BESCHREIBUNG
Äbgabemodu! und Verfahren zum Befüllen eines Äbgabemoduls Die Erfindung betrifft ein Abgabemodul für zwei flüssige Produkte, umfassend
eine erste zylindrische Wand ;
einen ersten Kolben, der entlang der ersten Wand gleiten kann, wobei er eine erste Kammer ausbildet, die mindestens eine Austrittsöffnung aufweist,
einen zweiten Kolben, der so dimensioniert ist, daß er entlang einer zweiten Wand gleiten kann,
wobei Kopplungsmittel vorgesehen sind, um die beiden Kolben während der Produktabgabe miteinander zu koppeln,
und mindestens einer der Kolben einen Kolbenkopf aufweist, der anfänglich von den Kopplungsmitteln getrennt ist und Befestigungsmitte! vorgesehen sind, um den Kolbenkopf mit den Kopplungsmittein zu verbinden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Befüllen eines Abgabemoduls.
Unter flüssigen Produkten werden in der vorliegenden Anmeldung alle Produkte verstanden, die über ein Abgabemodul ausgegeben werden können, also auch pastöse oder gasförmige Produkte sowie in einem Gas dispergierte Feststoffe.
Es ist häufig erforderlich, zwei in einem Behälter enthaltene Produkte bis zum Zeitpunkt ihrer Benutzung zu trennen, um beispielsweise ungewünschte chemische Reaktionen zwischen den Produkten zu vermeiden. In solchen Fällen werden die beiden Produkte in zwei vonei nander getren nten Kam mern des Behälters aufbewah rt u nd ü ber Zweiwegeventi le oder Zweiwegepum pen zur Abgabeöffnung gefördert, wo sie miteinander in Kontakt kommen.
Es sind auch Zweikoibensysteme bekannt. Aus der DE 20 2007 004 662 U 1 ist ein Behälter mit zwei Kolben bekannt, die übereinander angeordnet sind und an der Wand des Behälters entlang gleiten. Auf dem Behälter ist eine Zweiwegepumpe angeordnet. Ein erster Weg der Pumpe mündet am oberen Ende des Behälters. Der zweite Weg mündet in einer Leitung, die den ersten Kolben durchquert und entlang derselben letzterer gleiten kann. Das erste Produkt befindet sich in dem Raum über dem ersten Kolben, während das zweite Produkt sich in dem Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben
befindet. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Gefahr, die beiden Produkte nicht in einem ausreichend präzisen Mengenverhältnis zu fördern, relativ groß.
Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß die beiden Kolben mechanisch miteinander gekoppelt sind , so daß bei Verschieben des ei nen Kol bens der andere Kol ben entsprechend m itverschoben wi rd . D iese Lösung geht aus den Dokum enten US 3,915,345 A bzw. DE 20 07 199 A hervor. In beiden Fällen liegt ein zentraler Zylinder vor, der an einem Zweiwegeventil befestigt ist. Dieses ist an einem ebenfalls zylindrischen Gehäuse befestigt. Ein erster Kolben gleitet entlang der I nnenwand des zentralen Zylinders und bildet so eine erste Kammer, während ein zweiter kreisringförmiger Kolben mit seinem zentralen Rand entlang der Außenwand des zentralen Zylinders und mit seinem äußeren Rand entlang der Wand des Gehäuses gleitet und so die zweite Kammer bildet. Die beiden Kolben sind miteinander verbunden. I m Falle des Dokumentes US 3,915,345 A sind sie durch eine Doppeiwand verbunden, die den unteren Rand des zentralen Zylinders umgibt, im ersten Ausführungsbeispiel der DE 20 07 199 A sind die beiden Kolben durch einen kreisringförmigen Raum getrennt und mit ihren unteren Enden über eine Grundplatte verbunden. Das zum gemeinsamen Verschieben der beiden Kolben erforderliche Treibgas befindet sich unter der Grundplatte oder unter den Kolben. In beiden Fällen ist die Befüllung der beiden Kammern problematisch. Da es wegen der Dimensionen der Eingangsöffnungen nicht möglich ist, die beiden Kammern gleichzeitig zu befülien, ist es notwendig, zunächst eine Kammer und dann die andere Kammer zu befülien. Da jedoch die beiden Kolben mechanisch miteinander verbunden sind, wird beim Befüllen der einen Kammer der darin angeordnete Kolben heruntergedrückt und nimmt den anderen Kolben mit. Die zweite Kammer bildet sich aus und füllt sich mit Luft. Die in die zweite Kammer eingetretene Luft muß daher entfernt werden, bevor die zweite Kammer mit Produkt befüilt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Abgabemodul gemäß dem Oberbegriff zu schaffen , das leichter zu befülien ist und ei n Verfahren zum Befüllen dieses Abgabemoduls zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zweite Wand durch ein Gehäuse gebildet wird, in das das Äbgabemodul eingeführt werden kann, wobei der zweite Kolben und die zweite Wand eine zweite Kammer ausbilden, die mindestens eine Austrittsöffnung aufweist.
