DE2201903C3 - Vorrichtung zum Mischen und Austragen von mindestens zwei miteinander reagierenden flüssigen Kunststoff-Komponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Austragen von mindestens zwei miteinander reagierenden flüssigen Kunststoff-Komponenten, bestehend aus einer von einem Gehäuse umgebenen, zylinderförmigen, Einlaßöffnungen für die Komponenten und einen Auslaß für das Komponentengemisch aufweisenden Mischkammer, in der über eine Petätigungseinrichtung ein kolbenförmiges Steuerorgan aus einer die Einlaßöffnungen für die Komponenten freilassenden Stellung hin- und herbewegbar ist.

Bei derartigen Geräten (US-PS 32 63 928) bilden die zu mischenden und zu versprühenden miteinander reagierenden Stoffe einen neuen Stoff, der beispielsweise eine größere Zähigkeit aufweist als die Ausgangsstof-, fe, stark klebrig ist, sich verfestigt oder schäumt, was die Gefahr des Verstopfens oder Verklebens mit sich bringt. Diese Probleme sind besonders ausgeprägt bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen. Die Ausgangsstoffe für den Polyurethan-Schaumstoff (organisches Harz und Isozyanat) neigen dazu, verhältnismäßig schnell zu reagieren und möglicherweise noch innerhalb der verschiedenen Durchgänge im Ausgabegerät zu schäumen, was zu Verstopfungen führt.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Gerät zu schaffen, mit dem beim Mischen und Ausgeben von miteinander reagierenden, zähflüssige, klebrige oder feste Stoffe oder Schäume bildenden Flüssigkeiten Verstopfungen und Verklebungen vermieden werden, ohne daß eine häufige Reinigung des Gerätes erforderlich ist,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß hinter dem dem Austragsende entgegengesetzten Ende der Mischkammer eine Vorratskammer zui Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit angeordnet ist. in welche das Steuerorgan zurück/iehbar ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorratskammer das Steuerorgan schlitzförmig umgibt.

Mit Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, das

kolbenförmige Steuerorgan und die Bohrungen, in denen es geführt ist, mit einem Reinigungsmittel /u überziehen. Eine Beschichtung des Sieuurorgmis und der Durchgangsöffnungen mit dem Reinigungsmittel verhindert, daß sich Schaumstoff innerhalb der Ptirchgiingsoffnungen festsetzt, wodurch die Probleme des Verstopfens oder Verklemmcnsdes SteusmrgiinsZodcr des Verschließen« der Durchgänge behoben werden. Außerdem werden die Kräfte für die Bewegung des Steucrprgans, das das Mischen und Ausgeben der Reaktionsmiitel erlaubt, deutlich reduziert. Da ein 'Luftstrom zur Säuberung des Geriits nicht mehr benötigt wird, wird nur eine einzige Luftleitung benötigt, um das Steuerorgan zu bewegen, wodurch die Bedienung des Apparates vereinfacht wird. Das Gerät besitzt die Form einer Pistole, in der ein Vorratsbehälter angeordnet ist, der z.B. mit einem Glykolilther-Lösungsmittcl gefüllt ist. Zusätzlich kann ein Schmiermittel in diesem Vorratsbehälter zur Verfügung gestellt werden. Das Steuerorgan taucht mit seinem vorderen Ende in dieses Lösungsmittel ein. wenn es sich in der zurückgezogenen oder die Einlaßöffnungen offenlassenden Stellung befindet. In der geschlossenen Stellung reicht die beschichtete Stange des Steuerorgan in die? Mischkammer und ihr Vorderende kann mil dem Vorderende der Pistole gespült werden.

Die Erfindung wird durch ein Au»führungsbeispiel an Hand der zeichnerischen Darstellung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht der äußeren Ausbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, wobei diese sich in Ruhestellung befindet.

