DE102005045809A1 - Kartusche mit Ventil-Verschluss - Google Patents

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Abstract

Bei einer Kartusche mit einem Verschluss für die Ausgabe von flüssigen und pastösen Medien, wobei der Verschluss ein Mundstück und einen im Wesentlichen im Inneren des Mundstücks angeordneten Ventilkörper aufweist und eine zum Mundstück axial bewegbare Hülse mit einer Austrittsöffnung, die von einer Dichtlippe begrenzt ist und die mit dem Ventilkörper zusammenwirkt, ist der Ventilkörper relativ zur Hülse und damit relativ zur Austrittsöffnung bewegbar angeordnet, wodurch die Austrittsöffnung infolge der Bewegung des Ventilkörpers verschließbar bzw. freigebbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche mit einem Verschluss gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Kartuschen werden zur Aufnahme, zur Lagerung und zum Transport von flüssigen bis pastösen Stoffen bzw. Medien eingesetzt, bspw. für Farben, insbesondere für Druckfarben wie z.B. Offsetfarben.
  • Zur Entleerung der gefüllten Kartuschen sind die Kartuschen typischerweise mit einem Verschluss versehen. Derartige Kartuschenverschlüsse funktionieren durch Druckbeaufschlagung über das Füllmedium in der Kartusche. Hierzu wird mittels eines in der Kartusche verschiebbar angeordneten Kolbens ein Druck auf das Medium ausgeübt der auf den Verschluss einwirkt, sodass sich der Verschluss unter dem Druck des Mediums öffnet und das aufgenommene Medium herausgepresst wird. Nach Entlastung des Kolbens verschließt sich der Verschluss in der Regel wieder automatisch, so dass eine derartige Kartusche in einfacher Weise durch Druckbeaufschlagung und -entlastung zur Abgabe von flüssigen bis pastösen Medien verwendet werden kann.
  • Ein nach wie vor weit verbreiteter Verschluss, wie beispielsweise in der DE 94 11 980 U1 beschrieben, verwendet eine sternförmig oder einfach diametral eingeschnittene elastische Verschlussmembran die im Querschnitt der Austrittsöffnung angeordnet ist. Hiermit ist jedoch kein zuverlässiges Verschließen der Kartusche nach Druckentlastung mehr möglich, da die Rückstellkräfte der Membran bzw. der Membranlaschen in der Regel zu gering sind. So kommt es zu einem unerwünschten Nachfließen oder Nachtropfen, oder Umgebungsluft dringt unerwünscht in die Kartusche ein.
  • Bei den Verschlüssen neueren Typs wird anstelle einer sternförmig oder sonstig eingeschnittenen Verschlussmembran eine die Austrittsöffnung umsäumende Dichtkante verwendet, die mit einem in der Austrittsöffnung angeordneten Ventilkörper zusammenwirkt und so die Kartusche verschließt. Abhängig vom Druck auf das Medium entsteht zwischen dem Ventilkörper und der Dichtkante ein ringförmiger Spalt, durch den das Medium aus der Kartusche austreten kann. Die EP 1 005 999 A2 beschreibt z.B. einen Verschluss, bei dem die Austrittsöffnung mit der Dichtkante auf einer axial verschiebbaren Hülse angeordnet ist. Wird auf das Medium in der Kartusche, wie bereits beschrieben, Druck ausgeübt, bewegt sich die Hülse minimal in axialer Richtung und öffnet einen ringförmigen Spalt. Nach Entlastung kehrt die Hülse infolge von Federkräften wieder in ihre Ausgangsposition zurück, wobei sich die Dichtkante wieder an einen kuppelförmigen Ventilkörper, der in der Austrittsöffnung angeordnet ist, anlegt. In einem in der WO 03/021139 A2 beschriebenen Verschluss ist die Dichtkante als elastische Dichtlippe ausgeführt die an einem kuppelförmigen Ventilkörper anliegt. Wenn auf das Medium in der Kartusche Druck ausgeübt wird, verformt sich die Dichtlippe elastisch und öffnet einen ringförmigen Spalt zum Ventilkörper hin. Nach Entlastung legt sich die Dichtlippe infolge elastischer Rückstellkräfte wieder an den Ventilkörper an und verschließt die Austrittsöffnung.
