KR20100092874A - 일회용 다성분 카트리지 - Google Patents

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KR20100092874A
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supply chamber
plunger
housing
component
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KR1020100006487A
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Inventor
안드레아스 스타우프
퍼시 뢰이에
Original Assignee
술저 믹스팩 아게
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Abstract

일회용으로 설계된 다성분 카트리지(1)는 제1 성분(8)을 위한 제1 공급 챔버(6) 및 제2 성분(9)을 위한 제2 공급 챔버(7)를 포함하며, 제1 공급 챔버(6)가 제2 공급 챔버(7)와 분리된다. 제1 공급 챔버(6)는 제2 공급 챔버(7) 둘레에 동축으로 배치되고, 링 공간(10)을 형성하며, 제1 공급 챔버(6) 내에는 제1 피스톤(3)이 이동 가능하게 배치되고, 제2 공급 챔버(7) 내에는 제2 피스톤(4)이 이동 가능하게 배치된다. 제1 피스톤(3) 및 제2 피스톤(4)은 2개의 성분(8, 9)을 동시에 배출하기 위해 플런저(5)를 통해 이동 가능하다. 제1 공급 챔버(6) 내의 제1 피스톤(3)을 안내하고 또한 제2 공급 챔버(7) 내의 제2 피스톤(4)을 안내하기 위해 가이드 부재(11)가 제공된다. 가이드 부재(11)는 제1 성분(8)이 제1 공급 챔버(6) 외부로 배출되도록 할 수 있는 배출 개구(13)를 포함하며, 하우징(2) 내에 배치된다. 가이드 부재(11)는 이동 부재(12)를 통해 하우징(2)에 대하여 이동 가능하며, 이로써 배출 개구(13)가 해방(free)될 수 있다.

Description

일회용 다성분 카트리지{A MULTICOMPONENT CARTRIDGE FOR SINGLE USE}
본 발명은 사용 전에 혼합될 수 있는 2개의 성분을 동시에 배출하기에 적합한 일회용 다성분 카트리지에 관한 것이다.
이러한 다성분 카트리지는 독일 실용신안 DE 20 2008 007 801 U1에 이미 개시되어 있다.
상기한 독일 실용신안에 개시된 구성의 단점은 다수의 구성부가 사용되어야 한다는 점이다. 종래 기술에 따른 다성분 카트리지는 일회용 및 복수회용 모두로 설계된다. 그러나, 이러한 다성분 카트리지의 복수회 사용 시에는, 혼합이 불균일하게 될 수 있고, 또한 최초 사용된 후에 이러한 다성분 카트리지를 밀봉하는 것이 곤란하게 될 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 이유로, 1회 사용된 다성분 카트리지는 제약을 가지고 보관될 수 있다. 충전 재료가 결함이 있는 밀봉으로 인해 공기와 접촉하게 되고, 이에 의해 재료의 성질이 변경될 수 있어, 예컨대 재료가 경화될 수 있다.
역시 독일 실용신안 DE 20 2008 007 801 U1에 개시되어 있는 동축 설계의 다성분 카트리지는 밀봉 문제점을 거의 갖고 있지 않지만, 불균일한 혼합의 문제점은 남아있다. 불균일한 혼합은 다성분 카트리지가 사용될 때마다 다성분 카트리지가 재사용되는 경우 혼합 결과가 상이하게 되는 결과를 가지며, 이것은 충전 재료의 일정한 품질이 달성될 수 없다는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 목적은 더욱 간략한 구성을 갖고 또한 일회용으로 전용되도록 설계되는 다성분 카트리지를 개발하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플런저의 부주의한 작동에 의한 피스톤의 의도하지 않은 이동을 방지하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 충전된 다성분 카트리지가 손상되지 않은 상태인지의 여부를 사용자에게 시각적으로 나타내주는 것이다.
본 발명의 해법은, 제1 성분을 위한 제1 공급 챔버 및 제2 성분을 위한 제2 공급 챔버를 포함하는 다성분 카트리지를 제공한다. 보관 상태에서는, 상기 제1 공급 챔버가 상기 제2 공급 챔버와 분리된다. 상기 제1 공급 챔버가 상기 제2 공급 챔버 둘레에 동축으로 배치되고, 링 공간을 형성하며, 상기 제1 공급 챔버 내에는 제1 피스톤이 이동 가능하게 배치되고, 상기 제2 공급 챔버 내에는 제2 피스톤이 이동 가능하게 배치되며, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은 2개의 성분을 동시에 배출하기 위해 플런저를 통해 이동 가능하다. 상기 제1 공급 챔버 내의 상기 제1 피스톤을 안내하고 또한 상기 제2 공급 챔버 내의 상기 제2 피스톤을 안내하기 위해 가이드 부재가 제공된다. 상기 가이드 부재는 상기 제1 성분이 상기 제1 공급 챔버 외부로 배출되도록 할 수 있는 배출 개구를 포함하고 있다. 상기 가이드 부재는 상기 가이드 부재가 이동 부재를 통해 하우징에 대하여 이동 가능함으로써 상기 배출 개구가 해방(free)될 수 있도록 상기 하우징 내에 배치된다.
그러므로, 본 발명에 따른 다성분 카트리지의 작동 개념은 근본적으로 종래 기술과 상이하다. 특정한 양의 충전 재료를 요구하는 사용자는 다성분 카트리지를 전술한 바와 같이 조작한다. 먼저, 사용자는 다성분 카트리지가 손상되지 않은 것인지를 확인한다. 이를 위해, 사용자는 이동 부재를 카트리지의 하우징에서 보여지도록 하는 방식으로 이동시킨다. 이동 부재의 이러한 이동의 수행될 수 없다면, 사용자는 다성분 카트리지가 이미 개봉된 것이라는 것을 알 수 있게 된다.
