EP2927156A1 - Kartusche und Verfahren zum Herstellen einer Kartusche - Google Patents

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EP2927156A1
EP2927156A1 EP14162975.8A EP14162975A EP2927156A1 EP 2927156 A1 EP2927156 A1 EP 2927156A1 EP 14162975 A EP14162975 A EP 14162975A EP 2927156 A1 EP2927156 A1 EP 2927156A1
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EP
European Patent Office
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cartridge
receiving chamber
head part
wall
cartridge wall
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14162975.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hayden Turner
Victor Clemens
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Medmix Switzerland AG
Original Assignee
Sulzer Mixpac AG
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Filing date
Publication date
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Priority to US15/300,061 priority patent/US9975139B2/en
Priority to ES15712136.9T priority patent/ES2644046T3/es
Priority to BR112016022823A priority patent/BR112016022823B8/pt
Priority to CA2942622A priority patent/CA2942622C/en
Priority to PCT/EP2015/056459 priority patent/WO2015150196A1/de
Priority to JP2016559954A priority patent/JP6178021B2/ja
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    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/0055—Containers or packages provided with a flexible bag or a deformable membrane or diaphragm for expelling the contents
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    • B05C17/012—Stepwise advancing mechanism, e.g. pawl and ratchets
    • 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
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Definitions

  • the present invention relates to a cartridge according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention is directed to a method for manufacturing and in particular in addition to filling such a cartridge.
  • cartridges are often used to store liquid flowable, often pasty or viscous to highly viscous substances and carry out as needed for the respective application.
  • examples of such substances are joint sealants, compounds for chemical dowels or chemical anchors, adhesives, pastes or molding compounds in the dental field.
  • these cartridges are made of plastic and are produced in an injection molding process.
  • one-component systems in which the material to be discharged consists of only one component
  • two-component or multi-component systems in which at least two different components are stored in separate chambers of the same cartridge or in separate cartridges, the components being discharged by means of a dynamic or a static mixing device are intimately mixed.
  • examples include two-component adhesive or chemical dowels that cure only after mixing the two components.
  • two-component systems are also used for paints, which are often used for the production of functional protective coatings, eg for corrosion protection.
  • the cartridges comprise one (or more) axially displaceable delivery pistons, by the movement of which the material is discharged from the chamber or the chambers.
  • the chambers must have sufficiently thick walls in order to withstand the pressure arising during discharge can.
  • the cartridges must have sufficiently thick walls to be sufficiently diffusion-tight. This is particularly important with regard to storage, in order to effectively prevent the inward diffusion or outward diffusion of the chemical substances and thus a degradation of the cartridge contents. Since such plastic cartridges are usually designed for single use, resulting from both the volume and the mass of a significant amount of waste, which is particularly disadvantageous from aspects of environmental protection.
  • hoses in which the respective materials are stored. These hoses are then placed in special support or discharge devices to discharge their contents for the particular application.
  • hoses are significantly cheaper than cartridges, especially as regards the volume of waste, they have other disadvantages. It requires much more complex filling devices to fill the hoses and close.
  • their storage is more problematic because hoses are not stable, so special measures or packaging must be provided for storage.
  • the mass of the residual volume in the hose, which can not be discharged is relatively high. Hoses also have the disadvantage that they are very sensitive to mechanical influences, especially against sharp edges or sharp corners.
  • the unfilled cartridges are usually transported by the cartridge manufacturers to the manufacturers of filling materials (media) who then take care of filling the empty cartridges. Even if the unfilled cartridges have a relatively low weight, the costs for transporting the empty cartridges from the cartridge manufacturers to the media manufacturers are relatively high, since the empty cartridges have a relatively large volume and thus a high space requirement during transport. In addition, the storage costs for the empty cartridges are relatively high for both the cartridge manufacturers and the media manufacturers due to the space required. These costs account for a not inconsiderable part of the total manufacturing costs of the cartridges.
  • this object is achieved with a cartridge having the features of claim 1 and with a method for producing such a cartridge with the features of claim 7.
  • the space requirement of a not yet filled cartridge depending on the maximum filling volume of the cartridge, to a fraction, for example, less than 20% of the space requirement of a conventional cartridge can be reduced.
  • the finding is made use of that the flexible cartridge wall of a collapsing cartridge can be pushed together not only when discharging the filling compound from the filled cartridge, but also that a cartridge that has not yet been filled, can be collapsed in a similar manner.
  • the volume of the cartridge or its receiving chamber can be minimized, so that the storage and transport costs can be significantly reduced due to the reduced space requirements. Since the collapsed cartridge can easily be returned to its expanded state at any time, the expansion and the associated increase in the volume of the receiving space are only required when the cartridge is filled with the filling material.
  • the connection between the head part and the cartridge wall can be realized for example by gluing, fusing, welding or by jamming. It is also possible that the head part is molded onto the cartridge wall, in particular at its front end, and thus the head part and the cartridge wall are integrally formed. The end remote from the head part of the cartridge wall is formed closed to form the receiving chamber. In this case, the closed end can be generated directly during the production of the film tube. But it is also possible that this end is initially formed open and is subsequently closed in a further process step. This can be done for example by gluing, crimping, fusing, welding, by clamping, for example by means of a clamping ring or by attaching a separate end element such as an end plate.
