EP2271563B1

EP2271563B1 - Kartusche und kolben mit entlüftungsvorrichtung

Info

Publication number: EP2271563B1
Application number: EP09724078.2A
Authority: EP
Inventors: Martin Reuter
Original assignee: Adcatec GmbH
Current assignee: Adcatec GmbH
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: RU2010142989A; DE102008000841B4; ES2459044T3; WO2009118395A1; DE102008000841B8; RU2517553C2; DE102008000841A1; US20110089200A1; PL2271563T3; EP2271563A1; US8678246B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für eine Kartusche mit einem zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundkörper der in eine Kartusche einsetzbar und entlang der Zylinderlängsachse in einer Kartusche verschiebbar ist sowie eine entsprechende Kartusche zur Aufnahme und Lagerung von flüssigen, pulverförmigen oder pastösen Massen und ein System aus einer entsprechenden Kartusche und einem Werkzeug zum Verschieben des Kolbens in der Kartusche

STAND DER TECHNIK

Kartuschen zur Aufnahme von flüssigen, pastösen oder pulvrigen Massen sind seit langem für verschiedenste Einsatzgebiete in der Technik bekannt. Hierbei unterscheidet man Kartuschen, welche lediglich einen einzigen Aufnahmeraum für eine entsprechende Masse aufweisen oder mehrere Aufnahmeräume, um unterschiedliche Komponenten getrennt aufzubewahren und bei der Verarbeitung miteinander zu mischen. Beispiele hierfür sind Zweikomponentenkleber, bei denen die Komponenten getrennt aufbewahrt werden und bei der Applizierung miteinander vermischt werden, um entsprechende Aushärtungsvorgänge zu starten.
Derartige Kartuschen weisen unterschiedliche Bauformen auf, wie beispielsweise sog. Side-by-Side-Formen, bei denen die Aufnahmeräume nebeneinander angeordnet sind, oder Koaxialkartuschen, bei denen die Aufnahmeräume koaxial ineinander angeordnet sind.
Diesen verschiedenen Kartuschen, die für unterschiedlichste Einsatzzwecke verwendet werden können, ist jedoch gemeinsam, dass üblicherweise ein oder mehrere Kolben vorgesehen sind, die entsprechend verschiebbar in den Aufnahmeräumen aufgenommen sind, so dass mittels der Kolben die in den Aufnahmeräumen aufgenommenen Massen über eine Abgabeöffnung ausgegeben werden können. Neben der Befüllung der Aufnahmeräume über die Abgabeöffnungen, wird meist eine Befüllung über das kolbenseitig offene Ende des entsprechenden Aufnahmeraums vorgenommen. Entsprechend wird bei der Befüllung einer Kartusche die Masse an dem kolbenseitigen, offenen Ende des Aufnahmeraums in diesen eingegeben, wobei das offene Ende anschließend mit dem Kolben verschlossen wird. Der Kolben muss hierbei dicht gegen die Wände des Aufnahmeraums aufgenommen werden, um die flüssige, pastöse oder pulverförmige Masse daran zu hindern, den Aufnahmeraum zu verlassen. Dies führt jedoch beim Befüllen und dem erstmaligen Einsetzen des Kolbens zu der Problematik, dass Sorge dafür getragen werden muss, dass in dem Aufnahmeraum befindliche Luft entweichen kann, während der Kolben in Anlage zu der in dem Aufnahmeraum aufgenommenen Masse gebracht wird.
Hierzu sind im Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt, wie sie beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 295 06 800 , dem US-Patent US 6,809,254 B1 , der europäischen Patentanmeldung EP 1 738 834 A1 , der europäischen Patentanmeldung EP 1 514 812 A1 , dem europäischen Patent EP 0 497 739 B1 , der europäischen Patentanmeldung EP 344 491 A1 , der europäischen Patentanmeldung EP 463 991 A1 , dem US-Patent US 6,899,254 B1 , der PCT-Anmeldung WO 03/050012 A1 , der PCT-Anmeldung WO 01/94028 , der europäischen Patentanmeldung EP 1514 812 A1 , dem europäischen Patent EP 463 991 B 1 und dem europäischen Patent EP 497 739 B 1 beschrieben sind. In diesen Dokumenten werden verschiedene Kolben mit Entlüftungsvorrichtungen offenbart, wobei unter anderem Kolben beschrieben werden, die unterschiedliche Ventile üblicherweise im zentralen Bereich des Kolbens aufweisen können, die während des Verschlussvorgangs geöffnet sind, um Luft entweichen zu lassen und nach dem Verschließen der Aufnahmeöffnung mit dem Kolben selbst verschlossen werden können, um ein Entweichen der in dem Aufnahmeraum aufgenommenen Masse zu verhindern.
Diese Lösung nach dem Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass die Kolben durch die Ausbildung der Ventile sehr komplex werden und somit sehr aufwändig in der Herstellung sind. Außerdem sind derartige Ventile störungsanfällig und bei nochmaliger Betätigung kann es zu Leckagen kommen. Darüber hinaus kann der Verschlussvorgang selbst aufwändig sein, wenn neben dem Setzen des Kolbens ein zweiter Vorgang zum Schließen des Ventils bzw. der Ventile notwendig wird. Darüber hinaus besteht ein Nachteil darin, dass beim Verschließen des Aufnahmeraums mittels des Kolbens die darin aufgenommene Masse eine kegelförmige Form annehmen kann, die dazu führt, dass im zentralen Bereich, wo meist die Ventile angeordnet sind, die in dem Aufnahmeraum aufgenommene Masse zuerst auf den Kolben trifft und somit eine vollständige Entlüftung nicht mehr möglich ist.
