DE102011010763B4

DE102011010763B4 - Mehrkammer-Kartuschen-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011010763B4
Application number: DE201110010763
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2031-02-11
Also published as: DE102011010763A1

Abstract

Kartuschen-Vorrichtung (100) für die getrennte Aufnahme und gleichzeitige Abgabe zweier oder mehr zähflüssiger Substrate, die in mindestens zwei getrennten Kammern (120, 130) in einem Hohlzylinder (110) gelagert sind, wobei im Bereich einer ersten Stirnfläche (111) des Hohlzylinders (110) eine Auslassöffnung (113) zur Abgabe der Substrate und im Bereich einer zweiten Stirnfläche (112) ein in Richtung der zentralen Achse des Hohlzylinders (110) beweglich gelagerter Kolben (140) vorgesehen ist, dessen Außenmantelfläche (145) dichtend an die Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt, wobei innerhalb des Hohlzylinders (110) eine radial verschiebliche Trennwand (150) vorgesehen ist, die die erste Kammer (120) von der zweiten Kammer (130) trennt, wobei zwei Seitenkanten der Trennwand (150) fest mit Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) verbunden sind, und im Bereich einer Vorderkante (153) der Trennwand (150) eine Fluidkommunikationsverbindung der betreffenden Kammern (120, 130) mit der Auslassöffnung (113) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (150) von einem ersten Zustand, in...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kartuschen-Vorrichtung für die getrennte Aufnahme und gleichzeitige Abgabe zweier oder mehr zähflüssiger Substrate, die in mindestens zwei getrennten Kammern in einem Hohlzylinder gelagert sind, wobei im Bereich einer ersten Stirnfläche des Hohlzylinders eine Auslassöffnung zur Abgabe der Substrate und im Bereich einer zweiten Stirnfläche ein in Richtung der zentralen Achse des Hohlzylinders beweglich gelagerter Kolben vorgesehen ist, dessen Außenmantelfläche dichtend an die Innenmantelfläche des Hohlzylinders angrenzt, wobei innerhalb des Hohlzylinders eine radial verschiebliche Trennwand vorgesehen ist, die die erste Kammer von der zweiten Kammer trennt, wobei zwei Seitenkanten der Trennwand fest mit Innenmantelfläche des Hohlzylinders verbunden sind, und im Bereich einer Vorderkante der Trennwand eine Fluidkommunikationsverbindung der betreffenden Kammern mit der Auslassöffnung ausgebildet ist.
Kartuschen-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik verwendet, um zwei oder mehr Substrate in einem Behälter getrennt aufzubewahren, um sie im Nachgang oder im Wege einer Entleerung des Behälters miteinander vermischen zu können. Eine Vermischung der Substrate hat in der Regel eine chemische Reaktion zur Folge, in der die Substrate als Reaktanden miteinander reagieren. Die bekannten Kartuschen-Vorrichtungen weisen indes den Nachteil auf, dass die Raumaufteilung innerhalb eines Hohlzylinders als Behälter der Substrate ineffizient gestaltet ist, eine vollständige Entleerung des Hohlzylinders nicht ermöglicht ist und/oder ein notwendiger Kraftaufwand für eine Entleerung des Hohlzylinders unwirtschaftlich hoch ist.
Aus DE 10 2005 017 599 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrkomponenten-Kartusche bekannt, die zum getrennten Aufbewahren und zum gemeinsamen Auspressen von mindestens zwei Komponenten einer fließfähigen Masse dient, wobei die Mehrkomponenten-Kartusche einen Zylinder mit mindestens zwei voneinander getrennten Kammern zur getrennten Aufbewahrung der Komponenten der Masse aufweist, wobei die folgenden Schritte geeignet sind, um ein getrenntes Aufbewahren und gemeinsames Auspressen von zwei oder mehr Komponenten einer fließfähigen Masse sicherzustellen, wobei eine Wasserdampfdiffusion zwischen den Kammern der Mehrkomponenten-Kartusche und/oder von außen in die Kartusche weitestgehend verhindert ist:

a.) Bereitstellen einer Folie;
b.) Einlegen der Folie in eine sich längs erstreckende Ausnehmung eines ersten Teils eines Werkzeugkerns einer Spritzgießform für den Zylinder der Mehrkomponenten-Kartusche;
c.) Einsetzen eines zweiten Teils des Werkzeugkerns der Spritzgießform in die Ausnehmung des ersten Teils des Werkzeugkerns, wobei ein Innenbereich der Folie zwischen den beiden Teilen des Werkzeugkerns einliegt und ein Außenbereich der Folie sich an einer Außenseite des Werkzeugkerns der Spritzgießform für den Zylinder befindet;
d.) Einbringen des Werkzeugkerns mit der Folie in einen Formraum der Spritzgießform für den Zylinder, wobei der Außenbereich der Folie im Formraum der Spritzgießform für den Zylinder einliegt;
e.) Spritzen des Zylinders der Mehrkomponenten-Kartusche, wobei beim Füllen des Formraums der Spritzgießform für den Zylinder mit Kunststoff der Außenbereich der Folie umspritzt und stoffschlüssig mit dem Zylinder verbunden wird; und
f.) Entformen des Zylinders der Mehrkomponenten-Kartusche und Entnehmen der beiden Teile des Werkzeugkerns aus dem Zylinder.

