WO2021115880A1 - Kartusche und verfahren zur herstellung einer kartusche - Google Patents

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WO2021115880A1
WO2021115880A1 PCT/EP2020/084281 EP2020084281W WO2021115880A1 WO 2021115880 A1 WO2021115880 A1 WO 2021115880A1 EP 2020084281 W EP2020084281 W EP 2020084281W WO 2021115880 A1 WO2021115880 A1 WO 2021115880A1
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cover
insert
cartridge
area
chamber
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PCT/EP2020/084281
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Tobias Donner
Thomas Ayrle
Ralf Willner
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Hilti Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a cartridge for an extrusion device and a method for producing a cartridge.
  • Cartridges are mainly used for storing material such as glue, sealant, mortar, paint or lubricants.
  • the material can easily be applied to an object via the cartridges, provided that the cartridge is inserted into a corresponding ejection device.
  • the material can be precisely applied using the extrusion device. For example, a rod of the extrusion device presses against a bottom of the cartridge, whereby the volume of the cartridge is compressed, so that the material located in the cartridge is pressed out of an opening.
  • An attachment can be attached to the cartridge in order to be able to apply the material to the object in a controlled and precise manner.
  • Cartridges are known from practice that are designed with a not inherently rigid film bag and an inherently rigid insert.
  • the film bag has a cylindrical wall and a bottom part, the insert being connected to the film bag at an end remote from the bottom part.
  • the insert is ring-shaped and has a circular opening closed with a cover, through which the chamber can be filled with the material.
  • a cartridge for an extrusion device with at least one elongated film bag which is not inherently rigid and which has a chamber for receiving a mass, with a head part for cooperation with the film bag and with an inherently rigid insert that is placed on a head part facing Side with the foil pouch is connected and has a closed by a cover passage.
  • the insert is designed to be conical on a side facing the head part.
  • a cartridge can be provided in a structurally simple manner, in which a cover connected to the insert can be easily and securely fastened to the insert under all conditions and securely holds on the insert. Furthermore, undesired peeling or shearing off and / or damage to the cover, designed as a film for example, is reliably prevented as a result of the favorable introduction of force. Due to the conical design of the insert, the cover can also reliably withstand high pressures within the chamber, since in the event of a pressure increase in the chamber before opening, a notch effect in the area where the cover is connected to the insert is small.
  • an upper surface of the insert facing the head part encloses an angle between 10 ° and 50 ° with a horizontal line arranged perpendicular to a central axis of the film bag, with an area of the surface facing the central axis having a greater distance to a bottom part of the film bag as a region of the surface facing away from the central axis.
  • the angle particularly preferably has a value between 15 ° and 35 °, in particular approximately 25 °.
  • the cover has a predetermined breaking area.
  • An easy-to-use cover is thereby provided.
  • the cover closes the film bag securely and prevents any undesired leakage from the mass in the chamber from the chamber.
  • it enables the cover to have a simple and safe and in particular defined opening in order to be able to deliver the mass located in the chamber.
  • the opening properties are improved by the predetermined breaking area, in particular when the cartridge is used in an extrusion device.
  • the cartridge Due to the predetermined breaking area in the cover, the cartridge can be opened in a particularly defined manner in an extrusion device with comparatively low forces.
  • the cover can be made so stable in a simple manner that self-opening of the cartridge is reliably prevented, for example in the event of an accidental fall.
  • the cover is designed in particular as a film, as an alternative to this, for example, it can also be designed in the form of a plate and represent, for example, a plastic plate.
  • the predetermined breaking area can easily have any shape and, depending on the application, be round, oval, square, rectangular, angular or linear, or have a combination of these shapes.
  • the cover has a defined material discontinuity in the predetermined breaking area, at least in some areas, in particular in an entire flat area, than in a further area of the cover.
  • the cover is constructed in a structurally simple manner and can be produced inexpensively, with a safe and defined opening of the cover in the predetermined breaking area being enabled.
  • the defined material discontinuity can be formed, for example, in that the cover has an increased or reduced material thickness in the predetermined breaking area, at least in some areas, than in a further area of the cover. This enables safe and defined opening of the cover in the predetermined breaking area.
  • Such a cover can also be produced simply and inexpensively.
  • the predetermined breaking area of the cover can also have a defined different material strength than a further area of the cover. This also enables the cover to be opened reliably and in a defined manner in the predetermined breaking area.
  • a further area of the cover is understood here to mean an area of the cover that is not assigned to the predetermined breaking area and extends outside the defined predetermined breaking area. In the further area of the cover there are preferably essentially constant material properties.
  • the predetermined breaking area of the cover is delimited by a linear material weakening.
  • the linear material weakening particularly completely encompasses the predetermined breaking area and thus separates the predetermined breaking area from the further area of the cover.
  • the linear material weakening can be both a continuous, in particular uniform, material weakening as well as a perforation, the material thickness or the material strength of the linear material weakening being both less and greater than the material thickness of the further area of the cover.
  • the predetermined breaking area of the cover differs from that of a further area of the cover. Provision can be made here for a different strength or a different structural structure to be provided in the predetermined breaking area completely or in an area encompassing the predetermined breaking area in a linear manner than in the further area of the cover. This can be achieved, for example, by the action of temperature, in particular by means of laser or energetic radiation.
  • the predetermined breaking area of the cover can preferably have a notch that is star-shaped, cross-shaped, line-like, circular, semicircular or the like.
  • the special geometry of the notch enables the pressure required to open the cartridge to be adjusted.
  • the shape and spatial arrangement of the notch can be used to influence the opening characteristics.
  • the insert can have at least one ventilation opening independent of the passage and / or at least one ventilation slot independent of the passage.
  • the passage is in particular circular and, when the film bag is being filled, is preferably at least approximately close to a filling tube of a filling device. Air located in the chamber of the film bag can easily escape through the ventilation opening and / or the ventilation slot.
