DE102017128958A1 - Method and setting tool for inserting a piston into a container - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens (6) in einen Behälter (25), insbesondere einen Behälter (25) einer Austragskartusche. Zunächst findet das Einsetzen eines Kolbens (6), der an seinem Außenumfang mit wenigstens einer elastisch verformbaren Dichtung (17) versehen ist, in ein Setzwerkzeug (1) statt, wobei die wenigstens eine Dichtung (17) des Kolbens (6) im Setzwerkzeug (1) elastisch radial nach innen verformt ist. Ferner wird das Setzwerkzeug (1) mit dem darin aufgenommenen Kolben (6) in den Behälter (25) eingeführt, wobei Luft aus dem Behälter durch wenigstens eine Entlüftungsöffnung (11) entweichen kann, und schließlich wird Kolben (6) innerhalb des Behälters (25) aus dem Setzwerkzeug (1) ausgeworfen, so dass sich die wenigstens eine Dichtung (17) des Kolbens (6) zur Anlage an die Innenseite (26) des Behälters (25) elastisch radial aufweiten kann. The invention relates to a method for inserting a piston (6) into a container (25), in particular a container (25) of a discharge cartridge. First, the insertion of a piston (6), which is provided at its outer periphery with at least one elastically deformable seal (17), in a setting tool (1), wherein the at least one seal (17) of the piston (6) in the setting tool ( 1) is elastically deformed radially inwardly. Furthermore, the setting tool (1) with the piston (6) received therein is introduced into the container (25), whereby air can escape from the container through at least one vent opening (11), and finally piston (6) within the container (25 ) ejected from the setting tool (1), so that the at least one seal (17) of the piston (6) for expanding against the inside (26) of the container (25) can expand elastically radially.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens in einen Behälter, insbesondere einen Behälter einer Austragskartusche, sowie ein dafür geeignetes Setzwerkzeug.The present invention relates to a method for inserting a piston into a container, in particular a container of a discharge cartridge, as well as a suitable setting tool.
Zur Lagerung und zum Transport von Materialien oder Stoffgemischen, bspw. für Dentalmaterialien, Kleb- und Baustoffe, werden häufig Behälter und Kartuschen eingesetzt, in welchen die Materialien eingefüllt und durch einen Kolben verschlossen aufbewahrt werden. Derartige Kartuschen können auch zum Austragen der Materialien verwendet werden. Dazu wird der Kolben in dem Behälter bzw. der Kartusche in Austragsrichtung 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.For storage and transport of materials or mixtures, eg. For dental materials, adhesives and building materials, containers and cartridges are often used, in which the materials are filled and kept closed by a flask. Such cartridges can also be used to discharge the materials. For this purpose, the piston is displaced in the container or the cartridge in the discharge and the material exits from an outlet opposite the piston and can be used directly (one-component system) or mixed with a second component from a second container (two-component system).
Da viele Materialien dazu neigen, mit der nach dem Befüllen der Kartusche und dem Einsetzen des Kolbens in der Kartusche 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 der Kartusche befindlichen Material wird auch deshalb als nachteilig empfunden, weil die Luft ein kompressibles Polster bildet, das die Genauigkeit der Dosierung beim Austragen des Materials aus der Kartusche verschlechtert.Since many materials tend to react with the air remaining after filling the cartridge and inserting the piston in the cartridge, it is endeavored to allow the air to escape as completely as possible from the container. Any air remaining in the container between the piston and the material in the cartridge is also considered to be disadvantageous because the air forms a compressible pad that degrades the accuracy of dosing in discharging the material from the cartridge.
Die verwendeten Kolben müssen in dem Behälter beweglich aufgenommen sein und die im Behälter befindlichen Materialien dicht von der Umgebung abschlie-ßen. Beispielsweise werden Kolben eingesetzt, die elastische oder viskoelastische Elemente aufweisen, die zur Abdichtung vorgespannte Elemente aufweisen, wobei der Austragsdruck die Vorspannkraft nicht übersteigt, so dass eine Undichtigkeit beim Austragen nicht auftritt. Nachteilhaft ist daran, dass auch beim langsamen Austragen der Komponenten eine hohe Reibung auftritt. Dadurch wird, insbesondere bei manueller Betätigung der Kartusche, die zum Austragen 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 der Kolben nur ein geringer Anpressdruck zur Innenwand besteht, aber ein Verschieben des Kolben auf die Komponentenmasse, und ein dadurch entstehender Druck, den Anpressdruck der Dichtung auf die Wand erhöht. Dies wird üblicherweise dadurch erreicht, dass die Dichtung seitlich vom Kolben und in Austragsrichtung wegragt. Solche Kolben werden auch bei sehr hohen Drucken nicht undicht. Typischerweise versagt eine solche Anordnung erst beim starken Aufblähen oder gar Platzen des Behälters der Kartusche.The pistons used must be movably received in the container and close the materials in the container tightly from the environment. For example, pistons are used which have elastic or viscoelastic elements, which have prestressed elements for sealing, wherein the discharge pressure does not exceed the prestressing force, so that leakage during discharge does not occur. The disadvantage is that even with the slow discharge of the components, a high friction occurs. As a result, in particular when the cartridge is manually actuated, the force required for discharging becomes so high that precise metering of the discharged quantity is made more difficult. Usually, therefore, sealing lips and / or elastomeric rings are provided and mounted so that in rest position of the piston only a small contact pressure to the inner wall, but a displacement of the piston on the component mass, and thereby resulting pressure, increases the contact pressure of the seal on the wall. This is usually achieved by the seal projecting laterally from the piston and in the discharge direction. Such pistons will not leak even at very high pressures. Such an arrangement typically fails only when the container is heavily inflated or bursting.
Für ein im Wesentlichen luftfreies Einsetzen der luftundurchlässigen Kolben und damit verbundenem Abfüllen der Masse gibt es mehrere Möglichkeiten.For a substantially air-free insertion of the airtight piston and associated filling of the mass, there are several possibilities.
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 Masse durch den Auslass naturgemäß nicht möglich, sodass das beschriebene Verfahren zur Abfüllung der Masse für solche Kartuschen ausscheidet.For example, the piston may first be inserted into the container and advanced to the outlet. Then the material is pressed in through the outlet, pushing the piston away from it. In this method, typically the insertion of the piston and the filling of the material is carried out in a vacuum, otherwise the air in front of the piston is trapped between the material and the piston. For cartridges whose outlet is sealed and which are only opened by the user, a filling of the mass through the outlet is of course not possible, so that the described method for filling the mass excreted for such cartridges.
