EP4251879A1 - Verfahren zum entleeren von viskosem material aus einer beidseitig offenen kartusche sowie hierfür geeignete entleer-vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum entleeren von viskosem material aus einer beidseitig offenen kartusche sowie hierfür geeignete entleer-vorrichtung

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Publication number
EP4251879A1
EP4251879A1 EP21815395.5A EP21815395A EP4251879A1 EP 4251879 A1 EP4251879 A1 EP 4251879A1 EP 21815395 A EP21815395 A EP 21815395A EP 4251879 A1 EP4251879 A1 EP 4251879A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
cartridge
emptying
discharge
collection container
open
Prior art date
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Pending
Application number
EP21815395.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Scheugenpflug
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Dosmatix GmbH
Original Assignee
Dosmatix GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Dosmatix GmbH filed Critical Dosmatix GmbH
Publication of EP4251879A1 publication Critical patent/EP4251879A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1047—Apparatus or installations for supplying liquid or other fluent material comprising a buffer container or an accumulator between the supply source and the applicator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/58—Arrangements of pumps
    • B67D7/62—Arrangements of pumps power operated
    • B67D7/64—Arrangements of pumps power operated of piston type
    • B67D7/645—Barrel pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/02—Pumping installations or systems having reservoirs
    • F04B23/025—Pumping installations or systems having reservoirs the pump being located directly adjacent the reservoir
    • F04B23/028—Pumping installations or systems having reservoirs the pump being located directly adjacent the reservoir the pump being mounted on top of the reservoir

Definitions

  • the invention relates to the bubble-free emptying of highly viscous, ie pasty, substances from delivered transport containers, in particular cartridges.
  • these substances or their individual components are delivered in transport containers such as cylindrical cartridges, which are usually made of plastic, with one or more liters and the viscous substance contained therein Material must be delivered from there to a consumer, for example a dosing device or a mixer, free of bubbles, i.e. without air pockets.
  • cartridges which for the purposes of the present description should include all transport containers that are open on both sides but can be closed, in which a pusher can be pushed tightly inside the cartridge - which is usually cylindrical with regard to the inner circumference - and is introduced from the rear end, while the opposite front end has a contrast, generally much smaller removal opening, which is closed during transport and can be opened for removing the material.
  • the removal from the cartridge and the transport via a supply line Versor - the discharge line - to the remote consumer after Be may and automatically be done without extensive manual post-processing, and a residue-free emptying of the mostly expensive materials possible.
  • the material is passed over a surface in the form of a layer that is as thin as possible, thereby massively increasing the surface of the flowing material, so that the probability that a gas bubble contained in it will come into contact with the surface of the layer and thus outgas from the material is greatly increased is.
  • the barrel follower plate must be pressed against the material with high pressure, for which the stability of the barrel itself in the radial direction is often not sufficient, but the barrel must be held together radially in a corresponding supporting device.
  • the material should be pushed out through the removal opening in the opposite end face by means of the ejector located therein, which can be displaced along the mostly round internal cross-section that remains the same in the direction of flap extension of the cartridge.
  • this object is achieved in that when the material is pressed out of the removal opening, the material is divided into a large number of thin strands by means of an axial displacement of the pusher. Due to this large enlargement of the surface, the probability that a gas bubble present in the material will come into contact with the surface of such a thin strand is much greater, and of course the greater the thinner the strands are.
  • the strands are dropped into an open-topped collection container and mix with the flowable material present there, which is conveyed from this collection container by means of a connected in the lower area NEN main conveying line to the consumer.
  • At least the area from where the material is divided into the large number of thin strands, i.e. from the removal opening to the upper open end of the The collecting container is kept under vacuum during the emptying process of the cartridge and preferably also during the removal of the material from the collecting container to the consumer.
  • the gas contained in an opening gas bubble in the material is then removed from this area and when there is almost a vacuum in the area, no new gas inclusions can form.
  • negative pressure is understood to mean that this is in particular approximately a vacuum with a residual pressure of at most 50 mbar, preferably at most 10 mbar, preferably at most 1 mbar.
  • the material is pressurized at the latest after the cartridge has been completely emptied in the direction of the outlet of the discharge line on the collection container, which is preferably done by pushing forward a discharge piston guided tightly in the collection container from the open side in the direction Mouth of the discharge line takes place, preferably in the direction of the bottom of the mostly pot-shaped collection container, in which this mouth is in the ground.
  • the distribution of the material emerging from the removal opening in a thick strand into a large number of thin strands is carried out by means of a distributor head which in particular has a large number of outlet openings for each thin strand.
  • this distributor head which is preferably arranged at a distance above the open top of the collecting container while the cartridge is being emptied, is then used, particularly after the cartridge has been completely emptied, as a discharge piston and inserted into the collecting container and therein tightly downwards out, for which the distribution head must have a suitable dimensioning.
  • the distribution head is preferably not pushed axially into the collection container alone, but together with the cartridge, at the front end of which, the removal opening, it is attached, so that the cartridge acts as a plunger that moves the distribution head axially.
  • the cartridge is preferably moved axially by being fixed in a cartridge carrier with its rear end in both axial directions, i.e. both upwards and downwards, and this cartridge carrier can be moved back and forth in the pressing direction by means of a conveyor drive.
  • a cartridge plunger of a cartridge drive is placed on the rear side of the ejector facing away from the material and pushes this ejector further forward in the direction of the removal opening.
  • the cartridge can also be supported radially on its outer circumference.
  • the area on the outside, ie the back, of the pusher is kept under vacuum up to the point at which the cartridge plunger exits the cartridge drive during the emptying process, so that there is no air on the back of the pusher if there is a leak between the pusher and the inner circumference of the cartridge, it can penetrate the material.
  • only the area on the rear side of the cartridge ram can be evacuated, not up to its exit point from the cartridge drive, but only up to a front area of the cartridge ram.
  • the distribution head already attached to its removal opening is inserted in the transverse direction to the pressing direction under the retracted cartridge ram and fixed in the cartridge carrier in alignment with the cartridge ram, with the cartridge carrier being pushed so far is offset away from the collection container, in particular upwards, so that when the cartridge is inserted into the cartridge carrier, the distribution head is still above the collection container.
  • a first pressure-tight vacuum housing with a vacuum connection which is present at the transition from the cartridge to the discharge line, in order to suck off gas escaping from the material in this area.
  • a collecting container on the base frame which is open on one side, usually upwards, and is therefore pot-shaped, in the lower area, in particular in the bottom of which, the discharge line is connected, as well as a distribution head that does the dividing of the thick rod emerging from the removal opening of the cartridge takes over into a multiplicity of thin strands by comprising a multiplicity of small outlet openings on its outlet side.
  • the dispensing head has an attachment device with which it can be attached to the dispensing opening of the cartridge so that the thick strand emerging therefrom flows into the hollow interior of the dispensing head and from there to the many outlet openings. So that the thin strands emerging from them do not curl up due to adhesion on one side of the circumference of the outlet opening, the outlet openings have a tear-off edge at their free end that surrounds the outlet opening and, in cross-section, a sharp, pointed tear-off edge with an angle of less than 70° °, preferably less than 50°, preferably less than 40°.
  • the distribution head which is attached directly to the lower front end of the cartridge and has the outlet openings on its underside, can be moved tightly into the collection container, its outer circumference must correspond to the inner circumference of the collection container, and a sealing lip is preferably provided on the outer circumference of the distribution head.
  • the outside diameter of the distributor head must be larger than the outside diameter of the cartridge, since this partially protrudes into the collection container during operation.
  • a discharge drive is provided which can move the cartridge carrier towards and away from the collecting container relative to the base frame, preferably consisting of two discharge Working cylinders on opposite sides of the cartridge carrier.
  • a first vacuum housing which is designed in the form of a sleeve and rests on the one hand on the outer circumference of the collecting container and on the other hand on the outer circumference of the cartridge aligned with it, with the seal relative to the cartridge relative movement of the cartridge to this Va kuum-housing allows to withdraw the cartridge as far up that their removal opening and especially a distribution head attached to it is at a distance above the collection container.
  • the cartridge receptacle in the cartridge carrier is open on one side to the side or can at least be opened for inserting the cartridge from the side, for which purpose the cartridge carrier is at such a height is positioned so that the lower removal opening of the cartridge including the distribution head is at a distance above the open top of the collection container.
  • the ring-shaped cover of the sleeve-shaped first vacuum housing is first pushed onto the outer circumference of the cartridge from below and then the distributor head is fixed on the lower end of the cartridge, in particular screwed on, which is only possible after the cover has been pushed on, since this has a larger outer diameter than the cartridge owns.
