DE19608128A1 - Kartusche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kartusche für fließfähige Medien, mit einer ein Volumen begrenzenden Hülle aus flexiblem Material, die an einem Ende mit einem kolbenartigen Auspreßelement und an einem anderen Ende mit einem Auslaßelement versehbar ist.

Kartuschen für fließfähige Medien sind an sich bekannt. Es handelt sich dabei um Behälter zur Lagerung, zum Transport und zur Ausgabe fließfähiger Medien. In erster Linie handelt es sich um pastöse Medien wie Silikonkautschuk und dergleichen, welche beispielsweise im Bereich der Bauindustrie Verwendung finden. Es ist aber auch bekannt, Klebstoffe, Fette oder sonstige Medien in Kartuschen einzufüllen.

Es sind verschiedene Arten von Kartuschen bekannt. In einem Fall handelt es sich bei der das Volumen begrenzenden Hülle um ein an sich eigensteifes, gehäuseartiges Element, welches in der Regel an einem Ende einen Auspreßbereich und an dem anderen Ende eine Öffnung für ein kolbenartiges Auspreßelement aufweist. Der Ausgabebereich umfaßt üblicherweise eine Ausgabeöffnung, wobei es bekannt ist, daß diese bei der Hülle durch ein mit dieser einstückig versehenes Element verschlossen ist. Im Bedarfsfalle wird dieser Verschluß beispielsweise durch Aufschneiden geöffnet, so daß sich eine Ausgabeöffnung bietet. In diesem Bereich der Ausgabeöffnung kann ein mit einem Innen- oder Außengewinde versehener Stutzen ausgebildet sein, auf welchen eine Ausgabedüse aufsetzbar ist. Derartige Kartuschen sind in erster Linie aus Kunststoff gebildet, so daß hinsichtlich der Herstellung und der Entsorgung ein großer Aufwand getrieben werden muß. Die Behälter sind in erster Linie Einwegbehälter, da sie nicht vollständig entleerbar sind und sie sind nicht universell einsetzbar. Da man immer den möglichst günstigsten Kunststoff zur Herstellung der Kartuschen wählt, sind diese nicht universell für alle Stoffe verwendbar, sondern es müssen für unterschiedliche Medien unterschiedliche Kartuschen hergestellt werden. Ein weiteres Problem ist die mangelnde Restentleerung der Kartuschen, die sehr unbefriedigend ist. Auch kann es leicht zur Kontaminierung von Bedienpersonen mit dem Medium kommen. Schließlich sind die als Leerbehälter hergestellten Kartuschen bereits auf dem Transportweg zur Befüllung so groß wie nach der Befüllung, benötigen also ein großes Transportvolumen.

Es ist bekannt, die zu verarbeitenden Medien als Alternative zu den zylinderförmigen Behälter in Schlauchbeuteln bereitzustellen. Derartige Schlauchbeutel bestehen im wesentlichen aus einem Folienschlauch, welcher an beiden Enden verschlossen ist. Dabei ist es bekannt, die Enden mittels sogenannter Metallclips zu verschließen. Durch die Verwendung derartiger Schlauchbeutel soll in erster Linie vermieden werden, daß eine Vielzahl entleerter zylinderförmiger Behälter entsorgt werden müssen. Die Herstellung von Schlauchbeuteln ist einfacher und die Entsorgung ebenfalls. Da die Schlauchbeutel jedoch nicht formstabil sind, werden sie zur Verarbeitung der in ihnen befindlichen Medien in eine formstabile zylindrische Hülle eingesetzt, an deren einem Ende ein Verschluß mit einer Ausgabeöffnung, beispielsweise zur Anordnung einer Düsenspitze angeordnet ist. Vom anderen Ende der zylindrischen Außenhülle her läßt sich dann Druck auf den Schlauchbeutel ausüben. Zur Ausgabe der im Schlauchbeutel befindlichen Masse muß dieser geöffnet werden, was in der Praxis durch die Zerstörung der Schlauchbeutelhülle durch Aufschlitzen, Einstechen oder dergleichen geschieht. Nach der Entleerung der Schlauchbeutel werden diese den zylindrischen Hüllen wieder entnommen, so daß nur ein kleiner, weitestgehend entleerter Schlauchbeutel zu entsorgen ist. Obwohl dies gegenüber den zylinderförmigen Kunststoffkartuschen Vorteile aufweist, haben die Schlauchbeutel den Nachteil, nur bis zu bestimmten Füllvolumen handhabbar zu sein und in besonders nachteiliger Weise die Ausgabevorrichtungen mit den eingefüllten Medien zu kontaminieren. Meist werden auch die Bedienpersonen mit dem Medium in Kontakt kommen. Dies führt häufig zu einer völligen Verstopfung der Ausgabemittel, so daß auch diese in der Praxis zumindest teilweise entsorgt werden müssen. Dadurch entfallen die geplanten Vorteile und die Belastung der Umwelt durch die Entsorgung von Schlauchbeuteln einerseits und Ausgabevorrichtungen andererseits wird beträchtlich gesteigert. Die Nachteile werden durch die Kontaminierung der Bedienpersonen, spätestens bei der Entnahme der Schlauchbeutel aus den Ausgabevorrichtungen, verstärkt.