  • the ventilation opening and / or the ventilation slot can, after the filling process, be closed by the cover, in particular in a sealing manner, so that the mass located in the chamber is sealingly enclosed.
  • the passage of the insert can have at least one venting notch in an area facing the central axis of the film bag, so that when the film bag is being filled with a filling device that has a filling tube with a circular cross-section, there will be in the chamber of the film bag Air can escape through the vent notches directly along the fill tube.
  • Both the provision of the ventilation opening or the ventilation slot and the provision of ventilation notches prevents the occurrence of high pressures during a filling process, whereby the filling process can be carried out inexpensively.
  • a plurality of ventilation openings and / or ventilation slots are preferably provided, which in particular are arranged on the insert in a uniformly distributed manner around the circumference.
  • the ventilation openings have an essentially circular cross section.
  • the ventilation slots are preferably arranged essentially concentrically to a central axis of the insert.
  • the ventilation notches can have a substantially rectangular, triangular, curved or comparable shape.
  • the insert and the head part have, in areas facing each other, a respectively interacting and essentially oppositely executed contour, the cover arranged in the area of the contours being weldable.
  • the cover can preferably not only be connected to the insert in a welding process, but the insert can also be connected to the head part by means of the cover as an alternative or in addition thereto by means of a welding process.
  • a welding tool provided for this purpose preferably has a cylindrical recess essentially corresponding to the foil bag and can be guided around the foil bag in the direction of the insert from a side facing away from the head part, the welding tool being designed to cover at least in the area of the contours of the insert and to heat the head part in such a way that the insert can be welded to the head part by means of the cover.
  • the welding tool preferably engages around the respective foil bag on the outside.
  • the film bag can preferably be formed by a cylindrical film tube which is closed on the bottom side by a bottom part, the bottom part in particular being glued and / or welded to the film tube.
  • the film tube also called tubular film or blown film, can be formed from a thermoplastic material, wherein the film tube can be extruded or welded or glued at its longitudinal seam. Since the bottom part is particularly glued and / or welded, there is a cohesive connection, which improves the storage properties of the cartridge, so that a leakage rate of the cartridge is reduced compared to a cartridge in which a film bag is closed by a clip closure is.
  • the cartridge has, for example, a head part which comprises at least one receptacle for the at least one insert.
  • the head part is a kind of adapter, since the head part made light that commercially available attachments or standardized squeezing devices can be used to apply the mass located in the cartridge.
  • the insert which partially protrudes beyond the foil bag, thus represents an interface to the head part. It can be provided that the insert has a stepped raised elevation on its side protruding from the film bag, via which the insert is received in the receptacle of the head part. The survey enables a stable recording of the insert in the recording of the head part. In addition, this improves the tightness during operation.
  • the cover can rest on at least two, for example, substantially perpendicular to one another surfaces of the stepped raised elevation.
  • the cover can also be attached to the insert in a stable manner on the underside and in the receptacle of the head part on the top. Furthermore, this also reduces the leakage.
  • the head part has an outlet connection that is in fluid connection with the receptacle.
  • the outlet connection can define the flow rate, in particular via its diameter.
  • the outlet connection has a thread.
  • commercially available attachments or extrusion devices for applying the compound located in the cartridge can be attached exactly to an outlet opening of the outlet nozzle, so that the compound can be precisely positioned and metered during application.
  • the outlet stub can also have a partition which divides the volume into two or more outlet channels.
  • the relative position of the partition wall in the outlet nozzle defines the cross-sections of the outlet channels and thus the flow rates through these outlet channels.
  • the outlet channels can have different diameters.
  • the outlet channels can be oriented coaxially to one another.
  • the head part can thus be suitable for receiving several foil bags, which can have different masses.
  • the head part separates the different masses up to the outlet opening, so that the different masses can only come into connection after the outlet opening. This is important for two-component adhesives, for example.
  • the cartridge can thus accommodate different masses and serve as a multi-component pack.
  • the different diameters of the outlet openings make it possible to set a special mixing ratio for the different masses.
  • the masses located in the cartridge can be a chemical mass or a liquid, for example components of a two-component mixture.
  • sealing compounds, multi-component mortars, multi-component coating compounds, multi-component paints, multi-component foam precursors, multi-component adhesives, multi-component sealing compounds and multi-component lubricants can be stored in the corresponding cartridges.
  • the receptacle of the head part can be assigned a spreading space into which the cover can spread out.
  • the expansion space enables the cover to be opened in a controlled manner so that it does not hinder the flow of the outflowing mass. On the one hand, this results in a laminar flow, since there are no obstacles in the flow path that could result in a turbulent flow. On the other hand, this ensures that the flow rate is precisely maintained, which is important for the mixing ratio of two or more components.
  • the passage is tapered.
  • the passage acts like a cone or a nozzle when the mass flows out.
  • the conically tapering passage can also act as a diffuser when filling the foil bag.
  • the passage can in particular be adapted to a filling cone of the mass located in the chamber. This enables the chamber to be optimally filled with a mass, so that little or no air is left in the chamber.
  • the cartridge has at least one second, elongated film bag which is not inherently rigid and has a chamber for receiving a mass.
  • the cartridge can thus be used as a multi-component packaging. This means that a resin, for example an epoxy resin, and a hardener for a two-component adhesive can be stored in the same packaging.
  • the second foil pouch can have the same length as the first foil pouch, in which case a ratio of the base areas of the foil pouch determines a mixing ratio to be achieved.
  • a ratio of the base areas of the foil pouch determines a mixing ratio to be achieved.
  • two foil bags are used which have a length that deviates from one another.
  • the bottom part can be made of a plastic such as, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and / or acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS).
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • the bottom part is manufactured by injection molding, 3D printing or by machining. It can also consist of a preformed mono or multilayer film. It may be that the bottom part consists of the same or a comparable material as the cover is formed. This enables the bottom part to be manufactured inexpensively.