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 Behälters 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 führen, dass Masse auf die Rückseite des Kolben gerät und die Kartusche verschmutzt.In another method, the material is first filled into the container and then evacuated the air space in the cylinder and the space behind it to the provided piston. Thereafter, the piston is advanced to the material. As soon as the piston reaches the rear end of the container, it seals. However, with less good vacuum, air between the material and the piston in the container is compressed and remains in the cartridge. The air can only be reduced to an acceptable minimum if the material fills the container so completely that the piston directly touches the material. However, variations in level can cause mass to get on the back of the piston and contaminate the cartridge.
Alternativ wird in technisch aufwendiger Weise das Vakuum derart verbessert, dass die verdichtete Luft vernachlässigt werden kann. Ein hohes Vakuum kann aber zu Ausgasungen von Inhaltsstoffen des Füllguts und damit zu Blasenbildung in den Materialien führen, sodass 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.Alternatively, the vacuum is improved in a technically complicated manner such that the compressed air can be neglected. However, a high vacuum can lead to outgassing of contents of the contents and thus blistering in the materials, so that the insertion of the piston creates a negative pressure in the container, which favors the diffusion of ambient air during storage and thus deteriorates the storage stability. In addition, the described outgassing can destabilize the materials, for example, by removing oxygen, which increases the storage stability, especially in polymerizable components. In any case, insertion of the piston and filling of the materials in vacuum are usually associated with a high load on the materials. Furthermore, working in a vacuum is technically complicated and time-consuming, thereby significantly increasing the production costs.
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 erhöhtem Austragsdruck 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. Due to the described problem and the ease of implementation is therefore often worked without vacuum. For this purpose, the material is first filled into the container. In order to insert the piston from the side facing away from the outlet into the container, it is necessary to let the air escape in the container, since this is otherwise trapped, which is to be avoided. For this purpose, it is possible to use pistons whose seals leak under pressure and therefore allow the air to escape when being pushed in. Of course, these pistons can not provide adequate sealing under increased discharge pressure and are unsuitable for longer storage times and air-sensitive materials. Due to the low cost of such pistons are still quite used in very cheap mass products such as one-component grouts and assembly adhesives.
Als Alternative dazu kann eine Entlüftungsöffnung im Kolben selbst vorgesehen sein. Ein solcher Kolben mit Entlüftungsöffnung ist beispielsweise in der
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 allerdings nur punktuell entweichen. Wenn Füllmaterial diese Stelle erreicht, ist eine weitere Entlüftung nicht mehr möglich. In den meisten Fällen wird also Luft zurückbleiben.Another common solution for the escape of air when inserting the piston is to clamp a wire or a thin tube between the seal of the piston and the inner wall of the container. Due to the resulting leak, however, the air can only escape at certain points during advancement of the piston to the material. If filling material reaches this point, further venting is no longer possible. In most cases, air will be left behind.
Nach dem Entlüften 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 Gummiring, versehen, der jedoch relativ teuer ist und eine hohe Reibung erzeugt, was das Austragen der Materialien durch den Anwender erschwert. Ferner hinterlässt der Draht oder das Rohr oftmals Beschädigungen an der Behälterinnenwand, die zu einer Undichtigkeit und daher geringerer Lagerstabilität führen.After bleeding, the wire or pipe is pulled out. However, while the seal is claimed so that no sufficient seal after pulling out the wire or tube is achieved. Pistons used in this manner are therefore provided with additional seals, for example a rubber ring, which, however, is relatively expensive and generates high friction, which makes it difficult for the user to discharge the materials. Furthermore, the wire or the tube often leaves damage to the inner wall of the container, which leads to a leak and therefore lower storage stability.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein Setzwerkzeug zum luftfreien Einsetzen eines Kolbens bereitzustellen, die ein Entweichen der Luft beim Einsetzen erlauben und ferner eine Beschädigung am Behälter und/oder dem Kolben verhindern.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a setting tool for the air-free insertion of a piston, which allow escape of air during insertion and also prevent damage to the container and / or the piston.
Diese Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 und einem erfindungsgemäßen Setzwerkzeug nach Anspruch 12 gelöst und ist für alle bekannten Kolben anwendbar.This object is achieved by a method according to the invention of
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens in einen Behälter, insbesondere einen Behälter einer Austragskartusche, umfasst ein Einsetzen eines Kolbens, der an seinem Außenumfang mit wenigstens einer, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, verformbaren Dichtung versehen ist, in ein Setzwerkzeug, insbesondere wie weiter unten beschrieben. Im Setzwerkzeug ist die wenigstens eine Dichtung des Kolbens, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, nach innen verformt, wodurch insbesondere der radiale Durchmesser der Dichtung bzw. des Kolbens verringert wird. Mit anderen Worten ist die von der zumindest bereichsweise durch die, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, verformbare Dichtung definierte Außenkontur des Kolbens radial gesehen verkleinert. Das Setzwerkzeug wird mit dem darin aufgenommenen Kolben in den Behälter eingeführt, wobei Luft aus dem Behälter durch wenigstens eine Entlüftungsöffnung entweicht oder entweichen kann. Schließlich wird der Kolben innerhalb des Behälters aus dem Setzwerkzeug ausgeworfen, so dass sich die wenigstens eine Dichtung des Kolbens zur Anlage an die Innenseite des Behälters, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, radial aufweiten kann.The inventive method for inserting a piston into a container, in particular a container of a discharge cartridge, comprises inserting a piston, which is provided on its outer periphery with at least one, in particular elastic or viscoelastic, deformable seal, in a setting tool, in particular as described below , In the setting tool, the at least one seal of the piston, in particular elastically or viscoelastically, is deformed inwards, as a result of which in particular the radial diameter of the seal or of the piston is reduced. In other words, the outer contour of the piston defined by the at least partially defined by the, in particular elastic or viscoelastic, deformable seal is reduced radially. The setting tool is introduced into the container with the piston received therein, whereby air can escape or escape from the container through at least one vent opening. Finally, the piston within the container is ejected from the setting tool, so that the at least one seal of the piston can expand radially to bear against the inside of the container, in particular elastically or viscoelastically.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ein luftfreies Einsetzen des Kolbens, so dass die oben beschriebenen Nachteile nicht auftreten. Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Kolben so schonend, dass keinerlei Verletzung oder dauerhafte Verformung der Dichtung 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. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es ferner einfacher gefertigte Kolben, bspw. ohne zusätzlichen Elastomerring, zu verwenden, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Abdichtung kommt. Entsprechend kann bei der Fertigung und dem Einsetzen der Kolben eine erheblich Kosten- und Montagezeitreduktion erreicht werden, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.The inventive method allows an air-free insertion of the piston, so that the disadvantages described above do not occur. The inventive method for the piston is so gentle that no injury or permanent deformation of the seal occurs and therefore a high storage stability of the filled materials and a good seal against the environment is achieved. In particular, the piston is not deformed unevenly at any point. Likewise, the container in which the piston is used, at no point damaged or unevenly loaded, so that there are no leaks. The method according to the invention also makes it possible to use pistons produced in a simpler manner, for example without an additional elastomer ring, without impairing the seal. Accordingly, a significant cost and assembly time reduction can be achieved in the manufacture and the insertion of the pistons, whereby the production costs are reduced.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist es, dass der Kolben erst dann im Behälter ausgeworfen und platziert wird, wenn die Luft bereits durch die wenigstens eine Entlüftungsöffnung entfernt wurde. Daher ist es nicht notwendig, die Luft am platzierten Kolben vorbei zu führen. Daher können die Dichtung des Kolbens und der Kolben selbst ausschließlich die ihnen zugedachte Funktion erfüllen, bei welcher die Abdichtung und gerade nicht das Entlüften im Vordergrund steht. Das erst in der gewünschten Position innerhalb des Behälters stattfindende Aufweiten der Dichtung, dichtet den Innenbereich des Behälters gegenüber der Umgebung ab. Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichtung des Kolbens im Setzwerkzeug, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, radial nach innen verformt ist, was insbesondere durch Einschieben des Kolbens in das Setzwerkzeug erreicht werden kann.Another advantage of the method is that the piston is not ejected and placed in the container until the air has already been removed through the at least one vent opening. Therefore, it is not necessary to guide the air past the placed piston. Therefore, the seal of the piston and the piston itself only the fulfill their intended function, in which the seal and especially not the venting is in the foreground. The expansion of the gasket, which takes place only in the desired position within the container, seals the interior of the container from the environment. Therefore, it is provided according to the invention that the seal of the piston in the setting tool, in particular elastically or viscoelastically, is deformed radially inward, which can be achieved in particular by inserting the piston into the setting tool.
Ein im Verfahren bevorzugter Kolben weist einen, insbesondere zylindrischen Grundkörper auf, der eine in Ausbringrichtung vordere Wand und eine der vorderen Wand gegenüberliegende, in Ausbringrichtung, rückseitige Wand umfasst. Sowohl die vordere als auch die rückseitige Wand können Vertiefungen und Erhöhungen enthalten. Die Ausbringrichtung ist im Sinne der Anmeldung diejenige Richtung, in welcher im Behälter befindliches Material aus diesem ausgebracht werden kann, wozu der Kolben in die Ausbringrichtung verschoben wird. Bevorzugt wird der Kolben im erfindungsgemäßen Verfahren so in einen Behälter eingebracht, dass die vordere Wand in Ausbringrichtung und die rückseitige Wand entgegen der Ausbringrichtung angeordnet sind. Für Kolben, die insoweit eine interne Spiegelebene aufweisen und deren vordere Wand sich daher nicht von der rückseitigen Wand unterscheidet, ist die Richtung, in welcher der Kolben in den Behälter eingesetzt wird, unerheblich.A preferred in the process piston has a, in particular cylindrical base body, which comprises a front wall in the discharge direction and one of the front wall opposite, in the discharge, back wall. Both the front and back walls may contain pits and elevations. For the purposes of the application, the dispensing direction is that direction in which material located in the container can be removed from it, for which purpose the piston is displaced in the dispensing direction. In the method according to the invention, the piston is preferably introduced into a container such that the front wall in the dispensing direction and the rear wall are arranged counter to the dispensing direction. For pistons which have an internal mirror plane to this extent and whose front wall is therefore not different from the back wall, the direction in which the piston is inserted into the container, irrelevant.
Es ist bevorzugt, wenn die Dichtung des Kolbens eine in Ausbringrichtung vordere Dichtlippe und eine in Ausbringrichtung hintere Dichtlippe umfasst, wobei die Dichtlippen in radialer Richtung von der Seitenwand abstehen. Besonders bevorzugt sind die wenigstens zwei Dichtlippen aus der im unbelasteten Zustand, insbesondere wenn der Kolben nicht in einem Behälter montiert ist, radial von der Seitenwand wegstehenden Ausrichtung, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, in Richtung der vorderen Wand verschwenkbar, wobei die vordere Dichtlippe aus der zur vorderen Wand verschwenkten Stellung, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, in Richtung der rückseitigen Wand verschwenkbar ist. Dabei ist bevorzugt, wenn die verschwenkte Stellung erreicht ist, wenn der Kolben in einem Behälter montiert ist.It is preferred if the seal of the piston comprises a sealing lip in the front direction and a sealing direction in the rear sealing lip, wherein the sealing lips project in the radial direction of the side wall. Particularly preferably, the at least two sealing lips from the unloaded state, in particular when the piston is not mounted in a container, radially projecting from the side wall alignment, in particular elastic or viscoelastic, pivotable in the direction of the front wall, wherein the front sealing lip of the front wall pivoted position, in particular elastic or viscoelastic, is pivotable in the direction of the rear wall. It is preferred if the pivoted position is reached when the piston is mounted in a container.
Als Alternative dazu ist es möglich, lediglich eine Dichtlippe vorzusehen, welche in radialer Richtung von der Seitenwand absteht und aus diesem unbelasteten Zustand, insbesondere in welchem der Kolben nicht im Behälter montiert ist, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, in Richtung der vorderen Wand verschwenkbar ist.As an alternative, it is possible to provide only one sealing lip which protrudes in the radial direction from the side wall and from this unloaded state, in particular in which the piston is not mounted in the container, in particular elastically or viscoelastically, is pivotable in the direction of the front wall.
Luftfrei im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist jedes Einsetzen eines Kolbens in einen Behälter, bei dem das Volumen der Luft im durch den Kolben abgeschlossenen Behälterinnenraum unterhalb von 2%, bevorzugt 1%, besonders bevorzugt 0,5% und ganz besonders bevorzugt 0,2% des Volumens des abgeschlossenen Behälterinnenraums beträgt. Dies entspricht einem vollständigen Entweichen der Luft. Der Behälterinnenraum erstreckt sich dabei von der vorderen, in Ausbringrichtung gerichteten Wand des Kolbens zum Auslass des Behälters.Air-free in the context of the present application is any insertion of a piston into a container in which the volume of air in the container interior sealed off by the piston is below 2%, preferably 1%, more preferably 0.5% and most preferably 0.2%. the volume of the sealed container interior is. This corresponds to a complete escape of the air. The container interior extends from the front, directed in the discharge wall of the piston to the outlet of the container.
