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Die
Erfindung betrifft eine Zweikammerkartusche für zweikomponentige plastische
Massen wie Silikone, Klebstoffe und dergleichen in besonderer Konfiguration,
wobei die Doppelkammerkartusche aus zwei separaten, getrennt befüllbaren
Einzelkammerteilkartuschen zusammensteckbar ist, die zum Auspressen
teleskopartig ineinanderschiebbar sind.
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Neben
den altbekannten Standardformen von Zweikammerkartuschen mit Längsunterteilung des
Innenraums eines zylindrischen Kartuschenrohrs in zwei Kammern durch
eine Querwand (ältere
Bauform) oder ein koaxiales Innenrohr (neuere Bauform als Koaxialkartusche)
sind auch schon Zweikammerkartuschen mit axial hintereinander liegenden
Kammern bekannt geworden. Beispiele hierfür finden sich in den US-Patenten
4 050 612, 4 029 236 und 4 961 520 sowie in der EP-0 624 403 A1.
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Bei
der aus der E-0 624 403 bekannten Anordnung sind die beiden Kammern,
denen jeweils ein eigener Kolben zugeordnet ist, die zum Ausdrücken der
beiden Komponenten gemeinsam betätigt
werden, in einem zylindrischen Kartuschenrohr hintereinander angeordnet.
Die erste Kammer ist dabei zwischen dem Kartuschenrohr und einem
darin angeordneten konzentrischen Innenrohr gebildet, das sich nur über etwa
die halbe Länge
des Kartuschenrohrs erstreckt. Diese ringförmige Kammer ist durch einen
hinten eingesetzten ringförmigen
Kolben abgeschlossen. Die zweite, axial dahinter liegende Kammer
ist durch einen nach vorne zu einem Becher erweiterten Kolben gebildet,
dessen Becherwand an der Innenwand des Kartuschenrohrs anliegt.
Diese Becherwand stößt mit ihrem
vorderen Rand am Ringkolben der ersten Kammer an, so dass bei Druckausübung auf
den die hintere Kammer abschließenden Kolben
dieser Druck auf den die vordere Kammer abschließen den Ringkolben übertragen
wird und beide Kolben gemeinsam vorbewegt werden. Die hintere Kammer
enthält
außerdem
einen von deren Kolben nach vorne vorspringenden zentrischen Zapfen,
der beim Vorschieben des hinteren Kolbens in das Innenrohr der vorderen
Kammer eintaucht. An ihrem vorderen Ende ist die hintere Kammer
durch eine sich am Ende des Innenrohrs der vorderen Kammer anschließende Radialwand
begrenzt, das außen
an der Becherinnenwand der hinteren Kammer anliegt.
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Die
Konstruktion dieser bekannten Zweikammerkartusche bedingt es, dass
die beiden Kammern nach dem notwendigen vorherigen Montieren der Kartusche
nur vom Kartuschenmundstück
her befüllt werden
kann, was relativ schwierig ist und besondere Einrichtungen erfordert,
und wobei auch die Entlüftung
nicht unproblematisch ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweikammerkartusche mit
axial hintereinander liegenden Kammern zu schaffen, bei welcher
ein einfaches Befüllen
jeder der Kammern auf einer Standardabfüllanlage möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die im Anspruch 1 angegebene Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Konzept
werden die beiden Kammern durch separat hergestellte und separat
befüllte
Teilkartuschen gebildet, die erst nach der Abfüllung zum Gebrauch ineinander
gesteckt werden. Dabei ist natürlich
klar, dass das Ineinanderstecken nicht notwendigerweise bereits
zum Fertigstellen einer Verkaufsverpackung erforderlich ist, obwohl
dies normalerweise die Standardform darstellt, wenn für bestimmte
Anwendungszwecke von Verbrauchern immer die gleiche Kombination
von zwei verschiedenen Komponenten im gleichen Mischungsverhältnis benötigt wird.
Die erfindungsgemäße Konzeption
bietet aber den Vorteil, dass die beiden Teilkartuschen jeweils
mit verschiedenen Befüllungen
bereitgehalten werden und erst zum Gebrauch vom Kunden oder vom
Lieferanten aufgrund der Bestellung mit der jeweils gewünschten
Kombination zu einer entsprechenden Zweikammerkartusche zusammengesetzt
werden können.