  • the design of the cartridge wall as a film on the one hand means a considerable reduction of the waste and the raw materials required for the production and on the other hand brings with it a very high flexibility with regard to the choice of material.
  • the film can be adapted to the specific cartridge content and at the same time represents a very efficient diffusion barrier.
  • the cartridge according to the invention can be inserted into a reusable support cartridge during filling and / or discharging its contents become.
  • the film forming the cartridge wall can be designed as a multilayer system, in particular as a composite film.
  • the film may comprise plastic layers and / or metallic layers, in particular one or more aluminum layers.
  • the cartridge wall in the collapsed state of the cartridge, is pushed together in the longitudinal direction of the receiving chamber.
  • the pushing together in the longitudinal direction corresponds to the pushing together of the cartridge wall when discharging the filling material, so that the cartridge wall does not have to be specially set up to also allow the pushing together of the unfilled cartridge.
  • the cartridge wall is converted in another way to achieve the collapsed state.
  • the cartridge wall could be deformed transversely and in particular perpendicular to the longitudinal axis of the receiving chamber and in particular pushed together.
  • the cartridge is preferably designed as a one-component cartridge with a receiving chamber or as a multi-component cartridge with a plurality of receiving chambers, in particular as a two-component cartridge with two receiving chambers.
  • the receiving chambers may have a cylindrical shape and, in the case of a multi-component cartridge, be arranged next to one another. It is also possible that the receiving chambers one of the cylindrical shape have different shape and in particular are designed so that they side by side together give a cylindrical shape.
  • each receiving chamber is preferably assigned a separate head part, the outlet of which is in fluid communication with the receiving chamber assigned to it.
  • the receiving chambers is associated with a common common head part, wherein the head part has a plurality of outlets, one of which is in fluid communication with a respective receiving chamber.
  • the head part is molded onto the cartridge wall.
  • the end of the cartridge wall remote from the head part is sealingly closed by a crimping or clamping connection.
  • the originally open end of the tubular cartridge wall can be sealed in this way simple, inexpensive and reliable.
  • the cartridge wall is sealingly and non-detachably connected to the head part in such a way that the cartridge is produced in its expanded state. Only after generating the cartridge in its expanded state, the cartridge wall is pushed together so that the cartridge is transferred to its collapsed state in which the receiving chamber has its minimum volume. This is completely contrary to the previously known procedures for producing a cartridge, in which the empty cartridge is always generated with its maximum filling volume.
  • the end of the cartridge wall which is remote from the head part is sealed in a sealing manner prior to pushing together.
  • This can for example be done directly in the manufacture of the tubular cartridge wall by one end of the cartridge wall is made closed. But it is also possible that the cartridge wall is first produced with two open ends and only at a later time, the remote from the headboard end is closed, as has already been stated above.
  • the cartridge wall is pushed together in the longitudinal direction of the receiving chamber.
  • a predefined pressure is generated in the receiving chamber and the pushing together of the cartridge wall takes place against the pressure.
  • the pressure is reduced gradually and the pressure is selected in particular so high that the cartridge wall is folded together like an accordion when pushed together.
  • the cartridge wall is converted in another way to achieve the collapsed state.
  • the cartridge wall could be deformed transversely and in particular perpendicular to the longitudinal axis of the receiving chamber and in particular pushed together.
  • the medium is filled through the outlet in the head part into the receiving chamber for filling the cartridge. This ensures that the Receiving chamber is filled in particular in the region of the outlet reliably with medium.
  • the cartridge wall is pushed apart again by filling the cartridge so that the cartridge is transferred from its collapsed state into a partially expanded state or into its expanded state.
  • the cartridge wall is pushed apart again by filling the cartridge so that the cartridge is transferred from its collapsed state into a partially expanded state or into its expanded state.
  • Fig. 1 shows a designed as a two-component cartridge cartridge 1, which comprises two cylindrical receiving chambers 2, 3.
  • the receiving chambers 2, 3 are bounded in each case by a cartridge wall 4, 5 as well as by a common head part 6, which respectively forms an end-side end of each receiving chamber 2, 3.
  • the two lying away from the head part 6 ends 7.8 of the two cartridge walls 4, 5 are each brought together to the central axis of the respective receiving chamber 2, 3 and bound together by a respective clamping ring 9, 10 so that the ends 7, 8 are sealed.
  • the head part 6 facing ends 11, 12 are sealingly and permanently connected to the head part 6 by the head part 6 is molded onto the ends 11, 12. While the head part 6 consists of a dimensionally stable plastic, the cartridge walls 4, 5 are configured as a multilayer film, which are rolled and welded in their predominant central region to a cylindrical shape and together with the head part 6 form the cylindrical receiving chambers 2, 3.
  • the head part 6 has two outlets 13, 14, which are connected for filling the receiving chambers 2, 3 with filling material and for discharging the filling material from the receiving chambers 2, 3 with these. Furthermore, a screw cap 15 is provided, through which the outlets 13, 14 are closed together.