Allen vorbekannten Kartuschen der genannten Art ist somit die Entsorgungsproblematik gemeinsam, die zu hohen Entsorgungskosten führt. Darüber hinaus sind die vorbekannten Kartuschen nicht universell einsetzbar, hinsichtlich der Volumina unflexibel und weisen Nachteile in erster Linie aufgrund der unkontrollierbaren Bedienbarkeit auf.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kartusche bereitzustellen, welche in der Herstellung und bis hin zur Befüllung wirtschaftlich ist, nur wenig Kunststoff aufweist und geringe Belastungen durch Entsorgung bringt. Darüber hinaus sollen eine möglichst universelle Einsetzbarkeit, eine möglichst weitestgehende Restentleerung und ein geringes Transportvolumen gewährleistet sein.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird eine Kartusche für fließfähige Medien bereitgestellt, mit einer ein Volumen begrenzenden Hülle aus flexiblem Material, die an einem Ende mit einem kolbenartigen Auspreßelement und an einem anderen Ende mit einem Auslaßelement versehbar ist, wobei im Bereich des Auslasses eine Ausgabeöffnung vorgesehen ist, deren Durchmesser unter Berücksichtigung der durch das Auspreßelement aufbringbaren Kräfte, der Viskosität des fließfähigen Mediums und der Flexibilität der Hülle die Aufrechterhaltung eines Innendrucks im durch die Hülle begrenzten Volumen gewährleistet, der einem Einfalten des Hüllenmaterials in das Volumeninnere entgegenzuwirken geeignet ist.

Mit der Erfindung wird eine Kartusche bereitgestellt, bei der eine Reihe von Elementen in definierter Weise aufeinander abgestimmt sind, um ein konkretes überprüfbares Ergebnis zu erzielen. Dabei werden im wesentlichen die sich aus der Kolbengeometrie des kolbenförmigen Auspreßelementes ergebenden üblichen Auspreßkräfte und der Durchmesser der Ausgabeöffnung aufeinander abgestimmt. Unter zusätzlicher Berücksichtigung der Viskosität des fließfähigen Mediums und der Flexibilität der Hülle wird zumindest ein Mindestinnendruck im durch die Hülle begrenzten Volumen eingestellt bzw. aufrechterhalten, so daß das Hüllenmaterial nicht in das Volumeninnere einfalten kann. Unter Einfalten im Sinne der vorliegenden Erfindung soll verstanden werden, daß das flexible Material nicht in dem Bereich, in dem es noch durch eingefülltes Medium befüllt ist, zu Einfaltungen neigen kann, insbesondere nicht zu Einfaltungen, die quer zur Auspreßrichtung verlaufen. Derartige Einfaltungen würden einem Zusammenpressen der flexiblen Hülle im Bereich zwischen Auspreßkolben und Ausgabeöffnung entsprechend, so daß hier ein einwandfreies Auskratzen und, wie später noch beschrieben werden wird, ein einwandfreies Umstülpen, nicht mehr gewährleistet sind. Durch die erfindungsgemäße Lehre werden in ganz besonders vorteilhafter Weise eine Reihe technischer Merkmale erzielt. Zum einen betrifft dies das bereits angesprochene vollständige Auskratzen des Hüllenkörpers an seiner inneren Oberfläche. In Abhängigkeit von dem äußeren Umfang des Kolbenelementes ergibt sich ein so definierter Auskratzquerschnitt, der zumindest nicht durch zusätzliche Einfaltungen des Hüllenmaterials verändert oder behindert werden soll. Ein anderes technisches Merkmal ist die Umstülpbarkeit des ausgekratzten Materials. Es versteht sich von selbst, daß die technische Lehre nicht einfach darauf reduzierbar ist, daß eine möglichst kleine Ausgabeöffnung gewählt wird, da hierdurch die bestimmungsgemäße technische Verwendbarkeit der Kartusche beeinträchtigt ist. Vielmehr erfüllt die Ausgabeöffnung das Erfordernis eines aus Verarbeitungsrandbedingungen vorgegebenen Materialflusses, genügt aber im Zusammenwirken mit den anderen Parametern dem Erfordernis der Aufrechterhaltung eines Mindestdruckes. Auch geht es um definierte und reproduzierbare Verhältnisse, nicht um zufällige Ergebnisse, z. B. infolge des Ablängens einer Düse oder dergleichen erreichte.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann nunmehr eine Hülle aus eine an sich nicht eigensteifen Folie hergestellt und in definierter Weise bei der Verarbeitung des eingefüllten Mediums verwendet werden. Die Hülle ist während der Verarbeitung und in den Verarbeitungspausen durch den im Inneren herrschenden Druck stabil und begünstigt somit ein einfaches und bestimmungsgemäßes Handling. Durch die gute Auskratzbarkeit läßt sich die Restentleerung erheblich reduzieren. Auch können Hüllen mit sehr großen Füllvolumina verwendet werden, da diese aufgrund des definierten Innendruckes immer noch eine handhabbare Stabilität aufweisen. Die Hülle kann unter Verwendung von sehr wenig Kunststoff hergestellt werden und trägt somit zur Energieeinsparung bei der Herstellung und insbesondere zur Reduzierung der Entsorgungskosten bei.

Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß die Hülle aus wenigstens einer Folie gebildet ist. In vorteilhafter Weise ist dies eine Kunststoffolie. Dabei kann man auch kostengünstige Kunststoffe wie Polyethylen (PE) oder Hochdruck-Polyethylen (HDPE) zurückgreifen, welches sehr kostengünstige Materialien sind. In vorteilhafter Weise umfaßt die Hülle wenigstens eine die diffusionsdichte Schicht, wobei vorzugsweise Aluminium vorgeschlagen wird. Die Hülle kann in Abhängigkeit von der Dimensionierung durch zusätzliche Gewebe, beispielsweise Nylon und dergleichen, stabilisiert werden. In vorteilhafter Weise wird die Hülle schlauchförmig mit einem im wesentlichen runden Querschnitt gebildet.

