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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen eines Schlauchbeutels
sowie deren Verwendung.
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Insbesondere
im Dentalbereich werden Pasten unterschiedlicher Konsistenzen immer
häufiger im
Schlauchbeutel angeboten. Dabei ist es notwendig, eine einfache,
saubere und sichere Anwendung beim Verbraucher zu gewährleisten.
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Dazu
werden die Schlauchbeutel mit Öffnungsmechanismen
kombiniert, wie sie bereits in
EP 787
655 ,
EP 1 121 195 ,
EP 1 227 049 beschrieben wurden.
Je nachdem, welche Konsistenz die Produkte in diesen Schlauchbeuteln
besitzen, kommt es jedoch bei den bekannten Mechanismen zu Nachteilen.
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In
EP 787 655 ist eine Vorrichtung
beschrieben, bei der sich der Beutel unter Druck über seine ursprüngliche
Form hinaus dehnt, bevor er an einer hinter der Kopfplatte angeordneten
Vorrichtung zum Platzen gebracht wird. Dieses System hat insbesondere
bei mehrkomponentigen Pastensystemen den Nachteil, dass eine Paste
vorläufig
zurückgehalten wird,
bis dieser Beutel dann unter z.T. hohem Druck aufplatzt und insbesondere
bei gut fließfähigen Pasten
diese im Überschuß vorschießt, bis
der Druck ausgeglichen ist. Somit kommt es vor sowie direkt nach
dem Öffnen
beider Komponenten zu schwankenden Mischungsverhältnissen.
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Bei
Pasten mit hohen Viskositäten
und geringer Fließfähigkeit
kommt hinzu, dass eine schlitzförmige
Beutelöffnung
(A) – wie
in
EP 1 227 049 erwähnt –, zu hohem
Druckaufbau in den Beuteln führt.
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Die
dort beschriebene Vorrichtung erzeugt eine größere als nur schlitzförmige Öffnung.
Bei Anwendung für
Pasten mit sehr hohen Zähigkeiten
und sehr schlechter Fließfähigkeit
kommt es jedoch bei dieser vergrößerten Beutelöffnung zu
störendem Strömungswiderstand
durch die im Strömungskanal angebrachte
Klinge 1 (cf. 3) Aufgabe der Erfindung ist
es, für
Schlauchbeutel ein System zu bieten, das komfortabel für den Anwender
ist, von Anfang an eine gleichmäßige Fördermenge
gewährleistet
und auch bei hoher Produktkonsistenz bzw. -viskosität einen
möglichst
geringen Strömungswiderstand
verursacht.
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Die
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit einer an einem Einsteckröhrchen angebrachten
Klinge gelöst,
bei der das Messer zum Aufstechen und Schneiden des Schlauchbeutels
der Innenwand der Austrittsöffnung
für das
im Beutel enthaltene Material angepaßt ist. D.h. die Form der Klinge
folgt der Wandung der Öffnung
bzw. stellt die Wandung der Öffnung
dar. Ist die Austrittsöffnung
zylinderförmig,
dann ist die Klinge bevorzugt so gekrümmt, dass sie ebenfalls einem
Zylinder entspricht. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zum Öffnen
eines Schlauchbeutelsmit
- A) einem Einsteckröhrchen mit
einer dem Schlauchbeutel zugewandten Öffnung (D) an einem Ende und
einer damit durch einen Durchflusskanal verbundenen Austrittsöffnung für das im
Schlauchbeutel enthaltene pastenförmige Material am anderen Ende,
- B) einer an dem Einsteckröhrchen
angebrachten Klinge,
- C) bei der die Klinge zum Aufstechen des Schlauchbeutels mit
mindestens einer dem Schlauchbeutel zugewandten Spitze und zum Schneiden
des Schlauchbeutels mit mindestens einer mit der Spitze verbundenen
Schneide ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- D) die Form der Klinge der Innenwand der Austrittsöffnung für das im
Schlauchbeutel enthaltene Material folgt.
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In
einer zweckmäßigen Ausführungsform verhindern
ein oder mehrere Stege am Röhrchen
in Verbindung mit einem Zahnkranz im Kanal das Verdrehen des Röhrchens,
wenn der Beutel angestochen wird oder ist.
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Vorteilhaft
sind das Einsteckröhrchen
und die Klinge aus unterschiedlichen Materialien, und zwar einem
Dichtmaterial des Röhrchens
und einem stabilen Material der Klinge.. Vorteilhaft ist es ferner, wenn
die Klinge mindestens zwei Spitzen hat, die durch eine schräge oder
gebogene Schneidkante verbunden sind. Die Klinge erzeugt bevorzugt
eine nicht lineare Öffnung
in der Folie des Schlauchbeutels, wodurch der Widerstand für zähe Pasten
gering gehalten wird.
