DE69420315T2

DE69420315T2 - Dichtungsstopfer

Info

Publication number: DE69420315T2
Application number: DE69420315T
Authority: DE
Inventors: Leslie Rowland Marchant
Original assignee: EUROBOND ADHESIVES Ltd
Current assignee: EUROBOND ADHESIVES Ltd
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2014-06-08
Also published as: EP0628354A1; GB9312052D0; GB2278836B; DE69420315D1; GB2278836A; EP0628354B1; ATE183951T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dichtungsstopfen, die zum Schließen von Öffnungen verwendet werden können. Die Erfindung hat besondere aber nicht ausschließliche Bedeutung bei Dichtungsstopfen zur Verwendung beim Schließen von Öffnungen in Behältern, die fließfähige Produkte enthalten, z. B. in Klebstoff-Ausgabegeräten.
Verschiedene Produkte, einschließlich Klebstoffe, werden in spritzenförmigen Ausgabegeräten geliefert, die eine Trommel mit einem offenen Füllende haben, durch das das Produkt in das Ausgabegerät eingeführt wird, und die am gegenüberliegenden Ende eine Düse haben, durch die das Produkt ausgegeben wird. Nachdem das fließfähige Produkt in die Trommel eingeführt worden ist, ist es erforderlich, das Füllende mit einem geeigneten Stopfen abzudichten. Im Betrieb wird das Düsenende geöffnet, und eine geeignete Presse wird verwendet, um den Dichtungsstopfen als Spritzenkolben die Trommel herunter zu drücken, um den Inhalt auszustoßen.
Beim Einsetzen des Dichtungsstopfens ist es wünschenswert, Vorkehrungen für das Austreiben von Luft zu treffen, die andernfalls zwischen dem Dichtungsstopfen und dem fließfähigen Inhalt gefangen sein würde. Falls dies nicht gemacht wird, kann die so gefangene Luft komprimiert werden und kann dazu neigen, den Dichtungsstopfen zurück aus dem Füllende des Behälters zu drücken. Außerdem wird die in dem Spritzenkörper gefangene Luft zusammengedrückt, wenn die Spritze benutzt wird und Druck auf den Spritzenkolben angewandt wird, um den Inhalt durch die Düse herauszudrücken. Die Anwesenheit von komprimierter Luft in diesem Stadium bedeutet, daß der In halt weiter ausströmen würde, wenn die Kolbenbewegung stoppt. Falls der fließfähige Inhalt luftempfindlich ist, muß die Luft während des Dichtungsvorgang ausgestoßen werden, um eine Verschlechterung des fließfähigen Produkts zu verhindern. Verschiedene Verfahren, um dieses zu erreichen, sind vorgeschlagen worden.
Diese umfassen das Abdichten des Umfangs des Dichtungsstopfens mit einem O-Ring und die Verwendung eingeführter Finger oder fixierter Ansätze, um die Dichtung zwischen dem O-Ring und der Innenwand der Öffnung, in die der Dichtungsstopfen eingezwängt ist, für einen Augenblick zu öffnen. Systeme, die O-Ringe verwenden, sind jedoch darin nachteilig, daß der O-Ring aus seiner richtigen Lage verschoben werden kann und Leckage ermöglicht oder durch den Entlüftungsvorgang beschädigt werden kann, was wiederum zu Leckage führt. Ferner werden O-Ringe von einigen Produkten angegriffen, die in solchen Systemen verpackt werden müssen.