Das Auslaßelement ist gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung ein scheibenförmiges bzw. topfförmiges Element, welches in besonders vorteilhafter Weise an einem Ende der Hülle diese verschließend mit dieser verbunden ist. Die Hülle wird somit vorteilhafter Weise als Folienschlauch hergestellt, der an einem Ende über den gesamten Umfang des topfförmigen Auslaßelementes mit diesem verbunden ist. Das topfförmige Auslaßelement ist vorteilhafterweise aus Kunststoff und kann gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag diffusionsstabilisierend beschichtet sein, beispielsweise mit Aluminiumfolie. Zur Herstellung der Verbindung kann das Auslaßelement Nuten aufweisen, in welche ein Klemmelement eingeclipst wird, wobei die die Hülle bildende Folie dazwischengeklemmt ist. Das Klemmelement ist in vorteilhafter Weise scheibenförmig.

Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß das Auslaßelement topfförmig ausgestaltet ist und die Nuten an der zylindrischen Topfinnenwandung aufweist. Das Auslaßelement wird mit dem Topfboden in das Hülleninnere weisend in die Hülle eingesetzt. Der Hüllenrand wird dann über den Topfrand übergeschlagen. Ein ringförmiges oder scheibenförmiges Klemmelement wird dann in den Topf eingeclipst und kommt dort in den Nuten zur Anlage. Dabei wird das dazwischenliegende Hüllenmaterial befestigend eingeklemmt. Durch diese Ausgestaltung werden die durch das Hüllenmaterial wirkenden Zugkräfte mehrfach umgeleitet und reduziert.

Das Auslaßelement weist in vorteilhafter Weise einen Öffnungsstutzen auf, der eine Ausgabeöffnung bildet. Der Öffnungsstutzen kann im Inneren oder im Äußeren mit einem Gewinde versehen sein, vorzugsweise einem Trapezgewinde. An das Trapezgewinde läßt sich eine Fülleinrichtung oder eine Ausgabedüse anschließen. Das Trapezgewinde hat dabei den besonderen Vorteil, daß es die wirkenden Druckkräfte gut aufnimmt.

Der Öffnungsstutzen kann durch einen in das Gewinde einschraubbaren Verschlußdeckel verschließbar sein. Der Verschlußdeckel kann in vorteilhafter Weise einen Griffsteg zur Handhabung aufweisen und darüber hinaus in vorteilhafter Weise eine Bohrung, beispielsweise um die Kartusche aufhängen zu können. Der Verschlußdeckel kann unter Zwischenlage eines Folienelementes, vorzugsweise eines diffusionsstabilen Folienelementes einsetzbar sein.

Durch die beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung wird in gegenüber dem Stand der Technik vollständig neuartiger Weise eine Kartusche bereitgestellt, die trotz wirtschaftlicher Herstellung wiederverschließbar ist. Durch die Zwischenlage eines Folienstückes, beispielsweise einer Aluminiumkappe, die auch kunststoffbeschichtet sein kann, läßt sich das Volumen diffusionsstabil verschließen. Somit kann auch das einmal geöffnete Volumen zur späteren Verwendung des eingefüllten Mediums wieder verschlossen werden.

Das am Öffnungsstutzen befestigbare Düsenelement weist einen Gewindebereich und einen Düsenbereich auf.

Das kolbenförmige Auspreßelement ist gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung ein topfförmiger Kolben. Dieses vorzugsweise aus Kunststoff hergestellte Element kann gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung die Hülle verschließend an einem ihrer Enden mit dieser verbunden sein. Das topfförmige Element wird dann mit dem Topfboden in das Hülleninnere weisend in die Hülle eingesetzt und am Umfangsbereich mit dem Hüllenmaterial die Hülle verschließend verbunden. Die Topfbodenkontur entspricht der Negativform des Bodens eines Auslaßelementes, wodurch sich der Grad der Restentleerung beträchtlich erhöht. In besonders vorteilhafter Weise weist der Kolben am Umfang eine Abstreifkante auf, um so das Hülleninnere auszukratzen, wenn der Kolben durch die Hülle gedrückt wird.

Zur Befestigung des Kolbens mit dem Hüllenmaterial wird in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer Einclipsnut und die Verwendung eines Klemmelementes vorgeschlagen, so daß auch im Bereich des Auspreßelementes eine wie bereits zum Auslaßelement beschriebene Verbindungsart möglich ist. Sowohl der Kolben als auch das Auslaßelement können auch auf andere Weise mit dem Hüllenmaterial verbunden werden, Kleben, Schweißen usw.

Der Kolben kann gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung mit Verstärkungsrippen versehen sein.