Die erste und die zweite Wand sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, wobei jedoch auch andere Ausgestaltungen denkbar sind, beispielsweise Wände mit einem ovalen Querschnitt.
Durch die anfängl iche Entkoppl u ng der beiden Koi ben , d ie erst wäh rend des Befüilvorgangs miteinander gekoppelt werden, wird das Problem des Befüllens von derartigen Abgabemoduien für zwei Flüssigkeiten gelöst. Das Niedergehen des Kolbens der zuerst befüllten Kammer führt nicht dazu, daß der noch nicht gekoppelte Kolbenkopf ebenfalls niedergeht. Sobald die zweite Flüssigkeit eingefüllt ist, geht der zweite Kolbenkopf seinerseits nieder und koppelt sich an die Koppiungsmittei an.
Es ist erfindungsgemäß, daß die zweite Wand integraler Bestandteil des Abgabemoduls ist, wobei der zweite Kolben und die zweite Wand eine zweite Kammer ausbilden, die mindestens eine Austrittsöffnung aufweist. Die zweite Kammer ist somit integraler Bestandteil des Abgabemoduis.
Alternativ ist auch möglich, daß die zweite Wand durch ein Gehäuse gebildet wird, in das das Abgabemodul eingeführt werden kann, wobei der zweite Koiben und die zweite Wand eine zweite Kammer ausbilden, die mindestens eine Austrittsöffnung aufweist.
Es ist zur Erfindung gehörig, daß mindestens eine Druckausgieichsöffnung in den Koppiungsmitteln vorgesehen ist, um die Seite des oder der Koibenköpfe, die i m Gebrauchszustand der Austrittsöffnung(en) ihrer jeweiligen Kammer abgewandt ist, in Verbindung zu bringen mit der Seite des anderen Kolbens, die im Gebrauchszustand der Austrittsöffnung(en) ihrer jeweiligen Kammer gegenüberliegt.
Diese Druckausgieichsöffnung vermeidet das Ausbilden eines Vakuums während des Einfüllens der ersten Flüssigkeit in das Abgabemodul. Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß Entnahmemittei vorgesehen sind, die mit den Austrittsöffnungen der Kammern verbunden sind.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß die Entnahmemittel ein Zweiwegeventii oder eine Zweiwegepumpe umfassen, wobei der erste Weg mit der Austrittsöffnung der ersten Kammer und der zweite Weg mit der Austrittsöffnung der zweiten Kammer in Verbindung steht.
Eine Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Entnahmemittel eine Dosiervorrichtung umfassen. Zweckmäßig ist auch, daß Schließmittel vorgesehen sind, um die Äustrittsöffnungen der ersten Kammer und der zweiten Kammer zu verschließen, wobei die Schiießmittel eine offene und eine geschlossene Stellung aufweisen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die mit einem Koibenkopf versehenen Kammer(n) so dimensioniert sind, daß bei maximal in die erste Kammer in Richtung der Austrittsöffnung eingeschobenem ersten Kolben im befüiiungsbereiten Zustand ausreichend Platz für den nicht mit den Kopplungsmitteln verbundenen Kolbenkopf verbleibt. Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren zum Befüllen eines erfindungsgemäßen Abgabemoduls mit folgenden Verfahrensschritten :
a1) Das Abgabemodul wird so zusammengebaut, daß der erste Kolben sich in der
Position befindet, in der er am nächsten zu der bzw. den Austrittsöffnungen der ersten Kammer angeordnet ist, wobei der oder die Kolbenköpfe nicht mit den Kopplungsmitteln verbunden sind ;
b1) Falls erforderlich, wird das Abgabemodui in ein Gehäuse eingeführt, um die zweite
Kammer auszubilden, sofern das Abgabemodui nicht bereits eine zweite zylindrische Wand aufweist ;
d) Die erste Flüssigkeit wird in die Kammer eingefüllt, die nicht mit einem Kolbenkopf versehen ist oder wahlweise in eine der beiden Kammern, wenn beide Kammern mit einem Kolbenkopf versehen sind ;
d1) Die zweite Flüssigkeit wird in die noch leere und mit einem Kolbenkopf versehene
Kammer mit ausreichend Druck eingefüllt, um am Ende des Füllvorgangs das
Verbinden des Kolbenkopfes mit den Kopplungsmitteln zu bewirken.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß vor Schritt c1) in einem Schritt cOi) Entnahmemittel oder Schließmittel auf die Austrittsöffnungen der beiden Kammern aufgebracht werden.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Abgabemodui vor Schritt c1) in einem Schritt cOii) in das Innere des Behälters eingeführt wird, dessen innere Wand nicht als Wand für die zweite Kammer dient, Es ist erfindungsgemäß, daß unter Druck stehendes Gas vor Schritt c1 ) in einem Schritt cOiii) in das Gehäuse eingeführt wird.
