DE10235599A1

DE10235599A1 - Kolben mit Entlüftung für Kartuschen zur Aufnahme und Abgabe plastischer Massen

Info

Publication number: DE10235599A1
Application number: DE2002135599
Authority: DE
Inventors: Gerald Brendel
Original assignee: Ritter GmbH
Current assignee: Ritter GmbH
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-02-19

Abstract

Kolben mit Entlüftung für Kartuschen zur Aufnahme und Abgabe plastischer Massen, bestehend aus einem vorderen Kolbenteil (1), einem hinteren Kolbenteil (2) und einem diese einstückig über ein vorderes und ein hinteres Filmscharnier (4, 5) verbindenden Verbindungsabschnitt (3) mit im Bereich des hinteren Filmscharniers (5) angeordneten Entlüfteschlitzen (6), wobei der Fertigkolben durch axiales Zusammenschieben von vorderem und hinterem Kolbenteil (1, 2) unter ziehharmonikaartigem Falten des Verbindungsabschnitts (3) mit angrenzenden konischen Wandabschnitten (13, 23) des vorderen und hinteren Kolbenteils erreicht wird.

Description

Kartuschen zur Aufnahme und Abgabe plastischer Massen bestehen aus einem zylindrischen Rohrkörper mit geschlossener vorderer Stirnwand mit angeformtem Mundstück. Nach dem Befüllen der Kartusche durch das hintere offene Ende mit der plastischen Masse, beispielsweise einer Silikondichtungsmasse, wird das hinter Kartuschenende durch Einsetzen eines Kolbens verschlossen, der dann auch zum Ausdrücken der plastischen Masse aus der Kartusche bei deren Verwendung dient. Um das beim Einsetzen des Kolbens zwischen dessen Vorderseite und der eingefüllten Füllmasse vorhandene Luftpolster entweichen zu lassen, ist es bekannt, den Kolben mit einer Entlüftung auszubilden.