  • the cover of the first vacuum housing and the distributor head are fastened to the cartridge - or a support sleeve that surrounds the cartridge and is intended to minimize radial expansion of the cartridge when pressure is applied - before the cartridge is hung in the emptying device.
  • the cover can then be pushed down far enough for it to be fastened and sealed against the sleeve-shaped lower part of the first vacuum housing, which is preferably always located on the collection container. After inserting the cartridge and possibly upper edge of the cartridge is seated and sealed at the top against the circumference of the cartridge plunger which passes through it.
  • Figure 1a the emptying device according to the invention in a perspective view
  • Figure 1b, c the emptying device of Figure 1a in side views in a first and a second transverse direction
  • Figure 2a the emptying device viewed in the second transverse direction in vertical section, with the compression head over the suspended cartridge
  • Figure 2b the emptying device viewed in the first transverse direction and sectioned in the pressing direction, with the pressing head lying against the ejector and inside the cartridge,
  • Figure 3a in a vertical section according to Figure 2a, but with the distributor head retracted as a discharge piston in the collection container
  • Figure 3b the emptying device in the same operating position, viewed in the same direction as Figure 2b
  • Figure 4a a longitudinal section through a full cartridge in the delivery state
  • Figure 4b a cartridge in longitudinal section with the distributor head attached to the removal opening
  • FIG. 4c a perspective view of the distribution head
  • FIG. 5 a schematic representation of a dosing unit
  • FIG. 6a-c the insertion of the cartridge into the emptying device.
  • the emptying device consists of a base frame 1 in the form of a base plate 1—preferably facing downwards lateral wheels offset against each other on the inside for encompassing sliding ben onto a guide 501 as shown in FIG.
  • the drive 6 since they are arranged with their pressing directions 10 parallel to one another and the respective piston rod 13a, 14a can be extended vertically upwards from their respective cylinder 13b, 14b.
  • the cartridge carrier 3 consists of a rectangular profile that is preferably continuously open on at least one side in the second transverse direction 12 and is preferably attached to the underside of the yoke 23 , which is narrow enough in the first transverse direction 11 , to immerse between the two discharge working cylinders 13,14.
  • Figure 1a open, U-shaped, continuous from top to bottom, recess which is dimensioned so that a Kar ink 100 with her
  • the outwardly pointing edge 100b1 surrounding the filling opening 100b can be hung thereon in that the cartridge 100 is pushed in the second transverse direction 12 into the cartridge receptacle 16 such that it has the filling opening 100b pointing upwards with this upper edge 100b1 the cartridge carrier 3, ie its acceptance around the cartridge 16 around the edge region rests and preferably with help a fixing device 3a, as shown in the enlargement of FIG. 2b, is maintained.
  • the cartridge 100 extends through the cartridge receptacle 16 and points downward with its generally smaller removal opening 100a at the opposite end.
  • this removal opening 100a is closed in the transport state by a closure element, usually a closure screw 102 that can be screwed onto the thread, in particular the internal thread 100a1 of the removal opening 100a, and is inserted into the opposite filling opening 100b a pot-shaped ejector 101 lying tightly against the inner circumference of the cartridge 100, the friction of which is so great in comparison that it cannot move out of the filling opening 100b by itself, not even through the material M present between the ejector 101 and the closure element 102.
  • a closure element usually a closure screw 102 that can be screwed onto the thread, in particular the internal thread 100a1 of the removal opening 100a, and is inserted into the opposite filling opening 100b a pot-shaped ejector 101 lying tightly against the inner circumference of the cartridge 100, the friction of which is so great in comparison that it cannot move out of the filling opening 100b by itself, not even through the material M present between the ejector 101 and the closure element 102.
  • the closure element 102 is removed for emptying and instead a distributor head 7 is attached to the removal opening 100a, preferably with its own thread, in particular an external thread, as a fastening device 7a screwed onto the thread, in particular an internal thread 100a1 , which will be explained later becomes.
  • the cartridge is already equipped with such a distribution head 7, which, when viewed from above, has a greater transverse extent, in particular a larger diameter, than the cartridge 100.
  • the distributor head 7 fits tightly into the cup-shaped collection container 2, which is open at the top.
  • the yoke 23 can be raised so far that the distributor head 7 is above the collecting container 2 and lowered so far that the distributor head 7 is seated on the bottom of the collecting container 2 .
  • the piston rod, ie the cartridge plunger 15a, of the cartridge working cylinder 15 carries a compression head 24 at the lower, free end, the downward-pointing end face of which is adapted to the concave curvature of the upper side of the ejector 101 and fits into it.
  • the cartridge working cylinder 15 is dimensioned such that when the piston rod 15a is fully retracted into its cylinder 15b, i.e. raised, the compression head 24 is in a height position completely above the suspended cartridge 100 and in the fully extended state near the bottom of the cartridge 100 whose removal opening 100a, with only the pot-shaped pusher 101 in between.
  • the outlet opening 29 which is connected to a discharge line 20 which leads to a remote consumer for the material M.
  • the cartridge 100 is first prepared according to Figure 6a by optionally pushing a peripherally closed support sleeve 103 on the outer circumference of the cartridge 100 from its lower end on the discharge side, which is also has an edge projecting radially outwards at the upper end, up to the edge 100b1 of the cartridge 100, in which case the support sleeve 103 preferably extends over the entire cylindrical part of the cartridge 100 downwards.
  • the ring-shaped cover 21b of a first vacuum housing 21 is then pushed from the emptying end onto the outer circumference of the cartridge 100 or - if present - the support sleeve 103 so far that the distributor head 7 can then be attached to the lower removal opening 100a, in particular in its internal thread 100a1 can be screwed in.
  • This order is necessary because the outer circumference of the distribution head 7 is greater than the outer circumference of the cartridge 100 and also the inner circumference of the cover 21b.
  • the cartridge 100 - if necessary with the surrounding support sleeve 103 as well as the cover 21b and distribution head 7 - is then pushed into the cartridge receptacle 16 in the second transverse direction 12 and the edge 100b1 and, if applicable, the edge of the support sleeve 103 underneath it are fixed by means of the fixing device 3a firmly pressed onto the upper side of the cartridge receptacle 16, these parts preferably being sealed from one another by concentric, circumferential O-rings 27 located in between.
  • the cartridge plunger 15a is moved back up so far that the press head attached to it and the bell-shaped second vacuum housing 22 placed over it from above are so far above the top of the cartridge receptacle 16 that the insertion of the Kar ink 100 in the second transverse direction 12 is possible.
  • the two discharge working cylinders 13, 14 are extended with regard to their piston rods 13a, 14a so far that the distributor head 7 attached to the cartridge 100 is at a height above, but aligned vertically with, the collection container 2.
  • the cover 21b is then pushed down and tightly connected to the upper side of the sleeve-shaped lower part 21a of the first vacuum housing 21, with the cover 21b still being sealed on the outer circumference of the cartridge 100 or support feet 103, for example by means of a O-ring 27 is tight.
  • the sleeve-shaped lower part 21a can be pushed upwards along the outer circumference of the receptacle 2 until it reaches the cover 21b and then be tightly connected to it.
  • the piston rod 15a of the cartridge drive 4 which represents the cartridge working cylinder, is first moved down far enough for the compression head 24 to dip into the cartridge 100 and to the upper side of the Pusher 101 is present.
  • the cartridge 100 is fixed in all horizontal directions, so that this represents a first part of the fixing device 3a, and at the latest when the compression head 24 enters the cartridge 100, the compression piston is released from the bottom of the second, pot-shaped vacuum housing 22, so that this is now with its lower annular edge - which represents the second part of the fixing device 3a - by means of a spiral spring 28, which is concentric around the piston rod 15a between this second vacuum housing 22 and the yoke 23, more precisely the upper side of the cartridge, which is rectangular in side view -Trägers 3 is arranged, presses down on the laterally projecting edge 100b1
  • the pressing head 24 is then moved further down according to FIG the distribution head 7 attached to it is pressed down and falls into the catch container 2, which preferably has such a volume that it can hold the entire filling of a cartridge 100.
  • the piston rods 13a, 14a of the two discharge working cylinders 13. 14 synchronously move downwards into the cylinders 13b, 14b retracted, so that the yoke 23 with all parts attached to it, i.e.