Eine ähnliche Kartusche ist aus US 5 405 056 A bekannt.
DE 10 2009 016 943 A1 offenbart eine Mehrkomponenten-Kartusche zum getrennten Aufbewahren und zum gemeinsamen Auspressen von mindestens zwei Komponenten einer fließfähigen Masse mit einem in der Kartusche verschiebbaren Kolben, wobei die Kartusche in so viele Kammern unterteilt ist, wie sie Komponenten enthält, und wobei die Kartusche mindestens eine in ihr gespannte Trennwand aufweist, die die Kartusche in die Kammern unterteilt und die beim Verschieben des Kolbens in der Kartusche zum Auspressen der Masse von der Kartusche getrennt wird.
Aus DE 103 10 162 A1 ist eine Kartusche zum Ausbringen von ein oder mehreren Komponenten einer Masse bekannt, wobei die Kartusche ein Rohrstück mit einem Kolben und hierin angeordnet Behältnisse für die getrennte Aufbewahrung und das gemeinsame Auspressen der Komponenten der Masse aufweist, und wobei die Behältnisse Blasformteile sind und die Kartusche ein Kopfstück aufweist, und das Kopfstück ein Befestigungsmittel und axiale Anschlagmittel aufweist und wobei Kopfstück und Rohrstück miteinander über Verbindungsmittel verbunden sind.
Des Weiteren ist aus DE 19 52 006 A eine Vorrichtung zum Dosieren von Zweikomponenten-Kunststoffvorprodukten bekannt, die in ungemischtem Zustand längere Zeit lagerfähig sind und vor Anwendung in einem bestimmten Mischungsverhältnis gemischt werden müssen, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Kartusche (mit stirnseitig exzentrisch angesetzter Spritzdüse oder exzentrisch angeordnetem Spritzmund ein Folienschlauch eingelegt ist, der die zu mischende zweite Komponente im richtigen Verhältnis zur ersten Komponente enthält und der gemeinsam mit der das Restvolumen ausfüllenden ersten Komponente durch Verschieben eines am hinteren Ende der Kartusche eingesetzten Stempels dosiert aus der Kartusche entleert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kartuschen-Vorrichtung mit effizienter Raumgestaltung zu schaffen, bei der eine vollständige Entleerung des Hohlzylinders bei vergleichsweise geringem Kraftaufwand ermöglicht ist.
Für eine Kartuschen-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trennwand von einem ersten Zustand, in dem die Unterfläche entfernt der Innenmantelfläche des Hohlzylinders angeordnet ist in einen zweiten Zustand überführbar ist, in dem die Unterfläche unmittelbar an die Innenmantelfläche des Hohlzylinders angrenzt, und die Trennwand aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei das Kunststoffmaterial geeignet ist, um der Trennwand eine bistabile Formgebung zu verleihen, wobei eine erste Formgebung dem ersten Zustand und die zweite Formgebung dem zweiten Zustand entspricht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Kartuschen-Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass die Trennwand von einem ersten Zustand, in dem die Unterfläche entfernt der Innenmantelfläche des Hohlzylinders angeordnet ist in einen zweiten Zustand überführbar ist, in dem die Unterfläche unmittelbar an die Innenmantelfläche des Hohlzylinders angrenzt, und die Trennwand aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei das Kunststoffmaterial geeignet ist, um der Trennwand eine bistabile Formgebung zu verleihen, wobei eine erste Formgebung dem ersten Zustand und die zweite Formgebung dem zweiten Zustand entspricht, erreicht, dass alle Kammern innerhalb des Hohlzylinders parallel nebeneinander liegend angeordnet sind und der Kolben zum Zweck einer Entleerung aller Kammern im Wege einer axialen Bewegung in Richtung auf die Auslassöffnung zu einen Druck auf die betreffenden Substrate aller Kammern gleichzeitig ausübt, wobei die Außenmantelfläche des Kolbens teilweise entlang des Innenmantelfläche der ersten Kammer und teilweise entlang der radial verschobenen Trennwand gleitet.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Trennwand eine Oberfläche und eine Unterfläche aufweist, wobei die erste Kammer zwischen der Oberfläche der Trennwand und der Innenmantelfläche des Hohlzylinders ausgebildet ist und die zweite Kammer zwischen der Unterfläche der Trennwand und der Innenmantelfläche des Hohlzylinders ausgebildet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Fluidkommunikationsverbindung der zweiten Kammer mit der Auslassöffnung vorzugsweise als rohrförmige Fluidleitung ausgebildet, deren Außenfläche zumindest teilweise von einem peripheren Fluidkanal umgeben ist, der die Fluidkommunikationsverbindung der zweiten Kammer mit der Auslassöffnung bildet.