Außerdem ist es aus dem oben zitierten Stand der Technik bekamt, Kolben mit Abdeckplatten vorzusehen, die den eigentlichen Kolbenkörper vor dem direkten Kontakt mit möglicherweise chemisch reaktiven Massen zu vermeiden. Derartige Abdeckplatten können entsprechend dem oben zitierten Stand der Technik in entsprechende Entlüftungsvorrichtungen integriert sein.
Aus der WO 99/47433 ist ein Kolben mit einer Kartusche bekannt, bei welchem der Kolben durch Eingreifen eines Werkzeugs in eine Kolbentasche so verformt wird, dass an den Seitenrändern Luft entweichen kann. Hierbei ist jedoch nachteilig, dass gleichzeitig auch Material entweichen kann und der Kolben zur Erzielung der Verformbarkeit eine geringe Stabilität aufweist.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kartusche bzw. einen zum Verschießen einer Kartusche geeigneten Kolben bereitzustellen sowie ein entsprechendes Werkzeug, mit dem eine sichere, schnelle und effektive Entlüftung einer Kartusche beim Verschließen der Kartusche mit dem Kolben möglich ist. Außerdem soll der Kolben einfach aufgebaut und einfach herstellbar sein. Darüber hinaus soll die Kartusche bzw. der Kolben eine sichere Abdichtung mit langer Lagersicherbeit gewährleisten. Auch der Verschlussvorgang soll effektiv und in einfacher Weise möglich sein.

TECHNISCHE LÖSUNG

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kolben vorgesehen, welcher einen zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundkörper aufweist. Der Kolben umfasst mindestens eine Dichtlippe, die gegen eine Dichtfläche abdichtet, die parallel oder zumindest in einem spitzen Winkel zur Zylinderlängsachse des Kolbens bzw. der Kartusche verläuft. Die Dichtlippe ist so ausgebildet, dass sie beim Verschließen der Kartusche mit dem Kolben mittels eines an einer Stirnseite des Kolbens angreifbaren Werkzeugs von der Dichtfläche abhebbar ist, so dass durch den dadurch entstehenden Spalt Luft aus der Kartusche entweichen kann. Durch die Dichtlippe, die mittels eines von der Stirnseite angreifbaren Werkzeugs betätigbar ist, ist eine einfache und zugleich sehr wirksame Entlüftungsmöglichkeit gegeben.
Die Dichtlippe kann dabei so angeordnet werden, dass sie beim Abheben von der Dichtfläche zumindest teilweise eine Bewegung quer zur Zylinderlängsachse ausführt. Entgegen den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen, die eine Bewegung üblicherweise parallel zur Zylinderlängsachse der Kartusche durchführen, ermöglicht dies eine einfache und sichere Abdichtung nach dem Verschließen der Kartusche sowie eine einfache Betätigung zur Entlüftung. Auch die Lagerstabilität des Systems wird dadurch verbessert, da die bei Ventilsystemen bekannte Problematik der Undichtheit von Ventilzapfen bei längerer Lagerung vermieden wird.
Erfindungsgemäß verläuft die Dichtlippe hierbei insbesondere unter einem spitzen Winkel zur Zylinderlängsachse bzw. einem parallel dazu vorgesehenen Bauteil des Kolbens bzw. ist die Dichtlippe entsprechend angeordnet. Auf diese Weise kann die Dichtlippe bei der Abhebebewegung eine Schwenkbewegung durchführen, bei der der spitze Winkel entsprechend verkleinert wird. Die Schwenkbewegung kann durch elastische Verformung realisiert werden. Nach dem Entfernen des Werkzeugs kann die Dichtlippe durch eine elastische Rückstellkraft wieder gegen die entsprechende Dichtfläche anliegen und durch die elastische Rückstellkraft einen ausreichenden Anpressdruck zur Verfügung stellen.
Entsprechend greift das Werkzeug direkt an der Dichtlippe an , so dass eine entsprechende Bewegung der Dichtlippe von einem Dichtzustand in einen Nicht-Dicht-Zustand und umgekehrt bewirkt wird.
Insbesondere kann der Kolben auch so ausgebildet sein, dass beim Verschließen des Aufnahmeraums das entstehende Luftpolster und der damit verbundene Luftdruck zu einer Verformung des Kolbens führen, der die Bildung eines Spaltes für das Entweichen der Luft begünstigt, während beim Anliegen der in dem Aufnahmeraum aufzunehmenden Masse die Dichtwirkung verstärkt wird. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Formgebung der Dichtlippe bewirkt werden, für welche durch die Luftströmung beim Verschließen und das entsprechende Luftpolster vor dem Kolben eine Nicht-Dichtstellung begünstigt wird, während bei der statischen Lagerung einer im Aufnahmeraum aufgenommenen Masse die Dichtstellung der Dichtlippe begünstigt wird.
Die Dichtlippe kann an der Zylinderaußenseite oder bei einem zylinderrohrartigen Grundkörper, also einem Grundkörper mit Ringstruktur, an der Rohrinnenseite bzw. der Ringinnenseite angeordnet sein, so dass die Dichtlippe mit einer Wand des entsprechenden Aufnahmeraums als Dichtfläche zusammenwirken kann. Dadurch kann der gesamte Aufbau der Kartusche und des Kolbens einfach gehalten werden.
Insbesondere kann bei einem Kreiszylinderaufbau oder einem Kreisringzylinder die entsprechende Dichtlippe umlaufend vorgesehen werden. Dies gilt jedoch auch für andere Zylinderstrukturen mit quadratischen, rechteckigen oder sonstigen mehreckigen Grundflächen.