  • the film pouch can comprise a mono- or multilayer film.
  • the total layer thickness is 50 to 350 gm, in particular 80 to 150 gm.
  • the materials used can be PE, PP, PET, aluminum, ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyamides (PA), and / or polylactides (PLA) be.
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • PA polyamides
  • PLA polylactides
  • a coating with silicon oxide or aluminum can also be provided for each layer.
  • the multilayer film can be produced by adhesive or extrusion lamination.
  • the film bag can preferably be evenly folded up during a squeezing-out process, similar to a concertina nica, so that as much as possible the entire mass in the chamber can be used.
  • the foil pouch is exposed to chemical substances or liquids which can sometimes attack the foil pouch.
  • An exact composition of the foil bag must therefore sometimes be adapted to the mass in the chamber or to the liquid in the chamber, in particular to the corresponding material properties.
  • the cover can preferably be designed as a multilayer film.
  • the cover has a PE and / or a PP layer on the top and bottom so that it can be welded, for example thermally welded, to other plastic parts of the cartridge.
  • the film can also have layers of PVC, especially when other plastic parts of the cartridge are made of PVC.
  • a barrier layer can be provided between an upper side and an underside of the cover, which prevents, for example, the penetration of oxygen or water vapor into the chamber after it has been closed by the cover. In this way outgassing of the mass located in the chamber can also be reliably prevented.
  • the total thickness of the cover can be between 50 gm and 350 gm. In particular, it is provided that the total thickness is between 130 ⁇ m and 250 ⁇ m.
  • the barrier layer can for example comprise aluminum or coatings of silicon oxide and / or aluminum oxide on PET, bi-axially arranged PP (BOPP), PA, PLA, or ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH).
  • BOPP bi-axially arranged PP
  • PA PA
  • PLA PLA
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • the invention relates to a method for producing such a cartridge for an extrusion device, by means of the following steps:
  • the technical advantages described for the cartridge apply analogously to the proposed method for manufacturing the cartridge, so that the cover can be attached to the insert in a simple manner and the chamber securely closes.
  • the cover is securely arranged on the insert even at high pressures present in the chamber, damage to the cover being reliably prevented.
  • the production of the filled cartridge can be separated into different production steps.
  • the production of the foil bag is separated from the filling of the foil bag and the attachment of the foil bag in the head part.
  • the modular design of the cartridge enables the individual elements to be adapted to the different requirements placed on the cartridge by the mass in the chamber.
  • the decoupling of the production of the foil bag from the filling reduces the complexity of the production of the cartridge. In this way, a better quality can be guaranteed, since different machines and materials can be used for production and filling.
  • a defined predetermined breaking area is produced in the area of the cover.
  • the predetermined breaking area of the cover can for example be produced before the production of the foil bag, after the production of the foil bag or during the production of the foil bag.
  • the predetermined breaking area is preferably only introduced into the cover through the cover after the mass has been filled into the chamber and the chamber has been closed.
  • material of the cover is preciselytra conditions from an outside facing away from the chamber in order to form the predetermined breaking area.
  • the predetermined breaking area can, however, also be produced before the cover is placed on the chamber.
  • the film bag has a film tube and a bottom part, the film tube preferably being formed by welding or gluing.
  • the predetermined breaking area of the cover is zen by means of a laser, a material weakening by industrial embossing or by thermal embossing with a heated stamp, by an Anrit zen with a suitable cutting tool or knife or during a welding process of the cover is made to the insert.
  • the predetermined breaking area has, in particular, a different material thickness and / or strength than other areas of the cover and a defined predetermined breaking area is thereby formed.
  • At least one welding parameter is preferably varied in further areas to achieve the predetermined breaking area compared to the connection of the cover to the insert and, for example, a higher pressure, an increased temperature or an extended welding duration or uses a combination of these parameters.
  • the predetermined breaking area is created in the immediate vicinity of the weld seam or in the weld seam itself.
  • the insert has at least one material extension, in particular a material extension which surrounds the passage and which melts during the closure of the passage.
  • the tightness is improved as a result of the fact that a material connection of the insert with the cover can be ensured due to the melt.
  • the material extension can surround the passage of the insert. It acts as the intended melting point of the insert so that a high quality cover is provided and no mass can escape from the chamber through the opening.
  • a head part which has at least one receptacle and the insert is inserted into the receptacle.
  • the head part enables the cartridge to be inserted into commercially available extrusion devices, which means that the cartridge can be squeezed out in a controlled manner when the mass in the chamber is applied to a corresponding object.
  • a second film bag with a chamber can be provided.
  • the bag can be designed in a manner analogous to the first film bag and connected to the head part.
  • the connection is preferably made by means of gluing or welding. Accordingly, a multi-component packaging or cartridge can be produced in a simple manner.
  • the covers of the various chambers can be designed with different predetermined breaking areas, for example different notches.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a cartridge according to the invention in a first embodiment in an exploded view
  • FIG. 2a shows a detailed view of the insert from FIG. 1 with a cover designed as a film in a longitudinal section;
  • FIG. 2b shows a detailed view of a further embodiment of an insert for connecting a cover designed as a film according to FIG. 2a in a longitudinal section;
  • FIG. 2c shows a detailed view of the insert according to FIG. 2b with a cover made as a plastic plate;
  • FIG. 3a shows a plan view of the cartridge from FIG. 1 with the predetermined breaking area
  • FIG. 3b shows a plan view of the cartridge from FIG. 1 with a further embodiment of the predetermined breaking area 4 shows a schematic comparison which compares the chamber from FIG. 1 with a chamber known from the prior art and its squeezing behavior;
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the method according to the invention for positioning a cartridge according to the invention in a second embodiment
  • FIG. 6 shows a cartridge shown in simplified form and a filling device for filling a chamber of the cartridge according to FIG. 1 with a chemical compound
  • FIG. 9 shows a detailed view of a ventilation slot of the insert from FIG. 8.
