DE102007051968A1

DE102007051968A1 - Mehrkomponenten-Kartusche

Info

Publication number: DE102007051968A1
Application number: DE102007051968A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Grün; Christian Schlenk; Martin Vogel
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrkomponenten-Kartusche (1) zum getrennten Aufbewahren und zum gemeinsamen Auspressen von mindestens zwei Komponenten einer fließfähigen Masse mit einer Austrittsdüse (5) und einem Auspresskolben (8). Es sind derartige Mehrkomponenten-Kartuschen (1) bekannt, bei denen in einem Füllraum (9) ein sich über die Länge des Füllraumes (9) erstreckendes, einen Teil eines Querschnitts des Füllraumes (9) einnehmendes Behältnis (10) angeordnet ist, das in Längsrichtung zusammendrückbar ist und zur Aufnahme einer Komponente der fließfähigen Masse dient. Um eine derartige Mehrkomponenten-Kartusche (1) zu schaffen, die über den gesamten Auspressvorgang ein konstantes Volumenstromverhältnis der beiden Komponenten sichert, schlägt die Erfindung vor, dass die Wanddicke (d) des Behältnisses (10) entlang der Längsrichtung variiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrkomponenten-Kartusche mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zum Ausbringen von zweikomponentigen Klebern, Verbundmassen oder dgl. sind aus dem Stand der Technik verschiedene Arten von Mehrkomponenten-Kartuschen bekannt. Diese haben gemeinsam, dass innerhalb eines Rohres die beiden Massen getrennt aufbewahrt werden, wobei grundsätzlich auch mehr als zwei Komponenten zum Einsatz kommen können. Zur Trennung der Komponenten wurden einerseits heraustrennbare oder zur Seite drückbare Trennwände vorgeschlagen, andererseits zusammendrückbare Behältnisse. Diese Behältnisse können wenig eigensteif sein, also beispielsweise als Folienschlauch ausgeführt sein, oder über eine gewisse Eigensteifigkeit verfügen, also beispielsweise in Form eines Blasformteils. Gerade bei solch eigensteifen Behältnissen kann ggf. darauf verzichtet werden, beide Komponenten in ein zusammendrückbares Behältnis zu füllen. Stattdessen kann das zusammendrückbare Behältnis beispielsweise lediglich den Härter einer Verbundmasse aufnehmen, während der verbleibende Rest des Füllraums mit der anderen Komponente befüllt wird.
Das Auspressen der beiden Komponenten erfolgt über einen Auspresskolben, der von einer Seite der Kartusche her eingepresst wird, wodurch die beiden Komponenten durch eine oder mehrere Austrittsdüsen auf der gegenüberliegenden Seite austreten.
Aus der Druckschrift DE 10 2004 056 908 A1 ist eine Mehrkomponenten-Kartusche mit einem zusammendrückbaren Behältnis in Form eines Blasformteiles bekannt. Das Behältnis hat eine faltenbalgartige Form und ist an der Innenmantelfläche der Kartusche über seine Länge fixiert. Für die zweite Komponente der Masse ist kein weiteres Behältnis vorgesehen, da diese zweite Komponente in dem verbleibenden Restraum des Füllraums eingefüllt wird. Die Fixierung an der Innenmantelfläche sowie die Faltenbalgform soll dazu dienen, dass beide Komponenten über den gesamten Auspressvorgang hinweg in einem konstanten Volumenverhältnis ausgepresst werden. Insbesondere wenn die Auspressdüse beispielsweise durch eine Verstopfung blockiert ist, kann es jedoch auch hier zu einem ungleichmäßigen Austrag kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkomponenten-Kartusche zu schaffen, die ein verbessertes Austragverhalten im Sinne eines konstanten Volumenstromverhältnisses der beiden Komponenten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das zusammendrückbare Behältnis der erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche weist eine Wanddicke auf, die entlang der Längsrichtung variiert. Hierdurch wird eine Variation der Steifigkeit gegenüber in Längsrichtung der Kartusche wirkender Kräfte erreicht. Dies führt dazu, dass das Behältnis vorbestimmt in axialer Richtung gefaltet wird und nur eine geringe Gefahr besteht, dass das Behältnis beispielsweise seitlich, d. h. quer zur Längsachse ausweicht. Dies schließt selbstverständlich nicht aus, dass das Behältnis zusätzlich an der Innenmantelfläche der Kartusche entsprechend der Druckschrift DE 10 2004 056 908 A1 fixiert ist.