  • both the cartridge carrier 3 and the cartridge 100 and the pressing head 24 located in the lower area move down together, whereby first the distribution head 7 into the upper open end of the collecting container 2 - whose inner circumference widens conically upwards at the upper end to facilitate retraction - retracts and moves further down with its circumferential sealing lip 25 tightly fitting against the inner circumference, initially until the distributor head 7 sits on the sensitive be in the collecting container 2 Materials M
  • the distributor head 7 as a discharge piston 5 pushes the material down out of the collection container 2 into the discharge line 20 and thus to the distant consumer.
  • the material M is degassed as follows:
  • the task of the distributor head is that material M exiting through the removal opening 100a in a single thick strand and entering the upper side of the distributor head 7, which is hollow on the inside, is divided into a large number of thin strands S1, S2, S3, in that a plurality of outlet openings 17 with a comparatively small diameter are arranged in the underside of the distributor head 7 .
  • a peripheral sharp tear-off edge 18 is formed around each outlet opening 17, which is achieved, for example, by in the - Usually flat - Underside of the distribution head 7 around each outlet opening 18 around an annular groove 19 is arranged, which together with the inner circumference of the outlet opening 17, the peripheral sharp, so in cross section spitzwinke lige, tear-off edge 18 forms.
  • the strands S1, S2 fall parallel to each other downwards into the collecting container 2, instead of deflecting sideways, as is possible with one-sided adhesion, and very quickly reuniting with adjacent strands S2, S3, because these are on the thin strands S1, S2 , S3 Maintaining a large surface area for as long as possible is required in order to open gas pockets in the strand and allow the gas to escape.
  • the distribution head 7 is located above the collection container 2, which is why it is also necessary for the strands S1, S2, S3 to fall straight down.
  • the first vacuum housing 21 is present, which is provided with a vacuum connection 8 and whose upper, ring-shaped cover 21b with its upper through-opening lies tightly against the outer circumference of the cartridge 100 and whose sleeve-shaped lower part 21a with its lower through-opening is tight rests against the outer circumference of the collection container 2, in each case sealed, for example via O-rings 27.
  • the upper edge 100b1 of the suspended cartridge 100 sits on the bell-shaped second vacuum housing 22, which faces downward with its opening, with its peripheral walls on this edge 100b1.
  • the cartridge plunger 15a of the cartridge working cylinder 15 can be pushed tightly through an opening in the upward-pointing base of the cup-shaped second vacuum housing 22, with O-rings 27 preferably being used again for sealing.
  • the air contained therein is sucked out via the vacuum connection 9, which is also present on this vacuum housing 22, as soon as it sits on the cartridge and even before the compression head 24 enters the cartridge, for which purpose the second vacuum housing 22 is preferably dimensioned in this way is that the pressing head 24 does not lie tightly against the inner circumference of the cup-shaped second vacuum housing 22 .
  • any residual air present between the distributor head 7 and the surface of the material is not pressed into the material M, despite the 1st vacuum, but is instead discharged from the material, i.e. from the bottom of the collecting container 2, the rear side, the top side, of the distribution head 7 should have a ventilation valve 30 which, via the lower outlet openings 17 into the hollow interior of the distribution head 7, bleeds air upwards into the 1st Va- would give kuum into it.
  • This vent valve 29 can be a simple membrane which is permeable to air but not to the material M to be conveyed.
  • FIG. 5 shows a typical dosing unit with a dosing device 300, via the dosing nozzle 301 of which the viscous material M is to be dispensed in precisely specified amounts.
  • the emptying device 200 according to the invention is connected to the metering device 300 via the discharge line 20, with both the metering device 300 and the emptying device 200 preferably having a similarly designed base plate 1, so that both are pushed onto the same guide 501 and can be positioned at the right distance from each other.
  • Vacuum Housing 23 yoke

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Abstract

Um eine Kartusche (100) blasenfrei zu entleeren, wird das Material (M) aus der Entnahmeöffnung (100a) der Kartusche (100) in einen großflächigen Verteilkopf (7) gepresst, der an seiner Unterseite eine Vielzahl von kleinen Austrittsöffnun- gen (17) besitzt, wodurch eine Vielzahl dünner Stränge (S1, S2, S3) erzeugt wird, die eine sehr große Oberfläche im Vergleich zu ihrem Volumen besitzen, sodass dabei ausgasendes Gas über das darum herum angelegte Vakuum entfernt wer- den kann. Die Stränge (S1, S2, S3) fallen in einen Auffangbehälter (2) darunter und werden von dort nach dem vollständigen Entleeren der Kartusche (100) durch Einfahren des Verteilkopfes (7) in die offene Seite des Auffangbehälters (2) und weiter nach unten fahren über die im Boden des Auffangbehälters (2) befindliche Auslassöff- nung (29) in die daran angeschlossene Abförder-Leitung (20) zum Verbraucher, etwa einem Dosierer (300), transportiert.

Description

Verfahren zum Entleeren von viskosem Material aus einer beidseitig offenen Kartusche sowie hierfür geeignete Entleer-Vorrichtung
I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft das blasenfreie Entleeren von hochviskosen, also pastösen, Stoffen aus angelieferten Transport-Behältern, insbesondere Kartuschen.
II. Technischer Hintergrund
Bei der Verarbeitung von hochviskosen Stoffen, z.B. in der Klebetechnik oder der Kosmetik-Industrie werden diese Stoffe oder deren einzelne Komponenten in Transportbehältern wie etwa zylindrischen Kartuschen, die in aller Regel aus Kunststoff bestehen, mit einem oder mehreren Litern Inhalt angeliefert und das darin enthaltene viskose Material muss von dort zu einem Verbraucher, beispiels weise einem Dosierer oder einem Mischer, blasenfrei, also ohne Lufteinschlüsse, geliefert werden.
Im Folgenden ist nur noch von Kartuschen die Rede, was für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung jedoch alle beidseits stirnseitig offenen, aber ver schließbaren, Transportbehälter umfassen soll, bei denen ein Ausschieber dicht im Inneren der - hinsichtlich des Innenumfanges meist zylindrischen - Kartusche verschiebbar ist und vom hinteren Ende her eingeführt ist, während das gegen überliegende vordere Ende eine demgegenüber in der Regel wesentlich kleinere Entnahmeöffnung aufweist, die während des Transports verschlossen ist und für das Entnehmen des Materials geöffnet werden kann. Dabei soll die Entnahme aus der Kartusche und der Transport über eine Versor gungsleitung - die Abförder-Leitung - zu dem entfernten Verbraucher nach Be darf und automatisch erfolgen ohne aufwendige manuelle Nachbearbeitung, und eine möglichst restefreie Entleerung der meist teuren Materialien möglich sein.
Zusätzlich soll beim Entleeren keine Luft in das Material gelangen können oder im Material enthaltene Luft sogar noch entweichen können.
Bisher wird dies versucht, indem zwischen der an der Entnahmeöffnung anzu schließenden Abförder-Leitung, meist einer Schlauchleitung, und der Entnahme öffnung ein Entgasungs-Stutzen zwischengesetzt ist, der mit Unterdrück beauf schlagt werden kann. Damit können aber lediglich Gasblasen, die sich nach dem Öffnen der Entnahmeöffnung und anschließend an die Abförder-Leitung dort er geben, entfernt werden, nicht jedoch Gasblasen, die beispielsweise fein verteilt im Inneren des Materials vorhanden sind.
Generell ist es bekannt, fließfähige Stoffe im Dünnschicht-Verfahren zu entga sen:
Dabei wird das Material in Form einer möglichst dünnen Schicht über eine Fläche geleitet, und dadurch die Oberfläche des strömenden Materials massiv vergrö ßert, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass eine enthaltene Gasblase Kontakt zur Oberfläche der Schicht erhält und dadurch aus dem Material ausgast, stark ver größert ist.
Ferner ist es beim Entleeren von Fässern - die in der Regel nur einseitig, nämlich oben, offen sind - mit viskosem Material, die als Transportgebinde angeliefert werden, bekannt, ein solches Fass mittels einer auf das Material aufgesetzten Fassfolge-Platte zu entleeren, aber bereits vor dem Einführen der Fassfolge- Platte in das Fass und Aufsetzen auf dem Material den Raum darum herum mit Unterdrück, insbesondere Vakuum, zu beaufschlagen und zu diesem Zweck ein druckdichtes Gehäuse mit einem Unterdruck-Anschluss darum herum anzuord nen.
Dabei wird allerdings mangels einer zweiten Öffnung das Material aus der einzi- gen Öffnung an der Oberseite des Fasses herausgefördert, nämlich durch die an der Fassfolge-Platte befestigte und diese nach unten drückende hohle Kolben stange hindurch.