  • FIG. 10 is a plan view of a further embodiment of the insert.
  • FIG. 11 shows a detailed view of a ventilation notch of the insert from FIG. 10;
  • FIG. 12 shows an alternatively designed cartridge in which a film tube and a base part are welded to one another;
  • 13a shows a schematically shown structure of the cover
  • 13b shows a schematic structure of an alternatively designed cover
  • FIG. 20 shows a side view and a top view of a further embodiment of a cartridge with two foil bags, the foil bags being jointly connected to the head part in a welding process;
  • FIG. 21 shows a side view and a top view of a further embodiment of a cartridge with two foil bags, the foil bags being connected separately to the head part in a welding process. Examples of execution:
  • Figure 1 shows a cartridge 10 in an exploded view in a longitudinal section.
  • the cartridge 10 comprises a head part 12, two covers 14, two inserts 16 and two foil bags 18.
  • the film bags 18 are not designed to be inherently rigid and each have a cylindrical and essentially elongated shape.
  • the foil bags 18 each delimit a chamber 20 and have an opening 22, the chamber 20 of the foil bag 18 in particular being able to be closed off.
  • the film bag 18 is formed by a bottom part 24 and a film tube 26.
  • the bottom part 24 has a base area 28 and a collar 30 extending around the base area 28.
  • the film tube 26 is attached on the outside to the collar 30 by welding or gluing. In principle, the film tube 26 can also be attached to the inside of the collar 30 by welding or gluing.
  • the film tube 26 can be produced, for example, from a film by gluing or welding edge areas. It can also be provided to use an already prefabricated film tube or a prefabricated film bag.
  • the base area 28 is, for example, circular, so that the chamber 20 is designed to be cylindrical. In principle, however, any shape of the base area 28 is conceivable, for example rectangular or polygonal.
  • the insert 16 is designed to be inherently rigid and is inserted on the inside through the opening 22 at least partially into the corresponding chamber 20 of an associated film bag 18.
  • 2a, 2b and 2c show different design variants of an insert 16 or a cover 14, the inserts 16 each being seen for connection to a film bag 18.
  • the insert 16 according to FIG. 2a has in one piece three sections 32, 34 and 36 which are arranged one on top of the other with respect to a longitudinal direction L of the film bag 18 or the cartridge 10, that is to say adjoin one another in each case.
  • the first section 32 is arranged on a side facing away from the head part 12 and the third section 36 is arranged on a side facing the head part 12.
  • the first section 32 has, for example, a thickness D1 in the longitudinal direction L of in particular less than 4 mm
  • the second section 34 a thickness D2 in the longitudinal direction L of ins- special less than 5 mm
  • the third section 36 has a thickness D3 in the longitudinal direction L of in particular special less than 5 mm.
  • the chamber tapers in the direction of the head part 12.
  • the inner side 38 of the third section 36 has, on a side facing the head part 12, above the bend 40, a second area which has an angle ⁇ with respect to a horizontal line H arranged perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the angle ⁇ can have a value between 0 ° and 60 °.
  • the third section 36 has an outer side 42 facing away from the chamber 20 and comprising two surfaces 44 and 46.
  • the surface 46 is arranged in the longitudinal section parallel to the horizontal H and thus to the base surface 28, whereas the surface 44 in the longitudinal section has an angle d with respect to the vertical or the longitudinal direction, but in an alternative embodiment also essentially parallel to the vertical V. can be arranged.
  • the surfaces 44 and 46 can be arranged essentially perpendicular to one another in the longitudinal section.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of the insert 16, which differs from the insert 16 according to FIG. 2a essentially in that the third section 36 has a conical region that encompasses the surface 46 and faces the head part 12.
  • the surface 46 facing the head part 12 forms an angle 8 of 10-50 ° with the horizontal H, particularly preferably of about 15 ° -35 °.
  • the surfaces 44 and 46 are not arranged perpendicular to each other in the longitudinal section and include an obtuse angle here.
  • the radially outer surface 42 of the third section 36 is arranged essentially in the longitudinal direction L.
  • the insert 16 shown in FIG. 2c essentially corresponds to the insert 16 according to FIG. 2b, the cover 14 being designed as a plastic plate in the exemplary embodiment shown.
  • the third section 36 of the inserts 16 according to FIGS. 2a and 2b is set back with respect to the outer side 42 with respect to the second section 34, the third section 36 having a smaller outer diameter than the second section 34.
  • a stepped raised elevation 48 of the insert 16 is formed.
  • the third section 36 has a width 50 of 3 to 8 mm in the direction of the horizontal H and is offset inwardly by a radial offset 52 of 2 to 4 mm with respect to the second section 34.
  • a material extension 54 is provided which protrudes essentially perpendicularly from the surface 46 parallel to the horizontal H, i.e. in the longitudinal direction L
  • the material extension 54 has a predefined height 56, as will be explained below, and a width 58 of in particular less than 2 mm.
  • the outside 42 of the first section 32 has an angle g between 0 and 10 ° with respect to the vertical V and the outside 42 of the third section 36 forms an angle d of 0 to 60 ° with the longitudinal direction L.
  • the inner side 38 of the sections 32, 34, 36 facing the chamber 20 encloses a passage 60 which, starting from the first section 32, tapers conically in the direction of the third section 36.
  • the passage 60 in the area of the first section 32 has a larger opening 61 compared to the opening 63 in the area of the third section 36.
  • the insert 16 has a plurality of holes 62 in the third section 36, which are arranged between the material extension 54 and a radially inwardly pointing tip 64 of the third section 36 and run essentially in the longitudinal direction L here.
  • the insert 16 is designed in the shape of a ring, so that it can be coupled to the cylindrical foil hose 26.
  • the inside of the film tube 26 is connected to the insert 16, the film tube 26 being connected to the outside 42 of the first section 32.
