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Die
Erfindung betrifft eine Mehrkammertube nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Unter
einer Mehrkammertube wird hier eine Verpackungstube verstanden,
die mindestens zwei Packgüter
voneinander getrennt haltende Kammern umfasst. Im Falle einer Zweikammertube
werden die Kammern durch eine in der Tube angeordnete Trennwand
gebildet, die ausgehend von der senkrecht zur Tubenlängsachse
laufenden Tubenverschlussnaht, das Tubenrohr mit daran angeordneten
Kopf und, Ausguss in Längsrichtung
durchgreift. Dabei kann die Trennwand mit ihren äußeren Rändern mit der Tubenverschlussnaht,
der inneren Umfangsfläche des
Tubenrohres, einer inneren Schulterfläche und der inneren Umfangsfläche des
Ausgusses des Tubenkopfes in Eingriff stehen. In Eingriff stehen
bedeutet beispielsweise, dass die Trennwand mit ihren äußeren, längsgerichteten
Rändern
an den inneren Oberflächen
des Tubenrohres anliegen, unter Federkraft anliegen, oder mit der
inneren Oberfläche
beispielsweise durch Verschweißung
oder Verkleben verbunden sein kann. Teilt man die Trennwand in einen
Rohrabschnitt und Kopfabschnitt, die mit Tubenrohr und Tubenkopf
in Eingriff stehen ein, so kann ein in Durchmesser-Richtung verlaufender
Querrand des Rohrabschnittes mit der Tubenverschlussnaht verbunden
(eingeschweißt)
sein, während
alle übrigen Ränder lediglich
anliegen, dies als Beispiel, dass Rohrabschnitt einschließlich Querrand
und Kopfabschnitt im Sinne der vorstehend beschriebenen Möglichkeiten
abschnittsweise gleich oder ungleich mit Rohr- und Kopfwandungen
in Eingriff stehen können. Die Auswahl
einer Variante aus der Vielzahl der Verbindungsvarianten von Trennwand
und Rohr bestimmt sich weitgehend nach den Packstoffen. Sollen beispielsweise
zwei technische Fette, die gegeneinander chemisch nicht reagieren
gleichzeitig aus einer Zweikammertube ausgetragen werden, so genügt eine
Zweikammertube mit eingeschobener Trennwand, deren Ränder an
der inneren Oberfläche
der Tube und des Kopfes anliegen. Sollen hingegen zueinander chemisch
reaktive Packstoffe zur Abpackung und gleichzeitigem Austrag aus
der Verpackungstube bestimmt sein, gelangen gewöhnlich Mehrkammertuben zur
Verwendung, deren Trennwand mit der inneren Oberfläche der
Tube (Quernaht, Rohr, Kopf mit Schulter und Ausguss) beispielsweise
durch Verschweißen
fest verbunden ist.
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Tuben
der hier angesprochenen Ausgestaltung, d. h. ihre Rohrkörper beispielsweise
werden aus Kunststoff-Folien aus für Verpackungszwecke geeigneten
Kunststoffen gefertigt. Diese können
Polyethylene (beide hoher und niedriger Dichte), Polypropylene,
Ethylen- und Propylen-Copolymere und Polyethylenterephthalate sein.
Die Folien können
als Laminate ausgebildet sein, bei denen eine Gassperrschicht aus
Ethylen-Venyl-Alkohol, Polyamid oder Polyvinylidenchlorid, oder
eine Metallfolie, vorzugsweise Aluminium, zwischen Lagen aus Polyethylen, Polypropylene
oder Copolymeren daraus aufgenommen ist. Die Gassperrschicht unterbindet
den Verlust gewisser Packstoffingredientien, die in die Gasphase eingetreten,
durch Kunststoff-Folien ohne Sperrschicht diffundieren würden. Die
Sperrschicht andererseits unterbindet auch Zutritt von Gasen der
Umgebung der Tube zum Packstoff. Die Fertigung der Rohrkörper aus
Kunststoff-Folie erfolgt durch Formung der Folie zu einem Rohr und
Verschweißung der
Längskanten
der Folie miteinander. Zur Ausstattung von Tubenrohren mit Tubenköpfen haben
sich drei Techniken durchgesetzt. Bei einer ersten wird ein vorgefertigter
Tubenkopf mit dem Rohr verbunden. Eine zweite Technik formt einen
Tubenkopf durch Spritzgießen
an das Tubenrohr an, während
eine dritte den Kopf durch Pressformen an das Rohr anformt. Das
Kunststoffmaterial für
die Köpfe
entspricht dem der Folien, bzw. dem der Deckschichten eines Laminates.
