DE69909115T2 - Dünnwandige verpackung zur verwendung in einer wiederverwendbaren kartusche - Google Patents

Dünnwandige verpackung zur verwendung in einer wiederverwendbaren kartusche

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dünnwandpackung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. Eine wiederverwendbare Kartuschenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist in EP-A-0 693 437 offenbart, wobei die Behälter als Schlauchbeutel mit einem offenen und einem geschlossenen Ende und einer Naht ausgebildet sind.
  • Die Verwendung von Zweikomponentenkartuschensystemen zur Aufbewahrung, zur Dosierung und zum Mischen von chemischen reaktiven Zweikomponentensystemen wie Epoxide, Polyurethane, Acryle, Silikone, Polysulfide und Polyester ist bekannt. Die Verwendung von Schlauchbeutelpackungen mit dünnen laminierten Membranwänden aus Kunststoff/Folie zur Aufbewahrung solcher Chemikalien als umweltfreundliches alternatives Kartuschensystem ist ebenfalls bekannt. Für das Austragen des Inhalts werden diese Packungen in eine kartuschenähnliche Halterung eingesetzt. Wenn sie leer sind, werden die Packungen weggeworfen, während die ganze Kartuschenhalterung oder der grösste Teil davon wiederverwendbar ist.
  • Bei der Verwendung dieser Art von Schlauchbeuteln treten gewisse Probleme auf, beispielsweise bei den Behältern für fliessfähige Stoffe gemäss US-A-5 332 122 oder 5 501 368. Die Packung wird aus flexibler Plastikfolie/Laminatfoiie hergestellt, welche zu einem Schlauch gefaltet, teilweise übereinander gelegt und zusammengeschweisst wird, so dass die nunmehr zweilagige Schweissnaht dicker und weniger biegsam ist als der Rest der Packungswand und auf Grund von Schweissfehlern möglicherweise undicht ist. Die Herstellung des Behälterschlauchs bildet den ersten Schritt eines komplizierten, kontinuierlichen Herstellungs-, Abfüll- und Verschlussverfahrens, auf den als zweiter Schritt unmittelbar nach dem Verschluss des Schlauchanfangs das Abfüllen der Chemikalien folgt. In einem dritten Schritt erfolgt die Unterteilung und das Verschliessen des nunmehr gefüllten Schlauchs in volumetrisch kontrollierter Länge. An diesen Teilungsstellen wird der Durchmesser des gefüllten Schlauchs bis auf dessen Achse zusammengedrückt, wodurch die Schlauchwand erheblich gekräuselt wird, bevor sie mit einem Crimpring verschlossen wird. Dieser Verschluss mit einem Crimpring ist oft undicht wegen der Inkompressibilität der Membrane und durch die gekräuselten Überlappungen, welche unter Druck selbst undichte Stellen bilden können. Aus den gleichen Gründen bildet die erforderliche Abdichtung der gekräuselten Schlauchwand am vorderen Auslass eine weitere Fehlerquelle. Ausserdem muss unmittelbar vor der Verwendung der Packung und nach dem Einsetzen derselben in eine wiederverwendbare Kartuschenhalterung das Auslassende der Packung geöffnet werden, indem der Verschluss der Packung mit dem Pressring abgeschnitten wird. Beim Öffnen des Packungsauslasses kann sich die Packung absetzen und sich mit ihrer äusseren Form an den Innendurchmesser der Halterung anpassen, wobei Luft in die Packung gelangt, insbesondere bei Chemikalien niedriger Viskosität. Da der Inhalt eines Austragsbehälters bekanntlich nichthydraulisch und somit kompressibel wird, sobald Luft darin enthalten ist, kann dies bewirken, dass der Beginn und das Ende der zwei ausgetragenen Ströme nicht mehr synchron zueinander sind, wodurch sich bei der Verarbeitung in einem statischen Mischer ein falsches Mischverhältnis ergibt. Weiterhin verbleibt am Ende des Austragshubs ein unerwünschtes Restvolumen der Chemikalie in der Mitte der entleerten. Packung, da diese nicht vollständig ausgedrückt wird, weil die Membrane von der aussenliegenden Wandung der Halterung abgelöst, gefaltet und mehr oder weniger zusammengerollt wird.