Fig.2A einen Teilschnilt durch die Betätigungseinrichtung und

F i g. 3 einen Längsschnitt ähnlich dem der F i g. 2 mit der Ausnahme, daß das Gerät sich im Ausgebezustand befindet.

r In den Figuren ist eine Vorrichtung 10 gezeigt, die aus zwei Grundanordnungen zusammengesetzt ist: dem Gehäuse 12 und der Betätigungseinrichtung 14. Die Betätigungseinrichtung ist mit einem Betätigungsknopf oder einem Auslöser 16 und einem Einlaß 18 für komprimier«¹ Luft versehen. Ein Paar von Öffnungen 20 und 22 für den Eingang des organischen Harzes und des Isocyanats sind an dem vorderen Teil 19 des Gehäuses '12 vorgesehen. In F i g. 1 sind die Öffnungen 20 und 22 in einer vertikalen Ebene fluchtend gezeigt. Jedoch können die Öffnungen auch in einer horizontalen Ebene fluchten, genauso wie die mit ihnen verbundenen Durchführungen, wie in den Fig.2 und i gezeigt. Aus der Fig. 2 ist zu erkennen, daß der hintere Teil 23 des Gehäuses 12 im wesentlichen ein hohler dünnwandiger Zylinder ist. Der Vorderteil 19 kann als ein fester Kegelstumpfteil betrachtet werden, der eine Bohrung 24 besitzt, die mit der Längsachse des Kegelstumpfes koaxial verläuft, wobei die Bohrung 24 sich in den rückwärtigen zylindrischen Teil 23 öffnet. Ein zweiter Satz von Durchgängen 26 und 28 ist vorgesehen, die von den öffnungen 20 und 22 ausgehen und die Zentralbohrung 24 schneiden.

Ein allgemein T-förmig geflanschtes, eine Vorratskammer 52 bildendes Teil Ή) ist innerhalb dem Gehäuse 12 angeordnet. Das Teil 30 besitzt cineti Flansch oder <>5 einen Kopfteil 32, dessen äußerer Durchmesser ungefähr gleich ist dem inneren Durchmesser des rückwärtigen zylindrischen Teils 23. Eine Ringnut 73 ist um den Umfang des Kopfteils 32 vorgesehen, und ein

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0-Kinji 34 darin angeordnet. Das Teil 30 bildet somit nut {Join inneren Unilang tlus zylindrischen Teils 23 eine Dichtung, Vym Kopfteil 32 erstreckt sich ein Schalueil Hitch vorn, tier aus zwei Abschnitten vqn vermindertem Durchmesser besteht, Der erste Zwischenteil .36 hai einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Bohrung 24, so daß, wenn das Teil 30 sich an Ort und Stelle befindet, die ,Schulter 38 an der vorderen innere-i Oberfläche des zylindrischen Teils 23 anliegt oder einen ..■,Boden bildet, Von dom Zwischenteil 36 erstreckt sich ,der vordere reduzicrie Teil 40 nach vorn, Der äußere Durchmesser dieses Teils ist etwas größer .ils der Durchmesser der Bohrung 24, so daß, wenn das Teil 40 in diese Bohrung eingeführt wird, eine Preßdichtung er/.eugi wird, Die Länge jedes Teils 40 ist derartig, daß, wenn die Schulter 38 an der vorderen Oberfläche des inneren Zylinders anliegt, das auslaßseilige Ende 42 des Teils 40 mit dem vorderen Ende des Kegelslumpfteils 19 abschließt.

Das die Vorratskammer 52 bildenJc Teil 30 isi mit einer Mischkammer 44 versehen durch die ein kolbenförmiges Steuerorgan 46 sich bewegen kann. In d"m vorderen reduzieren Teil 40 ist weiterhin ein Paar von Durchgängen 18 und 50 geschaffen, die eine Verbindung /wischen den Durchgängen 26 und 28 und der im vorderen Schaftteil 40 sich befindenden Mischkammer 44 liefern. Wenn das Steuerorgan sich in seiner zurückgezogenen Stellung befindet, wie in F i g. 3 dargestellt, wird Flüssigkeit von der öffnung 20 durch die Durchführung 26 und durch die Durchführung 48 in die Mischkammer 44 fließen. In ähnlicher Waise wird eine zweite Flüssigkeit von Jer Eingangsöffnung 22 durch die Durchführung 28 und durch die Durchführung 50 in die Mischkammer 44 fließen.