  • Bei den hier beschriebenen Kartuschenverschlüssen des neueren Typs ist nachteilig, dass es beim Verschließen konstruktionsbedingt zu einem Abquetschen bzw. Abklemmen des austretenden Mediumstrahls kommt, wodurch ein leichtes Nachtropfen oder Nachfließen nicht gänzlich verhindert werden kann.
  • Da die Kombination aus Ventilkörper und Dichtkante bzw. Dichtlippe nur eine im Querschnitt ringförmige Austrittsöffnung freigibt, kann es einerseits zu einer starken Ablenkung des austretenden Mediumstrahls an der Austrittsöffnung und andererseits zu unterschiedlichen über dem Strahlquerschnitt verteilten Strömgeschwindigkeiten kommen, was zu einem inhomogenen Erscheinungsbild des Mediumstrahls führt oder sich der Mediumstrahl sogar auftrennt.
  • Außerdem ist die Flächenpressung mit dem der austretende Mediumstrahl abgequetscht werden muss zum Teil so groß, dass für das Verschließen starke elastische Rückstellkräfte vorgesehen sein müssen, was wiederum zu hohen Betätigungskräften für den Kolben, insbesondere in der Öffnungsphase des Verschlusses, führt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und einen Verschluss bereitzustellen, mit dem ein zuverlässiges Verschließen der Kartusche und damit auch ein genaues Dosieren des Mediumaustritts ermöglicht wird, bei einem gleichzeitig homogenen Erscheinungsbild des austretenden Mediumstrahls. Der Verschluss soll zudem kostengünstig sein.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kartusche mit einem Verschluss gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.
  • Durch die vorzugsweise axial bewegliche Anordnung des Ventilkörpers, der im Wesentlichen im Inneren eines Mundstückes angeordnet ist, wird der Querschnitt der Austrittsöffnung absolut, d.h. völlig frei gegeben. Hieraus ergeben sich besonders vorteilhafte Strömungsbedingungen beim Mediumaustritt, was die Ablenkung des Mediumstrahls wirkungsvoll unterbindet und ein homogenes Erscheinungsbild bedingt.
  • Der Ventilkörper setzt sich beim Verschließen des Verschlusses von Innen pfropfartig in die Austrittsöffnung, d.h. ein Abschnitt des Ventilkörpers durchdringt beim Verschließen von Innen die Ebene der Austrittsöffnung. Hierbei legt sich die Dicht lippe der Austrittsöffnung an eine kegelförmige, paraboloidische und/oder insbesondere zylindrische Außenfläche des Ventilkörpers an. Der Mediumaustritt wird durch die insbesondere elastisch ausgebildete Dichtlippe in Zusammenwirkung mit der Außenfläche des Ventilkörpers sauber durchtrennt, d.h. abgeschnitten. Ein genaues Dosieren des Mediumaustritts ist somit möglich. Ferner wird ein Nachfließen oder Nachtropfen wirkungsvoll verhindert.
  • Der Ventilkörper ist in einem Aufnahmeteil gelagert, das von der Austrittsöffnung aus betrachtet in Richtung des Inneren der Kartusche angeordnet, sowie vorzugsweise federnd in Verschlussstellung vorgespannt ist. In dem der Ventilkörper beim Öffnen in das Aufnahmeteil federnd eintaucht, d.h. sich von der Austrittsöffnung weg und ins Kartuscheninnere hinein bewegt, kann die Austrittsöffnung in ihrem Querschnitt völlig frei gegeben werden. Anderseits verringert sich durch das Eintauchen des Ventilkörpers in die Aufnahmeteil der Reibweg des vorbeiströmenden Mediums.