Ebenso können
nach Bedarf Mischungsverhältnisse
unterschiedlich gewählt
werden, indem aus mehreren Varianten der vorderen Teilkartusche
mit unterschiedlich ausgebildeten Innenrohr und daher unterschiedlichem
Kammervolumen zusammen mit einer hinteren Teilkartusche ein jeweils
gewünschtes
Mischverhältnis
aus mehreren verfügbaren
Mischverhältnissen
zusammengestellt werden kann.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
mehr im einzelnen beschrieben.
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In
den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Zweikammerkartusche nach der Erfindung im Axialschnitt mit noch
getrennten Teilkartuschen,
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2 die
durch Zusammenstecken der beiden Teilkartuschen nach 1 gebildete
Zweikammerkartusche,
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3 die
zum Gebrauch durch Abschrauben der Verschlusskappe und Aufschrauben
eines statischen Mischers zum Gebrauch hergerichtete Zweikammerkartusche,
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4 die
Zweikammerkartusche nach einer anfänglichen Phase des Auspressvorgangs,
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5 die
Zweikammerkartusche im fortgeschrittenen Stadium des Auspreßvorgangs,
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6 die
Zweikammerkartusche am Ende des Auspressvorgangs,
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7 eine
Darstellung ähnlich 1 einer leicht
modifizierten Zweikammerkartusche nach der Erfindung, und
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8 die
Ausführungsform
nach 7 nach der anfänglichen
Phase des Ausdrückvorgangs.
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Die
in den 1 bis 6 dargestellte Zweikammerkartusche
besteht aus einer vorderen Teilkartusche 1 und einer hinteren
Teilkartusche 2, die mit verschiedenen, zusammen eine Zweikomponentenmasse
ergebenden Materialien (durch Schraffuren angedeutet) gefüllt bzw.
befüllbar
sind. Durch Zusammenstecken (2) der beiden
Teilkartuschen (1) ergibt sich die komplette
gebrauchsfertige Zweikammerkartusche.
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Die
vordere Teilkartusche 1 besteht aus einem Kartuschenrohr 11 mit
einer vorderen Stirnwand 12 und einem angeformten Mundstück 13,
weiter aus einem Innenrohr 14, das mittels radialer Rippen 15 im Mundstück 13 zentriert
und verrastet ist, weiter aus einem Ringkolben 16, der
den Ringraum zwischen Kartuschenrohr 11 und Innenrohr 14 hinten
abschließt,
und einer auf das Mundstück 13 aufgeschraubten
und dieses verschließenden
Kappe 17. Das Innenrohr 14 ragt rückwärts über den
Ringkolben 16 hinaus und ist hinterhalb des Ringkolbens
auf einen im Durchmesser kleineren Endabschnitt abgestuft, an dessen
Endbereich ein Kranz radialer Durchtrittsöffnungen 18 gebildet
ist und der hinten durch eine mit einem Knauf 19 versehene
Stirnwand abgeschlossen ist.
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Die
hintere Teilkartusche 2 besteht aus einem durch eine Rohrwand 21 und
einem diese hinten abschließenden
Boden gebildeten Becher, dessen offenes vorderes Ende durch einen
Ringkolben 23 verschlossen ist. Der Ringkolben 23 weist
eine nach vorne weisende Ringschulter 24 auf, deren lichter
Innendurchmesser dem Außendurchmesser
des verjüngten
hinteren Endteils des Innenrohrs 14 der vorderen Teilkartusche 1 entspricht.
Hinterhalb dieser Ringschulter 24 ist die mittige Öffnung des
Ringkolbens 23 durch eine Verschlussscheibe 25 verschlossen,
die an ihrer Vorderseite eine mittige Aussparung entsprechend dem
Knauf 19 an der das Innenrohr 14 der vorderen
Teilkartusche 1 verschließenden Stirnwand entspricht.
Die Verschlussscheibe 25 kann einstückig mit dem Ringkolben 23 hergestellt
und mit diesem durch eine als Sollbruchstelle dienende dünnwandige
Verbindung verbunden sein, oder sie kann als gesondertes Teil hergestellt
und dichtend in den Ringkolben 23 eingeclipst sein.