  • Falls für die Packung alternativ ein vorgefertigter Membranbehälter mit einer Längsnaht verwendet wird, treten meist Probleme beim Auslass der Packung auf. In der US-A-5 647 510 wird vorgeschlagen, am Auslassende ein Auslassstück anzubringen, an welchem das gerade Ende der Wand des Membranbehälters haftend angebracht wird, wobei eine dichte und zuverlässige Haftung schwierig zu erzielen ist.
  • Ausgehend von oben erwähnten Stand der Technik besteht ein Ziel vorliegender Erfindung darin, eine Dünnwand- Membranpackung anzugeben, welche die oben erwähnten Nachteile beseitigt und insbesondere eine gute Abdichtung und einen guten Verschluss des Auslassendes gestattet, und die Schwierigkeiten bei der Verwendung vorgefertigter Schlauchbeutelpackungen mit Längsnähten und einem hinteren Verschluss zu vermeiden.
  • Dieses Ziel wird mit der Packung gemäss dem unabhängigen Anspruch 1 erreicht. Die dort angegebene Packungsanordnung bildet einen einstückig geformten, gleichförmigen und nahtlosen Dünnwandbehälter aus flexibler Membrane, wodurch jegliche Defekte bei der Verbindungsnaht oder beim Verschluss am hinteren Ende ausgeschlossen sind.
  • Insbesondere wird im Gegensatz zum höchst komplizierten und notwendigerweise kombinierten Herstellungs- und Abfüllverfahren, welches nicht nur hohe Investitionskosten bedingt, so dass es nur für grosse Serien wirtschaftlich ist, sondern auch hohe Einrichtungskosten vor jeder Produktionsserie, eine ökologisch vorteilhafte Packung vorgeschlagen, deren Hauptvorteile darin bestehen, dass sie mit vorhandenen, herkömmlichen Verfahren zum Abfüllen von Kartuschen abfüllbar ist, und dass gleichzeitig der Einschluss von Luft im flüssigen chemischen Inhalt vermieden wird.
  • Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 2 zeigt die Packung gemäss Fig. 1 vor dem Abfüllen,
  • Fig. 3 zeigt die Packung gemäss Fig. 3 nach dem Abfüllen,
  • Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt einer Kartuschenanordnung mit zwei Packungen gemäss Fig. 3 in zwei unterschiedlichen Phasen des Austrags,
  • Fig. 5-7 zeigen jeweils einen Längsschnitt dreier verschiedener Verpackungsverschlüsse,
  • Fig. 8 zeigt eine Variante der Ausführung gemäss Fig. 4, und
  • Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer flaschenförmigen Packungsanordnung 1 mit einer einstückig geformten, nahtlosen flexiblen Wand 2 und einem offenen Halsende 3, welches durch ein Rohrstück 4 eines vorderen Auslasses 5 hindurchgeführt ist, wobei die flexible Wand 2 über den vorderen Aussendurchmesser des Rohrstücks 4 gestülpt ist. Ein Dichtungsring 6, dessen Lippen 7 und 8 den Kartuschenauslass abdichten, ist auf der Innen- und Aussenseite des Rohrstücks 4 über die flexible Wand 2 gesteckt, wobei der Dichtungsring 6 zur Aufnahme eines dichten Stopfens 9 vorgesehen ist.