Des Weiteren bildet die erste Kammer in der Regel eine Hauptkammer und ist dabei größer als die eine Nebenkammer bildende zweite Kammer ausgebildet.
Die Hinterkante der Trennwand ist vorzugsweise aber nicht notwendigerweise fest mit der Innenmantelfläche des Hohlzylinders verbunden.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Kolben einen Kolbenteller enthält, dessen Außenmantelfläche dichtend an die Innenmantelfläche des Hohlzylinders angrenzt, wobei im Bereich der der Auslassöffnung nahen Stirnfläche des Kolbentellers ein Kolbenkopf mit einer mindestens teilweise konvex ausgebildeten Stoßfläche angeordnet ist. Die Stoßfläche des Kolbenkopfes ist dabei ausgebildet, um bei Bewegung des Kolbens in Richtung auf die Auslassöffnung zu die Trennwand von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu überführen.
Als Kunststoffmaterial ist für die Trennwand insbesondere ein Material aus der Gruppe der Polypropylene, Polyamide oder Polyethylene geeignet.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Trennwand einstückig mit dem Hohlzylinder ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittsansicht;
2 in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von schräg vorne.
Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Kartuschen-Vorrichtung (100) ist für eine getrennte Aufnahme und gleichzeitige Abgabe zweier zähflüssiger Substrate ausgebildet und enthält zwei getrennte Kammern (120, 130) in einem Hohlzylinder (110), wobei im Bereich einer ersten Stirnfläche (111) des Hohlzylinders (110) eine Auslassöffnung (113) zur Abgabe der Substrate und im Bereich einer zweiten Stirnfläche (112) ein in Richtung der zentralen Achse des Hohlzylinders (110) beweglich gelagerter Kolben (140) vorgesehen ist, dessen Außenmantelfläche (145) dichtend an die Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt.
Innerhalb des Hohlzylinders (110) ist eine radial verschiebliche Trennwand (150) vorgesehen, die eine erste Kammer (120) von einer zweiten Kammer (130) trennt, wobei zwei Seitenkanten (151, 152) der Trennwand (150) fest mit der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) verbunden sind und wobei im Bereich einer Vorderkante (153) der Trennwand (150) eine Fluidkommunikationsverbindung der betreffenden Kammern (120, 130) mit der Auslassöffnung (113) ausgebildet ist.
Die Trennwand (150) weist eine Oberfläche und eine Unterfläche auf, wobei die erste Kammer (120) zwischen der Oberfläche der Trennwand (150) und der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) ausgebildet ist und die zweite Kammer (130) zwischen der Unterfläche der Trennwand (150) und der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) ausgebildet ist. Die Hinterkante (154) der Trennwand (150) ist ebenfalls fest mit der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) verbunden.
Die Fluidkommunikationsverbindung der zweiten Kammer (130) mit der Auslassöffnung (113) ist als rohrförmige Fluidleitung ausgebildet, deren Außenfläche von einem peripheren Fluidkanal umgeben ist, der die Fluidkommunikationsverbindung der zweiten Kammer (130) mit der Auslassöffnung (113) bildet. Die erste Kammer (120) bildet dabei eine Hauptkammer und ist größer ausgebildet als die eine Nebenkammer bildende zweite Kammer (130).