  • Die Dichtlippe der Austrittsöffnung ist vorzugsweise als elastische Dichtlippe ausgebildet. Hiermit ist sichergestellt, dass der Verschluss unabhängig von Fertigungs- und Montagetoleranzen, aber auch weitgehend unabhängig von der Betriebstemperatur dicht verschließt. Die elastische Dichtlippe legt sich eng an die korrespondierende Außenfläche des Ventilkörpers an. Durch ihre elastische Ausführung gewährleistet die Dichtlippe auch ein weiches Eingleiten des Ventilkörpers in die Austrittsöffnung und verhindert ferner ein Festsitzen bzw. Festklemmen desselbigen in der Austrittsöffnung. Auch bei möglichen Verunreinigungen, d.h. bspw. Hartstoffpartikeln im Verschlussbereich, gewährleistet die elastische Dichtlippe noch ein zuverlässiges Verschließen. Alternativ ist es auch möglich, die Dichtlippe starr auszuführen, wobei zum Ventilkörper hin ein Spaltmaß gegen Null realisiert werden muss, um ein zuverlässiges Verschließen zu gewährleisten.
  • Der Ventilkörper ist durch eine Feder in Verschlussstellung vorgespannt. In diesem Zustand kann die Kartusche befüllt, transportiert und gelagert werden. Die Feder sorgt auch für die Rückstellung des Ventilkörpers aus der öffnenden in die ver schließende Position. Der mit Federkraft beaufschlagte Ventilkörper fungiert jedoch auch als minimaler Druckregler, da er in Form eines kleinen Druckspeichers geringe Druckschwankungen im Medium während der Kartuschenentleerung ausgleichen kann, was der Homogenität und Kontinuität des austretenden Mediumstrahls zuträglich ist. Es ist alternativ möglich, die Federkraft nicht durch einen Federkörper zu erzeugen, sondern durch einen Gasdruck. Ein zwischen Ventilkörper und Aufnahmeteil eingeschlossener Hohlraum kann hierzu mit einem gasförmigen Medium, z.B. Luft, befüllt sein. Hiermit entfallen der Montageaufwand und die Kosten für einen Federkörper. Auch eine Kombination verschiedener Federmechanismen ist möglich.
  • Am Ventilkörper ist eine Kraftangriffsfläche, bspw. in Form einer Ringfläche, ausgebildet, auf die das unter Druck stehende Medium eine Kraft auswirkt. Die Wirkrichtung der hieraus Resultierenden ist entgegen der Federkraft, die den Ventilkörper in der verschließenden Stellung verspannt, wodurch der Ventilkörper ab einem bestimmten Druck im Medium in eine öffnende Stellung verfährt. Das Öffnen des Verschlusses erfolgt somit ausschließlich in Abhängigkeit vom Druck im Medium bzw. von der Kolbenbetätigungskraft. Durch Variation der Kraftangriffsfläche kann abhängig von der verwendeten Feder der erforderliche minimale Öffnungsdruck, bzw. die minimal erforderlich Kolbenbetätigungskraft vorherbestimmt werden.
  • Die einzelnen Verschlusskomponenten sind aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder Polyoxymethylen (POM) gebildet. Diese Werkstoffe weisen z.T. sehr gute Gleiteigenschaften auf und sind gegenüber den eingesetzten Medien chemisch beständig.
  • Der Verschluss, für den auch selbständiger Schutz begehrt wird, kann ferner in vorteilhafter Weise einteilig mit der Kartusche ausgeführt sein. Hierdurch entfällt der Montage- und/oder Demontageaufwand der Verschlusseinheit was auch das Handling für den Anwender deutlich verbessert. Die Kartuschen sind typischerweise als Einwegprodukte ausgeführt. Die verwendeten Materialien sind jedoch sehr gut recycelbar.