Bezüglich
des Materiales für
Trennwände
besteht eine große
Materialvielfalt, als Materialien in Abhängigkeit vom Packstoff kommen
Papiere, kaschierte Papiere und Kunststoffe auch als Laminate in
Betracht, wobei im Falle von Kunststoffen diese auf die Kunststoffe
der Rohre und Köpfe
abgestimmt sein müssen,
wenn eine Trennwand mit Rohr und Kopf, beispielsweise durch Verschweißen, fest
miteinander verbunden werden sollen.
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Ausgestaltung
von Mehrkammertuben, Materialwahl und Herstellverfahren sind soweit
fortgeschritten, dass Tuben verfügbar
sind, die die ihnen zugedachten Funktionen wie Getrennthaltung von Packstoffen,
Haltbarkeit der Packgüter
erfüllen,
ihre Entleerung stellt jedoch gewisse Probleme.
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Extrusionseinrichtungen
sind zur Herstellung von Gegenständen,
ausgehend beispielsweise von teigigen Kunststoffmassen, bestimmt.
Anhaltende Reproduzierbarkeit der Produkte hängt weitgehend unter Beachtung
der Konstanz von Einstellwerten an der Einrichtung, z. B. der Temperatur,
dem Druck und von der Gleichförmigkeit
des Masseaustrages, d. h. dem Ausdrückverhalten (auch „Meteringfähigkeit, kurz
Metering" genannt)
der Einrichtung ab.
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Vergleicht
man eine Ein- oder Mehrkammertube mit einer Extrusionseinrichtung
so wird deutlich, dass eine Gleichförmigkeit des Masseaustrages
zufolge beispielsweise unvermeidlich schwankender Druckbelastungen
auf den Packstoff im Tubenrohr schwerlich zu erreichen ist. Dies
bedeutet, dass das Extrusionsverhalten von für ihren bestimmungsgemäßen Gebrauch
ansonsten befriedigend ausgestalteten Verpackungstuben unbefriedigt
ist. Unter Gleichförmigkeit
des Masseaustrages wird beispielsweise der Austrag einer gleich
bleibenden Menge pro Zeiteinheit oder Ausstoß einer aus zwei Komponenten
bestehenden Masse unter Beibehaltung, beispielsweise gleicher Mengen-
und Komponentenanteilen, verstanden. Die schwankenden Druckbelastungen
resultieren aus den von Daumen und Fingern einer menschlichen Hand
auf je eine in etwa gegenüberliegende
Fläche
der Tubenrohrwandung aufbringbaren Druckbelastungen die von Extrusionsvorgang
zu Extrusionsvorgang in ihrer Stärke
variieren oder sich während
eines Extrusionsvorganges auf- oder abbauen können. Einen weiteren nicht
unerheblichen Einfluss auf das Extrusionsverhalten üben die Füllungsgrade
der Kammern aus. Bei niedrigem Füllungsgrad
und einsetzender Belastung ist nämlich die
Fließrichtung
(zum Kopf oder zur Verschlussnaht der Tube) des Packstoffes nicht
absehbar. Bei Mehrkammertuben kann sich beispielsweise der Packstoff in
einer Kammer zunächst
entgegengesetzt zu dem in einer anderen Kammer bewegen, was die
gewünschte
Gleichmäßigkeit
des Masseaustoßes
beeinträchtigt.
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Das
Unvermögen
bei normaler Handhabung wiederholt gleich bleibende Mengen Packstoff
zum Austrag aus einer Ein- oder Mehrkammertube zu bringen wird in
der Fachsprache englischsprachig kurz „metering insufficiency" in Deutsch „Mengen
Bemessungs-Unvermögen" oder ein eingedeutscht „Metering
Insuffizienz" genannt.