Bekannte Entlüftungseinrichtungen reichen von früher verwendeten einfachen Entlüftebohrungen, die nach dem Entlüftevorgang durch Verschweißen verschlossen wurden, bis zu automatisch verschließenden und zum Teil einrastbaren Ventilen. Neuere Lösungen umfassen die Ausbildung der Kolbenentlüfteeinrichtung mit einem Mikroporenfilter (WO 9936188) oder mit Labyrinthdichtungen (WO 0194028), um das Eindringen von Füllmasse in die Entlüftungskanäle und das daraus womöglich resultierende Stören des zuverlässigen Schließens des Entlüfteventils zu verhindern. Diese letzteren Maßnahmen sind aufwendig, weil sie eine mindestens zweiteilige Ausbildung des Kolbens mit entsprechendem Montageaufwand erfordern.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kolben zu schaffen, der eine zuverlässig funktionierende und nach dem Entlüftevorgang zuverlässig dicht schließende Entlüfteeinrichtng aufweist, aber insgesamt einstückig zu fertigen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene Anordnung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Kolben kann sowohl als Kolben für Einkomponentenkartuschen als auch als Ringkolben bei Zweikomponentenkartuschen ausgeführt werden, bei denen konzentrisch im äußeren Kartuschenrohr ein inneres Kartuschenrohr zur Aufnahme einer zweiten Füllstoffkomponente angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
1 einen Axialschnitt durch einen Kolben nach der Erfindung in dem Zustand, wie er aus der Spritzgussform kommt,
2 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit II in 1,
3 eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Kolbens schräg von unten,
4 einen Axialschnitt des Kolbens nach 1 in in seine Gebrauchsstellung gestauchten Zustand,
5 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit V in 4, und
6 in perspektivischer Darstellung ähnlich 3 dem in die Gebrauchslage gestauchten Kolben in Untersicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Ringkolben für eine Zweikomponentenkartusche mit einem Volumenverhähtnis von etwa 10 : 1 der einen Komponente (im Ringraum) zur anderen Komponente (im Innenraum). Durch entsprechende maßliche Anpassungen für Koaxialkartuschen mit anderen Mischungsverhältnissen sowie analog durch geschlossenen Mittelteil auch für Einkomponentenkartuschen ausgebildet werden.
Der erfindungsgemäße Kolben wird in einem Stück als Kunststoffspritzgussteil gespritzt. Die 1 bis 3 zeigen den Kolben in dem zustand, wie er die Spritzgussmaschine verlässt.
In diesem Fertigungszustand hat der Kolben einen vorderen (in der Zeichnung oberen) Teil 1 und einen hinteren (in der Zeichnung unteren) Teil 2. Diese beiden Teile sind durch einen etwa zylindrischen Verbindungsabschnitt 3 miteinander verbunden, der über ein vorderes Filmscharnier 4 mit dem vorderen Kolbenteil 1 und über ein hinteres Filmscharnier 5 mit dem hinteren Kolbenteil 2 verbunden ist. In 2 sind diese Elemente deutlich sichtbar.
Der vordere Kolbenteil 1 umfaßt dabei eine äußere Mantelwand 11, der in üblicherweise mit Dichtelementen zum Zusammenwirken mit der entsprechenden Kartuscheninnenwand ausgebildet ist, einen sich daran anschließenden vorderen Stirnwandabschnitt 12, und einen von diesem nach hinten springenden konischen Wandbereich 13, und dieser ist über das vordere Filmscharnier 4 mit dem Verbindungsabschnitt 3 verbunden.
Der hintere Kolbenteil weist eine innere Mantelwand 21 auf, die mit der Außenseite des Innenrohrs einer Koaxialkartusche dichtend zusammenwirkt, und weist außerdem einen davon radial nach außen wegragenden Flanschbereich 22 mit einem davon ausgehend nach vorne ragenden konischen Wandabschnitt 23 auf, der wiederum über das hintere Filmscharnier 5 mit dem Verbindungsstück 3 verbunden ist.
Bei einem Kolben für eine einkomponentige Kartusche ist, wie der Fachmann sich leicht vorstellen kann, die innere Mantelwand 21 durch einen geeignet geformten, mit einer vorderen Stirnwand abgeschlossenen Wandbereich ersetzt.
Wie außerdem aus 2 hervorgeht und auch aus 3 gut ersichtlich ist, am hinteren Bereich der inneren Ringwand 21 mit dem Flanschbereich 22 verbundene Radialrippen 24 vorgesehen.
Schließlich ist aus 2 sowie aus 3 ersichtlich, daß im Bereich des hinteren Filmscharniers 5 jeweils ein Stück weit in den Verbindungsabhnitt 3 und in dem konischen Wandbereich 23 ragende Entlüftungsschlitze 6 gebildet sind. 2 zeigt diese Entlüftungsschlitze 6 im Axialschnitt, 3 zeigt deren Anordnung und Verlauf beispielshaft in der perspektivischen Untersicht.
Die 4 bis 6 zeigen nun den Kolben nach der Erfindung im Fertigzustand zum Einsetzen in die Kartusche. Dieser wird dadurch erreicht, daß durch axiales Gegeneinanderdrücken des vorderen Kolbenteils 1 und des hinteren Kolbenteils 2 der diese über die beiden Filmscharniere 4 und 5 verbindende Verbindungsabschnitt 3 gefaltet wird, wobei gleichzeitig eine flachere Schräglage der beiden konischen Wandabschnitte 13 und 23 erreicht wird.
Wie 5 in der Detailansicht zeigt, sind also der konische Wandabschnitt 13 des vorderen Kolbenteils 1 und der konische Wandabschnitt 23 des hinteren Kolbenteils 2 mit dem Verbindungsabschnitt 3 ziehharmonikaartig aufeinandergefaltet und gleichzeitig verspannt, so daß diese drei Wandabschnitte unter innerer Vorspannung straff aufeinanderliegen und jeweils konisch miteinander dichtend zusammenwirken.
Es ist (nicht dargestellt) auch möglich, die Knickbereiche dabei noch in entsprechende, an den Kolbenteilen angeordnete Rastmulden einrasten zu lassen und dadurch den Sitz noch zu sichern.
Wie aus 4 hervorgeht, steht im so in Gebrauchslage gefalteten Zustand des Kolbens der rückwärtige Rand der Mantelwand 11 axial über den rückwärtigen Rand der inneren Mantelwand 21 mit den Rippen 24 über.
Wird nun der Kolben in dieser Gebrauchsstellung in das rückwärtige Ende einer gefüllten Kartusche eingesetzt, wird das zwischen Füllmasse und vorderer Kolbenstirnseite eingeschlossene Luftvolumen komprimiert und sammelt sich in dem Ringraumbereich auf der Frontseite des Flansches 22. Danach wird mit einem scheibenartigen Werkzeug, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der äußeren Kartuschenwand entspricht, Druck auf die rückwärtige Randkantenfläche der äußeren Mantelwand 11 ausgeübt und diese axial nach vorne gedrückt, bis das Werkzeug auch auf die rückwärtigen Kanten der Rippen 24 anstößt. Eine weitere axiale Bewegung der äußeren Mantelwand und somit des vorderen Kolbenteils 1 relativ zum hinteren Kolbenteil 2 kann dann nicht mehr erfolgen.
Durch die geringe axiale Verschiebung des vorderen Kolbenteils über dessen äußere Mantelwand 11 erfolgt aber ein minimales Auffalten der Wandbereiche 13, 3 und 23, so daß die komprimierte Luft aus dem Ringraum vorderhalb des Flansches 22 durch die Schlitze 6 entweichen kann. Dabei besteht nicht die Gefahr, daß vom Füllmaterial etwas zwischen die Wandbereiche 23 und 3 eindringt, weil das Material erst einmal axial zum Flansch 22 hin strömen und dann eine Richtungsumkehr um weit mehr als 90° ausführen muß.
Nach dem Entlüftevorgang legen sich die Wandbereiche 13, 3 und 23 wieder satt dichtend aufeinander. Beim Ausdrücken der Kartusche wird von hinten Pressdruck auf die hinteren Kantenflächen der Rippen 24 ausgeübt. Da die Druckstempel aller bekannten Ausdrückgeräte einen Außendurchmesser haben, der um deutlich mehr als die Wanddicke der äußeren Mantelwand 11 kleiner als der Innendurchmesser der äußeren Kartuschenmantelwand ist, erfolgt der Druck beim Auspressen nur auf die Rippen 24 und gegebenenfalls auf die damit flächenbündige Stirnfläche der inneren Mantelwand 21, keinesfalls aber auf die hinteren Kantenfläche der äußeren Mantelwand 11. Dies hat zur Folge, daß der Auspressdruck über die ziehharmonikaartig zusammengelegten Wandbereiche 13, 3 und 23 auf die Füllmasse ausgeübt, mit der Folge, daß der Auspressdruck diese Wandbereiche straff zusammen und somit in absolut dichtende Anlage hält, so daß ein Herausdrücken von Füllmasse während des Auspressvorgangs durch die Schlitze 6 vollkommen ausgeschlossen ist.

