DE102017128957A1

DE102017128957A1 - Kolben und System zum luftfreien Einsetzen des Kolbens mit einem Setzwerkzeug in einen Behälter

Info

Publication number: DE102017128957A1
Application number: DE102017128957.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hans Nagel
Original assignee: 3lmed GmbH
Current assignee: 3lmed GmbH
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-06
Also published as: WO2019110635A1; DE112018003386A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1), insbesondere zur Verwendung als Ausbring- und/oder Verschlusskolben eines Behälters, mit einem Grundkörper (2), der eine mit wenigstens einer Dichtlippe (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) versehene Seitenwand (3), eine in Ausbringrichtung vordere Wand (5) und eine der vorderen Wand (5) gegenüberliegende, in Ausbringrichtung rückseitige Wand (6) aufweist. Die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) steht im unbelasteten Zustand in radialer Richtung, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig, von der Seitenwand (3) ab. Ferner ist die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) und der Grundkörper (2) einstückig ausgebildet und aus demselben Material gefertigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben, insbesondere zur Verwendung als Ausbring- und/oder Verschlusskolben eines Behälters, mit einem Grundkörper, der eine mit wenigstens einer Dichtlippe versehene Seitenwand, eine in Ausbringrichtung vordere Wand und eine der vorderen Wand gegenüberliegende, in Ausbringrichtung rückseitige Wand aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein System zum luftfreien Einsetzen des Kolbens in einen Behälter, das ein Setzwerkzeug und den Kolben umfasst sowie ein Applikationssystem mit einem Kolben und einem Behälter.
Zur Lagerung und zum Transport von Materialien oder Stoffgemischen werden, bspw. für Dentalmaterialien oder Baustoffe, häufig Behälter und Kartuschen eingesetzt, in welchen die Materialien eingefüllt und durch einen Kolben verschlossen aufbewahrt werden. Derartige Behälter und Kartuschen können auch zum Austragen der Materialien verwendet werden. Dazu wird der Kolben in dem Behälter bzw. der Kartusche in Ausbringrichtung verschoben und das Material tritt aus einem dem Kolben gegenüberliegenden Auslass aus und kann direkt verwendet (Einkomponentensystem) oder mit einer zweiten Komponente aus einem zweiten Behälter (Zweikomponentensystem) vermischt werden.
Da viele Materialien dazu neigen, mit der nach dem Befüllen des Behälters und dem Einsetzen des Kolbens in den Behälter verbleibenden Luft zu reagieren, ist man bestrebt, die Luft möglichst vollständig aus dem Behälter entweichen zu lassen. Etwaige in dem Behälter verbleibende Luft zwischen dem Kolben und dem in dem Behälter befindlichen Material wird auch deshalb als nachteilig empfunden, weil die Luft ein kompressibles Polster bildet, das die Genauigkeit der Dosierung beim Ausbringen des Materials verschlechtert.
Die verwendeten Kolben müssen in dem Behälter beweglich aufgenommen sein und die im Behälter befindlichen Materialien im Lagerzustand luftdicht von der Umgebung abschließen. Beispielsweise werden Kolben eingesetzt, die zur Abdichtung vorgespannte Elemente aufweisen, wobei der Ausbringdruck die Vorspannkraft nicht übersteigt, so dass eine Undichtigkeit beim Ausbringen der Materialien nicht auftritt. Nachteilhaft ist daran, dass auch beim langsamen Ausbringen der Materialien eine hohe Reibung auftritt. Dadurch wird, insbesondere bei manueller Betätigung, die zum Ausbringen benötigte Kraft so hoch, dass eine genaue Dosierung der ausgetragenen Menge erschwert wird. Üblicherweise werden daher Dichtlippen und/oder Elastomerringe vorgesehen und derart angebracht, dass in Ruhelage des Kolbens nur ein geringer Anpressdruck zur Innenwand besteht, aber ein Verschieben des Kolbens auf die Materialien, und ein dadurch entstehender Druck, den Anpressdruck der Dichtung auf die Wand erhöht. Dies wird bei Verwendung von Dichtlippen üblicherweise dadurch erreicht, dass die Dichtlippe seitlich vom Kolben und in Ausbringrichtung wegragt. Bei der Verwendung von Elastomerdichtungen werden diese so eingebaut, dass ein unter Druck stehendes Material diese in Längsrichtung komprimiert. In beiden Fällen steigt mit dem Materialdruck die Kraft, die das Dichtelement radial auf die Behälterwand ausübt. Solche Kolben werden auch bei sehr hohen Drucken nicht undicht. Typischerweise versagt so eine Anordnung erst beim Platzen des Behälters.
Für ein im Wesentlichen luftfreies Einsetzen der luftundurchlässigen Kolben und damit verbundenem Abfüllen der Materialien gibt es mehrere Möglichkeiten.
Beispielsweise kann zuerst der Kolben in den Behälter eingeführt werden und bis zum Auslass vorgeschoben werden. Anschließend wird das Material durch den Auslass eingepresst und schiebt dabei den Kolben von diesem weg. Bei diesem Verfahren wird typischerweise das Einsetzen des Kolbens und die Abfüllung des Materials im Vakuum vorgenommen, da sonst die vor dem Kolben befindliche Luft zwischen Material und Kolben eingeschlossen wird. Bei Kartuschen, deren Auslass zugeschmolzen wird und welche erst vom Anwender geöffnet werden, ist eine Abfüllung der Materialien durch den Auslass naturgemäß nicht möglich, so dass das beschriebene Verfahren zur Abfüllung der Materialien für solche Kartuschen ausscheidet.
In einem weiteren Verfahren wird zunächst das Material in den Behälter eingefüllt und anschließend der Luftraum im Zylinder und der Raum dahinter zu dem bereitgestellten Kolben evakuiert. Danach wird der Kolben bis zum Material vorgeschoben. Sobald der Kolben das hintere Ende des Materials erreicht, dichtet er ab. Dabei wird allerdings bei weniger gutem Vakuum Luft zwischen Material und Kolben im Behälter verdichtet und verbleibt in der Kartusche. Die Luft lässt sich dabei nur dann auf ein akzeptables Minimum reduzieren, wenn das Material den Behälter so vollständig ausfüllt, dass der Kolben unmittelbar das Material berührt. Schwankungen in der Füllhöhe können jedoch dazu fuhren, dass das Material auf die Rückseite des Kolbens gerät und die Kartusche verschmutzt. Alternativ wird in technisch aufwendiger Weise das Vakuum derart verbessert, dass die verdichtete Luft vernachlässigt werden kann. Ein hohes Vakuum kann aber zu Ausgasungen und damit zu Blasenbildung in den Materialien führen, so dass das Einsetzen des Kolbens einen Unterdruck im Behälter erzeugt, was ein Eindiffundieren von Umgebungsluft während der Lagerung begünstigt und damit die Lagerstabilität verschlechtert. Außerdem kann das beschriebene Ausgasen die Materialien destabilisieren, indem beispielsweise Sauerstoff entfernt wird, der insbesondere in polymerisierbaren Komponenten die Lagerstabilität erhöht. Jedenfalls sind ein Einsetzen des Kolbens und ein Abfüllen der Materialien im Vakuum meist mit einer hohen Belastung für die Materialien verbunden. Ferner ist das Arbeiten im Vakuum technisch aufwendig und zeitintensiv und erhöht dadurch die Produktionskosten deutlich.
Aufgrund der beschriebenen Problematik und der einfachen Umsetzbarkeit, wird daher oftmals ohne Vakuum gearbeitet. Dazu wird das Material zunächst in den Behälter eingefüllt. Um den Kolben von der dem Auslass abgewandten Seite in den Behälter einzuschieben, ist es notwendig, die Luft im Behälter entweichen zu lassen, da diese andernfalls eingeschlossen wird, was es ja zu vermeiden gilt. Dazu können Kolben eingesetzt werden, deren Dichtungen unter Druck undicht werden und daher die Luft beim Einschieben entweichen lassen. Diese Kolben können selbstverständlich unter erhöhten Austragsdrücken keine ausreichende Abdichtung bereitstellen und sind für längere Lagerzeiten und luftempfindliche Materialien ungeeignet. Aufgrund der geringen Kosten, werden solche Kolben dennoch bei sehr günstigen Masseprodukten wie Einkomponenten-Fugenmassen und Montageklebern durchaus verwendet.
Als Alternative dazu kann eine Entlüftungsöffnung im Kolben vorgesehen sein. Ein Kolben mit Entlüftungsöffnung ist beispielsweise in der WO 2012/055921 A1 offenbart. Solche Kolben sind zwar ausreichend dicht und erlauben eine praktisch vollständige Entlüftung, allerdings ist deren Aufbau durchaus komplex, so dass relativ hohe Fertigungskosten anfallen.
