专利名称：混合元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于混合由多种组分组成的物质的混合元件，尤其是用于混合由至少两种组分组成的粘合剂，它具有至少一个将该至少两种组分输送到混合元件中的注入口和至少一个将所混合的物质输出的排出口。在该至少一个注入口和该至少一个排出口之间设有至少一个流动通道。
背景技术：
在日常生活的不同领域中都会用到多组分物质。在土木工程中，多组分物质例如用于化学接合(Dübel)、粘接固定或密封。因为各种组分要相互起反应来实现物质一定的材料性能，所以必须将这些组分存放在单独的容器中直到要使用它们，并且只有在马上使用之前才相互混合。
已知用于加工软膏状和液态多组分物质的多组分混合器通常具有一根管子和圆形的横截面，该管子具有一个入口和一个出口，在该管子中放置有螺旋形的、旋转的或迷宫式构造的嵌件，以将多种组分混匀。借助于这些嵌件，就可将要混合的组分的物料流量分成多路，然后再统一结合起来，并通过流体转动、涡流和方向转换实现充分混合。在此情况下，要混合物质或组分的流动方向基本上与管体的纵轴平行。
实际上，这种多组分混合器例如以静止混合管为人所知。静止混合管通常具有差不多为棒状的结构，其中混合部件重复排列所需的数量确定了其在静止混合管内的长度。
已知技术方案中存在的缺陷是，已知静止混合管因其不可避免的长度需要在定位和传输时以及在应用时的操作中占据相应的空间。在对软膏状的、要混合的多组分物质使用挤压装置时，所存在的工作空间常常是足够的，以便将一个静止混合管布置在该挤压装置上。但对用于多组分粘合剂的挤压装置即所谓的分配器而言却是另外一种情况。在这种应用中，已知的混合管使用起来并不方便，因为它会因其长度通过手工不理想地定位，这对混合物质的精确使用是不利的。
已知静止混合管的另一重要缺陷是剩余量，其在工作中断时残留在混合段中，且不完全地混匀。因为这些组分已经在不完全的混合中开始相互起反应，所以必须在重新开始工作之前将混合元件除去，从而通过静止混合管将大多由昂贵材料组成的剩余量清除。但是，尤其是多组分的粘合剂虽然昂贵却常常因为所需混合段的长度而残留下来，以保证在静止混合器中要有大于有效施加到作用面上的量来进行完好的均匀混合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合元件，该混合元件结构紧凑且使用方便，并且仅仅清除少量剩余的不完全混合物质。此外，该混合元件应制造简单而经济。
该目的是通过权利要求1的特征实现的。根据本发明，一种用于混合由多种组分组成的物质、尤其是由至少两种组分组成的粘合剂的混合元件包括至少一个注入口和至少一个排出口，该注入口用于将该至少两种组分输送到混合元件中，而该排出口用于输出所混合的物质。在该至少一个注入口与至少一个排出口之间设有至少一个流动通道。要混合的组分在流动通道中的流动方向相对于混合元件的主体纵轴基本上呈轨道分布。
因此，流动通道的方位基本上垂直于该至少一个注入口或该至少一个排出口的方向。由于为了完全混匀所输入的组分而未在注入口和排出口的方向上布置所需的混合段，本发明混合元件的结构高度要比已知静止混合管中的小得多。这些组分被压入混合元件的注入口中，且因为流动压力而通过流动通道输送。通过使物质射流垂直于注入口和在排出口处的转向偏转，将输入的组分混合并从排出口中排出所混合的物质。此外，相对于垂直于注入口或排出口方向的布置方式，也可倾斜地布置流动通道，这样就沿着流动通道改变了作用在要混合的组分上的压缩比例，还促进了组分的充分混合。
在本发明混合元件的一种结构中，在混合元件上布置有多个注入口，可从这些注入口将要混合物质的各种组分单独输送给混合元件。在此情况下，可沿着流动通道这样布置注入口，即，只有当其它组分已达到一定的混匀程度时，才输入各种组分。通过该混合元件的这种结构形式，可制造具有特种性能的特有物质，其按照用途包含多种或有限数量的组分。
对于大面积的混合元件，例如可在混合元件上设有多个排出口，通过这些排出口将所混合的物质排出到一个底座中和/或底座上。由此保证了混合物质的快速涂覆，这对于大面积的使用和相互快速起反应的组分来说是特别有利的。因此在较大的混合元件中，防止了所混合的物质已在混合元件中硬化，因为混合物质通过混合元件的排出口过于缓慢地从混合元件中排出。必要时，混合元件具有多个注入口和多个排出口。
