EP1308218B1 - Kartuschenkolben mit Entlüftung - Google Patents

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EP1308218B1
EP1308218B1 EP02015303A EP02015303A EP1308218B1 EP 1308218 B1 EP1308218 B1 EP 1308218B1 EP 02015303 A EP02015303 A EP 02015303A EP 02015303 A EP02015303 A EP 02015303A EP 1308218 B1 EP1308218 B1 EP 1308218B1
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EP
European Patent Office
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piston
cartridge
cartridge piston
covering disc
cover
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Nikolaus Brugner
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Sulzer Chemtech AG
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Sulzer Chemtech AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00576—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes characterised by the construction of a piston as pressure exerting means, or of the co-operating container
    • B05C17/00579—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes characterised by the construction of a piston as pressure exerting means, or of the co-operating container comprising means for allowing entrapped air to escape to the atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00576—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes characterised by the construction of a piston as pressure exerting means, or of the co-operating container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/0005—Containers or packages provided with a piston or with a movable bottom or partition having approximately the same section as the container

Definitions

  • the invention relates to a cartridge piston according to the preamble of claim 1.
  • Such a cartridge piston is known from DE 298 00 594 U1.
  • a vent hole in the piston is covered by a filter element designed as a microporous filter, which is inserted into a pocket formed on the piston.
  • a filter element designed as a microporous filter, which is inserted into a pocket formed on the piston.
  • the air located between the piston and the filling material in the cartridge can escape from the cartridge when the piston is pressed in, but an escape of the filling compound is to be prevented.
  • venting devices are only partially suitable for low-viscosity resins, since the resin can diffuse through the filter element during storage. This can lead to unwanted leaks.
  • the object of the invention is to provide a simply constructed and inexpensive cartridge piston, which allows safe venting and at the same time prevents unwanted leakage of the filling compound.
  • the cartridge piston according to the invention is characterized in that between the cover plate and the piston a transverse to the piston axis labyrinthine distance is formed, through which the air between the piston and the filler can escape when the piston is pressed into the cartridge, but in the Cartridge located filler is retained.
  • a cover made of soft plastic is used with a rough contact surface, which comes to rest on a smooth bearing surface of the piston. Between the rough contact surface of the cover and the smooth support surface on the piston so a filter or labyrinth distance is created in a simple manner.
  • the rough contact surface of the cover but also the support surface on the piston or both the contact surface and the support surface can be designed as a rough surface.
  • the surface roughness can be adjusted steplessly and inexpensively by the choice of the material or by the treatment of the surface to the respective needs.
  • the piston 1 shown in FIG. 1 is inserted into the open end of a syringe or cartridge 2.
  • the piston 1 is made of a plastic and is manufactured as an injection molded part. It contains on its radial outer side a circumferential sealing lip 3, which abutment against the Inner wall 4 of the cartridge 2 passes.
  • the elasticity of the sealing lip 3 is achieved by a wedge-shaped in cross-section annular groove 5, which is provided on the side facing the cartridge 2 end face 6 of the piston 1.
  • On the front side 6, a central recess 7 is provided, from which a vent opening 8 leads to the outside. In the recess 7 a lying over the vent opening 8 cover 9 is arranged.
  • the recess 7 contains at its upper edge an inwardly facing annular bead 10, through which the existing of a soft plastic cover 9 is clamped within the recess 7 with a slight undercut.
  • the made of soft plastic flexible cover 9 has on the side facing the vent opening 8 a rough contact surface 11 with a selectable according to the needs roughness. Between the rough contact surface 11 and a smooth bearing surface 12 on the piston 1, a filter or labyrinth section 13 shown in Figure 2 is formed, through which the air located between the piston 1 and the filler can escape when pushing the piston 1 into the cartridge 2, however, leakage of the filler in the cartridge 2 is prevented.
  • the labyrinthine stretch 13 between the cover 9 and the piston 1 also be formed by the fact that the contact surface 11 of the cover 9 smooth and the support surface 12 on the piston 1 is made rough. But it can also be both the contact surface 11 of the cover 9 and the support surface 12 of the piston 1 are formed rough, as shown in Figure 5.