사용자가 이동 부재를 의도한 방식으로 작동할 수 있다면, 사용자는 충전 재료가 배출 개구를 통과하여 믹서에 안내될 수 있도록 배출 개구를 개방한다. 사용자는 자신의 요구에 따라 다성분 카트리지를 조정하여 충전 재료를 원하는 장소에 안내할 수 있다. 이를 위해, 사용자는 또한 다성분 카트리지를 상업적으로 이용 가능한 배출 장치에 설치할 수 있다. 배출 장치는 피스톤을 그 피스톤의 공급 챔버 내에서 이동시킴으로써 충전 재료가 해당 공급 챔버 외부로 배출되도록 하는 다성분 카트리지의 플런저 상에 압력을 가하는 압박 수단을 포함한다. 충전 재료는 배출 개구를 통해 믹서에 도달하게 되고, 혼합되어 믹서의 말단에서 배출된다. 믹서의 말단은 충전 재료의 성분의 혼합물의 제트(jet)를 위치시키기 위한 적합한 부재를 포함할 수 있다.
가이드 부재는 믹서, 구체적으로는 스태틱 믹서(static mixer)를 포함하는 것이 이롭다. 믹서에 대한 가이드 부재의 위치는 이러한 방안에 의해 사전에 결정된다. 그러나, 이것은 이러한 설계의 모든 다성분 카트리지에 대하여 동일한 품질의 혼합이 이루어질 수 있도록 할 수 있다는 것을 의미한다. 가이드 부재는 또한 성분의 유량이 각각의 개별 다성분 카트리지에 대해 동일하도록 배출 개구를 포함한다. 그러므로, 각각의 응용을 위해 별도의 다성분 카트리지가 요구되기는 하지만, 본 발명에 따른 개념에 의해, 달성된 혼합과 관련한 재현 가능성(reproducibility)이 향상될 수 있다. 더욱이, 이 해법을 통해, 개별 부품의 수가 감소되어, 다성분 카트리지의 조립이 매우 용이하게 이루어질 수 있다.
그러므로, 다성분 카트리지의 충전 및 조립을 위해 복잡한 탑재 단계가 요구되지 않는다. 이것은 충전이 상이한 장소에서 분산적으로 이루어질 수 있으므로, 지정된 사용 직전에 충전이 이루어질 수 있음에서 비롯된다. 이러한 장점은 충전 재료가 매우 제한된 보관 수명(shelf life)을 가질 때에 더욱 중요하게 된다.
이동 부재는 가이드 부재에 제공된 외부 나사산을 포함하며, 이 외부 나사산에는 하우징에 제공된 내부 나사산이 결합할 수 있다. 이러한 실시예의 이동 부재로는 회전 부재(rotary element)가 바람직하며, 그 이유는 회전 부재가 취급이 용이하고 또한 정해진 회전 각도가 가이드 부재의 제1 단부 영역과 하우징 사이의 정해진 갭 폭과 연계될 수 있기 때문이다.
제2 실시예에 따라, 피스톤 및 플런저는 하나의 부분(one piece)으로 형성될 수 있다. 이러한 하나의 부분 설계는, 부품의 개수의 감소 및 그와 관련된 다성분 카트리지의 간략화 외에, 어느 하나의 피스톤의 잘못된 위치설정 및 피스톤의 경사진 위치설정이 완전히 배제될 수 있기 때문에 이롭다. 플런저의 피스톤 부분은 또한 결과적으로 더 작은 설치 높이를 가질 수 있다. 이 피스톤 부분은 그러므로 하우징 부재의 연결 부재에 의해 안내되어, 피스톤 부분의 기울어짐이 본 실시예에 따라 방지될 수 있다.
플런저는 하우징 부재에 하나의 부분으로 연결될 수 있는 것이 바람직하다. 플런저를 갖는 하우징 부재가 공급 챔버의 해당 성분의 충전 및 제1 및 제2 피스톤의 삽입 후에 피스톤 상에 위치되고, 가이드 부재에 연결된다. 이를 위해, 하우징 부재에 결합 부재가 제공되어 가이드 부재에 있는 스프링 부재와 결합하게 된다. 그러므로, 하우징 부재는 가이드 부재에 회전 방식으로 고정 연결된다. 하우징 부재에 연결된 플런저는 피스톤을 이들의 출발 위치에 유지하여, 공급 챔버 내의 충전 재료가 그 안에 로크(lock)되도록 한다. 충전된 다성분 카트리지가 이 상태로 보관될 수 있으며, 이하에서는 이 상태가 보관 상태로 알려질 것이다. 플런저, 피스톤 및 하우징 부재가 유닛을 형성할 때, 이 유닛은 충전 후에 가이드 부재에 연결될 것이다.
상기 하우징 부재는, 보관 상태에서 상기 플런저를 상기 하우징 부재에 연결시키는 소정의 브레이킹 포인트(breaking point)를 갖는다. 소정의 브레이킹 포인트는 하우징 부재의 내부 공간을 오염물이 없도록 유지하기 위한 시일로서 작용할 수 있다. 추가의 실시예에 따라, 소정의 브레이킹 포인트는 플런저 축에 관련하여 길이 방향으로 연장하는 리브 또는 웹(web)을 포함한다. 또한, 소정의 브레이킹 포인트는 사용자로 하여금 다성분 카트리지가 손상되지 않은 상태인지를 평가할 수 있도록 한다. 소정의 브레이킹 포인트가 손상되지 않은 상태이면, 배출 시에는, 배출 프로세스의 개시 시에 증가된 저항이 무력화되어야 하며, 이것은 소정의 브레이킹 포인트를 돌파하기 위해 증가된 힘의 인가가 요구된다는 사실에 의해 야기된다. 소정의 브레이킹 포인트의 돌파는 하우징 부재에 관련한 플런저의 초기 배치 상태에 의해 시각적으로 확인할 수 있으며, 대부분의 경우에는 음향으로 청취될 수 있다.