Um den Effekt eines gleichmäßigen Zusammendrückens gut zu erreichen, weist die erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Kartusche vorzugsweise ein Verhältnis von größter zu kleinster Wanddicke von mindestens 1, 2 – vorzugsweise mehr als 2 auf. Das Verhältnis kann jedoch auch 3 oder 4 oder noch mehr betragen, denn grundsätzlich wird der gewünschte Effekt durch ein größeres Verhältnis verstärkt. Gegen ein besonders großes Verhältnis kann beispielsweise sprechen, dass hierdurch ein Teil des zur Verfügung stehenden Volumens durch das Behältnis statt der aufzubewahrenden Massen verbraucht wird. Auch können produktionstechnische Gründe gegen ein besonders großes Verhältnis sprechen.
Zwar kann der gewünschte Effekt grundsätzlich auch erreicht werden, wenn der Wandanteil geringer Wanddicke kleiner oder gleich groß wie der Wandanteil großer Dicke ist, jedoch weist die Mehrkomponenten-Kartusche vorzugsweise einen größeren Anteil geringerer Wanddicke als größere Wanddicke auf, insbesondere weist sie einen oder mehrere schmale Streifen größerer Wanddicke auf. Mit dem Begriff „Streifen" soll insbesondere zum Ausdruck kommen, dass der Wandanteil größerer Wanddicke gering ist gegenüber dem Wandanteil kleinerer Dicke. Die Streifen können sowohl flach als auch wulst- oder raupenförmig sein. Sie können innen oder außen am Behältnis angeordnet sein oder auch sowohl nach außen als auch innen ausgeprägt sein.
Grundsätzlich genügt es, wenn ein oder mehrere Streifen mehr oder weniger in Umfangsrichtung angeordnet über die Längsrichtung des Behältnisses verteilt sind. Vorzugsweise ist der mindestens eine Streifen jedoch wendelförmig oder in Umfangsrichtung, insbesondere als geschlossener Ring, angeordnet. Dabei kann es genügen, wenn sich der wendelförmige Streifen nur über einen Teil der Länge des Behältnisses erstreckt bzw. eine Mehrzahl von Streifen in Umfangsrichtung nur über einen Teil der Länge verteilt angeordnet sind. Von einer gleichmäßigen Anordnung über die gesamte Länge ist jedoch das gleichmäßigste Austragverhalten zu erwarten.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Abschnitt größerer Wanddicke einstückig mit dem Abschnitt kleinerer Wanddicke. Hierdurch wird einerseits vermieden, dass sich der Abschnitt größerer Wanddicke oder Teile hiervon lösen. Andererseits erlaubt ein einstückiger Aufbau eine einfache und damit günstige Herstellung. „Einstückig" kann jedoch auch bedeuten, dass eine zusätzliche Werkstoffkomponente in den Abschnitt größerer Wanddicke eingebracht wird. So kann beispielsweise im Zwei-Komponenten-Spritzguss oder auch im Blasformverfahren ein Kunststoff höherer Festigkeit streifenförmig eingebracht werden. Dabei kann diese zusätzliche Werkstoffkomponente komplett umschlossen werden, teilweise umschlossen werden oder innen bzw. außen aufliegen. Statt einer einstückigen Herstellung kann jedoch auch ein Verfahren gewählt werden, bei dem die zusätzliche Werkstoffkomponente auf- oder eingeklebt bzw. in einem sonstigen Verfahren an der Wand des Behältnisses fixiert wird. Die andere Werkstoffkomponente kann insbesondere auch metallisch sein.