优选的是，在混合面内流动通道预定了基本上为圆形的流动方向。在该结构形式中，要混合的组分在流过流动通道时还承受有离心力，该离心力支持组分的充分混合。例如也可将基本上为圆形的流动方向视为以蛇形线延伸的流动通道，其基本上垂直于注入口或排出口的方向延伸。如果将混合元件例如设计成具有基本上为矩形的基面的圆柱体，那么它在流动通道中将存在不同于圆形轨道的流动方向。
优选在混合面中布置多个导向元件(Umlenkelement)以支持组分的混合，其中选择性地将这些导向元件设计成是可转动的。这些导向元件主要用作通流部分，它们例如借助于流体转动、涡流的产生或方向转换来充分混合要混合的组分，并保证了在混合元件中混合的物质混合均匀。例如可在横截面中将导向元件构造成为圆环扇形或镰刀形。同样可将导向元件的结构构造成为例如具有片状结构的阻力元件。导向元件优选具有开口、缺口或凹口，这样流体就可局部加速然后再减速，这对组分的充分混合产生了有利效果。通过这些导向元件，在本发明混合容器具有较小结构高度的情况下也能实现组分均匀的混合。
有利的是，流动通道通过多个混合面导向，其中这些混合面可选择性地相互串接。如果因为外在事件的局限使得混合元件垂直于注入口或垂直于排出口扩展，或者例如出于制造技术上的原因达到最大程度的扩展是符合预想的，那么混合元件中供使用的混合段对于组分的完全混合就不够用了。为提供足够长的混合段，可在混合元件中设置多个混合面。这些混合面优选相互串接，这样就使要混合的组分穿过第一混合面，然后将流体输送到第二混合面中，必要时再接着将其输送到另一混合面中，直到保证要混合的组分混合均匀。
代替一个具有多个混合面的混合元件的是，可相叠地布置多个混合元件。为此，优选在混合元件的第一表面上设置配合件(Eingreifmittel)，而在混合元件与该第一表面相对的第二表面上设置对应配合件(Gegeneingreifmittel)。因此，就可让如此多的混合元件相互堆叠了，直到实现所需的流动通道混合段的长度。借助于这些混合元件之间的串接，就可将各个混合面连接在一起了。
如果在一定时期内需要大量在混合容器中制造的物质，例如就可使一个混合容器的多个混合面相互平行连接，而不是使用多个混合容器(Mischkapsel)。也可设想在多个相互堆叠的分别仅具有一个混合面的混合元件之间实现平行连接。
优选的是，混合元件包括一个圆柱状或半圆柱状的主体。除了圆柱状的主体外，也可将柱状主体理解为这样一个主体，即，其两个底面相互平行、平整且重合一致，并通过一个外壳面相互连接。对于在混合面内预定圆形流动方向的流动通道而言，该混合元件主体为圆柱状的结构是特别有利的，因为在这种结构中，制造混合元件要使用的材料数量与流动通道供使用的作用体积之间的比例关系会达到最佳。除了圆柱形的结构外，混合元件例如还具有长方六面体形的结构。
在一种结构形式中，混合元件例如是由两部分构成的。对此，例如将具有注入口的底面设计成与混合元件的具有排出口、沿排出口轴向延伸的壁以及在各种情况下都存在的导向元件的底面是可松开的。在这种结构形式中，设计形式可依照用途而有所不同，例如可将具有不同数量的注入口的底板设置在混合元件相应的配合件上。
优选的是，将注入口和排出口布置在一根轴上。一方面简化了混合元件的制造，另一方面可使混合元件相对于该轴镜面对称地形成。例如，可给注入口设置凸缘，该凸缘作为配合件可与在排出口中作为对应配合件布置的凹口相嵌接。由此可采用简单的方式将多个混合元件串接地相互堆叠，从而延长混合段。
优选的是，流动通道的高度是可减小的，以减小混合元件的内部容积。例如，在侧面界定流动通道的内壁和外壁可设计成是可折叠的或具有弹性，因此不妨碍混合元件内部容积的减小。此外，至少一个底面被布置成与该内壁和/或外壁是可松开的，由此在减小内部容积的情况下使至少一个壁保持原有长度。
