WO2001019700A1 - Zweikomponentenkartusche für fliessfähige medien - Google Patents

Zweikomponentenkartusche für fliessfähige medien Download PDF

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Abstract

Die Zweikomponentenkartusche weist einen Aussenbehälter (10) und einen koxial darin angeordneten Innenbehälter (20) auf. Der Innenbehälter (20) besteht aus einem Faltenbalg (21), der zieharmonikaartig zusammengefaltet werden kann. Das rückwärtige Ende des Faltenbalges (21) ist in einen Kolben (32) eingespannt. Der Faltenbag wird im zusammengefalteten Zustand von einem Ringraum (41) des Kolbens (32) aufgenommen. Der Kolben (32) weist eine ringförmige Kolbenbrust (34) und eine auf gleicher Höhe liegende mittlere Kolbenbrust (37) auf. Die Erfindung ermöglicht ein einfaches Füllen der Zweikomponentenkartusche von der Rückseite her und eine weitgehende Restentleerung. Die Zweikomponentenkartusche kann mit dem gleichen Werkzeug ausgepresst werden wie eine übliche Kartusche mit nur einer einzigen Masse.

Description

Zweikomponentenkartusche für fließ fähige Medien
Die Erfindung betrifft eine Zweikomponentenkartusche, insbesondere eine Kartusche zum Ausbringen der Komponenten von Klebstoffen oder Schaumstoffen, die erst beim Ausbringen miteinander in Berührung kommen sollen, um zum Zwecke einer Reaktion miteinander vermischt zu werden.
Bekannt sind zahlreiche Lösungen für Zweikomponentenkartuschen, in denen die beiden Komponenten getrennt voneinander aufbewahrt und zeitgleich ausgetrieben und miteinander vermischt werden. Hierbei unterscheidet man grundsätzlich zwischen einer koaxialen Kartusche und einer biaxialen Kartusche. Bei einer koaxialen Kartusche ist ein Innenbehälter koaxial im Innern eines Außenbehälters angeordnet. Zum gleichzeitigen Austreiben der beiden Komponenten mit einem marktüblichen für eine Einkorn- ponentenkartusche bestimmten Standard-Auspressgerat wird ein zusatzliches Auspresswerkzeug benotigt, das einen Innendorn und einen Ringdorn von großer Lange aufweist. Wenn eine derartige koaxiale Kartusche in Verbindung mit einem herkömmlichen Auspresswerkzeug benutzt wird, kann diese Kartusche wegen der Lange des benotigten Auspresswerkzeugs nur etwa die halbe Lange einer üblichen Kartusche haben. Bei biaxialen Zweikomponentenkartuschen sind zwei Behalter mit eweils einem separaten Kolben nebeneinander angeordnet. Hierzu wird em komplexes Auspresswerkzeug benotigt. Diese Losung erfordert hohe Auspress- krafte .
Aus DE-OS 2 007 199 ist eine Ausbringvorrichtung für flussige Kosmetikprodukte bekannt, bei der die eine Komponente in einem Innenbehalter und die andere Komponenten in einem Außenbehalter enthalten ist. Der Innenbehalter ist ziehharmonikaartig faltbar und sein rückwärtiges Ende ist an einem Kolben befestigt, der in dem Außenbehalter verschiebbar ist. Beim Vorschieben des Kolbens wird die im Außenbehalter befindliche Komponente nach vorne herausgeschoben und die im Innenbehalter befindliche Komponente wird durch die Volumenverkleinerung des Innenbehalters ebenfalls ausgeschoben. Eine andere Losung sieht vor, dass der Kolben einen Ringraum hat, in dem sich ein Messer befindet, das beim Vorschieben des Kolbens die zylindrische Wand des Innenbehalters zerschneidet, um Platz für das weitere Vorschieben des Kolbens zu schaffen.