  • Die Erfindung und deren Funktionsprinzip soll anhand des Ausführungsbeispieles der Figuren näher erläutert werden. Hierin zeigen:
  • 1 eine Farbkartusche in einer Schnittdarstellung mit dem erfindungsgemäßen Verschluss
  • 2 eine Schnittdarstellung des Verschlusses der 1 in einer Detaildarstellung
  • 3a3d in Schnittdarstellungen eine Sequenz des Öffnens und Verschließens des Verschlusses der 2 Die 1 zeigt eine Kartusche 1, wie sie z.B. für den Transport und die Lagerung von flüssigen bis pastösen Medien, bspw. von Druckfarben, verwendet wird. Typische Handelsgrößen sind bspw. 2 kg. Füllmenge. Die Kartusche 1 umfasst einen bevorzugt als Hohlzylinder geformten Kartuschenkörper 2 der an einem Ende in an sich bekannter Weise durch einen Kolben 3 verschlossen ist, der über eine Druckstange in den Kartuschenkörper 2 zum Zwecke des Materialaustrags in der üblichen Weise einpressbar ist. Anstelle einer Druckstange sind auch andere Möglichkeiten zur Betätigung des Kolbens 3 bekannt, bspw. mittels eines druckbeaufschlagten Fluids. Auf der dem Kolben 3 gegenüberliegenden Seite ist der Kartuschenkörper 2 durch eine Stirnseite 4 in Form eines Ringflanschs geschlossen, der eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, an der ein mit 5 bezeichneter Verschluss für die Kartusche 1 angeordnet ist. Zur Entleerung wird die Kartusche 1 in eine Kartuschenaufnahmevorrichtung eingesetzt, typischerweise so, dass der Verschluss 5 nach unten weist.
  • 2 zeigt den Verschluss 5 in vergrößerter Detailansicht und zwar mit einer aufgesetzten Schutzkappe 6, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielshalber über ein Schraubgewinde befestigt ist. Selbstverständlich sind auch andere lösbare Befestigungen möglich, beispielsweise kann die Schutzkappe 6 auch aufgesteckt oder aufgeclipt werden. Der Verschluss 5 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein mit 7 bezeichnetes Einsatzteil ausgebildet, welches in der zentralen Durchgangsöffnung der Stirnseite 4 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hintergreift hierbei das Einsatzteil 7 die Stirnseite 4 mittels eines mit 8 bezeichneten tellerförmigen Ringkragens. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn das Einsatzteil 7 einstückig mit der Kartusche 1 ausgebildet ist.
  • Das Einsatzteil 7 setzt sich ausgehend von der Stirnseite 4 nach außen hin als ein halsartig ausgebildetes Mundstück 9 fort. Innerhalb des halsartig ausgebildeten Mundstücks 9 ist ein mit 10 bezeichnetes Aufnahmeteil angeordnet, das im dargestellten Ausführungsbeispiel zentral innerhalb des Mundstücks 9 durch Verbindungsstege 11 gehalten ist. Das Aufnahmeteil 10, bzw. dessen Boden, ist zum Kartuscheninneren hin kegelförmig und damit strömungsgünstig ausgebildet. Zwischen der Außenfläche des Aufnahmeteils 10 und der Innenfläche des halsartigen Mundstücks 9 ergibt sich ein ringförmiger Spalt, durch den das Medium beim Entleeren der Kartusche 1 hindurch strömt. Wie ferner aus 2 ersichtlich ist, ist der Aufnahmeteil 10 topf- oder tassenartig ausgebildet, wobei das Aufnahmeteil 10 in Richtung der Längsachse nach außen hin offen ausgebildet ist und zwar für die Aufnahme eines mit 12 bezeichneten Ventilkörpers. Das Aufnahmeteil 10 weist ferner eine zentral angeordnete hohlzylindrische Führungshülse 13 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Aufnahmeteil 10 ausgebildet und um die eine auf Druck beanspruchte Spiralfeder 14 angeordnet ist, auf deren Funktion nachfolgend noch näher eingegangen wird.