Der Kolben kann zudem eine Abdeckplatte aufweisen, die an der Stirnseite des Grundkörpers angeordnet ist, die in der Kartusche in Richtung des Aufnahmeraums, also in Richtung des Kartuscheninneren, vorgesehen ist. Eine derartige Abdeckplatte kann dazu dienen, den Grundkörper des Kolbens von der im Aufnahmeraum gelagerten Masse, die chemisch sehr reaktiv sein kann, abzudecken. Entsprechend kann die Abdeckplatte aus einem unterschiedlichen Materials als der Grundkörper des Kolbens gebildet sein, um eine entsprechende Resistenz gegenüber der chemisch aktiven Masse im Aufnahmeraum zu besitzen. Damit ist es möglich, die Materialien entsprechend den geforderten Eigenschaftsproflen für den Grundkörper und die Abdeckplatte gesondert auszuwählen. Beispielsweise kann der Grundkörper des Kolbens aus einem weicheren, elastischeren Material gebildet sein, während die Abdeckplatte aus einem harten Material gebildet sein kann. Vorzugsweise kann die Abdeckplatte aus Polyamid gebildet sein.
Das Vorsehen der Abdeckplatte kann zudem zur Ausbildung einer Entlüftungsvorrichtung genutzt werden, bei der die Dichtlippe einen Teil der Entlüftungsvorrichtung darstellt. Außerdem kann die Abdeckplatte so ausgebildet sein, dass die Dichtlippe vor dem Kontakt mit der im Aufnahmeraum aufgenommenen Masse geschützt wird, so dass bei geöffneter Dichtlippe keine Masse durch den entsprechend entstehenden Spalt austreten kann. Zu diesem Zweck kann das Abdeckelement ein Dichtelement benachbart zur Dichtlippe aufweisen.
Die Abdeckplatte kann weiterhin eine Dichtfläche bereitstellen, gegenüber der die Dichtlippe abdichtet, wenn beispielsweise keine Abdichtung gegenüber einer Wand des Aufnahmeraums möglich oder gewünscht ist.
Die Abdeckplatte weist üblicherweise eine dem Kolbengrundkörper ähnliche Struktur in Form einer zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundform auf, wobei im Längsschnitt eine U-oder U-ringförmige Struktur ausgebildet sein kann, bei der ein in Richtung der Zylinderlängsachse umlaufend vorgesehener Schenkel in eine korrespondierende Ausnehmung des Grundkörpers eingreifen und dadurch mit dem Grundkörper verbunden sein kann. Die Verbindung kann hierbei dadurch hergestellt werden, dass der Schenkel der Abdeckplatte Rastelemente aufweist, die mit Rastelementen des Grundkörpers korrespondieren. Der Schenkel der Abdeckplatte kann den Grundkörper zumindest an einer Seite umgreifen, so dass der Schenkel an der Innenseite des Aufnahmeraums zu liegen kommt. Bevorzugt greift der Schenkel jedoch in eine Ausnehmung im Grundkörper ein, so dass er beabstandet von der Innenseite des Aufnahmeraums ist. Insbesondere können an der Außen- und Innenseite unterschiedliche Varianten verwirklicht sein. Statt einem umlaufenden Schenkel an der Abdeckplatte mit einer korrespondierenden Ausnehmung im Kolbengrundkörper kann auch eine umgekehrte Konstruktion gewählt werden oder es können auch mehrere Verbindungsteile für Rast- und Steckverbindungen oder andersartige Verbindungen zwischen Grundkörper und Abdeckplatte vorgesehen sein.
Um die Entlüftung während des Verschließens des Aufnahmeraums mit dem Kolben zu gewährleisten, kann eine Abdeckplatte, die weitgehend den gesamten Querschnitt des Aufnahmeraums der Kartusche überdeckt mindestens eine Luftdurchgangsöffnung aufweisen. Vorzugsweise kann auch eine Vielzahl von Luftdurchgangsöffnungen vorgesehen sein.
Die Luftdurchgangsöffnungen können insbesondere beabstandet zu der Dichtlippe des Grundkörpers vorgesehen sein, so dass die Luft eine Wegstrecke durch mindestens einen Luftführungskanal zwischen Luftdurchgangsöffnung der Abdeckplatte und Dichtlippe des Grundkörpers während der Entlüftung zurücklegen muss. Entsprechend können zwischen dem Grundköper des Kolbens und der Abdeckplatte mindestens ein, vorzugsweise mehrere Luftführungskanäle vorgesehen sein, in denen die Luft während der Entlüftung geführt wird. Eine derartige Maßnahme hat den Vorteil, dass die Luftdurchgangsöffnung und/oder der Luftführungskanal so ausgebildet werden können, dass zwar Luft oder andere gasförmige Stoffe hindurch treten können, jedoch keine flüssigen, pastösen oder pulverförmigen Stoffe, wie sie die Masse, die in dem Aukahmeraum aufgenommen ist, darstellt. Damit ist eine sog. Filterstrecke gegeben, die verhindert, dass die im Aufnahmeraum aufgenommene Masse beim Kontakt mit dem Kolben austreten kann. Im verschlossenen Zustand ist dann zusätzlich die Dichtlippe ein Schutz gegen das ungewollte Austreten der im Aufnahmeraum aufgenommenen Masse.