  • the film tube 26 is preferably welded or glued to the insert 16.
  • the cover 14 is provided between the head part 12 and the insert 16, as can be seen from FIG. 1. In the assembled state of the cartridge 10, the cover 14 rests in radially outer regions on the stepped elevation 48, essentially on the two surfaces 44 and 46.
  • the cover 14 is connected to the insert 16, for example by welding or gluing, and closes the passage 60 and the holes 62. Accordingly, the cover 14 closes the chamber 20, so that the chamber 20 is preferably completely sealed when the cover 14 is installed.
  • the head part 12 has two receptacles 66 which, in the assembled state, interact with the inserts 16 and the cover 14. On acquisition 66 is divided into two areas, as can also be seen from Fig. 3a.
  • the receptacle 66 is adapted to the insert 16 and the stepped raised elevation 48, so that the insert 16, as can be seen in FIG. 1, rests with the cover 14 on a side surface 70 of the receptacle 66, i.e. over its radially outwardly facing outer side 42, in particular that of the third section 36, and, as can be seen in Fig. 3a, rests on the support area 68, with the cover 14 in between.
  • the receptacle 66 comprises an expansion region 72 which is designed as a depression in the receptacle 66 and, as can be seen in FIG. 1, forms an expansion space 74, the function of which will be explained later.
  • the head part 12 furthermore has an outlet connection 76, with an outlet opening 78 and an outlet channel 80.
  • the outlet opening 78 is in fluid connection with the expansion space 74 and the receptacle 66 through the outlet channel 80.
  • the outlet port 76 shown in Fig. 1 has two outlet channels 80 which are in fluid communication with the respective receptacle 66 and are separated from each other by a partition 82, which extends from a connecting web 84 separating the receptacles 66 to the outlet opening 78 .
  • the two outlet channels 80 as shown in FIG. 1 and FIG. 3a Darge, have a different cross section, in particular a different diameter, in order to set a mixing ratio of the masses, as will be explained below.
  • the outlet stub 76 also has a thread 86 by means of which an attachment, which cannot be seen, can be attached to the outlet opening 78 of the head part 12.
  • This attachment can be part of an extrusion device into which the cartridge 10 can be inserted or inserted.
  • the cover 14 comprises a predetermined breaking area 88 which, when the cartridge 10 is connected to the head part 12, is arranged in the area of the expansion area 72 of the receptacle 66.
  • the cover 14 has a lower material thickness or material strength in the predetermined breaking region 88 than in other regions of the cover. Due to the lower material thickness, the cover 14 is correspondingly weakened in areas in the predetermined breaking area 88.
  • the predetermined breaking area 88 can be generated in the cover 14, for example, by a laser or by a heated stamp.
  • the predetermined breaking area 88 can be generated, for example, after the cover 14 has been arranged on the insert 16, preferably from a side facing away from the chamber 20.
  • the predetermined breaking area 88 can also be generated from a side of the cover 14 facing the chamber 20.
  • areas opposite one another can be machined from both sides of the cover 14 so that the predetermined breaking area 88 extends on both sides of the cover 14.
  • the predetermined breaking area 88 can also be produced by deforming material by means of a stamp or by melting material by means of a stamp. It can also be provided that a laser is used to vaporize material in the predetermined breaking area 88, in particular on a side facing away from the chamber 20, so that the predetermined breaking area 88 represents, for example, an externally visible notch in the cover 14. If the predetermined breaking area 88 is produced by hot stamping, the predetermined breaking area 88 is also visible from an outside.
  • the predetermined breaking area 88 can also be produced by scribing.
  • the predetermined breaking area 88 can also be generated by the above-mentioned method before the cover 14 is attached to the insert 16.
  • FIG. 3b shows a view comparable to FIG. 3a, only the differences being discussed below.
  • the predetermined breaking area 88 is here arranged in an area of the expansion area 72 which faces the respective other film bag 18.
  • the predetermined breaking area 88 represents, for example, a section of the weld seam 89, the predetermined breaking area 88 being at least regionally, in particular completely congruent with the welding seam 89.
  • the predetermined breaking area 88 can also be in the immediate vicinity of the weld 89.
  • the predetermined breaking area 88 is produced during the production of the weld seam 89 by varying welding parameters.
  • the predetermined breaking area 88 is a targeted weakening of the cover 14 so that when the film bag 18 or the chamber 20 is pressed out by an extrusion device, the cover 14 in the predetermined breaking area 88 tears or opens there in a defined manner.
  • the bottom part 24 of the chamber 20 is pressed, for example, in the direction of the head part 12 by means of a stamp of an ejection device. This leads to the fact that the pressure in the chamber 20, which is directed in the direction of the cover 14, increases, as a result of which the mass located in the chamber 20 is pressed against the cover 14. The cover 14 then expands into the expansion region 72.
  • the predetermined breaking area 88 of the cover 14 is assigned to the expansion area 72, the predetermined breaking area 88 breaking above a certain force or a corresponding pressure, so that the mass through the passage 60 of the insert 16 and the torn predetermined breaking area 88 from the chamber 20 into the outlet channel 80 can flow.
  • the mass can thus flow out of the head part 12 through the outlet opening 78 and be applied, for example, to an object.
  • the outlet channel 80 and the expansion space 74 should be kept as small as possible.
  • the expansion area 72 which is assigned to the chamber 20, has an area of 1 - 40% based on the total area of the respective receptacle 66 or 68, better 2 - 35% and preferably 3 - 30% having.
  • the expansion height 90 of the expansion space 74 should be between 2.0 and 15.0 mm, in particular 3.0 and 12.0 mm and preferably 5.0 and 10.0 mm.
  • the opening force necessary to break up the predetermined breaking area 88 can be adapted by changing the expansion area 72. Furthermore, it is also possible to adapt the opening force by a corresponding arrangement of the predetermined breaking area 88 on the cover 14 or the shape and size of the predetermined breaking area 88.