Die WO90/05096 offenbart eine Dichtungsanordnung für ein Klebstoff-Ausgabegerät, das dieses Problem dadurch angehen soll, daß man in die Lage versetzt wird, die Verwendung von O-Ringen zu verhindern. Es wird ein Dichtungsstopfen mit einer Vorderfläche bereitgestellt, die einen Ablaßdurchgang umfaßt, welcher sich bis zur Rückseite des Dichtungsstopfens erstreckt, wo ein Hohlraum ausgebildet ist. Um den Hohlraum abzudichten, ist ein Stöpsel vorgesehen, der einen vorstehenden Stift aufweist, welcher in die Rückseite des Ablaßdurchgangs eintritt und ihn schließt, wenn der Stöpsel zurück in die Rückseite des Dichtungsstopfens gedrückt wird. Solche Anordnungen haben den Nachteil, daß der Dichtungsstopfen nicht vollständig montiert werden kann, bevor er in die Spritzentrommel eingesetzt wird. Es ist erforderlich, zuerst den Hauptkörper des Dichtungsstopfens in Position zu drücken und nur dann den Stöpsel in seine Ausgangsstellung zu drücken. Falls dieser Vorgang nicht perfekt synchronisiert wird, kann fließfähiges Produkt durch den Ablaßdurchgang hochkommen und den Hohlraum in der Rückseite des Dichtungsstopfens ausreichend füllen, so daß das Zurückdrücken des Stöpsels bewirkt, daß eine bestimmte Menge an fließfähigem Produkt aus der Rückseite des Hohlraums verlagert wird. Außerdem ist es schwierig, eine genügend gute Dichtung bei einer solchen Anordnung ohne einen O-Ring zu erreichen, da der Dichtungsstopfen keine ausreichende Steifigkeit aufweist, um eine ausreichende radiale Kraft gegen die Trommel auszuüben. Der Hohlraum ermöglicht es dem Dichtungsstopfen, auch radial komprimierbar zu sein. Dies kann nicht dadurch kompensiert werden, daß der Stöpsel zu einer festen Passung in dem Hohlraum gemacht wird, weil der Dichtungsstopfen, wenn der Stöpsel hineingetrieben wird, in die Trommel gedrückt wird, wodurch der Inhalt verschoben wird, falls zuviel Druck erforderlich ist.
Die EP-A-0351517 offenbart einen Dichtungsstopfenaufbau für pumpenförmige Zahnpasta-Ausgabegeräte mit einem vorderen Stopfenelement und einem hinteren Stopfenelement. Ein dauerhafter Ablaßdurchgang ist zwischen dem vorderen und dem hinteren Stopfenelement ausgebildet, der einen zwischen ihnen definierten Hohlraum mit der Vorderseite des Stopfenaufbaus verbindet. Der Durchgang ermöglicht es, daß gefangene Luft in dem Zahnpasta-Ausgabegerät während der Montage entlüftet wird, bis der Durchgang durch Zahnpasta blockiert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Dichtungsstopfen zum Schließen einer Öffnung bereit, der ein vorderes Stopfenelement und ein hinteres Stopfenelement aufweist, wobei das vordere Stopfenelement einen äußeren Umfang für einen dichtenden Eingriff in den inneren Umfang der Öffnung und eine vordere Fläche zur Einführung in die Öffnung aufweist, wobei die vordere Fläche einen Ablaßdurchgang hat, der sich von der vorderen Fläche erstreckt und mit einem Hohlraum verbunden ist, der zur Hinterseite des vorderen Stopfenelements offen ist, wobei das hintere Stopfenelement dichtend und federnd in dem Hohlraum aufgenommen ist, um diesen zu schließen, wobei das hintere Stopfenelement durch einen über den Ablaßdurchgang ausgeübten Gasdruck verschoben werden kann, so daß die Dichtung zwischen dem Hohlraum und dem hinteren Stopfenelement für einen Augenblick geöffnet wird und ein Lüften des Gasdrucks an dem hinteren Stopfenelement vorbei ermöglicht wird.