  • Der Aufnahmeteil 10 weist ferner eine Innenkontur auf, die bodenseitig in eine erste, ringzylinderartige Kammer 15 und zur offenen Seite hin in eine zweite, zylinderartige Kammer 16 untergliedert ist. Die Kammern dienen dazu, den axial beweglich geführten Ventilkörper 12 während seines Bewegungshubs eintauchen zu lassen. Gleichzeitig können diese Kammern als Druckraum für eine Gasdruckfeder verwendet werden, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Wie sich aus den 2 ff. ergibt, ist der Ventilkörper 12, der mit einer gestuften Sacklochbohrung 17 ausgebildet ist, längs des Außenumfangs der Führungshülse 13 und längs der äußeren Zylinderwand der ersten, ringzylinderartige Kammer 15 des Aufnahme teils 10 geführt. Hiermit ist der Ventilkörper 12 wirkungsvoll gegen Verkippen gesichert. Von Bedeutung ist ferner, dass der Ventilkörper 12 mittels der Spiralfeder 14 nach außen hin, d.h. weg vom Kartuscheninneren, vorgespannt ist. Der Ventilkörper 12 kann mit einem ringkolbenartigen Abschnitt 18 in die ringzylinderartige erste Kammer 15 des Aufnahmeteils 16 eintauchen. Der maximale Bewegungshub ist hierbei erreicht, wenn der Ventilkörper 12 an die Innenkontur des Aufnahmeteils 10 anstößt, bspw. am Boden der ringzylinderartigen ersten Kammer 15. An den ringkolbenartigen Abschnitt 18 des Ventilkörpers 12 schließt über einen Vorsprung ein aufgeweiteter zylindrischer Zentralabschnitt 19 an, an dem eine sich abspreizende Haltezunge 20 angeformt ist. Die Haltezunge 20 kann beispielsweise umlaufend ausgebildet oder abschnittsweise um den Zentralabschnitt 19 herum angeordnet oder ausgebildet sein. Sie dient als Anschlag des beweglich innerhalb des Aufnahmeteils geführten Ventilkörpers 12. Hierzu ist das Aufnahmeteil 10 an seinem offenen Ende mit einem radial nach innen vorspringenden Ringkragen 21 versehen, an dem die Haltezunge 20 zur Anlage gelangt. Durch den Anschlag wird auch eine unbeabsichtigte Trennung des Ventilkörpers 12 und des Aufnahmeteils 10 verhindert. Zur einfachen Montage ist die sich abspreizende Haltezunge 20 elastisch an den Zentralabschnitt 19 anlegbar.
  • An den Zentralabschnitt 19 des Ventilkörpers 12 schließt sich eine weitere zylindrische Fläche bzw. ein weiterer zylindrischer Abschnitt 22 an, der als eigentlicher Ventilkörper, d.h. genauer genommen als eigentliches Verschlusselement dient und der in eine kuppelförmige bzw. kappenartige Blende 23 übergeht.
  • Zum Zwecke einer einwandfreien Axialführung ist eine Feder/Nut-artige Führung 24 zwischen Ventilkörper 12 und Aufnahmeteil 10 vorgesehen, die sozusagen eine Verdrehung des Ventilkörpers 12 relativ zum Aufnahmeteil 10 verhindert.
  • Wie aus 3a, die den Verschluss 5 mit abgenommener Schutzkappe 6 zeigt, ferner gut ersichtlich ist, weist der Verschluss 5 schließlich eine von außen auf das Mundstück 9 aufgesetzte Hülse 25 auf, die an ihrem der Kartusche zugewandten Ende mit einem radial nach innen vorstehenden Kragen 26 versehen ist, der in eine außenseitig am Mundstück 9 vorgesehene Ringnut 27 eingreift. Die Kanten der Ringnut 27 dienen als Endanschläge für den Kragen 26 der Hülse 25, wodurch eine kontrollierte axiale Hubbewegung der Hülse 25 auf dem halsartigen Mundstück 9 gegeben ist. Die Hülse 25 weist darüber hinaus an ihrem der Stirnseite 4 abgewandten Ende eine sich radial nach innen erstreckende und damit das Mundstück 9 teilweise verschließende Kreisringfläche 28 auf. Den radial innen liegenden Abschluss der Kreisringfläche 28 bildet eine schräg nach außen gerichtete Dichtlippe 29, die eine vorzugsweise kreisförmige Austrittsöffnung 30 begrenzt. Die Dichtlippe 29 ist vorzugsweise aus elastisch nachgiebigem Material gebildet. Wie aus 2 und 3a hervorgeht, liegt die Dichtlippe 29 umlaufend am zylindrischen Abschnitt 22 (der als Verschlusselement dient) des Ventilkörpers 12 dichtend an, ohne jedoch die axiale Beweglichkeit des Ventilkörpers 12 zu behindern. Jedoch gewährleistet die Dichtlippe 29 eine entsprechende Abdichtung zum Ventilkörper 12, genau genommen zum zylindrischen Abschnitt 22, so dass Material aus der Kartusche nicht ungewollt austreten kann. In diesem Zustand ist der Verschluss 5 demnach verschlossen.