Eine weitere gängige Lösung zum Entweichen der Luft beim Einsetzen des Kolbens besteht darin, einen Draht oder ein dünnes Rohr zwischen Dichtung des Kolbens und der Innenwand des Behälters einzuklemmen. Durch die so herbeigeführte Undichtigkeit kann die Luft während des Vorschiebens des Kolbens zum Material entweichen. Anschließend wird der Draht oder das Rohr herausgezogen. Allerdings wird dabei die Dichtung derart beansprucht, dass keine ausreichende Abdichtung nach Herausziehen des Drahtes oder des Rohrs erreicht wird. Kolben, die auf diese Weise eingesetzt werden, werden daher mit zusätzlichen Dichtungen, beispielsweise einem Elastomerring, versehen, der jedoch relativ teuer ist und eine hohe Reibung erzeugt, was das Ausbringen der Materialien durch den Anwender erschwert. Ferner hinterlässt der Draht oder das Rohr oftmals Beschädigungen an der Behälterinnenwand, die zu einer Undichtigkeit führen. Um eine solche Undichtigkeit zu vermeiden werden daher Dichtungen verwendet, die einen hohen Anpressdruck auf die Behälterinnenwand aufweisen, sodass auch eine Beschädigung an der Dichtung oder der Behälterinnenwand keine Undichtigkeit erzeugt.
Dies führt zwar zu einer ausreichenden Abdichtung sowohl im Lagerzustand als auch beim Austragen von Materialien aus dem Behälter, jedoch sind die entsprechenden Kolben relativ aufwendig herzustellen und daher teuer. Ferner ist der Anpressdruck auf die Behälterinnenwand so hoch, dass beim Beginn des Austragens der Materialien aus dem Behälter ein hohes Lochbrechmoment erzeugt wird. Das Lochbrechmoment, also der initiale Impuls, der beim Bewegen des Kolben aus der im Lagerzustand des Behälters eingenommenen Position in Ausbringrichtung der Materialien entsteht, führt zu einem ruckartigen Vorstoßen des Kolbens in Ausbringrichtung. Dadurch kommt es zu unkontrolliertem Austragen eines zu großen Anteils des in dem Behälter gelagerten Materials. Dies führt regelmäßig dazu, dass ein nicht unerheblicher Anteil des Materials separat ausgetragen und verworfen werden muss, um eine Überdosierung an dem eigentlichen Einsatzort des Materials zu vermeiden. Insbesondere für hochpreisige und in kleinen Mengen vorliegende Materialien, bspw. im Medizin- oder Dentalbereich, ist das Verwerfen des Materials unerwünscht, sodass die bekannten Kolben in Hinblick auf die Kosten und Bedienungsfreundlichkeit nachteilhaft sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kolben bereitzustellen, der kostengünstig hergestellt werden kann, ein geringes Lochbrechmoment aufweist und trotzdem eine ausreichende Abdichtung sowohl im Lagerzustand als auch beim Austragen ermöglicht, so dass die oben beschriebenen Nachteile nicht auftreten. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kolbens, der einfach zu entlüften ist.
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Kolben, insbesondere zur Verwendung als Ausbring- und/oder Verschlusskolben eines Behälters, dadurch gelöst, dass der Kolben einen Grundkörper, eine mit wenigstens einer Dichtlippe versehene Seitenwand, eine in Ausbringrichtung vordere Wand und eine der vorderen Wand gegenüberliegende, in Ausbringrichtung rückseitige Wand aufweist. Die wenigstens eine Dichtlippe steht im unbelasteten Zustand in radialer Richtung, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig, von der Seitenwand ab. Mit anderen Worten schließen die Seitenwand und die wenigstens eine Dichtlippe im unbelasteten Zustand vorzugsweise einen Winkel von 90° ± 10° ein, wobei dieser Winkel insbesondere durch eine Verschwenkung, beispielsweise durch eine Belastung der Dichtlippe, veränderbar ist. Erfindungsgemäß ist wesentlich, dass die wenigstens eine Dichtlippe und der Grundkörper einstückig ausgebildet sind.
Im Folgenden kann, wenn von einer Dichtlippe gesprochen wird, immer auch die Mehrzahl gemeint sein.
Mit einer einstückigen Ausführung des Grundkörpers mit der wenigstens einen Dichtlippe ist jede Ausgestaltung gemeint, in welcher der Grundkörper und die Dichtlippe in einem Fertigungsschritt ausgebildet werden. Dies kann beispielsweise im Spritzgussverfahren bewerkstelligt werden, wobei für Grundkörper und Dichtlippe dasselbe Material vorgesehen wird. Mit anderen Worten weist eine einstückige Ausführung des Grundkörpers mit der wenigstens einen Dichtlippe keinen Fertigungsschritt auf, in welchem ein Zusammenfügen von Grundkörper und Dichtlippe erfolgt, sodass insbesondere keine Naht zwischen Grundkörper und Dichtlippe ausgebildet ist.
Überraschenderweise wird mit einem Kolben mit einer einstückigen Ausführung von Grundkörper und wenigstens einer Dichtlippe sowie einem radialen Abstehen der Dichtlippe von der Seitenwand eine ausreichende Abdichtung in einem Behälter bereitgestellt. Dies lässt sich vermutlich dadurch erklären, dass die radial abstehende Dichtlippe in dem Behälter eine geringe Aufweitung des Behälters an derjenigen Stelle bewirkt, an der die Dichtlippe auf die Behälterinnenwand drückt, sodass bereits eine Dichtlippe eine ausreichende Abdichtung im Lagerzustand bewirkt.
Erfindungsgemäß ragt die wenigstens eine Dichtlippe über den Grundkörper in radialer Richtung hinaus. Insbesondere ist das Verhältnis radialen Durchmessers des Grundkörpers d_G zu dem Durchmesser von Grundkörper mit Dichtlippe d_DL 0,7 bis 0,95. Das heißt d_G/d_DL ist 0,7 bis 0,95, vorzugsweise 0,75 bis 0,9, besonders bevorzugt 0,85 ± 0,05. Dabei beziehen sich diese Angaben auf einen radialen Querschnitt der die Dichtlippe in unbelastetem Zustand und den Grundkörper umfasst.
Es ist bevorzugt, wenn das Material für den Grundkörper und die Dichtlippe ein Elastizitätsmodul zwischen 0,1 und 10 GPa, vorzugsweise 0,1 bis 5 GPa, besonders bevorzugt 0,5 bis 4 GPa, aufweist. Bevorzugt sind Thermoplaste, die sich für Spritzguss eignen, günstige Gleiteigenschaften und eine geringe Permeabilität für die abzudichtenden Substanzen haben. Die Kolben können auch gefräst werden oder die gewünschte Form wird durch Aufrollen erzeugt. Polyoxymethylen (POM), Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) sind zur Herstellung erfindungsgemäßer Kolben geeignet. Die Aufzählung ist nicht erschöpfend.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Dichtlippe in Richtung der vorderen Wand verschwenkbar. Dadurch kann die Dichtlippe in eine Stellung verschwenkt werden, die beim Austragen von Material aus dem Behälter zu einem ansteigenden Anpressdruck an die Behälterinnenwand führt und so ein vollständiges Abdichten auch unter hoher Druckbelastung sicherstellt. Mit anderen Worten führt beim Austragen die auftretende Druckbeaufschlagung durch die Materialien zum Aufspreitzen bzw. Aufweiten der Dichtlippe, da der Innendruck im Behälter ansteigt. Das führt dazu, dass auch bei höchster Druckbelastung keine Undichtigkeit auftritt. Es ist insbesondere bevorzugt, wenn die Dichtlippe in Richtung der vorderen Wand verschwenkt ist, wobei es weiter bevorzugt ist, wenn dabei der Kolben in einem Behälter verschiebbar gelagert ist. Da die wenigstens eine Dichtlippe jedoch im unbelasteten Zustand, insbesondere rechtwinklig, von der Seitenwand radial absteht, kann auch im Lagerzustand, in welchem der Kolben den Behälter unter geringerem Druck abdichtet, eine ausreichende Dichtung erhalten werden.
Bei einer solchen in Richtung der vorderen Wand verschwenkbaren Dichtlippe lassen sich daher zwei bestimmte Zustände bzw. Positionen der Dichtlippe bzw. des Kolbens definieren, die mit einer unterschiedlichen Ausrichtung und einer unterschiedlichen Funktionalität der Dichtlippe verknüpft sind. Wie oben ausgeführt, stellt die radial abstehende Dichtlippe im Lagerzustand bereits eine ausreichende Abdichtung bereit, da diese zu einer minimalen Aufweitung der Behälterinnenwand und damit zu einer ausreichenden Dichtigkeit führt. Durch eine Verschwenkung in Richtung der vorderen Wand kann die Dichtlippe allerdings auch einen beim Austragen der Materialien auftretenden hohen Innendruck auffangen.
In Weiterführung dieses Gedankens ist die wenigstens eine Dichtlippe kraftschlüssig verschwenkbar. Eine solche kraftschlüssige Verformung bzw. Verschwenkung der Dichtlippe meint, dass die Dichtlippe beim Einsetzen in den Behälter plastisch verformbar sein kann, jedoch im Behälter selbst eine elastische Verformung erlaubt, welche eine Anpresskraft an die Behälterinnenwand und damit eine Abdichtung bereitstellt.