상기 플런저는 상기 제1 성분과 상기 제2 성분의 배출이 이루어져야 하는 경우에 상기 플런저에 힘이 가해지면 상기 하우징 부재에 대하여 이동할 수 있으며, 이로써 상기 하우징 부재와 상기 플런저 간의 연결이 깨어지게 된다.
가이드 부재는 결합 부재를 통해 상기 하우징 부재에 연결될 수 있다. 결합 부재의 사용에 의해 공급 챔버를 충전한 후에 다성분 카트리지의 간편하고 문제없는 조립이 가능하게 된다. 구체적으로, 결합 부재는 스프링 부재를 포함할 수 있으며, 스프링 부재는 가이드 부재의 둘레에 돌출부로서 형성될 수 있다. 스프링 부재는 하우징 부재의 리세스 내에 결합하여, 하우징 부재가 가이드 부재에 회전 방식으로 고정 연결된다.
제1 피스톤은 자신의 외측 피스톤 스커트에 링 형상의 시일을 갖는 링 피스톤을 포함한다. 제1 공급 챔버는 제2 공급 챔버에 동축으로 배치되며, 이러한 배치에 의해 공간이 절감되고, 소형 구성 부피의 다성분 카트리지가 달성된다. 제1 공급 챔버가 링 형상이므로, 제1 피스톤은 링 피스톤으로서 형성된다. 당연히, 제1 공급 챔버는 각진 횡단면(angled cross-section)을 가질 수 있다. 그러나, 제1 피스톤은 여전히 링 형상으로 될 수 있지만, 그 형상은 더 이상 원형의 링 형상이 아니다.
제2 피스톤은, 공급 챔버를 해당 성분으로 채운 후에 피스톤을 삽입할 때에, 충전 재료와 피스톤 사이에 공기가 남아 있게 되어 배출 프로세스에 이롭지 않게 영향을 줄 수 있으므로, 소정의 브레이킹 포인트의 영역에 배기 부재를 갖는다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 가이드 부재가 배기 부재를 포함할 수 있다.
플런저 및 피스톤은 적어도 부분적으로는 통형(hollow)이다. 이에 의해 플런저와 피스톤에 대한 재료 소비가 감소된다. 또한, 재료 축적이 방지되고, 얇은 벽 모양의 구성요소가 이용될 수 있을 때에는, 플런저와 피스톤이 사출 성형 공정으로 간편하게 제조될 수 있다. 다성분 카트리지를 형성할 수 있는 각각의 구성요소는 적어도 부분적으로는 성형 플라스틱으로 구성될 수 있다.
플런저로서도 동시에 작용하는 하나의 부품 피스톤을 사용함으로써 이하의 장점을 갖게 된다:
시장에 폭넓게 배포되어 있는 표준형 배출 장치에 다성분 카트리지를 설치할 수 있다. 그러므로, 최종 사용자가 추가의 방출 장치를 구입하지 않고, 표준형 배출 장치와 함께 다성분 카트리지를 이용할 수 있다.
플런저가 표준형 배출 장치에 대한 연결을 형성한다. 이 플런저는 표준형 배출 장치에 적합한 치수를 가질 수 있다.
다성분 카트리지는 일회용의 것으로 채용될 수 있다. 이 다성분 카트리지는 복수회의 사용에는 적합하지 않다. 따라서, 스태틱 믹서 또한 교환 가능하지 않다.
다성분 카트리지는 얇으면서 폭이 좁은 구성으로서 설계될 수 있다. 따라서, 다성분 카트리지는 용이하게 보관되고 이송될 수 있다.
다성분 카트리지를 사용 직전에 충전할 수 있다. 따라서, 비어 있는 상태의 다성분 카트리지는 어떠한 우려 없이도 보관될 수 있고, 충전 재료가 카트리지와 분리된 적합한 용기에 더욱 간편하게 보관될 수 있다.
또한, 다성분 카트리지 및/또는 이들의 개개의 부분이 빈 상태에서 더욱 용이하고 더욱 효율적인 비용으로 이송될 수 있다.
또한, 다성분 카트리지는 우연한 개봉에 대한 보호를 포함할 수 있다. 이를 위해, 플런저가 플런저를 둘러싸는 하우징에 고정 상태로 연결될 수 있다. 배출 시에만 플런저와 하우징 간의 연결이 플런저에 가해진 압력에 의해 단절된다. 그러므로, 다성분 카트리지가 여전히 새것인지 아니면 이미 사용된 것인지, 즉 더 이상 손상되지 않은 상태가 아닌지를 언제든 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 하우징과 플런저 간의 연결을 분리할 때에는, 음이 발생하여, 다성분 카트리지가 사용 전에 손상되지 않은 상태인지, 즉 새로운 것인지를 음향적으로 검지할 수 있다. 허가되지 않은 재충전 또는 재사용이 간편한 방식으로 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 개념의 다성분 카트리지는 종래 기술보다 더 적은 개별 부품을 갖는다. 예컨대, 믹서가 카트리지의 하우징에 고정 방식으로 연결되므로, 전체 배출 사이클 동안 믹서로 유입되는 유량은 동일하다. 이에 의해, 동일한 복수 성분과 믹서의 혼합 품질이 전체 배출 사이클 동안 필수적으로 동일할 뿐만 아니라, 동일한 유형의 다른 다성분 카트리지를 이용한 혼합 품질에서도 거의 차이가 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 다성분 카트리지의 단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 다성분 카트리지의 피스톤의 세부 구성도이다.
도 3은 제1 배출 개구의 영역에서의 도 1에 따른 다성분 카트리지의 세부 구성도이다.