  • Wesentlich ist ferner, dass der Ventilkörper 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel im Übergangsbereich zwischen dem Zentralabschnitt 19 und dem zylindrischen Abschnitt 22 eine als Schrägschulter ausgebildete Ringfläche 31 aufweist, die als Druckangriffsfläche zu einer nachfolgend noch näher beschriebenen Verschiebung des Ventilkörpers 12 relativ zum Aufnahmeteil 10 dient. Die Ringfläche kann demnach auch als gewöhnlicher Vorsprung, d.h. mit einer radial orientierten Fläche senkrecht zur Bewegungsachse des Ventilkörpers, oder in einer sonstigen Art und Weise ausgebildet sein. Zwischen der Ringfläche 31 und der Innenseite der Kreisringfläche 28 der Hülse 25 ist konstruktiv ein axialer Mindestabstand vorgesehen, der nicht unterschritten werden kann, um sicherzustellen, dass das unter Druck stehende Medium stets auf die Druckangriffsfläche einwirken kann.
  • Die Funktionsweise des Verschlusses 5 wird nunmehr anhand der 2 ff. beschrieben.
  • 2 zeigt den Verschluss 5 mit aufgeschraubter Schutzkappe 6. In diesem Zustand werden die Kartuschen typischerweise befüllt, transportiert und gelagert. 3a zeigt denselben Verschluss, nunmehr jedoch mit abgenommener Verschlusskappe 6. In diesem Zustand wird die Kartusche 1 in eine Kartuschenaufnahmevorrichtung eingesetzt, typischerweise so, dass der Verschluss 5 nach unten weist. Wie bereits beschrieben ist in dem gezeigten Zustand der Verschluss 5 verschlossen, d.h. der Ventilkörper 12 verschließt mit seinem zylindrischen Abschnitt 22 von innen pfropfartig die von der Dichtlippe 29 begrenzte Austrittsöffnung 30.
  • Wird nun der Kolben 3 zum Zwecke des Materialaustrags nach unten gedrückt, so baut sich in dem im Kartuschenkörper 2 aufgenommenen Medium bzw. Material ein Druck auf. Das unter Druck stehende Medium drückt von Innen auf die Kreisringfläche 28, wodurch die Hülse 25 von der Stirnseite 4 weggedrückt wird und schließlich in die aus 3b ersichtlichen Endstellung gelangt, in welcher der Kragen 26 an der äußeren Kante der Ringnut 27 des Mundstücks 9 anliegt. In dieser Stellung ist die Dichtlippe 29 noch in dichtender Anlage am zylindrischen Abschnitt 22 des Ventilkörpers 12, so dass in diesem Zustand, bzw. zu diesem Zeitpunkt, noch kein Mediumstrahl oder -strang aus dem Verschluss 5 austritt. Erst wenn die leichtverschiebbare Hülse 25 ihre äußere Endstellung erreicht hat, kann im Medium ein ausreichender Druck, typischerweise im Bereich von 3 bis 8 bar, aufgebaut werden. Mit steigendem Druck im Medium, erhöht sich jedoch auch die resultierende Kraft, die auf die als Schrägschulter ausgebildete Ringfläche 31 durch das Medium ausgeübt wird. Die resultierende Kraft ist in ihrer Wirkrichtung der Vorspannkraft, die die Spiralfeder 14 auf den Ventilkörper 12 ausübt, entgegen gesetzt. Übersteigt daher die resultierende Kraft in ihrem Betrag die Vorspannkraft für den Ventilkörper 12, wird der Ventilkörper 12 nach oben, d.h. in das Kartuscheninnere, verschoben und taucht dabei in das Aufnahmeteil 10 ein. Hierbei wird die Austrittsöffnung 30 frei gegeben d.h. geöffnet. Dies zeigt 3c.