如果混合元件具有导向元件，优选将其可转动地布置在混合元件的底面上，例如借助于材料的缩减或一个成形的接头(Gelenk)。对此，混合元件沿注入口或排出口的轴向延伸的元件可在一变型中这样成形，即，它们可沿轴向折叠。正如前面已经提到的那样，不完全混匀物质的组分在工作中断时起反应，因此混合元件必须在重新开始新的混合过程之前予以更换。在本发明混合元件的该结构形式中，大部分存在于混合元件中的物质通过减小内部容积实现了使用目的。
优选的是，流动通道的高度可借助于至少一个圆柱状或半圆柱状主体的底面的转动运动减小。例如，在第一步骤中，借助于混合元件仅产生混合物质所需总量的一部分。在第二步骤中，通过转动运动和/或剪切运动减小混合元件的轴向高度。在该过程中，要混合的组分存在于混合元件中的量被迫沿着流动通道而行，并从排出口中作为完全混匀物质的大部分排出。该量与混合物质所需总量的那部分相对应，其除了在第一步骤中产生的物质外还需用在使用位置上。大多很昂贵的材料残留在混合元件中且要清除的量被减至最小，这对于使用者而言例如对总用量的经济性产生了积极影响。
优选的是，将混合元件布置在一固定板上，该固定板可通过所混合的物质固定在一个底座上。这种布置方式对于在固定板与底座之间形成粘接尤其有利。混合元件优选根据所需的要混合物质的量来设计以可靠地提供连接，并且例如具有一个可让使用者识别的液位指示器。对此，在注入要混合的组分时，使用者可识别何时在混合元件中注入所需的材料量。如果混合元件被设计成是可折叠的，就可在将挤压装置或分配器除去之后挤压混合元件，并尽可能地完全利用注入到混合元件中的材料量以产生理想的连接。如果混合元件包括一个液位指示器，优选将其这样设计，即，使用推出(Ausdrücken)或断开(Ausdrehen)混合元件时混合物质的量，这在指示进料量时要加以注意。与现有技术相比，该结构形式尤其是在一个区域中布置多块固定板时大大提高了经济性。
有利的是，混合元件是选择性地采用注塑方法由一种塑料制成的。此外，混合元件还可由例如作为薄板冲压件/弯件的金属制成。
本发明进一步的有利结构形式和特征组合可从下面的详细说明和整个权利要求书中得出。
下面将通过几个实施例对本发明进行详细的说明。其中图1示出了本发明混合容器的第一实施例的局部透视图；图2示出了本发明混合容器的第二实施例的局部透视图；图3示出了沿图2中截线III-III的剖面透视图；图4示出了本发明混合容器的第三实施例的局部透视图；图5示出了本发明混合容器的第四实施例的局部透视图；图6a示出了正常状态下的可折叠混合容器的示意透视图；图6b示出了图6a中所示的混合容器折叠时的示意透视图；图7示出了具有一设置的本发明混合容器的固定装置的透视图；图8示出了图7中所示的固定装置的底视图。
原则上，图中相同的部件用相同的附图标记表示。
具体实施例方式
为清楚简要地描述本发明，在图1至6中未表示出上底面，因此示出的是部分剖视图。
图1示出了本发明混合容器的第一实施例的局部透视图。混合容器1是由两部分构成的，其中，仅示出了混合容器1的下部。该下部包括下底面2、外壁3以及内壁7。在外壁3与内壁7之间分布有圆形的流动通道。注入口8和排出口9位于一公共轴10上，且借助于一个隔离底板16不通透地形成。内壁7中设有一个入口11，该入口垂直于轴10从注入口8分出来，且实现了注入口8与流动通道之间的连通。这样一来，设在内壁7中的出口12就通过排出口9从流动通道中排出在混合容器1中混合的物质。入口11通过隔离壁13与出口12分开。外壁3上形成有一个承接部分14，该承接部分用于安装在此未示出的上底板。
在外壁3与内壁7之间的环形空腔内，设有多个导向元件4.1、5.1和6.1，从而形成多个区段，并保证将通过混合容器1的注入口8送入的组分混匀。在此情况下，导向元件4.1、5.1和6.1在轴10的方向上沿着流动通道基本上交错且径向地排列。导向元件4.1、5.1和6.1中的每一个都设有一个开口，比如开口15.1、15.2或15.3，它们作为通流部分(strmungsteiler)在要混合的组分流过时额外地加强了导向元件4.1、5.1和6.1的作用。例如，导向元件4.1从外壁3的内表面呈片状地一直通向内壁7的外表面。位于该导向元件4.1处要混合的物质可仅通过开口15.2进入流动方向上最近的流动通道的区段中。导向元件5.1同样形成为片状，并与外壁3的内边缘连接，但导向元件5.1并不完全通到内壁7的外边缘。该导向元件5.1处要混合的物质可通过开口15.1和所存在的自由空间进入流动方向上最近的流动通道的区段中。导向元件6.1也一样形成为片状，但与内壁7的外边缘连接，且不完全通到外壁3的内边缘。该导向元件6.1处要混合的物质可通过开口15.3和所存在的自由空间进入流动方向上最近的流动通道的区段中。