Alternativ ist es auch möglich, daß unter Druck stehendes Gas nach Schritt d1) in einem Schritt e1) in das Gehäuse eingeführt wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiei der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.
:s zeigen eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Abgabemoduls; geschnittene Seitenansicht eines Behälters während der Montage; geschnittene Seitenansicht des Behälters gemäß Fig. 2, der befüllt werden kann;
geschnittene Seitenansicht des Behälters gemäß Fig. 2 bei dem das erste Produkt in die zweite Kammer eingefüllt wurde;
geschnittene Seitenansicht des Behälters gemäß Fig. 2 nachdem das zweite Produkt in die erste Kammer eingefüllt wurde;
geschnittene Seitenansicht des Behälters gemäß Fig, 2 nach Entleerung; geschnittene perspektivische Darstellung des äußeren Mantels;
geschnittene perspektivische Darstellung des Innenmantels;
geschnittene perspektivische Darstellung der Kolbeneinheit;
geschnittene perspektivische Darstellung des Kopfes des ersten Kolbens; geschnittene perspektivische Darstellung des Anschlages für den zweiten Kolben;
vergrößerte Darstellung des Ventilgehäuses.
Das dargestellte Abgabemodui (1) ist mit zwei Kammern (20, 30) versehen, das an einem Ventil (4) eines Behälters (5), vorzugsweise eines Druckbehälters, befestigt wird. Jede Kammer (20, 30) ist mit einem Kolben (61 , 64 und 7) versehen. Koppiungsmittel (62) sind vorgesehen, um die beiden Kolben (61 , 64 und 7) nach dem Befüllen der Kammern
miteinander zu koppeln , so daß sie sich si m ultan bewegen . Das Venti l (4) ist vorzugsweise ein Zweiwegeventil, so daß das in der ersten Kammer (30) enthaltene Produkt erst beim Austritt aus dem Ventil (4) oder eventuell erst beim Austritt aus der am Ventil (4) befestigten Austrittsöffnung mit dem Produkt aus der zweiten Kammer (20) in Kontakt kommt.
Das Abgabemodul (1) besteht im Wesentlichen aus einem inneren Mantel (3), in dem der erste Kolben (64) gleitet und die erste Kammer (30) bildet, aus einem äußeren Mantel (2), in dessen unteren Bereich (21) der zweite Kolben (81) gleitet und die zweite Kammer (20) bildet, aus Koppiungsmitteln (62), um die beiden Kolben (61 , 84 und 7) miteinander zu koppeln und Rückhaltemitteln (8), um als Anschlag für den zweiten Kolben (81) zu dienen.
Der äußere Mantel (2) besteht aus einem ersten, unteren zylindrischen Teil (21 ) und einem zweiten, oberen zylindrischen Teil (22) von geringerem Durchmesser. Die beiden zylindrischen Teile werden durch eine radiale Verbindungswand (23) miteinander verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dringt die Wand des oberen zylindrischen Teils (22) unter Durchdringung der radialen Wand (23) leicht in den oberen Teil des ersten zylindrischen Teils (21) ein. Dieser Vorsprung (25) dient als oberer Anschlag für den zweiten Kolben (61). Es wäre jedoch möglich, auf diesen Vorsprung zu verzichten und die radiale Wand als Anschlag zu benutzen. Das obere zylindrische Teil (22) weist in seinem oberen Bereich eine ringförmige radiale Schulter (26) auf, die von einer oder mehreren Öffnungen (261) durchsetzt wird. So wird erreicht, daß der äußere Mantel rohrförmig mit Öffnungen an beiden Enden ausgebildet ist. Kanäle (24) sind an der Innenseite des oberen zylindrischen Teils (22) angeordnet, Sie erstrecken sich über die gesamte Höhe dieses oberen Teils (22). Die Oberseite des zweiten zylindrischen Teils (22) ist m it Befestig ungsm ittei n (27) versehen , m it denen das zwei kam m ri ge Abgabemodul (1) an dem Zweiwegeventil (4) befestigt wird. Diese Befestigungsmittel (27) umfassen eine Krone, die mit Rastmitteln versehen ist, welche mit komplementären Rastmitteln an dem Zweiwegeventil (4) zusammenwirken können.