Der Querschnitt des Behältnisses kann kreisförmig sein, die Form kann hiervon jedoch auch abweichen. Der Querschnitt kann darüber hinaus über die Länge variieren, beispielsweise kann das Behältnis zusätzlich auch faltenbalgartig ausgeprägt sein. Vorzugsweise ist der Querschnitt des zusammendrückbaren Behältnisses kreissegmentförmig. Wenn insoweit zuvor von „wendelförmigen Streifen" die Rede ist, so ist hiermit ein Verlauf des Streifens entlang der wie auch immer geformten Wand gemeint, und nicht etwa eine Wendel im strengen Sinn, d. h. mit einer zylindrischen Hüllfläche. Auch der Begriff „Umfang" bzw. „in Umfangsrichtung" bezieht sich auf den Verlauf der Wand des Behältnisses in einer Querschnittsebene, bezieht sich also wiederum nicht auf einen Kreis im engeren Sinne.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Kartusche;
2 einen Querschnitt durch das Behältnis der erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Kartusche aus 1 entsprechend der Pfeile II; und
3a–3c verschiedene Varianten des Behältnisses der Mehrkomponenten-Kartusche aus 1 in Detailschnittzeichnungen der Wand.
Die in 1 dargestellte Mehrkomponenten-Kartusche 1 weist einen rohrförmigen Grundkörper 2 auf, an dessen einem Ende, dem Auslassende 3, ein Kopfstück 4. angeordnet ist. Dieses Kopfstück 4 verjüngt den Querschnitt zu einer Austrittsdüse 5. Es kann, wie hier gezeichnet, verklebt oder auch verschraubt, gesteckt oder einstückig mit dem Grundkörper 2 sein. Zum Befestigen einer nicht dargestellten Abdeckkappe oder eines Statikmischers weist das Kopfstück 4 ein Außengewinde 6 auf. An dem dem Auslassende gegenüberliegenden Ende des Grundkörpers 2, dem Betätigungsende 7, ist ein im Grundkörper 2 längs geführter Auspresskolben 8 angeordnet. Der Auspresskolben 8 ist hier vereinfacht zylinderförmig dargestellt, in der Praxis wird er eine kompliziertere Form, beispielsweise mit einer Entlüftungbohrung, aufweisen. Durch Pressen des Auspresskolbens 8 in Richtung des Auslassendes 3 der Mehrkomponenten-Kartusche 1 kann der aufbewahrte Inhalt der Mehrkomponenten-Kartusche 1 durch die Austrittsdüse 5 entleert werden. Das Innere des Grundkörpers 2 wird daher als Füllraum 9 bezeichnet.
Damit zwei Komponenten einer nicht dargestellten fließfähigen Masse getrennt aufbewahrt werden können, weist die Mehrkomponenten-Kartusche 1 innerhalb des Grundkörpers 2 ein zusammendrückbares Behältnis 10 auf. Wie aus 2 zu erkennen ist, weist dieses Behältnis 10 einen im Wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt auf und mündet im Bereich des Kopfstücks 4 in einen zylindrischen Auslass 11, dessen Querschnitt kleiner als der der Austrittsdüse 5 ist. Das Behältnis 10 enthält eine Komponente der Masse, während der restliche Füllraum 9 die andere Komponente der auszubringenden Masse enthält. Wird der Auspresskolben 8 in Richtung der Austrittsdüse 5 bewegt, so wird gleichzeitig das Behältnis 10 zusammengedrückt, wodurch sich das Volumen des Behältnisses 10 reduziert. Gleichzeitig wird durch den Auspresskolben 8 das Volumen des restlichen Füllraums 9 reduziert, so dass beide Komponenten der Masse gleichzeitig durch die Austrittsdüse 5 beispielsweise in einen Statikmischer ausströmen. Dabei sind die Querschnittsverhältnisse von Behältnis 10 zu restlichem Füllraum 9 sowie von Auslass 11 zur Austrittsdüse 5 als Ganze genau so gewählt, wie die gewünschten Volumenströme sich verhalten sollen.