도 4는 배출 위치에서의 도 1에 따른 다성분 카트리지를 도시하는 도면이다.
도 5는 배출 위치에 있는 제1 배출 개구의 영역에서의 도 1에 따른 다성분 카트리지의 세부 구성도이다.
도 6은 본 발명의 따른 다성분 카트리지의 제2 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 다성분 카트리지의 피스톤의 세부 구성도이다.
도 8은 배출 위치에서의 도 1에 따른 다성분 카트리지를 도시하는 도면이다.
도 9는 배출 위치에 있는 배출 개구의 영역에서의 도 6에 따른 다성분 카트리지의 세부 구성도이다.
도 10은 전술한 실시예 중의 하나에 따른 다성분 카트리지의 외측면도이다.
도 11은 다성분 카트리지의 다른 변형예의 단면도이다.
도 12는 도 11에 따른 다성분 카트리지의 변형예의 다른 단면도이다.
도 13은 도 11 또는 도 12에 따른 다성분 카트리지의 세부 구성도이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 일회용으로 설계되는 본 발명에 따른 다성분 카트리지(1)의 제1 실시예를 도시하고 있다. 구체적으로, 이러한 다성분 카트리지는 소량 및 극소량의 충전 재료를 분배하기 위해 사용된다. 다성분 카트리지(1)는 제1 성분(8)을 위한 제1 공급 챔버(6)와, 제2 성분(9)을 위한 제2 공급 챔버(7)를 포함한다. 제1 공급 챔버(6)는 2개의 성분이 서로 접촉하지 않게 되도록 제2 공급 챔버(7)로부터 분리되어 있다. 이러한 성분들은 일반적으로 서로 접촉하게 되는 즉시 서로 반응하여, 화학 반응이 발생할 수 있다. 성분의 반응은 일반적으로 응용 시에 요구되는 효과이지만, 성분이 이들의 결정된 응용의 범위에서 사용되지 않는 한, 이러한 반응은 원하지 않는 것이다. 그러므로, 다성분 카트리지의 사용 전에, 다성분 카트리지는 실제로는 충전된 상태로 보관 및 이송되어야 하는 경우가 있으며, 이하에서는 이러한 상태를 보관 상태로 지칭할 것이다. 보관 상태의 전체 기간 동안 2가지 성분(8, 9)이 서로 접촉하지 않도록 하여야 한다.
제1 공급 챔버(6)는 제2 공급 챔버(7) 주변에 동축으로 배치되며, 링 공간(10)을 형성한다. 링 공간은 원형 링 형상으로 될 수 있다. 제1 공급 챔버(6)는 분할 벽부(28)에 의해 제2 공급 챔버(7)와 분리되어, 2개의 성분(8, 9)이 서로 별도로 저장될 수 있다. 본 실시예에서, 제2 공급 챔버(7)는 다성분 카트리지의 길이 방향 축(27)과 일치하는 길이 방향 축을 따라 연장한다. 분할 벽부(28)는 제2 공급 챔버(7)의 외측 경계를 형성하고, 제2 공급 챔버(7)를 스커트(skirt)로서 둘러싼다. 분할 벽부(28)는 제1 단부(30)에서 제2 배출 개구(29) 내로 개방된다. 제2 성분(9)이 제2 배출 개구(29)를 통해 믹서(14)에 안내될 수 있으며, 이에 대해서는 또한 도 3에 도시되어 있다. 또한, 복수의 제2 배출 개구(29)가 제공될 수 있으며, 그 사이에 믹서(14)에 대한 연결부를 형성하는 웹(web)(31)이 배치될 수 있다.
분할 벽부(28)는 가이드 부재(11)의 일부분을 이룬다. 분할 벽부(28)는 제2 피스톤(4)을 수용하는 제2 단부(32)를 갖는다. 제2 피스톤(4)은 제2 공급 챔버(7)에 이동 가능하게 배치된다. 이 제2 피스톤(4)은 제2 공급 챔버(7) 내의 충전 재료, 즉 제2 성분(9)이 배출되어야 할 때에는 가이드 부재(11)의 분할 벽부(28)의 내측면(33)을 따라 제1 단부(30)의 방향으로 미끄러진다. 가이드 부재(11)는 제2 피스톤(4)을 제2 공급 챔버(7) 내에 안내하기 위해 제공된다.
제1 공급 챔버(6) 내에는 제1 피스톤(3)이 이동 가능하게 배치된다. 가이드 부재(11)는 제1 공급 챔버(6) 내의 제1 피스톤(3)을 안내하도록 제공된다. 제1 공급 챔버(6)는 그 내측면이 분할 벽부(28)에 의해 경계가 정해지며, 그 외측면이 가이드 부재(11)의 스커트 부재(34)에 의해 둘러싸인다. 스커트 부재(34)는 제1 단부 영역(35)에서 제1 배출 개구(13) 내로 개방된다. 제1 성분(8)이 제1 배출 개구(13)를 통해 믹서(14)에 안내될 수 있으며, 이에 대해서는 도 3 및 도 6에 도시되어 있다. 또한, 복수의 제1 배출 개구(13)가 제공될 수 있으며, 그 사이에는 분할 벽부(28) 또는 믹서(14)에 대한 연결부를 형성하는 연결 웹(36)이 배치되어 있다.
스커트 부재(34)는 가이드 부재(11)의 일부분을 이룬다. 분할 벽부(28) 및 스커트 부재(34)는 제1 피스톤(3)을 수용하는 단부 영역(35)을 갖는다. 제1 공급 챔버(6)에서, 제1 피스톤(3)은 스커트 부재(34)와 분할 벽부(28)의 외측면(38)의 사이에 이동 가능하게 배치되어 있다. 이 제1 피스톤(3)은 제1 공급 챔버(6) 내의 충전 재료, 즉 제1 성분(8)이 배출되어야 할 때에 가이드 부재(11)의 분할 벽부(28)의 외측면(38)을 따라 단부 영역(35)의 방향으로 미끄러진다. 가이드 부재(1)는 제1 공급 챔버(6) 내의 제1 피스톤(3)을 안내하도록 제공된다.