Zu diesem Zweck muss die Fassfolge-Platte mit einem hohen Druck gegen das Material gepresst werden, wofür häufig die Stabilität des Fasses selbst in radialer Richtung nicht ausreicht, sondern das Fass in einer entsprechenden Stützvor richtung radial zusammengehalten werden muss. Bei Kartuschen soll das Material mittels des darin befindlichen Ausschiebers, der entlang des in der Flaupterstreckungsrichtung der Kartusche gleichbleibenden, meist runden, Innenquerschnitts verschoben werden kann, durch die in der ge genüberliegenden Stirnseite vorhandene Entnahmeöffnung herausgedrückt wer den.
III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren zum blasenfreien Entleeren auch von Kartuschen zur Verfügung zu stellen, mit dem auch im Inne ren des Materials vorhandene Gasblasen beseitigt werden können vor der Wei terleitung an den Verbraucher. Es ist ferner die Aufgabe, eine hierfür geeignete Entleer-Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 15 gelöst. Vor teilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass beim Her auspressen des Materials aus der Entnahmeöffnung mittels axialer Verschiebung des Ausschiebers das Material in eine Vielzahl dünner Stränge aufgeteilt wird. Durch diese starke Vergrößerung der Oberfläche ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine im Material vorhandene Gasblase in Kontakt mit der Oberfläche eines sol chen dünnen Stranges gerät, sehr viel größer, und natürlich umso größer, je dün ner die Stränge sind. Die Stränge werden in einem oben offenen Auffangbehälter fallen gelassen und vermengen sich mit dem dort vorhandenen fließfähigen Material, welches aus diesem Auffangbehälter mittels einer in dessen unteren Bereich angeschlosse nen Hauptförderleitung zum Verbraucher gefördert wird. Um zu vermeiden, dass beim wieder Vereinigen der dünnen Stränge in dem Ma terial im Auffangbehälter sich neue Gaseinschlüsse bilden, wird zumindest der Bereich von der Aufteilung des Materials in die Vielzahl dünner Stränge, also etwa von der Entnahmeöffnung ab, bis zum oberen offenen Ende des Auffang behälters hin unter Unterdrück gehalten während des Entleer-Vorganges der Kartusche und vorzugsweise auch während der Abförderung des Materials aus dem Auffangbehälter zum Verbraucher.
Das in einer sich öffnenden Gasblase im Material enthaltene Gas wird dann aus diesem Bereich abgeführt und wenn in dem Bereich nahezu Vakuum vorliegt, können sich auch keine neuen Gaseinschlüsse mehr bilden.
Unter Unterdrück im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird verstanden, dass dies insbesondere annähernd ein Vakuum ist mit einem Restdruck von höchstens 50 mbar, vorzugsweise höchstens 10 mbar, vorzugsweise höchstens 1 mbar.
Für das Weiterleiten an den Verbraucher wird das Material spätestens nach dem vollständigen Entleeren der Kartusche unter Druck gesetzt in Richtung Mündung der Abförder-Leitung am Auffangbehälter, was vorzugsweise durch Vorwärts schieben eines dicht im Auffangbehälter geführten Abförder-Kolbens von der of fenen Seite her in Richtung Mündung der Abförder-Leitung erfolgt, vorzugsweise in Richtung Boden des meist topfförmigen Auffangbehälters, bei dem sich diese Mündung im Boden befindet.
Da sich der Auffangbehälter in einer Vakuum-Umgebung mit Material füllt, und ein solcher Abförder-Kolben unter Vakuum in die obere offene Seite des Auffang behälters eingefahren wird, bilden sich dabei keine Gaseinschlüsse mehr, selbst wenn nach Einführen des Abförder-Kolbens in die offene Oberseite des Auffang behälters noch ein freier Abstand zwischen dem Abförder-Kolben und der Ober seite der Füllung aus Material bestand, da dieser keine Luft mehr enthält.
Die Aufteilung des aus der Entnahmeöffnung in einem dicken Strang austreten- den Materials in eine Vielzahl dünner Stränge wird mittels eines Verteilkopfes durchgeführt, der insbesondere eine Vielzahl von Austrittsöffnungen für jeweils einen dünnen Strang aufweist.
Vorteilhafterweise wird dieser Verteilkopf, der während der Leerung der Kartu- sehe vorzugsweise im Abstand oberhalb der offenen Oberseite des Auffangbe hälters angeordnet ist, danach, insbesondere nach vollständiger Leerung der Kartusche, als Abförder-Kolben benutzt und in den Auffangbehälter eingeführt und darin dicht nach unten geführt, wofür der Verteilkopf eine passende Dimen sionierung aufweisen muss.
Zum einen wird hierfür kein separater Abförder-Kolben benötigt, zum anderen wird dadurch vermieden, dass ein separat vorhandener Abförder-Kolben unter den Verteilkopf und über die Öffnung des Auffangbehälters positioniert und erst danach dorthinein abgesenkt werden kann, was wesentlich aufwendiger wäre. Dabei wird vorzugsweise nicht der Verteilkopf allein axial in den Auffangbehälter hineingeschoben, sondern zusammen mit der Kartusche, an deren vorderen Ende, der Entnahmeöffnung, er befestigt ist, sodass also die Kartusche als Stö ßel wirkt, die den Verteilkopf axial bewegt.
Vorzugsweise wird die Kartusche axial bewegt indem sie mit ihrem hinteren Ende in beiden axialen Richtungen, also sowohl aufwärts als auch abwärts, in einem Kartuschen-Träger fixiert ist und dieser Kartuschen-Träger in Pressrichtung hin und her bewegt werden kann mittels eines Förder-Antriebes.
Für das Flerauspressen aus der Kartusche wird ein Kartuschen-Stößel eines Kartuschen-Antriebes an der vom Material abgewandten Rückseite des Aus- Schiebers angesetzt und drückt diesen Ausschieber weiter vorwärts in Richtung Entnahmeöffnung.
Um ein dichtes Anliegen des Ausschiebers am Innenumfang der Kartusche si cherzustellen, kann die Kartusche dabei an ihrem Außenumfang auch radial ab- gestützt werden.
Vorzugsweise wird auch der Bereich an der Außenseite, also Rückseite, des Aus schiebers bis zur Austrittstelle des Kartuschen-Stößels aus dem Kartuschen-An- trieb während des Entleer-Vorganges unter Unterdrück gehalten, damit auf der Rückseite des Ausschiebers keine Luft vorhanden ist, die bei einer eventuellen Undichtigkeit zwischen Ausschieber und dem Innenumfang der Kartusche in das Material eindringen kann.
Vorzugsweise kann stattdessen oder ergänzend nur der Bereich an der Rück- seite des Kartuschen-Stößels, aber nicht bis zu dessen Austrittsstelle aus dem Kartuschen-Antrieb, sondern lediglich bis zu einem vorderen Bereich des Kartu schen-Stößels, evakuiert sein. Um die Entleerung durchführen zu können, wird die Kartusche, mit bereits an ihrer Entnahmeöffnung befestigtem Verteilkopf in Querrichtung zur Pressrichtung unter den zurückgezogenen Kartuschen-Stößel eingebracht und fluchtend zum Kartuschen-Stößel in dem Kartuschen-Träger fixiert, wobei der Kartuschen-Trä- ger soweit vom Auffangbehälter weg, insbesondere nach oben, versetzt ist, so- dass sich beim Einsetzen der Kartusche in den Kartuschen-Träger der Verteil kopf noch oberhalb des Auffangbehälters befindet.
Hinsichtlich der Entleer-Vorrichtunq umfasst diese zunächst einmal die bekann ten Bauteile wie
- ein Grundgestell, an dem alle weiteren Teile befestigt sind,
- einen Kartuschen-Antrieb mit einem Kartuschen-Stößel zum Vorwärtsschie ben des Ausschiebers der Kartusche,
- eine Abförder-Leitung zum Verbraucher hin, die an der Entleer-Vorrichtung angeschlossen werden kann,
- einen Kartuschen-Träger, an dem die Kartusche befestigt werden kann und
- ein erstes druckdichtes Vakuum-Gehäuse mit einem Unterdruck-Anschluss, welches am Übergang von der Kartusche zur Abförder-Leitung vorhanden ist, um in diesem Bereich aus dem Material austretendes Gas abzusaugen.
