem Positionierungsproblem von
Drehachse und -kolben bei der Montage zu begegnen, wird unter anderem eine Anschlussvariante vorgeschlagen, bei der mit einem Führungsdorn zur radialen Positionierung und rampenartigen Rastansätzen zur Positionierung in Umfangsrichtung eine formschlüssige Drehmomentübertragung bewirkt wird. Eine solche Gestaltung des Anschlusses hat den Nachteil, dass eine
Anpassung beider Anschlussteile, also der Drehachse und des Drehkolbens notwendig ist. Die Fertigung der vorgeschlagenen Anschlussgeomet e ist zudem aufwendig, insbesondere wenn die Anschlussteile aus Metall gefertigt werden. Außerdem ist bei ungünstigem Aufeinandertreffen beider
Anschlussteile bis zu eine halbe Umdrehung und eine relativ große axiale Verschiebung erforderlich, bis die Anschlussteile in ihre formschlüssige
Stellung erreichen. Ein Ausgleich von axialen Relativbewegungen zwischen der Drehachse und dem Drehkolben ist nicht möglich. Der Stand der Technik weicht von einer sicheren Drehmomentübertragung über bewährte
Mehrkantprofile zugunsten einer weniger robusten, unzuverlässigeren und aufwendigeren Anschlussgeometrie ab.
Auch die EP 2 606 986 A1 zeigt eine Applikationsvorrichtung für
Mehrkomponentenstoffe und schlägt vor, die Austriebsstange als Mehrkant-, Torx- oder Klauenelement auszubilden. Außerdem wird dort vorgeschlagen, die Austriebsstange korrespondierend zu einer Eingriffseinrichtung am
Austriebsdrehkolben„selbstfindend" auszubilden. Es wird allerdings keine konkrete Ausführungsformen aufgezeigt, wie ein Austriebsdrehkolben entsprechend gestaltet werden kann.
In der EP 2 606 984 A1 wird das Problem beschrieben, dass ein nicht korrekter Eingriff zwischen der Austriebsstange und dem Austriebskolben zu einem Versagen führen kann, wodurch schadhafte Klebestellen auftreten können. Es wird vorgeschlagen ein mit der Austriebsstange mitlaufendes Bremselement als Positionsmarker zu verwenden, um ein solches Versagen zu erkennen.
Somit besteht im Stand der Technik das Problem, dass es beim Anschluss einer Drehvorrichtung einer genannten Applikationsvorrichtung an eine
Antriebsstange zum Verkanten oder zur Beschädigung der Anschlussteile kommen kann, vor allem, wenn dabei Eingriffselemente aus weicheren und härteren Materialien aufeinandertreffen. Zusätzlich kann es durch ein falsches Eingreifen der Anschlussteile zu einer unkontrollierten Auspressung der Stoffe oder deren ungleichmäßiger Durchmischung kommen. Durch eine ungewollte Abweichung von der angestrebten Dosierung des Stoffes bzw. des
angestrebten Mischverhältnisses von Mehrkomponentenstoffen in der
Applikationsvorrichtung kann eine gleichbleibende Verarbeitungsqualität nicht garantiert werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Applikationsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein korrekter und sicherer Eingriff einer Antriebsstange und einer Drehvorrichtung gewährleistet wird, insbesondere bei unterschiedlichen Materialpaarungen. Weiterhin soll die Herstellung einer entsprechenden Antriebsstange und einer Drehvorrichtung einfach und kostengünstig sein, damit sie auch als Wegwerfteile wirtschaftlich hergestellt werden können. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch eine Applikationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Applikationsvorrichtung für Stoffe, insbesondere Klebstoffe, die Folgendes umfasst:
- mindestens eine Kartuschenaufnahmevorrichtung zur Aufnahme einer auswechselbaren Kartusche, die einen Stoff enthält und eine
Stoffaustrittsöffnung ausweist,
- eine Drehvorrichtung zur Dosierung oder Vermischung des Stoffes, wobei die Drehvorrichtung ein erstes Eingriffselement aufweist,
- eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Drehvorrichtung, wobei die Antriebsvorrichtung eine Stange, die drehbar und axial verschieblich gelagert ist und stirnseitig ein zweites Eingriffselement aufweist, und eine Getriebeeinheit zum Anschluss eines, insbesondere elektrischen, Antriebs, wobei die Getriebeeinheit die Stange antreibt, um das erste und das zweite Einghffselement miteinander in Eingriff zu bringen, umfasst,
wobei das erste und das zweite Eingriffselement aufeinander angepasste Mehrkantprofile mit Eingriffshilfen aufweisen, durch die sich die
Mehrkantprofile, insbesondere in Umgangsrichtung der Mehrkantprofile, zueinander ausrichten.
Ein wesentlicher Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, die ersten und zweiten Eingriffselemente so zu gestalten, dass sie aufeinander angepasste Mehrkantprofile mit Eingriffshilfen aufweisen, wobei sich die
Mehrkantprofile durch die Eingriffshilfen zueinander ausrichten. Nur zueinander ausgerichtete Mehrkantprofile erlauben einen korrekten Eingriff der
Eingriffselemente mit- bzw. ineinander und eine sichere und definierte
Übertragung eines Drehmoments. Bei nicht richtig ausgerichteten
Mehrkantprofilen können diese entweder gar nicht miteinander eingreifen, oder es kann es zu einem Verkanten bzw. einer Beschädigung, insbesondere durch ein Durchrutschen, der Eingriffselemente kommen.