  • Fig. 1 are the receiving chambers 2, 3 is not filled with filling material, ie the medium to be discharged, but empty. Nevertheless, the cartridge walls 4, 5, due to the rigidity of the film material used in the Fig. 1 shown substantially cylindrical shape, which represents the expanded state of the cartridge 1 with maximum volume of the receiving chambers 2, 3. According to the invention, the cartridge walls 4, 5 are pushed together before being filled with the medium to be discharged in the longitudinal direction of the receiving chambers 2, 3 until the cartridge is in its collapsed state in which the receiving chambers 2, 3 each have their minimum volume occupies. This collapsed state is in Fig. 2 shown. From the comparison of Fig. 1 and 2 becomes immediately clear that the space requirement of the cartridge 1 in the collapsed state is only about 20% of the space required in the expanded state. The pushing together of the cartridge walls 4, 5 can take place, in particular when the screw cap 15 is screwed off, by a discharge device which will be described in more detail below.
  • Fig. 3 can be seen due to the removed screw cap 15 that the outlets 13, 14 extend to a frontal free end of a screw 16, to which the screw cap 15 can be screwed.
  • About the outlets 13, 14 is a front filling of the cartridge located in its collapsed state 1 is possible, with the cartridge filled by 1 automatically in their in Fig. 3 shown expanded state is transferred.
  • Fig. 4 shows a discharge device 17, in which the cartridge 1 according to the invention can be used.
  • the discharge device 17 comprises a two-component support cartridge 18, on whose front side two receiving openings 19, 20 are formed for the cartridge 1.
  • the cartridge 1 with its cartridge walls 4, 5 can be pushed into the receiving openings until the head part 6 bears against the end face of the support cartridge 18.
  • the support cartridge 18 can be pivoted together with the inserted cartridge 1 about a pivot axis 21 so that it comes to lie in the interior of a housing portion 22 of the discharge 17, as it in Fig. 6 is shown.
  • the screw lug 16 protrudes through an end opening 23 in the housing portion 22, so that for discharging the present in the receiving chambers 2, 3 medium, a mixer tip, not shown, can be screwed onto the screw boss 16.
  • a ratchet slide 25 at the front end of two plate-shaped feed piston 26, 27 are provided, are displaced in the direction of the front end of the discharge 17, whereby in the receiving chambers 2, 3rd existing filling material discharged through the outlets 13, 14 and then mixed by the mixer tip.
  • Fig. 7 is indicated in a step 1 "production” that can be significantly saved by the design of the cartridge wall as a film manufacturing costs compared to a cartridge with dimensionally stable cartridge wall.
  • step 1 production
  • step 2 storage (empty)
  • step 3 Transport (empty)
  • step 4 filling
  • step 5 transport (filled)

Abstract

Es wird eine Kartusche mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Aufnahmekammer für ein auszutragendes Medium mit einem Kopfteil und einer Kartuschenwand, welche die Aufnahmekammer begrenzen, beschrieben, wobei das Kopfteil einen Auslass für das Medium aufweist. Die Kartuschenwand ist zumindest bereichsweise als Folie und das Kopfteil ist als formfestes Teil ausgestaltet. Das Kopfteil ist dichtend und insbesondere unlösbar mit der Kartuschenwand verbunden und die Kartusche ist als kollabierbare Kartusche ausgebildet, d.h. dass sie von einem expandierten Zustand, in dem die Aufnahmekammer ein maximales Volumen besitzt, in einen kollabierten Zustand, in dem die Aufnahmekammer ein minimales Volumen besitzt, überführbar ist. Die noch nicht mit Medium befüllte Kartusche befindet sich in ihrem kollabierten Zustand. Weiter wird ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kartusche beschrieben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen und insbesondere zusätzlich zum Befüllen einer solchen Kartusche gerichtet.
  • Im industriellen Bereich, im Bauwesen, beispielsweise von Gebäuden, und auch im Dentalbereich werden häufig Kartuschen eingesetzt, um flüssige fliessfähige, oftmals pastöse oder viskose bis hochviskose Substanzen zu lagern und bei Bedarf für die jeweilige Anwendung auszutragen. Beispiele für solche Substanzen sind Fugendichtmassen, Massen für chemische Dübel oder chemische Anker, Klebstoffe, Pasten oder Abformmassen im Dentalbereich. Üblicherweise sind diese Kartuschen aus Kunststoff gefertigt und werden in einem Spritzgiessverfahren hergestellt.
  • Man unterscheidet zwischen Einkomponentensystem, bei welchen das auszutragende Material nur aus einer Komponente besteht, und Zwei- oder Mehrkomponentensystemen, bei denen mindestens zwei verschiedene Komponenten in separaten Kammern der gleichen Kartusche oder in separaten Kartuschen gelagert werden, wobei die Komponenten beim Austragen mittels einer dynamischen oder einer statischen Mischvorrichtung innig durchmischt werden. Beispiele hierfür sind Zwei-Komponenten-Kleber oder chemische Dübel, die erst nach dem Durchmischen der beiden Komponenten aushärten. Insbesondere im industriellen Bereich werden Zweikomponentensysteme auch für Farben eingesetzt, die oft zur Erzeugung funktioneller Schutzschichten, z.B. zum Korrosionsschutz, verwendet werden.