Die Entlüftungsöffnung wird im einfachsten Fall durch einen umlaufenden Spalt zwischen Setzwerkzeug und Behälter gebildet, was dadurch erreicht wird, dass die Außen- bzw. die Innenkontur des Setzwerkzeugs und des Behälters auf einander abgestimmt sind. Für eine zylindrische Grundstruktur von Setzwerkzeug und Behälter ist daher der Innendurchmesser des Behälters größer oder gleich dem Außendurchmesser des Setzwerkzeugs, sodass das Setzwerkzeug wie oben beschrieben in den Behälter einführbar ist. Da Luft ein sehr niedrigviskoses Medium ist, reichen bereits fertigungsbedingt auftretende Rauigkeiten und Unebenheiten auf der Oberfläche des Behälters und des Setzwerkzeugs zur Ausbildung einer Entlüftungsöffnung aus, so dass eine Entlfüftung in jedem Fall möglich ist. Davon ausgeschlossen sind nur Fälle, in denen ein Einsetzen des Setzwerkzeugs in den Behälter mit einer Aufweitung des Behälters verbunden ist, da durch die Verformung des Behälters eine Abdichtung zwischen Setzwerkzeug und Behälter erfolgen könnte.The vent opening is formed in the simplest case by a circumferential gap between setting tool and container, which is achieved in that the outer and the inner contour of the setting tool and the container are matched to each other. For a cylindrical basic structure of setting tool and container, therefore, the inner diameter of the container is greater than or equal to the outer diameter of the setting tool, so that the setting tool is inserted into the container as described above. Since air is a very low-viscosity medium, roughness and unevenness on the surface of the container and of the setting tool, which are produced as a result of production, are sufficient to form a ventilation opening, so that venting is possible in any case. Excluded are only cases in which insertion of the setting tool is connected to the container with a widening of the container, as could be done by the deformation of the container, a seal between setting tool and container.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kolben mittels eines separaten Verformungstrichters, der auch aus mehreren Teilen bestehen kann (z.B. zwei Backen) in das Setzwerkzeug eingesetzt. Durch den Verformungstrichter wird die wenigstens eine Dichtung des Kolbens, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, radial nach innen verformt. Diese Verformung erfolgt beim Einschieben des Kolbens in den Verformungstrichter und wird entsprechend durch eine axiale Kraft auf den Kolben in Einschieberichtung und einer aus der Form des Verformungstrichters resultierenden radialen Kraft erreicht. Der Verformungstrichter erleichtert das Einsetzen des Kolbens in das Setzwerkzeug, was das Verfahren insgesamt beschleunigt und vereinfacht.In a preferred embodiment, the piston is inserted into the setting tool by means of a separate deformation funnel, which may also consist of several parts (e.g., two jaws). The deformation funnel deforms the at least one seal of the piston, in particular elastically or viscoelastically, radially inwards. This deformation takes place when the piston is pushed into the deformation funnel and is correspondingly achieved by an axial force on the piston in the insertion direction and a radial force resulting from the shape of the deformation funnel. The deformation funnel facilitates insertion of the piston into the setting tool, which speeds up and simplifies the process as a whole.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Kolben in einem Zustand, in dem die wenigstens eine Dichtung des Kolbens, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, radial nach innen verformt ist, vom Verformungstrichter in das Setzwerkzeug überführt wird. Mit anderen Worten wird die wenigstens eine Dichtung beim Einsetzen des Kolbens in den Verformungstrichter, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, radial nach innen verformt und verbleibt auch beim Überführen in das Setzwerkzeug in dieser Position und Verformung. Damit wird eine übermäßige, insbesondere elastische oder viskoelastische, Belastung der Dichtung vermieden. Auch empfindliche Elastomerdichtungen werden somit nicht durch scharfe Kanten, insbesondere am Setzwerkzeug, verletzt.It is particularly preferred if the piston in a state in which the at least one seal of the piston, in particular elastically or viscoelastically, is deformed radially inwardly, is transferred from the deformation funnel into the setting tool. In other words, when inserting the piston into the deformation funnel, in particular elastically or viscoelastically, the at least one seal is deformed radially inwards and also remains in this position and deformation during the transfer into the setting tool. This is an excessive, especially elastic or viscoelastic, avoiding stress on the seal. Even sensitive elastomer seals are thus not hurt by sharp edges, especially on the setting tool.
In Weiterführung dieses Gedankens ist es bevorzugt, wenn der Verformungstrichter nach dem Überführen des Kolbens in das Setzwerkzeug von diesem entfernt wird. Damit wird erreicht, dass der Verformungstrichter die Handhabung und das Einsetzen des Setzwerkzeugs in den Behälter nicht erschweren kann. Dennoch wird der Kolben nach wie vor einfach in den Verformungstrichter eingesetzt und in das Setzwerkzeug überführt, so dass die oben beschriebenen Vorteile erhalten bleiben.In continuation of this idea, it is preferred if the deformation funnel is removed from the setting tool after transferring the piston into the setting tool. This ensures that the deformation funnel can not complicate the handling and insertion of the setting tool in the container. Nevertheless, the piston is still simply inserted into the deformation funnel and transferred into the setting tool, so that the advantages described above are retained.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die wenigstens eine Dichtung des Kolbens vor dem Einsetzen in das Setzwerkzeug mittels des Verformungstrichters derart, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, radial nach innen verformt, dass eine Dichtlippe in eine Richtung umgeklappt wird, die der Einführrichtung des Setzwerkzeugs in den Behälter entspricht. Die derart umgeklappte Dichtlippe ragt in Richtung der Einführrichtung des Setzwerkzeugs von dem Kolben weg und ist damit in Austragsrichtung des Behälters angeordnet. Mit anderen Worten wird die Dichtung so verformt, dass beim Austragen der Anpressdruck der Dichtung an die Behälterinnenwand ansteigt. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die Dichtung des Kolbens nicht im Herstellprozess des Kolbens in eine solche Stellung festgelegt werden muss, sondern beim Einsetzen in das Setzwerkzeug in die entsprechende Position gebracht wird. Dadurch können die verwendeten Kolben günstiger hergestellt werden.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one seal of the piston before insertion into the setting tool by means of the deformation funnel such, in particular elastic or viscoelastic, deformed radially inwardly, that a sealing lip is folded in a direction that the insertion direction of the setting tool in the container corresponds. The thus folded over the sealing lip projects in the direction of the insertion of the setting tool of the piston and is thus arranged in the discharge of the container. In other words, the seal is deformed so that when discharging the contact pressure of the seal to the container inner wall increases. An advantage of the method according to the invention is that the seal of the piston does not have to be set in such a position in the production process of the piston, but is brought into the corresponding position when inserted into the setting tool. As a result, the piston used can be made cheaper.