Eingriffselemente können entsprechend gestaltete Enden bzw. Stirnseiten einer Welle, Stange oder eines Kolbens sein und insbesondere Vertiefungen oder Erhöhungen darstellen. Unter einem Mehrkantprofil kann insbesondere ein polygonaler, vorzugsweise regelmäßiger bzw. symmetrischer Querschnitt verstanden werden. Ein Mehrkantprofil kann als Querschnitt eines Mehrkants, beispielsweisen als ein Außenprofil einer Stange oder Welle, und einer korrespondieren mehrkantigen Öffnung oder Vertiefung, beispielsweise als ein Innenprofil eines Kolbens oder eines Schafts, ausgebildet sein.
Unter einer Ausrichtung zueinander kann bei Mehrkantprofilen eine räumliche Übereinstimmung bzw. ein Zusammenfallen der Kanten bzw. Ecken zweier sich gegenüberliegender Profile verstanden werden, insbesondere so, dass diese deckungsgleich sind. Insbesondere ist dies durch eine identische
Orientierung zweier Mehrkantprofile in Umfangsrichtung der Mehrkantprofile zu erreichen. Unter der Umfangsrichtung eines Mehrkantprofils kann die Umfangsrichtung eines Kreises verstanden werden, dem das Mehrkantprofil einbeschrieben werden kann.
Unter einer Eingriffshilfe kann jede Vorrichtung verstanden werden, die ein Eingreifen der ersten und zweiten Eingriffselemente erleichtert, fördert oder überhaupt erst ermöglicht. Eine Eingriffshilfe könnte auf verschiedenen physikalischen Wirkprinzipien beruhen, beispielsweise einem Magnetfeld, und entweder selbstständig oder gesteuert ihre Hilfsfunktion ausüben.
Vorzugsweise sind Eingriffshilfen als besondere geometrische Gestaltungen der ersten und/oder zweiten Eingriffselemente ausgeführt. Dabei kann das Mehrkantprofil selbst geeignet angepasst sein, oder es können zusätzliche Hilfsvorrichtungen an den Eingriffselementen vorgesehen sein, die den Eingriff an sich bekannter Mehrkantprofile erleichtern. Die Eingriffshilfe kann insbesondere eine oder mehrere Ausnehmungen und/oder Vorsprünge aufweisen. Die eine oder mehrere Ausnehmung kann sich in Richtung eines der Stange abgewandten Endes der Drehvorrichtung verjüngen (insbesondere wenn die eine oder mehrere Ausnehmung an der Drehvorrichtung vorgesehen ist) oder erweitern (insbesondere wenn die eine oder mehrere Ausnehmung an der Stange angeordnet ist). Entsprechend kann ein oder mehrere Vorsprünge sich in Richtung eines der Stange abgewandten Endes der Drehvorrichtung erweitern (insbesondere wenn der eine oder mehrere Vorsprung an der Drehvorrichtung vorgesehen ist) oder verjüngen (insbesondere wenn der eine oder mehrere Vorsprung an der Stange vorgesehen ist).
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Eingriffshilfen einen dreiecksformigen Querschnitt aufweisen (und in einer räumlichen Betrachtung) als Tetraeder-Volumen ausgestaltet sein. Eine (reine) Innenfase (an einem Sechskantprofil) ohne zusätzliche Eingriffshilfen, wie beispielsweise in Fig. 12 der EP 2 468 415 A1 gezeigt, ist erfindungsgemäß keine Eingriffshilfe.
Insbesondere werden mit einer derartigen (reinen) Innenfase die funktionellen Vorgaben der vorliegenden Erfindung nicht erfüllt. Insoweit erfindungsgemäß Fasen (Innenfasen, beispielsweise an einem Sechskantprofil) vorgesehen sind, soll zusätzlich eine oder mehrere Eingriffshilfen (wie oben im Detail erläutert oder im Folgenden) vorgesehen sein. In einer konkreten Weiterbildung ist also an der Drehvorrichtung eine Innenfase (beispielsweise an einem Mehrkant-, vorzugsweise Sechskantprofil) vorgesehen, wobei weiterhin mindestens eine Eingriffshilfe vorgesehen ist.
Die Drehvorrichtung ist insbesondere zur Vermischung des Stoffes
ausgebildet, umfasst also eine Mischeinrichtung, beispielsweise einen
Rotationsmischer (Mischrotor), der ggf. Zwei- oder Mehrstoffkomponenten vermischen kann. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der
Drehvorrichtung um eine Vorrichtung zum Dosieren (insbesondere Austreiben) einer oder mehrerer Stoffkomponenten handeln. Beispielsweise handelt es sich also bei der Drehvorrichtung um eine Austriebsdrehvorrichtung, z. B.
umfassend einen Austriebsdrehkolben (oder einen solchen bildend)
Eine solche Applikationsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Antriebsstange und die Drehvorrichtung über eine Ausrichtung ihrer Eingriffselemente zueinander korrekt und sicher in Eingriff kommen, damit die Drehvorrichtung zuverlässig angetrieben werden kann. Mehrkantprofile sind einfach
herzustellen und haben sich zur zuverlässigen Übertragung von
Drehmomenten bewährt. Außerdem kann mit Mehrkantprofilen eine axial verschiebliche drehfeste Verbindung geschaffen werden, die axiale
Bewegungen der eingreifenden Elemente ausgleicht.