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Die
Klinge hat bevorzugt mindestens zwei Spitzen, die durch eine Schneidkante
verbunden sind. Um die optimale Funktion der Klinge zu gewährleisten,
ist es notwendig, diese sehr spitz, scharfkantig und hart, wie es
z.B. mit Stahl oder Keramik möglich
ist, zu gestalten.
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Es
ist möglich,
Klinge und Öffnungsrörchen aus
einem Stück
(„Kombinationsteil") auszuführen. Da
die der Klinge abgewandte Seite des Öffnungsröhrchens wesentlich elastischer
und weicher sein muss, um sowohl als Steckverbindung zum Mischer einfach
aufsteckbar und wieder abziehbar als auch abdichtend zu sein, sollte
das „Kombinationsteil" aus mindestens zwei
verschiedenen Materialien hergestellt sein. Die in
EP 1 121 195 beschriebenen Anstechröhrchen weisen
diese Materialkombinationen aus harter Spitze und elastischem Dichtrand
sowie deren einwandfreie Funktion nicht auf.
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Bevorzugtes
Material für
den Teil dichtenden Teil sind thermoplastische Materialien wie Polypropylen
oder Polyethylen, und dasjenige für den Schneide-Teil Edelstahl,
Federstahl, Leichtmetall, Keramik, aber auch Thermoplaste mit hohem
E-Modul, etwa ≥ 3000
MPa..
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Um
auch für
sehr zähe,
standfeste Pasten verwendbar zu sein, sollte die Öffnung die
in die Folie gestochen wird, möglichst
groß,
der Durchflusskanal mit möglichst
großer
Querschnittsfläche
und seine produktberührende
Oberfläche
zur Reibungsminderung möglichst
gering gestaltet sein.
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Da
für gewöhnlich die
Länge und
die Größe des Durchflusskanals
durch die notwendige Kompatibilität zu bestehenden Systemen vorgegeben
ist, werden die geforderten Eigenschaften vor allem durch Form und
Sitz der Öffnungsklinge
gewährleistet.
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Indem
die Klinge nämlich
so gestaltet ist, dass sie zum einen Bestandteil der Durchflusskanalwandung
ist, und zum anderen in der Folie einen durchgehenden, nicht linearen
Einschnitt verursacht, lässt
sich der Reibungswiderstand der Pasten deutlich senken. Dies stellt
einen entscheidenden Vorteil gegenüber Klingen dar, die so angeordnet
sind, daß sie
den Strom des Produkts behindern.
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Das
ausgeschnittene Folienstück
ist zweckmäßig weiterhin
mit dem Beutel verbunden, und legt sich durch den Produktfluss an
die Wand des Auslasskanals an.
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Die
Schnittfläche
kann L-, V-, U- oder halbkreis- bis fastkreisförmig sein. Die geringste Ausdrückkraft
bei gleichzeitigem Vermeiden von Folienteilen im Produkt – wenn der
Beutel geöffnet
ist – kann
erzielt werden, wenn der Einschnitt¾-kreisförmig ist.
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Dadurch
lassen sich die Ausdrückkraft
einer Paste (Viskosität
von ca. 500 Pa s) von 4000 bis 5000 N mit linearem Schlitz und im
Durchflusskanal angeordneter Klinge auf ca. 2000 N senken.
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Bei
der Gestaltung der Klingenform hat es sich als optimal erwiesen,
wenn die Klinge mindestens 2 Spitzen zum Anstechen der Folie besitzt,
die durch die schräg
oder/und gebogen verlaufende Klingenkante miteinander verbunden
sind.
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Um
ein unkontrolliertes Weiterreißen
der Folie zu vermeiden, sind die beiden Spitzen der Klinge vorteilhaft
am
Ende der Schneidekante
an der der Schneidekante abgewandten
Seite
mit einem Winkel von mindestens 180° zur Einstechrichtung
zu
gestalten. Um wirksam als Spitze zu fungieren, darf diese einen
Winkel von 45° nicht überschreiten.
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Die
Wandstärke
der Schneide ist zweckmäßig unter
0,5 mm zu halten.