Die Trennwand (150) ist von einem ersten Zustand, in dem die Unterfläche entfernt der Innenfläche (115) des Hohlzylinders (110) angeordnet ist mittels radialer Verschiebung in einen zweiten Zustand überführbar, in dem die Unterfläche unmittelbar an die Innenfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt.
Der Kolben (140) enthält einen Kolbenteller (141), dessen Außenmantelfläche (145) dichtend an die Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt, wobei im Bereich der der Auslassöffnung (113) nahen Stirnfläche des Kolbentellers (141) ein Kolbenkopf (142) mit einer mindestens teilweise konvex ausgebildeten Stoßfläche (143) angeordnet ist.
Die Stoßfläche (143) des Kolbenkopfes (142) ist ausgebildet, um bei Bewegung des Kolbens (140) in Richtung auf die Auslassöffnung (113) zu die Trennwand (150) von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu überführen.
Die Trennwand (150) ist aus einem elastischen Polyamid-Kunststoffmaterial hergestellt, das geeignet ist, um der Trennwand (150) eine bistabile Formgebung zu verleihen, wobei eine erste Formgebung dem ersten Zustand und die zweite Formgebung dem zweiten Zustand entspricht.
Die Trennwand (150) ist einstückig mit dem Hohlzylinder (110) ausgebildet.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims

Kartuschen-Vorrichtung (100) für die getrennte Aufnahme und gleichzeitige Abgabe zweier oder mehr zähflüssiger Substrate, die in mindestens zwei getrennten Kammern (120, 130) in einem Hohlzylinder (110) gelagert sind, wobei im Bereich einer ersten Stirnfläche (111) des Hohlzylinders (110) eine Auslassöffnung (113) zur Abgabe der Substrate und im Bereich einer zweiten Stirnfläche (112) ein in Richtung der zentralen Achse des Hohlzylinders (110) beweglich gelagerter Kolben (140) vorgesehen ist, dessen Außenmantelfläche (145) dichtend an die Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt, wobei innerhalb des Hohlzylinders (110) eine radial verschiebliche Trennwand (150) vorgesehen ist, die die erste Kammer (120) von der zweiten Kammer (130) trennt, wobei zwei Seitenkanten der Trennwand (150) fest mit Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) verbunden sind, und im Bereich einer Vorderkante (153) der Trennwand (150) eine Fluidkommunikationsverbindung der betreffenden Kammern (120, 130) mit der Auslassöffnung (113) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (150) von einem ersten Zustand, in dem die Unterfläche entfernt der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angeordnet ist in einen zweiten Zustand überführbar ist, in dem die Unterfläche unmittelbar an die Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt, und die Trennwand (150) aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei das Kunststoffmaterial geeignet ist, um der Trennwand (150) eine bistabile Formgebung zu verleihen, wobei eine erste Formgebung dem ersten Zustand und die zweite Formgebung dem zweiten Zustand entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (150) eine Oberfläche und eine Unterfläche aufweist, wobei die erste Kammer (120) zwischen der Oberfläche der Trennwand (150) und der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) ausgebildet ist und die zweite Kammer (130) zwischen der Unterfläche der Trennwand (150) und der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkommunikationsverbindung der zweiten Kammer (130) mit der Auslassöffnung (113) als rohrförmige Fluidleitung ausgebildet ist, deren Außenfläche zumindest teilweise von einem peripheren Fluidkanal umgeben ist, der die Fluidkommunikationsverbindung der zweiten Kammer (130) mit der Auslassöffnung (113) bildet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Hauptkammer bildende erste Kammer (120) größer als die eine Nebenkammer bildende zweite Kammer (130) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ebenfalls die Hinterkante (154) der Trennwand (150) fest mit der Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (140) einen Kolbenteller (141) enthält, dessen Außenmantelfläche (145) dichtend an die Innenmantelfläche (115) des Hohlzylinders (110) angrenzt, wobei im Bereich der der Auslassöffnung (113) nahen Stirnfläche des Kolbentellers (141) ein Kolbenkopf (142) mit einer mindestens teilweise konvex ausgebildeten Stoßfläche (143) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßfläche (143) des Kolbenkopfes (142) ausgebildet ist, um bei Bewegung des Kolbens (140) in Richtung auf die Auslassöffnung (113) zu die Trennwand (150) von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu überführen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial von mindestens einem Material aus der Gruppe der Polypropylene, Polyamide oder Polyethylene gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (150) einstückig mit dem Hohlzylinder (110) ausgebildet ist.