Der innere Mantel (3) besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Hauptteil (31), dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des oberen zylindrischen Teils (22) des äußeren Mantels (2) entspricht. Das zylindrische Hauptteil (31 ) verj ü ngt si ch i n sei n em obe ren Be rei ch , vo rzu gswei se i nd em es e i ne kegelstumpfförmige Wand (32) ausbildet und schließt mit einem zylindrischen Teil ab, das eine Muffe (33) bildet. Wie der äußere Mantel (2) weist auch der innere Mantel eine
Röhrenform mit Öffnungen an beiden Enden auf. Die Muffe (33) weist eine ringförmige radiale Nut (331) auf, die nach außen hin offen ist und deren Bodendurchmesser und Höhe dem Innendurchmesser und der Höhe der ringförmigen Schulter (28) des oberen zylindrischen Teils (22) des äußeren Mantels (2) entsprechen. Daher kann der innere Mantel (3) in das Innere der oberen zylindrischen Wand (22) des äußeren Mantels (2) eingeführt werden, bis die Muffe (33) in die Öffnung im Zentrum der ringförmigen Schulter (26) und diese Schulter (26) in die Nut (331) eingreift. Der innere Mantel (3) wird auf diese Weise fest im Inneren des äußeren Mantels (2) befestigt. Die Länge des inneren Mantels (3) wird so gewählt, daß das untere Ende bei in den äußeren Mantel (2) eingerasteter Stellung auf das untere Ende des oberen zylindrischen Teils (22) des äußeren Mantels (2) ausgerichtet ist. Der innere Mantel (3) dient dazu, m it den Kanäl en (24) d i e Austrittsleitungen für das in der zweiten Kammer (20) enthaltene Produkt zu definieren. Hierfür sind die Kanäle (24) so dimensioniert, daß sie in dem Raum, der oberhalb der kegeistumpfförmigen Wand (32) angeordnet ist, jedoch unterhalb der ringförmigen Schulter (26), münden.
Die beiden Kolben sind in einer Koibeneinheit (6) zusammengefaßt. Der zweite Kolben
(61) weist ein radiales ringförmiges Teil auf, das an dem unteren Ende eines zylindrischen Teils (62) befestigt ist. Das radiale ringförmige Teil weist an seinem Rand einen axialen Kranz (63) auf, der sich von der Seite des ringförmigen Teils, die dem zylindrischen Teil
(62) abgewandt ist, ausgehend erstreckt. Der Außendurchmesser dieses Kranzes (63) entspricht dem Innendurchmesser des unteren Teils (21) des äußeren Mantels. Der Kranz
(63) ist mit Dichtmitteln versehen, um den Kolben (61) zur Innenseite des unteren Teils
(21 ) des äußeren Mantels (2) abzudichten Diese Dichtmittel sind beispielsweise als fließfähige hochviskose Dichtmittel in Form von Gleitgelen oder als Dichtlippen (631 ) ausgebi ldet, weiche beispielsweise aus eiastomeren Materialien bestehen . Der Außendurchmesser des zylindrischen Teils (62) der Kolbeneinheit (6) entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser des inneren Mantels (3). Auf diese Weise wird die zweite Kammer (20) durch einen ringförmigen Raum zwischen einerseits dem zylindrischen Unterteil (21 ) des äußeren Mantels und dem zylindrischen Teil der Koibeneinheit (6) und andererseits zwischen dem zweiten Kolben (61 ) und der radialen Wand (23) des äußeren Mantels, die den unteren Teil (21) und den oberen Teil
(22) miteinander verbindet, gebildet.
Der zweite Kolben (81) kann im Inneren des unteren zylindrischen Teils (21) des äußeren Mantels (2) gleiten. Um ihn am Austritt aus demselben zu hindern, ist vorgesehen, daß nach Einführung aller Teile des Abgabemoduls (1) in den äußeren Mantel (2) an dem unteren Ende desselben Rückhaltemittel (8) zu befestigen. Diese Rückhaltemittel (8) sind als ein axialer Kranz (81) ausgebildet, dessen Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des unteren zylindrischen Teils (21) des äußeren Mantels entspricht. Dieser axiale Kranz (81) erstreckt sich in seinem unteren Bereich über eine ringförmige radiale Wand (82) zum Zentrum hin. Die Rückhaltemittel (8) werden an dem unteren Ende des unteren Teils (21 ) des äußeren Mantels (2) befestigt, beispielsweise mit Rastmittein. Der Kolben (61 ) kann somit zwischen einer ersten Position, in der er an der radialen Wand (23) des äußeren Mantels (2) anschlägt (siehe Fig. 3) und einer zweiten Position, in der sein unterer Kranz (63) gegen die ringförmige Wand (82) der Rückhaltemittel (8) anschlägt (siehe Fig. 4), verschoben werden. Der erste Kolben (64) wird durch die Oberseite (64) des zylindrischen Teils (62) der Kolbeneinheit (6) gebildet. Dieser zylindrische Teil (62) dient somit als Kopplungsmittel, die es ermöglichen, die beiden Kolben (61 , 64) simultan zu verschieben.