Zurückkehrend zu Fig. 1 "nd zur Forlsetzung der Beschreibung des T-förmigen Teils 30 ist zu erkennen, daß die Mischkammer 44 durch den Kopfteil 32 mit einer Vorratskammer 52 verbunden ist, die sich durch den mittleren Schaftteil 36 erstreckt. Ein Teil des Stcueroi'gans 46 ist von der Vorratskammer 52 umgeben, und das vordere Teil des Steuerorgans 46 befindet sich immer innerhalb der Mischkammer 44 des Vorderteils 40.

Von dem inneren Durchmesser · id der vorderen inneren Oberfläche des zylindrischen Teils 23, von dem äußeren Durchmesser des mittleren Schaftteils 36 und der vorde-en Stirnfläche des Kopfteils 32 wird dnc ringförmige Kammer gebildet. Dieser ringartige Raum ist ununterbrochen und steht mit dem Raum innerhalb der Vorratskammer 52 in Verbindung. Im Betrieb werden der ringförmige Raum und die Vorratskammer mit dem Lösungsmittel Glykoiäther gefüllt, so daß der Teil des Steuerorgans 46, der .,ich innerhalb der Vorratskammer 52 befindet, immer dem Lösungsmittel ausgesetzt und in ihm eingetaucht ist. Wenn daher das Steuerorgan 46 sich vor- oder zurückbewtgt. wird im wesentlichen die gesamte Stange in dem Lösungsmittel gespült.

Das hintere Ende des Steuerorgans 46 ist an einem pneumatisch beweglichen Kolben 54 befestigt, dessen Bewegung die Bewegung des Steuerorgan 46 steuert. Die Peripherie des Vorderendes 56 des Kolbens berührt abdichtend und gleitend die innere Oberfläche des zylind.ischen Teils 23. Um weiter eine dichtende Berührung sicherzustellen, ist ein O-Ring 58 in einer ringförmigen Nut innerhalb der Peripherie des Vorderendes 56 angeordnet. Der Zentralteil 60 des Kolbens 54 bcsi!,'! einen verringerten Durchmesser, und das rliekwiiriige linde 62 besitzt einen Durchmesser, der in etwa gleich dem inneren Dinchmesser des Teils 23 ist. Eine Viel/.iihl von Durchgängen 64 wird im rdckwi'rligen Teil 62 zur Verbindung zwischen dem Raum fts hinter dem rückwärtigen Teil 62 und einem ringförmi gen Raum vorgesehen, der von dem Kolben, seinem verminderten Zcntniltcii 60 und der inneren Oberfläche des zylindrischen Teils 23 gebildet wird. Bei seiner Vorwärtsbewegung liegt das Vorderende des Kolbens

ίο 54 am rückwiiriigen Ende des T-förmigen, den Vorratsraum bildenden Teil 30 an Bei dieser in Fi g, 2 gezeigten Stellung ist das vordere Ende des .Sietiernrgans 46 in dem vorderen Ende des vorderen reduzierten Teils 40 angeordnet.

is In F i g. 3 ist zu erkennen, daß der Kolben 54 sich in seiner hinteren zurückgezogenen Stellung befindet. Eine ROckcnabdichiung und eine Anschlagplatte 6b sind an dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 12 angebracht, und es ist eine Nut in dem äußeren Durchmesser der

2o_; Platte 66 angebracht, in der ein O-Ring 68 angeordnet ist. Ein Blockierring 70, der in eine eingeschnittene Nm eingreift, ist hinter der Abdichtplatte 66 vorgesehen, um die Abdichlplatte in Stellung zu halten. Wie in F i g. 3 zu erkennen ist, ist das vordere Ende des Steuerorgans 46 in eine Stellung zurückgezogen, die hinter den Durchführungen 48 und 50 liegt, aber etwas vor deir Vorderende der Vorratskammer 52. Wenn das Steuer organ 46 sich in die Vorratskammer 52 zurückziehen könnte, könnte es Schwierigkeiten geben, das Vorder ende des Steuerorgans 46 in die Mischkammer 44 zurückzuführen. Abgesehen von dieser Begrenzung ist es };doch wünschenswert, eine möglichst große Oberfläche des Steuerorgans 46 dem Lösungsmittel Innerhalb der Vorratskammer 52 auszusetzen. Jedoch

35i muß dices gegen die Probleme abgewogen werden, die bf"i der Führung des Steuerorgans 46 in der Mischkam mcr 44 auftreten.