  • Oft ist es so, dass die Kartuschen einen (oder mehrere) axial verschiebbaren Förderkolben umfassen, durch dessen Bewegung das Material aus der Kammer oder den Kammern ausgetragen wird. Es versteht sich, dass dazu die Kammern genügend dicke Wandungen aufweisen müssen, um dem beim Austragen entstehenden Druck standhalten zu können. Zudem müssen die Kartuschen genügend dicke Wandstärken aufweisen, um ausreichend diffusionsdicht zu sein. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Lagerung wichtig, um ein Hineindiffundieren oder ein Herausdiffundieren der chemischen Substanzen und damit eine Degradation des Kartuscheninhalts möglichst wirkungsvoll zu verhindern. Da solche Kunststoffkartuschen in der Regel nur für den Einmalgebrauch ausgelegt sind, resultiert sowohl vom Volumen als auch von der Masse eine erhebliche Abfallmenge, was insbesondere auch unter Aspekten des Umweltschutzes nachteilig ist.
  • Eine bekannte Alternative zu den Kunststoffkartuschen stellen Schläuche dar, in denen die jeweiligen Materialien gelagert werden. Diese Schläuche werden dann in spezielle Stütz- oder Austragsvorrichtungen eingelegt, um Ihren Inhalt für die jeweilige Anwendung auszutragen. Zwar sind solche Schläuche insbesondere vom Abfallvolumen her gesehen deutlich günstiger als Kartuschen, sie haben aber andere Nachteile. Es bedarf deutlich aufwändigerer Befüllvorrichtungen, um die Schläuche zu befüllen und zu verschliessen. Zudem ist ihre Lagerung problematischer, denn Schläuche sind nicht stehfähig, sodass für die Lagerung besondere Massnahmen bzw. Verpackungen vorgesehen werden müssen. Auch können Probleme mit der Dichtheit solcher Schläuche auftreten. Zudem ist die Masse des Restvolumens im Schlauch, das nicht ausgetragen werden kann, relativ hoch. Schläuche haben ferner den Nachteil, dass sie sehr empfindlich gegenüber mechanischen Einflüssen sind, insbesondere gegenüber scharfen Kanten oder spitzen Ecken.
  • Neben dem Aspekt des Umweltschutzes gewinnt auch das Thema der Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung. Die Verwendung erneuerbarer Ausgangsmaterialien, die Minimierung des Rohmaterial- und Energieverbrauchs sowie eine möglichst starke Reduzierung des Abfalls sowohl im Hinblick auf die Kartusche an sich als auch auf das in der Kartusche verbleibende Volumen an Restmasse gewinnen zunehmend an Bedeutung.
  • Die unbefüllten Kartuschen werden üblicherweise von den Kartuschenherstellern zu den Herstellern der Füllmaterialien (Medien) transportiert, die dann für das Befüllen der Leerkartuschen Sorge tragen. Auch wenn die unbefüllten Kartuschen ein relativ geringes Gewicht besitzen, sind die Kosten für den Transport der Leerkartuschen von den Kartuschenherstellern zu den Medienherstellern relativ hoch, da die Leerkartuschen ein relativ grosses Volumen und damit einen hohen Platzbedarf beim Transport besitzen. Darüber hinaus sind auch die Lagerkosten für die Leerkartuschen sowohl bei den Kartuschenherstellern als auch bei den Medienherstellern aufgrund des Platzbedarfs relativ hoch. Diese Kosten nehmen einen nicht unerheblichen Teil der Gesamtherstellungskosten der Kartuschen ein.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Kartusche der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kartusche vorzuschlagen, mit denen die Gesamtherstellungskosten reduziert werden können.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Kartusche mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren zum Herstellen einer solchen Kartusche mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Mit der Erfindung kann der Platzbedarf einer noch nicht befüllten Kartusche, je nach maximalem Befüllvolumen der Kartusche, auf einen Bruchteil, beispielsweise auf weniger als 20% des Platzbedarfs einer üblichen Kartusche, reduziert werden. Erfindungsgemäss wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass die flexible Kartuschenwand einer kollabierenden Kartusche nicht nur beim Austragen der Füllmasse aus der befüllten Kartusche zusammengeschoben werden kann, sondern dass auch eine Kartusche, die noch gar nicht befüllt wurde, in entsprechender Weise kollabiert werden kann. Damit kann gleichzeitig das Volumen der Kartusche bzw. deren Aufnahmekammer minimiert werden kann, so dass die Lager- und Transportkosten aufgrund des verringerten Platzbedarfs deutlich verringert werden können. Da die kollabierte Kartusche jederzeit problemlos wieder in ihren expandierten Zustand überführt werden kann, sind das Expandieren und die damit verbundene Vergrösserung des Volumens des Aufnahmeraums erst erforderlich, wenn die Kartusche mit der Füllmasse befüllt wird.
  • Die Verbindung zwischen dem Kopfteil und der Kartuschenwand kann beispielsweise durch Verkleben, Verschmelzen, Verschweissen oder durch Verklemmen realisiert sein. Es ist auch möglich, dass das Kopfteil an die Kartuschenwand, insbesondere an deren stirnseitiges Ende, angespritzt ist und somit Kopfteil und Kartuschenwand einstückig ausgebildet sind. Das von dem Kopfteil abgewandte Ende der Kartuschenwand ist zur Bildung der Aufnahmekammer geschlossen ausgebildet. Dabei kann das geschlossene Ende unmittelbar beim Erzeugen des Folienschlauchs erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, dass dieses Ende zunächst offen ausgebildet ist und in einem weiteren Verfahrensschritt nachträglich geschlossen wird. Dies kann beispielsweise durch Verkleben, Vercrimpen, Verschmelzen, Verschweissen, durch Verklemmen beispielsweise mittels eines Klemmrings oder durch Anbringen eines separaten Abschlusselements wie einer Endplatte erfolgen.