Die Luftdurchgangsöffnung kann vorzugsweise an der Außenseite der zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundform bzw. der Rohrinnenseite oder in der Mitte der Abdeckplatte vorgesehen sein, wobei entsprechend die Dichtlippe möglichst weit entfernt von der Luftdurchgangsöffnung an der Rohrinnenseite oder im Bereich der Mitte der Abdeckplatte oder an der Außenseite der zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundform des Kolbens vorgesehen sein kann. Dadurch wird gewährleistet, dass der Luftführungskanal eine bestimmte Mindestlänge aufweist, die zum Zurückhalten der im Aufnahmeraum aufgenommenen Masse dient. Beispielsweise kann die Luftdurchgangsöffnung an der Außenseite der zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundform der Abdeckplatte vorgesehen sein, während die Dichtlippe zur Erzeugung einer Entlüftungsöffnung dann bei einer zylinderrohrartigen Grundform an der Rohrinnenseite oder bei einer einfachen zylinderartigen Grundform im Bereich der Mitte der Abdeckplatte am Kolben vorgesehen sein kann.
Sofern die Dichtlippe des Kolbengrundkörpers im zentralen Bereich des Grundkörpers vorgesehen ist, kann die Abdeckplatte eine entsprechende Dichtfläche durch eine in Richtung des Grundkörpers hervorstehende Hülse oder einen Rohrstutzen bereitstellen. Durch die vorzugsweise Bereitstellung einer Luftdurchgangsöffnung im Außenbereich der Abdeckplatte wird gewährleistet, dass bei der Kegelbildung der Masse während des Schließvorgangs die im Außenbereich oder Randbereich des Aufnahmeraums vorliegende Luft vollständig entfernt werden kann. Entsprechend ist es gemäß der vorliegenden Erfindung nach einem weiteren Aspekt, für den selbständig und in Kombination mit anderen Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, wesentlich, dass mindestens eine Entlüftungseinrichtung an der Außenseite eines zylinder- oder zylinderrohrartigen Kolbens oder an der Innenseite eines zylinderrohrartigen Kolbens vorgesehen ist. Damit kann die vollständige Entlüftung der Kartusche auch bei einer Kegelbildung der darin aufgenommenen Masse ermöglicht werden. Die entsprechenden Entlüftungseinrichtungen können durch eine Dichtlippe am Kolbengrundkörper oder durch mindestens eine Luftdurchgangsöffnung an einer Abdeckplatte des Kolbens gebildet sein.
Eine Entlüftungsvorrichtung kann durch mindestens zwei Entlüftungseinrichtungen und einen dazwischen vorgesehenen Luftführungskanal gebildet werden.
Um eine entsprechende Kartusche mit einem Kolben verschließen zu können, bei dem die Entlüftungsvorrichtung gleichzeitig mit dem Schließvorgang betätigt werden kann, ist erfindungsgemäß ein Werkzeug vorgesehen, welches beim Verschieben des Kolbens in der Kartusche die Dichtlippe betätigt. Ein derartiges Werkzeug kann durch einen Stab gebildet sein, der an einer seiner Stirnseiten einen rohrartigen Fortsatz zum Zusammenwirken mit einer Dichtlippe aufweist.
Rohrartiger Fortsatz bedeutet hierbei, dass es sich um einen Kreiszylinderrohrfortsatz oder um einen Zylinderrohrfortsatz mit entsprechender quadratischer, rechteckiger oder sonstiger mehreckiger Grundform handeln kann, entsprechend der Ausbildung der Dichtlippe und des entsprechenden Kolbens. Der Rohrfortsatz kann als äußerer Rohrfortsatz ausgebildet sein, bei welchem entsprechend dem Durchmesser des Stabes eine Fortsetzung in Rohrform erfolgt, beispielsweise zur Betätigung einer am äußeren Umfang eines zylinderartigen Kolbens vorgesehenen Dichtlippe. Sofern die Dichtlippe in einem inneren Bereich angeordnet ist, kann der Rohrfortsatz auch einen geringeren Durchmesser als der übrige Stabquerschnitt aufweisen.
Insbesondere kann das Werkzeug auch einen Entlüftungskanal umfassen, der mit dem rohrartigen Fortsatz zusammenwirkt, so dass ein durchgehender Entlüftungskanal gebildet ist.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Form in

Figur 1: einen Längsschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Kartusche mit einem Verschlusskolben und einem Einführungswerkzeug;
Figur 2: eine Detailansicht der Schnittansicht aus Figur 1;
Figur 3: eine Schnittansicht gemäß Figur 1 im Zustand vor dem Einführen des Kolbens;
Figur 4: einen Längsschnitt durch den inneren Aufnahmeraum einer Koaxialkartusche mit einem entsprechenden Verschlusskolben und einem Einführungswerkzeug;
Figur 5: eine Detailansicht der Schnittansicht aus Figur 4;
Figur 6: eine Schnittansicht gemäß Figur 4 in einem Zustand vor dem Einführen des Kolbens;
Figur 7: einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens mit einem Einführwerkzeug; und in
Figur 8: einen Längsschnitt gemäß Figur 7, bei dem das Werkzeug die Entlüftungsvorrichtung geöffnet hat.

In den Figuren 1 bis 3 ist in Längsschnitten eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Längsschnitt bedeutet hierbei, dass der Schnitt parallel zur Zylinderlängsachse der Kartusche verläuft. Entsprechend ist die Zylinderlängsachse in Figur 1 als Punkt-Strich-Linie in der Mitte der Figur dargestellt.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Koaxialkartusche mit einem zylinderrohrartigen oder ringförmigen Aufnahmeraum 3 und einem inneren zylinderartigen Aufnahmeraum 4. Entsprechend können zwei unterschiedliche Substanzen getrennt voneinander in den Aufnahmeräumen 3 und 4 aufbewahrt werden. Die Aufnahmeräume 3 und 4 werden begrenzt durch eine zylinderrohrförmige Außenwand 2 sowie eine zylinderrohrförmige Innenwand 17, die in der zylinderrohrförmigen Außenwand 2 koaxial aufgenommen ist.