要混合的组分是通过一个挤压装置或分配器经由混合容器1的注入口8送入的。这些组分通过入口11进入流动通道中，且因流动压力沿顺时针方向顺着流动通道流过导向元件4.1、5.1和6.1。在此情况下，就产生了流体转动、方向转换，也就形成了涡流，从而在流动通道的长度上将要混合的组分相互混合成理想的混匀物质。在流动通道的终端，被混合的物质位于隔离壁13处，且被迫通过流动通道的出口12流出，然后从混合容器1的排出口9中排出。
图2示出了本发明混合容器的第二实施例的局部透视图。与上述混合容器1不同，在此示出的混合容器21具有导向元件22.1、22.2、22.7、23.1和与它们相交错的导向元件，该导向元件22.1、22.2、22.7、23.1在这里未示出的上底面的区域内设有凹口24.1、24.7，而交错的导向元件在下底板26的区域内设有凹口25.1。
通过入口27使要混合的组分从注入口28进入流动通道中并沿逆时针方向环绕导向元件22.1、22.2、22.7、23.1。当被混合的物质位于隔离壁29处时，它们就通过排出口31中的出口30从混合容器21中排出。
图3中示出了沿图2中切线III-III的剖面透视图。混合容器21的注入口28和排出口31通过隔离底板32相互分开。如此图所示，还可在导向元件例如靠近凹口24.7的导向元件22.7中设置另一缺口33.7。
注入口28的周围形成有一个凸缘34，该凸缘34可在排出口31的区域内与凹部35相配合。这样，为了加长流动通道的混合段，多个混合容器21可相互串接。
图4示出了本发明混合容器的第三实施例的局部透视图。作为另一结构的示例，在混合容器41中示出了导向元件的一扁平片状结构，即导向元件42.1、43.1。该导向元件42.1、43.1同样可设有凹口、缺口或开口，以保证混合均匀。
图5示出了本发明混合容器的第四实施例的局部透视图。与上述的混合容器1、21和41不同，混合容器51具有半圆柱状结构。混合容器51的工作原理与上述的结构基本相同。为将入口和出口52分开，设有一个倾斜布置的隔离壁53。由于流动通道在该实施例中是绕着尖角54.1和54.2导向的，尖角54.1和54.2区域中的导向元件55.1、55.2、55.3和55.4是以不同于其它导向元件如导向元件56的方式形成的。
图6a示出了正常状态下的可折叠混合容器的示意透视图。正常状态指的是要混合的组分进入混合容器中并在其中混合的状态。
为描述下面的原理，在表示混合容器61时仅以延长的方式示出了外壁64。内壁65在上底板62与下底板63之间延伸。流动通道在内壁65的外表面与外壁64的内表面之间延伸。为保证要混合的组分混合均匀，在流动通道中布置有通流部分，即在此作为示例的导向元件66和67。
图6b示出了图6a中所示的混合容器在折叠时的示意透视图。当在混合容器61中一旦达到所希望的混合物质的量时，便终止输入要混合的组分。在混合容器61中存在的要混合的组分剩余量经过混合容器61的挤压供混合物质作其它之用。通过上底板62例如在箭头68方向上的转动运动，轴向高度H可减到零。挤压还可通过箭头69方向上的剪切运动得到支持。
为此，将外壁64和内壁65构造成是可折叠或可压缩的，以便不妨碍挤压过程。导向元件66和67例如可转动地被布置在上底板62和/或下底板63上，或者在混合容器61的正常状态下暂时保持在底板62和/或63中的至少一个上。导向元件66在转动时脱离上底板62的支承，并且在箭头68的方向上绕着接头70倾斜。由于通流部分66在与下底板63连接的区域中设有缺口71，在挤压过程中就尽可能地保证了要混合组分的混合过程。与之不同的是，导向元件67可转动地固定在上底板62上，这样导向元件67在上底板62转动时就会逆着箭头68的方向向上转动。所布置的通流部分例如导向元件66和67优选与内壁65和外壁64隔开或仅仅与其贴靠，这样就可避免挤压过程受到难于克服的阻力的阻碍。