Durch die beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung läßt sich eine Kartusche in einfacher Form durch die Verwendung eines Folienschlauches herstellen, der an einem Ende durch Clipsverbindung mit einem Auslaßelement und am anderen Ende durch Clipsverbindung mit einem Kolbenelement verschlossen wird. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung gewährleistet unter Verwendung einfacher und wirtschaftlich herstellbarer Elemente auch eine einfache Verwendung und eine wirtschaftliche Entsorgung, da die Materialien unter Entsorgungsgesichtspunkten einsetzbar sind. Ein besonderer Vorteil ergibt sich dadurch, daß der Kolben durch das Volumeninnere bis zum Auslaßelement geführt werden kann, wobei sich das flexible Hüllenmaterial im Bereich der Kolbenhinterkante umstülpt. Hat also der Kolben mit seiner Kolbenfläche den Boden des Auslaßelementes erreicht, ist die Hülle einmal um Ihre halbe Länge verkürzt in sich selbst eingezogen. Dieser besonders vorteilhafte Aspekt der Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen. Nach der Herstellung einer erfindungsgemäßen Kartusche kann durch einfache Vakuumerzeugung der Kolben durch das Volumeninnere bis an das Auslaßelement herangesaugt oder durch Einschieben herangeschoben werden. Die im Leerzustand zu transportierende Hülle ist damit nur noch halb so lang wie eine Kunststoffkartusche gleichen Füllvolumens. Dadurch werden die Transportkosten erheblich, nämlich um zumindest 50% reduzierbar. Durch die Flexibilität der Hülle kann durch entsprechende Packverfahren eine weitere Reduzierung erfolgen. Beim Befüllen läßt sich durch geringe Druckerzeugung der Kolben in seine ursprüngliche Position zurückdrücken und die Hülle läßt sich vollständig befüllen. Von Vorteil ist hierbei noch, daß praktisch keine Luft im Hülleninneren zu Beginn des Füllvorgangs vorhanden ist. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung wird dann der Kolben durch eine geeignete Auspreßvorrichtung in Richtung des Auslaßelementes bewegt, wobei aufgrund der gewählten Dimensionierungen der Kolbenfläche unter Berücksichtigung der Medienviskosität und der Hüllenflexibilität und der Dimensionierung der im Bereich des Auslaßelementes ausgebildeten Auslaßöffnung immer ein ausreichender Innendruck im Hülleninneren herrscht, der die Hülle stabilisierend nach außen preßt und Einfaltungen vermeidet. Somit kann die Hülle durch den vorbeistreifenden Kolben fast vollständig ausgekratzt werden und, was von besonderer Bedeutung ist, die Hülle wird nicht zwischen Kolben und Auslaßelement zusammengepreßt sondern sauber hinter dem Kolben umgestülpt und nachgeführt, da ja das Hüllenende am Kolben befestigt ist. Bei vollständiger Entleerung ist der Kolben am Auslaßelement angekommen. Die Restentleerung ist entsprechend gut und übertrifft in jeder Hinsicht die gesetzlichen Bestimmungen. Die fertig entleerte Kartusche kann zu keiner Kontaminierung der Bedienperson mehr führen und läßt sich unter erheblicher Reduzierung der Entsorgungskosten einfach entsorgen. Der Kunststoffanteil ist gegenüber herkömmlichen Kartuschen erheblich gesenkt, z. B. 70%.

Bei Unterbrechung der bestimmungsgemäßen Verwendung der Kartusche, bevor sie vollständig entleert ist, läßt sich die Kartusche durch den Verschlußdeckel wieder verschließen. Dabei ist es möglich, in erfindungsgemäßer Weise eine Abdeckscheibe oder eine Abdeckkappe einzusetzen. Das in der Kartusche verbleibende Reservoir läßt sich somit wieder lagern.

Wird eine Kartusche wie in der beschriebenen Weise befüllt, wird am Abschluß des Einfüllvorganges ebenfalls der Verschlußdeckel unter Zwischenlage einer Verschlußkappe eingesetzt. Diese Verschlußkappe in Form eines vorzugsweise tiefgezogenen Folienhüttchens stellt zugleich einen Originalitätsverschluß dar und muß vor der Ausgabe der Mediums zunächst zerstört werden.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Kontur des Deckelbodens derart ausgestaltet, daß er zusammen mit dem gefüllten Innenvolumen einerseits eine definierte Füllmenge und andererseits zusätzlich einen definierten Innendruck gewährleisten kann. Dazu kann der Verschlußdeckel beispielsweise mit einer definierten Bohrung versehen sein, in welche ein im Rahmen der Befüllung verbleibender Mediumberg in definierter Weise aufgenommen wird.

Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß die innendruckwirksame Ausgabeöffnung im Bereich der anschlußelementseitigen Öffnung ausgebildet ist. Das Anschlußelement hat, wie beschrieben, einen Öffnungsstutzen, in dessen Inneren eine Auslaßöffnung ausgebildet ist. Im Bereich dieses Stutzens kann eine Öffnung definierten Durchmessers gebildet sein, die die erfindungsgemäße druckwirksame Ausgabeöffnung darstellt.

Alternativ wird in besonders vorteilhafter Weise vorgeschlagen, daß die druckwirksame Ausgabeöffnung im Gewindebereich des Düsenelementes ausgebildet ist. Düsenelemente werden in an sich bekannter Weise über eine vorgegebene Länge mit einem sich verjüngendem Querschnitt ausgebildet. Der Benutzer kann dann nach Belieben im Bereich eines technisch erforderlichen Düsendurchmessers die Düse abschneiden. Demgegenüber ist dieser Bereich aber nicht druckwirksam im Sinne der vorliegenden Erfindung, sondern die druckwirksame Ausgabeöffnung wird im unteren und nicht abschneidbaren Bereich des Düsenelements, vorzugsweise im Gewindebereich ausgebildet.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die druckwirksame Ausgabeöffnung in kombinierter Weise auslaßelementseitig und düsenelementseitig auszubilden.