Ein getrennter Kolbenkopf (7) wird an der Oberseite des ersten Kolbens (64) befestigt. Dieser Kolbenkopf (7) besteht im Wesentlichen aus einer radialen kreisförmigen Wand (71 ) , die nach unten durch einen Kranz (72) verlängert wird. Dichtmittei sind an der Außenseite des Kranzes in Form von Dichtiippen (721) vorgesehen. Der Au ßendu rch messer des Kranzes (72) entspri cht dem I n nendu rch messer des zylindrischen Hauptteils (31) des inneren Mantels (3).
Somit wird die erste Kammer (30) durch den Raum zwischen einerseits der inneren Seite des inneren Mantels (3) und andererseits der Oberseite (32) desselben und den Kolbenkopf (7) definiert. Der Kolbenkopf (7) dient auch als Dichtring für den oberen Teil der zweiten Kammer (20).
Der Kolbenkopf (7) ist mit Rastmitteln (722) versehen, die es erlauben, ihn irreversibel an komplementären Rastmitteln (641), die an der Oberseite der Kolbeneinheit (6) angeordnet sind, einzurasten. Diese Rastmittel (641 , 722) sind so dimensioniert, daß ein genügend starker Druck auf den Koibenkopf (7) ausgeübt werden muß, damit er an der Oberseite des Kolbens (64) einrastet, und bevorzugt mit einem oder mehreren Rastereiementen versehen ist, die mögliche Fülltoleranzen ausgleichen können. Man vermeidet so ein
unerwünschtes Einrasten, insbesondere beim Lagern oder beim Handhaben der leeren Äbgabemodule. Weiterhin wird die Höhe des zylindrischen Hauptteils (31) des inneren Mantels (und somit die Höhe des oberen Teils (22) des äußeren Mantels) so gewählt, daß wenn die Kolbeneinheit (6) sich in der oberen Stellung befindet, in der der zweite Kolben (61) an der radialen Verbindungswand (23) anschlägt, es im Inneren des inneren Mantels ausreichend Platz für den zylindrischen Teil (62) und den losgelösten, nicht eingerasteten Kolbenkopf (7) gibt.
Beim Zusammenbau befestigt man zunächst den inneren Mantel in dem äußeren Mantel, man führt den Kolbenkopf (7) in das Innere des inneren Mantels (3) ein, dann führt man die Kolbeneinheit (6) ein, wobei sie möglichst weit eingeschoben wird, d.h. bis der zweite Kolben (61) an die Verbindungswand (23) anschlägt. In dieser Stellung befindet sich der Kolbenkopf (7) über dem Oberteil der Kolbeneinheit (6), ohne darin eingerastet zu sein. Die Dichtmittel (631 , 721) der beiden Kolben (61 , 64) üben einen ausreichenden Druck auf die innere Wand der jeweiligen Kammer aus, um die Kolbeneinheit (6) und den Kolbenkopf (7) in ihrer Position zu halten, solange noch kein Produkt eingefüllt ist.
Eine solche Einheit mit zwei Kammern ist dazu bestimmt, auf Abgabemitteln, wie einem Zweiwegeventil (4) oder einer Zweiwegepumpe befestigt zu werden. Es ist auch möglich, nur Schließmittel vorzusehen, die während des Äbgabevorgangs geöffnet werden. Die Abgabemittel können Dosiermittel umfassen, so daß beim Betätigen der Abgabemittel eine vorbestimmte Menge jedes der Produkte abgegeben wird. Zweiwegeventile sind bekannt, beispielsweise aus den Dokumenten US 3,915,345 oder WO 2007/132 017 A In dem hier gezeigten Beispiel handelt es sich um ein Zweiwegeventil von der Art, wie dies in dem letztgenannten Dokument beschrieben wird. Die Funktionsweise dieses Ventils wird daher nicht näher beschrieben.
Wie bei dem Zweiwegeventil des Dokumentes WO 2007/132 017 A1 , ist es möglich, eine oder mehrere Öffnungen in dem Körper des Ventils (41) vorzusehen, so daß das Gas über den gleichen Weg wie das Produkt aus der zweiten Kammer (20) austreten kann, wenn das Ventil betätigt wird. Nichts spricht dagegen, dem Treibgas ein drittes Produkt beizufügen, mit dem es nicht reagiert. Der Behälter enthält dann drei während der Lagerung räumlich getrennte Produkte. Die Einheit bestehend aus dem zweikammerigen A bgabem od u l ( 1 ) u nd den Abgabem itteln (4) kann dann in einem Gehäuse (5) befestigt werden. Wenn die
Dimensionen der Abgabeeinheit (1 ) und insbesondere der Außendurchmesser des äußeren Mantels (2) und/oder der Durchmesser des Ventiltellers (44) der Abgabemittel dies erlauben, kann das Abgabemodul (1 ) in den I nnenbereich eines vorgefertigten Gehäuses eingeführt werden. Andernfalls ist es erforderlich, das Gehäuse (5) um das Abgabemodul (1) auszubilden. Dies ist der Fall bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel.