In einer Weiterbildung der Erfindung kommt das erste bzw. zweite
Eingriffselement bei einer Annäherung der Eingriffselemente mit den
Eingriffshilfen in Kontakt. Ein Kontakt kommt insbesondere durch eine axiale Verschiebung der Stange, insbesondere beim ineinander Eintauchen der Eingriffselemente zustande. Insofern kann eine Eingriffshilfe auch als eine Einlaufhilfe verstanden werden, die bei Kontakt mit den Eingriffselementen eine Führungswirkung hat und ein Ineinandergleiten der Eingriffselemente fördert. Die Eingriffshilfen können so gestaltet sein, dass es bei einer Annäherung der Eingriffselemente zu einer Verdrehung der Mehrkantprofile gegeneinander kommt, bis diese korrekt zueinander ausgerichtet sind. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Ausrichtung der
Mehrkantprofile automatisch erfolgt, sobald die Antriebsstange und die
Drehvorrichtung axial gekoppelt werden sollen, beispielsweise nach einem Zusammenbau der Applikationsvorrichtung und einer Betätigung des axialen Vorschubs der Stange.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Eingriffshilfen Gleitflächen auf, die in jeweils Richtung einer Kante des Mehrkantprofils ausgerichtet sind, wobei insbesondere die Flächennormalen der Gleitflächen mit einer
Umfangsrichtung der Mehrkantprofile spitze Winkel einschließen. Auf einer Gleitfläche kann eine Oberfläche eines Eingriffselementes bei Kontakt abgleiten. Dadurch kann beispielsweise eine Außenkante des Mehrkantprofils der Stange in die gewünschte Richtung der Innenkante des Mehrkantprofils der Drehvorrichtung Richtung gelenkt werden. Bei einem bekannten angefasten Mehrkantprofil mit Innen- oder Außenfasen stehen die Flächennormalen der Fasenflächen senkrecht auf die Umfangsrichtung des Mehrkantprofils. Durch eine erfindungsgemäße Anordnung im spitzen Winkel, also einer
Schrägstellung, der Geleitflächen zur Umfangsrichtung, kann eine Kontaktkraft in Umfangsrichtung erzeugt werden, die zur Ausrichtung nutzbar ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Eingriffshilfen Paare von in Umfangsrichtung der Mehrkantprofile symmetrisch zueinander angeordneten ersten und zweiten Gleitflächen auf. Dadurch ist eine Ausrichtung der
Mehrkantprofile zueinander in beide Umfangsrichtungen, also im und gegen den Drehsinn der Drehvorrichtung bzw. der Stange möglich, je nachdem wie die ersten und zweiten Eingriffselemente aufeinandertreffen. Somit wird durch eine möglichst kleine Verdrehung der Eingriffselemente zueinander ein korrekter Eingriff erreicht.
In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung weisen die Eingriffshilfen nur einseitig in Umfangsrichtung der Mehrkantprofile, vorzugsweise nur in die Drehrichtung der Stange ausgerichtete Gleitflächen auf. Dadurch ist eine Ausrichtung der Mehrkantprofile zueinander nur in eine Umfangs chtung, vorzugsweise nur in Drehrichtung der Stange möglich. Somit wird eine
Verdrehung der Eingriffselemente zueinander in eine festgelegte Richtung gewährleistet und dadurch ein korrekter Eingriff erreicht.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Eingriffshilfe als ein
Tetraedervolumen ausgebildet, das insbesondere mit einer Tetraederecke aus einer Schrägfläche einer Innenfase des Mehrkantprofils, vorzugsweise mittig, herausragt. Eine solche Ausgestaltung der Eingriffselemente ist einfach herzustellen und kann insbesondere in einem Arbeitsschritt mit der Innenfase bzw. dem Mehrkantprofil ausgeführt werden. Denkbar ist materialabhängig beispielsweise ein Stanz-, Schmiede- oder vorzugsweise ein Gießprozess, insbesondere für Kunststoffe.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mehrkantprofile Sechskantprofile, die vorzugsweise angefast sind. Vorzugsweise weist das erste
Eingriffselement, insbesondere die Drehvorrichtung, ein Innensechskantprofil und das zweite Eingriffselement, insbesondere die Stange, ein
Außensechskantprofil aufweist. Es sind auch andere Mehrkantprofile, beispielsweise Drei-, Vier- oder Achtkantprofile oder Profile mit Polygonen mit noch mehr Ecken, denkbar. Ein Sechskant ist ein bewährtes Profil, das einfach herstellbar ist, ein relativ einfaches Eingreifen durch eine Verdrehung um maximal 60° in eine Richtung ermöglicht und dabei ein hohes Drehmoment übertragen kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind das erste und das zweite
Eingriffselement aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus
Kunststoff und Stahl, gefertigt. Dabei ist das erste Eingriffselement
vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und Eingriffshilfen sind vorzugsweise nur am ersten Eingriffselement vorgesehen. Dadurch wird eine kostengünstige Herstellung für verschiedene Materialpaarungen möglich. Insbesondere kann darauf verzichtet werden am zweiten Eingriffselement, das vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist, Eingriffshilfen vorzusehen. Auf diese Weise könnte ein erstes Eingriffselement als Wegwerfteil konzipiert und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere das erste Eingriffselement einteilig mit der
Drehvorrichtung ausgebildet ist. Dadurch könnte die ganze Drehvorrichtung, insbesondere ein Austriebsdrehkolben, als ein Wegwerfteil ausgeführt sein, und beispielsweise zusammen mit einer leeren Kartusche entsorgt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Bremselement zur Bremsung der Drehbewegung der Stange vorgesehen, das auch im Leerlauf der Stange eine axiale Vorschubbewegung der Stange erzeugt. Beispielsweise kann das Bremselement als ein Schlingfedergehäuse oder eine Kunststoff bremse ausgeführt sein. Das Bremselement ist vorzugsweise axial mit der Stange mitlaufendend ausgebildet. Im Leerlauf, also wenn das erste und das zweite Eingriffselement nicht im Eingriff sind und kein Drehmoment übertragen wird, könnte ein Getriebe, über das die Stange angetrieben wird, insbesondere durch einen Gewindetrieb, unter Umständen keinen axialen Vorschub der Stange bewirken. Durch ein Bremselement, das ein relativ kleines