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2 zeigt
die gebrauchsfähige
Doppelkammerkartusche, bei welcher die hintere Teilkartusche 2 auf
die vordere Teilkartusche 1 aufgesteckt ist. Dabei greift
das Becherrohr 21 der hinteren Teilkartusche mit seinem
vorderen Ende in das Kartuschenrohr 11 der vorderen Teilkartusche 1,
und die Ringschulter 24 umgreift den verjüngten hinteren
Endabschnitt des Innenrohrs 14. Bei der in 2 gezeigten
Position der beiden Teilkartuschen 1, 2 hat die
Verschlussscheibe 25 noch einen geringen axialen Abstand
von der mit dem Knauf 19 versehenen hinteren Stirnwand
des Innenrohrs 14, d.h. der Knauf 19 greift noch
nicht in die Aussparung der Verschlussscheibe 25 ein.
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3 zeigt
die Position der beiden Teilkartuschen der gebrauchsfertigen, zum
Auspressen vorbereiteten Zweikammerkartusche, in welcher die Verschlussscheibe 25 an
der hinteren Stirnwand des Innenrohrs 14 anliegt und deren
Knauf 19 in die Aussparung der Verschlussplatte 25 eingreift.
Der Knauf 19 und die Aussparung der Verschlussscheibe 25 können so
bemessen sein, dass sich eine elastische Rastfunktion ergibt. In
dieser zum Auspressen vorbereiteter Position ist also die hintere
Teilkartusche 2 bereits etwas weiter in die vordere Teilkartusche 1 eingedrückt. Außerdem ist
die Verschlusskappe 17 vom Mundstück 13 der vorderen
Teilkartusche 1 abgenommen, und stattdessen ist ein statischer Mischer 3 auf
das Mundstück 13 aufgeschraubt.
Das weitere Eindrücken
der hinteren Teilkartusche 2 in die vordere Teilkartusche 1 in
die in 3 gezeigte Position, in welcher das hintere Ende
des Innenrohrs 14, nämlich
der Knauf 19, durch Eingreifen in die Aussparung der Verschlussscheibe 25 mit
dieser verbunden wird, erfolgt zweckmäßig nach dem Einlegen der Zweikammerkartusche
in eine Auspresspistole im Zuge des ersten Auspresshubs.
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Mit
weiteren Auspresshüben
wird die hintere Teilkartusche weiter in die vordere Teilkartusche 1 eingedrückt. In
der ersten Phase dieser weiteren Eindrückbewegung, bei welcher die
Ringkolben 23 sich noch mit der übrigen hinteren Teilkartusche 2 mit nach
vorne bewegt, wird die Verschlussscheibe 25, die am hinteren
Ende des Innenrohrs 14 abstößt und sich deshalb nicht mit
vorwärts
bewegen kann, an ihrem Umfang abgerissen oder ausgeclipst, so daß sich zwischen
ihr und der Ringöffnung
des Ringkolbens 23 ein Ringspalt öffnet. Nach einer kurzen Distanz
stößt die Ringschulter 24 an
der Abstufung des Innenrohrs 14 an, so daß sich der
Ringkolben 23 nicht mehr weiter nach vorne bewegen kann.
Die weitere Eindrückbewegung
der hinteren Teilkartusche 2 bewirkt nun, da sich der Ringkolben 23 nicht
mehr mitbewegen kann, ein Ausdrücken
des Materials, das durch die radialen Durchtrittsöffnungen 18 in
das Innenrohr 14 eintritt und dieses ausfüllt. Dabei
findet noch keine Betätigung
des Ringkolbens 16 der vorderen Teilkartusche 1 statt.
Wenn das Innenrohr 14 mit Material aus der hinteren Teilkartusche
gefüllt
ist, ist die in 4 dargestellte Position erreicht,
in welcher der vordere Rand des Becherrohrs 21 an den Ringkolben 16 der
vorderen Teilkartusche 1 anstößt.