Aus DE 29 39 116 AI ist eine Zweikomponentenkartusche bekannt, die einen Außenbehalter, einen koaxial darin angeordneten, als Faltenbalg ausgebildeten Innenbehalter und einen in dem Außenbehalter verschiebbaren Kolben aufweist. Der Kolben ist mit einer Ausnehmung versehen, deren Boden den Innenbehalter abstutzt. Zum Vorschieben des Kolbens wird der Innenbehalter zu- sammengefaltet und von der Ausnehmung des Kolbens aufgenommen. Der Innenbehalter ist als Sack ausgebildet, der am rückwärtigen Ende durch den Sackboden verschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweikomponentenkartusche für fließfah ge Medien zu schaffen, welche auf einfache Weise unter Getrennthaltung der beiden Komponenten zu be- fullen ist und eine Restentleerung beider Komponenten ermöglicht .
Die Losung dieser Aufgabe erfolgt erfmdungsgemaß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bei der erf dungsgemaßen Zweikomponentenkartusche weist der Innenbehalter am rückwärtigen Ende eme E fulloffnung auf, die zunächst offen ist und nach dem Einf llen der Masse von dem Kolben verschlossen wird. Der Kolben weist einen axial m den Innenbehalter ragenden Vorsprung auf, der eine zentrale Kolbenbrust bildet. Der Vorsprung des Kolbens hat einerseits die Funktion, dass er mit seiner zentralen Kolbenbrust eine maximale Restentleerung der im Innenbehalter befindlichen Komponente gewährleistet, und andererseits bildet er einen Dorn für die geordnete Aufnahme des Innenbehalters bei dessen Zusammenfalten .
Die erf dungsgemaße Zweikomponentenkartusche kann mit einem marktublichen, für E kompontenkartuschen bestimmten Standard- Auspreßgerat ohne Zuhilfenahme eines zusätzlichen Auspreßwerkzeuges ausgebracht werden.
Eme gute Fullbarkeit der Kartusche ergibt sich dadurch, dass vor dem Setzen des Kolbens sowohl der Innenbehalter als auch der Außenbehalter am rückwärtigen Ende offen ist, so dass die beiden Massen in die eweilige Emfulloffnung eingepreßt werden können. Das Einpressen der Massen kann gleichzeitig oder auch nacheinander erfolgen.
Vorzugsweise bildet der am Kolben vorgesehene Vorsprung zusammen mit einer Ausnehmung des Kolbens und/oder zusammen mit einer Einschnürung des Außenbehalters einen Ringraum, der bei vorgeschobenem Kolben den zusammengefalteten Innenbehalter aufnimmt. Dadurch wird das geordnete Zusammenfalten des Innenbehalters gefordert, mit der Folge, dass die m dem Innenbehalter noch verbleibende Restmenge der entsprechenden Komponente extrem gering ist.
Die erfmdungsgemaße Zweikomponentenkartusche bietet die Möglichkeit, die Gefahrenkomponente der beiden Komponentenmassen in dem Innenbehalter unterzubringen, da dieser eme hohe Restentleerbarkeit aufweist. Nach dem Entleeren der Kartuschen besteht f r keine Person die Gefahr, mit einem Rest der schädlichen Komponente, der noch nicht reagiert hat, in Kontakt zu kommen. Bei herkömmlichen Koaxialkartuschen besteht dagegen die Möglichkeit einer Spaltundichtigkeit an der Behalterwand und damit verbundener Leckage und Restanhaftung. Der Ringraum, der den zusammengefalteten Innenbehalter aufnimmt, reduziert ebenfalls die Restmenge und zwingt den Innenbehalter m die für den zusammengedruckten Zustand vorgesehene Form.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kolben aus zwei separaten Kolbenteilen besteht, von denen em erstes Kolbenteil die erste Kolbenbrust und e zweites Kolbenteil d e zweite Kolbenbrust aufweist, und dass eines der Kolbenteile eme Stutzflache zum Abstutzen und Vortreiben des anderen Kolbenteils aufweist. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die beiden Behalter nacheinander zu füllen und den jeweils gefüllten Behalter durch Einsetzen des entsprechenden Kolbenteils zu verschließen. Dadurch wird verhindert, dass die beiden Komponenten beim Einfüllen unbeabsichtigt miteinander in Berührung kommen. Beim Auspressen wird der Druck nur auf eines der Kolbenteile direkt ausgeübt und dieses Kolbenteil stutzt das andere Kolbenteil ab und treibt es vor.