Bremsdrehmoment auf die Stange ausübt, kann aus einer Drehbewegung der Stange eine axiale Bewegung erzeugt werden. Dadurch bewegt sich die Stange in Richtung mit dem zweiten Eingriffselement auf das erste
Eingriffselement zu. Sobald sich die Eingriffselemente im Eingriff befinden, kann der Vorschub dann ohnehin durch eine Übertragung eines Drehmoments erzeugt werden. Erfindungsgemäß kann in dieser Weiterbildung das Bremselement in
Umfangsrichtung der Stange innerhalb eines auf das Mehrkantprofil
angepassten Winkelbereichs frei beweglich sein, vorzugsweise so, dass eine weitere Vorschubbewegung erst erzeugt wird, sobald die Mehrkantprofile zueinander ausgerichtet sind. Dadurch kann die Stange die Verdrehbewegung, die erforderlich ist, um die Mehrkantprofile zueinander auszurichten, (im
Wesentlichen) frei ausführen. Beispielsweise könnte das Bremselement in Umfangrichtung verschieblich in einer Nut gelagert sein. Dadurch könnte es seine Bremswirkung nicht, oder nur eingeschränkt entfalten, während es um einen bestimmten Winkelbereich verdreht wird. Der Vorgang der Ausrichtung und das Eingreifen der Eingriffselemente werden auf diese Weise weiter erleichtert. Insbesondere können die Mehrkantprofile Sechskantprofile sein und das axial mitlaufende Bremselement kann über einen Umfangswinkelbereich der Stange von etwa 60° frei beweglich gelagert sein. Die maximal nötige Verdrehung der Stange ist somit auf die Geometrie des Mehrkantprofils angepasst, sodass ein Eingreifen besonders leicht erfolgen kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Drehvorrichtung ein
Austriebsdrehkolben mit einem Außengewinde. Dabei dreht die
Antriebsvorrichtung den Austriebsdrehkolben in die Kartusche ein, um dem Stoff aus der Kartusche durch die Stoffaustrittsöffnung auszutreiben. Die Stange kann einen Gewindespindelabschnitt aufweisen, und abschnittsweise als Rundwelle oder mit einem anderen Querschnitt gestaltet sein. Der
Austriebsdrehkolben kann ein zylinderförmiger Körper sein, der sich an der Innenwand einer zylinderförmigen Kartusche entlang dreht. Die Kartusche muss kein Innengewinde aufweisen. Das Außengewinde kann
selbstschneidend ausgeführt sein. Der Stoff kann insbesondere eine
Beschleunigerkomponente eines Klebstoffs sein.
Insbesondere können Eingriffshilfen nur am Austriebsdrehkolben vorgesehen sein, wobei der Austriebsdrehkolben vorzugsweise als ein Wegwerfteil aus Kunststoff gemeinsam mit der Kartusche ausgetauscht wird. Dadurch können Eingriffshilfen kostengünstig mit dem Mehrkantprofil des Austriebsdrehkolben ausgeführt werden, der gleichzeitig als Verschluss der Kartusche dienen kann und mit der leeren Kartusche entsorgt wird. In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist die Drehvorrichtung ein Mischrotor, der ausgetriebene Stoffe, insbesondere Stoffkomponenten vermischt. Dabei weist der Mischrotor einen Rotorschaft und einen Mischdorn, um den mehrere Mischschaufeln angeordnet sind, auf, wobei der Rotorschaft das erste Eingriffselement aufweist. Der Mischrotor kann ein Bauteil eines dynamischen Mischers sein. Der Mischrotor kann einteilig, insbesondere aus Kunststoff ausgeführt sein. Auf diese Weise könnte der Mischrotor als
Wegwerfteil, insbesondere als Teil eines Einwegmischers, konzipiert und kostengünstig hergestellt werden. Die Stange kann einen
Gewindespindelabschnitt aufweisen, und abschnittsweise als Rundwelle oder mit einem anderen Querschnitt gestaltet sein. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mischrotors wird ein sicheres und korrektes Eingreifen der Stange in den Mischrotor erleichtert. Dadurch kann auch eine zuverlässige und gleichmäßige Rührbewegung eines Stoffes oder eine Durchmischung von mehreren Stoffkomponenten sichergestellt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die erfindungsgemäße
Applikationsvorrichtung zur Applikation von Mehrkomponentenstoffen, insbesondere Mehrkomponenten-Klebstoffen oder Mehrkomponenten- Dichtstoffe, geeignet. Dabei sind mehrere austauschbare Kartuschen mit einzelnen Stoffkomponenten vorgesehen und die Antriebsvorrichtung ist zum gleichzeitigen Austreiben der Stoff komponenten aus den Kartuschen durch Stoffkomponentenaustrittsöffnungen mittels in die
Kartuschenaufnahmevorrichtung bzw. Kartuschen eintauchender
Austriebskolben ausgelegt. Die Drehvorrichtung kann dabei ein
Austriebsdrehkolben sein oder ein Mischrotor. In einer bevorzugten
Ausführungsform sind zwei Drehvorrichtungen vorgesehen, wovon eine ein Austriebsdrehkolben und eine ein Mischrotor ist. Dabei wären auch zwei Stangen vorzusehen, die jeweils den Austriebskolben und den Mischrotor antreiben. Der Austriebsdrehkolben kann dabei einen Beschleuniger aus einer Kartusche auspressen, während eine zweite Kartusche als ein Schlauchbeutel vorgesehen sein kann, aus dem ein zweiter Austriebskolben, nicht
notwendigerweise durch Eindrehung in die Kartusche, eine zweite
Klebstoffkomponente auspresst. Durch das gleichzeitige Austreiben wird ein bestimmtes Mischungsverhältnis beider Komponenten erreicht. Der Mischrotor durchmischt die beiden Stoff komponenten gleichmäßig, sodass eine hohe Verarbeitungsqualität des Mehrkomponentengemischs erreicht wird.