Diese steht insbesondere der Mehrkammertube als entleerbares Behältnis oder
Packmittel für
Packstoffe entgegen, die in Komponenten bevorratet, erst bei Gebrauch
in bestimmt bemessenen Mengenanteilen zusammengeführt dargereicht
werden sollen. Packstoffe dieser Darreichungsform sind zahlreich
für technische,
dentalhygienische, kosmetische bis hin zu pharmazeutischen Zwecken
bekannt. Sie werden derzeit überwiegend
komponentenweise in separaten Behältnissen abgepackt, wobei diesen
Behältnissen
meist Kalibiereinrichtungen für
gleiche Mengenbemessungen beigegeben sind.
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Ferner
ist aus der
DE 43 21
275 A1 eine Mehrkammertube mit nicht-verdrehter Trennwand bekannt,
die dicker ausgebildet ist als die Folie des Rohrkörpers. Insbesondere
ist hier das unzureichende Mengen-Bemessungsvermögen von Nachteil.
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Im
US-Patent 5 927 550 ist eine Zweikammertube beschrieben, bei der
die beiden Tubenkammern durch eine Trennwand voneinander separiert werden.
Die Trennwand verläuft
an der dem Tubenfalz zugewandten Seite der Tube parallel zum Tubenfalz
und ist im Bereich des Tubenfalzes mit der Tubenhülle verbunden.
Zur Tubenöffnung
hin wird die Trennwand derart gedreht, dass die Trennwand im Bereich
des Tubenauslasses in einem Winkel von 75° bis 110°, vorzugsweise um 90°, zum Tubenfalz verdreht
steht. Des weiteren lehrt die Druckschrift, die Trennwand biegsamer
auszubilden als die Rohrkörperwand
der Zweikammertube. Als nachteilig wird die unzureichende Restentleerung
der Tube sowie das verbesserungswürdige Mengen-Bemessungsvermögen angesehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mehrkammertube so auszubilden,
dass die Restentleerung und das Entleerungsverhalten wesentlich verbessert
werden.
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Diese
Aufgabe wird durch Tuben mit Merkmalen gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Weitere
Merkmale, Vorteile, Einzelheiten und Ausgestaltungsmöglichkeiten
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung und der Zeichnung es zeigen
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1 eine
nach der Erfindung ausgebildete am Füllende unverschlossene Merkammertube
in der Seitenansicht (Verdrehung der Trennwand aus Darstellung nicht
ersichtlich)
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2 eine
Tube gemäß 1 dass
Füllende
durch eine querlaufende Tubenverschlussnaht (genannt Crimp) verschlossen,
teilweise im Schnitt und in der Seitenansicht (Tube nach dem Stand
der Technik ohne verdrehte Trennwand zur Erläuterung der Erfindung)
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3 einen
Schnitt entlang der Schnittlinie A-A durch das Tubenrohr der Tube
gemäß 2 in der
Draufsicht, die Trennwand schneidend (Tube nach dem Stand der Technik
ohne verdrehte Trennwand zur Erläuterung
der Erfindung)
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4 eine
Tube gemäß 2 in
der Draufsicht mit einer zum Crimp in einer Winkelstellung stehenden
Trennwand
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5 eine
Trennwand in der Draufsicht (Verdrehung der Trennwand aus Darstellung
nicht ersichtlich) Gemäß 1 besteht
eine nach der Erfindung ausgebildete Mehrkammertube 10 aus
einem Rohrkörper 11,
einem Tubenkopf 12 und im Rohrkörper 11 aufgenommene
Einrichtungen oder Trennwände 13,
die das Innere des Rohrkörpers 11 und Tubenkopfes 12 in
mehrere gegeneinander abgeschlossene Kammern aufteilen. Folgend
wird als Mehrkammertube 10 (folgend kurz Tube 10)
eine Zweikammertube beschrieben, deren Kammern durch eine das Innere
des Rohrkörpers 11 (folgend kurz
Rohr 11) und des Tubenkopfes 12 (folgend kurz Kopf 12)
radial und axial vollständig
durchgreifende Trennwand 13 (folgend kurz Wand 13)
gebildet werden. In 1 ist als Teil der Wand 13 das
den Ausgußkanal 14 durchgreifende
Teilstück 15 dargestellt.