Mit anderen Worten ist die Dichtlippe bei hohen Krafteinwirkungen und Verschwenkungen zwischen 5° und 70°, insbesondere 10° bis 30°, plastisch verformbar. Solche Krafteinwirkungen und Verschwenkungen können insbesondere beim Einsetzen in den Behälter auf die Dichtlippe einwirken. Gleichzeitig ist die Dichtlippe bei niedrigen Krafteinwirkungen und Verschwenkungen unterhalb von 70°, insbesondere unterhalb von 31°, elastisch verformbar, sodass ein Kraftschluss zwischen der Dichtlippe und der Behälterinnenwand erfolgt. In dieser bevorzugten Ausgestaltung kann die Dichtlippe daher viskoelastisch sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vor und/oder hinter der wenigstens einen Dichtlippe wenigstens ein in radialer Richtung von der Seitenwand wegragender Stützring ausgebildet. Dabei kann der wenigstens eine Stützring als einfache, radiale Erhöhung in der Seitenwand ausgebildet sein oder stegförming in radialer Richtung von der Seitenwand wegragen. Vorzugsweise grenzt der Stützring an die wenigstens eine Dichtlippe an. Damit kann die Dichtlippe verstärkt und der der Anpressdruck der Dichtlippe an die Behälterinnenwand im Lagerzustand erhöht werden.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Stützring derart ausgestaltet, dass der Grundkörper zusammen mit dem Stützring einen maximalen radialen Außendurchmesser aufweist, der kleiner oder gleich als der Innendurchmesser des Behälters ist. Ist der maximale radiale Außendurchmesser nur geringfügig, beispielsweis um weniger als 0,5 mm, vorzugsweise etwa 0,2 mm, kleiner als der Innendurchmesser des Behälters, zentriert der Stützring den Kolben im Behälter und verhindert ein Verkippen und damit ein Blockieren des Kolbens beim Ausbringen einer innerhalb des Behälters gelagerten Masse.
Dabei kann das Verhältnis des radialen Durchmessers des Grundkörpers d_G zu dem Durchmesser von Grundkörper mit Stützring d_GS 0,8 bis 0,99. Das heißt d_G/d_GS ist 0,8 bis 0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,97, besonders bevorzugt 0,9 ± 0,05. Dabei beziehen sich diese Angaben auf einen radialen Querschnitt an der Stelle des Grundkörpers, welche den Stützring umfasst.
Wird der wenigstens eine Stützring in Austragsrichtung vor der wenigstens einen Dichtlippe ausgebildet, stabilisiert der Stützring bereits beim Einsetzen des Kolbens in den Behälter, so dass eine besonders gute Zentrierung und Führung des Kolbens erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der wenigstens eine Stützring abgeschrägt und/oder abgerundet. Dies erlaubt eine genaue Abstimmung und Optimierung des Raumes zwischen Behälterinnenwand und jeweiligem Stützring.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die wenigstens eine Dichtlippe an dem von der Seitenwand wegragenden Ende abgeschrägt ist. Die Enden der wenigstens einenDichtlippe sind dabei insbesondere so abgeschrägt, dass die Kontaktfläche der Dichtlippe zur Behälterinnenwand vergrößert wird. Mit anderen Worten fluchtet das Ende der Dichtlippe in axialer Richtung mit der Behälterinnenwand, wenn der Kolben in dem Behälter eingesetzt ist. Da so die Kontaktfläche erhöht werden kann, erlaubt das abgeschrägte Ende der Dichtlippe eine Verbesserung der Abdichtung, ohne dass der Anpressdruck auf die Behälterinnenwand deutlich erhöht wird. Damit wird eine verbesserte Abdichtung erhalten und gleichzeitig die Reibung und damit die Ausbringkraft nicht oder nur geringfügig erhöht.
In Weiterentwicklung dieses Gedankens ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Dichtlippe in Richtung der vorderen Wand abgeschrägt ist. Mit anderen Worten steigt die Länge, d.h. die radiale Ausdehnung von der Seitenwand des Kolbens, der wenigstens einen Dichtlippe entgegen der Ausbringrichtung an.
Als Alternative dazu ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Dichtlippe in Richtung der rückseitigen Wand abgeschrägt ist. Mit anderen Worten sinkt die Länge der Dichtlippe entgegen der Ausbringrichtung. Mit Länge wird wiederum die radiale Ausdehnung der Dichtlippe von der Seitenwand des Kolbens bezeichnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die wenigstens eine Dichtlippe an dem an der Seitenwand angebrachten Anfang in axialer Richtung breiter als an dem von der Seitenwand wegragenden Ende der Dichtlippe. Dies erlaubt es, eine stabile Anbringung der wenigstens einen Dichtlippe an der Seitenwand des Kolbens zu erreichen und gleichzeitig im radial äußeren Bereich eine geringe axiale Breite der jeweiligen Dichtlippe vorzusehen, so dass die Dichtlippen im radial äußeren Bereich deutlich flexibler ausgestaltet sind als am radial inliegenden Anfangsbereich. Dadurch kann die Reibung zwischen der Behälterinnenwand und dem darin eingesetzten Kolben sowie die Ausbringkraft verringert werden.
Es hat sich weiterhin als günstig herausgestellt, wenn das Verhältnis der radialen Länge zur axialen Breite der wenigstens einen Dichtlippe 1 bis 9, vorzugsweise 3 bis 7 und besonders bevorzugt 5 ± 1 beträgt. In diesem Bereich wurde ein guter Kompromiss zwischen ausreichender Abdichtung und Flexibilität der jeweiligen Dichtlippen gefunden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Kolben in einem Behälter verschiebbar gelagert, also montiert. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens eine Dichtlippe die Behälterinnenwandung kontaktiert. Durch die Kontaktfläche zwischen Dichtlippe und Behälterinnenwandung wird eine Abdichtung des Behälterinnenraums erreicht. Daher ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Dichtlippe über ihren gesamten Umfang die Behälterinnenwandung kontaktiert oder berührt.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Dichtlippen vorgesehen sind, die im unbelasteten Zustand radial von der Seitenwand wegstehen. Damit lassen sich die Dichtlippen in eine in Ausbringrichtung vordere und eine in Ausbringrichtung hintere Dichtlippe unterteilen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die hintere Dichtlippe in Richtung der vorderen Wand verschwenkbar und die vordere in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkbar.
In dieser bevorzugten Ausführungsform werden der vorderen und der hinteren Dichtlippe unterschiedliche Funktionen zugewiesen. Während die vordere Dichtlippe in nach hinten verschwenkter Position eine Entlüftung eines Behälters erlaubt, erreicht die hintere Dichtlippe eine Abdichtung gegenüber der Umgebungsluft.
Die Entlüftung wird durch das erfindungsgemäße Verschwenken bzw. Umstülpen der vorderen Dichtlippe ermöglicht, welche vorzugsweise die in Ausbringrichtung vorderste Dichtlippe ist. Dabei kann der in Ausbringrichtung vor dem Kolben und der vorderen Dichtlippe liegende Raum entlüftet werden, wozu über die vordere Dichtlippe eine Strömungsverbindung zwischen dem vor der vorderen Dichtlippe liegenden Raum und dem hinter der vorderen Dichtlippe liegenden Raum hergestellt wird. Dabei sind die Positionsangaben „vor“ und „hinter“ jeweils in Ausbringrichtung zu verstehen.
Beim Entlüften ist vorgesehen, dass eine Undichtigkeit der vorderen Dichtlippe durch deren Verschwenkbarkeit erreicht wird, so dass ein erfindungsgemäßer Kolben auch ohne ein zusätzliches Entlüftungsventil oder ein Rohr bzw. einen Draht beim Einsetzen in einen Behälter dessen Innenraum entlüften kann. Mit anderen Worten ist die vordere Dichtlippe auch noch im Behälter verschwenkbar, wozu es erforderlich sein kann, die radiale Ausdehnung der vorderen Dichtlippe an die Innenkontur des Behälters anzupassen oder nur ein sehr geringes Übermaß vorzusehen. Die vordere Dichtlippe ist beim Entlüften vorzugsweise in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkt und kann daher bereits bei geringem Druck auf die vordere Dichtlippe in radialer Richtung und zur Seitenwand des Kolbens hin schwenken und so eine Entlüftungsöffnung freigeben.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Kolben in einem Behälter verschiebbar gelagert ist und die vordere Dichtlippe aus der im unbelasteten Zustand radial von der Seitenwand wegstehenden Ausrichtung in Richtung der vorderen Wand oder in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkt ist. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist die hintere Dichtlippe aus der im unbelasteten Zustand radial von der Seitenwand wegstehenden Ausrichtung in Richtung der vorderen Wand verschwenkt. Die genannten verschwenkten Positionen der vorderen und/oder hinteren Dichtlippe sind insbesondere dann bevorzugt, wenn der Kolben in einem Behälter verschiebbar gelagert ist.
Die Abdichtung durch die hintere Dichtlippe wird insbesondere dadurch unterstützt, dass in einer bevorzugten Ausgestaltung die hintere Dichtlippe in einem Behälter beim Einsetzen des Kolbens in den Behälter in Ausbringrichtung und damit in Richtung der vorderen Wand verschwenkt ist. In dieser Position, die insbesondere einen inneren Winkel zwischen der Seitenwand des Kolbens und der hinteren Dichtlippe von 30 bis 60°, vorzugsweise 45° ± 5°, einschließt, weist die hintere Dichtlippe in Richtung der vorderen Wand des Kolbens, so dass ein auf die vordere Wand und auf die hintere Dichtlippe wirkender Druck die Dichtlippe radial nach außen und an eine Behälterinnenwand drückt. Eine solche Stellung erlaubt eine sehr gute Abdichtung gegenüber der Umgebung auch bei hohem Austragsdruck. Daher ist es bevorzugt, wenn die hintere Dichtlippe in dieser Stellung verbleibt.