  • the labyrinthine gap seal can be adapted to the respective needs by appropriate choice of the material and / or by processing the surface.
  • the support surface 12 of the piston 1 within the recess 7 is slightly conically inclined in the manner of a flat funnel in the direction of the vent opening 8 inwardly, so that the cover 9 in the unactuated state only at its edge within the recess 7 rests and seals towards the edge opposite the piston 1.
  • the cover 9 is acted upon by the piston inside with pressure, as is done when pressing the piston 1 into the cartridge 2, the executed in this embodiment as a flexible plastic disc cover 9 bends inwards, in which case between the edge of Cover 9 and the side wall 14 of the recess an annular gap 15 is formed. The air can then escape via the annular gap 15 and the labyrinth path 13 formed by the roughness, the filler being retained by a suitable choice of roughness.
  • a gap-shaped passage 16 between the side wall 14 of the recess 7 and the outside of the cover disk 9 can also be provided on at least one side of the cover disk.
  • This passage can also be achieved by a plurality of gap-shaped grooves distributed over the circumference on the radial outer side of the cover disk 9 and / or on the side wall 14 of the recess 7. In this case, no deflection of the cover 9 is required and the support surface 12 on the piston 1 can be made flat.
  • the labyrinth distance formed between the cover plate and the piston can also be generated by specifically introduced labyrinthine depressions on the contact surface of the cover plate and / or on the bearing surface of the piston.
  • the invention is designed for a double syringe, but in principle for all cartridges (single and multi-component cartridges and syringes) can be used.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kartuschenkolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiger Kartuschenkolben ist aus der DE 298 00 594 U1 bekannt. Dort wird eine Entlüftungsbohrung im Kolben durch ein als Mikroporenfilter ausgeführtes Filterelement abgedeckt, das in eine am Kolben angeformte Tasche eingesetzt ist. Durch dieses Filterelement kann die zwischen dem Kolben und der Füllmasse in der Kartusche befindliche Luft beim Eindrücken des Kolbens aus der Kartusche entweichen, wobei jedoch ein Austritt der Füllmasse verhindert werden soll. Derartige Entlüftungseinrichtungen sind jedoch für niederviskose Harze nur bedingt geeignet, da das Harz bei der Lagerung durch das Filterelement diffundieren kann. Dadurch kann es zu unerwünschten Leckagen kommen.
  • Dokument US 5,316,186 offenbart weiter einen Kartouschenkolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind außerdem Kolben mit gesonderten Entlüftungsventilen bekannt, die beim Einsetzen des Kolbens in die Kartusche durch speziell geformte Kolben-Eindrückstößel betätigt werden. Allerdings ist die Herstellung derartiger Kolben relativ aufwendig und daher mit entsprechend höheren Kosten verbunden. Die Ventiltechnik ist daher besonders für kleinere und kostengünstige Kartuschen zu teuer.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten und kostengünstigen Kartuschenkolben zu schaffen, der eine sichere Entlüftung ermöglicht und gleichzeitig einen unerwünschten Austritt der Füllmasse verhindert.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Kartuschenkolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Kartuschenkolben zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der Abdeckscheibe und dem Kolben eine quer zur Kolbenachse verlaufende Labyrinthstrecke gebildet wird, durch welche die zwischen dem Kolben und dem Füllstoff befindliche Luft beim Eindrücken des Kolbens in die Kartusche entweichen kann, wobei jedoch der in der Kartusche befindliche Füllstoff zurückgehalten wird.
  • In einer fertigungstechnisch besonders zweckmäßigen Ausführung der Erfindung wird eine aus weichem Kunststoff bestehende Abdeckscheibe mit einer rauhen Anlagefläche verwendet, die an einer glatten Auflagefläche des Kolbens zur Anlage gelangt. Zwischen der rauhen Anlagefläche der Abdeckscheibe und der glatten Auflagefläche am Kolben wird so auf einfache Weise eine Filter- oder Labyrinthstrecke geschaffen.