Zum Verschließen des ringförmigen Aufnahmeraums 3 ist ein ringförmiger bzw. zylinderrohrartiger Kolben 1 vorgesehen, der mittels eines Werkzeugs 15 in den Aufnahmeraum 3 eingeschoben werden kann, um den Aufnahmeraum 3 gegen eine dort aufgenommene flüssige, pastöse oder pulverförmige Masse dichtend abzuschließen.
Der Kolben 1 weist einen zylinderrohrförmigen Grundkörper mit einer Zylinderrohraußenwand 5 auf, welche mit einer Ringscheibe 6 verbunden ist. An der Ringscheibe 6 sind rohrförmige Verstärkungsstutzen 7 vorgesehen.
An der der Kartuscheninnenseite, also der dem Aufnahmeraum 3 zugewandten Stirnseite des Kolbens 1, d.h. an der Ringscheibe 6, ist eine Abdeckplatte 8 ebenfalls in Form einer Ringstruktur vorgesehen. Die Abdeckplatte 8 ist aus einem gegenüber dem Grundkörper 1 unterschiedlichen Material gebildet, um spezifische Eigenschaften hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber reaktiven Massen im Aufnahmeraum 3 aufzuweisen.
Die Abdeckplatte 8 weist ebenfalls eine zylinderrohrartige bzw. zylinderartige Grundstruktur auf, wobei im Längsschnitt eine U-Ringform gegeben ist. Neben dem Abschnitt, der quer zur Zylinderlängsachse der Kartusche angeordnet ist und in flächigen Kontakt mit der im Aufnahmeraum 3 angeordneten Masse gelangt, weist die Abdeckplatte 8 an der Außen- und Innenseite umlaufende Schenkel 11 auf, die von dem quer verlaufenden Abschnitt nahezu senkrecht in Richtung des Grundkörpers 1 und somit der Außenseite der Kartusche hervorstehen. Die Schenkel 11 greifen hierbei in Ausnehmungen 10 im Bereich an der Außen- und Innenseite des Grundkörpers 1 des Kolbens 1 ein.
An der Außenseite der Abdeckplatte ist im Bereich des Schenkels 11 eine Luftdurchgangsöffnung 19 vorgesehen, während an der Innenseite der Abdeckplatte 8, welche an der Zylinderrohrwand 17 anliegt, ein Dichtelement 13 zur dichten Anlage an die Zylinderrohrwand 17 ausgebildet ist.
Unterhalb des Dichtelements 13 der Abdeckplatte 8 ist an einem der Verstärkungsstutzen 7 des Grundkörpers 1 eine Dichtlippe 12 angeordnet, die ebenfalls gegenüber der Dichtfläche, die durch die Außenseite der Zylinderrohrwand 17 bereitgestellt wird, abdichtet. Die Dichtlippe 12 ist als ein schräg von dem Verstärkungsstutzen 7 hervorstehendes, sich verjüngendes Kegelstumpfteil ausgebildet, welches mit dem Verstärkungsstutzen 7, an dem es angeordnet ist und welcher parallel zur Kartuschenlängsachse bzw. Zylinderlängsachse verläuft, einen spitzen Winkel einschließt.
Wie in der Figur 1 zu sehen ist, ist die Dichtlippe 12 derart am Grundkörper 1 angeordnet, dass von der von der Kartuscheninnenseite, also dem Aufnahmeraum 3 wegweisenden Stirnseite, ein Werkzeug 15 mit einem Zylinderrohrfortsatz 16 in Anschlag an die Dichtlippe 12 gelangen kann und diese von der Dichtfläche der Zylinderrohrwand 17 abheben kann.
Wird also der Kolben mit dem Grundkörper 1 und der Abdeckplatte 8 mittels des Werkzeugs 15 in den Aufnahmeraum 3 geschoben, so kann die in dem Aufnahmeraum 3 enthaltene Luft durch die Luftdurchgangsöffnung 19 durch die Abdeckplatte 8 sowie durch einen zwischen der Abdeckplatte 8 und der Ringscheibe 6 des Grundkörpers 1 vorgesehenen Luftführungskanal bis in den Bereich der Dichtlippe 12 gelangen und dort zwischen der Außenwand der Zylinderrohrwand 17 und dem Rohrfortsatz 16 entweichen. Die Luftdurchgangsöffnung 19 und der Luftführungskanal zwischen der Abdeckplatte 8 und der Ringscheibe 6 ist hierbei so ausgebildet, dass zwar Luft hindurch treten kann, aber die im Aufnahmeraum 3 aufgenommene Masse nicht durch die Luftdurchgangsöffnung 19 und den Luftführungskanal hindurch treten kann. Auf diese Weise kann die Kartusche bzw. der Aufnahmeraum 3 nach dem Befüllen mit der aufzunehmenden Masse in einfacher Weise mit dem Kolben 1, 8 verschlossen werden, wobei die Luft zwischen dem Kolben und der in dem Aufnahmeraum 3 aufgenommenen Masse einfach durch die Entlüftungsvorrichtung, die durch die Luftdurchgangsöffnung 19, den Luftführungskanal zwischen Abdeckplatte 8 und Ringscheibe 6 sowie die Dichtlippe 12 gebildet ist, entweichen kann, während die Masse sicher aufgenommen ist. Nach dem Verschließen mit dem Kolben 1, 8 wird nämlich das Werkzeug 15 wieder entfernt, so dass die Dichtlippe 12 wieder in dichtende Anlage an die Außenfläche bzw. Dichtfläche der Zylinderrohrwand 17 gelangt und somit eine dichtende Wirkung entfaltet. Selbst wenn von der in dem Aufnahmeraum 3 aufgenommenen Masse geringfügige Mengen durch die Luftdurchgangsöffnung 19 und den Transportkanal gelangen könnten, bewirkt die Dichtlippe 12 eine sichere Abdichtung, da die Dichtlippe 12 durch die spitzwinklige Anordnung so angeordnet ist, dass austretende Masse den Anpressdruck der Dichtlippe 12 weiter verstärken würde.