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Während der
weiteren Auspressbewegung wird nun der Becher 21, 22 der
hinteren Teilkartusche weiter in das Kartuschenrohr 11 der
vorderen Teilkartusche eingeschoben, während der Ringkolben 23 der
hinteren Teilkartusche axial festgelegt bleibt, der Ringkolben 16 der
vorderen Teilkartusche 1 aber durch das Becherrohr 21 gemeinsam
mit dem Becher 21, 22 axial vorbewegt wird. Dadurch
wird also gleichzeitig Material aus der hinteren Teilkartusche durch
das Innenrohr 14 und Material aus der vorderen Teilkartusche
durch den Ringspalt zwischen Mundstück 13 und Innenrohr 14 in
den statischen Mischer 3 ausgepreßt, dort innig vermischt und
tritt schließlich
aus der Austrittsdüse
(nicht dargestellt) des statischen Mischers aus.
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6 zeigt
die Endposition, in welcher der Ringkolben 16 an der Stirnwand 12 des
Kartuschenrohrs 11 anstößt. Damit
ist der Auspressvorgang beendet. Im Innenrohr 14 verbleibt
unvermeidlich eine gewisse Restmenge des Materials aus der hinteren Teilkartusche.
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Die 7 und 8 zeigen
eine geringfügig abgewandelte
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Zweikammerkartusche.
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In 7 sind
die Modifikationen leicht erkennbar. Bei der vorderen Teilkartusche 1 ist
nur das hintere Ende des Innenrohrs 14 modifiziert, das
statt einer Stirnwand mit Knauf und radialen Eintrittsöffnungen
bei der vorbeschriebenen Ausführungsform hinten
offen ist und dadurch eine zentrische Eintrittsöffnung 18' hat sowie am
Ende mit einem Kranz von Spitzen 19' ausgebildet ist. Die hintere Teilkartusche 2 ist
dadurch modifiziert, daß anstelle
der Verschlussscheibe 25 eine Verschlussmembran 25' vorgesehen ist,
welche die zentrische Ringöffnung
des Ringkolbens 23 verschließt. Diese Membran 25' kann einfach
also dünn
ausgebildete, mit dem Ringkolben 23 einstückig gespritzte
Scheibe ausgebildet sein.
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Beim
Zusammenstecken der hinteren und vorderen Teilkartuschen 1, 2 umgreift
wiederum die Ringschulter 24 des Ringkolbens 23 den
im Durchmesser abgestuften Endteil des Innenrohrs 14, während der
vordere Randbereich des Becherrohrs 21 in das Kartuschenrohr 11 eintaucht.
Beim weiteren Eindrücken
der hinteren Teilkartusche 2 in die vordere Teil kartusche 1 während des
Auspressvorgangs durchsticht das hintere Ende des Innenrohrs 14 mit seinen
Spitzen 19' die
Verschlussmembran 25',
wodurch Material aus der hinteren Teilkartusche 2 in das Innenrohrs 14 eintreten
und durch dieses ausströmen
kann. Im übrigen
ist die Funktion vollständig identisch
mit derjenigen der erstbeschriebenen Ausführungsform, d.h. der Ringkolben 23 stößt mit der Ringschulter 24 an
der Abstufung des Innenrohrs 14 an und wird dadurch axial
festgelegt, und der vordere Rand des Becherrohrs 21 drückt den
Ringkolben 16 der vorderen Teilkartusche nach vorne, so
daß ein gleichzeitiges
Auspressen des Materials aus der hinteren und der vorderen Teilkartusche 1, 2 erfolgt.
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Es
versteht sich, daß weitere
Modifikationen möglich
sind. Beispielsweise kann das Innenrohrs 14 abweichend
gestaltet sein. Statt der hinteren Durchmesserabstufung könnte ein
Ringbund außen
am Innenrohr vorgesehen sein, das den Anschlag für den Ringbund 24 des
Innenkolbens 23 der hinteren Teilkartusche 2 bildet.
Die dargestellte Ausführungsform ist
jedoch zu bevorzugen, da hier ohne Hinterschneidungen das Innenrohr
samt den Rippen 15 gespritzt werden kann. Bezüglich der
Ausführungsform
nach den 1 bis 6 ist dabei
klar, daß die
radialen Durchtrittsöffnungen 18 sich
in die hintere Stirnwand des Innenrohrs fortsetzen können, um
Hinterschneidungen zu vermeiden.