  • Die Packung ist wie oben erwähnt flaschenförmig, so dass sie vor dem Einsetzen im wesentlichen der inneren Form der Halterung entspricht und somit eine möglichst geringe Anpassung der äusseren Form der Packung an diejenige der Halterung erforderlich ist, welche andernfalls dazu führen könnte, dass Luft in die in der Halterung befindliche und vor dem Austragen geöffnete Packung gelangt. Ausserdem wird im Gegensatz zur Packung gemäss dem Stand der Technik, welche zwei verschlossene Enden aufweist, bei diesem Aspekt der Erfindung eine Packungsanordnung mit nur einem verschliessbaren offenem Halsende vorgeschlagen, wobei das offene Ende einen geringeren Durchmesser aufweist und die ganze Packungswand völlig frei von Falten ist.
  • Je nach den Eigenschaften der von den Behältern aufzunehmenden Chemikalien besteht die Wand des Membranbehälters aus einer oder aus mehreren Schichten desselben oder unterschiedlicher Materialien.
  • Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer flaschenförmigen Packungsanordnung 1 gemäss Fig. 1, bei welcher der hintere Teil der flexiblen Membranwand 2 durch einen Stössel 17 sozusagen von aussen nach innen bis zur Innenseite des vorderen Auslasses 5 gestülpt ist. Damit ist die zusammengedrückte flaschenförmige Packung innerhalb der starren Struktur 60 nun bereit zum Abfüllen, wobei die zuvor in der Packung enthaltene Luft durch Vakuum entleert wurde.
  • Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt derselben Packungsanordnung wie in Fig. 2, jedoch nach dem Abfüllen der Chemikalie 16 und dem Verschliessen durch einen Stopfen.
  • Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt einer Kartuschenanordnung 18, in welcher die Packungsanordnungen 1A und 1B mit den darin enthaltenen Chemikalien 16A, 16B in Zylindern 20A, 20B gehalten sind, wobei die Packungsanordnungen 1A und 1B gegenüber dem Kartuschenauslass 21 durch Dichtmittel 6A, 6B mit Lippen 7, 8 abgedichtet sind. Bei der Packungsanordnung 1A ist der hinten an der Packungsanordnung angebrachte angetriebene Kolben 22A mit der Lippe 23A dargestellt sowie der Antriebsstössel mit der Vorschubstange 25A, bereit für die Vorwärtsbewegung. Die Packungsanordnung 1B ist in teilweise ausgetragenem Zustand dargestellt, nachdem der angetriebene Kolben 22B mit der Lippe 23B im Zylinder 20B durch den Antriebsstössel 24B und die Vorschubstange 25B nach unten gedrückt wurde, so dass die Packungsanordnung 1B nach innen umgestülpt und die darin enthaltene Chemikalie 16B durch den Kartuschenauslass 21 ausgedrückt wurde.
  • Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt einer Variante eines Verschlusses für eine Packungsanordnung in Form eines Dichtungsrings 6 der Packungsanordnung, der als Haltemittel für die Dichtungs- und Sicherungsmittel der Membrane dient und als O-Ring 26 auf der Aussenseite des mit einer Nut 36 versehenen Rohrstücks 4 ausgebildet ist. Der Haltering 6 weist ebenfalls eine einzelne Dichtlippe 8 auf und ist mit einem Stopfen 9 verschlossen.
  • Fig. 6 zeigt dieselbe Ausführung des Verschlusses für die Packungsanordnung wie Fig. 5, mit der Ausnahme, dass am Innenteil 39 des Dichtungsrings 28 eine durchbrechbare Trennwand 33 angebracht ist. Selbstverständlich kann anstelle des O-Rings zur Abdichtung und Sicherung ein beliebiges anderes Dichtungselement verwendet werden.
  • Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt einer Variante der Ausführung des Verschlusses für die Packungsanordnung gemäss Fig. 5 in Form eines Dichtungsrings 34 mit einem federbetätigten Ventil 41, welches das luftfreie Abfüllen der Packung erleichtert und mit einem am Kartuschenauslass angebrachten Stift 35 geöffnet wird.
