DE102006017408A1

DE102006017408A1 - Kartusche für auspressbare Massen

Info

Publication number: DE102006017408A1
Application number: DE200610017408
Authority: DE
Original assignee: Fischbach KG Kunststoff Technik
Current assignee: Fischbach KG Kunststoff Technik
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-10-18

Abstract

Die Kartusche weist einen Kolben (11) auf, der im Übergangsbereich zwischen Kolbenbrust (16) und Seitenwand (17) zwei kelchförmig abstehende Lippen (24, 25) hat, welche mit dem Kartuschenkörper zusammenwirken. Die vordere Lippe (24) weist erste Durchbrüche (30) und die hintere Lippe (25) weist zweite Durchbrüche (31) auf. Die zweiten Durchbrüche (31) sind gegenüber den ersten Durchbrüchen (30) umfangsmäßig versetzt angeordnet. Dadurch wird ein Labyrinth gebildet, durch das beim Setzen des Kolbens und beim Auspressen der Masse Luft nach hinten entweichen kann, während die Masse daran gehindert wird, den gewundenen Weg mit den engen Durchlässen zu durchlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kartusche für auspressbare Massen mit einem rohrförmigen Kartuschenkörper und einem darin verschiebbaren Kolben, wobei der Kolben eine vordere Kolbenbrust und eine umlaufende Seitenwand aufweist und am vorderen Ende der Seitenwand mindestens zwei schräg nach außen abstehende Lippen hintereinander angeordnet sind.
Kartuschen für auspressbare Massen, wie beispielsweise Dicht- oder Füllmassen, bestehen aus einem rohrförmigen Kartuschenkörper, in den die Masse eingefüllt wird. Der Kartuschenkörper ist am vorderen Ende geschlossen und das Befüllen der Masse erfolgt vom offenen rückwärtigen Ende her. Anschließend wird der Kolben ebenfalls vom rückwärtigen Ende her in den Kartuschenkörper eingeführt, um diesen abzudichten.
Der Kolben muss verschiedene Anforderungen erfüllen, die im einzelnen in DE 20 2005 000 531 U1 erläutert sind. So muss während des Setzens des Kolbens eine Entlüftung des Innenraums der Kartusche erfolgen, damit in der eingeschlossenen Masse keine Luft enthalten ist, die beim Auspressen zu Unterbrechungen des erzeugten Stranges führen würde. Außerdem würde Luft bzw. Wasserdampf, der in der Kartusche eingeschlossen ist, zu einem vorzeitigen Aushärten führen. Der Kolben muss ferner bei Warmabfüllung der Masse eine Volumenkompensation ausführen. Zu diesem Zweck muss er an der Kartuschenwand gleiten, um dem Schrumpfungsvorgang folgen zu können, ohne dass Luft eingesaugt wird. Eine weitere Forderung besteht in dem Verhindern des Nachlaufens von Masse nach Beendigung des Auspressvorganges. Der Kolben muss außerdem durch Abdichtung die Lagerstabilität des Kartuscheninhalts gewährleisten und das Eindringen von Luft-Sauerstoff und Wasserdampf verhindern. Schließlich muss er während des Auspressvorganges trotz des erhöhten Innendrucks in der Kartusche, den Kartuscheninhalt vollständig nach außen abdichten. Diese Forderungen werden von den bekannten Kartuschen jeweils nur partiell erfüllt.
In DE 103 42 091 A1 ist ein entlüftbarer Kolben für eine Kartusche zur Aufnahme von pastösem Material beschrieben. Der Kolben ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Kolbenteil und einem Deckelteil. Nach der Entlüftung verschließt das Deckelteil den Entlüftungsweg. Hierbei kann Luft nur dann abgeführt werden, wenn sie sich im Bereich des Entlüftungsloches befindet.
DE 100 29 799 A1 beschreibt eine Kartusche mit einem in einem Kartuschenkörper verschiebbaren Kolben. Der Kolben enthält im Abstand von der Kolbenbrust einen schräg nach hinten gerichteten, im Kolben angebrachten Spreizring. Durch den Druck beim Vorschieben des Kolbens drückt der Spreizring den vorderen Bereich der Seitenwand gegen die Wand des Kartuschenkörpers.