Das Verhältnis zwischen dem Ausgangsvolumen des ersten und des zweiten Produktes wird durch das Verhältnis zwischen der Fläche des ersten Kolbens (64) und des zweiten Kolbens (61 ) bestimmt. Das Abgabemodul ermöglicht somit eine sehr große Präzision, was das Verhältnis des Ausgangsvoiumens der beiden Produkte anbelangt. Aufgrund des Flächenverhältnisses zwischen der Fläche des ersten Kolbens (61 ) und des zweiten Kolbens (64) ist es auch möglich, die zweite Kammer mit (30) mit einem höheren Druck als dem Außendruck zu befüilen.
Es versteht sich von selbst, daß der zweite Kolben (61 ) auch mit einem getrennten Koibenkopf ausgebildet sein kann. Der Koibenkopf ist dann ringförmig. Die Höhe des unteren zylindrischen Teils (21 ) des äußeren Mantels und/oder des zylindrischen Teils (62) der Kolbeneinheit muß genügend groß sein, um es zu ermöglichen, daß die Kolbeneinheit ganz in den inneren Mantel eindringen kann, wobei sie mit ihrem Oberteil anschlägt, ohne daß der ringförmige Koibenkopf in die Koibeneinheit (6) einrastet. Wenn der zweite Kolben (61) einen getrennten Koibenkopf aufweist, ist es nicht erforderlich, daß der erste Kolben (64) ebenfalls mit einem getrennten Koibenkopf (7) versehen ist. Wenn das Abgabemodul (1) an einem Druckbehälter verwendet wird, wie dies der Fall im hier gezeigten Beispiel ist, dann kann es sinnvoll sein, die Einheit bestehend aus der Abgabeeinheit (1) und den Abgabemitteln (4) in einer stabilen Stellung in dem Gehäuse (5) anzuordnen, wobei der Ventilteller (44) noch nicht mit dem Gehäuse (85) verbunden ist. Dies ermöglicht es, während des Befüllens das Treibgas einzufüllen, bevor der Ventilteiier (44) auf dem Gehäuse (5) befestigt wird. Um die Einheit bestehend aus Abgabemodul / Abgabemittein in dieser Position zu sichern (wie in Figur 2 dargestellt), ist eine Gabel (9) vorgesehen, die die Einheit so blockiert, daß die Spitze des zweiten zylindrischen Teils (22) des äußeren Mantels gegen die innere Seite der Oberseite des Gehäuses (5) anschlägt. Diese abnehmbare Gabel (9) dringt in eine Nut (28) ein, die hierfür an der Spitze des äußeren Mantels (2) unterhalb der Befestigungsmittei (27) vorgesehen ist.
Das Prinzip eines abnehmbaren Kolbenkopfes kann auch bei Vorrichtungen wie denjenigen, die in der DE 20 07 199 A oder der US 3,915,345 A beschrieben sind. In diesem Fall besteht das Abgabemodul (1) nur aus einer ersten Kammer (30), in der der erste Kolben (64 und 7) gleitet, einem zweiten Kolben (61) und Kopplungsmitteln (62). Die Wand, die die zweite Kammer bildet gehört nicht zu dem Abgabemodul. Sie besteht beispielsweise aus der Innenwand des Gehäuses (5). Auch hier kann der Kolbenkopf für die erste Kammer oder für die zweite, noch nicht ausgebildete Kammer wahlweise eingesetzt werden.
Das Befüllen des erfindungsgemäßen Abgabemoduls wird mit Bezug auf die Figuren 3, 4, 5 und 6 beschrieben.
Die Figur 3 zeigt einen mit einem an einem Zweiwegeventil (4) befestigten Abgabemodui (1) versehenen Behälter, wobei das Zweiwegeventil (4) auf dem Hals des Gehäuses (5) befestigt ist. Das Gas ist bereits in das Gehäuse eingebracht und übt einen Druck sowohl auf den Kolbenkopf (7) des ersten Kolbens (64) als auch auf den zweiten Kolben (61) aus. Der Behälter kann nun mit den beiden Produkten befüiit werden. Hierbei beginnt man damit, das erste Produkt über den zweiten Weg der Abgabemittel (4), dann über die Kanäle (24) in die zweite Kammer (20), die keinen getrennten Kolbenkopf aufweist, einzufüllen. Die Kolbeneinheit (6) wird durch das eintretende Produkt, das auf den zweiten Kolben (61 ) drückt, zurückgeschoben. Der getrennte Koibenkopf (7) bleibt in seiner anfänglichen Stellung, d.h. im oberen Bereich der ersten Kammer (30), während das Oberteil der Kolbeneinheit (6) vom zweiten Kolben (61) nach unten gedrückt wird. Eine Druckausgleichsöffnung (642) in dem Oberteil (64) der Kolbeneinheit verhindert das Ausbilden eines Vakuums zwischen dem festen Kolbenkopf (7) und dem nach unten laufenden Oberteil. Am Ende des Füllvorgangs der zweiten Kammer (20) schlägt der Kranz (63) des zweiten Kolbens (61) gegen die ringförmige radiale W'and (82) der Rückhaltemittei (8), wie in Figur 4 dargestellt.