  • Fig. 8 zeigt nur eine Seite eines Längsschnitts einer Kartuschenanordnung 18, bei welcher ähnlich wie in Fig. 5 die Packungsanordnung 1A mit der darin enthaltenen Chemikalie 16A im Zylinder 20A gehalten ist, jedoch mit dem Unterschied, dass der Hals der Membrane 2A auf der Aussenseite des Rohrstücks 4 des vorderen Auslasses 5A durch einen O-Ring 26 in einer Aussennut 31 abgedichtet und gesichert ist, wobei der O-Ring 26 gegen den Kartuschenauslass 21 gedrückt wird und somit ein ringförmiges Dichtmittel zwischen dem Kartuschenauslass 21 und der Membrane 2A bildet. Auch hier ist im Rohrstück 4 ein Verschluss mit einer durchbrechbaren Trennwand 33 gemäss Fig. 7 angeordnet.
  • Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt einer Seite einer Kartuschenanordnung 58, bei welcher die Packungsanordnung 42A mit der darin enthaltenen Chemikalie 16A im Kartuschenzylinder 43A gehalten ist, wobei das Auslassende 44E der Behältermembrane 44 den vollen Durchmesser aufweist und zwischen dem O-Ring 45 und der Nut 46 für den O-Ring im äusseren Umfang 49 des vorderen Auslasses 47 gesichert und abgedichtet ist, während der Sicherungsring 45 vom Haltering 48 gegen den äusseren Umfang des vorderen Auslasses 47 gedrückt wird. In Betrieb wird die Wand 44E der Membrane 44 zusätzlich durch die Wirkung der unter Druck stehenden Lippe 59 abgedichtet. Die Lippen 59 drückt entweder auf das Auslassende der Kartuschen-Zylinderwand 43A oder auf deren Verlängerung, d. h. auf die Wand des Halterings 48.
  • Das Rohrstück 51 des vorderen Auslasses 47 ist durch den Dichtungsring 52 über den O-Ring 53 in der Nut 54 abgeschlossen, wobei das Ende 55 des Innenteils 56 des Dichtungsrings 52 eine durchbrechbare Trennwand 33 aufweist. Durch den Dichtungsring 52 mit den Lippen 7A, 8A ist die Packungsanordnung 42A gegenüber dem Kartuschenauslass 57 abgedichtet.
  • Somit wird unabhängig davon, ob der Behälter flaschenförmig ist oder nicht, ein dichter Verschluss erzielt. Das vorgeschlagene Verfahren und die Verschlussmittel gestatten ebenfalls das Abfüllen des Behälters ohne Lufteinschlüsse.
  • Die Ausführungen gemäss Fig. 4, 8 und 9 zeigen jeweils einen einstückigen Kartuschenauslass 21 bzw. 57, mit welchem die getrennten vorderen Auslässe 5, 5A bzw. 47 verbunden werden. Dadurch werden einerseits die Handhabung und der Zusammenbau solcher Packungen erheblich vereinfacht, und andererseits wird eine einfache Anwendung bzw. ein einfaches Anbringen eines dynamischen Mischers ermöglicht.
  • Die Ausführung, bei welcher der Dichtungsring ein federbetätigtes Ventil aufweist, erleichtert das Zusammendrücken und Entleeren des Behälters, die Beibehaltung des entleerten Zustands vor dem luftfreien Abfüllen, die Beibehaltung des abgefüllten Zustands ohne Undichtigkeiten und das störungsfreie Einführen in die Kartuschenhalterung sowie den Anschluss an den Kartuschenauslass vor dem Gebrauch.

Claims (19)

1. Wiederverwendbare Kartuschenanordnung zum Austragen mindestens einer Komponente, mit mindestens einem Kartuschenzylinder (20A, 20B, 43A) mit starrer Wand, einem Kartuschenauslass und einer Packungsanordnung (1A, 1B, 42A), wobei die Packungsanordnung einen Behälter mit einer dünnen, flexiblen Membranwand mit offenem Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne, flexible Membranwand (2, 2A, 44A) des Behälters (1, 1A, 1B, 42A) einstückig geformt und nahtlos ist.
2. Kartuschenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Ende (3, 44E) des Membranbehälters (2, 2A, 44A) durch ein ringförmiges Dichtungselement (6, 6A, 6B, 34) oder durch ein ringförmiges Dichtungselement (26, 45) mit einem Haltemittel (6, 28, 48) am vorderen Auslass (5, 47) befestigt ist.
3. Kartuschenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranbehälter ein offenes Halsende (3, 15) aufweist, dessen äussere Form im wesentlichen der inneren Form einer Halterung entspricht.
4. Kartuschenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranbehälter flaschenförmig ist und ein Verschlussteil (9, 33, 41) aufweist.
5. Kartuschenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorderen Auslass (5) der Packung ein Rohrstück (4) aufweist, wobei als ringförmiges Dichtungselement ein Dichtungsring (6, 6A, 6B, 28, 34) um das Auslassende des Rohrstücks angeordnet ist, um das offene Halsende (3, 15) zu befestigen und abzudichten.
6. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Halsende (3, 15) der Membranwand mit einem vom Dichtungsring (6, 28) oder von der Bohrung des Kartuschenauslasses (21) festgehaltenen ringförmigen Dichtungselement (26) in einer Nut (31, 36) am Aussendurchmesser des vorderen Auslassrohrs (4) gesichert ist.
7. Kartuschenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Membranwand (44E) durch das vom Haltering (48) festgehaltene Dichtungselement (45) in einer Nut (46) am Umfang des vorderen Auslasses (47) gesichert ist.
8. Kartuschenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Auslass (47) eine Dichtlippe (59) aufweist, welche die Membranwand (44) gegenüber der Kartuschenwand (43A) oder dem Dichtungsring (48) abdichtet.
9. Kartuschenanordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Auslass (47) ein Rohrstück (51) und einen Dichtungsring (52) aufweist, der um das Rohrstück mit Verschlusselement (9, 33, 41) angeordnet ist.
10. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (6, 6A, 6B, 28, 34, 52) am äusseren Durchmesser mindestens eine Dichtlippe (7, 7A, 8, 8A) aufweist.
11. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Membranbehälter mindestens eine zusätzliche Membranschicht aufweist.
12. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Auslassrohr (4, 51) einen Verschluss mit einer durchbrechbaren Trennwand (33) aufweist.
13. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Auslassrohr (4, 51) mit einem dichten Stopfen (9) verschlossen ist.
14. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Auslassrohr (4, 51) durch ein selbstschliessendes Ventil (41) verschlossen ist.
15. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartuschenauslass (21, 57) einstückig ausgebildet ist, um die einzelnen vorderen Auslässe (5, 5A, 47) der Packungsanordnung aufzunehmen.
16. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (7, 7A, 8, 8A) des Dichtungrings (6, 6A, 6B, 28, 34, 52) oder des Dichtungselements (26) dicht in der Bohrung des Kartuschenauslasses (21, 57) angeordnet sind.
17. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartuschenanordnung weiterhin einen angetriebenen Kolben (22A, 22B) aufweist, wobei der Kolben und die kolbenseitigen Enden der Kartuschenzylinderwand derart angeordnet sind, dass der Membranbehälter durch den Kolben "nach innen gestülpt" wird.
18. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartuschenauslass (21, 57) einen Stift (35) aufweist, um das selbstschliessende Ventil (41) zu öffnen.
19. Verfahren zum Abfüllen der Packungsanordnung der Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abfüllen der Membranbehälter mit offenem Ende "nach innen gestülpt" wird und am Auslassende Vakuum angelegt wird, um die Luft vollständig zu entleeren, worauf der Membranbehälter luftfrei mit dem chemischen Inhalt gefüllt wird und mit den Verschlussmitteln für den Auslass verschlossen wird.
DE69909115T 1998-10-09 1999-10-08 Dünnwandige verpackung zur verwendung in einer wiederverwendbaren kartusche Expired - Lifetime DE69909115T2 (de)

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