  • Die Ausgestaltung der Kartuschenwand als Folie bedeutet zum einen eine erhebliche Reduktion des Abfalls und der für die Herstellung benötigten Rohstoffe und bringt zum anderen eine sehr hohe Flexibilität im Hinblick auf die Materialwahl mit sich. Die Folie kann je nach Anwendungsfall an den spezifischen Kartuscheninhalt angepasst werden und stellt gleichzeitig eine sehr effiziente Diffusionssperre dar. Vorzugsweise kann die erfindungsgemässe Kartusche beim Befüllen und/oder beim Austragen ihres Inhalts in eine wiederverwendbare Stützkartusche eingelegt werden. Bevorzugt kann die die Kartuschenwand bildende Folie als Mehrschichtsystem, insbesondere als Verbundfolie ausgestaltet sein. Dabei kann die Folie Kunststoffschichten und/oder metallische Schichten, insbesondere eine oder mehrere Aluminiumschichten, umfassen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im kollabierten Zustand der Kartusche die Kartuschenwand in Längsrichtung der Aufnahmekammer zusammengeschoben. Dadurch wird automatisch eine Verkürzung der Kartusche erreicht, die einer optimalen Verringerung des Platzbedarfs entspricht. Darüber hinaus entspricht das Zusammenschieben in Längsrichtung dem Zusammenschieben der Kartuschenwand beim Austragen der Füllmasse, so dass die Kartuschenwand nicht speziell eingerichtet werden muss, um auch das Zusammenschieben der unbefüllten Kartusche zu ermöglichen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass zum Erreichen des kollabierten Zustands die Kartuschenwand in andere Weise umgeformt wird. Beispielsweise könnte die Kartuschenwand quer und insbesondere senkrecht zur Längsachse der Aufnahmekammer verformt und insbesondere zusammengeschoben werden. Dies könnten beispielsweise dadurch erreicht werden, dass in dem unbefüllten Aufnahmeraum ein Unterdruck bzw. ein Vakuum erzeugt wird, durch den ein Zusammenziehen der Kartuschenwand quer zur Längsrichtung der Aufnahmekammer erfolgt. Anschliessend könnte die derart flachgedrückte Kartuschenwand beispielsweise zusammengerollt oder zusammengefaltet werden, um eine Längenverkürzung der Kartusche zu erreichen.
  • Bevorzugt ist die Kartusche als Einkomponentenkartusche mit einer Aufnahmekammer oder als Mehrkomponentenkartusche mit mehreren Aufnahmekammern, insbesondere als Zweikomponetenkartusche mit zwei Aufnahmekammern, ausgebildet. Insbesondere können die Aufnahmekammern dabei eine zylindrische Form besitzen und im Falle einer Mehrkomponentenkartusche nebeneinander angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Aufnahmekammern eine von der Zylinderform abweichende Form besitzen und insbesondere so ausgebildet sind, dass sie nebeneinander angeordnet zusammen eine zylindrische Form ergeben.
  • Im Falle einer Mehrkomponentenkartusche ist bevorzugt jeder Aufnahmekammer ein separates Kopfteil zugeordnet, dessen Auslass jeweils mit der ihm zugeordneten Aufnahmekammer in Fluidverbindung steht. Es ist jedoch auch möglich, dass den Aufnahmekammern ein einheitliches gemeinsames Kopfteil zugeordnet ist, wobei das Kopfteil mehrere Auslässe aufweist, von denen jeweils einer in Fluidverbindung mit je einer Aufnahmekammer steht.
  • Bevorzugt ist das Kopfteil an die Kartuschenwand angespritzt. Dadurch wird eine einstückige Ausbildung und damit eine sehr dichte und stabile Verbindung von Kopfteil und Kartuschenwand erreicht. Vorteilhaft ist das von dem Kopfteil entfernt liegende Ende der Kartuschenwand durch eine Crimp- oder Klemmverbindung dichtend abgeschlossen. Das ursprünglich offene Ende der schlauchförmigen Kartuschenwand kann auf diese Weise einfach, kostengünstig und zuverlässig abgedichtet werden.
  • Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird zunächst die Kartuschenwand dichtend und unlösbar so mit dem Kopfteil verbunden, dass die Kartusche in ihrem expandierten Zustand erzeugt wird. Erst nach dem Erzeugen der Kartusche in ihrem expandierten Zustand wird die Kartuschenwand so zusammengeschoben, dass die Kartusche in ihren kollabierten Zustand überführt wird, in dem die Aufnahmekammer ihr minimales Volumen besitzt. Dies ist vollkommen konträr zu den bisher bekannten Vorgehensweisen zum Herstellen einer Kartusche, bei denen die Leerkartusche immer mit ihrem maximalen Befüllvolumen erzeugt wird. Erst im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass das Erzeugen der Leerkartuschen im kollabierten Zustand in erheblichen Kosteneinsparungen beim der Lagerung und beim Transport resultieren kann und dass dennoch problemlos das maximale Befüllvolumen für die gefüllte Kartusche hergestellt werden kann, indem die Kartusche erst unmittelbar vor dem Befüllen bzw. während und insbesondere direkt durch das Befüllen von ihrem kollabierten Zustand in den expandierten Zustand gebracht wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Zusammenschieben das von dem Kopfteil entfernt liegende Ende der Kartuschenwand dichtend verschlossen wird. Dies kann beispielsweise bereits direkt beim Herstellen der schlauchförmigen Kartuschenwand erfolgen, indem ein Ende der Kartuschenwand geschlossen hergestellt wird. Es ist aber auch möglich, dass die Kartuschenwand zunächst mit zwei offenen Enden herstellt wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt das von dem Kopfteil entfernt liegende Ende verschlossen wird, wie es weiter oben bereits ausgeführt wurde.
  • Vorteilhaft wird die Kartuschenwand in Längsrichtung der Aufnahmekammer zusammengeschoben wird. Insbesondere ist es dabei bevorzugt, dass in der Aufnahmekammer ein vordefinierter Druck erzeugt wird und das Zusammenschieben der Kartuschenwand gegen den Druck erfolgt. Weiter bevorzugt wird beim Zusammenschieben der Druck nach und nach abgebaut und der Druck insbesondere so hoch gewählt wird, dass die Kartuschenwand beim Zusammenschieben im Wesentlichen ziehharmonikaartig zusammengefaltet wird. Dadurch ist ein kontrolliertes Zusammenschieben der Kartuschenwand gewährleistet, die wiederum ein problemloses Auseinanderschieben der Kartuschenwand beim Befüllen ermöglicht. Wie bereits beschrieben ist es grundsätzlich auch denkbar, dass zum Erreichen des kollabierten Zustands die Kartuschenwand in andere Weise umgeformt wird. Beispielsweise könnte die Kartuschenwand quer und insbesondere senkrecht zur Längsachse der Aufnahmekammer verformt und insbesondere zusammengeschoben werden.
  • Weiter bevorzugt wird zum Befüllen der Kartusche das Medium durch den Auslass im Kopfteil in die Aufnahmekammer eingefüllt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Aufnahmekammer insbesondere im Bereich des Auslasses zuverlässig mit Medium befüllt ist.
  • Vorteilhaft wird durch das Befüllen der Kartusche die Kartuschenwand wieder auseinandergeschoben, so dass die Kartusche von ihrem kollabierten Zustand in einen teilexpandierten oder in ihren expandierten Zustand überführt wird. Somit ist für das das Expandieren der Kartusche kein separater Verfahrensschritt erforderlich, da Expandieren und Befüllen in einem gemeinsamen Verfahrensschritt realisiert werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
    • Fig.1
    eine erfindungsgemässe Zweikomponentenkartusche in ihrem expandierten Zustand,
    Fig. 2
    die Kartusche nach Fig.1 in ihrem kollabierten Zustand,
    Fig. 3
    die Kartusche nach Fig. 1 ohne Verschlusskappe,
    Fig. 4
    eine geöffnete Austragvorrichtung für eine erfindungsgemässe Kartusche ohne eingesetzte Kartusche,
    Fig. 5
    die Austragvorrichtung nach Fig. 4 mit teilweise eingesetzter Kartusche nach Fig. 3,
    Fig. 6
    die Austragvorrichtung nach den Fig. 4 und 5 mit vollständig eingesetzter, austragsbereiter Kartusche und
    Fig. 7
    ein schematisches Flussdiagramm der Herstellung und der Verwendung einer erfindungsgemässen Kartusche.
  • Fig. 1 zeigt eine als Zweikomponentenkartusche ausgebildete Kartusche 1, die zwei zylindrische Aufnahmekammern 2, 3 umfasst. Die Aufnahmekammern 2, 3 sind jeweils von einer Kartuschenwand 4, 5 sowie von einem gemeinsamen Kopfteil 6 begrenzt, das jeweils ein stirnseitiges Ende jeder Aufnahmekammer 2, 3 bildet. Die beiden von dem Kopfteil 6 entfernt liegenden Enden 7,8 der beiden Kartuschenwände 4, 5 sind jeweils zur Mittelachse der jeweiligen Aufnahmekammer 2, 3 zusammengeführt und durch je einen Klemmring 9, 10 so zusammengebunden, dass die Enden 7, 8 dichtend abgeschlossen sind.
  • Die dem Kopfteil 6 zugewandten Enden 11, 12 sind mit dem Kopfteil 6 dichtend und unlösbar verbunden, indem das Kopfteil 6 an die Enden 11, 12 angespritzt ist. Während das Kopfteil 6 aus einem formstabilen Kunststoff besteht, sind die Kartuschenwände 4, 5 als Mehrschichtfolie ausgestaltet, die jeweils in ihrem überwiegenden Mittelbereich zu einer zylindrischen Form gerollt und verschweisst sind und zusammen mit dem Kopfteil 6 die zylinderförmigen Aufnahmekammern 2, 3 bilden.