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 elastisch 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.In a preferred variant, the deformation funnel is designed in several parts, in particular in two parts, and thus has a plurality of parts, for example jaws, which together form the deformation funnel. In a preferred embodiment, the deformation funnel is divided along the opening for insertion of a piston so that two separable parts are obtained. If the parts of the deformation funnel are removed from each other, the radial cross section of the opening increases, so that the deformation funnel can be mounted very easily, in particular from the side, on the setting tool. Thereafter, the piston is pushed into the setting tool in one go through the deformation hopper mounted on the setting tool. This makes it possible to leave the foremost one, or the front sealing lips of the seal of the piston undeformed, while one or more rear sealing lips in the setting tool are elastically deformed inwardly by the piston only partially in the setting tool and then the deformation funnel is removed sideways. This approach spares these sealing lips, which are then deformed when inserted into the container through the container to the rear, ie opposite to the dispensing direction.
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.Such protruding over the piston seat of the setting tool sealing lips would first bent when removing a one-piece Verformungstrichters from the setting tool forward and then during assembly in the container to the rear. As a result, the material would be extremely stressed, which can be avoided by a multi-part deformation funnel. In addition, when using a multi-part deformation funnel front non-elastic support rings with a diameter up to the inner diameter of the container possible, the support rings protrude beyond the smaller inner diameter of the piston seat of the setting tool.
Vorzugsweise wird zum Auswerfen des Kolbens aus dem Setzwerkzeug innerhalb des Behälters der Kolben in axialer Richtung relativ zum Behälter festgehalten und gleichzeitig das Setzwerkzeug in axialer Richtung aus dem Behälter entfernt. Mit einem Festhalten des Kolbens relativ zum Behälter im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird jede Ausführung verstanden, bei der sich die Bewegung des Kolbens relativ zum Behälter auf eine Strecke vom weniger als 10 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm, ganz besonders bevorzugt auf weniger als 0,1 mm beschränkt. So kann der Kolben direkt auf dem abgefüllten Material platziert und dort gehalten werden, während das Setzwerkzeug axial abgezogen wird.Preferably, for ejecting the piston from the setting tool within the container, the piston is held in the axial direction relative to the container and at the same time the setting tool is removed from the container in the axial direction. By holding the piston relative to the container in the context of the present application, any embodiment is understood in which the movement of the piston relative to the container over a distance of less than 10 mm, preferably less than 1 mm, most preferably less than 0 , 1 mm limited. Thus, the piston can be placed directly on the filled material and held there while the setting tool is withdrawn axially.
In Weiterführung dieses Gedankens ist es bevorzugt, dass der Kolben zum Auswerfen innerhalb des Behälters mittels eines Auswerferstößels in axialer Richtung relativ zum Behälter festgehalten wird. Dadurch kann ein einfach durchzuführender und leicht automatisierbarer Bewegungsablauf erreicht werden, bei dem das Setzwerkzeug aus dem Behälter in axialer Richtung entfernt wird und sich daher in axialer Richtung relativ zum Auswerferstößel bewegt.In continuation of this idea, it is preferred that the piston for ejection within the container by means of an ejector plunger in the axial direction is held relative to the container. As a result, an easily carried out and easily automatable movement sequence can be achieved, in which the setting tool is removed from the container in the axial direction and therefore moves in the axial direction relative to the ejector ram.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Behälter vor dem Einführen des Setzwerkzeugs mit einem, insbesondere flüssigen oder pastösen, Material befüllt, wobei das Setzwerkzeug so weit in den Behälter eingeführt wird, dass der Kolben das flüssige oder pastöse Material berührt. Dadurch wird das Volumen der Luft zwischen Material und Kolben möglichst gering gehalten und der Kolben punktgenau platziert. Insbesondere ist vorgesehen, dass nach dem vollständigen Entweichen der Luft durch den wenigstens einen Entlüftungskanal ein weiteres Vorschieben des Kolbens auf das Material dazu führt, dass das Material in die wenigstens eine Entlüftungsöffnung eindringt und diesen damit verschließt. Das in der wenigstens einen Entlüftungsöffnung befindliche Material kann nach dem Auswerfen des Kolbens und dem Entfernen des Setzwerkzeugs aus dem Behälter von dem Setzwerkzeug entfernt werden, wodurch das Setzwerkzeug für eine erneutes Einsetzen eines weiteren Kolbens zur Verfügung steht.In a further preferred embodiment, the container is filled prior to insertion of the setting tool with a, in particular liquid or pasty, material, wherein the setting tool is inserted so far into the container that the piston touches the liquid or pasty material. As a result, the volume of air between the material and the piston is kept as low as possible and the piston is precisely positioned. In particular, it is provided that, after the complete escape of the air through the at least one venting channel, further advancement of the piston towards the material leads to the material penetrating into the at least one venting opening and thus to the latter closes. The material contained in the at least one vent opening may be removed from the setting tool after ejecting the plunger and removing the setting tool from the container, whereby the setting tool is available for re-insertion of another piston.