Jedes Kolbenteil kann einen an der Wand des Außenbehalters abgestutzten Kolbenrand aufweisen. Auf diese Weise wird jedes Kolbenteil eigenständig im Außenbehalter zentriert.
Der Innenbehalter ist vorzugsweise als Faltenbalg mit wellenförmiger Faltung ausgebildet. Der Innenbehalter ist selbsttragend und formstabil. Er ist plastisch verformbar. Für diese Anforderungen eignet sich ein Metall, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Aluminium hat den Vorteil einer guten plastischen Verformbarkeit. Es hat sich ergeben, dass ein Faltenbalg aus dünnwandigem Aluminium als Innenbehalter hervorragend geeignet ist.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen em Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung naher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausfuhrungsform der die Zweikomponentenkartusche im gefüllten Zustand,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die erste Ausfuhrungsform im ausgedruckten Zustand,
Fig. 3 einen Längsschnitt des ersten Kolbenteils, Fig. 4 einen Längsschnitt des zweiten Kolbenteils,
Fig. 5 -eine Ansicht des Innenbehalters, teilweise geschnitten,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausfuhrungsform der Zweikomponentenkartusche in gefülltem Zusand und
Fig. 7 einen Längsschnitt durch die zweite Ausfuhrungsform im ausgedruckten Zustand.
Die in den Fign. 1-5 dargestellte Zweikomponentenkartusche dient zur Aufnahme fließfahiger Materialien, insbesondere der Komponenten von Klebstoffen oder Schaumstoffen. Sie weist einen Außenbehalter 10 mit einem langgestreckten zylindrischen Kartuschenkorper 11 aus Kunststoff auf. Der Außenbehalter 10 ist an seinem vorderen Ende 12 mit einer Stirnwand 13 verschlossen, von der ein Auslaßkanal 14 absteht. Dieser Auslaßkanal ist mit einer einstuckig angeformten Kappe 15 verschlossen, welche an einer umlaufenden Ringnut 16 abgetrennt werden kann. Das rückwärtige Ende 17 des Außenbehalters 10 ist offen.
In dem Außenbehalter 10 befindet sich koaxial der Innenbehalter 20. Dieser weist einen generell zylindrischen Faltenbalg 21 aus Aluminium auf. An dem vorderen Ende 22 des Faltenbalges 21 befindet sich eine Behalterbrust 23, von der sich em innerer Auslaßkanal 24 koaxial im äußeren Auslaßkanal 14 erstreckt. Der innere Auslaßkanal 24 kann eme aufstoßbare Trennfolie 25 enthalten .
An der Außenseite des rohrformigen Auslaßkanals 24 befinden sich außen umlaufende sagezahnformige Rippen 26, die in längs- laufende Stege 27 an der Innenseite des äußeren Auslaßkanals 14 eingequetscht sind. Die Rippen 26 erlauben das Einschieben des inneren Auslaßkanals 24 in den äußeren Auslaßkanal 14, verhindern jedoch das Zurückziehen. Der innere Auslaßkanal 24 wird in dem äußeren Auslaßkanal 14 zentriert und dadurch wird das vordere Ende 22 des Innenbehalters 20 relativ zum Außenbehalter 10 zentriert .
An der Außenseite der Behalterbrust 23 befinden sich Rippen 28, welche die Behalterbrust 23 im Abstand von der Stirnwand 13 halten. Am rückwärtigen Ende des Innenbehalters 20 befinden sich umlaufende Sicken 46, welche dichtend an der Innenflache des einen ringförmigen Kolbenteils 33 angreifen, und dahinter befindet sich eine Einfulloffnung 52 (Fig. 5), die spater von dem Kolben 32 verschlossen wird.