Die Figur 2 zeigt in größerem Detail die Ausgestaltung der Dichtlippe 12 mit der Dichtfläche 18, welche gegen die Außenfläche bzw. Dichtfläche der Zylinderrohrwand 17 anliegt.
Um zu vermeiden, dass die in dem Aufnahmeraum 3 aufgenommene Masse während der Entlüftung, bei der die Dichtlippe 12 durch das Werkzeug 15 bzw. den Rohrfortsatz 16 aus der Dichtposition abgehoben ist, durch den gebildeten Spalt den Aufnahmeraum verlässt, weist die Abdeckplatte 8 ein Dichtelement 13 auf, welches ebenfalls an der Dichtfläche der Zylinderrohrwand 17 anliegt und den Durchtritt von der in dem Aufnahmeraum 3 aufgenommenen Masse verhindert.
Die Figur 3 zeigt den Zustand der oben beschriebenen Komponenten vor dem Einführen des Kolbens 1, 8 in den Aufnahmeraum 3 der Kartusche, wobei deutlich wird, dass an der Zylinderrohrwand 5 des Grundkörpers 1 des Kolbens ebenfalls Dichtelemente 9 und 14 vorgesehen sind, die gegenüber der Innenseite und der dort bereitgestellten Dichtfläche der Zylinderaußenwand 2 der Kartusche abdichten. Um einen ausreichenden Anpressdruck der Dichtelemente 9 und 14 zu ermöglichen, sind diese von der Zylinderrohrwand 5 leicht nach Außen hervorstehend ausgebildet, so dass sich beim Einführen des Kolbens in die Kartusche eine elastische Verspannung ergibt.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen den Kolben 20, der den Aufnahmeraum 4, also den inneren Aufnahmeraum der Koaxialkartusche verschließt. Allerdings wäre eine derartige Konstruktion auch für nebeneinander angeordnete Aufnahmeräume wie bei side-by-side-Kartuschen möglich.
Da bei Koaxialkartuschen üblicherweise in einem der Aufnahmeräume eine reaktive Substanz und in dem anderen Aufnahmeraum eine nicht reaktive Substanz vorgesehen ist, ist der Kolben 20 ohne Abdeckplatte ausgeführt, da der innere Aufnahmeraum üblicherweise für die nicht reaktive Substanz vorgesehen ist. Gleichwohl kann bei einer reaktiven Substanz auch ein Kolben mit Abdeckplatte vorgesehen werden, wie er beispielsweise in den Figuren 7 und 9 nachfolgend beschrieben wird.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen einen Kolben 20 im Längsschnitte entlang der Zylinderlängsachse, die wieder als Punkt-Strich-Linie dargestellt ist. Der Kolben 20 weist eine Zylinderrohrwand 21 auf, die über einen Bogen mit einer inneren Zylinderrohrwand 23 verbunden ist, so dass zwischen den Zylinderrohrwänden 21 und 23 eine nach außen offene Ringtasche 22 gebildet ist, in die ein Rohrfortsatz 28 eines Werkzeugs 27 eingreifen kann.
Das durch die innere Zylinderrohrwand 23 gebildete Zylinderrohr ist über eine Kegelanordnung 25 zur Innenseite des Aufnahmeraums 4 verschlossen, wobei eine kegelringförmige Vertiefung 26 zur Aufnahme des sich beim Verschließen ergebenden Massekegels ausgebildet ist. Insgesamt ergibt sich somit für den Kolben im Längsschnitt eine M-Struktur.
An der Zylinderrohraußenwand 21 ist im Bereich der in Richtung des Aufnahmeraums 4 gerichteten Stirnseite eine umlaufende Dichtlippe 29 vorgesehen, die mit der Innenseite bzw. der inneren Dichtfläche der Zylinderrohrwand 17 zusammenwirkt, um den Aufnahmeraum 4 dicht zu verschließen.