Für die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist ferner am Grundgestell ein ein seitig, in Regel nach oben, offener und damit topfförmiger Auffangbehälter vor handen, in dessen unterem Bereich, insbesondere in dessen Boden, die Abför der-Leitung angeschlossen wird, sowie ein Verteilkopf, der das Aufteilen des aus der Entnahmeöffnung der Kartusche austretenden dicken Stanges in eine Viel zahl dünner Stränge übernimmt, indem er auf seiner Austrittseite eine Vielzahl von kleinen Austrittsöffnungen umfasst.
Der Verteilkopf besitzt eine Befestigungsvorrichtung, mit der er an der Entnah meöffnung der Kartusche befestigt werden kann, sodass der daraus austretende dicke Strang in das hohle Innere des Verteilerkopfes strömt und von dort zu den vielen Austrittsöffnungen. Damit sich die daraus austretenden dünnen Stränge nicht kräuseln durch einsei tige Anhaftung an einer Stelle des Umfanges der Austrittsöffnung, besitzen die Austrittsöffnungen an ihrem freien Ende eine Abrisskante, die die Austrittsöffnung umgibt und im Querschnitt eine scharfe, spitze Abrisskante mit einem Winkel von weniger als 70°, vorzugsweise weniger als 50°, vorzugsweise weniger als 40°, besitzt.
Damit der unmittelbar am vorderen unteren Ende der Kartusche befestigte Ver teilkopf, in dessen Unterseite sich die Austrittsöffnungen befinden, dicht in den Auffangbehälter eingefahren werden kann, muss sein Außenumfang dem Innen umfang des Auffangbehälters entsprechen und vorzugsweise ist am Außenum fang des Verteilkopfes eine Dichtlippe vorgesehen.
Ferner muss der Außendurchmesser des Verteilkopfes größer sein als der Au ßendurchmesser der Kartusche, da diese teilweise während des Betriebes in den Auffangbehälter hinein vorsteht.
Um den Kartuschen-Träger samt Kartusche in Pressrichtung hin und her bewe gen zu können, ist ein Abförder-Antrieb vorgesehen, der den Kartuschen-Träger relativ zum Grundgestell auf den Auffangbehälter zu und von diesem weg bewe gen kann, vorzugsweise bestehend aus zwei Abförder-Arbeitszylindern auf ei nander gegenüberliegenden Seiten bzgl. des Kartuschen-Trägers.
Ferner ist am Kartuschen-Träger eine Fixier-Vorrichtung vorhanden, mit der die Kartusche sowohl in als auch entgegen der Pressrichtung fix am Kartuschen- Träger gehalten werden kann.
Für das Vorhalten von Vakuum im Bereich der offenen Seite des Auffangbehäl ters ist ein erstes Vakuum-Gehäuse vorhanden, welches hülsenförmig ausgebil det ist und einerseits am Außenumfang des Auffangbehälters anliegt, anderer seits am Außenumfang der damit fluchtenden Kartusche, wobei die Abdichtung gegenüber der Kartusche eine Relativbewegung der Kartusche zu diesem Va kuum-Gehäuse zulässt, um die Kartusche soweit nach oben zurückzuziehen, dass sich ihre Entnahmeöffnung und vor allem ein daran befestigter Verteilkopf im Abstand oberhalb des Auffangbehälters befindet.
Zum Einsetzen der Kartusche ist die Kartuschen-Aufnahme im Kartuschen-Trä- ger ist die Kartuschen-Aufnahme zur Seite hin einseitig offen oder kann zumin dest geöffnet werden für das Einbringen der Kartusche von der Seite her, wofür der Kartuschen-Träger auf einer solchen Höhe positioniert wird, dass sich die untere Entnahmeöffnung der Kartusche samt Verteilkopf im Abstand oberhalb der offenen Oberseite des Auffangbehälters befindet.
Dann wird zunächst der ringförmige Deckel des hülsenförmigen ersten Vakuum- Gehäuses auf den Außenumfang der Kartusche von unten her aufgeschoben und anschließend auf dem unteren Ende der Kartusche der Verteilkopf fixiert, insbesondere aufgeschraubt, was erst nach Aufschieben des Deckels möglich ist, da dieses einen größeren Außendurchmesser als die Kartusche besitzt.
Vorzugsweise erfolgt das befestigen des Deckels des ersten Vakuum-Gehäuses als auch des Verteilkopfes an der Kartusche - oder einer die Kartusche umfäng lich umgebenden Stützhülse, die eine radiale Dehnung der Kartusche bei Druck beaufschlagung minimieren soll - bevor die Kartusche in die Entleervorrichtung eingehängt wird. Anschließend kann der Deckel soweit nach unten geschoben werden, dass es gegenüber dem hülsenförmigen unter Teil des ersten Vakuum-Gehäuses, wel ches sich vorzugsweise immer am Auffangbehälter befindet, befestigt und ab dichtet werden. Nach dem Einsetzen der Kartusche und ggfs. Schließen der Kartuschen-Auf nahme in umfänglicher Richtung, befindet sich das obere Ende der Kartusche, in dem sich im gefüllten Zustand der Ausschieber befindet, innerhalb eines zweiten, kappenförmigen Vakuum-Gehäuses, welches unten dicht auf dem oberen Rand der Kartusche aufsitzt und oben abgedichtet ist gegenüber dem Umfang des Kar- tuschen-Stößels, welcher ihn durchläuft. c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1a: die erfindungsgemäße Entleer-Vorrichtung in perspektivischer An sicht,
Figur 1b, c: die Entleer-Vorrichtung der Figur 1 a in Seitenansichten in einer ers ten und einer zweiten Querrichtung, Figur 2a: die Entleer-Vorrichtung betrachtet in der zweiten Querrichtung im Vertikalschnitt, mit dem Presskopf über der eingehängten Kartu sche,
Figur 2b: die Entleer-Vorrichtung betrachtet in der ersten Querrichtung und geschnitten in Pressrichtung, mit dem Presskopf anliegend an dem Ausschieber und innerhalb der Kartusche,
Figur 3a: in einem Vertikalschnitt gemäß Figur 2a, jedoch mit dem Verteil- kopf als Abförder-Kolben eingefahren im Auffangbehälter, Figur 3b: die Entleer-Vorrichtung in der gleichen Betriebsstellung, betrachtet in analoger Blickrichtung wie Figur 2b, Figur 4a: ein Längsschnitt durch eine volle Kartusche im Anlieferungszu stand, Figur 4b: eine Kartusche im Längsschnitt mit an der Entnahmeöffnung befes tigtem Verteilkopf,
Figur 4c: eine perspektivische Darstellung des Verteilkopfes, Figur 5: eine Prinzip-Darstellung einer Dosier-Einheit, Figur 6a - c: das Einsetzen der Kartusche in die Entleer-Vorrichtung.
Wie die Figuren 1a bis 3b erkennen lassen, besteht die Entleer-Vorrichtung aus einem Grundgestell 1 in Form einer Grundplatte 1 - vorzugsweise mit nach unten innen gegeneinander gekröpften seitlichen Rädern zum umgreifenden Aufschie ben auf eine Führung 501 wie in Figur 5 dargestellt - auf der in einer ersten Querrichtung 11 beabstandet zwei Abförder-Arbeitszylinder 13, 14, hier in als Pneumatik-Zylinder, angeordnet sind, die gemeinsam den Abförder-Antrieb 6 bil- den, da sie mit ihren Pressrichtungen 10 parallel zueinander angeordnet sind und aus ihrem jeweiligen Zylinder 13b, 14b die jeweilige Kolbenstange 13a, 14a ver tikal nach oben ausfahrbar ist.
Die oberen freien Enden dieser beiden Kolbenstangen 13a, 14a, die synchron bewegbar sind, sind überein Joch 23 miteinander verbunden, auf dem mittig der Kartuschen-Antrieb 4 in Form vorzugsweise nur eines Kartuschen-Arbeitszyl In ders 15 aufragt, diesmal mit dem Boden des Zylinders 15b nach oben weisend, sodass die Kolbenstange 15a als Kartuschen-Stössel 15a daraus nach unten ausfährt und durch eine Öffnung im Joch 23, die in der Kartuschen-Aufnahme 16 eines Kartuschen-Träger 3 ausgebildet ist, in eine darin eingehängten Kartusche 100 vorsteht und mit dieser fluchtet.
Dabei besteht der Kartuschen-Träger 3 aus einem in der zweiten Querrichtung 12 zumindest einer Seite her, vorzugsweise durchgängig, offenen Rechteck-Pro- fil, welches vorzugsweise an der Unterseite des Joches 23 befestigt ist, welches in der 1. Querrichtung 11 schmal genug ist, um zwischen die beiden Abförder- Arbeitszylinder 13, 14 einzutauchen.