In Weiterführung dieses Gedankens ist es vorgesehen, dass die vordere Dichtlippe beim Einsetzen des Kolbens in den Behälter, erst innerhalb des Behälters in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkt wird. Dies vereinfacht das Einsetzen des Kolbens in den Behälter. Ferner erlaubt diese Ausgestaltung, dass ein Teil der aus dem Behälterinnenraum über die vordere Dichtlippe entfernten Luft zwischen der vorderen und der hinteren Dichtlippe eingeschlossen werden kann. Dies ist deshalb von Vorteil, da die dort eingeschlossene Luft einen leichten Überdruck aufweisen kann und so ein Eindringen von Umgebungsluft besonders zuverlässig verhindert. Daher wird für diesen Fall, in dem die vordere Dichtlippe im Behälter in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkt und die hintere Dichtlippe im Behälter in Richtung der vorderen Wand verschwenkt ist, eine besonders gute Abdichtung gegenüber der Umgebung erhalten, selbst wenn es während der Lagerung zu Temperatur- und/oder Druckschwankungen kommt.
Es ist bevorzugt, wenn der Abstand entlang der Seitenwand der vorderen Dichtlippe zu der nächstliegenden hinteren Dichtlippe kleiner ist als die Summe der jeweiligen radialen Längen der vorderen und hinteren Dichtlippe. Als radiale Länge der vorderen bzw. hinteren Dichtlippe wird die radiale Ausdehnung der Dichtlippe von der Seitenwand des Kolbens aus verstanden. Mit anderen Worten ist der Abstand der vorderen und hinteren Dichtlippe zueinander kleiner als die Summe der jeweiligen Abstände der von der Seitenwand wegragenden Enden der Dichtlippen zu der radialen Außenkontur der Seitenwand des Kolbens. Dadurch wird bei einer Verschwenkung der Dichtlippen zueinander, insbesondere wenn die vordere Dichtlippe in Richtung der rückseitigen Wand und die hintere Dichtlippe in Richtung der vorderen Wand verschwenkt wird, eine gegenseitige Verspannung der Dichtlippen erreicht, die den Anpressdruck der Dichtlippen an eine Behälterinnenwand erhöht. Der sich einstellende Anpressdruck ist dabei durch Auswahl der Länge, des Abstands und der axialen Dicke der Dichtlippen einstellbar. Je nach konkreter Auswahl lassen sich durch diese bevorzugte Ausgestaltung Dichtigkeiten erreichen, die mit denen eines herkömmlichen Gummirings vergleichbar sind. Allerdings wird in diesem Fall auch die Reibung der Dichtlippen an der Behälterinnenwand erhöht, so dass die zum Ausbringen eines Materials aus dem Behälter aufzuwendende Kraft deutlich ansteigt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass unmittelbar hinter, d.h. in Richtung der rückseitigen Wand des Kolbens, der vorderen Dichtlippe eine Vertiefung in der Seitenwand vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist der radiale Durchmesser des Grundkörpers des Kolbens unmittelbar hinter der vorderen Dichtlippe verkleinert. Es ist dabei bevorzugt, wenn die Vertiefung sich in axialer Richtung nur über einen Teilbereich des Grundkörpers erstreckt und insbesondere eine axiale Ausdehnung von 150% bis 50% der Länge der vorderen Dichtlippe aufweist. Durch die Vertiefung wird das Verschwenken der Dichtlippe, insbesondere in Richtung der rückseitigen Wand, vereinfacht und so das Entlüften erleichtert.
Die Erfindung betrifft ferner ein System aus einem Setzwerkzeug zum Einsetzen eines erfindungsgemäßen Kolbens in einen Behälter, der eine Innenkontur aufweist, insbesondere einen Behälter einer Austragskartusche, und einem oben beschriebenen Kolben.
Das Setzwerkzeug weist einen in den Behälter einsetzbaren Einsetzabschnitt mit einer an die Innenkontur des Behälters angepassten Außenkontur auf, wobei innerhalb des Einsetzabschnitts eine wenigstens einseitig mit einer Öffnung zum Einsetzen und Auswerfen des Kolbens versehene Kolbenaufnahme mit einer an eine durch die vordere und die hintere Dichtlippe gebildete Außenkontur des Kolbens angepassten Innenkontur vorgesehen ist. Das Setzwerkzeug weist ferner eine Einrichtung zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung zwischen dem Einsetzabschnitt und dem in der Kolbenaufnahme aufgenommenen Kolben auf.
Ein solches System erlaubt es die erfindungsgemäßen Kolben luftfrei in einen Behälter einzusetzen, so dass keinerlei Verletzung oder dauerhafte Verformung der Dichtlippen auftritt und daher auch ein hohe Lagerstabilität der abgefüllten Materialien und eine gute Abdichtung gegenüber der Umgebung erreicht wird. Insbesondere wird der Kolben an keiner Stelle ungleichmäßig verformt. Ebenso wird der Behälter, in den der Kolben eingesetzt wird, an keiner Stelle beschädigt oder ungleichmäßig belastet, so dass sich keine Undichtigkeiten ergeben.
Die Kolbenaufnahme hat eine an die Außenkonturen des Kolbens angepassten Innenkontur. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Außenkontur des Kolbens und dessen Außendurchmesser kleiner oder gleich der Innenkontur und dessen Innendurchmesser der Kolbenaufnahme ausgestaltet sind, da die vordere und die hintere Dichtlippe des Kolbens auch im Vergleich zur Kolbenaufnahme ein oben beschriebenes Übermaß aufweisen und der Kolben unter einer kraftschlüssigen, bzw. palastisch/elastischen oder viskoelastischen, Verformung in die Kolbenaufnahme eingesetzt wird und dabei die jeweiligen Dichtlippen verschwenkt werden.
Schließlich weist das Setzwerkzeug eine Einrichtung zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung zwischen dem Einsetzabschnitt und einem in der Kolbenaufnahme aufgenommenen Kolben auf. Die Einrichtung zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung ist im einfachsten Fall ein Auswerferstößel, der durch den Einsetzabschnitt hindurch den Kolben aus der Kolbenaufnahme auswerfen kann. Da der Kolben in einer bevorzugten Variante auf ein im Behälter vorhandenes flüssiges oder pastöses Material aufgesetzt wird, ist es jedoch bevorzugt, wenn der Auswerferstößel den Kolben axial zum Behälter und damit zum Material festhält, während der Einsetzabschnitt aus dem Behälter herausgezogen wird. Bei manueller Ausführung wird diese Bewegung insbesondere dadurch erleichtert, dass am Auswerferstößel und/oder am Einsetzabschnitt Haltegriffe vorgesehen werden, die Halterung in Automaten wird anders ausgeführt sein.
Alternativ dazu kann an dem Einsetzabschnitt selbst eine Einrichtung zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung zwischen dem Einsetzabschnitt und dem Kolben vorgesehen werden. Beispielsweise ist es möglich, den Einsetzabschnitt und/oder die Wände der Kolbenaufnahme in axialer Richtung entgegen der Einsetzrichtung des Setzwerkzeugs in den Behälter weggleiten zu lassen, und eine Mitbewegung des Kolbens durch einem Anschlag am Setzwerkzeug oder ähnliches zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Kolbenaufnahme des Setzwerkzeugs eine Wandstärke von 0,02 mm bis 0,5 mm, bevorzugt 0,05 mm bis 0,25 mm, insbesondere 0,15 mm ± 0,05 mm, auf. Insbesondere ist die Wandstärke in Abhängigkeit des Materials zu wählen, das für die Herstellung des Setzwerkzeugs verwendet wird. Bei einem Material mit hoher Steifigkeit, beispielsweise Stahl, Aluminium, Titan und/oder faserverstärkten Verbundstoffen, können geringere Wandstärken erreicht werden, ohne dass es zu einer Verformung des Setzwerkzeugs bei der Verwendung in einem oben beschriebenen Verfahren kommt. Gleichzeitig ist bei geringen Wandstärken, insbesondere im Bereich 0,05 mm bis 0,25 mm, von Vorteil, dass der Kolben bzw. dessen Dichtung nicht unnötig stark beim Einsetzen in das Setzwerkzeug bzw. innerhalb desselben verformt wird.
Alternativ oder in Ergänzung dazu ist es bevorzugt, wenn die Wandstärke relativ zum Innen- und Außendurchmesser der Kolbenaufnahme ausgewählt wird. Dadurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass größere Setzwerkzeuge regelmäßig höhere Wandstärken benötigen, um die für die Anwendung der Setzwerkzeuge erforderliche Stabilität bereitzustellen. Insbesondere ist es daher bevorzugt, wenn das Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser der Kolbenaufnahme 95% bis 99,9%, vorzugsweise 97% bis 99,5%, besonders bevorzugt 99% ± 0,5%, beträgt. Innerhalb dieser Verhältnisse wird ein ausgewogenes Verhältnis zwischen möglichst geringer Wandstärke und möglichst hoher Steifigkeit des Setzwerkzeugs erhalten.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Kolbenaufnahme auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite in axialer Richtung durch einen Anschlag begrenzt wird. Dieser Anschlag verhindert ein Einsetzen des Kolbens in das Setzwerkzeug über die Kolbenaufnahme hinaus. Daher ist es besonders bevorzugt, wenn die axiale Länge der durch den Anschlag begrenzten Kolbenaufnahme an die axiale Ausdehnung des Kolbens angepasst ist, so dass der Kolben nicht weiter als notwendig in das Setzwerkzeug hineinragt. Das Setzwerkzeug kann so kompakter ausgestaltet werden.