Zwischen Innenbehalter 20 und Außenbehalter 10 befindet sich em Ringraum 30, der die erste Komponente aufnimmt. Der Raum 31 im Innern des Innenbehalters 20 nimmt die zweite Komponente auf.
Das rückwärtige Ende 17 des Außenbehalters 10 ist mit einem Kolben 32 verschlossen. Dieser Kolben besteht aus einem ersten Kolbenteil 33 mit einer ringförmigen Kolbenbrust 34 und einem umlaufenden, gegen die Innenseite des Außenbehalters druckenden Kolbenrand 35, und einem zweiten Kolbenteil 36 mit einer zentralen Kolbenbrust 37 und einem ebenfalls gegen die Innenseite des Außenbehalters 10 druckenden Kolbenrand 38. Der Kolben 32 enthalt einen vom rückwärtigen Ende her offenen Vorsprung. Die zweite Kolbenbrust 37 befindet sich an dem in das offene Ende des Innenbehalters 20 hineinragenden Vorsprung 39 des Kolben- teils 36. Sie befindet sich annähernd auf gleicher Hohe wie die äußere Kolbenbrust 34. Der Vorsprung 39 ragt koaxial m eme Ausnehmung 40 des Kolbenteils 33 hinein. Zwischen dem Vorsprung 39 und der Ausnehmung 40 befindet sich ein Ringraum 41, der den zusammengefalteten Innenbehalter 20 aufnehmen kann.
Hinter dem Ringraum 41 befindet sich eine verengte Einspannzone 42, in der ein eingeschnürter Abschnitt 43 des ersten Kolbenteils 33 mit nach innen gerichteten umlaufenden Rippen 44 versehen ist, welche gegen das rückwärtige Ende des zylindrischen Bereiches des Innenbehälters 20 drucken. In diesem Bereich ist der Innenbehalter 20 mit nach innen gerichteten Sicken 46 versehen (Fig. 5), die sich zwischen den Rippen 44 befinden und gegen die Außenflache des Vorsprungs 39 drücken.
Das Kolbenteil 36 weist an seinem rückwärtigen Ende eine Biegung 56 auf, die über einen nach vorne gerichteten Kragen 47 und eine weitere Biegung 48 in den rückwärts gerichteten Kolbenrand 38 übergeht. An der Biegung 56 bildet das Kolbenteil 39 eine Tasche 49, in die das rückwärtige Ende des Kolbenteils 33 hineinragt und in der es an einer Stutzflache 50, nämlich der Innenflache der Biegung 56, abgestutzt ist. In der Biegung 48 sind kleine Offnungen 51 vorgesehen, um eine einwendfreie Entlüftung beim Setzen des Kolbens zu ermöglichen.
Zunächst wird im leeren Zustand der Innenbehalter 20 in dem Außenbehalter 10 fixiert, indem der innere Auslaßkanal 24 in dem äußeren Auslaßkanal 14 zentriert wird. Der Innenbehalter 20 ist formstabil und er ist durch den beim Füllen hervorgerufenen Innendruck nicht radial aufweitbar.
Das Einfüllen der beiden Komponenten erfolgt nacheinander vom rückwärtigen Ende 17 her, wobei der Kolben 32 noch nicht vor- handen ist. Dabei kann wahlweise die eine oder die andere Komponente zuerst eingefüllt werden. Vorzugsweise wird zuerst der Rmgraum 30 gefüllt. Anschließend wird dann das Kolbenteil 33 gesetzt, wobei die Luft unter den umlaufenden Rippen 44 hindurch entweichen kann. Danach wird der Raum 31 mit der anderen Komponente gefüllt und schließlich wird das zweite Kolbenteil 36 gesetzt, wodurch das r ckwärtige Ende 17 der Kartusche verschlossen wird. In diesem Zustand, der m Fig. 1 dargestellt ist, wird die Kartusche an die Anwender geliefert.