Das zweite Produkt kann nun über den ersten Weg des Ventils (4), den Zapfen (43) und die Muffe (33) in die erste Kammer (30) eingefüllt werden. Das eintretende Produkt drückt den Kolbenkopf (7) nach unten. Das Gas in dem Raum zwischen dem Inneren des zylindrischen Teils (62) der Kolbeneinheit wird über die Druckausgieichsöffnung (642) in dem Oberteil der Kolbeneinheit ausgedrückt. Der von dem zweiten Produkt auf den Kolbenkopf (7) ausgeübte Druck reicht aus, um den Widerstand der Einrastmittel (641 ,
722) zu überwinden und den Kolbenkopf (7) in die Koibeneinheit (8) einzurasten. Die beiden Kolben (61 , 64) sind nun miteinander gekoppelt und können sich nur noch simultan bewegen. Dies entspricht der in Figur 5 dargestellten Situation. Es muß nur noch ein Sprühkopf auf die Stange (45) des Ventils aufgesteckt werden und eventuell eine Schutzkappe aufgebracht werden. Der Behälter steht für die Benutzung bereit. Dank dem getrennten Koibenkopf (7) ist es möglich, den Behälter an zwei getrennten Fülieinheiten zu befüllen, ohne daß es erforderlich ist, die Luft vor dem Befüllen der ersten Kammer abzusaugen, wie dies bei Zweikammervorrichtungen gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist.
Das Verfahren kann somit in folgende Schritte zusammengefaßt werden: a1) Vorbereitung des Abgabemoduis, wobei die Kolbeneinheit möglichst nahe an der bzw. den Austrittsöffnung(en) der ersten Kammer (30) positioniert wird. Hierbei versichere man sich, daß der Kolbenkopf (7) von den Kopplungsmitteln (62) gelöst ist. Das Abgabemodul (1) befindet sich in dem in Figur 3 dargestellten Zustand, sieht man von den Entnahmemitteln (4) und dem Gehäuse (5) ab. b1) Wenn das Abgabemodul (1), wie im oben erwähnten Fall keine zweite Kammer aufweist, muß es in eine zylindrische Wand eingeführt werden, die als Außenwand für die zweite Kammer dient. Die zylindrische Wand kann wie in der US 3,9 5,345 A oder der DE 20 07 199 A durch das Gehäuse des Behälters gebildet werden. cOi) Will man die Flüssigkeiten mit Hilfe von Entnahmemitteln, wie einem Zweiwegeventil (4) oder einer Zweiwegepumpe, entnehmen oder einfach die Austrittsöffnungen der
Kammern mit Stopfen verschließen, ist es sinnvoll, diese Entnahmemittel oder Schließmittel vor dem Einfüllen der Flüssigkeiten anzubringen. cOii) Wenn man das Abgabemodul im Innern eines Behälters anordnen möchte, dessen innere Wand nicht als Wand für die zweite Kammer dienen soll, ist es vorzuziehen, dies vor dem Einfüllen der Flüssigkeiten vorzunehmen. cOiii) Wenn der Behälter unter Druck gesetzt werden soll, ist es möglich, das Gas in den Behälter einzufüllen, bevor das Abgabemodul bzw. die Entnahmemittel mit dem Behälter aus Schritt bO) oder cOii) verbunden werden.
c1) Die erste Flüssigkeit wird in die zweite Kammer (20) eingefüllt. Wenn der Koibenkopf nicht in der ersten, sondern in der zweiten Kammer angeordnet werden soll, befüllt man zuerst die erste Kammer. Wenn ein Kolbenkopf in beiden Kammern vorgesehen werden soll, kann man sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Kammer beginnen. d1) Die zweite Flüssigkeit wird in die erste Kammer (30) mit einem ausreichenden Druck, um am Ende des Füllvorgangs den Kolbenkopf (7) mit den Kopplungsmitteln (82) zu verbinden, eingebracht. Wenn die zweite Kammer mit dem Kolbenkopf (7) versehen ist, dann wird in diese zweite Kammer die zweite Flüssigkeit eingebracht.