In DE 203 19 464 U1 ist ein Kolben beschrieben, der im Übergangsbereich zwischen Seitenwand und Kolbenbrust eine schräg nach vorne abstehende Dichtlippe aufweist. Diese hat außen nockenartige Vorsprünge, welche ein Entweichen der Luft zulassen, jedoch den Durchlass des abgefüllten Produktes verhindern.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 geht aus von einer Kartusche gemäß DE 20 2005 000 531 U1 . Der den Kartuschenkörper verschließende Kolben hat am vorderen Ende seiner Seitenwand zwei ringförmige Lippen, von denen die hintere Lippe radial nach außen vorragt und mit Vorspannung an der Innenwand des Kartuschenkörpers anliegt. Die vordere Lippe enthält umlaufend im Abstand angeordnete Schlitze. Bei einem auf den Kolben ausgeübten Druck soll Masse durch die Schlitze hindurch in die zwischen den Lippen gebildete Tasche einfließen und diese allmählich von unten nach oben füllen. Dadurch wird die hintere Lamelle nach außen gespreizt und legt sich an die Innenwand des Kartuschenkörpers, wodurch die Masse am Heraustreten nach Innen gehindert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kartusche aus Kartuschenkörper und Kolben zu schaffen, die die oben genannten Anforderungen erfüllt und insbesondere eine gute Entlüftung, einen reibungsarmen Kolbenlauf und eine gute Abdichtung gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Kartusche weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Hiernach ist der Kolben mit zwei Lippen versehen, von denen beide Durchbrüche aufweisen, wobei die Durchbrüche der hinteren Lippe gegenüber denjenigen der vorderen Lippe umfangsmäßig versetzt angeordnet sind. Dadurch entsteht ein mäanderförmiger relativ langer, enger Pfad aus dem Kartuscheninneren nach außen. Dieser Pfad ist luftdurchlässig, bietet jedoch einen hohen Fließwiderstand für die pastöse Masse. Die Masse kann daher nicht bis zur Kartuschenwand nach außen vordringen und sie kann insbesondere nicht zwischen der Seitenwand des Kolbens und der Wand des Kartuschenkörpers während des Auspressens der Kartusche vorbeiströmen. In Folge des langen und engen mäanderförmigen Fließweges von innen nach außen wird die Dichtigkeit, auch bei hohem Innendruck, verbessert, ohne die Entlüftungsfähigkeit zu verringern und ohne die Gleitfähigkeit des Kolbens zu beeinträchtigen.
Die Durchbrüche sind vorzugsweise Schlitze, die sich über einen großen Teil der Höhe der Lippen erstrecken, vorzugsweise über die gesamte Höhe. Auf diese Weise entstehen große Luftdurchlässe und zum anderen wird auch die Verformbarkeit der Lippen verbessert. Die Durchbrüche haben vorzugsweise eine Breite von 0,1 bis 0,5 mm.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Darstellung der gesamten Kartusche, wobei der Kartuschenkörper geschnitten ist,
2 eine vergrößerte Seitenansicht des Kolbens,
3 eine Unteransicht des Kolbens aus Richtung des Pfeiles III von 2,
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von 3,
5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit V aus 4,
6 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit VI aus 2,
7 eine Stirnansicht des Kolbens aus Richtung des Pfeils VII von 2,
8 das Zusammenwirken von Kolben und Kartuschenwand und
9 ein zweites Ausführungsbeispiel des Kolbens.
1 zeigt die gesamte Kartusche, die aus einem einstückigen Kartuschenkörper 10 und dem ebenfalls einstückigen Kolben 11 besteht. Der Kartuschenkörper 10 weist einen zylindrischen Mantel 12 auf, der an einem Ende durch eine Stirnwand 13 mit abtrennbarer Auslasstülle 14 verschlossen ist. In das offene Ende des Kartuschenkörpers 10 ist der Kolben 11 eingeschoben. Zunächst wird der Kartuschenkörper 10 mit der (nicht dargestellten) auszupressenden Masse gefüllt und anschließend wird der Kolben 11 in das rückwärtige Ende des Kartuschenkörpers eingeschoben.
Der Kolben 11 weist eine vordere Kolbenbrust 16 und eine umlaufende Seitenwand 17 auf. Die Kolbenbrust 16 ist mit einer Spitze 18 versehen und sie bildet die vordere Stirnwand des Kolbens. Die Seitenwand 17 ist außen mit Ringen 19 versehen, die hier sägezahnförmig ausgebildet sind. Die Ringe verhindern eine großflächige Anlage der Seitenwand 17 an der Innenwand des Kartuschenkörpers 10.