Es ist Alternativ möglich die Kolbenaufnahme in axialer Richtung kürzer als die axiale Ausdehnung des Kolbens auszugestalten. Dabei kann der Kolben nicht vollständig von der Kolbenaufnahme aufgenommen werden, sodass eine in Ausbringrichtung vordere Dichtlippe der Dichtung des Kolbens nicht im Setzwerkzeug verformt wird, während eine in Ausbringrichtung hintere Dichtlippe in der Kolbenaufnahme des Setzwerkzeugs verformt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Setzwerkzeugs, ist die Außenkontur des Einsetzabschnitts derart an die Innenkontur des Behälters angepasst, dass zwischen der Außenkontur des Einsetzabschnitts und der Innenkontur des Behälters eine Entlüftungsöffnung ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ist die einfachste Variante für eine Entlüftungsöffnung, welcher auf diese Weise um den Einsetzabschnitt umlaufend ausgestaltet ist. Da durch die Entlüftungsöffnung lediglich niedrigviskose Luft geleitet werden soll, ist es in der Regel ausreichend, wenn das Setzwerkzeug so in den Behälter einsetzbar ist, dass der Innendurchmesser des Behälters größer oder gleich dem Außendurchmesser des Einsetzabschnitts des Setzwerkzeugs ist. In diesem Fall wird die wenigstens eine Entlüftungsöffnung durch Rauigkeiten und Unebenheiten auf der Innenkontur des Behälters und/oder der Außenkontur des Setzwerkzeugs gebildet.
Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß ausreichend, dass der Einsetzabschnitt in den Behälter einsetzbar ist, wodurch bereits zumindest eine Entlüftungsöffnung ausgebildet wird. Weitere, allerdings konstruktionsbedingt aufwendigere Varianten, können Vertiefungen auf der Außenkontur des Einsetzabschnitts vorsehen, die sich in axialer Richtung entlang des Einsetzabschnitts erstrecken und die Luft aus dem Behälter führen. Es ist in diesem Zusammenhang ferner bevorzugt, wenn das Setzwerkzeug beim Einsetzen des Einsetzabschnitts in den Behälter keine Aufweitung desselben erzeugt, da dies zu einer Verformung der Innenkontur des Behälters und/oder der Außenkontur des Einsetzabschnitts führen kann, sodass eine Abdichtung zwischen Behälter und Einsetzabschnitt resultiert und eine Entlüftung durch die wenigstens eine Entlüftungsöffnung erschwert wird.
In einer weiteren bevorzugten Variante weist das Setzwerkzeug zusätzlich einen relativ zu dem Einsetzabschnitt bewegbaren Verformungstrichter mit einer konisch zulaufenden Öffnung auf. Dabei ist der Innendurchmesser des Verformungstrichters kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Innenkontur der Kolbenaufnahme. Durch die konisch zulaufende Öffnung des Verformungstrichters wird ein Einschieben des Kolbens in den Verformungstrichter erleichtert. Ferner wird sichergestellt, dass die Verformung der Dichtung des Kolbens gleichmäßig über den gesamten Umfang erfolgt. Durch diese Abstimmung des Innendurchmessers des Verformungstrichters, insbesondere des kleinsten Innendurchmessers des Verformungstrichters, an den Innendurchmesser der Kolbenaufnahme, wird sichergestellt, dass der Kolben einfach vom Verformungstrichter in die Kolbenaufnahme überführt werden kann. Ferner wird eine Beschädigung der Dichtung des Kolbens beim Übergang vom Verformungstrichter in die Kolbenaufnahme vermieden.
In Weiterentwicklung des Verformungstrichters ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verformungstrichter einen Anschlag aufweist, der sich hinter der Kolbenaufnahme, insbesondere an dem dickwandigen Teil, des Setzwerkzeuges abstützt. Dadurch kann vermieden werden, dass hohe axiale Kräfte beim Durchschieben des Kolbens auf den dünnwandigen und daher messerartig scharfen vorderen Rand der Kolbenaufnahme übertragen werden. Dies erhöht die Standfestigkeit des Setzwerkzeugs erheblich. Vorzugsweise entspricht die radiale Breite des Anschlags der Wandstärke der Kolbenaufnahme. Dadurch kann der Verformungstrichter einfach auf die Kolbenaufnahme aufgesetzt und axial in einer Richtung gehalten werden.
In einer bevorzugten Variante ist der Verformungstrichter mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt, weist also mehrere Teile, bspw. Backen, auf, die zusammengefügt den Verformungstrichter bilden. In einer bevorzugten Ausführung ist der Verformungstrichter entlang der Öffnung zum Einsetzen eines Kolbens geteilt, sodass zwei voneinander trennbare Teile erhalten werden. Werden die Teile des Verformungstrichters voneinander entfernt, vergrößert sich der radiale Querschnitt der Öffnung, sodass der Verformungstrichter sehr leicht, insbesondere von der Seite, auf das Setzwerkzeug montiert werden kann. Danach wird der Kolben in einem Zug durch den auf dem Setzwerkzeug montierten Verformungstrichter in das Setzwerkzeug geschoben. Dadurch ist es möglich, die vorderste, also die in Ausbringrichtung liegende, oder auch mehrere vordere Dichtlippen der Dichtung des Kolbens unverformt zu belassen, während eine oder auch mehrere hintere Dichtlippen im Setzwerkzeug kraftschlüssig, bzw. palastisch/elastischen oder viskoelastisch, nach innen verformt werden, indem der Kolben nur teilweise in das Setzwerkzeug eingeführt und danach der Verformungstrichter seitwärts entfernt wird. Dieses Vorgehen schont diese Dichtlippen, die dann beim Einsetzen in den Behälter durch den Behälter nach hinten, also entgegen der Ausbringrichtung, verformt werden.
Solche über die Kolbenaufnahme des Setzwerkzeugs ragende Dichtlippen würden beim Abziehen eines einteiligen Verformungstrichters vom Setzwerkzeug zuerst nach vorne gebogen und danach bei der Montage im Behälter nach hinten. Dadurch würde das Material extrem belastet, was durch einen mehrteiligen Verformungstrichter vermieden werden kann. Außerdem können bei Verwendung eines mehrteiligen Verformungstrichters vordere nicht elastische Stützringe mit einem Durchmesser bis zum Innendurchmesser des Behälters möglich, wobei die Stützringe über den kleineren Innendurchesser der Kolbenaufnahme des Setzwerkzeugs hinausragen.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Applikationssystem mit einem oben beschriebenen Kolben und einem Behälter, wobei der Kolben innerhalb des Behälters verschiebbar gelagert ist. Ein solches Applikationssystem wird üblicherweise zur Lagerung und zum Austragen fließfähigerMaterialien verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen.
Es zeigen schematisch:

1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
2 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
3 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
4 einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
5 einen Längsschnitt einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
6 einen Längsschnitt einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
7 einen Längsschnitt einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
8 einen Längsschnitt einer achten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens,
9 einen Längsschnitt einer neunten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens, und
10 einen Längsschnitt eines System aus einem Setzwerkzeug und einem Kolben gemäß der fünften Ausführungsform.

1 zeigt einen Kolben 1 mit einem Grundkörper 2 und einer umlaufenden Seitenwand 3, welche mit einer Dichtlippe 4a versehen ist. Der Kolben 1 hat eine vordere Wand 5, die in Ausbringrichtung angeordnet ist und daher mit einem in einem (nicht dargestellten) Behälter befindlichen Material in Kontakt treten kann. Ebenso ist eine rückseitige Wand 6 vorgesehen, an die typischerweise ein (nicht dargestellter) Stößel angreifen kann, um den Kolben im Behälter in Ausbringrichtung zu verschieben. Die Dichtlippe 4a stehet in radialer Richtung von der Seitenwand 3 rechtwinklig ab und ist einstückig mit dem Grundkörper 2 ausgebildet.
2 zeigt einen Kolben 1 mit einem Grundkörper 2 und einer umlaufenden Seitenwand 3, welche mit mehreren Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e versehen ist. Die Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e stehen in radialer Richtung von der Seitenwand 3 rechtwinklig ab.
Der Kolben 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist einfach und kostengünstig herzustellen, da keine teuren Gummiringe vorgesehen sind und bei der Fertigung montiert werden müssen.