  • Das Kopfteil 6 besitzt zwei Auslässe 13, 14, die zum Befüllen der Aufnahmekammern 2, 3 mit Füllmasse und zum Austragen der Füllmasse aus den Aufnahmekammern 2, 3 mit diesen verbunden sind. Weiterhin ist eine Schraubkappe 15 vorgesehen, durch die die Auslässe 13, 14 gemeinsam verschlossen sind.
  • In Fig. 1 sind die Aufnahmekammern 2, 3 noch nicht mit Füllmasse, d.h. dem auszutragenden Medium gefüllt, sondern leer. Trotzdem besitzen die Kartuschenwände 4, 5, aufgrund der Steifigkeit des verwendeten Folienmaterials die in Fig. 1 gezeigte im Wesentlichen zylindrische Form, die den expandierten Zustand der Kartusche 1 mit maximalem Volumen der Aufnahmekammern 2, 3 darstellt. Erfindungsgemäss werden die Kartuschenwände 4, 5 noch vor dem Befüllen mit dem auszutragenden Medium in Längsrichtung der Aufnahmekammern 2, 3 zusammengeschoben, bis die Kartusche ihren kollabierten Zustand, in dem die Aufnahmekammern 2, 3 jeweils ihr minimales Volumen besitzen, einnimmt. Dieser kollabierte Zustand ist in Fig. 2 gezeigt. Aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 wird sofort deutlich, dass der Platzbedarf der Kartusche 1 im kollabierten Zustand nur ca. 20% des Platzbedarfs im expandierten Zustand beträgt. Das Zusammenschieben der Kartuschenwände 4, 5 kann dabei, insbesondere bei abgeschraubter Schraubkappe 15 durch eine im Folgenden noch näher beschriebene Austragvorrichtung erfolgen.
  • In Fig. 3 ist aufgrund der abgenommenen Schraubkappe 15 zu erkennen, dass sich die Auslässe 13, 14 bis zu einem stirnseitigen freien Ende eines Schraubansatzes 16 erstrecken, auf den die Schraubkappe 15 aufschraubbar ist. Über die Auslässe 13, 14 ist eine Frontbefüllung der sich in ihrem kollabierten Zustand befindenden Kartusche 1 möglich, wobei durch das eingefüllte Medium die Kartusche 1 automatisch in ihren in Fig. 3 dargestellten expandierten Zustand überführt wird.
  • Fig. 4 zeigt eine Austragvorrichtung 17, in die die erfindungsgemässe Kartusche 1 einsetzbar ist. Die Austragvorrichtung 17 umfasst eine Zweikomponenten-Stützkartusche 18, an deren Stirnseite zwei Aufnahmeöffnungen 19, 20 für die Kartusche 1 ausgebildet sind. Wie in Fig. 5 dargestellt kann die Kartusche 1 mit ihren Kartuschenwänden 4, 5 soweit in die Aufnahmeöffnungen eingeschoben werden, bis das Kopfteil 6 an der Stirnseite der Stützkartusche 18 anliegt.
  • Anschliessend kann die Stützkartusche 18 zusammen mit der eingeschobenen Kartusche 1 um eine Schwenkachse 21 verschwenkt werden, so dass sie im Inneren eines Gehäuseabschnitts 22 der Austragvorrichtung 17 zu liegen kommt, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Der Schraubansatz 16 ragt dabei durch eine stirnseitige Öffnung 23 in dem Gehäuseabschnitt 22 hindurch, sodass zum Austragen des in den Aufnahmekammern 2, 3 vorhandenen Medium eine nicht dargestellte Mischerspitze auf den Schraubansatz 16 aufgeschraubt werden kann. Anschliessend kann in an sich bekannter Weise durch wiederholtes Betätigen eines Betätigungshebels 24 ein Ratschenschieber 25, an dessen vorderen Ende zwei plattenförmige Vorschubkolben 26, 27 vorgesehen sind, in Richtung zu dem vorderen Ende der Austragvorrichtung 17 verschoben werden, wodurch die in den Aufnahmekammern 2, 3 vorhandene Füllmasse durch die Auslässe 13, 14 ausgetragen und anschliessend durch die Mischerspitze vermischt werden.