Damit sich über den gesamten Auspressvorgang ein konstantes Volumenstromverhältnis ergibt, ist es wichtig, dass das Behältnis 10 möglichst genau in Längsrichtung zusammengedrückt bzw. -gefaltet wird. Um diesen Effekt zu erreichen, weist das Behältnis 10 einen sich wendelförmig um das Behältnis 10 windenden Streifen 13 auf. Wie aus 3a deutlich wird, ist dieser Streifen 13 einstückiger Bestandteil der Wand 14 des Behältnisses 10. Die Dicke d der Wand 14 ist in diesem Abschnitt der Wand 14, dem Streifen 13, um das Zwei- bis Dreifache vergrößert, so dass die Wanddicke d des Behältnisses 10 entlang der Längsrichtung variiert. Das Behältnis 10 kann beispielsweise im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt sein.
3b zeigt eine alternative Gestaltung des Behältnisses 10. Hier weist die Wand 4 Streifen 13a auf, die ringförmig, d. h. in Form geschlossener Dreiecke, im Inneren des Behältnisses 10 angeordnet sind. Innerhalb des Streifens 13a ist im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren eine zusätzliche Werkstoffkomponente 15 in den Streifen 13a eingebettet. Diese zusätzliche Werkstoffkomponente 15 weist eine höhere Festigkeit bei geringerer Elastizität auf. Die verstärkende Wirkung des Streifens 13 bzw. 13a wird hierdurch noch erhöht.
3c zeigt eine weitere Variante, bei der ein metallischer Draht 16 in Form von geschlossenen dreieckigen Ringen außen an das Behältnis 10 mittels eines Klebers 17 fixiert ist.
Die gezielte Stabilisierung der Wand 14 des Behältnisses 10 hat zur Folge, dass das Behältnis 10 nahezu ideal in seiner Längsrichtung gestaucht wird.

1: Mehrkomponenten-Kartusche
2: Grundkörper
3: Auslassende
4: Kopfstück
5: Austrittsdüse
6: Außengewinde
7: Betätigungsende
8: Auspresskolben
9: Füllraum
10: Behältnis
11: Auslass
12: Innenmantelfläche
13: Streifen
14: Wand
15: zusätzliche Werkstoffkomponente
16: Draht
17: Kleber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004056908 A1 [0004, 0006]

Claims

Mehrkomponenten-Kartusche (1) zum getrennten Aufbewahren und zum gemeinsamen Auspressen von mindestens zwei Komponenten einer fließfähigen Masse, mit einer Austrittsdüse (5) und einem Auspresskolben (8), wobei in einem Innen- oder Füllraum (9) der Mehrkomponenten-Kartusche (1) mindestens ein sich über die Länge des Füllraumes (9) erstreckendes, einen Teil eines Querschnitts des Füllraums (9) einnehmendes, in Längsrichtung zusammendrückbares Behältnis (10) zur Aufnahme einer Komponente der fließfähigen Masse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (d) des Behältnisses (10) entlang der Längsrichtung variiert.
Mehrkomponenten-Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von größter zu kleinster Wanddicke (d) des Behältnisses mindestens 1, 2, vorzugsweise mehr als 2, beträgt.
Mehrkomponenten-Kartusche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (10) einen oder mehrere innen oder außen angeordnete schmale Streifen (13, 13a, 13b) größerer Wanddicke aufweist.
Mehrkomponenten-Kartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Streifen (13) wendelförmig angeordnet ist.
Mehrkomponenten-Kartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Streifen (13a, 13b) in Umfangsrichtung, insbesondere als geschlossener Ring, angeordnet ist.
Mehrkomponenten-Kartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abschnitt größerer Wanddicke, insbesondere der Streifen (13, 13a), einstückig mit dem Abschnitt kleinerer Wanddicke ist.
Mehrkomponenten-Kartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abschnitt größerer Wanddicke, insbesondere der Streifen (13a), eine gegenüber dem Abschnitt kleinerer Wanddicke zusätzliche Werkstoffkomponente (15) enthält.
Mehrkomponenten-Kartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des zusammendrückbaren Behältnisses (10) kreissegmentförmig ist.