In Weiterführung dieses Gedankens ist vorgesehen, dass das Erreichen einer Position des Kolbens in dem Behälter und/oder das Entweichen von Luft aus dem Behälter überwacht wird, und dass das Auswerfen des Kolbens aus dem Setzwerkzeug erst dann erfolgt, wenn das Erreichen einer Position des Kolbens in dem Behälter, in welcher der Kolben das Material berührt, und/oder das vollständige Entweichen von Luft aus dem Behälter detektiert wird. Die Überwachung der Position kann beispielsweise kontaktlos durch ein in dem Kolben vorgesehenes magnetisierbares Element und Anlegen eines äußeren Magnetfeldes erfolgen oder über ein an sich bekanntes bildgebendes Verfahren mittels elektromagnetischer Strahlung. Eine andere Variante sieht Drucksensoren vor, welche einen Anstieg der zum Vorschieben des Setzwerkzeugs aufgewendeten Kraft detektieren, sobald der Kolben das flüssige oder pastöse Material berührt und dadurch die Position des Kolbens bestimmen. Vorteilhaft ist an dieser Ausgestaltung, dass das Einsetzen des Kolbens automatisiert erfolgen und überwacht werden kann, was die Produktionskosten senkt. Es können auch mehrere der oben beschriebenen Varianten kombiniert werden.In continuation of this idea, it is provided that the reaching of a position of the piston in the container and / or the escape of air from the container is monitored, and that the ejection of the piston from the setting tool takes place only when reaching a position of the piston in the container in which the piston contacts the material and / or the complete escape of air from the container is detected. The monitoring of the position can be effected, for example, contactlessly by means of a magnetizable element provided in the piston and application of an external magnetic field, or by means of an electromagnetic radiation known per se. Another variant provides pressure sensors, which detect an increase in the force applied to advancing the setting tool, as soon as the piston touches the liquid or pasty material and thereby determine the position of the piston. It is advantageous in this embodiment that the insertion of the piston can be automated and monitored, which lowers the cost of production. It is also possible to combine several of the variants described above.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Setzwerkzeug vor dem Auswerfen des Kolbens aus dem Setzwerkzeug relativ zu dem Behälter gedreht und/oder in einer von der axialen Richtung abweichenden Richtung bewegt. Dies erleichtert das Entweichen der Luft, da etwaige Rauigkeiten auf der Oberfläche der Behälterinnenseite als unterstützende Entlüftungsöffnungen ausgenutzt werden können.According to a further preferred embodiment, the setting tool is rotated relative to the container prior to ejection of the piston from the setting tool and / or moved in a direction deviating from the axial direction. This facilitates the escape of air, since any roughness on the surface of the container inside can be exploited as supporting vents.
Die Erfindung betrifft ferner ein Setzwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Ein erfindungsgemäßes Setzwerkzeug zum Einsetzen eines Kolbens, der eine zumindest bereichsweise durch eine, insbesondere elastisch oder viskoelastisch, verformbare Dichtung definierte Außenkontur aufweist, in einen Behälter, der eine Innenkontur aufweist, insbesondere einen Behälter einer Austragskartusche, umfasst einen in den Behälter einsetzbaren Einsetzabschnitt mit einer an die Innenkontur des Behälters angepassten Außenkontur. Mit anderen Worten ist das Setzwerkzeug in den Behälter einsetzbar, da die Außen- bzw. die Innenkontur des Setzwerkzeugs und des Behälters auf einander abgestimmt sind. Dazu ist es regelmäßig ausreichend, wenn für den Behälter und das Setzwerkzeug dieselbe Grundform, beispielsweise zylindrisch, ausgewählt werden und der Außendurchmesser des Setzwerkzeugs kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Behälters ist. Innerhalb des Einsetzabschnitts ist erfindungsgemäß wenigstens eine einseitig mit einer Öffnung zum Einsetzen und Auswerfen des Kolbens versehene Kolbenaufnahme vorgesehen.The invention further relates to a setting tool having the features of
Die Kolbenaufnahme hat eine an die Außenkontur des Kolbens angepasste 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. Vielmehr kann es vorgesehen sein, dass der Kolben unter einer, insbesondere elastischen oder viskoelastischen, Verformung in die Kolbenaufnahme eingesetzt wird und dabei in dieser gestaucht wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Kolben eine umlaufende Dichtung aufweist, die im Setzwerkzeug radial nach innen verformt ist, jedoch in einem unverformten Zustand über die Innenkontur des Setzwerkzeugs hinausragt.The piston receptacle has an inner contour adapted to the outer contour of the piston. It is not necessary that the outer contour of the piston and the outer diameter are smaller or equal to the inner contour and the inner diameter of the piston receiving are configured. Rather, it may be provided that the piston is inserted under a, in particular elastic or viscoelastic, deformation in the piston seat and is thereby compressed in this. This is particularly the case when the piston has a peripheral seal which is deformed radially inwardly in the setting tool, but in an undeformed state protrudes beyond the inner contour of the setting tool.
Schließlich weist das Setzwerkzeug eine Einrichtung zum Erzeugen einer axialen Relativbewegung zwischen dem Einsetzabschnitt und einem in der Kolbenaufnahme aufgenommenen Kolben auf. Dies erlaubt das Auswerfen des Kolbens innerhalb eines Behälters.Finally, the setting tool has a device for generating an axial relative movement between the insertion section and a piston received in the piston receptacle. This allows ejection of the piston within a container.
Ein erfindungsgemäßes Setzwerkzeug wird bevorzugt in einem oben beschriebenen Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens verwendet. Bevorzugt betrifft die Erfindung daher auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs in einem oben beschriebenen Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens in einen Behälter.An inventive setting tool is preferably used in a method described above for inserting a piston. Therefore, the invention preferably also relates to the use of a setting tool according to the invention in a method described above for inserting a piston into a container.
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. Diese Bewegung wird insbesondere dadurch erleichtert, dass im Falle einer manuellen Betätigung am Auswerferstößel und/oder am Einsetzabschnitt Haltegriffe vorgesehen werden. Im Falle einer automatischen Betätigung können die nötigen Kräfte zum Auswerfer auf eine dem technischen Standard und an sich bekannte Weise übertragen werden.The device for generating an axial relative movement is in the simplest case an ejector plunger, which can eject the piston from the piston receptacle through the insertion section. However, since the piston is placed in a preferred variant on a liquid or pasty material present in the container, it is preferred if the ejector ram holds the piston axially to the container and thus to the material while the insert portion is withdrawn from the container. This movement is facilitated in particular by the fact that, in the case of a manual actuation on the ejector ram and / or on the insertion section, handholds are provided. In the case of automatic actuation, the necessary forces can be transmitted to the ejector in a manner known in the art and per se.
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 Kolben durch einem Anschlag am Setzwerkzeug oder ähnliches zu verhindern.Alternatively, at the Einsetzabschnitt itself means for generating a axial relative movement between the insertion and the piston are provided. For example, it is possible to slide the insertion portion and / or the walls of the piston seat in the axial direction against the insertion direction of the setting tool in the container, and to prevent a movement of the piston by a stop on the setting tool or the like.