가이드 부재(11)는 구체적으로는 스태틱 믹서로서 형성되는 믹서(14)를 포함한다. 특히, 가이드 부재(11) 및 믹서(14)는 단일 컴포넌트로서 설계된다.
제1 피스톤(3) 및 제2 피스톤(4)은 2개의 성분(8, 9)을 동시에 배출하기 위해 플런저(5)를 통해 이동 가능하다. 플런저(5)는 구체적으로 제1 피스톤(3) 및 제2 피스톤(4) 상에 놓여지도록 구성된다. 플런저(5)는 다성분 카트리지가 보관 상태에 있는 동안에는 하나의 부분(one piece)으로 하우징 부재(17)에 연결된다. 하우징 부재(17)는 소정의 브레이킹 포인트(50)를 가지며, 이 브레이킹 포인트를 통해 플런저(5)가 보관 상태에서 하우징 부재(17)에 연결된다. 이 소정의 브레이킹 포인트(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 충전 재료의 배출의 개시 시에 절단된다. 플런저는 2개의 동심 플런저 몸체(46, 47), 즉 내측 플런저 몸체(46)와 외측 플런저 몸체(47)를 포함한다. 내측 플런저 몸체(46)는 제2 피스톤(4) 상에 놓여지며, 외측 플런저 몸체(47)는 제1 피스톤(3) 상에 놓여진다. 링 형상 리세스(48)가 내측 플런저 몸체와 외측 플런저 몸체 사이에 배치되고, 충전 재료가 제1 및 제2 공급 챔버(6, 7)로부터 배출될 때에 분할 벽부(28)를 수용한다. 내측 플런저 몸체(46)와 외측 플런저 몸체(47)는 서로 연결되어, 이들이 배출 과정 동안 동시에 이동하여 해당 공급 챔버(6, 7) 내의 피스톤(3, 4)을 변위시킨다. 연결 부재(49)가 플런저 몸체에 인접하여 있으며, 상업적으로 이용 가능한 배출 장치에 끼워질 수 있도록 구성된다. 연결 부재(49) 또한 하우징 부재(17) 내에 배치된다. 연결 부재(49)는 재료를 절감하도록 작용하는 캐비티(50)를 포함할 수 있다.
가이드 부재(11)는 결합 부재(18)를 통해 하우징 부재(17)에 연결될 수 있다.
제1 피스톤(3) 및 제2 피스톤(4)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 연결될 수 있다. 구체적으로, 이들은 단일 피스톤 부품(39)으로서 설계될 수 있으며, 피스톤 부품(39)은 가이드 부재(11)의 분할 벽부(28)를 수용하는 슬릿(40)을 갖는다. 제2 피스톤(4)은 슬릿의 내측면에 인접하여 있다. 제2 피스톤(4)은 구체적으로는 밀봉 립(sealing lip)으로 구성되는 하나 이상의 밀봉 부재(41)를 갖는다. 피스톤 부품(39)을 사용하는 이점은, 피스톤 부품이 기울어짐 방지 방식(tilt safe manner)으로 안내될 수 있다는 점이다. 분할 벽부(28)의 제2 단부(32)는 슬릿(40) 내에 결합하는 한편, 외측 피스톤 스커트(25)는 가이드 부재(11)의 스커트(34)를 따라 안내된다. 외측 피스톤 스커트(25)는 링 형상 시일(24)을 가지며, 내측 피스톤 스커트(45) 또한 하나 이상의 링 형상 시일(23)을 갖는다.
슬릿(40)은 구체적으로 링 형상으로 되며, 피스톤 부품(39)의 제1 피스톤(3)과 제2 피스톤(4) 간의 연결부를 나타내는 슬릿 베이스에 가교 부재(bridging element)(42)를 갖는다. 피스톤 부품(39)이 충전 재료를 배출하기 위해 배출 개구(30)의 방향으로 이동되면, 즉 도 2에서 우측으로 이동되면, 가교 부재(42)는 분할 벽부(28)의 제2 단부(32)에 진입할 때에 절단된다. 그에 후속하여, 제2 피스톤(4) 및 링 피스톤(22)으로 구성되는 제1 피스톤(3)이 서로 평행하게 이동하지만, 분할 벽부(28)에 의해 서로 완전히 분리된다. 링 형상 시일(23, 24)은 배기 부재(26)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 배기 부재(43, 44)가 가이드 부재(11)에, 구체적으로는 스커트 부재(34) 및/또는 분할 벽부(28)에 장착된다. 배기 부재(43)는 스커트 부재(34)의 제2 단부 영역(37)에 인접하여 장착되는 것이 바람직하고, 배기 부재(44)는 분할 벽부(28)의 제2 단부(32)에 인접하여 장착되는 것이 바람직하다.