SEITE ABSICHTLICH LEER GELASSEN
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die nachstehenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung;
Fig. 2a eine Draufsicht einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolbens;
Fig. 2b eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolbens nach Figur 2a;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolbens;
Fig. 4 ein Austriebsdrehkolben im Stand der Technik
Fig. 5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Mischrotors;
Fig. 6a eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Mischrotors;
Fig. 6b eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Mischrotors nach Figur 5a;
Fig. 7 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Austriebskolbens und einer Stange; Fig. 8 eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Mischrotors und einer Stange; Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform erfindungsgemäßen Stange;
Fig. 10a eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
Bremselementes als Schlingfedergehäuse; Fig. 10b eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines
Bremselementes als Kunststoff bremse.
In dem nachfolgenden Teil der Beschreibung der Erfindung werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugsziffern
verwendet.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Applikationsvorrichtung 10 für Stoffe, insbesondere Mehrkomponentenstoffe, weiter insbesondere
Mehrkomponenten-Klebstoffe oder Mehrkomponenten-Dichtstoffe. Die
Applikationsvorrichtung 10 weist zwei Kartuschenaufnahmevorrichtungen 1 1 und 12 für je eine Kartusche 13 mit einer Stoffaustrittsöffnung 131 und eine Kartusche 14 mit einer Stoffaustrittsöffnung 141 auf. Die Kartusche 13 ist vorzugsweise als Schlauchbeutel ausgebildet und enthält eine erste
Stoffkomponente, während die Kartusche 14 als starre (selbsttragende) Kartusche ausgebildet ist und eine zweite Stoffkomponente enthält,
vorzugsweise einen Booster oder Beschleuniger. Ein Austriebsdrehkolben 15 mit dem Außengewinde 151 wird von der Stange 21 (in der Zeichnung die untere der beiden Stangen 21 ) in die Kartusche 14 eingedreht, um die erste Stoffkomponente auszupressen. Ein Austriebskolben 132 presst die zweite Stoffkomponente aus der Kartusche 13. In einem Mischer 34 werden die Stoffkomponenten gemischt und durch eine Austragsspitze 33 ausgetrieben. Die Stange 21 (in der Zeichnung die obere der beiden Stangen 21 ) treibt den Mischrotor 26 rotierend an. Der Austriebsdrehkolben 15 und der Mischrotor 26 stellen jeweils eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Drehvorrichtung 16 dar. Die beiden Stangen 21 können unterschiedlich ausschiedlich oder gleich ausgeführt sein. Sie sind drehbar und axial verschieblich gelagert. Insbesondere können sie verschieden, vorzugsweise getrennt voneinander, angetrieben werden. Der Mischerrotor 26 ist in dem Mischeraufsatz 36 drehbar gelagert, der auf die Kartuschenkappe 37
aufgesteckt ist, durch die die ausgetriebenen Stoffkomponenten in den Mischer 34 gepresst werden. Die Antriebsvorrichtung 20 umfasst eine Getriebeeinheit 23 und einen, vorzugsweise elektromotorischen Antrieb 24, der von einer Antriebssteuereinheit 27 gesteuert werden kann, insbesondere über einen Akku 28 mit, insbesondere elektrischer Energie versorgt wird und über eine Bedieneinheit 29 betätigt werden kann. Hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen und der Funktionsweise der Antriebsvorrichtung wird auf EP 2 606 984 A1 verwiesen.