  • the required opening force is increased if the predetermined breaking area 88 is displaced from a central area in an edge area of the expansion surface 72.
  • FIG. 4 shows a schematic comparison between the chamber 20 of the cartridge 10, which is arranged in the upper half of FIG. 4, and a chamber 92 of a cartridge 94 known from the prior art, which is arranged in the lower half of the figure , in a longitudinal section.
  • FIG. 4 shows the cartridges 10, 94 in a filled state and the right side of FIG. 4 shows the cartridges 10, 94 in a pressed out or emptied state.
  • the cartridges 10, 94 in the present example are enclosed by a cuboid 96 of the same volume, which is shown with dashed lines.
  • a width B, a length L and a height (not shown) of the two cuboids 96 are essentially the same here.
  • the chamber 92 of the cartridge 94 from the prior art is closed on both sides by clips 98.
  • the clips 98 result in the chamber 92 being closed in a spherical shape at each end, so that the chamber 92 has a smaller volume than the cuboid 96 according to the cartridge 10 according to the invention. Accordingly, more mass can be poured into the chamber 20 than into the chamber 92.
  • the chamber 20 of the squeezed out cartridge 10 is enclosed by a cuboid 100.
  • the cuboid 100 is smaller than the cuboid that encloses the squeezed out chamber 92 from the prior art, so that the squeezed out chamber 20 has a smaller volume than the squeezed out chamber 92 from the prior art. Accordingly, the cartridge 10 can accommodate more mass than the cartridge 94 known from the prior art with the same available initial volume according to cuboid 96 and less mass remains in the cartridge 10 after it has been pressed out compared to the cartridge 94 from the prior art .
  • FIGS. 5 and 6 which essentially corresponds to the embodiment described in more detail above, so that only the differences will be discussed below.
  • Identical components are provided with the same reference numerals, and reference is made to the above explanations with regard to their structure and their function.
  • the cartridge 10 in FIG. 5 has only one chamber 20, so that only one insert 16, one cover 14, one receptacle 66 and an outlet Entrance channel 80 are present. Accordingly, no partition 82 is provided, which divides the outlet channel 80 into partial channels.
  • a film tube 26 is then attached to the outside of the collar 30 on the circumferential side or circumferentially around the base part 24, for example by gluing or welding, so that a film bag 18 is produced which has an opening 22.
  • the film tube 26 can also be attached to the collar 30 on the inside.
  • the inside of the opening 22 is then attached to the outside 42 of the insert 16 in the area of the first section by welding and / or gluing.
  • the chamber 20 is filled with a compound 102 by a filling device 104 which has a filling head 106 and a filling tube 108.
  • the filling head 106 and the filling tube 108 are in fluid communication with one another.
  • the filling head 106 is connected, for example, to a reservoir of the mass 102 and pumps the mass 102 out of the reservoir into the filling head 106.
  • the filling tube 108 protrudes through the opening 63 and the passage 60 of the insert 16 into the chamber 20, so that the mass 102 can be introduced from the filling head 106 through the filling tube 108 into the chamber 20.
  • the air in the chamber 20 can escape through the holes 62, so that the filling tube 108 can have the same cross section as the opening 63 of the third section 36 of the insert 16.
  • the mass 102 can thus be introduced into the chamber 20 through a large opening, so that little pressure is required for the filling process.
  • the geometry of the insert 16 is adapted to a filling cone 110 of the chemical mass 102.
  • the geometry is particularly adapted to the filling cone 110 of viscous chemical mortar. It is thus achieved that relatively little and in particular no air between tween the insert 16 and the chemical mass 102 is present after the filling process. This is advantageous since the presence of air can reduce the durability of the mass 102 and, in the case of larger air bubbles, can have an undesirable effect on the mixing ratio achieved when using two film bags 18.
  • a material extension 54 which runs all the way around here and is connected to the third section 36 of the insert 16, can be provided, which can be designed in an annular manner. It is also possible to see several separate material extensions 54 which are, for example, partially annular and each only extend over a portion of the circumference of the insert 16.
  • the at least one material extension 54 serves as a melting point, so that the cover 14 and the insert 16 can be connected to one another in one piece, in particular in a materially bonded manner, in that the material extension 54 is melted.
  • the cover 14 is also attached to the surfaces 44 and 46 of the insert 16.
  • the molten material of the material extension 54 flows along the surfaces 44, 46 to form a type of adhesive layer for the cover 14.
  • the cover 14 can be designed as a monofilm. After the insert 16 has been closed, a part of the cover 14 is removed from the top of the cover 14, so that a predetermined breaking area 88 is created. This takes place, for example, in the closed state of the chamber 20, in that material of the cover 14 is removed from the outside.
  • the predetermined breaking area 88 can be formed by a defined setting of the welding parameters in a predefined area. For example, a higher pressure, an increased temperature or an extended welding duration or a combination of these parameters can be provided in order to produce the predetermined breaking area 88 during the welding process of the cover 14 to the insert 16.
  • the predetermined breaking area 88 can be produced in a simple manner in the immediate vicinity or in the surface 46.
  • the head part 12 is provided and the insert 16 is fastened with the cover 14 in the receptacle 66.
  • the surface 44 of the stepped elevation 48 rests against the side surface 70 of the receptacle 66.
  • This process step can be carried out, for example, by gluing or welding or a similar fastening process.
  • FIG. 7 shows the insert 16 in a longitudinal section in the upper area and a corresponding plan view of the insert 16 in a lower area.
  • the holes 62 are arranged as vent openings 112 circumferentially around the opening 63 and have a diameter 114 of in particular less than 3 mm.
  • the insert 16 has eight ventilation Openings 112. In principle, any number of ventilation openings 112 can be provided.
  • the ventilation openings 112 can be designed as ventilation bores.
  • holes 62 are shown on the basis of FIGS. 8 to 11.