In 2 ist der unbelastete Zustand dargestellt, in dem die Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e radial von der Seitenwand 3 abstehen. In dieser bevorzugten Ausgestaltung sind die Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e in Richtung der vorderen Wand 5 verschwenkbar, was durch die Pfeile 7 angedeutet wird. Die vordere Dichtlippe 4a, die unmittelbar in die vordere Wand 5 übergeht, ist aus einer zur vorderen Wand 5 verschwenkten Position (nicht dargestellt) kraftschlüssig, bzw. palastisch/elastischen oder viskoelastisch, in Richtung der rückseitigen Wand 6 verschwenkbar, was durch den Doppelpfeil 8 angedeutet ist. In einer bevorzugten Variante ist die vordere Dichtlippe 4a auch vom gezeigten unbelasteten Zustand in Richtung der rückseitigen Wand 6 verschwenkbar, was durch den zweiten Doppelpfeil 8 angedeutet wird. Eine Entlüftung kann dadurch erreicht werden, dass die vordere Dichtlippe 4a in Richtung der rückseitigen Wand 6 verschwenkt ist und damit auch bei leichtem Überdruck radial in Richtung der Seitenwand 3 gedrückt wird und eine Entlüftungsöffnung bzw. eine Strömungsverbindung zwischen dem Raum vor der vorderen Dichtung 4a und hinter der vorderen Dichtung 4a freigibt. In diesem Fall sind die Dichtlippen 4b, 4c, 4d und 4e hintere Dichtlippen im Sinne der Anmeldung.
In der zweiten Ausführungsform ist der Abstand 9 zwischen der vorderen Dichtlippe 4a und der hinteren Dichtlippe 4b kleiner als die Summe der Längen 10 der vorderen 4a und hinteren Dichtlippe 4b. Da alle Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e die gleiche Länge 10 aufweisen, ist zur besseren Übersicht die Länge 10 der Dichtlippe 4c dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e unterschiedliche Längen 10 aufweisen. In dem hier gezeigten Beispiel beträgt der Abstand 9 zwischen den benachbarten Dichtlippen 4a und 4b in etwa 60% der Summe der Längen 10 der vorderen Dichtlippe 4a und der hinteren Dichtlippe 4b. Vorzugsweise liegt der Abstand 9 im Bereich von 0,4 bis 0,8 der Summe der Längen 10 der vorderen Dichtlippe 4a und der hinteren Dichtlippe 4b. Dieser kurze Abstand 9 führt dazu, dass ein Verschwenken der hinteren Dichtlippe 4b in Richtung der vorderen Wand 5 und ein Verschwenken der vorderen Dichtlippe 4a in Richtung der rückseitigen Wand 6 eine gegenseitige Verspannung der beiden Dichtlippen 4a und 4b erzeugt, wodurch eine verbesserte Abdichtung erreicht wird.
In 3 ist die dritte Ausführungsform eines Kolbens 1 gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Variante dadurch, dass die Dichtlippe 4b weggelassen wurde. Damit ist der Abstand 9 zwischen der vorderen Dichtlippe 4a und der hinteren Dichtlippe 4c deutlich vergrößert, so dass es nicht zu einer Verspannung der Dichtlippen 4a und 4c kommt. Der Kolben 1 nach 3 ist daher leichter innerhalb des Behälters verschiebbar.
Die vierte Ausführungsform gemäß 4 basiert auf dem in 3 gezeigten Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 1, wobei hinter der vorderen Dichtlippe 4a eine umlaufende Vertiefung 11 in der Seitenwand 3 des Kolbens 1 vorgesehen ist. Dadurch wird die vordere Dichtlippe 4a flexibler und das Einsetzen des Kolbens 1 in einen Behälter wird vereinfacht. Die erhöhte Flexibilität erleichtert auch ein Verschwenken der vorderen Dichtlippe 4a in Richtung der rückseitigen Wand 6 und ein radiales Andrücken der in diese Richtung verschwenkten vorderen Dichtlippe 4a an die Seitenwand 3. Daher wird relativ einfach ein Strömungskanal zur Entlüftung freigegeben. Allerdings ist zu beachten, dass die Flexibilität der vorderen Dichtlippe 4a nicht zu hoch sein sollte, da dies Undichtigkeiten begünstigen kann, welche von Druckschwankungen oder von zwischen der vorderen Dichtlippe 4a und der hinteren Dichtlippe 4c eingeschlossener Luft erzeugt werden können.
In 5 ist die fünfte Ausführungsform eines Kolbens 1 gezeigt. Diese basiert auf der dritten Ausführungsform nach 4, weist jedoch einen zusätzlichen Stützring 12 auf, der unmittelbar hinter der hinteren Dichtlippe 4e vorgesehen ist. Dieser Stützring 12 sorgt dafür, dass die hintere Dichtlippe 4e verstärkt und steifer wird und dass der Kolben 1 im Behälter genauer zentriert wird. Ferner wird ein Verkippen des Kolbens 1 im Behälter verhindert und ein unerwünschtes Umklappen oder Umstülpen der hinteren Dichtlippen 4c, 4d und 4e in Richtung der hinteren Wand 6 erschwert. Dieser Kolben ist sehr robust und lässt sich mit dem erfindungsgemäßen System aus Kolben und Setzwerkzeug sehr gut montieren.
In den Ausführungsformen gemäß den 2 bis 5 werden mehr als zwei Dichtlippen verwendet. Nachteilhaft an einer Anzahl von drei und mehr Dichtlippen ist insbesondere, dass die Reibung zur Behälterinnenwand und die Ausbringkraft erhöht werden. Ferner wurde beobachtet, dass bei drei und mehr Dichtlippen je nach Flexibilität, Länge und Abstand der Dichtlippen zueinander ein kaskadenförmiges Versagen der Dichtlippen beobachtet werden kann. Dies kann auftreten, wenn bei starkem Ausbringdruck die vorderste hintere Dichtlippe 4b oder 4c aus einer in Richtung der vorderen Wand 5 verschwenkten Stellung in eine in Richtung der hinteren Wand 6 verschwenkte Stellung umklappt oder umgestülpt wird. Dadurch steigt der Druck auf die nächste hintere Dichtlippe schlagartig an und diese Dichtlippe klappt ebenfalls um, so dass die von den Dichtlippen bereitgestellte Abdichtung insgesamt unwirksam werden kann.
Die 6, 7 und 8 zeigen Ausführungsformen mit zwei Dichtlippen.
In der sechsten in 6 gezeigten Ausführungsform ist ein hinter der hinteren Dichtlippe 4b angeordneter Stützring 12 vorgesehen, der in diesem Fall jedoch von der Dichtlippe 4b beabstandet angeordnet ist und daher einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Flexibilität und Verschwenkbarkeit der hinteren Dichtlippe 4b hat. Ferner ist vor der vorderen Dichtlippe 4a ein weiterer Stützring 13 angeordnet, dessen Außendurchmesser im Vergleich zum Behälterinnendurchmesser nur um 0,4 mm kleiner ausgeführt ist und das Verhältnis d_G/d_Gs ist 0,91. Durch die Stützringe 12 und 13 wird die Führung des Kolbens 1 im Behälter verbessert. Die vordere Dichtlippe 4a und die hintere Dichtlippe 4b liegen geschützt zwischen den robusten Stützringen 12 und 13 und sind an der Seitenwand 3 in axialer Richtung breiter ausgeführt als an deren von der Seitenwand 3 wegragenden Ende.
Die siebte Ausführungsform ist in 7 gezeigt. Diese basiert auf der sechsten Ausführungsform, wobei der zwischen dem hier axial breiter ausgeführten Stützring 13 und der vorderen Dichtlippe 4a liegende Raum verkleinert wurde. Aufgrund des halbrunden Übergangs zwischen Stützring 13 und vorderer Dichtlippe 4a kann dieser Raum trotzdem durch eintretendes Material gut entlüftet werden, wobei die austretende Luft an der vorderen Dichtlippe 4a vorbeiströmt. Je nach, insbesondere rheologischen, Eigenschaften des Materials kann es sinnvoll sein, die Geometrie des Stützrings 13, des zwischen Stützring 13 und vorderer Dichtlippe 4a liegenden Raums und die Flexibilität der vorderen Dichtlippe 4a aufeinander abzustimmen. In der 7 ist auch gezeigt, dass die vordere Dichtlippe 4a in Richtung der vorderen Wand 5 abgeschrägt ist und daher in Richtung der rückseitigen Wand 6 radial länger ist als in Richtung der vorderen Wand 5.
In 8 ist die achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolben 1 gezeigt, bei dem, wie in der siebten Ausführungsform, der Raum zwischen Stützring 13 und vorderer Dichtlippe 4a verkleinert wurde. Statt der in 7 gezeigten Abrundung, verkleinert sich der Stützring 13 in radialer Richtung linear bis zur Seitenwand 3, an der die vordere Dichtlippe 4a vorgesehen ist. Mit anderen Worten verläuft der Stützring 13 in Richtung der rückseitigen Wand konisch zu.
In den Ausführungsformen nach den 6 bis 8 ist typischerweise der radiale Abstand des Stützrings 13 zur Behälterinnenwand 0,25 mm und die axiale Länge von der vorderen Wand 5 bis zur vorderen Dichtlippe 4a beträgt 3 mm, so dass vor der vorderen Dichtlippe 4a ein sehr geringes Volumen im Behälter eingeschlossen wird.