Sind beide Kammern mit einem Kolbenkopf versehen, wird die noch leere Kammer befüllt. e1) Wenn der Behälter unter Druck gesetzt werden soll und das Gas noch nicht in Schritt cOiii) eingeführt wurde, ist es möglich, das Gas nach dem Einfüllen der
Flüssigkeiten einzubringen, und zwar über eine Öffnung an dem Boden des Behälters, die mit einem Stöpsel verschlossen wird.
Es ist verständlich, daß sich die Kammern (20, 30) erst beim Einfüllen des Produktes ausbilden. Die Kammer mit dem getrennten Kolbenkopf, hier die erste Kammer (30), wird nicht gleichzeitig mit der anderen Kammer, hier der zweiten Kammer (20), ausgebildet. Im Gegenteil bildet sich diese erst beim Befüllen des zweiten Produktes aus. Es ist daher nicht erforderlich, eine Saugvorrichtung zum Abziehen der Luft aus der mit dem zweiten Produkt gefüllten Kammer, hier dem ersten Kammer (30), vorzusehen, bevor das zweite Produkt eingefüllt wird.
Ais Treibgas zum Ausbringen des Produktes kommen insbesondere komprimierte Gase, wie Stickstoff, Sauerstoff und Druckluft sowie verflüssigte Gase, wie Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Butan und isopentan, Dimethylether und Fluor-Kohlenwasserstoffe in Frage. Es ist jedoch auch möglich, mittels mechanischer Systeme, wie Federn oder elastischen Materialien mit Rückstellkraft, wie Elastomeren, das Produkt auszutragen.
Es ist alternativ auch mögl ich , den Venti itel ler (44) an dem Gehäuse (5) des Druckbehälters zu befestigen, dann das Abgabemodul (1) zu befüllen und das Gas über ei ne Öffnung i m Boden des Druckbehälters einzufül len , welche anschl ießend
verschlossen wird. Wird das Gas von oben eingefüllt, so muß beispielsweise durch hierfür vorgesehene Kanäle dafür gesorgt werden, daß das Gas bis zum Boden strömen kann.
Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Abgabemoduls können sich beispielsweise im technischen oder pharmazeutischen Bereich, im Bereich der Medizinprodukte,
Lebensmittel, Kosmetika, Körperpflege, Biozide, Desinfektions- oder Bleichmittel finden.
Es lassen sich zudem unterschiedlichste Produktkonzepte realisieren: Reaktive Systeme können beispielsweise gasentwickelnde Systeme (z. B. C02), härtende Systeme (z. B. chemische Reaktionen wie Kettenveriängerung, Vernetzung, Koagulation, Polymerisation, insbesondere im Bereich der Poiyurethanchemie), gelierende Systeme mit ggf. Änderung der Viskosität, Erzeugung aktiver Substanzen (z. B. Chlor, Hypochlorit, H202, Schwefel, lod), enzymatische Systeme, Säure-Basen Systeme, temperaturverändernde Systeme
(z. B. exotherme oder endotherme Mischungen) oder klebende Systeme darsteilen.
Weitere Produktkonzepte stellen Mischungen und die Erzeugung von spezifischen Materialeigenschaften wie Emulsionen, Dispersionen, W/Ö, Ö/W, W/Ö/W, Gerüchen,
Wirkstoffmischungen (AM), Mischungen aktiver Substanzen (z.B. Vitaminen), Farben (z.B.
Färbung von Gegenständen und Körperteilen), desinfizierend wirkende Mischungen sowie bestimmte Fließ- oder Gleiteigenschaften dar.
Bezugszeicheniiste
1 Abgabemodul
2 Äußerer Mantel
21 Erstes zylindrisches Teil (unterer Teil)
22 Zweites zylindrisches Teil (oberes Teil)
23 Radiale Verbindungswand
24 Kanäle
25 Vorsprung
26 Radiale ringförmige Schulter
281 Öffnungen
27 Befestigungsmittel
28 Nut für die abnehmbare Gabel
3 Innerer Mantel
31 Zylindrischer Haupttei!
32 Kegelstumpfförmiger Teil
33 Eine Muffe bildender Teil
331 Radiale ringförmige Nut
4 Zweiwegeventil
41 Ventilkörper
42 kragenförmiges Teil
43 zapfenförmiges Teil
44 Ventilteller
45 Stange
5 Gehäuse
6 Koibeneinheit
81 Zweiter Kolben
611 Ringförmige Nut
62 Zylindrischer Teil
63 Dichtungskranz
631 Dichtlippen
64 Erster Kolben
641 Einrastmittei für den Kolbenkopf
642 Druckausgleichöffnung 7 Kopf des ersten Kolbens
71 Radiale Wand
72 Dichtungskranz
721 Dichtiippen
722 Einrastmitte! Haitemitte!
81 Axialer Kranz
82 Radiale ringförmige Wand Abnehmbare Gabel