  • Aus Fig. 7 ist in einem Schritt 1 "Herstellung" angedeutet, dass durch die Ausgestaltung der Kartuschenwand als Folie Herstellungskosten gegenüber einer Kartusche mit formstabiler Kartuschenwand deutlich eingespart werden können. Durch die Überführung der leeren Kartusche direkt nach ihrer Herstellung in ihren kollabierten Zustand wird der Platzbedarf gemäss Schritt 2 "Lagerung (leer)" um ca. 80% verringert, wodurch die Lagerkosten entsprechend reduziert werden. In entsprechender Weise werden beim Transport der leeren, kollabierten Kartuschen zu den Medienherstellern ca. 80% an Volumen und Gewicht eingespart, wie es in Schritt 3 "Transport (leer)" angedeutet ist. Erst beim anschliessenden Befüllen der Kartuschen (Schritt 4 "Befüllung") werden die Kartuschen wieder expandiert, so dass beim nachfolgenden Transport (Schritt 5 "Transport (befüllt)") lediglich eine 15%ige Gewichtsreduktion aufgrund der verwendeten Folie gegeben ist. Die nachfolgenden Schritte 6 "Lagerung (befüllt)" und 7 "Anwendung" erfolgen dann in bekannter Weise, während im Schritt 8 "Abfallentsorgung" wiederum eine ca. 80%ige Volumenreduktion gegenüber Kartuschen mit formstabiler Kartuschenwand besteht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kartusche
    2
    Aufnahmekammer
    3
    Aufnahmekammer
    4
    Kartuschenwand
    5
    Kartuschenwand
    6
    Kopfteil
    7
    Ende
    8
    Ende
    9
    Klemmring
    10
    Klemmring
    11
    Ende
    12
    Ende
    13
    Auslass
    14
    Auslass
    15
    Schraubkappe
    16
    Schraubansatz
    17
    Austragvorrichtung
    18
    Zweikomponenten-Stützkartusche
    19
    Aufnahmeöffnung
    20
    Aufnahmeöffnung
    21
    Schwenkachse
    22
    Gehäuseabschnitt
    23
    Öffnung
    24
    Betätigungshebel
    25
    Ratschenschieber
    26
    Vorschubkolben
    27
    Vorschubkolben

Claims (14)

  1. Kartusche (1) mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Aufnahmekammer (2, 3) für ein auszutragendes Medium mit einem Kopfteil (6) und einer Kartuschenwand (4, 5), welche die Aufnahmekammer (2, 3) begrenzen, wobei das Kopfteil (6) einen Auslass (13, 14) für das Medium aufweist, die Kartuschenwand (4, 5) zumindest bereichsweise als Folie und das Kopfteil (6) als formfestes Teil ausgestaltet sind und das Kopfteil (6) dichtend und insbesondere unlösbar mit der Kartuschenwand (4, 5) verbunden ist, wobei die Kartusche (1) als kollabierbare Kartusche (1) ausgebildet ist, d.h. dass sie von einem expandierten Zustand, in dem die Aufnahmekammer (2, 3) ein maximales Volumen besitzt, in einen kollabierten Zustand, in dem die Aufnahmekammer (3, 4) ein minimales Volumen besitzt, überführbar ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass die noch nicht mit Medium befüllte Kartusche (1) sich in ihrem kollabierten Zustand befindet.
  2. Kartusche nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im kollabierten Zustand der Kartusche (1) die Kartuschenwand (4, 5) in Längsrichtung der Aufnahmekammer (2, 3) zusammengeschoben ist.
  3. Kartusche nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kartusche (1) als Einkomponentenkartusche mit einer Aufnahmekammer oder als Mehrkomponentenkartusche mit mehreren Aufnahmekammern (2, 3), insbesondere als Zweikomponetenkartusche mit zwei Aufnahmekammern (2, 3), ausgebildet ist.
  4. Kartusche nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Falle einer Mehrkomponentenkartusche jeder Aufnahmekammer ein separates Kopfteil zugeordnet ist, dessen Auslass jeweils mit der ihm zugeordneten Aufnahmekammer in Fluidverbindung steht.
  5. Kartusche nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Falle einer Mehrkomponentenkartusche den Aufnahmekammern (2, 3) ein einheitliches gemeinsames Kopfteil (6) zugeordnet ist, wobei das Kopfteil (6) mehrere Auslässe (13, 14) aufweist, von denen jeweils einer in Fluidverbindung mit je einer Aufnahmekammer (2, 3) steht.
  6. Kartusche nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kopfteil (6) an die Kartuschenwand (4, 5) angespritzt ist und dass das von dem Kopfteil (6) entfernt liegende Ende (7, 8) der schlauchförmigen Kartuschenwand (4, 5) durch eine Crimp- oder Klemmverbindung dichtend abgeschlossen ist.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Kartusche nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Erzeugen der Kartusche (1) in ihrem expandierten Zustand die Kartuschenwand (4, 5) dichtend und unlösbar mit dem Kopfteil (6) verbunden wird und dass nach dem Erzeugen der Kartusche (1) in ihrem expandierten Zustand die Kartuschenwand (4, 5) so zusammengeschoben wird, dass die Kartusche (1) in ihren kollabierten Zustand überführt wird, in dem die Aufnahmekammer (2, 3) ihr minimales Volumen besitzt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor dem Zusammenschieben das von dem Kopfteil (6) entfernt liegende Ende (7, 8) der Kartuschenwand (4, 5) dichtend verschlossen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kartuschenwand (4, 5) in Längsrichtung der Aufnahmekammer (2, 3) zusammengeschoben wird.
  10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Aufnahmekammer (2, 3) ein vordefinierter Druck erzeugt wird und das Zusammenschieben der Kartuschenwand (4, 5) gegen den Druck erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beim Zusammenschieben der Druck nach und nach abgebaut wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Druck so hoch gewählt wird, dass die Kartuschenwand (4, 5) beim Zusammenschieben im Wesentlichen ziehharmonikaartig zusammengefaltet wird.
  13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Befüllen der Kartusche (1) das Medium durch den Auslass (13, 14) im Kopfteil (6) in die Aufnahmekammer (2, 3) eingefüllt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch das Befüllen der Kartusche (1) die Kartuschenwand (4, 5) wieder auseinandergeschoben wird, so dass die Kartusche (1) von ihrem kollabierten Zustand in einen teilexpandierten oder in ihren expandierten Zustand überführt wird.
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