  • Anstelle der rauhen Anlagefläche der Abdeckscheibe kann jedoch auch die Auflagefläche am Kolben oder sowohl die Anlagefläche als auch die Auflagefläche als rauhe Fläche ausgeführt sein.
  • Die Oberflächenrauhigkeit kann stufenlos und kostengünstig durch die Wahl des Materials oder durch die Bearbeitung der Oberfläche auf die jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden. So hat sich z.B. für harzartige Füllstoffe eine Oberflächenrauhigkeit von 10 bis 50 µm, vorzugsweise 30 µm, als besonders zweckmäßig erwiesen.
  • Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt:
    • Figur 1
    einen Kartuschenkolben mit einer Abdeckscheibe in einer geschlossenen Position;
    Figur 2
    einen Kartuschenkolben mit einer Abdeckscheibe in einer Entlüftungsposition;
    Figur 3
    einen Kartuschenkolben mit einer Abdeckscheibe in einer zweiten Ausführungsform;
    Figur 4
    eine Filterstrecke zwischen einer glatten und einer rauhen Oberfläche und
    Figur 5
    eine Filterstrecke zwischen zwei rauhen Oberflächen.
  • Der in Figur 1 gezeigte Kolben 1 ist in das offene Ende einer Spritze oder Kartusche 2 eingesetzt. Der Kolben 1 besteht aus einem Kunststoff und ist als Spritzgußteil gefertigt. Er enthält an seiner radialen Außenseite eine umlaufende Dichtlippe 3, die zur Anlage an der Innenwand 4 der Kartusche 2 gelangt. Die Elastizität der Dichtlippe 3 wird durch eine im Querschnitt keilförmige Ringnut 5 erreicht, die an der zur Kartusche 2 gewandten Stirnseite 6 des Kolbens 1 vorgesehen ist. An der Stirnseite 6 ist eine zentrale Ausnehmung 7 vorgesehen, von der eine Entlüftungsöffnung 8 nach außen führt. In der Ausnehmung 7 ist eine über der Entlüftungsöffnung 8 liegende Abdeckscheibe 9 angeordnet. Die Ausnehmung 7 enthält an ihrem oberen Rand einen nach innen weisenden Ringwulst 10, durch den die aus einem weichen Kunststoff bestehende Abdeckscheibe 9 innerhalb der Ausnehmung 7 mit einer leichten Hinterschneidung geklemmt wird.
  • Die aus weichem Kunststoff bestehende flexible Abdeckscheibe 9 weist an der zur Entlüftungsöffnung 8 weisenden Seite eine rauhe Anlagefläche 11 mit einer entsprechend den Bedürfnissen wählbaren Rauhigkeit auf. Zwischen der rauhen Anlagefläche 11 und einer glatten Auflagefläche 12 am Kolben 1 wird eine in Figur 2 gezeigte Filter- oder Labyrinthstrecke 13 gebildet, durch welche die zwischen dem Kolben 1 und dem Füllstoff befindliche Luft beim Eindrücken des Kolbens 1 in die Kartusche 2 entweichen kann, wobei jedoch ein Austritt des in der Kartusche 2 befindlichen Füllstoffs verhindert wird.
  • Gemäß Figur 4 kann die Labyrinthstrecke 13 zwischen der Abdeckscheibe 9 und dem Kolben 1 auch dadurch gebildet werden, daß die Anlagefläche 11 der Abdeckscheibe 9 glatt und die Auflagefläche 12 am Kolben 1 rauh ausgeführt ist. Es können aber auch sowohl die Anlagefläche 11 der Abdeckscheibe 9 als auch die Auflagefläche 12 des Kolbens 1 rauh ausgebildet sein, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. In Abhängigkeit von dem in der Kartusche 2 befindlichen Füllstoff kann die labyrinthartige Spaltdichtung durch entsprechende Wahl des Materials und/oder durch Bearbeitung der Oberfläche auf die jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführung ist die Auflagefläche 12 des Kolbens 1 innerhalb der Ausnehmung 7 leicht konisch in Art eines flachen Trichters in Richtung der Entlüftungsöffnung 8 nach innen geneigt, so daß die Abdeckscheibe 9 im nicht beaufschlagten Zustand nur an ihrem Rand innerhalb der Ausnehmung 7 aufliegt und zum Rand hin gegenüber dem Kolben 1 abdichtet. Wenn die Abdeckscheibe 9 jedoch von der Kolbeninnenseite mit Druck beaufschlagt wird, wie dies beim Eindrücken des Kolbens 1 in die Kartusche 2 erfolgt, biegt sich die bei dieser Ausführung als flexible Kunststoffscheibe ausgeführte Abdeckscheibe 9 nach innen durch, wobei dann zwischen dem Rand der Abdeckscheibe 9 und der Seitenwand 14 der Ausnehmung ein Ringspalt 15 entsteht. Über den Ringspalt 15 und die durch die Rauhigkeit gebildete Labyrinthstrecke 13 kann dann die Luft entweichen, wobei durch entsprechende Wahl der Rauhigkeit der Füllstoff zurückgehalten wird.