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Wenn
man vermeiden will, dass bei oder nach dem Anstechen des Beutels
die Klinge verdreht wird, ist eine Verdrehsicherung notwendig. Diese wird
gewährleistet,
wenn am Röhrchen
mindestens ein oder mehrere Stege angebracht sind, die in einen im
Kanal der Beutelkappe angebrachten Zahnkranz einrasten, wenn das
Röhrchen
eingeschoben wird. Umgekehrt können
aber auch der Zahnkranz am Röhrchen,
und der Steg oder die Stege im Kanal angeordnet sein. Besteht keine
Verdrehsicherung, so könnte
u.U. im angestochenen Zustand durch eine Drehbewegung des Röhrchens
ein Teil der Beutelfolie abgetrennt werden.
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Für Produkte
mit extrem hohen Konsistenzen (knetbar) hat es sich sogar als notwendig
erwiesen, dass der Beutel durch den Auslasskanal auf den maximal
möglichen
Durchmesser geöffnet
wird, indem der Beutel geschlitzt, angestochen und das Loch geweitet
oder sogar die Folie ausgestanzt wird. Wird das vom Anwender mittels
eines separaten Werkzeuges durchgeführt, geht dem System jedoch an
dem gewünschten
Komfort verloren. Außerdem können dadurch
Folienteile mit in das Produkt gelangen.
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Die Öffnungsfunktion
kann auch mit einer Schließfunktion
gekoppelt sein, so daß eine
Vorrichtung zum Öffnen
und Wiederverschließen
eines Schlauchbeutels mit einer an einem Stopfen angebrachten Klinge
und einem Dichtelement entsteht. Dabei sind bevorzugt der Stopfen
und die Klinge aus unterschiedlichen Materialien, und zwar einem
Dichtmaterial des Stopfens und einem stabilen Material der Klinge.
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Als
praktikabel hat sich erwiesen, bereits beim Herstellvorgang den
Stopfen öffnend
in den Auslasskanal zu stecken, der sowohl als Öffnungsmechanismus als auch
zugleich als Stopfen für
die Lagerzeit und den Transport fungiert. Der Endanwender muss dann
lediglich den Stopfen entfernen, und hat dann ein geöffnetes
und einsatzbereites Produkt.
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Da
das Teil zum Aufstechen des Beutels jedoch stets spitz, scharf und
hart sein muss, lässt
sich ein weiterer Anwendervorteil dadurch erzielen, daß die Verletzungsgefahr
durch den spitzen Stopfen vermieden wird, indem der Beutel bereits
beim Herstellvorgang angestochen und anschließend mit einem Stopfen ohne
Spitze verschlossen wird, der dann vom Anwender abgezogen und gefahrlos
entsorgt werden kann. Dies würde
die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
komplett auf die Herstellerseite verlagern.
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Die
Erfindung betrifft insofern auch die Herstellung und Verwendung
von vorgeöffneten
und wiederverschlossenen Schlauchbeuteln, bei denen die Folie des
Beutels im Bereich des Auslasskanals vor der Auslieferung angestochen
wird, und bis zur Anwendung mit einem Verschlussstopfen wieder verschlossen
wird; sowie solchermaßen
vorgeöffnete Schlauchbeutel
bei denen das Folienstück
ausgestanzt und entfernt wird, bevor der Verschlussstopfen eingesetzt
wird.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert:
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1 und 2 zeigen
den Schlauchbeutel und die Öffnungsvorrichtung
vor dem Anstechen und nach dem Anstechen.
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3 zeigt
eine Vorrichtung des Standes der Technik mit einem Messer mit gerader,
spitz zulaufender Klinge 1.
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4 zeigt
die erfindungsgemäße Lösung mit
einer Klinge 2 auf der Basis einer zylindrischen Form (Draufsicht 10,
Dreiviertelkreis) und zwei Spitzen 12, und zwei Stegen
(21) am Röhrchen
die als Verdrehschutz fungieren.
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5 zeigt
im Detail eine Klinge mit 2 Spitzen (12) in der Draufsicht,
Vorder- und Seitensicht
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6 zeigt
im Detail eine Klinge mit 3 Spitzen (12) in der Draufsicht,
Vorder- und Seitensicht
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7 zeigt
einen vorgeöffneten
Schlauchbeutel mit einem Verschlussteil (19) der aus Klinge (20)
und Stopfen (23) besteht.
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8 zeigt
eine Lösung
ohne Messer und mit vorgeöffnetem
Beutel (C) und Verschlussstopfen (24).
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9 zeigt
in der Seitenansicht im Detail einen im Kanal angebrachten Zahnkranz
(25) der als Verdrehschutz fungiert.
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10 zeigt
den Kanal mit Zahnkranz (25) in der Draufsicht.