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Rohre 11 für nach der
Erfindung ausgebildete Tuben 10 werden bevorzugt aus Kunststoff-Folien hergestellt.
Als Materialien für
diese Folien kommen für
ein- und mehrlagige Folien (Laminate) Polyethylen (hoher oder niedriger
Dichte), Polypropylen, Ethylen- und Propylen-Copolymere, Polyethylen-terephthalat
(PET) und Polyamide in Betracht. Laminate als Folien für Rohre 11 kommen
dann zur Verwendung, wenn der Packstoff in eine Gasphase übertretende Bestandteile
aufweist, deren Diffusion durch die Rohrwandung verhindert werden
soll. Das gleiche gilt, wenn beispielsweise Sauerstoff von außen durch eine
Rohrwandung diffundieren, der Zutritt zum Packstoff verwehrt werden
soll. Diese Laminate weisen dafür
eine in Form einer Folie ausgebildete Gassperrschicht auf, bestehend
aus Ethylen-Venyl-Alkohol, Polyamid, Polyvinylidenchlorid, PET oder
einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise Aluminium, die ein- oder
beidseits mit einem der vorerwähnten Kunststoffen,
d. h. Polyethylen, Polypropylen etc. beplankt, d. h. in Folienform
beschichtet sind. Diese Folienwahl für das Rohr 11 (Kunststoff-Monofolie oder Laminat
mit und ohne Sperrschicht) gilt auch für die Wand 13, wenn
Diffusion von gasförmig
gewordenen Packgutkomponenten und Sauerstoff von Kammer zu Kammer
zu unterdrücken
sind. Das Rohr 11 wird durch Umbiegen eines Folienstreifens
zu einem Rohr mit folgender Längsnahtverschweißung der
Enden des Folienstreifens hergestellt, an welches der Kopf 12 angeformt
wird. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass der Kunststoff einer
Monofolie oder der einer Beplankung eines Laminates gut schweißbar sind. Anstelle
einer Längsnahtschweißung kann
ein Kunststoffrohr – allerdings
ohne metallische Sperrschicht – auch
durch Extrusion hergestellt werden.
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Der
Kopf 12 der Tube wird bei nach der Erfindung ausgebildeten
Tuben 10 angeformt. Dies kann auf dreierlei Art geschehen.
Ein vorgefertigter Kopf 12 wird mit einer umlaufenden ringförmigen Verbindungsfläche in ein
offenes Ende des Rohres 11 eingesetzt und mit dem Rohr 11 verbunden.
Die Verbindung erfolgt durch Verschmelzen des entsprechenden Rohrendes
mit der Verbindungsfläche
durch Anwendung von Wärme
(Aufschmelzen der Oberflächen
von Verbindungsfläche
und innerer Oberfläche des
Rohres) und Druck (Ineinanderfließen der aufgeschmolzenen Flächen). Eine
zweite Art der Kopfanformung ist die des Spritzgießens. Dabei
wird ein Ende des Rohres in die Spritzform eingeführt und während der
Kopfbildung mit letzterem verbunden. Die Anformung durch Pressformen
verläuft
mit dem Spritzgießvorgang
vergleichbar, der Unterschied besteht darin, dass das Rohr an einen
in Bildung begriffenen Kopf angeformt wird, während in einer Form eine Portion
plastifizierten Kunststoffes zu einem Kopf 12 geformt wird.
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Die
Kunststoffmaterialien des Kopfes 12 und der Rohre 11,
bzw. Beplankungen sollten zur Herstellung dichter Nähte gleich,
mindestens jedoch kompatibel sein, d. h. sie sollten beispielsweise
in gleichen Schmelzbereichen aufschmelzen und in teigige oder flüssige Zustände übergehen,
die ein Ineinanderfließen
an der Kopfschweißnaht
ermöglichen.