Dabei befindet sich in der unteren horizontalen Platte des Rechteck-Profils eine in der zweiten Querrichtung 12 - siehe Figur 1a - offene, U-förmige , von oben nach unten durchgängige, Aussparung, die so dimensioniert ist, dass eine Kar tusche 100 mit ihrem an der Befüllöffnung 100b umlaufenden, nach außen wei senden Rand 100b1 daran eingehängt werden kann, indem die Kartusche 100 in der zweiten Querrichtung 12 in die Kartuschen-Aufnahme 16 so eingeschoben wird, dass sie mit der Befüllöffnung 100b nach oben weisend mit diesem oberen Rand 100b1 auf dem Kartuschen-Träger 3, also dessen um die Kartuschen-Auf nahme 16 herum verlaufenden Randbereich, aufliegt und vorzugsweise mit Hilfe einer Fixiervorrichtung 3a, wie in der Vergrößerung der Figur 2b dargestellt, ge halten wird.
Der Einsetz-Vorgang einer Kartusche wird später anhand von Figur 6a bis c beschrieben.
In diesem eingehängten Zustand erstreckt sich die Kartusche 100 durch die Kar- tuschen-Aufnahme 16 hindurch und weist mit ihrer in der Regel kleineren Ent nahmeöffnung 100a am gegenüberliegenden Ende nach unten.
Wie in Figur 4a dargestellt, ist diese Entnahmeöffnung 100a im Transportzu stand von einem Verschluss-Element, meist einer an dem Gewinde, insbeson dere Innengewinde 100a1 der Entnahmeöffnung 100a, anschraubbaren Ver schluss-Schraube 102, verschlossen und in die gegenüberliegende Befüllöffnung 100b eingesteckt befindet sich ein topfförmiger Ausschieber 101 dicht anliegend an dem Innenumfang der Kartusche 100, dessen Reibung demgegenüber so groß ist, dass ein selbsttätiges Herausbewegen aus der Befüllöffnung 100b nicht möglich ist, auch nicht durch das zwischen Ausschieber 101 und Verschluss- Element 102 vorhandene Material M.
Für das Entleeren wird erfindungsgemäß das Verschluss-Element 102 entfernt und stattdessen an der Entnahmeöffnung 100a ein Verteilkopf 7 befestigt, vor zugsweise mit einem eigenen Gewinde, insbesondere Außengewinde, als Befes tigungsvorrichtung 7a an das Gewinde, insbesondere Innengewinde 100a1 , an geschraubt, der später erläutert wird.
In den Figuren 1a bis 3b ist die Kartusche bereits mit einem solchen Verteilkopf 7 ausgestattet, der in der Aufsicht betrachtet eine größere Quererstreckung, ins besondere einen größeren Durchmesser, besitzt als die Kartusche 100. Auf dem Grundgestell 1 , insbesondere der Grundplatte 1 , ist zwischen den bei den Abförder-Arbeitszylindern 13, 14 und fluchtend zu dem - in der Regel eben falls pneumatische betriebenen - Kartuschen-Arbeitszylinder 15 und der in der Kartuschen-Aufnahme 16 fixierten Kartusche 100 ein Auffangbehälter 2 montiert.
Der Verteilkopf 7 passt dicht in den nach oben offenen, topfförmigen Auffangbe hälter 2.
Das Joch 23 kann soweit hochgefahren werden, dass sich der Verteilkopf 7 ober- halb des Auffangbehälters 2 befindet, und so weit nach unten gefahren werden, dass der Verteilkopf 7 auf den Boden des Auffangbehälters 2 aufsitzt.
Die Kolbenstange, also der Kartuschen-Stößel 15a, des Kartuschen-Arbeitszy- linders 15 trägt am unteren, freien Ende einen Presskopf 24, dessen nach unten weisende Stirnfläche an die konkave Wölbung der Oberseite des Ausschiebers 101 angepasst ist und in diesen hineinpasst.
Der Kartuschen-Arbeitszylinder 15 ist so dimensioniert, dass sich bei vollständig in dessen Zylinder 15b eingefahrener, also hochgefahrener, Kolbenstange 15a der Presskopf 24 in einer Höhenlage vollständig oberhalb der eingehängten Kar tusche 100 befindet und im vollständig ausgefahrenen Zustand nahe des Bodens der Kartusche 100 an deren Entnahmeöffnung 100a, mit lediglich noch dem topf förmigen Ausschieber 101 dazwischen. Im unteren Bereich der Entleer-Vorrichtung 200, vorzugsweise im Boden des Auffangbehälters 2, ist ferner eine Auslassöffnung 29 vorhanden, die mit einer Abförder-Leitung 20 verbunden ist, die zu einem entfernten Verbraucher für das Material M führt. Für das Zuführen von Material M aus der Kartusche 100 zu der Abförder-Leitung 20 und damit zum Verbraucher muss zunächst eine Kartusche 100 so in der Ent leer-Vorrichtung eingebaut werden, wie in Figur 2a dargestellt. Hierfür wird - siehe die Figuren 6a bis c - zunächst die Kartusche 100 vorberei tet gemäß Figur 6a, indem von ihrem unterem, entleerseitigen Ende optional zu nächst eine umfänglich geschlossene, am Außenumfang der Kartusche 100 an liegende Stützhülse 103 auf diese aufgeschoben wird, die ebenfalls einen am oberen Ende radial nach außen vorstehenden Rand besitzt, bis zum Rand 100b1 der Kartusche 100, wobei sich dann die Stützhülse 103 vorzugsweise über den gesamten zylindrischen Teil der Kartusche 100 nach unten erstreckt.
Anschließend wird der ringförmige Deckel 21 b eines ersten Vakuumgehäuses 21 vom entleerseitigen Ende auf den Außenumfang der Kartusche 100 oder - falls vorhanden - der Stützhülse 103 so weit aufgeschoben, dass anschließend der Verteilkopfes 7 an der unteren Entnahmeöffnung 100a befestigt werden kann, insbesondere in deren Innengewinde 100a1 eingeschraubt werden kann. Diese Reihenfolge ist notwendig, da der Außenumfang des Verteilkopfes 7 grö ßer ist als der Außenumfang der Kartusche 100 und auch der Innenumfang des Deckels 21 b.
Anschließend wird die Kartusche 100 - gegebenenfalls mit umgebender Stütz- hülse 103 sowie Deckel 21b und Verteilkopf 7 - in die Kartuschen-Aufnahme 16 in der 2. Querrichtung 12 eingeschoben und mittels der Fixiervorrichtung 3a der Rand 100b1 und gegebenenfalls der darunter befindliche Rand der Stützhülse 103 fest auf die Oberseite der Kartuschen-Aufnahme 16 aufgedrückt, wobei diese Teile gegeneinander vorzugsweise abgedichtet sind durch dazwischen be- findliche, konzentrisch umlaufende O-Ringe 27.
Dabei ist gemäß Figur 6b der Kartuschen-Stößel 15a soweit nach oben zurück verfahren, dass sich der daran befestigte Presskopf sowie das von oben darüber gestülpte glockenförmige zweite Vakuum-Gehäuse 22 so weit oberhalb der Oberseite der Kartuschen-Aufnahme 16 befindet, dass das Einschieben der Kar tusche 100 in der zweiten Querrichtung 12 möglich ist. Dabei sind die beiden Abförder-Arbeitszylinder 13, 14 hinsichtlich ihrer Kolben stangen 13a, 14a soweit ausgefahren, dass sich dann der an der Kartusche 100 befestigte Verteilkopf 7 in einer Höhenlage über, jedoch fluchtend vertikal zu, dem Auffangbehälter 2 befindet.
Anschließend wird gemäß Figur 6c der Deckel 21b nach unten verschoben und mit der Oberseite des hülsenförmigen Unterteiles 21a des ersten Vakuum-Ge häuses 21 dicht verbunden, wobei der Deckel 21 b immer noch am Außenumfang von Kartusche 100 oder Stützfüße 103, abgedichtet mittels zum Beispiel eines O-Ringes 27, dicht anliegt.
Alternativ kann das hülsenförmige Unterteil 21a entlang des Außenumfanges des Aufnahmebehälters 2 nach oben verschoben werden, bis es den Deckel 21b er reicht und dann mit diesem dicht verbunden werden.