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11 zeigt
den Schlauchbeutel nach dem Aufstechen, bei dem die Stege (21)
in den Zahnkranz (25) eingerastet sind, und das Verdrehen
zu verhindern.
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In 1 (ungeöffneter
Zustand) sieht man als Merkmal 26 einen Sicherheitsabstandhalter,
der zwischen der Kante des Kanals 3 und dem breiteren Teil
des Einsteckröhrchens 8 dafür sorgt,
daß die
Vorrichtung sich nicht unbeabsichtigt öffnet.
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Die
Klinge
2,
6 wird (
4,
5,
6) durch
den Kanal
3 (
2) eingeführt, und ist dann im Gegensatz
zu
EP 787 655 deutlich
vor der Ebene
4 der Kopfplatte
5 angeordnet.
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Um
die optimale Funktion dieser Klinge 2, 6 zu gewährleisten,
ist es notwendig, diese sehr spitz, scharfkantig und hart, wie es
z.B. mit Stahl oder Keramik möglich
ist, zu gestalten.
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Da
die andere Seite 8 dieses Öffnungsröhrchens
(
7,
8,
4) jedoch wesentlich elastischer
und weicher sein muss, um sowohl als Steckverbindung zum Mischer
einfach aufsteckbar und wieder abziehbar als auch abdichtend zu
sein, muss jedes Röhrchen
7,
8 aus
mindestens zwei verschiedenen Materialien hergestellt sein. Die
in
EP 1 121 195 beschriebenen
Anstechröhrchen
weisen diese Materialkombinationen aus harter Spitze und elastischem
Dichtrand sowie deren einwandfreie Funktion nicht auf.
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Bevorzugtes
Material für
den Teil 7, 8 sind thermoplastische Materialien
wie Polypropylen oder Polyethylen und dasjenige für den Teil 2, 6 Edelstahl, Federstahl,
Leichtmetall, Keramik oder Thermoplaste mit hohem E-Modul.
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Um
auch für
sehr zähe,
standfeste Pasten verwendbar zu sein, sollte die Öffnung B,
die in die Folie gestochen wird, möglichst groß, der Durchflusskanal mit
möglichst
großer
Querschnittsfläche
und seine produktberührende
Oberfläche
zur Reibungsminderung möglichst
gering gestaltet sein.
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Da
für gewöhnlich die
Länge und
die Größe des Durchflusskanal
durch die notwendige Kompatibilität zu bestehenden Systemen vorgegeben
ist, werden die geforderten Eigenschaften vor allem durch Form und
Sitz der Öffnungsklinge
gewährleistet.
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Indem
die Klinge nämlich
so gestaltet ist, dass sie zum einen Bestandteil der Durchflusskanalwandung 9 ist,
und zum anderen in der Folie einen durchgehenden, nicht linearen
Einschnitt verursacht, lässt
sich der Reibungswiderstand der Pasten deutlich senken. Dies stellt
einen entscheidenden Vorteil gegenüber Klingen dar, die so angeordnet
sind, daß sie
den Strom des Produkts behindern (3).
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Die
Schnittfläche
kann L-, V-, U- oder halbkreis- bis fastkreisförmig (4, B, 10)
sein.
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Die
geringste Ausdrückkraft
und das gleichzeitige Vermeiden von Folienteilen im Produkt solcher
geöffneter
Beutel kann erzielt werden, wenn deren Einschnitt B ¾-kreisförmig 10 ist.
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Dadurch
lassen sich die Ausdrückkraft
einer Paste (Viskosität
von ca. 500 Pa s) von 4000 bis 5000 N mit linearem Schlitz und im
Durchflusskanal 11 (3) angeordneter
Klinge 1 auf ca. 2000 N senken.
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Bei
der Gestaltung der Klingenform hat es sich als optimal erwiesen,
wenn diese mindestens 2 Spitzen 12, 13 zum Anstechen
der Folie besitzen, die durch die schräg oder/und gebogen verlaufende
Klingenkante 14 miteinander verbunden sind.
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Um
ein unkontrolliertes Weiterreißen
der Folie 15 (2) zu vermeiden, sind die beiden
Spitzen 12 vorteilhaft am Ende der Schneidekante 14 an
der der Schneidekante abgewandten Seite 16 mit einem Winkel 17 von
mindestens 180° zur
Einstechrichtung zu gestalten. Um als Spitze 12, 13 zu
fungieren, darf diese einen Winkel 18 von 45° nicht überschreiten.