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An
die Verbindungsfläche
(im Falle eines vorgefertigten Kopfes 12) schließt sich
die so genannte Tubenschulter (kurz Schulter) an, von der der Ausguss
abragt, der auf seinem äußeren Umfang
ein Gewinde 19 oder eine andere Einrichtung zur Verbindung
einer Verschlusskappe (nicht gezeigt) mit dem Gewinde 19 trägt. Der
Ausguss wird von dem Ausgusskanal 14 mit einends einer
Ausgussöffnung
und anderenends mit einem Kanaleintritt durchgriffen. Die Schulter
weist einen Schulterraum auf, aus dem in den Kanaleintritt Packstoff
gefördert
wird. Die Trennwand 13 durchläuft in 2, ausgehend
von der Tubenverschlussnaht 25 (kurz Crimp 25)
den Innenraum 20 des Rohres 11, den Schulterraum 23 des Kopfes 12 und
den Ausgusskanal 14. Bevorzugt ist die Trennwand einends
(das die Befüllöffnung bildende
Ende des Rohres 11) in den dieses Ende nach Befüllung der
Kammern mit Packstoffen verschließenden Crimp 25 eingeformt.
Der Crimp 25 wird beispielsweise gebildet, indem ein Abschnitt
an dem Befüllende
des Rohres 11 mit dazwischen liegendem Endabschnitt der
Trennwand 13 aneinandergelegt und gemeinsam vermittels
Hitze und Druck verschweißt
werden.
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Crimp 25 und
eine Linie senkrecht auf den Crimp 25 stehend, beispielsweise
die axiale Mittellinie M des Rohres 11 spannen eine senkrecht
auf dem Crimp 25 stehende, die Tube 10 axial und
radial durchgreifende Ebene (Bezugsebene) auf, in der liegend die
Trennwand 13 im Stand der Technik ausgehend vom Crimp 25 den
Innenraum 20 des Rohres 11, den Schulterraum 23 des
Kopfes 12 und den Ausgusskanal 14 durchläuft. 3 zeigt
eine Wand 13 in vorstehend beschriebener Einbaulage, folgend
die gleichlaufende Einbaulage genannt.
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5 zeigt
eine Wand 13, die zur Montage mit Rohr 11 und
Kopf 12 bestimmt ist. Die Wand umfasst einen Rohrabschnitt 26,
einen Kopfabschnitt 27 und das Teilstück 15. Die Breite
(obere 29 und untere 30 Breitseite) des Rohrabschnittes 26 entspricht ohne
Bemessungszugaben dem Durchmesser, die Länge (Längsseiten 31) des
Rohrabschnittes 26 der Länge der axialen Mittellinie
des Rohres 11. An die obere Breitseite 29 schließt sich
der Kopfabschnitt 27 an, dessen Längsseiten 32 unter
einem Winkel zur oberen Breitseite 29 auf das Teilstück 15 zulaufen. Länge und
Winkelverlauf der Längsseiten 32 entsprechen
Länge und
Winkelverlauf der dem Tubeninneren zugewandten Fläche der
Tubenschulter 17. Die Längsseiten 33 und
Breiseiten 34 des Teilstückes 15 entsprechen
der Länge
und dem Durchmesser des Ausgußkanales 14.
An jede der Längsseiten 31 des
Rohrabschnittes schließen
sich, der Länger
der Längsseiten 31 entsprechenden
Klappen 35 geringerer Erstreckung als die Breitseiten 29, 30 an,
die entgegengesetzt parallel zu den Längsseiten 31, 32 abgebogen
dazu bestimmt sind, die Wand 13 als eine Möglichkeit
einer Ausgestaltung der Erfindung, den Rohrabschnitt 26 in
festem (durch Verschweißen) oder
lösbarem
(durch federvorgespannte Anlage) Eingriff mit der Oberfläche des
Innenraumes 20 des Rohres 11 zu halten. 2, 3 zeigen
eine in die Tube aufgenommene Wand 13, die die Tube 11 in
der Bezugsebene liegend, d. h. in gleichlaufender Einbaulage in
Eingriff mit der inneren Oberfläche
des Rohres 11 stehend durchgreift.
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Weiterhin
sind Tuben mit einem Kopf mit einem Teilstück im Ausgusskanal in gleichlaufender Einbaulage
bekannt, wobei das Teilstück
zwei Ausgussöffnungen
unterschiedlichen Querschnittes von einander separiert. Diese Querschnitte
können
halbrund oder mehreckig sein. Gezeigt hat sich, dass mit ungleichen
Querschnitten in Fortbildung der Erfindung eine Vergleichmäßigung des
Komponentenaustrages aus einer Tube 10 erzielt werden kann.