Claims

Kolben mit Entlüftung für Kartuschen zur Aufnahme und Abgabe plastischer Massen, mit folgenden Merkmalen: a) der Kolben besteht aus einem einstöckigen Kunststoffspritzgussteil, b) das Kunststoffspritzgussteil besteht aus einem vorderen, radial äußeren Kolbenteil (1), einem hinteren, radial inneren Kolbenteil (2) und einem diese miteinander verbindenden, etwa zylindrischen Verbindungsabschnitt (3), c) der Verbindungsabschnitt (3) ist über ein vorderes Filmscharnier mit einem konischen Wandabschnitt (13) des vorderen Kolbenteils (1) und über ein hinteres Filmscharnier (5) mit einem konischen Wandbereich (23) des hinteren Kolbenteils (2) verbunden, d) der Verbindungsabschnitt (3) weist im Bereich des hinteren Filmscharniers (5) axial verlaufende Entlüfteschlitze (6) auf, e) das Spritzgussteil ist durch axiales Zusammendrücken des vorderen Kolbenteils (1) und des hinteren Kolbenteils (2) unter ziehharmonikaartiger Faltung der beiden konischen Wandabschnitte (13, 23) und des Verbindungsabschnitts (3) über die beiden Filmscharniere (4, 5) zum Fertigkolben faltbar.
Kolben nach Anspruch 1, wobei der vordere, radial äußere Kolbenteil (1) eine äußere Mantelwand (11) mit Dichtelementen zum Zusammenwirken mit der Kartuscheninnenwand und einen daran angrenzenden vorderen Stirnwandbereich (12) aufweist, an welchen sich der konische Wandabschnitt (13) des vorderen Kolbenteils (1) nach hinten zurückspringend anschließt.
Kolben nach Anspruch 1 oder 2, wobei der hintere, radial innere Kolbenteil (2) eine innere Mantelwand (21) zum dichtenden Zusammenwirken mit der Außenfläche eines Innenrohrs einer Koaxialkartusche ausgebildet und der konische Wandabschnitt (23) an der Außenseite der inneren Mantelwand (21) nach vorne verlaufend angeordnet ist.
Kolben nach Anspruch 1 oder 2, wobei der hintere, radial innere Kolbenteil einen vorderen Stirnwandbereich aufweist und über einen entsprechenden Wandabschnitt mit dem nach vorne verlaufenden konischen Wandabschnitt (23) des hinteren Kolbenteils verbunden ist.
Kolben nach Anspruch 3 oder 4, wobei der konische Wandabschnitt (23) des hinteren Kolbenteils (2) über einen etwa radialen Flanschabschnitt (22) mit dem übrigen hinteren Kolbenteil verbunden ist.
Kolben nach Anspruch 5, wobei der hintere Kolbenteil (2) einen Kranz von Radialrippen (24) aufweist, die in dem vorn radialen Flanschabschnitt (22) und einem daran radial innen angrenzenden Mantelwandabschnitt angeformt sind und deren rückwärtige Kantenfläche bündig mit der rückwärtigen Kantenfläche des Mantelwandabschnitts ist.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Entlüfteschlitze (6) jeweils ein Stück weit in den Verbindungsabschnitt (3) und den konischen Wandabschnitt (23) des hinteren Kolbenteils (2 ) reichen und das hintere Filmscharnier (5) durchsetzen.