Beim Auspressen druckt der Vorschubteller eines Auspresswerkzeuges gegen das rückwärtige Ende des Kolbens 32, wodurch beide Kolbenteile 33 und 36 gleichermaßen vorgeschoben werden. Dabei faltet sich der Innenbehalter 20 ziehharmonikaartig zusammen. Der Faltenbalg ist mit wellenförmiger Faltung derart ausgebildet, dass das Zusammenfalten von hinten nach vorne fortschreitet. Die Welligkeit des Faltenbalges ist so gewählt, dass sich der Faltenbalg im zusammengefalteten Zustand in dem Ringspalt 41 verklemmt und diesen abdichtend ausfüllt. Am Ende der Vorschubbewegung befindet sich der Faltenbalg gemäß Fig. 2 im zusammengefalteten Zustand vollständig in dem Rmgraum 41. Die erste Kolbenbrust 34 ist der Innenseite der Stirnwand 13 angepaßt und die zweite Kolbenbrust 37 ist der Behalterbrust 23 des Innenbehalters angepaßt. Im vollständig vorgeschobenen Zustand stoßt die Kolbenbrust 37 gegen die Behalterbrust 23 und die Kolbenbrust 34 stoßt gegen die Stirnwand 13. Daher erfolgt eme weitgehende Restentleerung beider Räume.
Um in jedem Stadium den noch vorhandenen Restinhalt der Kartusche zu erkennen, ist der Außenbehalter 10 mindestens teilweise aus lichtdurchlässigem Material hergestellt. An der Außenseite ist eme Skalierung zur Anzeige des jeweiligen Entleerungszustandes anhand der Kolbenposition vorhanden. Die Po- sition des Kolbens 32 kann durch die Kartuschenwand hindurch beobachtet werden.
Das Ausfuhrungsbeispiel der Fign. 6 und 7 entspricht im wesentlichen dem ersten Ausfuhrungsbeispiel, so dass die nachfolgende Beschreibung sich auf die Erläuterung der Unterschiede beschrankt. Bei dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel besteht der Kolben 32a aus einem einzigen Kolbenteil. Er weist den in das rückwärtige Ende des Innenbehalters 20 hineinragenden Vorsprung 39 auf, an dessen rückwärtigem Ende die Einspannzone 42 gebildet ist. Der Vorsprung 39 geht am rückwärtigen Ende über eine Biegung 56 in einen nach vorne gerichteten Kragen 47 über, an den sich die äußere ringförmige Kolbenbrust 34 anschließt. Diese ringförmige Kolbenbrust 34 liegt viel weiter zurück als die zentrale Kolbenbrust 37.
Am vorderen Ende ist der zylindrische Außenbehalter 10 mit einer Einschnürung 60 versehen. Im Bereich dieser Einschnürung hat die Zylinderwand einen geringeren Durchmesser als im übrigen Bereich des Kartuschenkorpers 11. Die Einschnürung 60 ist durch eme Schulter 61 begrenzt. Im Bereich der Einschnürung 60 können langslaufende Rippen 62 vorgesehen sein. Die Lange der Einschnürung 60 ist gleich der Lange des über die Kolbenbrust 34 vorstehenden Bereichs des Vorsprungs 39, so dass in dem in Fig. 7 dargestellten Auspresszustand die zentrale Kolbenbrust 37 gegen die Behalterbrust 23 des Innenbehalters stoßt, wahrend die ringförmige Kolbenbrust 34 an der Schulter 61 anliegt. Zwischen der Einschnürung 60 und dem Vorsprung 39 wird der Rmgraum 41 gebildet, er den zusammengedruckten Faltenbalg 21 aufnimmt.