  • Der Hub des Ventilkörpers ist beendet, wenn sich zwischen resultierender Kraft und Vorspannkraft ein Gleichgewichtzustand einstellt oder wenn der konstruktiv vorgesehene Maximalweg erreicht ist. Wie ebenfalls aus 3c ersichtlich, wird die Austrittsöffnung in ihrem gesamten Querschnitt frei gegeben, wodurch beim Austritt aus dem Verschluss 5 erstens ein Ablenken des Mediumstrahls effektiv verhindert und zweitens ein homogener Mediumstrahl bzw. -strang erzeugt wird.
  • Zur Unterbrechung oder Beendung des Entleerungsvorgangs wird der Kolben 3 entlastet, wodurch sich der Druck im Medium abbaut. Die Spiralfeder 14 bewirkt, dass der Ventilkörper 12 wieder in die aus 3b ersichtliche Verschlussstellung gebracht wird, indem der zylindrische Abschnitt 22 pfropfartig von Innen in die Austrittsöffnung 30 gleitet, wobei die Dichtlippe 29 in dichtende Anlage an den zylindrischen Abschnitt 22 kommt. Indem der Ventilkörper 12, genau genommen der zylindrische Abschnitt 22 des Ventilkörpers 12, teilweise die Ebene der Austrittsöffnung durchdringt, wird beim Verschließen der Mediumstrahl einwandfrei und zuverlässig abgeschert bzw. abgeschnitten, ohne dass ein Nachtropfen oder Nachfließen befürchtet werden muss.
  • Unter Umständen kann es erforderlich sein, den geöffneten Verschluss 5 abrupt zu verschließen. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn ein genaues Dosieren des austretenden Mediumstrahls geboten ist. Dem oben beschriebenen Vorgang des Verschließens ist eine gewisse, wenn auch sehr geringe, Zeitträgheit zu eigen, da nach Entlastung des Kolbens 3 zunächst der Druck im Medium abgebaut und der Ventilkörper 12 in die verschließende Position verfahren muss. Daher besteht die Möglichkeit, den Verschluss 5 auch durch zurückschieben der Hülse 25, d.h. in Richtung der Stirnwand 4, zu verschließen. Hierbei gelangt wiederum die Dichtlippe 29 in dichtende Anlage an den zylindrischen Abschnitt 22, wodurch der Mediumstrahl, wie oben beschrieben, einwandfrei und zuverlässig abgeschert bzw. abgeschnitten wird. Diesen Zustand zeigt 3d. Deutlich ist zu erkennen ist, dass der Ventilkörper 12 aufgrund des nach wie vor vorhandenen Drucks im Medium in das Aufnahmeteil 10 eingetaucht bleibt. Das Zurückschieben der Hülse 25 kann beispielsweise durch einen pneumatisch betätigten Schieber der Kartuschenaufnahmevorrichtung erfolgen, der von außen auf die Kreisringfläche 28 drückt oder am Außenumfang der der Hülse 25 angreift. Durch Rücknahme der von außen auf die Hülse 25 wirkenden Betätigungskraft kann der Entleerungsvorgang fortgesetzt wer den, wobei sich die Hülse 25 wieder automatisch in ihre äußere Endstellung verschiebt, solange das Medium noch unter Druck steht.
  • Aus dem beschriebenen Ablauf des Öffnens und Verschließens des Verschlusses 5 ist für den Fachmann ersichtlich, dass der Abschnitt 22 des Ventilkörpers 12 nicht ausschließlich zylindrisch, sondern ebenso kegelförmig und/oder paraboloidisch gestaltet sein kann.
  • Abweichend von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es denkbar, anstelle einer auf Druck beanspruchten Spiralfeder 14, auch andere Federmechanismen zu verwenden, die den Ventilkörper 12 in einer verschließenden Position vorspannen und/oder nach Öffnen des Verschlusses 5 diesen letztlich wieder in die verschließende Position zurückschieben.