Wie oben angedeutet, wird das Steuerorgan pneumalisch /or- und zurückbewegt. Jedoch kann auch eine

^,!hydraulische oder eine andere ähnliche Vorrichtung ^vorgesehen werden, um das Steuerorgan 46 und/oder den Kolben 54 nach vorn in eine geschlossene Stellung oder nach hinten in eine offene und zurückgezogene Stellung /χ, bewegen.

45» In Fig.2 ist der pneumatische Mechanismus zur Bewegung des Steuerorgans 46 dargestellt. Wie /u erkennen ist. sind zwei Öffnungen 72 und 74 im Boden des zylindrischen Teils 23 vorgesehen. Diese öffnungen und der Kolben 54 sind derartig angeordnet, daß die öffnung 72 sich immer in einer Stellung vor dem Vorderende 56 des Kolbens 54 befindet. Die hintere Öffnung 74 ist derart angeordnet, daß sie sich immer; hinter der hinteren Oberfläche 76 des vorderen Teils 56 befindet. Das Arbeitsprinzip ist leicht zu verstehen. Um den Kolben 54 und damit das Steuerorgan 46 nach ■ hinten zu bewegen, wird komprimierte Luft in die Öffnung 72 gedruckt, was dazu führt, daß der Kolben 54 sich nach rückwärts bewegt. Während der Kolben sich nach rückwärts bewegt, kann Gas oder Luft, die'

(>o zwischen der Abdichtplattc 66 und dem hinteren Ende 62 des Kolbens 54 sich befindet, durch die Durchgänge 64 und daher nach außen durch die öffnung 74 fließen. In Fig. 3 ist dargeste'lt, daß zur Bewegung des Kolbens 54 und des Stcuerorgans 46 nach vorn der Luftfluß

''5 umgekehrt wird, und daß Luft durch Öffnung 74 eingeführt und damit Kraft auf die hintere Oberfläche 76 des Vrrdcrendcs 56 des Kolbens 54 ausgeübt wird, wodurch der Kolben sich nach vorn bewegt. Dieser

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Kolben kann sich nach vorn bewegen, bis das Vorderende 56 an dem hinleren Ende des T-förmigcn Teils 30 anliegt.

Die Betätigungseinrichtung 14 liefert den Mechanismus für die Steuerung der Bewegung der komprimierten Luft, um so die gewünschte Bewegung des Kolbens und damit des Steuerorgans zu erreichen. Dieser Mechanismus besieht aus den drei prinzipiellen Teilen, nämlich der Betätigungseinrichtung 14, dem Luftcinlaß 18 und dem Auslöser 16.