Das Innere des Kolbens 11 ist hohl. Von der Kolbenbrust 16 aus erstrecken sich Rippen 20 in rückwärtiger Richtung. Die rückwärtigen Enden der Rippen 20 liegend annähernd in einer Ebene 21, gegen die der Teller eines (nicht dargestellten) Auspresswerkzeuges drückt, das den Kolben in dem Kartuschenkörper vorschiebt.
Im Übergangsbereich zwischen der Kolbenbrust 16 und der Seitenwand 17 befindet sich ein Bereich 22 von geringerem Durchmesser als die Seitenwand 17, wodurch zwischen dem Bereich 22 und der Seitenwand 17 eine ringförmige Schulter 23 gebildet wird. Von dieser Schulter 23 stehen umlaufende Lippen 24, 25 ab, die vom vorderen Ende der Seitenwand 17 abstehen und bogenförmig schräg nach vorne gerichtet sind. Jede der Lippen 24 und 25 ist bogenförmig bzw. kelchförmig gestaltet, so dass ihr Durchmesser zum vorderen Ende hin größer wird. Die Wandstärke der Lippen 24, 25 ist wesentlich geringer als diejenige der anderen Wandteile des Kolbens, so dass die Lippen 24, 25 elastisch sind.
Beide Lippen 24, 25 verlaufen im wesentlichen parallel zu dem zylindrischen Bereich 22, der den Übergang zwischen der Seitenwand 17 und der Kolbenbrust 16 bildet. Sie verlaufen über einen großen Teil ihrer Länge innerhalb der Außenkontur der Seitenwand 17, wobei nur ihre äußeren Enden über diese Kontur hinausragen. Zwischen dem Bereich 22 und der vorderen Lippe 24 wird ein ringförmiger Raum 27 gebildet (5), der sich nach vorne öffnet. Zwischen den Lippen 24, 25 wird ein weiterer ringförmiger Raum 28 gebildet, der sich nach vorne und außen öffnet. Beide Räume 27, 28 verengen sich zu ihrem rückwärtigen Ende hin.
Die vordere ringförmige Lippe 24 ist mit ersten Durchbrüchen 30 versehen, bei denen es sich um Schlitze handelt, die vom vorderen Ende bis zur Wurzel der Lippe 24 reichen und nach vorne offen sind. Wie 7 zeigt, sind die Schlitze in Winkelabständen von 60° angeordnet, so dass insgesamt sechs Schlitze die Lippe 24 unterteilen.
Die rückwärtige Lippe 25 ist durch zweite Durchbrüche 31 ebenfalls unterteilt. Die Durchbrüche 31 sind Schlitze, die sich über die gesamte Länge der Lippe 25 erstrecken und von der Spitze bis zur Wurzel reichen. Wie die 2 und 7 zeigen, sind die zweiten Durchbrüche 31 gegenüber den ersten Durchbrüchen 30 jeweils umfangsmäßig versetzt angeordnet. Dies bedeutet, dass jeder zweite Durchbruch 31 in der Mitte zwischen zwei ersten Durchbrüchen 30 angeordnet ist. Luft, die beim Setzen des Kolbens komprimiert wird, gelangt von dem Raum 27 durch die ersten Durchbrüche 30 in den Raum 28 und muss diesem in Umfangsrichtung durchströmen, um zu den nächsten Durchbrüchen 31 zu gelangen. Dieser Mäanderweg ist für die plastische Masse zu eng, so dass diese nicht zur Außenseite des Kolbens gelangt.
8 zeigt die Verhältnisse beim Einschieben des Kolbens in den Kartuschenkörper 10. Die vordere Lippe 24 liegt mit ihrem vorderen Ende leicht an der Umfangswand 12 an. Die hintere Lippe 25, die weiter nach außen absteht als die vordere Lippe, wird mit Spannung gegen die Umfangswand 12 gedrückt. Luft, die beim Setzen des Kolbens aus dem Kartuschenkörper verdrängt wird, gelangt durch die Räume 27, 28 in den Raum 35 zwischen Seitenwand 17 und Umfangswand. Aus diesem Raum kann sie nach hinten entweichen, weil die Seitenwand 17 im Bereich der Ringe (19) flexibel verformbar ausgeführt ist.
In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kolbens dargestellt, der generell in gleicher Weise ausgebildet ist wie der Kolben 11 des ersten Ausführungsbeispiels und der insbesondere zwei umlaufende Lippen 24, 25 aufweist. Die vordere Lippe 24 ist in gleicher Weise ausgebildet wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, nämlich mit Durchbrüchen 31 in Form längslaufender Schlitze versehen, welche bis zu dem Ende der Lippe reichen und dort frei auslaufen. Die Durchbrüche 31 an der hinteren Lippe 25 sind jedoch Fenster, die durch einen umlaufenden Rand begrenzt sind, wobei jeweils mehrere Fenster, im vorliegenden Fall drei Fenster, eine Gruppe von Durchbrüchen bilden. Diese Gruppe von Durchbrüchen 31 ist gegenüber den Durchbrüchen 30 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet.