Ausgehend von dieser in Figur 6c dargestellten Einhänge-Position wird die Kol benstange 15a des Kartuschen-Antriebes 4, welchen der Kartuschen-Arbeitszy- linder darstellt, zunächst soweit nach unten verfahren, dass der Presskopf 24 in die Kartusche 100 eintaucht und an der Oberseite des Ausschiebers 101 anliegt.
Dadurch wird die Kartusche 100 in allen horizontalen Richtungen fixiert, so dass dies einen ersten Teil der Fixiervorrichtung 3a darstellt, und spätestens bei Ein tauchen des Presskopfes 24 in die Kartusche 100 der Presskolben vom Boden des zweiten, topfförmigen Vakuumgehäuses 22 löst, so dass dieses nun mit sei- nem unteren ringförmigen Rand - die den zweiten Teil der Fixiervorrichtung 3a darstellt - mittels einer Spiralfeder 28, die konzentrisch um die Kolbenstange 15a herum zwischen diesen zweite Vakuum-Gehäuse 22 und dem Joch 23, genauer der Oberseite des in der Seitenansicht rechteckigen Kartuschen-Trägers 3 ange ordnet ist, nach unten auf den seitlich überstehenden Rand 100b1 drückt
Wenn danach der Presskopf 24 weiter nach unten verfahren wird gemäß Figur 2a, b, schiebt er den Ausschieber 101 vor sich her nach unten, wodurch das in der Kartusche 100 befindliche Material M über die Entnahmeöffnung 100a und den daran befestigten Verteilkopf 7 nach unten ausgepresst wird und in den Auf fangbehälter 2 fällt, der vorzugsweise ein solches Volumen besitzt, dass er die gesamte Füllung einer Kartusche 100 aufnehmen kann. Sobald der Ausschieber 101 das untere, entnahmeseitige Ende der Kartusche 100 erreicht hat und diese leer ist, werden gemäß der Figuren 3a, b die Kolben stangen 13a, 14a der beiden Abförder-Arbeitszylinder 13. 14 synchron nach un ten in die Zylinder 13b, 14b eingefahren, sodass das Joch 23 mit allen daran befestigten Teilen, also sowohl dem Kartuschen-Träger 3 als auch der Kartusche 100 und der in deren unteren Bereich befindlichen Presskopf 24 zusammen nach unten fahren, wodurch zunächst der Verteilkopf 7 in das obere offene Ende des Auffangbehälters 2 - deren Innenumfang zur Erleichterung des Einfahrens am oberen Ende konisch nach oben erweitert ist - einfährt und mit ihrer umlaufenden Dichtlippe 25 an deren Innenumfang dicht anliegend weiter nach unten fährt, zu- nächst bis zum Aufsitzen des Verteilkopfes 7 auf das im Auffangbehälter 2 be findlichen Materials M.
Durch noch weiter nach unten fahren drückt der Verteilkopf 7 als Abförder-Kolben 5 das Material nach unten aus dem Auffangbehälter 2 heraus in die Abförder- Leitung 20 und damit zum entfernten Verbraucher.
Erfindungsgemäß wird dabei das Material M entgast wie folgt:
Die Aufgabe des Verteilkopfes, wie in Figur 4c perspektivisch dargestellt, besteht darin, dass durch die Entnahmeöffnung 100a in einem einzigen dicken Strang austretende Material M, das in die Oberseite des innen hohlen Verteilkopfes 7 eintritt, aufzuteilen in eine Vielzahl dünner Stränge S1, S2, S3, indem in der Un terseite des Verteilkopfes 7 eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 17 mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser angeordnet sind.
Damit die Stränge S1, S2, S3 aus diesen Austrittsöffnungen 17 geradlinig nach unten austreten, ist um jede Austrittsöffnung 17 herum eine umlaufende scharfe Abrisskante 18 gebildet, was beispielsweise dadurch erreicht wird, indem in der - in der Regel ebenen - Unterseite des Verteilkopfes 7 um jede Austrittsöffnung 18 herum eine Ringnut 19 angeordnet ist, die zusammen mit dem Innenumfang der Austrittsöffnung 17 die umlaufende scharfe, im Querschnitt also spitzwinke lige, Abrisskante 18 bildet.
Dadurch fallen die Stränge S1 , S2 parallel nebeneinander nach unten in den Auf fangbehälter 2, statt sich wie bei einseitiger Anhaftung möglich, seitlich auszu lenken und mit benachbarten Strängen S2, S3 sehr schnell wieder zu vereinigen, denn diese an den dünnen Strängen S1, S2, S3 möglichst lang aufrecht erhal- tene große Oberfläche wird benötigt um in dem Strang befindlich Gaseinschlüsse sich öffnen und das Gas austreten zu lassen.
Dabei befindet sich der Verteilkopf 7 oberhalb des Auffangbehälters 2, weshalb ebenfalls ein gerades nach unten Fallen der Stränge S1, S2, S3 notwendig ist.
Damit beim Auspressen des Materials und Auffangen im Auffangbehälter 2 nicht erneut Luft aus der Umgebung in das Material M gerät, ist darum herum ein ers tes Vakuum gebildet. Hierfür ist das erste Vakuum-Gehäuse 21 vorhanden, welches mit einem Unter druck-Anschluss 8 versehen ist und dessen oberer, ringförmiger Deckel 21b mit seiner oberen Durchgangsöffnung dicht am Außenumfang der Kartusche 100 an liegt und dessen hülsenförmiges Unterteil 21a mit seiner unteren Durchgangsöff nung dicht am Außenumfang des Auffangbehälters 2 anliegt, jeweils abgedichtet beispielsweise über O-Ringe 27.
Damit auch beim Einfahren des Presskopfes 24 in die Kartusche 100 und Auflie gen auf dem Ausschieber 101 , keine Luft an der Dichtung des Ausschiebers 101 vorbei in das Material M in der Kartusche gepresst werden kann, sitzt auf dem oberen Rand 100b1 der eingehängten Kartusche 100 das glockenförmige zwei tes Vakuum-Gehäuse 22, welches mit seiner Öffnung nach unten weist, mit sei nen Umfangswänden auf diesem Rand 100b1 auf. Durch eine Öffnung in dem nach oben weisenden Boden des topfförmigen zwei ten Vakuum-Gehäuses 22 kann der Kartuschen-Stössel 15a des Kartuschen-Ar- beitszyl inders 15 dicht hindurchgeschoben werden, wobei zur Abdichtung vor zugsweise wieder O-Ringe 27 verwendet werden.
Über den auch an diesem Vakuum-Gehäuse 22 vorhandenen Unterdruck-An schluss 9 wird darin enthaltene Luft abgesaugt, sobald es auf der Kartusche auf sitzt und noch bevor der Presskopf 24 in die Kartusche einfährt, wofür vorzugs weise das zweite Vakuum-Gehäuse 22 so dimensioniert ist, dass der Presskopf 24 nicht dicht am Innenumfang des topfförmigen zweiten Vakuum-Gehäuses 22 anliegt.
Damit auch beim Einfahren des Verteilkopfes 7 in den Auffangbehälters 2 even tuell noch - trotz des 1. Vakuums - zwischen dem Verteilkopf 7 und der Oberflä- che des Materials vorhandene Restluft nicht in das Material M gepresst wird, son dern abgeführt wird, kann in der vom Material, also vom Boden des Auffangbe hälters 2 abgewandten, Rückseite, der Oberseite, des Verteilkopfes 7 ein Entlüf tungsventil 30 vorhanden sein, welches über die unteren Austrittsöffnungen 17 in das hohle Innere des Verteilkopfes 7 eintretende Luft nach oben in das 1. Va- kuum hinein abgeben würde.
Bei diesem Entlüftungsventil 29 kann es sich um eine einfache Membran han deln, die zwar für Luft durchlässig ist, jedoch nicht für das zu fördernde Material M.