Fig. 2a und 2b zeigen einen erfindungsgemäßen Austriebsdrehkolben 15, der ein erstes Eingriffselement 17 mit einem Mehrkantprofil 18 aufweist, das hier als ein Sechskantprofil ausgeführt ist. An einer stirnseitigen Innenfase 171 des Austriebsdrehkolbens 15 sind insgesamt sechs regelmäßig angeordnete Eingriffshilfen 19 auf den sechs Fasenflächen 172 angeordnet, die in Form von Tetraedervolumen jeweils mittig aus einer Fasenfläche 172 der Innenfase 171 herausragen. Die Eingriffshilfen 19 sind symmetrisch aufgebaut und weisen jeweils erste 191 und zweite 192 dreiecksförmige Gleitflächen, die
Seitenflächen der Tetraedervolumen darstellen, auf. Eine Seitenfläche eines Tetraedervolumens schließt sich jeweils an eine Innenseite des
Innensechkants an, wobei diese Seitenfläche nicht notwendigerweise in der gleichen Ebene liegen muss, sondern auch gegen die Innenseite des
Innensechskants nach außen gekippt sein könnte. Die Höhe der Eingriffshilfen 19 bzw. die Tiefe der Innenfase 171 ist hier geringer als der Durchmesser des Mehrkantprofils 18 dargestellt, könnte aber auch in etwa gleichgroß oder größer sein. Die Eingriffshilfen 19 könnten in ihrer Breite bis unmittelbar zu den Kanten des Mehrkantprofils 18 reichen, oder schmäler ausgeführt sein. Die Seitenkanten der Tetraedervolumen müssen nicht gerade sein, sondern können auch gekrümmt sein. Es sind auch andere Kurvenverläufe, die insbesondere in Bezug auf einen optimierten Eingriff bzw. ein Einlaufen eines Außenmehrkants in das korrespondierende Innenmehrkantprofil optimiert sein können, denkbar. Die Eingriffshilfen 19 müssen nicht symmetrisch ausgebildet sein, sondern können auch einseitig gestaltet sein, so dass sie beispielsweise jeweils nur eine einzige Gleitfläche aufweisen. Die Flächennormalen der Gleitflächen 191 , 192 bilden mit der Umfangsrichtung des Mehrkantprofils 18 einen spitzen Winkel. Es muss nicht zwangsläufig jeder Kante 181 des
Mehrkantprofil 18 eine Eingriffshilfe 19 zugeordnet sein. Es könnten auch weniger oder mehr Eingriffselemente 19 als Kanten 181 vorgesehen sein. Das erste Eingriffselement 17 mit dem Mehrkantprofil 18 und den Eingriffshilfen 19 ist hier schematisch vereinfacht dargestellt. Insbesondere können für
Mehrkantprofile übliche Rundungen und Abweichungen von den zeichnerisch mit scharfen Kanten dargestellten Geometrien vorgesehen sein, die
beispielsweise durch Fertigungstoleranzen, als Gussradien oder gewollte Rundungen für ein verbessertes Eingriffsverhalten vorgegeben sein können. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Austriebsdrehkolbens 15, in dessen Stirnseite ein Mehrkantprofil 18 mit erfindungsgemäßen Eingriffshilfen 19 ausgebildet ist.
Im Vergleich dazu ist in Fig. 4 ein Austriebsdrehkolben mit Außengewinde nach dem Stand der Technik gezeigt, der keine erfindungsgemäßen
Eingriffshilfen aufweist. Es ist zwar eine Innenfase an einem Sechskantprofil ausgeführt. Insbesondere stehen dort die Flächennormalen der sechs
Fasenflächen der Innenfase jeweils senkrecht auf die Umfangsrichtung des Sechskantprofils. Es hat sich aber gezeigt, dass eine reine Innenfase ohne zusätzliche Eingriffshilfen, wie sie in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen werden, das Problem eines fehlerhaften Eingriffs einer Ausstriebsstange in den gezeigten Austriebsdrehkolben nicht zufriedenstellend lösen kann.
Insbesondere wenn der Austriebsdrehkolben aus einen weicheren Material, beispielsweise Kunststoff, als die Austriebsstange gefertigt ist, kann es zu einem Verkanten bzw. einer Beschädigung des Austriebsdrehkolbens kommen, so dass ein zuverlässiges und kontrolliertes Eindrehen des
Austriebsdrehkolben in eine Kartusche nicht möglich ist. Für weitere Ausgestaltungen eines Austhebsdrehkolbens, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird auf die EP 2 468 415 A1 verwiesen.
Fig. 5 zeigt einen Mischrotor 26, der in dem Mischeraufsatz 36 drehbar gelagert ist und einen Mischdorn 262 mit einer Vielzahl von Mischschaufeln 263 und einen Rotorschaft 261 mit einer Außenfase 264 aufweist. Die
Mischschaufeln 263 fördern bei Rotation des Mischrotors 26 das Rühren eines Stoffes oder die Vermischung von verschiedenen Stoffkomponenten, die aus Kartuschen zugeführt werden. Die Außenfase 264 erleichtert das Einstecken des hier einteilig ausgeführten Mischrotors 26 in den Mischeraufsatz 36. An der Stirnseite des Rotorschafts 261 ist ein erstes Eingriffselement 17 vorgesehen.
In den Fig. 6a und 6b ist das erste Eingriffselement 17 des in Fig. 5
dargestellten erfindungsgemäßen Mischrotors 26 genauer dargestellt.
Diesbezüglich gelten die zu den Fig. 2a und 2b gemachten Ausführungen, mit der Ausnahme, dass der Mischrotor 26 bzw. der Rotorschaft 261 im Gegensatz zum Austriebsdrehkolben 15 kein Außengewinde aufweist.