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.In a preferred embodiment, the piston seat of the setting tool has a wall thickness of 0.02 mm to 0.5 mm, preferably 0.05 mm to 0.25 mm, in particular 0.15 mm ± 0.05 mm. In particular, the wall thickness is to be selected depending on the material used for the production of the setting tool. With a high stiffness material, such as steel, aluminum, titanium and / or fiber reinforced composites, reduced wall thicknesses can be achieved without distortion of the setting tool when used in a method as described above. At the same time, with small wall thicknesses, in particular in the range of 0.05 mm to 0.25 mm, it is advantageous that the piston or its seal is not unnecessarily deformed during insertion into or within the setting tool.
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.Alternatively or additionally, it is preferred if the wall thickness is selected relative to the inner and outer diameter of the piston receptacle. This allows for the fact that larger setting tools regularly require higher wall thicknesses in order to provide the stability required for the application of the setting tools. In particular, it is therefore preferred if the ratio of the inner diameter to the outer diameter of the piston receptacle 95% to 99.9%, preferably 97% to 99.5%, particularly preferably 99% ± 0.5%. Within these ratios, a balance between the lowest possible wall thickness and the highest possible rigidity of the setting tool is obtained.
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.It is further preferred that the piston receptacle is limited on the opposite side of the opening in the axial direction by a stop. This stop prevents insertion of the piston in the setting tool beyond the piston seat addition. Therefore, it is particularly preferred if the axial length of the limited by the stopper piston seat is adapted to the axial extent of the piston, so that the piston does not protrude further than necessary in the setting tool. The setting tool can be made more compact.
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.It is alternatively possible to design the piston receptacle in the axial direction shorter than the axial extent of the piston. In this case, the piston can not be completely absorbed by the piston receptacle, so that a sealing direction in the front sealing lip of the seal of the piston is not deformed in the setting tool, while a rear in the discharge direction sealing lip is deformed in the piston seat of the setting tool.
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.In a preferred embodiment of the setting tool, the outer contour of the insertion section is adapted to the inner contour of the container such that a vent opening is formed between the outer contour of the insertion section and the inner contour of the container. This embodiment is the simplest variant of a vent opening, which is designed in this way around the insertion section circumferentially. Since only low-viscosity air to be passed through the vent, it is usually sufficient if the setting tool is inserted into the container so that the inner diameter of the container is greater than or equal to the outer diameter of the insertion of the setting tool. In this case, the at least one vent opening is formed by roughness and unevenness on the inner contour of the container and / or the outer contour of the setting tool.
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 other words, it is sufficient according to the invention that the insertion portion is insertable into the container, whereby at least one vent opening is already formed. Further, but more complex designs due to design, can provide recesses on the outer contour of the insertion, which extend in the axial direction along the Einsetzabschnitts and lead the air from the container. It is further preferred in this context if the setting tool does not produce a widening thereof upon insertion of the insertion section into the container, as this can lead to a deformation of the inner contour of the container and / or the outer contour of the insertion section, resulting in a seal between the container and the insertion section and a vent through the at least one vent opening is difficult.
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 a further preferred variant, the setting tool additionally has a deformation funnel which can be moved relative to the insertion section and has a conically tapering opening. In this case, the inner diameter of the deformation funnel is smaller than or equal to the inner diameter of the inner contour of the piston receptacle. The tapered opening of the deformation funnel facilitates insertion of the piston into the deformation funnel. It is also ensured that the deformation of the seal of the piston takes place uniformly over the entire circumference. By this vote of the inner diameter of the deformation funnel, in particular the smallest inner diameter of the deformation funnel, to the inner diameter the piston retainer, it is ensured that the piston can be easily transferred from the deformation funnel into the piston receptacle. Furthermore, damage to the seal of the piston during the transition from the deformation funnel is avoided in the piston seat.
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 a further development of the deformation funnel, it is preferably provided that the deformation funnel has a stop which is supported behind the piston receptacle, in particular on the thick-walled part, of the setting tool. This can be avoided that high axial forces are transmitted to the thin-walled and therefore knife-like sharp front edge of the piston seat when pushing the piston. This considerably increases the stability of the setting tool. The radial width of the stop preferably corresponds to the wall thickness of the piston receptacle. As a result, the deformation funnel can be easily placed on the piston seat and held axially in one direction.
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.The invention will be explained in more detail by means of embodiments and with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their combination in the claims or their relationships.
Es zeigen schematisch:
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1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs und eines darin einsetzbaren Kolbens, -
2 eine Explosionszeichnung des in1 gezeigten Setzwerkzeugs, -
3 einen Längsschnitt eines Verformungstrichters zusammen mit einem Längsschnitt eines darin einsetzbaren Kolbens, -
4 einen Längsschnitt des Setzwerkzeugs nach1 miteinem Verformungstrichter nach 3 und darin aufgenommenemKolben nach 4 . -
5a einen Längsschnitt eines Behälters mit einem Längsschnitt eines darin einsetzbaren Einsetzabschnitt des Setzwerkzeugs beim Einsetzen in einen Behälter, -
5b einen Querschnitt entlang der AchseA-A durch den Behälter und den Einsetzabschnitt des Setzwerkzeugs nach5a , -
5c einen Querschnitt entlang einer AchseA-A wie in5b gezeigt, mit einer weiteren Variante zur Ausbildung einer Entlüftungsöffnung, -
6a eine Draufsicht auf einen zweiteiligen Verformungstrichter in einem zusammengefügten Zustand, -
6b eine Draufsicht auf einen zweiteiligen Verformungstrichter in einem separierten Zustand, -
6c eine Draufsicht auf einen zweiteiligen Verformungstrichter nach6b mit einem darin aufgenommenen Setzwerkzeug, -
6d eine Draufsicht auf einen zweiteiligen Verformungstrichter in einem zusammengefügten Zustand mit einem darin aufgenommenen Setzwerkzeug, -
7 eine Draufsicht auf eine Montageplatte zum automatisierbaren Einsetzen mehrerer Kolben in ein erfindungsgemäßes Setzwerkzeug und anschließendes Einsetzen der Kolben in mehrere Behälter einer Kartusche, -
8 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs mit Kolben, zweiteiligem Verformungstrichter und Montageplatte, -
9a bis9d einen Längsschnitt eines mehrteiligen Verformungstrichters (9a) , mit erfindungsgemäßen Setzwerkzeug (9b) und einen darin einsetzbaren Kolben (9d) , beim Einsetzen des Kolbens in das Setzwerkzeug mit Hilfe des Verformungstrichters, -
10a bis10d einen Längsschnitt des Systems nach den9a bis9d mit einem Behälter (10b) , beim Einsetzen des Kolbens in den Behälter.