Alle Ausführungsformen können auch so in einen Behälter montiert werden, dass alle Dichtlippen nach vorne verkippt sind. Dies ist immer dann möglich und sinnvoll, wenn eine Dichtfunktion des Kolbens gegen eindringende Luft nicht notwendig ist oder anders formuliert, wenn ein Unterdruck im Behälter nicht zu erwarten ist.
Die neunte Ausführungsform ist in 9 gezeigt. Diese umfasst eine vordere Dichtlippe 4a, die hier unmittelbar in die vordere Wand 5 übergeht. Entgegen der Ausbringrichtung schließt sich hinter der vorderen Dichtlippe 4a der Stützring 13 an. Dieser ist durch eine umlaufende Abrundung 13a unmittelbar hinter der vorderen Dichtlippe 4a an deren Bewegungsradius angepasst, und folgt einer möglichen Verschwenkung der vorderen Dichtlippe 4a in Richtung der rückseitigen Wand 6. Ferner stützt der Stützring 13 die vordere Dichtlippe 4a in deren in Richtung der rückseitigen Wand 6 verschwenkten Stellung ab. An die Abrundung 13a schließt sich ein Vorsprung 13b an, der die Führungsfunktion des Stützrings 13 innerhalb des Behälters übernimmt. Wie in der siebten Ausführungsform läuft der Stützring 13 konisch zu, hier in Richtung der hinteren Dichtlippe 4b, die entsprechend der vorderen Dichtlippe 4a in der siebten Ausführungsform ein abgeschrägtes Ende aufweist. Die zweite hintere Dichtlippe 4c und der Stützring 12 sind analog zu der Ausführungsform nach 8 ausgeführt.
10 zeigt das erfindungsgemäße System aus Setzwerkzeug 14 und Kolben 1, wobei exemplarisch der Kolben 1 gemäß der sechsten Ausführungsform dargestellt ist, welcher zwei Dichtlippen 4a, 4b aufweist, die zwischen zwei Stützringen 12, 13 an der Seitenwand 3 vorgesehen sind (s. 6). Selbstverständlich können auch alle weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kolbens 1 in dem erfindungsgemäßen System aus Setzwerkzeug 14 und Kolben 1 verwendet werden. Wegen der Ausgestaltung des Kolbens 1 wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Das Setzwerkzeug 14, umfasst einen Einsetzabschnitt 15 mit einer Außenkontur 16, wobei innerhalb des Einsetzabschnitts 15 eine Kolbenaufnahme 17 vorgesehen ist, welche eine Öffnung zum Einsetzen und Auswerfen des Kolbens 1 aufweist. Die Kolbenaufnahme 17 hat eine Innenkontur 18, welche an die Außenkontur des Kolbens 1 angepasst ist.
Die Wandstärke der Kolbenaufnahme 17 ist in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform 0,15 mm, wobei der Kolben 1 hier einen Außendurchmesser von 18,5 mm und eine axiale Ausdehnung von 9 mm aufweist. Der Außendurchmesser der Dichtlippen beträgt hier 19,8 mm. Der Innendurchmesser der Kolbenaufnahme 17 ist in diesem Fall geringer als der Außendurchmesser der Dichtlippen des Kolbens 1, und zwar um 1,1 mm. Die axiale Länge der Kolbenaufnahme 17 beträgt 9 mm.
In dieser Ausführungsform wird dieser Kolben bevorzugt nur teilweise in die Kolbenaufnahme 17 eingesetzt, was durch hier nicht gezeigte Unterlegscheiben sichergestellt werden kann. Soll die vordere Dichtlippe später im Behälter nach hinten verkippt werden, wird der Kolben 1 so weit in die Kolbenaufnahme 17 gedrückt, dass nur die hintere Dichtlippe innerhalb der Kolbenaufnahme 17 durch eine Verkippung nach vorne auf den Innendurchmesser der Kolbenaufnahme 17 gestaucht wird, die vordere Dichtlippe bleibt außerhalb der Kolbenaufnahme 17 und wird nicht verformt. Sollen später im Behälter beide Dichtlippen nach vorne gekippt sein, wird der Kolben 1 entsprechend tiefer in die Kolbenaufnahme 17 gedrückt, so dass beide Dichtlippen innerhalb der Kolbenaufnahme 17 durch Verkippen nach vorne gestaucht werden.
Beim Einführen der Kolbenaufnahme 17 mit dem darin befindlichen Kolben 1 in den hier nicht gezeigten Behälter (der Verformungstrichter 24 wird vorher abgenommen) werden Dichtlippen, die sich in der Kolbenaufnahme 17 befinden, nicht verändert. Dichtlippen, die sich vor der Kolbenaufnahme 17 befinden und daher nicht gestaucht sind, werden durch den Behälter gestaucht und dabei zwangsläufig nach hinten gekippt bzw. verschwenkt. Beim Herausziehen der Kolbenaufnahme 17 aus dem Behälter weiten sich die Dichtlippen, die vorher in der Kolbenaufnahme 17 stark gestaucht waren, radial bis zur Behälterwand auf. Dies geschieht durch eine Verringerung der Verschwenkung nach vorne. Für ein radial lotrechtes Abstehen der Dichtlippen oder gar ein Umklappen reicht der Raum nicht aus.
Auf der der Öffnung der Kolbenaufnahme 17 gegenüberliegenden Seite weist die Kolbenaufnahme 17 einen Anschlag 19 auf, der die Kolbenaufnahme 17 begrenzt und ein darüber hinausgehendes Einschieben des Kolbens 1 verhindert. Je nach Positionierung des Anschlags 19 kann der Kolben 1 vollständig oder nur teilweise in der Kolbenaufnahme 17 aufgenommen werden. Der Anschlag 19 ist hier entlang der Innenkontur umlaufend ausgestaltet, kann aber auch andere Formen, bspw. in Form eines sekantenförmig eingesetzten Steges aufweisen. In den dargestellten Fall wird der Anschlag 19 dadurch gebildet, dass die Wandstärke des Einsetzabschnitts 15 im sich an die Kolbenaufnahme 17 anschließenden Bereich auf 3,5 mm ansteigt. Hier liegt die oben erwähnte nicht gezeichnete Unterlegscheibe auf.
Das Setzwerkzeug 14 weist vorzugsweise eine Entlüftungsöffnung auf, die entlang des Einsetzabschnitts 15 ausgebildet ist, so dass Luft außen am Setzwerkzeug 1 vorbei den Behälter verlassen kann und dieser entlüftet wird. Im einfachsten Fall, ist die Entlüftungsöffnung als Zwischenraum zwischen der Innenkontur des Behälters (nicht dargestellt) und der Außenkontur 16 des Einsetzabschnitts 15 ausgebildet. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Entlüftungsöffnung 15 auch als auf der Außenkontur 16 vorgesehene axial verlaufende Vertiefung entlang des Einsetzabschnitts 15 ausgebildet sein, sodass die Luft an dem Setzwerkzeug 14 entlang aus dem Behälter entweichen kann. Damit erlaubt das erfindungsgemäße System ein nahezu luftfreies Einsetzen des Kolbens 1 in den Behälter, wobei die übrige Luft durch den erfindungsgemäßen Kolben 1 entlüftet werden kann, sobald dieser im Behälter eingesetzt wurde.
Das Setzwerkzeug 14 weist vorzugsweise einen am Einsetzabschnitt 15 vorgesehene Stufe 20 auf, welche derart angepasst sein kann, dass diese auf dem Verformungstrichter 24 aufgesetzt werden kann. So kann die Stufe 20 im Zusammenspiel mit einer entsprechenden Auflagefläche des Verformungstrichters 24 eine erhöhte mechanische Stabilität für das Einsetzen des Kolbens 1 in das Setzwerkzeug 14 bereitstellen.
Um den Kolben 1 im Behälter (nicht dargestellt) auszuwerfen, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung zwischen dem Einsetzabschnitt 15 und dem Kolben 1 vorgesehen. Diese ist im einfachsten Fall ein Auswerferstößel 21, der in eine Aussparung 22 innerhalb des Einsetzabschnitts 15 eingesetzt werden kann. Der Auswerferstößel 21 hat im vorliegenden Beispiel einen Durchmesser von 12 mm und ist von seiner axialen Länge her so bemessen, dass dieser durch den Einsetzabschnitt 15 hindurch den Kolben 1 aus der Kolbenaufnahme 17 auswerfen kann. Um das Auswerfen zu erleichtern, sind sowohl am Auswerferstößel 21 als auch am Einsetzabschnitt 15 Haltegriffe 23 vorgesehen. Das Setzwerkzeug 14 ist daher so konstruiert, dass durch Zusammendrücken der Haltegriffe 23, der Auswerferstößel 21 den Kolben 1 axial innerhalb des Behälters fixiert, während der im Behälter eingesetzte Einsetzabschnitt 15 aus dem Behälter herausgezogen wird.
Vorzugsweise wird das System aus Setzwerkzeug 14 und Kolben 1 durch einen zusätzlich vorzusehenden Verformungstrichter 24 ergänzt. Der Verformungstrichter 24 umfasst eine konisch zulaufende Öffnung 25, deren größter Innendurchmesser vorzugsweise 22 mm und deren kleinster Innendurchmesser vorzugsweise 18,7 mm beträgt. Durch die konische Form wird ein in die Öffnung 25 einsetzbarer Kolben 1 und dessen Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e gleichmäßig kraftschlüssig, bzw. palastisch/elastischen oder viskoelastisch, verformt, wodurch eine Beschädigung der Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e vermieden wird. An den konischen Abschnitt der Öffnung 25 schließt sich ein statischer Abschnitt mit konstantem Innendurchmesser an. Der Innendurchmesser dieses Abschnitts des Verformungstrichters 24 ist vorzugsweise so bemessen, dass dieser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Innenkontur 18 der Kolbenaufnahme 19 ist.