Mil Bezug wiederum auf F i g. 2 und die Betätigungseinrichtung 14 ist ein Paar von Durchgängen 77 und 78 geschaffen, die mit den öffnungen 72 und 74 fluchten. Das untere Ende von diesen beiden Durchgängen 77 und 78 steht mit dem zentralen Durchgang 80 in Verbindung, in dem sich der Auslöser 16 bewegt. Der Lufteinlaß 18 liefert eine Verbindung zwischen einer Quelle für komprimierte Luft und dem Durchgang 80. Eine Belüftungsdurchführung 82 (Fig.3 und 2A) ist in dem unteren Teil des Handgriffs vorgesehen und so angeordnet, daß sie die Durchführung 80 schneidet, so daß bei allen verschiedenen Anordnungen die Luft, die von dem zylindrischen Teil 23 durch den Kolben 54 abgegeben wird, durch die Durchführung 80 hindurch zur äußeren Atmosphäre austreten kann. Dies ist notwendig, um einen Aufbau von Rückdruck zu verhindern, der die Bewegung des Kolbens behindern würde. Der Auslöser 16 ist ein Teil für einen doppelten Zweck, wobei der erste Zweck ist, den Mechanismus für die Bewegung des Steuerorgans zu betätigen, während der zweite Zweck darin besteht, Durchführungen für diesen Mechanismus zu schaffen. Es ist zu erkennen, daß der Auslöser 16 mit drei ringförmigen Nuten ausgestattet ist. F.ine ringförmige Nut 84 ist am rückwärtigen Ende des Auslösers 16 angeordnet, während die verbleibenden Nuten 86 und 88 ungefähr in der Mitte zwischen dem vorderen Ende und dem rückwärtigen Ende des Auslösers 16 angeordnet sind. Eine axiale Durchführung 90 erstreckt sich von dem hinteren Ende des Auslösers 16 bis zu einem Punkt in der Mitte zwischen den zwei mittig angeordneten ringförmigen Nuten 86 und 88. Ein .Kreuzloch oder eine Durchführung 92 ist diametral durch den Auslöser 16 gebohrt und schneidet die Durchführung90.

Ein Rückhalte-Beilagescheibe 94 ist an dem Auslöser 16 angebracht, um so eine Führung zwischen der Durchführung 80 und dem Auslöser 16 zu schaffen. Innerhalb jeder der ringförmigen Nuten 84,86 und 88 ist ein Q-Ring angebracht, der den jeweils gebildeten Durchgang abdichtet.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben. Wenn die Vorrichtung zur Bildung von Polyurethan verwendet wird, wird eine Quelle für unter Druck stehendes, flüssiges Harz 95 mit der Einlaßöffnung 20 und eine unter Druck stehende Quelle für Isocyanal 96 mit der Einlaßöffnung 22 verbunden. Eine Quelle für komprimierte Luft 97 ist bei 18 mit der zentralen Durchführung 80 verbunden. In der in Fi g. 2 gezeigten geschlossenen Stellung erstreckt sich das Steuerorgan 46 über die Durchgänge 48 und 50 und verhindert damit den Durchfluß von Harz und 'Isocyanal. Bei dieser Anordnung fließt Luft von dem Einlaß 18 in die zentrale Durchführung 80 und drückt den Auslöser 16 nach vorne, so daß der O-Ring in der Nul 84 abdichtend mit der Fläche in Eingriff tritt, die hinter der mil der Atmosphäre in Verbindung stehenden Durchführung 82 und vor der Einlaßdurchführung 78 liegt. Daher fließt das Gas von der Durchführung 80 in die Durchführung 78, durch die Öffnung 74 gegen die Rückenoberfläche 98 des Kolbens 54, durch die öffnungen 64 und gegen die Rückenoberfläche 76 des vorderen Endes des Kolbens 54. In dieser Stellung liegt das vordere Ende des Kolbens am rückwärtigen Ende des T-förmigen TcKk 30 an. Gas, das zwischen dem Vorderende des Kolbens 54 und dem Hinterende des die Kammer formenden Teils 30 eingeschlossen ist, wird durch die öffnung 72 und die Leitung 77 ausgestoßen. In ro dieser Stellung wird der zentrale Teil des Steuerorgans 46 in dem sich in dem Reservoir befindenden Lösungsmittel gebadet.

Um die Vorrichtung zum Mischen und Sprühen zu betätigen, wird der Auslöser 16 zurückgezogen, wie es in F i g. 3 gezeigt ist. Wenn der Auslöser 16 zurückgezogen ist. fließt Luft vom Einlaß 18 in die Durchführung 80 und von dort in die zentrale Durchführung 90 innerhalb des Auslösers 16. Die Luft fließt dann aus dem Kreuzloch 92 in die Durchführung 77. Von der Durchführung 77 fließt die komprimierte Luft durch die öffnung 72 und von dort gegen die Frontfläche des Kolbens 54. Dies bringt den Kolben 54 dazu, sich nach hinten zu bewegen, wodurch das Gas zwischen dem Kolben 54 und der Dichtplatte 66 durch die öffnung 74 und die Durchführung 78 nach außen fließt. Das ausströmende Gas gelangt dann durch die zentrale Durchführung 80 und von dort durch die Durchführung 82 zur Atmosphäre.