图7示出了一个固定装置的透视图，它具有一个根据本发明布置的混合容器。图8示出了该固定装置的底视图。固定装置81被设计成用于粘接固定，并包括固定板82、连接元件83和混合容器84。连接元件83例如具有内螺纹85，它可与一个螺旋件相啮合。固定板82的底面86例如设有凹槽87，可在其中散布在混合容器84中混合的粘合剂，以便实现固定板82与底座之间平滑的连接。固定板82具有一个开口88，该开口88使得固定板82上侧面之间与固定板82底面86上的凹槽连通，并与混合容器84的排出口相配合。例如如同上述混合容器1、21、41或61那样地设计混合容器84。
总的来说，本发明提供了一种结构紧凑且使用方便的混合元件。它保证了要混合物质的各种组分能在本发明的混合元件中良好地混匀，其中，仅需清除少量剩余的不完全混合的物质。由此与已知的技术方案相比大大减少了制造成本。此外，该混合元件制造简单且经济。除了多组分粘合剂外，本发明的混合元件还可混匀多组分灰浆物质，其中混合的物质可具有多种组分。
权利要求
1.一种用于混合由多种组分组成的物质尤其是由至少两种组分组成的粘合剂的混合元件，具有至少一个注入口(8；28)和至少一个排出口(9；31)，该注入口(8；28)用于将该至少两种组分输送到该混合元件(1；21；41；51；61；84)中，而该排出口(9；31)用于输出所混合的物质，其中在该至少一个注入口(8；28)与该至少一个排出口(9；31)之间设有至少一个流动通道，其特征在于，要混合的组分在该流动通道中的流动方向相对于混合元件(1；21；41；51；61；84)的主体纵轴基本上呈轨道分布。
2.如权利要求1所述的混合元件，其特征在于，该流动通道在一混合面内预定了基本上为圆形的流动方向。
3.如权利要求1或2所述的混合元件，其特征在于，为支持多种组分的混合，在该混合面内布置有多个导向元件(4.1，5.1，6.1，13；22.1，22.2，22.7，23.1，29；42.1，43.1；55.1，55.2，55.3，55.4，56；66，67)，其中可选择性地将该导向元件(4.1，5.1，6.1，13；22.1，22.2，22.7，23.1，29；42.1，43.1；55.1，55.2，55.3，55.4，56；66，67)设计成是可转动的。
4.如权利要求1-3之一所述的混合元件，其特征在于，该流动通道通过多个混合面导向，其中该多个混合面可选择性地相互串接。
5.如权利要求1-4之一所述的混合元件，其特征在于，该混合元件(1；21；41；51；61；84)包括一个圆柱状或半圆柱状的主体。
6.如权利要求1-5之一所述的混合元件，其特征在于，该注入口(8；28)和排出口(9；31)被布置在一根轴(10)上。
7.如权利要求1-6之一所述的混合元件，其特征在于，该流动通道的高度(H)是可减小的，以减小混合元件(61)的内部容积。
8.如权利要求7所述的混合元件，其特征在于，该流动通道的高度(H)可通过圆柱状或半圆柱状主体的底面(62、63)中至少一个的转动运动减小。
9.如权利要求1-8之一所述的混合元件，其特征在于，该混合元件(84)被布置在一固定板(82)上，该固定板(82)可通过所混合的物质固定在一底座上。
10.如权利要求1-9之一所述的混合元件，其特征在于，该混合元件(1；21；41；51；61；84)可选择性地采用注塑方法由一种塑料制成。
全文摘要
一种用于混合由多种组分组成的物质的混合元件(21)具有一个注入口(28)和一个排出口(31)，该注入口(28)用于将至少两种组分输送到该混合元件(21)中，而该排出口(31)用于输出所混合的物质，其中在该注入口(28)与排出口(31)之间设有至少一个流动通道。该流动通道的方位垂直于该注入口(28)或排出口(31)的方向。为支持多种组分的混合，布置有多个导向元件(22.1，22.2，22.7，23.1)。
文档编号B01F3/10GK1496755SQ20031010107
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月15日 优先权日2003年10月15日
发明者沃尔夫·克里斯蒂安, 盖斯·P·路德维希, P 路德维希, 沃尔夫 克里斯蒂安 申请人:希尔蒂股份公司