Die Fig. 7 und 8 illustrieren das Zusammenwirken des ersten Eingriffselements 17 mit dem zweiten Eingriffselement 22, die jeweils korrespondierende
Mehrkantprofile 18 aufweisen. Die Stange 21 und die Kartusche 14 bzw. der Rotorschaft 261 sind axial relativ zueinander beweglich, wobei beispielsweise in der Applikationsvorrichtung 10 nach Fig. 1 die Stangen 21 axial beweglich sind, während die Kartusche 14 bzw. der Rotorschaft 261 axial feststehen. Hier sind nur einseitig, nämlich an dem ersten Eingriffselement 17, Eingriffshilfen 19 ausgeführt, während die zweiten Eingriffselemente 22 jeweils ein bekanntes Sechskantaußenprofil ohne Eingriffshilfen aufweisen. Prinzipiell wäre es denkbar, dass nur die zweiten Eingriffselemente 22 oder die ersten 17 und die zweiten 22 Eingriffselemente Eingriffshilfen 19 aufweisen. Wenn die Stange 21 in einer Stellung in Umfangsrichtung auf das erste Eingriffselement 17 trifft, so dass die beiden Mehrkantprofile 18 nicht deckungsgleich miteinander sind, so wird die Stange 21 bei einer Annäherung bzw. einem Kontakt der zweiten Eingriffselemente 22, insbesondere ihrer Stirnseite, mit den Eingriffshilfen 19 automatisch so verdreht, dass die Kanten 181 der beiden Mehrkantprofile 18 zusammenfallen und die Stange 21 mit ihrem zweiten Eingriffselement 22 in das Innere des Austriebsdrehkolbens 15 bzw. des Rotorschafts 261
eintauchen kann. Die Fig. 7 und 8 stellen somit erste Eingriffselemente 17 und zweite Eingriffselemente 22 dar, die gerade nicht im Eingriff sind. Eine
Drehmomentübertragung über die Mehrkantprofile 18 ist möglich, sobald der Außensechskant der Stange 21 im Inneren des Austriebsdrehkolbens 15 bzw. des Rotorschaftes 26 formschlüssig aufgenommen ist. Die axiale
Relativbewegung und die Verdrehbarkeit der beiden Teile zueinander sind durch die Doppelpfeile angedeutet. Das erste Eingriffselement 17, oder bei einteiliger Ausführung der ganze Austriebsdrehkolben 15 bzw. der Mischrotor 26, ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, während das zweite
Eingriffselement 22 bzw. die Stange 21 vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist. Sie kann aber ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein. Durch eine Ausführung der Eingriffshilfen 19 ausschließlich auf der Seite des ersten Eingriffselementes 17 kann das Stahlteil als ein bekanntes Mehrkantprofil, insbesondere als ein Sechskantprofil, ausgeführt werden. Das geometrisch komplexere erste
Eingriffselement 17 kann hingegeben als Kunststoffteil kostengünstig und leicht hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, den Austriebsdrehkolben 15 bzw. den Mischrotor 26 als Wegwerfteile zu konzipieren und diese beispielsweise zusammen mit einer leeren Kartusche 14 bzw. einem Einweg-Mischer 34 zu entsorgen.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer Stange 21 , die über Lager 30 drehbar und axial verschieblich gelagert ist, insbesondere in einem Gehäuse (nicht dargestellt) der Applikationsvorrichtung 10. Die Stange 21 weist an einem Ende einen Gewindespindelabschnitt 32 auf, über den die Stange 21 durch den Gewindetrieb 31 mit der Gewindemutter 35 in Rotation und in axiale Bewegung versetzt werden kann. Der Antrieb erfolgt, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, über die Getriebeeinheit 23. Das Bremselement 25 ist hier mit der Stange 21 mitlaufend ausgeführt, wie in EP 2 606 984 A1 detailliert beschrieben. Im Gegensatz zu der dort gezeigten Bremseinrichtung kann das Bremselement 25 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform aber um einen bestimmten Winkelbereich in Umfangsrichtung der Stange 21 frei beweglich sein, wobei dieser Winkelbereich auf das Mehrkantprofil 18 angepasst ist. Eine solche Beweglichkeit könnte konstruktiv beispielsweise durch eine Führung in einer Nut realisiert werden, die anstatt oder zusätzlich zu einer axialen Führung einen Freiheitsgrad des Bewegungselements 25 in Umfangsrichtung der Stange 21 zulässt. Bei einem Sechskantprofil als ein Mehrkantprofil 18, könnte ein solcher Umfangswinkelbereich beispielsweise etwa 60° betragen, könnte aber auch geringer oder größer sein. An einem Ende der Stange 21 ist ein zweites Eingriffselement 22 als ein sechskantiger Wellenfortsatz ausgeführt, der vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist.
Die Fig. 10a und 10b zeigen eine Ausführungsform des Bewegungselementes 25 als ein Schlingfedergehäuse (Fig. 10a) und eine Kunststoff bremse (Fig. 10b), die so ausgeführt sein können, dass sie über einen
Umfangswinkelbereich freibeweglich gelagert sind, wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben.
Bezugszeichenliste
10 Applikationsvorrichtung
1 1 Kartuschenaufnahmevorrichtung
12 Kartuschenaufnahmevorrichtung
13 Kartusche
131 Stoffa u strittsöff n u ng
132 Austriebskolben
14 Kartusche
141 Stoffa u strittsöff n u ng
15 Austriebsdrehkolben
151 Außengewinde
16 Drehvorrichtung
17 erstes Eingriffselement
171 Innenfase
18 Mehrkantprofil 181 Kante des Mehrkantprofils
19 Eingriffshilfe
191 Erste Gleichfläche
192 Zweite Gleitfläche
20 Antriebsvorrichtung
21 Stange
22 zweites Eingriffselement
23 Getriebeeinheit
24 Antrieb
25 Bremselement
26 Misch rotor
261 Rotorschaft
262 Mischdorn
263 Mischschaufel
264 Außenfase
27 Antriebssteuereinheit
28 Akku
29 Bedieneinheit
30 Lager
31 Gewindetrieb
32 Gewindespindelabschnitt
33 Austragsspitze
34 Mischer
35 Gewindemutter
36 Mischeraufsatz
37 Kartuschenkappe

Claims

Patentansprüche
Applikationsvorrichtung (10) für Stoffe, insbesondere Klebstoffe,
umfassend
- mindestens eine Kartuschenaufnahmevorrichtung (1 1 ) zur Aufnahme einer auswechselbaren Kartusche (14), die einen Stoff enthält und eine Stoffaustrittsöffnung (141 ) ausweist,
- eine Drehvorrichtung (16) zur Dosierung oder Vermischung des Stoffes, wobei die Drehvorrichtung (16) ein erstes Eingriffselement (17) aufweist,
- eine Antriebsvorrichtung (20) zum Antreiben der Drehvorrichtung (16), wobei die Antriebsvorrichtung (20) o eine Stange (21 ), die drehbar und axial verschieblich gelagert ist und stirnseitig ein zweites Eingriffselement (22) aufweist, und o eine Getriebeeinheit (23) zum Anschluss eines, insbesondere
elektrischen, Antriebs (24), wobei die Getriebeeinheit (23) die Stange (21 ) antreibt, um das erste (17) und das zweite (22) Eingriffselement miteinander in Eingriff zu bringen, umfasst, wobei das erste (17) und das zweite (22) Eingriffselement aufeinander angepasste Mehrkantprofile (18) mit Eingriffshilfen (19) aufweisen, durch die sich die Mehrkantprofile (18), insbesondere in Umgangsrichtung der Mehrkantprofile (18), zueinander ausrichten.
2. Applikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste (17) bzw. zweite (22) Eingriffselement bei einer
Annäherung der Eingriffselemente (17, 22), insbesondere durch eine axiale Verschiebung der Stange (21 ), insbesondere beim ineinander Eintauchen der Eingriffselemente (17, 22), mit den Eingriffshilfen (19) in Kontakt kommt.
3. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffshilfen (19) Gleitflächen (191 , 192) aufweisen, die in jeweils Richtung einer Kante (181 ) des
Mehrkantprofils (18) ausgerichtet sind, wobei insbesondere die
Flächennormalen der Gleitflächen (191 , 192) mit einer Umgangsrichtung der Mehrkantprofile (18) spitze Winkel einschließen.
4. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffshilfen (19) Paare von in
Umfangsrichtung der Mehrkantprofile (18) symmetrisch zueinander angeordneten ersten und zweiten Gleitflächen (191 , 192) aufweisen.
5. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffshilfen (19) nur einseitig in
Umfangsrichtung der Mehrkantprofile (18), vorzugsweise nur in die
Drehrichtung der Stange (21 ) ausgerichtete Gleitflächen (191 bzw. 192) aufweisen.
6. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingriffshilfe (19) als ein
Tetraedervolumen, insbesondere mit einer Tetraederecke aus einer Schrägfläche einer Innenfase (171 ) des Mehrkantprofils (18), vorzugsweise mittig, herausragend, ausgebildet ist.
7. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrkantprofile (18), vorzugsweise angefaste Sechskantprofile sind, wobei vorzugsweise das erste
Eingriffselement (17), insbesondere die Drehvorrichtung (16), ein
Innensechskantprofil und das zweite Eingriffselement (22), insbesondere die Stange (21 ), ein Außensechskantprofil aufweist.
8. Applikationsvornchtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (17) und das zweite (22)
Eingriffselement aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus Kunststoff und Stahl, gefertigt sind, wobei das erste Eingriffselement (17) vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist und Eingriffshilfen (19) vorzugsweise nur am ersten Eingriffselement (17) vorgesehen sind.
9. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Eingriffselement (17) einteilig mit der Drehvorrichtung (16) ausgebildet ist.
10. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremselement (25) zur Bremsung der Drehbewegung der Stange (21 ), beispielsweise eine Schlingfedergehäuse oder eine Kuststoff bremse, vorgesehen ist, das auch im Leerlauf der Stange (21 ) eine axiale Vorschubbewegung der Stange (21 ) erzeugt, wobei das Bremselement (25) vorzugsweise axial mit der Stange (21 ) mitlaufendend ausgebildet ist.
1 1 . Applikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (25) in Umfangsrichtung der Stange (21 ) innerhalb eines auf das Mehrkantprofil (18) angepassten Winkelbereichs frei beweglich ist, vorzugsweise so, dass eine weitere Vorschubbewegung erst erzeugt wird, sobald die Mehrkantprofile (18) zueinander ausgerichtet sind.
12. Applikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Mehrkantprofile (18) Sechskantprofile sind und das axial mitlaufende Bremselement (25) über einen
Umfangswinkelbereich der Stange (21 ) von etwa 60° frei beweglich gelagert ist.
13. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drehvorrichtung (16) ein Austriebsdrehkolben (15) mit einem Außengewinde (151 ) ist, und die Anthebsvorrichtung (20) den Austriebsdrehkolben (15) in die Kartusche (14) eindreht, um dem Stoff aus der Kartusche (14) durch die
Stoffaustrittsöffnung (141 ) auszutreiben.
14. Applikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Eingriffshilfen (19) nur am Austriebsdrehkolben (15) vorgesehen sind, wobei der Austriebsdrehkolben (15) vorzugsweise als ein Wegwerfteil aus Kunststoff gemeinsam mit der Kartusche (14) ausgetauscht wird.
15. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehvorrichtung (16) ein Mischrotor (26) ist, der ausgetriebene Stoffe, insbesondere Stoffkomponenten vermischt, wobei der Mischrotor (26) einen Rotorschaft (261 ) und einen Mischdorn (262), um den mehrere Mischschaufeln (263) angeordnet sind, aufweist, wobei der Rotorschaft (261 ) das erste Eingriffselement (17) aufweist.
16. Applikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche zur Applikation von Mehrkomponentenstoffen, insbesondere
Mehrkomponenten-Klebstoffen, wobei mehrere austauschbare Kartuschen (13, 14) mit einzelnen Stoffkomponenten vorgesehen sind und die
Antriebsvorrichtung (20) zum gleichzeitigen Austreiben der
Stoffkomponenten aus den Kartuschen (13, 14) durch
Stoffkomponentenaustrittsöffnungen (131 , 141 ) mittels in die
Kartuschenaufnahmevorrichtung (1 1 , 12) bzw. Kartuschen (13, 14) eintauchender Austriebskolben (132, 15) ausgelegt ist.
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