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Gemäß der Erfindung
wird die Vergleichmäßigung des
Packgutaustrages erreicht, wenn die Wand 13 die Tube 10 zur
Bezugsebene in ungleichlaufender Einbaulage durchfährt. 4 zeigt
ein Teilstück
im Ausgusskanal 14 in ungleichlaufender Einbaulage. Crimp 25 fällt mit
der unteren Breitseite 30 des Rohrabschnittes 26 zusammen,
d. h. die untere Breitseite 30 ist, wie im Zusammenhang
mit der gleichlaufenden Einbaulage beschrieben, in den Crimp 25 aufgenommen,
der nach Bildung auf einer Durchmesserlinie des Rohres 11 liegt.
Von dem um die Mittellinie M so unveränderbar positionierten Crimp 25 mit
Breitseite 30 verläuft
die Wand 13 in axialer Erstreckung sich um die Mittellinie
mit steigenden Winkeln drehend in Richtung auf den Kopf 12,
so dass in Endstellung, wie in 4 gezeigt,
die Breitseite 30 im Crimp 25 und die Breitseite 29 des
Rohrabschnittes 26, zueinander in einem Winkel stehen, wobei
sich die Winkelstellung für
den Kopfabschnitt 27 und Ausgussabschnitt 28 in
Winkelgraden zum Crimp 25 steigend fortsetzt. Gemäß der Erfindung wird
eine Auslenkung beispielsweise der Breitseite 34 des Teilstückes 15 der
Wand 13 an ihren jeweiligen Enden zum Crimp 25 um
eine gemeinsame Mittellinie M in der Größenordnung von α = 5 bis
35 Winkelgraden, vorzugsweise 28 bis 32 Winkelgraden bevorzugt.
Crimp 25 und Teilstück 15 der
Wand 13 schließen
den Winkel α in
bezeichneter Größe zwischen
sich ein. Festgestellt wurde, dass die um bezeichneten Winkelgrade
tordierte Wand 13 dem zu entnehmenden Packgut eine leichte
Drehbewegung (Teildrehung) vermittelt, die zur Vergleichmäßigung des
Austrages bei schwankenden Druckbelastungen vorteilhafter weise
beiträgt.
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Die
Wirksamkeit der Mittel, d. h. der Merkmale der Erfindung zur Vergleichmäßigung des
Packgutaustrages kann befördert
werden, wenn die Wand 13 eine Tube 10 aus einem
Werkstoff gefertigt wird, der steifer ist als der Werkstoff des
Rohres 11. Zur Bestimmung der Grade der Steifigkeit der
Vergleichswerkstoffe im erfindungsgemäßen Fall der zum Einsatz gelangenden
Kunststoff-Folien werden Vergleichsuntersuchungen vorgenommen. Gleichbemessene
Folienstreifen (Länge,
Breite, Stärke)
werden auf zwei voneinander beabstandeten Auflager gelegt und zwischen
den Auflagern mittig gleich belastet. Durch die Belastung biegt
sich der Folienstreifen durch, er bildet im Vergleich zum lastlosen
Zustand eine Biegelinie mit einer zwischen den Auflagern liegenden
maximalen Durchbiegung oder Auslenkung zur Horizontalen. Ein zur
Herstellung einer Wand 13 bestimmter Folienwerkstoff, oder
die Folie gilt nach der Erfindung als steif oder steifer, wenn bei Belastung
seine Auslenkung 15%–55%,
vorzugsweise 25% bis 50% der Auslenkung beträgt, die für den Folienwerkstoff für das Rohr 11 bei
gleichen Prüfbedingungen
gemessen wird. Nach der Erfindung ist in Verbindung mit der ungleichen
Steifigkeit auch die Stärke
(Dicke) der Folien für
das Rohr 11 und die Wand 13 ungleich zu bemessen.
Vorteilhaft ist die Rohrfoliendicke aus einem Dickenbereich von 100μm bis 400μm, vorzugsweise
aus einem Bereich von 250μm
bis 300μm
auszuwählen.
Für Trennwände sind
Dicken aus einem Bereich von 160μm
bis 400μm,
vorzugsweise 180μm
bis 250μm
vorteilhaft.