Mit besonderem Vorteil wird mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß die auslaßelementseitige Auslaßöffnung am zum Volumen zeigenden Ende ringförmig verjüngt ist. Durch diese ringförmige Verjüngung der Auslaßöffnung wird eine Dichtlippe bzw. Dichtfläche gebildet, auf welche beispielsweise ein Düsenelement aufschraubbar ist ebenso wie ein Verschlußdeckel. Darüber hinaus läßt sich in einfacher Weise eine Folie einlegen, die in beschriebener Weise als Originalitätssicherung und diffusionsdichter Verschluß wirksam ist.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der bereits entleerte und hinter dem Kolbenelement befindliche Teil der Hülle weiterhin in Axialrichtung verpreßbar ist. Durch diese Maßnahme, die beispielsweise durch eine entsprechende Ausgestaltung einer Auspreßvorrichtung realisierbar ist, wird das Endvolumen der entleerten Hülle auf ein Bruchteil ihrer ursprünglichen Länge reduziert, was die Entsorgung weiterhin begünstigt.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine völlig neuartige Kartuschenklasse bereitgestellt, die sich durch eine wirtschaftliche Herstellbarkeit, einen wirtschaftlichen Leertransport und eine einfache Befüllbarkeit auszeichnet. Die erfindungsgemäße Kartusche kann, da im wesentlichen folienartige Materialien verwendet werden, für eine nahezu universelle Verwendung ausgestaltet werden, beispielsweise durch Verwendung polyethylenbeschichteter Aluminiumfolie. Das Gesamtgewicht kann gegenüber herkömmlichen Kunststoffkartuschen im unbefüllten Zustand auf gut ein Drittel reduziert werden. Die Transportkosteneinsparungen der unbefüllten Kartuschen sind somit immens. Nach der Befüllung lassen sich die Kartuschen auch in großen Füllvolumina gut handhaben, da eine Druckbefüllung einfach möglich ist. Durch die definierte zusammenwirkende Ausgestaltung unter Berücksichtigung verschiedener Parameter wird in erster Linie ein immer wieder reproduzierbares Verhalten der Kartusche bei ihrer Entleerung gewährleistet, so daß sich in definierter Weise Entleerungsgrade und abschließende definierte und reproduzierbare Entsorgungsgrößen ergeben. Durch das definierte Umstülpen der Hülle infolge des aufrechterhaltenen Mindestinnendrucks wird die Hülle sorgfältig ausgekratzt und zumindest auf die Hälfte ihrer Länge durch Umstülpen reduziert. Ein weiteres Verpressen begünstigt die Entsorgung. In ganz besonders vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Kartuschenart nach der Befüllung bedarfsweise auch mit einer diffusionsdichten Originalitätssicherung versehbar und vorteilhaft wiederverschließbar.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische teilgeschnittene Darstellung einer Hälfte eines Ausführungsbeispiels für eine Kartusche;

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in einem anderen Betriebszustand;

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in einem anderen Betriebszustand;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Deckelelement;

Fig. 5 eine Schnittansicht des Deckelelementes gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Ansicht des Deckelelements gemäß Fig. 4 von unten;

Fig. 7 eine Detailansicht des Details VII gemäß Fig. 5;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Klemmscheibe;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Klemmscheibe gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine Draufsicht auf ein Kolbenelement;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung des Kolbenelementes gemäß Fig. 10;

Fig. 12 eine Ansicht des Kolbenelements gemäß Fig. 10 von unten;

Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Klemmring;

Fig. 14 eine Schnittansicht des Klemmrings gemäß Fig. 13;

Fig. 15 eine Ansicht einer Düsenspitze;

Fig. 16 eine Schnittansicht der Düsenspitze gemäß Fig. 15;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines Verschlußelementes;

Fig. 18 eine Draufsicht auf das Verschlußelement gemäß Fig. 17;

Fig. 19 eine Schnittansicht des Verschlußelementes gemäß Fig. 17 und

Fig. 20 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels für den Kolben eines Auspreßwerkzeugs.

Die in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele für eine Kartusche und Einzelteile derselben dienen der Erläuterung der Erfindung. Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Kartusche 1 umfaßt eine ein Volumen begrenzende Hülle 2, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als zylindrische Hülle dargestellt ist. Die Hülle ist beispielsweise eine Verbundfolie aus PE, AL als Sperrschicht im Sinne einer diffusionsdichten Schicht, die gegenüber Dampf, Gas, UV-Strahlung und dergleichen beständig ist, sowie einer Verbundstabilisierung durch BO-NY (Biaxial orientiertes Nylon). Durch die Folie wird ein zylindrischer Schlauch gebildet, welcher an einem Ende durch einen Deckel 3 verschlossen ist und am anderen Ende durch einen Kolben 4. Sowohl mit dem Deckel 3 als auch mit dem Kolben 4 ist die Folie 2 fest verbunden. Der Deckel 3 weist einen Öffnungsstutzen 5 auf. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in den Öffnungsstutzten, welcher ein Innengewinde aufweist, eine Düsenspitze 6 eingeschraubt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist anstelle der Düsenspitze 6 eine Verschlußkappe 7 in den Öffnungsstutzen 5 eingeschraubt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die Kartusche 1 in einem Zustand, in welchem der Kolben 4 im Inneren durch die Hülle 2 bis zum Deckel 3 vorgeschoben ist. Dies ist entweder die Transportposition, in welcher die Kartusche nur noch die halbe normale Länge aufweist, oder es ist die Position nach dem vollständigen Auspressen. In der Fig. 3 zeigt sich auch, daß die Kontur der Kolbenfläche im wesentlichen kongruent zu der Kontur des Deckelbodens ist, wodurch eine nahezu vollständige Restentleerung ermöglicht ist. Die Hülle 2 ist hinter dem Kolben 4 umgestülpt. In dieser Position ergibt sich eine leichte und kleine Transporteinheit zum Befüllen. Nach der Entleerung ergibt sich eine einfach zu entsorgende, kleine Einheit, wobei die umgestülpte Hülle 2 gemäß Fig. 3 durch entsprechende Vorrichtungen noch weiter zusammenpreßbar ist.