  • the top view of the insert 16 according to FIG. 8 shows that the holes 62 are designed as ventilation slots 116 which are arranged circumferentially around the opening 63, in particular at regular intervals from one another and / or coaxially to the central axis of the opening 63.
  • FIG. 9 shows a detailed view of one of the ventilation slots 116 from FIG. 8.
  • a width 118 of the ventilation slot 116 in the radial direction is in particular less than 3 mm and a length 120 in the circumferential direction is, for example, 1 to 20 mm.
  • the holes 62 can also be designed as ventilation notches 122.
  • the ventilation notches 122 function as an enlargement of the opening 63, the original shape of which is shown in dashed lines in the area of the ventilation notches 122.
  • FIG. 11 A detailed view of a ventilation notch 122 is shown in FIG. 11, from which it can be seen that a width 124 of the ventilation notch 122 in the circumferential direction has a value in particular less than 4 mm.
  • FIG. 7a, 7b and 7c show further possible embodiments of inserts 16 for venting the film bag 18 during a filling process.
  • a contour 123 of the insert 16 lying on the inside in the radial direction is here not circular in contrast to the embodiment of the insert 16 according to FIG. 1.
  • the inner contour 123 represents an especially uniform polygon, here a dodecagon, in FIG. 7 b a sine wave ring and in FIG. 7 c a toothed wheel geometry.
  • FIGS. 13a, 13b and FIG. 13 show a further possibility of producing the film bag 18.
  • the inside of the collar 30 can also be fastened to the outside of the film tube 26.
  • the cover 14 can be designed as a monofilm.
  • configurations of the cover 14 are shown in which the cover 14 is formed by several layers or by a plastic plate.
  • the cover 14 comprises five layers.
  • a middle layer is designed as a barrier layer 126, for example in the form of an aluminum layer.
  • the layers are numbered from top to bottom in the figures, so that the top layer represents a first layer and a bottom layer represents a fifth layer.
  • a second layer and a fourth layer are each implemented as a polyethylene layer (PE layer) 128.
  • the top and bottom layers, i.e. H. the first layer and the fifth layer of the cover 14 are each designed as a polypropylene layer (PP layer) 130.
  • PP layer polypropylene layer
  • the barrier layer 126 prevents water vapor and / or oxygen from entering the chamber 20.
  • water vapor and / or oxygen can lead to the material arranged in the chamber 20 reacting and thereby reducing its durability or changing its composition.
  • the barrier layer 126 because of the barrier layer 126, the material located in the chamber 20 can advantageously not escape.
  • the middle layer is again designed as a barrier layer 126.
  • the first layer and the fifth layer 130 are also formed from polyethylene.
  • the configuration of the cover 14 in FIG. 14 again has five layers, with the barrier layer 126 forming the fourth layer.
  • the first layer, the third layer and the fifth layer are each implemented as a PE layer 130 in this configuration.
  • the second layer 132 is a layer 132 made of bi-axially arranged polypropylene.
  • the cover 14 can be designed with an in particular inherently rigid plastic plate, which preferably has PE, PP, PET, PVC, ABS, PA, PLA or comparable materials.
  • the cover 14 is in turn connected to the insert 16 by gluing or welding to the insert 16 of the embodiment of FIG. 2 or FIG. 2b.
  • FIGS. 13a, 13b and 14 are only to be understood as an example. In principle, any material mentioned at the beginning is possible for a layer of the cover 14 and any number of layers is also conceivable.
  • the predetermined breaking area 88 is designed in several parts and in the present case has eight subareas, each of which extends radially outward from a center 134 to the center 134, so that the predetermined breaking area 88 forms a star-shaped pattern.
  • the predetermined breaking area 88 thus represents an overall symmetrical, here point-symmetrical, pattern.
  • the predetermined breaking area 88 has four partial areas, which in turn extend essentially in a straight line outward in the radial direction from the center 134, so that the predetermined breaking area represents a cross-shaped pattern, which here is symmetrical about the midpoint 134.
  • the predetermined breaking area 88 shown in FIG. 17 is formed by a line running in a straight line here.
  • the predetermined breaking area 88 is formed by a circular delimitation which can be designed as a continuous line or as a perforation.
  • the line or the perforation delimits the predetermined breaking area 88 from the further area of the cover 14 lying outside the line or the perforation.
  • the predetermined breaking area 88 is defined by an essentially semicircular line, which in turn can be designed as a perforation or a continuous line.
  • FIG. 20 shows a side view and a top view of a further embodiment of a cartridge 10 with two foil bags 18, the foil bags 18 being connected to the head part 12 in a common welding process.
  • the inherently rigid insert 16 is first connected to the film bag 18 and then filled with a compound 102 through the passage 60. Then again, the passage 60 is closed with the cover 14, the cover 14 being connected to the insert 16 in the manner described in more detail above and, in particular, being welded on.
  • the cover 14 is designed here to be weldable on both sides, so that in a further step the film bags 18 are connected to the head part 12 in a welding process.
  • this is the case for both foil bags 18 with a common welding Tool 136 and in the embodiment according to FIG. 21 for each foil bag 18 with two separate welding tools 138, 140 and thus can be carried out independently of one another, one welding tool 138 being assigned to a foil bag 18 and the other welding tool 140 being assigned to the foil bag 18 on the other.
  • the inserts 16 have a corresponding counter-contour to the head part 12, so that the inserts 16, when connected to the head part 12, lie essentially flat on the head part 12 via the cover 14.
  • the respective welding tool 136, 138, 140 shown only schematically in FIGS. 20 and 21, is guided from a side facing away from the head part 12 via the film bag 18 to a contact area of the head part 12 with the insert 16, the welding tools 138 , 140 completely encompass the respective film bag 18 and the corresponding contours of the insert 16 and the head part 12 in the embodiment according to FIG. 21, so that a connection between the head part 12 and the film bag 18 over the cover 14 is created around the entire circumference .