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1 a longitudinal section of a setting tool according to the invention and a piston insertable therein, -
2 an exploded view of the in1 setting tool shown, -
3 3 a longitudinal section of a deformation funnel together with a longitudinal section of a piston insertable therein; -
4 a longitudinal section of the setting tool after1 with a deformation funnel after3 and received therein piston after4 , -
5a a longitudinal section of a container with a longitudinal section of an insertable insertion portion of the setting tool inserted therein when inserted into a container, -
5b a cross section along the axisAA through the container and the insertion portion of the setting tool5a . -
5c a cross section along an axisAA as in5b shown with a further variant for forming a vent opening, -
6a a plan view of a two-part deformation funnel in an assembled state, -
6b a plan view of a two-part deformation funnel in a separated state, -
6c a plan view of a two-part deformation funnel after6b with a setting tool received therein, -
6d a plan view of a two-part deformation funnel in an assembled state with a setting tool received therein, -
7 a plan view of a mounting plate for automated insertion of several pistons in a setting tool according to the invention and then inserting the piston into a plurality of containers of a cartridge, -
8th a longitudinal section of a setting tool according to the invention with pistons, two-part deformation funnel and mounting plate, -
9a to9d a longitudinal section of a multi-part deformation funnel (9a) , with setting tool according to the invention (9b) and a piston (9d) when inserting the piston into the setting tool by means of the deformation funnel, -
10a to10d a longitudinal section of the system after the9a to9d with a container (10b) , when inserting the piston into the container.
Die Wandstärke der Kolbenaufnahme
Soll der Kolben
Beim Einführen der Kolbenaufnahme
Auf der der Öffnung
Das Setzwerkzeug
Das Setzwerkzeug weist vorzugsweise einen am Einsetzabschnitt
Um den Kolben
Zum besseren Verständnis des Aufbaus des Setzwerkzeugs
Der Verformungstrichter
Ferner weist der Verformungstrichter
Die
In
In den
Ein zweiteiliger Verformungstrichter
In der in
Anschließend können mehrere Setzwerkzeuge
Schließlich werden der erste Teil
In der konstruktiv einfachsten Variante sind die Teile
Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Verwendung einer in der
Die Bohrungen
Zum Einsetzen eines Kolbens
In der in
Nachdem der Kolben
Die Position der Stufe
Nachdem der Kolben
Die Funktionsweise des Setzwerkzeugs
Die
In einem ersten Verfahrensschritt (
In einem zweiten Verfahrensschritt (
In einem dritten Verfahrensschritt wird der Kolben
In einem vierten Verfahrensschritt wird der zweiteilige Verformungstrichter
In einem fünften Verfahrensschritt wird das Setzwerkzeug
Nachdem das Setzwerkzeug
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Setzwerkzeugsetting tool
- 22
- Einsetzabschnittinsertion
- 33
- Außenkontur des EinsetzabschnittsOuter contour of the insertion section
- 44
- Kolbenaufnahmepiston receiving
- 55
- Öffnung der KolbenaufnahmeOpening of the piston receptacle
- 66
- Kolbenpiston
- 77
- Innenkontur der KolbenaufnahmeInner contour of the piston receiver
- 88th
- Außenkontur des KolbensOuter contour of the piston
- 99
- Wandstärke der KolbenaufnahmeWall thickness of the piston holder
- 1010
- Anschlag der KolbenaufnahmeStop of the piston holder
- 1111
- Entlüftungskanalvent channel
- 1212
- Anschlag des SetzwerkzeugStop of the setting tool
- 1313
- Auswerferstößelejector
- 1414
- Aussparungrecess
- 1515
- Haltegriffehandholds
- 1616
- Verformungstrichterdeformation funnel
- 16a16a
- erste Backe des Verformungstrichtersfirst jaw of the deformation funnel
- 16b16b
- zweiter Backe des Verformungstrichterssecond jaw of the deformation funnel
- 17 17
- Dichtungpoetry
- 1818
- Dichtlippesealing lip
- 1919
- Stützringesupporting rings
- 2020
- Öffnung des VerformungstrichtersOpening of the deformation funnel
- 2121
- konischer Abschnittconical section
- 2222
- statischer Abschnittstatic section
- 2323
- Stufe des VerformungstrichtersStage of the deformation funnel
- 2424
- Aufnahmebereich des VerformungstrichtersReceiving area of the deformation funnel
- 2525
- Behältercontainer
- 2626
- Innenkontur des BehältersInner contour of the container
- 2727
- Einschnittecuts
- 2828
- Pfeilearrows
- 2929
- Montageplattemounting plate
- 3030
- Bohrungdrilling
- 3131
- Aussparungrecess
- 3232
- Pfeilearrows
- 3333
- Stufestep
- 3434
- Stößeltappet
- 3535
- Anschlagattack
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2012/055921 A1 [0010]WO 2012/055921 A1 [0010]
Claims (19)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017128958.5A DE102017128958A1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Method and setting tool for inserting a piston into a container |
PCT/EP2018/083587 WO2019110637A1 (en) | 2017-12-06 | 2018-12-05 | Method and setting tool for inserting a plunger into a container |
DE112018003387.2T DE112018003387A5 (en) | 2017-12-06 | 2018-12-05 | Method and setting tool for inserting a piston into a container |
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---|---|---|---|
DE102017128958.5A DE102017128958A1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Method and setting tool for inserting a piston into a container |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102017128958A1 true DE102017128958A1 (en) | 2019-06-06 |
Family
ID=66547660
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102017128958.5A Withdrawn DE102017128958A1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Method and setting tool for inserting a piston into a container |
Country Status (1)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20007810U1 (en) * | 2000-05-03 | 2000-07-27 | Basf Drucksysteme Gmbh | Device for inserting pistons in cartridges for printing inks |
WO2012055921A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-05-03 | Kettenbach Gmbh & Co. Kg | Piston and cartridge arrangement having said piston |
DE102011100976A1 (en) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | Ritter Gmbh | Locking and ejection pistons for plastic mass cartridges and method for inserting such a piston into a cartridge |
-
2017
- 2017-12-06 DE DE102017128958.5A patent/DE102017128958A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102011100976A1 (en) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | Ritter Gmbh | Locking and ejection pistons for plastic mass cartridges and method for inserting such a piston into a cartridge |
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R079 | Amendment of ipc main class |
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R082 | Change of representative |
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