Mit Bezug auf die weiteren Figuren werden die einzelnen Konstruktionselemente der Kartusche beschrieben.

Fig. 4 bis 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Deckels. In Fig. 4 ist ein Deckelelement 8 in Draufsicht gezeigt, welches den zentrisch angeordneten Öffnungsstutzen 5 umfaßt. Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 5 zeigt, daß das Deckelelement im wesentlichen topf- bzw. pfannenförmig ausgebildet ist und einen Rand 9 aufweist. Der Boden 10 hat eine Kontur, die eine Restentleerung und eine luftfreie Befüllung begünstigt. Im Inneren des Öffnungsstutzens 5 ist ein Trapezgewinde 11 ausgebildet. Das Trapezgewinde dient der Befestigung einer Düse oder einer Verschlußkappe. Die Ausbildung des Gewindes 11 als Trapezgewinde begünstigt die Aufnahme von Zug- und Druckkräften beim Befüllen sowie beim Auspressen. Im Inneren des Randes 9 ist eine Ringnut 12 ausgebildet. Wie die Detaildarstellung gemäß Fig. 7 zeigt, ist im Bereich des Übergangs vom Boden 10 in den Öffnungsstutzen 5 die Öffnung ringförmig verjüngt. Dieser Verjüngungsring 41 übernimmt eine Reihe von Funktionen. Zum einen ist seine gewindeseitige Ausgestaltung so ausgebildet, daß sich eine Dichtfläche ergibt, die die Abdichtung gegenüber einer Düse oder einer Verschlußkappe begünstigt.

Die beschriebene Ringnut 12 dient dem Einsetzen einer Klemmscheibe 13, die, wie in Fig. 9 gezeigt ist, einen Ringsteg 14 mit einem nach außen weisenden Nockenring aufweist. Das Deckelelement 8 wird derart in eine Schlauchhülle eingesetzt, daß der Boden 10 zu dem durch die Hülle umgebenen Volumen weist. Die Ränder des Folienschlauches ragen über den Rand 9 des Deckelelements 8 und werden in Richtung des Öffnungsstutzens 5 umgeschlagen. Dann wird die Klemmscheibe 13 über den Öffnungsstutzen 5 geschoben, bis der Nockenring 15 in der Ringnut 12 verrastet und dabei das Schlauchfolienmaterial über den gesamten Ringumfang eingeklemmt wird. Somit ist eine diffusions- und druckdichte Verbindung zwischen Folienschlauch und Deckel erzeugt.

In den Fig. 10 bis 14 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Kolben gezeigt. Der Kolben besteht aus einem Kolbenkopf 16, welcher eine Kolbenfläche 17 mit einer gewölbten Kontur 18 aufweist, die in einen Kolbenrand 19 übergeht. Der Übergang ist außergewöhnlich eckig und der Kolbenrand 19 kann sogar von der Kolbenfläche ausgehend konisch verjüngt ausgebildet sein. Es ergibt sich somit eine scharfkantige Ecke die ein Auskratzen der Folieninnenseite begünstigt. Im Inneren des durch die Kolbenrand 19 und die Rückseite der Kolbenfläche 17 gebildeten Topfes ist eine Ringnut 20 ausgebildet. In diese läßt sich ein Klemmring 22 einsetzen, der in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist und im Bereich eines Ringstegs 23 eine Ringwulst 24 aufweist, der in der Ringnut 20 verrastbar ist. Auch hier läßt sich das Ende des Folienschlauches einstülpen, so daß die Kolbenfläche 17 in das Volumeninnere weist und die Kolbenränder den Kolbenrand 19 übergreifen. Beim Einsetzen des Klemmrings 13 wird beim Verrasten des Ringwulst 24 in der Ringnut 20 das Folienrandmaterial eingeklemmt und es ergibt sich hier eine dichte und feste Verbindung. Der Kolbentopf 16 ist, wie in der Unteransicht gemäß Fig. 12 gezeigt ist, durch Verstärkungsrippen versteift, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Winkel von jeweils 45° relativ zueinander angeordnet sind.

Die beschriebene Ausführung zeigt, daß ohne weitere Zusatzelemente durch einfaches Verclipsen bzw. Verrasten eine wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Kartusche mit einfachen Mitteln herstellbar ist. Sämtliche beschriebenen Elemente können diffusionsdicht beschichtet oder ausgestaltet werden. Üblicherweise sind die beschriebenen Deckel- und Kolbenelemente aus HDPE gebildet. Dies ist physiologisch unbedenklich und sehr preisgünstig. Selbstverständlich lassen sich diese Elemente gegen Diffusion beispielsweise durch Aluminiumbeschichtung oder -kaschierung schützen. Auch kann das Hüllenmaterial entsprechend darübergefaltet und befestigt sein.

Es zeigt sich, daß durch die Kombination von Funktionskörpern mit Klemmelementen eine mehrstufige Einklemmung erfolgen kann, so daß beispielsweise die Folie im Bereich des Deckelelements an mehreren Stellen in Übergänge eingeklemmt ist, was die Festigkeit und die Dichtheit erhöht. Durch die mehrfache Umlenkung der Folie im Rahmen ihrer Befestigung an den beschriebenen Deckel- und/oder Kolbenelementen werden auch die auftretenden Kräfte umgelenkt und abgeleitet.