Es sei nun der Zufluß von flüssigem organischen Harz und von Isocyanat beschrieben. Es ist zu erkennen, daß, wenn das vordere Ende des Steuerorgans 46 zurückgezogen und über die Öffnungen 48 und 50 hinausbewegt wird, ein Zufluß von unter Druck stehendem Harz und Isocyanat auftritt. Da das Vorderende des Steuerorgans nicht in die Vorratskammer zurückgezogen ist, bleibt das hintere Ende der Mischkammer 44 geschlossen. Wenn daher das Isocyanat und das Harz in die Mischkammer 44 fließen, vermischen sie sich und werden infolge ihrer jeweiligen Drücke vom Ende der Mischkammer 44 nach außen gepreßt oder gesprüht In der zurückgezogenen Stellung, wie in F i g. 3 zu sehen ist. ist fast der gesamte vordere Teil des Steuerorgans 46 in dem Lösungsmittel eingetaucht. Wenn das Sp^rühen beendet werden soll, läßt die Bedienungsperson oder eine mechanische Vorrichtung den Auslöser 16 los und der Luftdruck verursacht, daß der Auslöser sich nach vorn in eine Ruhestellung bewegt. Wenn dieses auftritt, bewegen sich der Kolben und das Steuerorgan nach vorn und letzteres schließt die Zugangsöffnungen 48 und 50. Das Steuerorgan drückt das verbleibende Isocyanat und Harz nach außen und das Lösungsmittel verhindert Verstopfung durch noch innerhalb der Vorrichtung 10 verbliebenes Isocyanat und Urethan. Wenn daher wieder gesprüht werden soll, kann das Steuerorgan leicht zurückgezogen werden, da sich kein verfestigter Urethanschaum in der Pistole befindet, dessen Festigkeit überwunden werden müßte.

Es ist zweckmäßig, ein Ventil oder eine zu öffnende

Zuführung in der Wand des zylindrischen Teiles 23 vorzusehen, um so zu ermöglichen, daß die Kammer nach dem Zusammenbau mit Lösungsmittel gefüllt werden kann.

Flüssigkeiten, die die Reaktion von flüssigen organischen Harzen und Polyisocyanaten verhindern oder diese Stoffe lösen, gibt es eine Anzahl im Handel, Bei der Herstellung von Polyurethan-Schaumstoff ist die wirksamste Äthylengiykolmonoäthyläthcr. Natürlich müssen die allgemeinen Eigenschaften dieser Flüssigkeiten

,derartig sein, daß sie verträglich mit den Materialien

!sind, aus denen die Pistole hergestellt ist. Es ist zu

bemerken, daß, wenn die Pistole aus Polyvinylchlorid

'hergestellt «st, die Acetatversion des Glykoläther-Lö-

sungsmittels mit ihr reagiert, was unerwünscht ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

1. 22 Ol 903

   1, Vorrichtung /um Mischen und Austragen von mindestens /wei miteinancior reagierenden flüssigen KunslsiQlfkompcjiienten, bestehend aus einer von einem Gehäuse umgnbenen, zylinderförmigcn, Einlaßöffnungen für die Komponenten und einen

   ^;4\uslaß für das Komponentengemisch aufweisenden Mischkammer, in der über eine Betätigungscinrieli-■Uing ein kolbenförmiges Steuerorgan aus einer die fEinlaßöffn.uiigen für die Komponenten freilassenden Stellung in eine die Einlaßöffnungen verschließende und die Mischkammer ganz ausfüllende Stellung hin· 'und herbewegbar ist, d a,d u r c h gekenn ζ eic h- ;n e l, daß hinter dem dem Auslragsendc entgegengesetzten Ende der Mischkammer (44) eine Vorratskammer (52) zur Aufnahme einer Reinigungsflüssig· ¹ keil angeordnet ist. in welche das Steuerorgan (46) zurückziehbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer (52) das Steuerorgan (46) schlitzförmig umgibt.