  • Hierzu kann bspw. auch ein Gasdruck-Federmechanismus alleinig oder unterstützend eingesetzt werden. Bspw. wird die Luft in der ersten ringzylinderartigen Kammer 15 des Aufnahmeteils 10 und in dem von der Sacklochbohrung 17 und der Führungshülse 13 gebildeten Hohlraums beim Eintauchen des Ventilkörpers 12 in das Führungsteil 10 komprimiert, woraus sich eine Rückstellkraft für den Ventilkörper 12 ergibt. Darüber hinaus ist es auch denkbar, bei entsprechender Abdichtung, solche Hohlräume von vornherein mit einem Druckgas zu befüllen.

Claims (16)

  1. Kartusche (1) mit einem Verschluss (5) für die Ausgabe von flüssigen bis pastösen Medien, bevorzugt Farben, insbesondere Druckfarben, mit einem Mundstück (9) und einem im Wesentlichen im Inneren des Mundstücks angeordnetem Ventilkörper (12), und einer zum Mundstück (9) axial bewegbaren Hülse (25) mit einer Austrittsöffnung (30), wobei die Austrittsöffnung (30) von einer Dichtlippe (29) begrenzt ist, die mit dem Ventilkörper (12) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) innerhalb des Mundstücks (9) relativ zur Hülse (25) bewegbar angeordnet ist und die Austrittsöffnung (30) infolge der Bewegung des Ventilkörpers verschließbar bzw. freigebbar ist.
  2. Kartusche (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) mittels eines Aufnahmeteils (10) im Mundstück (9) axial bewegbar geführt ist.
  3. Kartusche (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (10) mittels mindestens eines Verbindungsstegs (11) im Inneren des Mundstücks (9) angeordnet ist, wobei sich zwischen der Außenfläche des Aufnahmeteils (10) und der Innenfläche des Mundstücks (9) ein im Querschnitt ringförmiger Spalt ergibt.
  4. Kartusche (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) eine Außenfläche (22) aufweist, die zylindrisch, kegelförmig und/oder paraboloidisch ausgeführt ist, und die beim Verschließen der Austrittsöffnung (30) mit der Dichtlippe (29) zusammenwirkt.
  5. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (29) als elastisch verformbare Dichtlippe ausgebildet ist und in Verschlussstellung dichtend an der Außenfläche (22) des Ventilkörpers (12) anliegt.
  6. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Mundstück (9) axial beweglich geführte Hülse (25) eine den ringförmigen Spalt teilweise verschließende Kreisringfläche (28) aufweist, deren freies radial innen liegendes Ende als Dichtlippe (29) ausgebildet ist, wobei die Dichtlippe (29) die vorzugsweise kreisförmige Austrittsöffnung (30) begrenzt.
  7. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) durch eine Feder in Verschlussstellung vorgespannt ist.
  8. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) in Verschlussstellung durch einen Anschlag im Aufnahmeteil (10) gehalten ist.
  9. Kartusche (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag durch eine federnd ausgebildete Haltezunge (20) gebildet ist.
  10. Kartusche (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Spiralfeder (15) ausgebildet ist.
  11. Kartusche (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder um eine Führungshülse (13) des Aufnahmeteils (10) herum angeordnet ist.
  12. Kartusche (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Gasdruckfeder ausgelegt ist, wobei mindestens ein zwischen Ventilkörper (12) und Aufnahmeteil (10) dicht abgeschlossener Hohlraum, dessen Volumen infolge der Bewegung des Ventilkörpers verändert wird, als Druckraum dient.
  13. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) mindestens eine Druckangriffsfläche (31) aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass das unter Druck stehende Medium eine resultierende Kraft auf den Ventilkörper (12) ausübt, die der der Vorspannkraft der Feder entgegen gesetzt ist.
  14. Kartusche (1) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckangriffsfläche (31) in Axialrichtung der Kartusche (1) betrachtet als Ringfläche ausgebildet ist.
  15. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) an der Führungshülse (13) des Aufnahmeteils (10) geführt ist und vorzugsweise zu dieser gegen Verdrehung gesichert ist.
  16. Kartusche (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskomponenten aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder Polyoxymethylen (POM) gebildet sind.
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