In einem alternativen Aspekt stellt die Erfindung einen Dichtungsstopfen zum Dichten eines Behälters bereit, welcher ein fließfähiges Produkt enthält, wobei der Dichtungsstopfen einen Ablaßdurchgang, welcher sich von einem vorderen Teil desselben zum Einführen in den Behälter zu einem Innenabschnitt des Dichtungsstopfens erstreckt, und eine Einrichtung aufweist, die durch den Druck von Gas, welches zwischen dem Dichtungsstopfen und dem Produkt gefangen ist, zum Lüften des Innenabschnitts des Dichtungsstopfens betätigbar ist, derart, daß das gefangene Gas freigegeben wird, ohne daß das Produkt an dem Dichtungsstopfen vorbei gelangen kann.
Vorzugsweise weist ein Dichtungsstopfen gemäß diesem Aspekt der Erfindung ein vorderes Stopfenelement und ein hinteres Stopfenelement auf, wobei das vordere Stopfenelement einen äußeren Umfang zum dichtenden Eingriff in den inneren Umfang einer Öffnung und eine vordere Fläche zum Einführen in die Öffnung hat, wobei die vordere Fläche den Ablaßdurchgang enthält, welcher sich von der vorderen Fläche erstreckt und mit einem Hohlraum verbunden ist, der zur Rückseite des vorderen Stopfenelements hin offen ist, wobei das hintere Stopfenelement dichtend und federnd in dem Hohlraum zum Schließen desselben aufgenommen ist, wobei das hintere Stopfenelement durch den Gasdruck verschoben werden kann, welcher über den Ablaßdurchgang ausgeübt wird, so daß die Dichtung zwischen dem Hohlraum und dem hinteren Stopfenelement kurzzeitig geöffnet und ein Lüften des Gasdrucks an dem hinteren Stopfenelement vorbei ermöglicht wird, wie in dem ersten Aspekt der Erfindung.
Vorzugsweise haben der Hohlraum und das hintere Stopfenelement einen kreisförmigen Querschnitt und erfolgt die federnde, dichtende Verbindung zwischen ihnen mittels einer ringförmigen Rippe und einer ringförmigen Nut, die an dem Inneren des Hohlraums bzw. dem hinteren Stopfenelement vorgesehen sind.
Vorzugsweise ist die ringförmige Nut an dem hinteren Stopfenelement und die ringförmige Rippe an der Wand des Hohlraums vorgesehen.
Es gibt vorzugsweise einen Gas-Ablaßdurchgang, der sich von der ringförmigen Nut aus dem Dichtungsstopfen heraus erstreckt, und einen Gas-Ablaßdurchgang, der von dem Hohlraum in dem vorderen Stopfenelement zu der ringförmigen Nut führt.
Vorzugsweise ist jeder Gas-Ablaßdurchgang, der zu der oder von der ringförmigen Nut führt, durch eine Nut in dem Umfang des hinteren Stopfenelements gebildet. Der Gas-Ablaßdurch gang, der aus der ringförmigen Nut führt, kann in der Wand des vorderen Stopfenelements, die den äußeren Teil des Hohlraums definiert, gebildet sein.
Vorzugsweise sind die Gas-Ablaßdurchgänge, die zu der und von der ringförmigen Nut führen, winkelig gegeneinander versetzt. Daher sind vorzugsweise zwei Nuten in der Seitenwand des hinteren Stopfenelements vorgesehen, die um den Umfang des hinteren Stopfenelements herum beabstandet sind.