Die ringförmige Tasche 22 des Kolbens 20 ist so ausgebildet, dass beim Eingreifen des Rohrfortsatzes 28 der Kolben 20 bzw. die ringförmige Tasche 22 und damit das Dichtelement 29 so verformt werden, dass es zu einem Abheben des Dichtelements 29 von der inneren Dichtfläche der Zylinderrohrwand 17 kommt. Dadurch kann Luft, die in dem Zwischenraum zwischen der in dem Aufnahmeraum 4 vorgesehenen Masse und dem Kolben 20 vorliegt, über den Spalt zwischen der Innenseite der Zylinderrohrwand 17 und dem Dichtelement 29 entweichen. Dies ist deutlich in Figur 5 in einer Detailansicht der Figur 4 zu erkennen. Da es sich bei der in dem Aufnahmeraum 4 aufgenommenen Masse nicht um eine chemisch aggressive Komponente handelt, ist es unkritisch, wenn beim Verschließen des Aufnahmeraums 4 eine kleine Menge an flüssiger, pastöser oder pulverförmiger Masse, die in dem Aufnahmeraum 4 vorgesehen ist, über die Entlüftungsvorrichtung, die durch die Dichtlippe 29 gegeben ist, entweicht. Nach dem Verschließen, wenn das Werkzeug 27 aus der ringförmigen Tasche 22 entnommen ist, liegt die Dichtlippe 29 jedoch mit ausreichendem Anpressdruck an der Innenseite der Zylinderrohrwand 17 an, um eine sichere Abdichtung des Aufnahmeraums 4 zu gewährleisten. Hierzu trägt die Kegelstruktur 25, welche mit der inneren Zylinderrohrwand 23 des Kolbens 20 verbunden ist, bei, da diese eine quer zur Zylinderlängsachse gerichtete elastische Rückstellkraft ausübt. Solange das Werkzeug 27 sich mit dem Rohrfortsatz 28 in der ringförmigen Tasche 22 befindet, wird jedoch durch das Werkzeug 27 die elastische Rückstellkraft der Kegelstruktur 25 und der inneren Zylinderrohrwand 23, die sich in dem zylindrischen Aufnahmeraum 24 des Werkzeugs befinden, von dem Werkzeug aufgenommen. Statt eines Rohrfortsatzes kann eine entsprechende Verformung auch durch Teile eines Rohrfortsatzes bewirkt werden.
Die Figur 6 zeigt, dass der Kolben 20 mit den Dichtlippen 29 einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser des Aufnahmeraums 4, so lange das Werkzeug 27 nicht vollständig in der ringförmigen Tasche 22 aufgenommen ist und durch die Schrägfläche, die an dem Bogen, der die Zylinderrohraußenwand 21 und die Zylinderrohrinnenwand 23 des Kolbens 20 verbindet, den Durchmesser entsprechend verringert.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens 30, der in seiner Ausführungsform sehr stark der Ausführungsform in den Figuren 1 bis 3 ähnelt. Allerdings handelt es sich hier nicht um eine ringförmige Kolbenstruktur, sondern um eine durchgehende scheibenförmige Struktur, wie sie beispielsweise der Ausführungsform der Figuren 4 bis 6 zugrunde liegt. Allerdings weist die Ausführungsform der Figuren 7 und 8 ebenfalls eine Abdeckplatte 36 auf, die aus einem anderen Material gefertigt sein kann als das, was zur Bildung der Kolbengrundstruktur Verwendung findet.
Die Kolbengrundstruktur weist wieder eine zylinderrohrförmige Wand 31 auf, welche Dichtelemente 32 und 33 umfasst, die gegenüber der Innenseite einer entsprechenden Begrenzungswand eines Aufnahmeraums abdichten. Die Zylinderrohrwand 31 ist mit einer quer zur Zylinderlängsachse verlaufenden Ringscheibe 44 verbunden, an welcher wiederum Verstärkungsrohrstutzen 34 angeordnet sind.
Ähnlich der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 weist der innerste Verstärkungsrohrstutzen 34 eine spitzwinklig angeordnete Dichtlippe 35 auf, die jedoch nicht gegenüber einer Wand eines Aufnahmeraums einer Kartusche abdichtet, sondern gegenüber einer oder mehreren Dichtflächen, die an einem Zylinderrohrstutzen 37 vorgesehen sind, der sich von der Abdeckplatte 36 in Richtung des Grundkörpers des Kolbens 30 erstreckt.
Die Abdeckplatte 36 weist eine im Längsschnitt U-förmige Grundstruktur auf, wobei wiederum ein zylinderrohrförmiger Schenkel 45 vorgesehen ist, der parallel zur Zylinderlängsachse verläuft und durch eine quer zur Zylinderlängsachse angeordnete Scheibe verschlossen ist. Der zylinderrohrförmige Schenkel 45 greift, ähnlich dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3, in entsprechende Ausnehmungen der Grundstruktur des Kolbens 30 ein.
Im Verbindungsbereich des Schenkels 45 mit der quer verlaufenden Scheibe sind Luftdurchgangsöffnungen 38 in Form einer Vielzahl von einzelnen Luftdurchgangsöffnungen oder einer umlaufenden Durchgangsöffnung vorgesehen. Die Luftdurchgangsöffnung steht in Verbindung mit einem Luftführungskanal 40, der zwischen der Abdeckplatte 36 und der ringförmigen Scheibe 44 des Grundkörpers des Kolbens 30 ausgebildet ist. Der Luftführungskanal 40 ist beispielsweise dadurch gebildet, dass Abstandshalter 39 zwischen der Abdeckplatte 36 und der ringförmigen Scheibe 44 vorgesehen sind. Damit kann Luft durch die Luftdurchgangsöffnung 38 über den Luftführungskanal 40 bis zur Dichtlippe 35 gelangen, die gegen die Dichtfläche des Rohrstutzens 37 der Abdeckplatte 36 abdichtet.
Sofern das Werkzeug 41 mit seinem Rohrfortsatz 43 von der der Kartusche gegenüberliegenden Stirnseite des Kolbens 30 eingreift, wird die Dichtlippe 35 von der Dichtfläche des Rohrstutzens 37 der Abdeckplatte 36 abgehoben und Luft kann über die Entlüftungsvorrichtung, die durch die Luftdurchgangsöffnung 38, den Luftführungskanal 40 und die Dichtlippe 35 gebildet sind, entweichen. Um ein sicheres Entweichen der Luft zu gewährleisten, ist in dem Werkzeug 41 ein Entlüftungskanal 42 vorgesehen, der mit dem Rohrfortsatz 43 in Verbindung steht. Der Zustand, in dem eine Entlüftung möglich ist, ist in Figur 8 dargestellt, während die Figur 7 den dichtenden Zustand zeigt.