Auch bei dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel erfolgt zunächst das Füllen des Innenbehalters und des Außenbehalters mit der jeweiligen Komponente, wobei die beiden Komponenten streng getrennt gehalten werden. Nach dem Füllen wird der Kolben 32a gesetzt und dabei wird in der Einspannzone 42 das rückwärtige Ende des Innenbehalters 20 von beiden Seiten her in dem Kolben eingespannt. Da der Vorsprung 39 zuerst in den Innenbehalter eintaucht und diesen verschließt, wird sicher verhindert, dass wahrend des Setzens des Kolbens die beiden Komponenten unbeabsichtigt miteinander in Kontakt kommen können. Das Zusammenfalten des Faltenbalgs 21 erfolgt auch hier beginnend vom rückwärtigen Ende und sich nach vorne fortsetzend, wobei der zusammengefaltete Faltenbalg von dem als Dorn wirkenden Vorsprung 39 aufgenommen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Zweikomponentenkartusche für fließfahige Medien, mit
einem rohrformigen Außenbehalter (10), der ein vorderes Ende (12) mit einem äußeren Auslaßkanal (14) und ein offenes rückwärtiges Ende (17) aufweist,
einem koaxial im Außenbehalter (10) angeordneten axial zusammenfaltbaren Innenbehalter (20) , der ein vorderes Ende (22) mit einem inneren Auslaßkanal (24) aufweist,
und einem in dem Außenbehalter (10) verschiebbaren Kolben (32,32a), der den zusammengefalteten Innenbehalter (20) aufnimmt,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Innenbehalter (20) am rückwärtigen Ende eine von dem Kolben (32) verschlossene Einfulloffnung (52) aufweist und dass der Kolben (32,32a) eine zentrale Kolbenbrust (37) aufweist, die an einem in den Innenbehalter (20) ragenden Vorsprung (39) gebildet ist.
2. Zweikomponentenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (39) zusammen mit einer Ausnehmung (40) des Kolbens und/oder zusammen mit einer Einschnürung des Außenbehalters (10) einen Rmgraum (41) bildet, der bei vorgeschobenem Kolben den zusammengefalteten Innenbehalter (20) aufnimmt.
3. Zweikomponentenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (32) aus zwei separaten Kolben- teilen (33,36) besteht, von denen ein Kolbenteil (36) die zentrale Kolbenbrust (37) und ein Kolbenteil (33) eine ringförmige Kolbenbrust (34) aufweist, und dass eines der Kolbenteile eine Stutzflache (50) zum Abstutzen und Vortreiben des anderen Kolbenteils aufweist.
4. Zweikomponentenkartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kolbenteile (33,36) einen an der Wand des Außenbehalters (10) abgestutzten Kolbenrand
(35,38) aufweist.
5. Zweikomponentenkartusche nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (32) hinter dem Ringraum (41) eine abdichtende Einspannzone (42) für die Wand des Innenbehalters (20) aufweist.
6. Zweikomponentenkartusche nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehalter (20) als Faltenbalg (21) mit wellenförmiger Faltung derart ausgebildet ist, dass das Zusammenfalten von hinten nach vorne fortschreitet .
7. Zweikomponentenkartusche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (21) eine solche Welligkeit hat, dass er sich im zusammengefalteten Zustand in dem Ringspalt (41) verklemmt und diesen abdichtend ausfüllt.
8. Zweikomponentenkartusche nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (21) aus Metall besteht .
9. Zweikomponentenkartusche nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaßkanal (24) des Innen- behälters (20) außen umlaufende Rippen (26) aufweist, die sich in längslaufende Stege (27) im Auslaßkanal (14) des Außenbehälters (10) einquetschen und eine Axialsicherung des Innenbehälters (20) bewirken.
10. Zweikomponentenkartusche nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der. Außenbehälter (10) mindestens teilweise aus lichtdurchlässigem Material besteht und eine Skalierung zur Anzeige des jeweiligen Entleerungszustandes anhand der Kolbenposition trägt.
11. Zweikomponentenkartusche nach einem der Ansprüche 3-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (50) Bestandteil einer Tasche (49) ist.
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