Vorzugsweise sind die vordere Fläche des hinteren Stopfenelements und die Basis des Hohlraums in dem vorderen Stopfenelement so geformt, daß, wenn das hintere Stopfenelement ganz in dem Hohlraum aufgenommen ist, ein Teil des Volumens des Hohlraums durch das hintere Stopfenelement ungefüllt bleibt, um ein fließfähiges Produkt und jegliches restliche gefangene Gas aufzunehmen.
Die Erfindung ist weiter mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben und dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Dichtungsstopfen, der in seine Einzelteile zerlegt ist.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Dichtungsstopfen, dessen Teile zusammengebaut sind.
In der gezeigten Ausführungsform weist ein erfindungsgemäßer Dichtungsstopfen ein vorderes Stopfenelement 10 und ein hinteres Stopfenelement 12 auf, die beide einen kreisförmigen Querschnitt haben. Das vordere Stopfenelement 10 hat einen äußeren Umfang 14, der so geformt ist, daß er eine gute Dichtung in einer röhrenförmigen Spritzenbohrung bildet, in dem zwei ringförmige dichtende Rippen 16 zum hinteren Ende des vorderen Stopfenelements hin und ein nach außen konisch erweiterter vorderer Teil 18 vorgesehen sind.
Um dem konisch erweiterten Teil Flexibilität zu verleihen, ist die vordere Fläche 20 des vorderen Stopfenelements nach innen gekrümmt. Ein im wesentlichen zylindrischer Hohlraum 22 ist in der hinteren Fläche des vorderen Stopfenelements gebildet, und ein Gas-Ablaßdurchgang 24 erstreckt sich von der vorderen Fläche zu der Basis 26 des Hohlraums 22. Eine ringförmige Rippe 28 ist an der inneren Wand des Hohlraums 22 etwa auf der Hälfte seiner Tiefe vorgesehen.
Das hintere Stopfenelement hat eine ebene hintere Fläche 30 und eine einwärts gekrümmte vordere Fläche 32, die durch eine im wesentlichen zylindrische seitliche Wand mit ringförmiger Nut 34 getrennt sind, welche darin für ein Zusammenwirken mit der ringförmigen Rippe 28 ausgebildet ist, um eine flüssigkeitsdichte Dichtung zu bilden, wenn die Nut und die Rippe vollständig ineinander greifen. Eine erste längs verlaufende Nut 36 erstreckt sich von der ringförmigen Nut 34 zu der hinteren Fläche 30 des hinteren Stopfenelements. Eine zweite längs verlaufende Nut 38 erstreckt sich von der ringförmigen Nut 34 zu der vorderen Fläche 32 des hinteren Stopfenelements.
Der vordere Teil der zylindrischen Wand des hinteren Stopfenelements ist abgekantet, um eine ringförmige winkelförmig vorwärts weisende Oberfläche 40 bereitzustellen, die mit einer ähnlich gewinkelten ringförmigen Oberfläche 42, welche zwischen der Basis und der seitlichen Wand des Hohlraums 22 gebildet ist, zusammenwirkt, und das Ausbilden einer flüs sigkeitsdichten Dichtung unterstützt, wenn das hintere Stopfenelement vollständig in dem Hohlraum aufgenommen ist.
Das hintere Stopfenelement 12 wird, bevor es in die Trommel einer ein fließfähiges Material enthaltenden Spritze eingeführt wird, in den Hohlraum 22 des vorderen Stopfenelements 10 gedrückt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Dichtung wird zwischen dem zylindrischen Umfang des hinteren Stopfenelements 12 und der inneren Wand des Hohlraums 22 ausgebildet. Aufgrund der einwärts gekrümmten vorderen Fläche 32 des hinteren Stopfenelements 12 gibt es ein Volumen innerhalb des Hohlraums, das von dem hinteren Stopfenelement 12 nicht ausgefüllt ist.