Auf diese Art und Weise können eventuell noch in dem in der Kartusche 100 befindlichem Material M vorhandene Lufteinschlüsse entfernt werden, bevor das Material M über die Abförder-Leitung 20 den Verbraucher erreicht. Figur 5 zeigt eine typische Dosier-Einheit mit einen Dosierer 300, über dessen Dosier-Düse 301 das viskose Material M in exakt vorgegebenen Mengen ausdo siert werden soll. Mit dem Dosierer 300 ist die erfindungsgemäße Entleer-Vorrichtung 200 über die Abförder-Leitung 20 verbunden, wobei sowohl der Dosierer 300 als auch die Ent leer-Vorrichtung 200 vorzugsweise eine analog gestaltete Grundplatte 1 aufwei sen, sodass beide auf die gleiche Führung 501 aufgeschoben werden können und im richtigen Abstand zueinander positioniert werden können.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Grundgestell, Grundplatte 2 Auffangbehälter
3 Kartuschen-T räger
3a Fixiervorrichtung
4 Kartuschen-Antrieb
5 Abförder-Kolben 6 Abförder-Antrieb
7 Verteilkopf
7a Befestigungsvorrichtung
8 Unterdruck-Anschluss 9 Unterdruck-Anschluss 10 Pressrichtung
11 1. Querrichtung
12 2. Querrichtung
13 Abförder-Arbeitszylinder 13a Kolbenstange 13b Zylinder
14 Abförder-Arbeitszylinder 14a Kolbenstange 14b Zylinder
15 Kartuschen-Arbeitszylinder 15a Kartuschen-Stößel
15b Zylinder
16 Kartuschen-Aufnahme
17 Austrittsöffnung
18 Abrisskante 19 Ringnut
20 Abförder-Leitung
21 1. Vakuumgehäuse
22 2. Vakuumgehäuse 23 Joch
24 Presskopf
25 Dichtlippe
26 Hohlraum 27 O-Ring
28 Spiralfeder
29 Auslassöffnung
30 Entlüftungsventil, Membran
100 Kartusche
100a Entnahmeöffnung
100a1 Innengewinde
100b Befüllöffnung
100b1 Rand, Flansch
101 Ausschieber
102 Verschluss-Element, Verschluss-Schraube
200 Entleer-Vorrichtung
300 Dosierer
500 Dosier-Einheit
501 Führung
M Material
S1 - S3 Strang

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum blasenfreien Entleeren von viskosem Material (M) aus ei ner beidseitig offenen Kartusche (100), die einen darin dicht anliegenden, in Pressrichtung (10) darin verschiebbaren, Ausschieber (101) sowie am anderen Ende eine verschließbare Entnahmeöffnung (100a) aufweist, indem
- durch Vorwärtsschieben, also in Richtung der Entnahmeöffnung (100a), des Ausschiebers (101 ) das Material (M) aus der Entnahmeöffnung (100a) herausgepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- beim Herauspressen das Material (M) in eine Vielzahl dünner Stränge (S1 , S2, S3) aufgeteilt wird,
- die Stränge (S1 , S2, S3) in einen oben offenen Auffangbehälter (2) fallen gelassen werden, an dessen Auslassöffnung (29) in seinem unteren Be reich insbesondere eine Abförder-Leitung (20) dicht angeschlossen ist,
- zumindest der Bereich von der Aufteilung des Materials (M) in die Vielzahl dünner Stränge (S1, S2, S3) bis zum oberen offenen Ende des Auffang behälters (2) unter Unterdrück gehalten wird während des Entleer-Vor- gangs.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdrück ein Vakuum mit einem Restdruck von höchstens 50 mbar, insbe sondere höchstens 10 mbar, insbesondere höchstens 1 mbar, ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- spätestens nach dem vollständigen Herauspressen des Materials (M) aus der Kartusche (100) das im Auffangbehälter (2) befindliche Material (M) unter Druck gesetzt wird in Richtung Auslassöffnung (29), also Mündung der Abförder-Leitung (20), - insbesondere durch Vorwärtsschieben eines dicht im Auffangbehälter 12) geführten Abförder-Kolbens (5).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Aufteilung des Materials (M) in eine Vielzahl dünner Stränge (S1, S2, S3) mittels eines Verteilkopfes (7), durchgeführt wird, der insbesondere eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (17) für jeweils einen dünnen Strang (S1 , S2, S3) aufweist, - der Verteilkopf (7) auch als Abförder-Kolben (5) benutzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- für das Herauspressen aus der Kartusche (100) ein Kartuschen-Stössel (15a) eines Kartuschen-Antriebes (4) an den Ausschieber (101 ) angesetzt wird und diesen vorwärts schiebt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - für das Vorwärtsschieben des Abförder-Kolbens (5) im Auffangbehälter (2) dieser in den Auffangbehälter (2) eingesetzt wird und vorwärts in Auslass öffnung (29) und insbesondere Richtung Abförder-Leitung (20) geschoben wird,
- insbesondere die gesamte Kartusche (100) mit daran befestigtem Abför- der-Kolben (5) vorwärts in Richtung Auslassöffnung (29) geschoben wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich auf der Außenseite, also Rückseite, des Ausschiebers (101) bis zur Austrittsstelle des Kartuschen-Stössels (15a) aus dem Kartuschen-Antrieb (4) während des Entleer-Vorgangs unter Unterdrück gehalten wird.
8. Entleer-Vorrichtung (200) zum Entleeren von viskosem Material aus ei ner beidseitig offenen Kartusche (100), die einen darin dicht anliegenden, in Pressrichtung (10) darin verschiebbaren, Ausschieber (101) sowie am anderen Ende eine verschließbare Entnahmeöffnung (100a) aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
- einem Grundgestell (1),
- einem daran befestigten Auffangbehälter (2) für Material (M),
- einem Kartuschen-Träger (3), der in Pressrichtung (10) relativ zum Grund gestell (1) beweglich geführt ist,
- einem Kartuschen-Antrieb (4) mit einem Kartuschen-Stößel (15a) zum Vorwärtsschieben des Ausschiebers (101) der Kartusche (100),
- einem dicht im Auffangbehälter (2) geführten Abförder-Kolben (5),
- einem Abförder-Antrieb (6) zum Bewegen des Abförder-Kolbens (5), dadurch gekennzeichnet, dass
- der Kartuschen-Träger (3) eine Fixiervorrichtung (3a) aufweist, mittels der die Kartusche (100) in und entgegen der Pressrichtung (10) fix am Kartu schen-Träger (3) befestigbar ist,
- einem Verteilkopf (7) zum Aufteilen des aus der Entnahmeöffnung (100a) austretenden Stranges an Material (M) in eine Vielzahl dünner Stränge (S1, S2, S3), der eine Befestigungsvorrichtung (7a) aufweist zum Befesti gen an der Entnahmeöffnung (100a),
- der Verteilkopf (7) dicht und in Pressrichtung (10) beweglich in den Auf fangbehälter (2) passt und als Abförder-Kolben (5) einsetzbar ist,
- ein erstes druckdichtes Vakuum-Gehäuse (21) mit einem Unterdruck-An schluss (8) vorhanden ist, welches dicht an dem Auffangbehälter (2) und dicht am Außenumfang der Kartusche (100), auch wenn sich diese relativ zum Vakuum-Gehäuse (21) bewegt, anliegt.
9. Entleer-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- einem zweiten druckdichten Vakuum-Gehäuse (22) mit einem Unterdruck- Anschluss (9) vorhanden ist welches einerseits dicht am Außenumfang der Kartusche (100) oberhalb der Kartuschen-Aufnahme (16) im Kartu- schen-Träger (3) anliegt und andererseits dicht von dem Kartuschen-Stös- sel (15a) durchlaufen wird.
10. Entleer-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilkopf (7) so ausgebildet ist, dass er in Pressrichtung (10) in einem fes ten Abstand zur Entnahmeöffnung (100a) der Kartusche (100) befestigbar ist.
11. Entleer-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Abförder-Antrieb (6) zwischen dem Kartuschen-Träger (3) und dem Grundgestell (1 ) angeordnet ist
- insbesondere beidseits der Kartuschen-Aufnahme (16) je ein Abförder-An trieb (6) angeordnet ist,
- der Abförder-Antrieb (6) wenigstens einen, insbesondere zwei, Abförder- Arbeitszylinder (13, 14) umfasst.
12. Entleer-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Kartuschen-Antrieb (4) wenigstens einen Kartuschen-Arbeitszylinder (15) umfasst.
13. Entleer-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartuschen-Aufnahme (16) im Kartuschen-Träger (3) zur Seite offen oder zu öffnen ist zum seitlichen Einschieben einer Kartusche (100).
14. Entleer-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartuschen-Stössel (15a) ein glockenförmiges zweites Vakuum-Gehäuse (22) durchläuft und eine als Druckfeder wirkende Spiralfeder (28) zwischen dem
Joch (23) und dem oberen Ende des Vakuum-Gehäuses (22) angeordnet ist.
15. Dosier-Einheit (500) mit einem Dosierer (300) zum Dosieren von visko sem Material sowie einer Entleer-Vorrichtung (200) zum Entleeren von viskosem Material aus einer beidseitig offenen Kartusche (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Entleer-Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus- gebildet ist.
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