도 3은 제1 배출 개구(13) 및 제2 배출 개구(29)의 영역을 포함하는 다성분 카트리지의 세부구성을 도시하고 있다. 가이드 부재(11)는 제1 성분(8)을 제1 공급 챔버(6) 외부로 배출시키는 배출 부재(13)를 포함하고 있으며, 이동 부재(12)를 통해 하우징(2)에 대하여 이동 가능하게 되도록 하우징(2) 내에 배치되며, 이에 의해 배출 개구(13)가 해방(free)될 수 있다. 이동 부재(12)는 하우징(2)과 가이드 부재(11)의 상대적인 이동을 가능하게 한다. 도 2에 도시된 바람직한 변형예에 따른 이동 부재(12)는 가이드 부재(11)에 제공된 외부 나사산(thread)(15)을 포함하며, 이 외부 나사산에는 하우징(2)에 제공된 내부 나사산(16)이 결합할 수 있다. 이동 부재(12)의 작동에 의해, 즉 가이드 부재(11)에 대해 하우징(2)을 회전시킴으로써, 가이드 부재가 하우징에 대해 변위되어, 스커트 부재(34)의 제1 단부 영역(35)이 하우징(2)에 대한 간격을 형성한다. 이로써, 제1 배출 개구(13)가 개방되며, 이에 의하여, 제1 공급 챔버(6) 내의 충전 재료의 제1 성분(8)이 제1 배출 개구(13)를 통해 배출될 수 있고, 하우징(2)과 제1 단부 영역(35) 사이에 형성된 통로에서 믹서(14) 방향으로 안내될 수 있게 된다. 제2 배출 개구(29)의 영역에서, 제1 성분(8)은 제2 공급 챔버(7)로부터 유입되어 배출 개구(29)를 통해 배출되는 제2 성분(9)과 접촉하게 된다. 이 상태가 도 5에 예시되어 있다.
도 4는 제1 공급 챔버(6) 및 제2 공급 챔버(7)로부터의 충전 재료의 배출의 종료 시의 도 1에 따른 다성분 카트리지를 도시하고 있다. 플런저(5)는 플런저(5)에 힘이 가해질 때에 하우징 부재(17)에 대하여 이동된다. 이 힘은 상업적으로 이용 가능한 배출 장치에 의해 또는 수동으로 가해질 수 있다. 소정의 브레이킹 포인트(50)로서 형성되는 하우징 부재(17)와 플런저(5) 간의 연결은 연결 부재(49)에 압력이 가해질 때에 절단된다.
도 5는 배출 위치에서 제1 배출 개구(13)의 영역에 있는 도 1에 따른 다성분 카트리지의 세부구성을 도시하고 있다. 따라서, 도 5는 충전 재료가 믹서(14)를 경유하여 제1 공급 챔버(6) 및 제2 공급 챔버(7)로부터 배출되었을 때의, 즉 배출이 완료되었을 때의 하우징(2)에 대한 가이드 부재(11)의 위치를 나타내고 있다. 그러므로, 제1 성분(8)과 제2 성분(9)의 혼합물이 믹서(14)를 빠져나오도록 하는 의도대로 충전 재료가 이용되고 있다. 배출을 개시할 수 있기 전에, 즉 도 3에 따른 상황이 발생하기 전에, 도 2와 관련하여 이미 설명한 바와 같이 이동 부재(12)가 작동되어야 한다. 배출 개구(13)는 이동 부재(12)의 작동에 의해 개방된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 이동 부재(12)를 회전시킴으로써, 도 3과 관련하여 이미 언급한 통로(51)가 가이드 부재(11)와 하우징(2) 사이에 형성되며, 이를 통해 제1 성분(8)이 배출 개구 또는 복수의 배출 개구(13)를 경유하여 믹서(14)에 안내된다. 배출 개구는 가이드 부재(11)의 제1 단부 영역(35)의 원뿔형 벽부에 적용되며, 도 5의 단면은 가이드 부재(11)의 분할 벽부(28)를 가이드 부재(11)의 스커트 부재(34)에 연결하는 연결 웹(36)이 보이도록 선택되어 있다.
배출 개구(13)는 도 5에 따른 표시에서는 제1 피스톤(3)을 형성하는 링 피스톤(22)에 의해 폐쇄된다. 배출 개구(29)는 제2 피스톤(4)에 의해 폐쇄된다. 가이드 부재(11)의 스커트 부재(34)와 하우징(2) 사이에 하나 이상의 밀봉 부재(52)가 배치될 때에, 통로(51)에 존재하는 제1 성분(8)이 이제 믹서(14)의 방향으로 안내될 수 있다. 스커트 부재(34)는 바람직하게는 원통형이며, 마찬가지로 원통부(52)를 갖는 하우징(2)에 대하여 동심으로 배치된다. 스커트 부재(34)와 원통부(52) 사이에 존재하는 갭(54)의 폭은 가이드 부재(11)에 대한 하우징(2)의 변위에 의해 변경되지 않으며, 이로써 이 갭(54)의 밀봉이 어떠한 특별한 문제점을 야기하지 않게 된다.
또한, 도 5는 스커트 부재(34)의 제2 단부 영역(36)의 외측면 상의 밀봉 부재(55, 56, 57)를 도시하고 있다. 이들 밀봉 부재(55, 56, 57)는 제1 공급 챔버(6)와 제2 공급 챔버(7)를 대응하는 제1 성분(8)과 제2 성분(9)으로 충전하도록 작용한다. 공급 챔버(6, 7)가 충전될 때, 가이드 부재(11)는 하우징(2)의 내측 벽부에 맞닿게 된다. 갭(51)은 갭폭이 영(0)인 것이 이상적이다. 제조 상의 공차로 인해, 갭폭은 국부적으로 영보다 클 수 있으며, 그에 따라 배출 개구(13)에 위치된 제1 성분(8)이 이러한 협폭의 갭 내로 이동하는 것을 방지하기 위해 밀봉 부재(55, 56)가 제공된다. 밀봉 부재(56, 57)는 제2 성분(9)이 배출 개구(29)를 통해 협폭의 갭(51) 내로 이동하는 것을 방지한다. 그러므로, 제1 성분과 제2 성분이 갭 내로 이동하여 원하지 않은 방식으로 접촉하게 되는 것이 밀봉 부재에 의해 방지된다.