Claims

Kartusche für auspressbare Massen, mit einem rohrförmigen Kartuschenkörper (10) und einem darin verschiebbaren Kolben (11), wobei der Kolben (11) eine vordere Kolbenbrust (16) und eine umlaufende Seitenwand (17) aufweist und an der Seitenwand mindestens zwei schräg nach außen abstehende Lippen (24, 25) hintereinander vorgesehen sind, wobei die vordere Lippe (24) erste Durchbrüche (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Lippe (25) zweite Durchbrüche (31) aufweist, die umfangsmäßig versetzt zu den ersten Durchbrüchen (30) angeordnet sind.
Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Lippe (25) mindestens gleichweit wie die vordere Lippe (24) seitlich absteht.
Kartusche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Lippe (24) seitlich weniger weit absteht, als die hintere Lippe (25).
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Durchbrüche (30) längslaufende Schlitze sind, die die vordere Lippe (24) bis zu deren Spitze spalten.
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchbrüche (31) längslaufende Schlitze sind, die die hintere Lippe (25) bis zu deren Spitze spalten.
Kartusche nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze sich über mindestens die halbe Höhe der Lippe (24, 25) erstrecken, vorzugsweise über die gesamte Höhe.
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (30, 31) eine Breite von 0,1 bis 0,2 mm haben.
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser mindestens einer der Lippen (24, 25) kleiner ist als der Innendurchmesser des Kartuschenkörpers (10).
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Hohlraum (27) vor der vorderen Lippe (24) oder einem Hohlraum (28) zwischen der vorderen und der hinteren Lippe Schikanen in Form von Rippen, Nocken oder Wülsten zur Reduzierung des Durchflussquerschnitts angeordnet sind.
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche einer Lippe in einem Winkelabstand von mindestens 60° angeordnet sind.
Kartusche nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lippen (24, 25) Gruppen von Durchbrüchen (31) aufweist, die jeweils auf Lücke zu den Durchbrüchen (30) oder Gruppen von Durchbrüchen der anderen Lippe (24) angeordnet sind.