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Die
Wandstärke
der Schneide 14 ist zweckmäßig unter 0,5 mm zu halten.
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Wenn
man vermeiden will, dass bei oder nach dem Anstechen des Beutels
die Klinge verdreht wird, ist eine Verdrehsicherung notwendig. Diese wird
gewährleistet,
wenn am Röhrchen 7 mindestens ein
oder mehrere Stege 21 angebracht sind, die in einen im
Kanal 3 der Beutelkappe angebrachten Zahnkranz 25 einrasten,
wenn das Röhrchen
eingeschoben wird.
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Umgekehrt
können
aber auch der Zahnkranz am Röhrchen,
und der Steg oder die Stege im Kanal angeordnet sein.
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Besteht
keine Verdrehsicherung, so könnte im
angestochenen Zustand durch eine Drehbewegung des Röhrchens
ein Teil der Beutelfolie abgetrennt werden.
-
Für Produkte
mit extrem hohen Konsistenzen (knetbar) hat es sich sogar als notwendig
erwiesen, dass der Beutel durch den Auslasskanal auf den maximal
möglichen
Durchmesser geöffnet
wird, indem der Beutel geschlitzt, angestochen und das Loch geweitet
oder sogar die Folie ausgestanzt wurde.
-
Wird
das vom Anwender mittels eines separaten Werkzeuges durchgeführt, geht
dem System jedoch an dem gewünschten
Komfort verloren. Außerdem
können
dadurch Folienteile mit in das Produkt gelangen.
-
Als
praktikabel hat sich erwiesen, bereits beim Herstellvorgang ein
Teil 19 (7) in den Auslasskanal 22 zu
stecken, das als Öffnungsmechanismus 20 und
zugleich als Stopfen 23 für die Lagerzeit und den Transport
fungiert. Der Endanwender muss dann lediglich den Stopfen 23 entfernen,
und hat dann ein geöffnetes
und einsatzbereites Produkt.
-
Da
das Teil zum Aufstechen des Beutels jedoch spitz, scharf und hart
sein muss, lässt
sich ein weiterer Anwendervorteil erzielen, wenn die Verletzungsgefahr
durch den spitzen Stopfen vermieden wird, indem der Beutel beim
Herstellvorgang angestochen und anschließend mit einem Stopfen 24 ohne
Spitze verschlossen wird, der dann vom Anwender abgezogen und gefahrlos
entsorgt werden kann.
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Das
Einsteckröhrchen 7, 8 und
die Klinge 2, 6 sind bevorzugt aus unterschiedlichen
Materialien, und zwar einem Dichtmaterial des Röhrchens und einem stabilen
Material der Klinge.
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Als
Dichtmaterial bietet sich thermoplastischer Kunststoff an. Klingenmaterial
kann z.B. gebogener Stahl, Leichtmetall oder Keramik sein, aber auch
thermoplastischee Kunststoff mit einem E-Modul ≥ 3000 MPa..
-
In
einer zweckmäßigen Ausführungsform verhindern
ein oder mehrere Stege 21 am Röhrchen 7 in Verbindung
mit einem Zahnkranz 25 im Kanal 3 das Verdrehen
des Röhrchens,
wenn der Beutel angestochen wird oder ist.
-
Das
ausgeschnittene Folienstück 10 ist zweckmäßig weiterhin
mit dem Beutel 15 verbunden ist, und legt sich durch den
Produktfluss an die Wand 9 des Auslasskanals 7 an.
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Die Öffnungsfunktion
kann auch mit einer Schließfunktion
gekoppelt sein, so daß eine
Vorrichtung zum Öffnen
und Wiederverschließen
eines Schlauchbeutels 15 mit einer an einem Stopfen 19 angebrachten
Klinge 2, 6 und einem Dichtelement 23 entsteht.
Dabei sind bevorzugt der Stopfen (23) und die Klinge (2, 6)
aus unterschiedlichen Materialien, und zwar einem Dichtmaterial
des Stopfens und einem stabilen Material der Klinge:
Die Erfindung
betrifft insofern auch die Herstellung und Verwendung von vorgeöffneten
und wiederverschlossenen Schlauchbeuteln, bei denen die Folie des
Beutels 15 im Bereich des Auslasskanals 22 vor der
Auslieferung angestochen wird, und bis zur Anwendung mit einem Verschlussstopfen 24 wieder verschlossen
wird; sowie solchermaßen
vorgeöffnete Schlauchbeutel
bei denen das Folienstück
ausgestanzt und entfernt wird, bevor der Verschlussstopfen eingesetzt
wird.