또한, 도 5 및 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(2)은 결합 부재(18)를 통해 하우징 부재(17)에 연결 가능하다. 결합 부재(18)는 스프링 부재(19)를 포함한다. 스프링 부재(19)는 하우징(2)의 주변에 돌출부(20)로서 형성된다. 스프링 부재(19)는 하우징 부재(17)가 하우징(2)에 회전 방식으로 고정 연결되도록 하우징 부재(17)의 리세스(21) 내로 결합한다.
도 6은 제1 피스톤(3) 및 플런저(5)가 하나의 부분으로 구성되는 제2 실시예에 따른 다성분 카트리지를 도시하고 있다. 이 다성분 카트리지의 설계 및 작동 모드는 그 밖에는 제1 실시예와 상이하지 않으므로, 여기에서는 도 1 내지 도 5의 설명을 참조한다.
전술한 실시예에 대한 현저한 차이는 피스톤(3, 4)이 플런저와 하나의 부분으로 형성된다는 점이다. 플런저가 하나의 부분으로 하우징 부재(17)에 연결되므로, 부품의 수가 이전의 실시예에 비해 적어도 하나 부품만큼 감소된다. 피스톤(3, 4)은 적어도 부분적으로는 통형(hollow)으로 되거나 또는 얇은 벽을 갖는 형태로 되어, 재료 소비가 감소되는 외에 피스톤 생산에 이점을 가질 수 있다.
도 7은 도 6에 따른 다성분 카트리지의 피스톤의 세부구성을 도시하고 있다. 도 7은 도 2의 예시에 대응하는 예시로, 피스톤(3)의 상이한 구성을 확인할 수 있다. 피스톤(3)은 피스톤(4)과 함께 피스톤 부품(39)을 형성하며, 리세스(48)에 의해 서로 분리된다. 리세스(48)는 분할 벽부(28)를 수용한다. 배출 개구의 영역의 예시에 대해서는 도 3을 참조한다. 배기 부재(43)가 도 7에 배기 부재(44)와 마찬가지로 분할 벽부(33)의 내측에 도시되어 있다. 배기 부재는 분할 벽부의 내측면에 하나 이상의 그루브 형상 리세스의 형태를 갖는다. 서로 대칭으로 배치된 복수의 배기 부재(44)가 특히 바람직하며, 도 7에는 4개의 배기 부재(44)가 서로 대칭으로 배치되어 있다.
도 8은 배출 위치에 있는 도 6에 따른 다성분 카트리지를 도시하고 있다. 도 6의 설명을 참조하기 바란다.
도 9는 배출 위치에 있는 배출 개구의 영역에서의 도 6에 따른 다성분 카트리지의 세부구성을 도시하고 있다. 작동 모드는 마찬가지로 도 5에 따른 작동 모드에 대응하므로, 도 5에서의 설명을 참조하기 바란다.
도 10은 외측에서 본 전술한 실시예 중의 하나에 따른 다성분 카트리지를 도시하고 있다. 가이드 부재(11)는 결합 부재(18)를 통해 하우징 부재(17)에 연결 가능하다. 결합 부재(18)는 스프링 부재(19)를 포함할 수 있다. 스프링 부재(19)는 가이드 부재(11)의 주변에 있는 돌출부(20)로서 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 다성분 카트리지의 추가의 변형예를 도시하고 있다. 또한, 동일한 구성요소에 동일한 도면 부호가 부여되어 있으므로, 전술한 실시예에서의 해당 설명을 참조하기 바란다. 도 11은 다성분 카트리지의 길이 방향 단면을 도시하고 있다. 제1 피스톤(3) 및 제2 피스톤(4)은 2개의 성분(8, 9)을 동시에 배출하도록 플런저(5)를 통해 이동 가능하다. 플런저(5)는 구체적으로 제1 피스톤과 하나의 부분으로 형성되도록 구현되며, 제2 피스톤(5)이 플런저(5)에 수용된다. 플런저(5)는 다성분 카트리지가 보관 상태에 있는 동안 하우징 부재(17)에 하나의 부분으로 연결된다. 제2 피스톤(4)은 구체적으로 플러그 연결 어셈블리(58)에 의해 플런저(5)에 유지된다. 이와 달리, 이러한 용도를 위해 나사 체결 연결 또는 스냅 온 연결(snap on connection)이 제공될 수 있다. 즉, 이러한 연결을 통해 제2 피스톤(4)이 스냅 매칭 방식(snap matched manner) 또는 힘 전달 방식(force transmitting manner)으로 플런저에 유지된다. 구체적으로, 플러그 연결 어셈블리(58)는 하나 이상의 유지 부재(59), 바람직하게는 복수의 유지 부재를 포함하며, 이들 유지 부재는 유지 리브(holding rib)로서 형성된다. 특히 바람직하게는, 4개의 유지 리브가 제공되어, 이들을 통해 제2 피스톤(4)이 유지 및 센터링된다. 유지 리브의 내측 에지 또는 내측면은 원뿔형으로 구성될 수도 있어, 제2 피스톤(4)이 그 안에 끼워질 수 있다. 제2 피스톤(4)은 동시에 플런저의 기능을 갖는다. 제2 피스톤(4)의 중앙측 제1 단부(61)는 분할 벽부(28)에 안내된다. 도시된 바와 같이, 제2 피스톤(4)은 속이 채워진 몸체로서 구성될 수 있지만, 또한 중량 및 재료를 절감하기 위해 적어도 부분적으로는 통형 몸체로서 형성될 수 있다.
이러한 점에서 도 12는 도 11의 길이 방향 단면에 대하여 도 12의 단면 평면에 관련하여 45°로 회전된 평면을 따라 놓여있는 길이 방향 단면을 도시하고 있다. 도 12에는 유지 부재(59) 사이에 중간 공간(60)이 놓여있는 것으로 도시되어 있으며, 이 공간은 도 13에 더욱 상세하게 예시되어 있다.