  • Wie aus Figur 3 hervorgeht, kann aber auch zumindest an einer Seite der Abdeckscheibe ein spaltförmiger Durchgang 16 zwischen der Seitenwand 14 der Ausnehmung 7 und der Außenseite der Abdeckscheibe 9 vorgesehen werden. Dieser Durchgang kann auch durch mehrere über den Umfang verteilte spaltförmige Nuten an der radialen Außenseite der Abdeckscheibe 9 und/oder an der Seitenwand 14 der Ausnehmung 7 erreicht werden. In diesem Fall ist keine Durchbiegung der Abdeckscheibe 9 erforderlich und die Auflagefläche 12 am Kolben 1 kann flach ausgeführt sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die zwischen der Abdeckscheibe und dem Kolben gebildete Labyrinthstrecke auch durch gezielt eingebrachte labyrinthartige Vertiefungen an der Anlagefläche der Abdeckscheibe und/oder an der Auflagefläche des Kolbens erzeugt werden. Die Erfindung ist für eine Doppelspritze konzipiert, ist aber grundsätzlich für alle Kartuschen (Ein- und Mehrkomponentenkartuschen sowie Spritzen) einsetzbar.

Claims (8)

  1. Kartuschenkolben mit mindestens einer Entlüftungsöffnung (8) und mindestens einem die Entlüftungsöffnung (8) abdeckenden Entlüftungselement, wobei das Entlüftungselement mindestens eine Abdeckscheibe (9) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckscheibe (9) zwischen ihrer zur Entlüftungsöffnung (8) weisenden Anlagefläche (11) und einer entsprechenden Auflagefläche (12) am Kartuschenkolben (1) eine quer zur Kolbenachse verlaufende Labyrinthstrecke (13) bildet.
  2. Kartuschenkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) der Abdeckscheibe (9) und/oder die Auflagefläche (12) am Kartuschenkolben (1) eine vorbestimmte Oberflächenrauhigkeit zur Bildung der Labyrinthstrecke (13) aufweist.
  3. Kartuschenkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) der Abdeckscheibe (9) und/oder die Auflagefläche (12) am Kartuschenkolben (1) eine Oberflächenrauhigkeit zwischen 10 und 50 µm aufweist.
  4. Kartuschenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an seiner zur Kartuscheninnenseite weisenden Stirnfläche (6) eine Ausnehmung (7) zur Aufnahme der Abdeckscheibe (9) vorgesehen ist.
  5. Kartuschenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (12) in Richtung der Entlüftungsöffnung (8) konisch nach innen verläuft.
  6. Kartuschenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem oberen Rand der Ausnehmung (7) ein Ringbund (10) zur verasteten Halterung der Abdeckscheibe (9) innerhalb der Ausnehmung (7) angeordnet ist.
  7. Kartuschenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckscheibe (9) flexibel ist.
  8. Kartuschenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckscheibe (9) aus einem weichen Kunststoff besteht.
EP02015303A 2001-10-31 2002-07-10 Kartuschenkolben mit Entlüftung Expired - Lifetime EP1308218B1 (de)

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EP1308218A2 EP1308218A2 (de) 2003-05-07
EP1308218A3 EP1308218A3 (de) 2005-06-01
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