Im Betrieb wird die Vorderseite des Dichtungsstopfens in die Füllöffnung einer Spritze, die ein fließfähiges Material, wie z. B. Klebstoff oder eine Klebstoffkomponente, enthält, eingeführt, der Dichtungsstopfen wird in die Spritze mittels z. B. eines hohlen Kolbens gedrückt, der auf die Rückseite des vorderen Stopfenelements wirkt, aber nicht an dem hintere Stopfenelement drückt, wie durch die Pfeile in Fig. 2 angezeigt ist. Luft, die innerhalb des Spritzenkörpers zwischen dem darin enthaltenen fließfähigen Produkt und der vorderen Fläche 20 des Dichtungsstopfens gefangen ist, wird durch den Gas-Ablaßdurchgang 24 in das ungefüllte Volumen des Hohlraums 22 verschoben, wo es unter Druck gesetzt wird, bis es das hintere Stopfenelement 12 gegen die Federkraft zurückdrückt, die durch den Eingriff der ringförmigen Nut 34 und der ringförmigen Rippe 28 bereitgestellt wird. In diesem Augenblick kann das Gas in die ringförmige Nut 34 durch den sich längs erstreckenden Gas-Ablaßdurchgang 38 entweichen, kann um die ringförmige Nut herum folgen und aus dem Dichtungsstopfen über den sich längs erstreckenden Gas-Ablaß durchgang 36 austreten. Bevor irgendein fließfähiges Produkt dem Gas auf diesem Weg folgen kann, wird das hintere Stopfenelement 12 durch den Druck der Rippe 26 nach vorne gedrückt, wodurch dieser Ausweichweg abgeschnitten wird.
Üblicherweise wird ein Restvolumen an Gas in dem Raum bleiben, der durch die einwärts gekrümmte vordere Fläche 32 des hinteren Stopfenelements gebildet ist, wodurch eine thermische Ausdehnung des Produkts in der Spritze möglich ist, ohne daß das hintere Stopfenelement verschoben wird.
Wenn das Produkt aus der Spritze herausgedrückt werden soll, kann ein Kolben, der sowohl auf das hintere Stopfenelement als auch auf die hintere Fläche des vorderen Stopfenelements wirkt, verwendet werden, um den Dichtungsstopfen die Bohrung der Spritze hinunter zu drücken.
Viele Modifikationen und Änderungen der Erfindung, wie sie mit Bezug auf die spezielle Ausführungsform beschrieben ist, sind möglich. Es ist, um ein Beispiel zu geben, möglich, die Nut 34 an der inneren Fläche des Hohlraums 22 statt an dem hinteren Stopfenelement 12 vorzusehen. Es ist möglich, die Rippe 28 an dem hinteren Stopfenelement 12 und die Nut 34 in der Seitenwand des Hohlraums 22 vorzusehen. Die Nut 36 sollte dann eher an der Wand des Hohlraums als an der Wand des hinteren Stopfenelements vorgesehen sein, und die Nut 38 kann optional an der Wand des Hohlraums statt an der Wand des hinteren Stopfenelements vorgesehen sein.
Mehr als eine einzige Nut 36 und/oder mehr als eine einzige Nut 38 können, falls gewünscht, vorgesehen werden, aber dies ist wahrscheinlich nachteilig.
Die Erfindung ist nicht auf Dichtungsstopfen für Spritzen beschränkt, sondern kann in vielen anderen Zusammenhängen verwendet werden, wo es gewünscht wird, daß Gas aus der vorderen Fläche eines Dichtungsstopfens entlüftet wird, während fließfähiger Inhalt zurückgehalten wird, oder einfach Druck abgebaut wird.