Ähnlich der Ausfißnmgsform der Figuren 1 bis 3 ist die oder sind die mehreren Luftdurchgangsöffnungen 38 sowie der Luftführungskanal 40 so ausgebildet, dass zwar Luft hindurch treten kann, aber die in dem entsprechenden Aufnahmeraum aufgenommene Masse weitgehend zurückbehalten wird. Selbst wenn Masse durch die Luftdurchgangsöffnung und den Luftführungskanal 40 gelangen sollte, ist im abgedichteten Zustand, wenn das Werkzeug 41 entfernt ist, eine Dichtwirkung durch die Dichtlippe 35 gegeben, so dass keine Masse austreten kann.
Obwohl die vorliegende, Erfindung anhand der beigefügten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann klar ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen und Modifikationen möglich sind, insbesondere in Form von unterschiedlichen Kombinationen einzelner Merkmale oder Weglassen einzelner Merkmale.

Claims

System aus einer Kartusche mit einem Kolben und einem Werkzeug zum Verschieben des Kolbens in der Kartusche, wobei der Kolben einen zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundkörper aufweist, der in die Kartusche einsetzbar und entlang der Zylinderlängsachse in der Kartusche verschiebbar ist, wobei mindestens eine Dichtlippe (12, 35) vorgesehen ist, die gegen eine Dichtfläche abdichtet, die parallel oder in einem spitzen Winkel zur Zylinderlängsachse verläuft, wobei die Dichtlippe (12, 35) so angeordnet ist, dass sie beim Verschließen der Kartusche mit dem Kolben mittels eines von einer Stirnseite des Kolbens angreifbaren Werkzeugs (15, 41) von der Dichtfläche abhebbar ist, so dass Luft aus der Kartusche entweichen kann, und wobei die Dichtlippe (12, 35) unter einem spitzen Winkel zur Zylinderlängsachse angeordnet ist und bei der Abhebebewegung der spitze Winkel verkleinert wird und die Dichtlippe (12, 35) so ausgebildet ist, dass das Werkzeug direkt an der Dichtlippe angreifen kann und die Dichtlippe betätigt.
System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtlippe (12, 35) so angeordnet ist, dass sie beim Abheben von der Sichtfläche zumindest teilweise eine Bewegung quer zu Zylinderlängsachse ausführt und/oder so ausgebildet ist, dass beim Verschließen aufgebauter Luftdruck im Aufnahmeraum eine Bewegung der Dichtlippe in eine Nicht-Dichtstellung fördert, während beim Anliegen der im Aufhahmeraum aufgenommenen Masse die Dichtwirkung verstärkt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzelebnet, dass
der Kolben so ausgebildet ist, dass der beim Verschließen aufgebaute Luftdruck zu einer Verformung des Kolbens führt, so dass die Dichtlippe durch die Verformung in Richtung einer Nicht-Dichtstellung befördert wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtlippe (12) bei einem zylinderrohrartigen Grundkörper an der Rohrinnenseite, insbesondere umlaufend an der Rohrinnenseite ange-ordnet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kolben mindestens eine Abdeckplatte (8, 36) an der auf das Kartuscheninnere gerichteten Stirnseite aufweist und/oder eine Abdeckplatte (8, 36) aus einem zum Grundkörper des Kolben unterschiedlichen Material aufweist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Abdeckplatte (8) an der auf das Kartuscheinnere gerichteten Stirnseite vorgesehen ist, welche ein Dichtelement (13) benachbart zur Dichtlippe aufweist, um die Dichtlippe vor dem Kartuscheninhalt zu schützen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtlippe (35) gegen eine Dichtfläche einer an der auf das Kartuscheinnere gerichteten Stirnseite vorgesehenen Abdeckplatte (36) anliegt und/oder eine vorgesehene Abdeckplatte (36) in einem zentralen Bereich eine in Richtung des Grundkörpers hervorstehende Hülse (37) mit einer Dichtfläche aufweist.
System nach einem der Ansprüche 6-7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckplatte (8, 36) im Längsschnitt eine zylinder- oder zylinderrohrartige Grundform mit einer U- oder U-ringförmige Struktur aufweist, wobei die in Richtung der Zylinderlängsachse weisenden Schenkel in Ausnehmungen des Grundkörpers eingreifen und/oder die Abdeckplatte mindestens eine Luftdurchgangsöffnung (19, 38) aufweist.
System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftdurchgangsöffnung (19, 38) beabstandet zur Dichtlippe vorgesehen ist und/oder zwischen Dichtlippe und Luftdurchgangsöffnung mindestens ein Luftführungskanal (40) zwischen Grundkörper und Abdeckplatte vorgesehen ist und/oder die Luftdurchgangsöffnung an der Außenseite der zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundform oder der Rohrinnenseite oder in der Mitte der Abdeckplatte vorgesehen ist, wobei die Dichtlippe entsprechend weitest möglich entfernt an der Rohrinnenseite oder im Bereich der Mitte der Abdeckplatte oder der Außenseite der zylinder- oder zylinderrohrartigen Grundform angeordnet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper aus Polyethylen PE, Polyethylen niedriger Dichte LDPE (low density polymethylen), HDPE (high density polyethylen) oder Polypropylen PP ist und/oder eine vorgesehene Abdeckplatte (8, 36) aus Polyamid ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeug einen Stab umfasst, der an einer Stirnseite einen inneren rohrartigen Fortsatz zum Zusammenwirken mit einer Dichtlippe und/oder wobei das Werkzeug einen Entlüftungskanal aufweist, der mit einem rohrartigen Fortsatz in Wirkverbindung steht.