도 13은 중간측 단부(61) 반대측의 제2 피스톤(4)의 제2 단부(62)의 상세도를 도시하고 있다. 이 제2 단부(62)는 전술한 플러그 연결 어셈블리(58)에 의해 플런저(5) 내에 수용된다. 중간 공간(60) 또는 복수의 중간 공간이 제공된 때에는 각각의 중간 공간이 컷아웃부(63) 내로 개방한다. 가스, 구체적으로는 공기가 제2 공급 챔버(7)로부터 배기 부재(44)를 경유하여 플런저의 내측에 있는 통로(64) 내로 보어(65)를 통해 리세스(48) 외부로 안내될 수 있다. 통로(64)는 도 1에 도시된 바와 같이 대기 중으로 개방되거나, 또는 도 11 또는 12에 예시된 바와 같이 덮개 부재가 제공될 수 있다. 리세스(63)는 하나 이상의 그루브, 구체적으로는 서로에 대하여 120°의 각도로 배치되어 있는 3개의 그루브를 포함할 수 있다. 그러므로, 제1 피스톤(3)에 연결된 외측 플런저 몸체(47)와 제2 피스톤(4) 사이의 중간에 공간을 형성하고 있는 중간 공간부(60)와 함께 컷아웃부(63)를 통해 리세스(48)의 배기가 발생할 수 있다.
1 : 다성분 카트리지
2 : 하우징
3 : 제1 피스톤
4 : 제2 피스톤
5 : 플런저
6 : 제1 공급 챔버
7 : 제2 공급 챔버
8 : 제1 성분
9 : 제2 성분
11 : 가이드 부재
12 : 이동 부재
13 : 제1 배출 개구
14 : 믹서
28 : 분할 벽부
40 : 슬릿
46 : 내측 플런저 몸체
47 : 외측 플런저 몸체

Claims (15)

  1. 일회용으로 설계된 다성분 카트리지(1)로서, 제1 성분(8)을 위한 제1 공급 챔버(6) 및 제2 성분(9)을 위한 제2 공급 챔버(7)를 포함하며, 상기 제1 공급 챔버(6)가 상기 제2 공급 챔버(7)와 분리되며, 상기 제1 공급 챔버(6)가 상기 제2 공급 챔버(7) 둘레에 동축으로 배치되고, 링 공간(10)을 형성하며, 상기 제1 공급 챔버(6) 내에는 제1 피스톤(3)이 이동 가능하게 배치되고, 상기 제2 공급 챔버(7) 내에는 제2 피스톤(4)이 이동 가능하게 배치되며, 상기 제1 피스톤(3) 및 상기 제2 피스톤(4)은 2개의 성분(8, 9)을 동시에 배출하기 위해 플런저(5)를 통해 이동 가능하며, 상기 제1 공급 챔버(6) 내의 상기 제1 피스톤(3)을 안내하고 또한 상기 제2 공급 챔버(7) 내의 상기 제2 피스톤(4)을 안내하기 위해 가이드 부재(11)가 제공되며, 상기 가이드 부재(11)는 상기 제1 성분(8)이 상기 제1 공급 챔버(6) 외부로 배출되도록 할 수 있는 배출 개구(13)를 포함하며, 상기 가이드 부재(11)는 상기 가이드 부재(11)가 이동 부재(12)를 통해 하우징(2)에 대하여 이동 가능함으로써 상기 배출 개구(13)가 해방(free)될 수 있도록 상기 하우징(2) 내에 배치되는, 다성분 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재(11)는 믹서(14)를 포함하는, 다성분 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 믹서(14)가 스태틱 믹서(static mixer)로서 형성되는, 다성분 카트리지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 부재(12)는 상기 가이드 부재(11)에 제공된 외부 나사산(15)을 포함하며, 상기 외부 나사산에는 상기 하우징(2)에 제공된 내부 나사산(16)이 결합될 수 있는, 다성분 카트리지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 피스톤(3)과 상기 플런저(5)는 하나의 부분(one piece)으로서 형성되는, 다성분 카트리지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저(5)는 하우징 부재(17)에 하나의 부분으로 연결되는, 다성분 카트리지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징 부재(17)는, 보관 상태에서 상기 플런저(5)를 상기 하우징 부재(17)에 연결시키는 소정의 브레이킹 포인트(breaking point)(50)를 갖는, 다성분 카트리지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플런저(5)는 상기 제1 성분과 상기 제2 성분의 배출이 이루어져야 하는 경우에 상기 플런저(5)에 힘이 가해지면 상기 하우징 부재(17)에 대하여 이동할 수 있으며, 이로써 상기 하우징 부재(17)와 상기 플런저(5) 간의 연결이 깨어지는, 다성분 카트리지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(2)은 결합 부재(18)를 통해 상기 하우징 부재(17)에 연결될 수 있는, 다성분 카트리지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결합 부재(18)는 스프링 부재(19)를 포함하는, 다성분 카트리지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스프링 부재(19)는 상기 가이드 부재(11)의 주변에 돌출부(20)로서 형성되는, 다성분 카트리지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스프링 부재(19)는, 상기 하우징 부재(17)가 하나의 회전 방향으로 상기 하우징(2)에 회전 방식으로 고정 연결되도록 상기 하우징 부재(17)의 리세스(21) 내로 결합하는, 다성분 카트리지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 피스톤(3)은, 외측 피스톤 스커트(outer piston skirt)(25)에 링 형상 시일(24)을 갖는 링 피스톤(22)을 포함하는, 다성분 카트리지.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드 부재(11)는 배기 부재(43, 44)를 포함하는, 다성분 카트리지.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저(5)와 상기 피스톤(3, 4)은 적어도 부분적으로는 통형(hollow)인, 다성분 카트리지.
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