In den Fig. 15 und 16 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Düse 6 gezeigt, welche einen Gewindebereich 25 und einen Düsenbereich 26 aufweist. Der Düsenbereich 26 weist eine Düsenspitze 27 und darüber hinaus eine Reihe von markierten Durchlässen 28 auf, in denen die Düse zur Erlangung einer definierten Durchlaßöffnung mit einem vorgegebenen Durchmesser abschneidbar ist. Üblicherweise ergeben sich Durchlaßöffnungen von 3 mm in der Spitze und dann Abstufungen von jeweils 2 mm von Durchlaßöffnungssprung zu Durchlaßöffnungssprung. Im Bereich der Düsenunterkante ist ringförmig die Auslaßöffnung 30 ausgebildet. In Fig. 1 ist die Montageposition der Düse 6 an der Kartusche 1 gezeigt, wobei sich zeigt, daß die Düsenspitze mit ihrer untersten Kante des Gewindebereichs, der angefast ist, abdichtend auf dem Verjüngungsring 41 im Öffnungsstutzen 5 aufliegt. Darüber hinaus verjüngt sie nach innen eine Auslaßöffnung mit definiertem Durchmesser. Diese Kontur im Gewindebereich im Übergang zur Düse definiert die Auslaßöffnung, die im Zusammenwirken mit der Kolbenfläche, der Materialviskosität und der Hüllenflexibilität die Aufrechterhaltung eines Mindestinnendruckes in der Kartusche gewährleistet, unabhängig von den sonstigen durch Ablängen der Düsen erhaltenen Durchmessern.

In den Fig. 17 bis 19 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Verschlußkappe 7 gezeigt, welche ebenfalls einen Gewindebereich 31 aufweist, der topfförmig verschlossen ist. An der oberen Verschlußfläche ist ein Griffsteg 32 angeordnet, der die Betätigung der Verschlußkappe zuläßt. In diesem Griffsteg 32 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Bohrung 33 ausgebildet, die ein Aufhängen der verschlossenen Kartusche ermöglicht. Verstärkende Rippen 34 auf beiden Seiten des Griffstegs 32 dienen der Stabilisierung. Im Inneren der topfartigen Verschlußkappe 7 ist eine Bohrung 35 in definierter Weise ausgeführt. Diese Bohrung 35 ist so ausgeführt, daß nach der fertigen Befüllung in der in Fig. 2 gezeigten Position eine definierte Mediumverteilung und ein definierter Innendruck gewährleistet sind. In die Verschlußkappe läßt sich ein nicht gezeigtes Folienhütchen einsetzen bzw. auf dieses aufsetzen und im Gewinde verklemmen. Dieses Hütchen dient als Originalitätssicherung, muß vor der Benutzung zerstört werden und kann diffusionsdicht ausgebildet sein, um die Kartusche im Inneren vollständig diffusionsdicht zu gestalten.

Fig. 20 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Druckkolbenelement, wie auf Seiten eines Auspreßwerkzeuges verwendet werden kann, um weitere vorteilhafte Nutzungen der Erfindung zu ermöglichen. Dieser Druckkolben 36 weist einen zylindrischen Kolbenbereich 37 auf, mit welchem Druck auf den Boden des Auspreßkolbens 4 einer Kartusche 1 ausgeübt wird. Die Kartusche 1, wie sie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, wird vorteilhafter Weise in ein röhrenförmiges Auspreßelement eingesetzt, welches an einem Ende eine Durchlaßöffnung für die Düse 6 aufweist und dem Deckel 3 einen Anschlag bietet. Von dem anderen Ende wird beispielsweise mittels eines Druckkolbens 36 Druck auf den Boden des Kolbens 4 ausgeübt. Dieser wird langsam in Richtung Deckel vorgeschoben, wobei durch die definierte Auslaßöffnung im Inneren ein Mindestdruck aufrechterhalten wird, der ständig für eine pralle und nicht nach innen eingefaltete Hülle 2 sorgt. Erst diese Ausgestaltung ermöglicht es, daß sich das Material der Hülle 2, nachdem der Kolben 4 die Hülle abkratzend in deren Inneren vorgeschoben ist, hinter den Kolben 4 umstülpt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Bei weiterem Vorschieben des Kolbens 4 wird der umgestülpte Bereich immer länger. Mit einem Druckkolben gemäß Fig. 20 wird nun der umgestülpte Bereich hinter dem Kolben 4 immer länger und nach hinten verschoben, bis die Kante bzw. Ringkehle 40 erreicht ist. Hier wird der umgestülpte Bereich nochmals umgelenkt und langsam axial verdichtet. Auf den Druckkolben 36 wird über die Bodenplatte 39 weiter Druck ausgeübt. Der Druckkolben wird in einem Rohrelement geführt, wobei der Führungsrand 38 im wesentlichen an der Rohrinnenwandung geführt ist. Auch der umgestülpte Folienbereich wird entlang der Rohrinnenwandung in umgestülpter Form verbleiben und sich langsam durch die Ringkehle in Richtung des zylindrischen Wandbereiches des Kolbenbereichs 37 bewegen, wo weitere Umstülpungen, Krempelungen und dergleichen erfolgen. Eine derart entleerte und zusammengepreßte Kartusche läßt sich einfach und platzsparend entsorgen.