Ferner weist der Verformungstrichter 24 eine Stufe 26 auf, dessen radiale Breite der Wandstärke der Kolbenaufnahme 17 entspricht. In diesem Fall kann der Innendurchmesser des Verformungstrichters 24 um die radiale Breite der Stufe 26 aufgeweitet werden, so dass die Kolbenaufnahme 17 in einen Aufnahmebereich des Verformungstrichters 24 eingesetzt und bis zur Stufe 26 eingeschoben werden kann. Aufgrund der Abstimmung der radialen Breite der Stufe 26 an die Wandstärke der Kolbenaufnahme 17 kann der Kolben 1 vom Verformungstrichter 24 in die Kolbenaufnahme 17 überführt werden, ohne dass es zu Stufen in der gebildeten Innenkontur von Verformungstrichter 24 und Kolbenaufnahme 19 kommt. Dies wiederum schützt die Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e des Kolbens 1 vor Beschädigungen. Um die Stufe 26 zu schonen, kann der Verformungstrichter 24 an der Stufe 20 des Setzwerkzeugs 14 abgestützt werden.
Das Einsetzen eines erfindungsgemäßen Kolbens 1 mit dem erfindungsgemäßen System aus Setzwerkzeug 14 und Kolben 1 in einen Behälter und das Entlüften des Kolbens 1 wird in einer bevorzugten Ausführungsform im Folgenden beschrieben:
Der Kolben 1 wird über den an dem Setzwerkzeug 14 angebrachten Verformungstrichter 24 vollständig in die Kolbenaufnahme 17 des Setzwerkzeugs 14 geschoben, wobei der Kolben mit der rückseitigen Wand 6 voran eingeschoben wird, so dass die vordere Wand 5 nach dem Einsetzten in den Behälter in Ausbringrichtung liegt. Beim Einschieben werden alle Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e im Verformungstrichter 24 in Richtung der vorderen Wand 5 verschwenkt. Es ist nicht zu vermeiden, dass dabei Luft zwischen den Dichtlippen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e und der Innenkontur des Verformungstrichters 24 bzw. der Kolbenaufnahme 17 eingeschlossen wird. Dabei kann der Kolben 1 auch so eingeschoben werden, dass lediglich die vordere Dichtlippe 4a nicht verschwenkt wird, sondem frei beweglich verbleibt und erst beim Einsetzen in den Behälter in Richtung der rückseitigen Wand 6 verschwenkt wird.
Nun wird der Verformungstrichter 24 vom Setzwerkzeug 14 abgenommen und das System aus Kolben 1 und Setzwerkzeug 14 in einen Behälter eingesetzt. Ist in den Behälter ein flüssiges oder pastösen Material eingefüllt, wird das Setzwerkzeug 14 in Ausbringrichtung vorgeschoben, bis der Kolben 1 das Material berührt. Dabei entweicht die Luft im Behälter über die Entlüftungsöffnung 15 des Setzwerkzeugs 14. Durch Druck auf das Material und aufgrund der noch vorhandenen Luft vor der vorderen Dichtlippe 4a wird diese in Richtung der rückseitigen Wand 6 verschwenkt. In dieser Stellung kann die vordere Dichtlippe 4a radial in Richtung der Seitenwand 3 bewegt werden und so eine Strömungsverbindung für die Luft bereitstellen, so dass die Luft entweichen kann. Für den Fall, dass die vordere Dichtlippe 4a bereits mit Einsetzen des Setzwerkzeugs 14 in den Behälter in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkt wurde, entlüftet die vordere Dichtlippe 4a in gleicher Weise.
Bezugszeichenliste

1: Kolben
2: Grundkörper
3: Seitenwand
4a: vordere Dichtlippe
4b - 4e: hintere Dichtlippen
5: vordere Wand
6: rückseitige Wand
7: Pfeile
8: Doppelpfeil
9: Abstand
10: Länge
11: Vertiefung
12, 13: Stützring
13a: Abrundung
13b: Vorsprung
14: Setzwerkzeug
15: Einsetzabschnitt
16: Außenkontur des Einsetzabschnitts
17: Kolbenaufnahme
18: Innenkontur der Kolbenaufnahme
19: Anschlag der Kolbenaufnahme
20: Stufe des Einsetzabschnitts
21: Auswerferstößel
22: Aussparung
23: Haltegriffe
24: Verformungstrichter
25: Öffnung des Verformungstrichters
26: Stufe des Verformungstrichters

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/055921 A1 [0009]

Claims

Kolben (1), insbesondere zur Verwendung als Ausbring- und/oder Verschlusskolben eines Behälters, mit einem Grundkörper (2), der eine mit wenigstens einer Dichtlippe (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) versehene Seitenwand (3), eine in Ausbringrichtung vordere Wand (5) und eine der vorderen Wand (5) gegenüberliegende, in Ausbringrichtung rückseitige Wand (6) aufweist, wobei die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) im unbelasteten Zustand in radialer Richtung, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig, von der Seitenwand (3) absteht, wobei die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) und der Grundkörper (2) einstückig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) und der Grundkörper (2) aus demselben Material gefertigt sind.
Kolben (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wobei die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) und der Grundkörper (2) aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von 0,1 bis 10 GPa gefertigt sind.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) in Richtung der vorderen Wand (5) verschwenkbar, insbesondere verschwenkt, ist.
Kolben (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) kraftschlüssig verschwenkbar ist.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder hinter der wenigstens einen Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) wenigstens ein in radialer Richtung von der Seitenwand (3) wegragender Stützring (12, 13) ausgebildet ist.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) an dem an der Seitenwand (3) angebrachten Ende in axialer Richtung breiter ist als an dem von der Seitenwand (3) wegragenden Ende.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtlippe (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) an dem von der Seitenwand (3) wegragenden Ende abgeschrägt ist.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar hinter der wenigstens einen Dichtlippe (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) eine Vertiefung (11) in der Seitenwand (3) vorgesehen ist.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der radialen Länge (10) zur axialen Breite der wenigstens einen Dichtlippe (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) 1 bis 9, vorzugsweise 3 bis 7 und besonders bevorzugt 5 ± 1 beträgt.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) in einem Behälter verschiebbar gelagert ist und dass die wenigstens eine Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e), insbesondere über ihren gesamten Umfang, die Behälterinnenwandung kontaktiert.
Kolben (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Ausbringrichtung vordere Dichtlippe (4a) und eine in Ausbringrichtung hintere Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) vorgesehen sind.
Kolben (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Dichtlippe (4a) und die hintere Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) aus der im unbelasteten Zustand radial von der Seitenwand (3) wegstehenden Ausrichtung kraftschlüssig in Richtung der vorderen Wand (5) verschwenkbar sind und dass die vordere Dichtlippe (4a) aus der zur vorderen Wand (5) verschwenkten Stellung kraftschlüssig in Richtung der rückseitigen Wand (6) verschwenkbar ist.
Kolben (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) in einem Behälter verschiebbar gelagert ist und dass die vordere Dichtlippe (4a) aus der im unbelasteten Zustand radial von der Seitenwand (3) wegstehenden Ausrichtung in Richtung der vorderen Wand (5) oder in Richtung der rückseitigen Wand (6) verschwenkt ist und/oder die hintere Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) aus der im unbelasteten Zustand radial von der Seitenwand (3) wegstehenden Ausrichtung in Richtung der vorderen Wand (5) in Richtung der vorderen Wand (5) verschwenkt ist.
Kolben (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (9) der vorderen Dichtlippe (4a) zu der hinteren Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e) kleiner ist als die Summe der Längen (9) der vorderen (4a) und hinteren Dichtlippe (4b, 4c, 4d, 4e).
System aus einem Setzwerkzeug (14) zum Einsetzen eines Kolbens (1) nach einem der vorherigen Ansprüche in einen Behälter, der eine Innenkontur aufweist, insbesondere einen Behälter einer Austragskartusche, und einem Kolben nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Setzwerkzeug (14) einen in den Behälter einsetzbaren Einsetzabschnitt (15) mit einer an die Innenkontur des Behälters angepassten Außenkontur (16) aufweist, wobei innerhalb des Einsetzabschnitts (15) eine wenigstens einseitig mit einer Öffnung zum Einsetzen und Auswerfen des Kolbens versehenen Kolbenaufnahme (17) mit einer an die wenigstens eine Dichtlippe gebildete Außenkontur des Kolbens (1) angepassten Innenkontur vorgesehen ist, und wobei das Setzwerkzeug (14) eine Einrichtung (14) zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung zwischen dem Einsetzabschnitt (15) und dem in der Kolbenaufnahme (17) aufgenommenen Kolben (1) aufweist.
Applikationssystem aus einem Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einem Behälter, wobei der Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 14 innerhalb des Behälters verschiebbar gelagert ist.