Claims

1. Dichtungsstopfen zum Schließen einer Öffnung, der ein vorderes Stopfenelement (10) und ein hinteres Stopfenelement (12) aufweist, wobei das vordere Stopfenelement (10) einen äußeren Umfang (14) für einen dichtenden Eingriff in den inneren Umfang der Öffnung, und eine vordere Fläche (20) zum Einführen in die Öffnung hat, wobei die vordere Fläche (20) einen Ablaßdurchgang (24) hat, der sich von der vorderen Fläche erstreckt und mit einer Vertiefung (22) verbunden ist, die zur Hinterseite des vorderen Stopfenelements offen ist, wobei das hintere Stopfenelement (12) dichtend und federnd in der Vertiefung (22) aufgenommen ist, um diese zu schließen, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Stopfenelement (12) durch einen über den Ablaßdurchgang (24) ausgeübten Gasdruck verschoben werden kann, so daß die Dichtung zwischen der Vertiefung und dem hinteren Stopfenelement für einen Augenblick geöffnet wird und ein Lüften des Gasdruckes an dem hinteren Stopfenelement vorbei ermöglicht wird.

2. Dichtungsstopfen zum Dichten eines Behälters, welcher ein fließfähiges Produkt enthält, wobei der Dichtungsstopfen einen Ablaßdurchgang aufweist, welcher sich von einem vorderen Teil (20) desselben zum Einführen in den Behälter zu einem Innenabschnitt (22) des Dichtungsstopfens erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsstopfen weiterhin eine Einrichtung aufweist, die durch den Druck von Gas, welches zwischen dem Dichtungsstopfen und dem Produkt gefangen ist, zum Lüften des In nenabschnitts des Dichtungsstopfens betätigbar ist, derart, daß das gefangene Gas freigegeben wird, ohne daß das Produkt an dem Dichtungsstopfen vorbei gelangen kann.

3. Dichtungsstopfen nach Anspruch 2, der ein vorderes Stopfenelement (10) und ein hinteres Stopfenelement (12) aufweist, wobei das vordere Stopfenelement (10) einen äußeren Umfang (14) zum dichtenden Eingriff in den inneren Umfang einer Öffnung in dem Behälter und eine vordere Fläche (20) zum Einführen in die Öffnung hat, wobei die vordere Fläche den Ablaßdurchgang (24) enthält, welcher sich von der vorderen Fläche erstreckt und mit einer Vertiefung (22) verbunden ist, die zur Rückseite des vorderen Stopfenelements hin offen ist, wobei das hintere Stopfenelement (12) dichtend und federnd in der Vertiefung zum Schließen derselben aufgenommen ist, wobei das hintere Stopfenelement durch den Gasdruck verschoben werden kann, welcher über den Ablaßdurchgang ausgeübt wird, so daß die Dichtung zwischen der Vertiefung und dem hinteren Stopfenelement kurzzeitig geöffnet und ein Lüften des Gasdrucks an dem hinteren Stopfenelement vorbei ermöglicht wird.

4. Dichtungsstopfen nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Vertiefung (20) und das hintere Stopfenelement (12) einen kreisförmigen Querschnitt haben und die federnde, dichtende Verbindung zwischen ihnen mittels einer ringförmigen Rippe (28) und einer ringförmigen Nut (32) erfolgt, die an dem Inneren der Vertiefung bzw. dem hinteren Stopfenelement vorgesehen sind.

5. Dichtungsstopfen nach Anspruch 4, wobei die ringförmige Nut (34) an dem hinteren Stopfenelement (12) und die ringförmige Rippe (28) an der Wand der Vertiefung (22) vorgesehen ist.

6. Dichtungsstopfen nach Anspruch 5, bei welchem sich ein Gas-Ablaßdurchgang (36) von der ringförmigen Nut aus dem Dichtungsstopfen heraus erstreckt und ein Gas-Ablaßdurchgang (38) von der Vertiefung in dem vorderen Stopfenelement zu der ringförmigen Nut führt.

7. Dichtungsstopfen nach Anspruch 6, wobei jeder Gas-Ablaßdurchgang, der zu der oder von der ringförmigen Nut (34) führt, durch eine Nut in dem Umfang des hinteren Stopfenelements gebildet ist.

8. Dichtungsstopfen nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Gas- Ablaßdurchgänge (36, 38), die zu der und von der ringförmigen Nut führen, winkelig gegeneinander versetzt sind.

9. Dichtungsstopfen nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die vordere Fläche des hinteren Stopfenelements und die Basis der Vertiefung in dem vorderen Stopfenelement so geformt sind, daß, wenn das hintere Stopfenelement ganz in der Vertiefung aufgenommen ist, ein Teil des Volumens der Vertiefung durch das hintere Stopfenelement ungefüllt bleibt, um ein fließfähiges Produkt und jegliches restliche gefangene Gas aufzunehmen.