In vorteilhafter Weise lassen sich Kartuschen der gezeigten Ausführungsbeispiele in unterschiedlichsten Dimensionierungen erstellen. So sind Füllvolumina um 600 ml sehr geeignet, wobei die Transporteinheit auf 300 ml verkürzbar ist, was etwa 170 mm Länge entspricht. Eine Transportvolumenreduzierung um 60% gegenüber herkömmlichen Kartuschen, die eine Gesamtkartuschenlänge von etwa 230 mm aufweisen, ist somit einfach zu erreichen. Darüber hinaus ist gleichzeitig die transportierte Kartusche gemäß Fig. 3 weitestgehend luftentleert und läßt sich somit unverzüglich druckbefüllen. Der Kolben wird dabei axial verdrängt, bis die Folie gestrafft ist und das jeweilige Füllvolumen erreicht ist. Danach wird eine Verschlußkappe eingeschraubt, wobei als Originalitätsverschluß ein Folienhütchen mit eingeschraubt wird. Dieses kann beispielsweise auch ein tiefgezogenes Aluminiumteil sein. Sämtliche festen Kunststoffelemente sind vorteilhafterweise aus HDPE, ggf. aluminiumbeschichtet. Durch die Endstelle an der Düse entsteht beim Auspreßvorgang in der Hülle ein Überdruck, welcher bewirkt, daß die Folie nicht nach innen einfällt und dadurch stabilisiert wird. Durch diesen Effekt kann der Kolben hervorragend an der Folieninnenseite vorbeigleiten und diese auskratzen und gleichzeitig die ausgekratzte Folie hinter sich herziehen, so daß sich Restentleerungen bis unter 1% erzielen lassen. Durch einen Druckkolben eines Auspreßwerkzeuges gemäß Fig. 20 läßt sich ein Zusammenpressen auf ca. 15% der ursprünglichen Größe erzielen.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend.

Bezugszeichenliste

1 Kartusche
2 Hülle
3 Deckel
4 Kolben
5 Öffnungsstutzen
6 Düse
7 Verschlußkappe
8 Deckelelement
9 Rand
10 Boden
11 Gewinde
12 Ringnut
13 Klemmscheibe
14 Ringsteg
15 Nockenring
16 Kolbentopf
17 Kolbenfläche
18 Kontur
19 Kolbenrand
20 Ringnut
21 Verstärkungsrippen
22 Klemmring
23 Ringsteg
24 Ringwulst
25 Gewindebereich
26 Düsenbereich
27 Düsenspitze
28 Durchlässe
29 Verstärkungsrippen
30 Auslaßöffnung
31 Gewindebereich
32 Griffsteg
33 Bohrung
34 Rippen
35 Bohrung
36 Druckbolzen
37 Kolbenbereich
38 Führungsrand
39 Bodenplatte
40 Ringkehle
41 Verjüngung

Claims (30)

1. Kartusche für fließfähige Medien, mit einer ein Volumen begrenzenden Hülle (2) aus flexiblem Material, die an einem Ende mit einem kolbenartigen Auspreßelement (4) und an einem anderen Ende mit einem Auslaßelement (3) versehbar ist, wobei im Bereich des Auslaßelementes eine Ausgabeöffnung vorgesehen ist, deren Durchmesser unter Berücksichtigung der durch das Auspreßelement aufbringbaren Kräfte, der Viskosität des fließfähigen Mediums und der Flexibilität des Hüllenmaterials die Einstellung eines Mindestinnendruckes im durch die Hülle begrenzten Volumen gewährleistet, der einem Einfalten des Hüllenmaterials in das Volumeninnere entgegenzuwirken geeignet ist.

2. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus wenigstens einer Folienbahn gebildet ist.

3. Kartusche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn eine Kunststoffbahn ist.

4. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle ein diffusionsstabiles Material aufweist.

5. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle gewebestabilisiert ist.

6. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle schlauchartig ausgebildet ist.

7. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßelement scheiben- bzw. topfförmig ist.

8. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) durch das Auslaßelement an einem Ende verschlossen und über den gesamten Umfang fest mit diesem verbunden ist.

9. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßelement ein Kunststoffelement ist.

10. Kartusche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßelement eine diffusionsstabile Schicht aufweist.

11. Kartusche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Auslaßelement und Hülle durch das Einsetzen eines Klemmelementes in auslaßelementseitige Nuten erfolgt.

12. Kartusche nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement scheibenförmig ist.

13. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßelement einen Öffnungsstutzen (5) aufweist.

14. Kartusche nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsstutzen ein Gewinde aufweist.

15. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch eine Verschlußkappe (7) verschließbar ist.

16. Kartusche nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe eine stegartige Betätigungshandhabe aufweist.

17. Kartusche nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe eine Innenbohrung aufweist.

18. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an das Auslaßelement eine Düse 6 befestigbar ist.

19. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement topfförmig ausgebildet ist.

20. Kartusche nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement (4) ein Kunststoffelement ist.

21. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement die Hülle (2) verschließend an einem Ende mit dieser verbunden ist.

22. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur einer Kolbenfläche (17) des Kolbenelementes (4) der Kontur eines Bodens (10) des Auslaßelementes entspricht.

23. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement an seinem äußerem Umfang eine Abstreifkante aufweist.

24. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Kolbenelement und Hülle durch das Einsetzen eines Klemmelementes in wenigstens eine Ringnut erfolgt.

25. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement Versteifungsrippen aufweist.

26. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckwirksame Ausgabeöffnung im Bereich der Öffnung des Auslaßelementes ausgebildet ist.

27. Kartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die druckwirksame Ausgabeöffnung in der Düse (6) ausgebildet ist.

28. Kartusche nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die druckwirksame Öffnung in einem Gewindebereich (25) der Düse (6) ausgebildet ist.

29. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auslaßelementseitige Öffnung an ihrem volumenseitigen Ende ringförmig verjüngt ist.

30. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch eine Auspreßvorrichtung verpreßbar ist.