  • the connections of the two foil bags 18 to the head part 12 can be carried out simultaneously, partially overlapping or one after the other.
  • the common welding tool 140 with which the connection of the two film bags 18 to the head part 12 is possible in a single work step, comprises the film bags 18 on the circumferential side, for example except for a facing Be of the film bags 18, so that a on the outside around both foil bags 18 completely umlau fende connection between the head part 12 and the two foil bags 18 via the respective covers is created. It can be provided here that the inserts 16 are not connected to the head part 12 via the covers 14 in an area of the two film bags 18 facing one another.
  • an inductive and contactless welding process for example a floch frequency welding process
  • the cover 14 preferably has an aluminum layer which is heated during the welding process, the heat being conducted through the other layers of the cover 14 to the inserts, in particular made of plastic, and the head part 12, thereby achieving the weld.
  • a very targeted energy input is achieved at the point at which the welded connection is to be created.
  • the cartridge 10 comprises one or two chambers 20 and a corresponding number of covers 14, inserts 16, foil bags 18, receptacles 66 and outlet channels 80. In general, any number of the named components is possible.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche (10) für eine Auspressvorrichtung, mit zumindest einem nicht eigensteif ausgebildeten, länglichen Folienbeutel (18), der eine Kammer (20) zur Aufnahme einer Masse (102) und ein Kopfteil (12) zum Zusammenwirken mit dem Folienbeutel (18) aufweist, wobei der Folienbeutel (18) an einer dem Kopfteil (12) zugewandten Seite eine Öffnung aufweist, die von einer Abdeckung (14) verschlossen ist. Der Einsatz (16) ist auf einer dem Kopfteil (12) zugewandten Seite konusförmig ausgeführt. Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kartusche (10) beschrieben.

Description

Kartusche und Verfahren zur Herstellung einer Kartusche
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche für eine Auspressvorrichtung und ein Verfah ren zur Herstellung einer Kartusche.
Kartuschen werden vor allem für die Lagerung von Material verwendet, wie Kleber, Dichtmasse, Mörtel, Farbe oder Schmierstoffe. Zudem lässt sich das Material über die Kartuschen auf ein Objekt leicht auftragen, sofern die Kartusche in eine entsprechende Auspressvorrichtung einge setzt ist. Mittels der Auspressvorrichtung kann das Material exakt aufgetragen werden. Bei spielsweise drückt eine Stange der Auspressvorrichtung gegen einen Boden der Kartusche, wodurch das Volumen der Kartusche komprimiert wird, sodass das in der Kartusche befindliche Material aus einer Öffnung gedrückt wird. Es kann ein Aufsatz auf der Kartusche angebracht sein, um das Material kontrolliert und exakt auf das Objekt auftragen zu können.
Aus der Praxis sind Kartuschen bekannt, die mit einem nicht eigensteif ausgebildeten Folien beutel und einem eigensteifen Einsatz ausgeführt sind. Der Folienbeutel weist eine zylindrische Wand und ein Bodenteil auf, wobei der Einsatz an einem dem Bodenteil abgewandten Ende mit dem Folienbeutel verbunden ist. Der Einsatz ist ringförmig ausgeführt und weist eine mit einer Abdeckung verschlossene kreisförmigen Öffnung auf, durch die die Kammer mit dem Material befüllbar ist.
Bei einer derartigen Kartusche kann es gegebenenfalls Vorkommen, dass sich die Abdeckung in unerwünschter Weise von dem Einsatz löst.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Kartusche zur Verfügung zu stellen, bei der eine Abde ckung auf einfache Weise sicher an dem Einsatz angebracht ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kartusche zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Aus führungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängi gen Ansprüchen.
Es wird eine Kartusche für eine Auspressvorrichtung vorgeschlagen, mit zumindest einem nicht eigensteif ausgebildeten, länglichen Folienbeutel, der eine Kammer zur Aufnahme einer Masse aufweist, mit einem Kopfteil zum Zusammenwirken mit dem Folienbeutel und mit einem eigen steif ausgeführten Einsatz, der auf einer dem Kopfteil zugewandten Seite mit dem Folienbeutel verbunden ist und einen von einer Abdeckung verschlossenen Durchgang aufweist. Erfindungs gemäß wird vorgeschlagen, dass der Einsatz auf einer dem Kopfteil zugewandten Seite konus förmig ausgeführt ist.
Durch die konusförmige Ausführung des Einsatzes ist auf konstruktiv einfache Weise eine Kar tusche bereitstellbar, bei der eine mit dem Einsatz verbundene Abdeckung unter sämtlichen Bedingungen einfach und sicher an dem Einsatz befestigbar ist und sicher an dem Einsatz hält. Weiterhin ist eine unerwünschte Abschälung bzw. Abscherung und/oder Beschädigung der bei spielsweise als Folie ausgeführten Abdeckung aufgrund der günstigen Krafteinleitung hierdurch sicher verhindert. Durch die konusförmige Ausführung des Einsatzes kann die Abdeckung auch großen Drücken innerhalb der Kammer sicher standhalten, da im Falle eines Druckanstiegs in der Kammer vor dem Öffnen eine Kerbwirkung im Anbindungsbereich der Abdeckung an den Einsatz gering ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn eine dem Kopfteil zugewandte Ober fläche des Einsatzes einen Winkel zwischen 10° und 50° mit einer senkrecht zu einer Mittelach se des Folienbeutels angeordneten Florizontalen einschließt, wobei ein der Mittelachse zuge wandter Bereich der Oberfläche einen größeren Abstand zu einem Bodenteil des Folienbeutels aufweist als ein der Mittelachse abgewandter Bereich der Oberfläche. Besonders bevorzugt weist der Winkel einen Wert zwischen 15° und 35°, insbesondere etwa 25°, auf.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abdeckung einen Sollbruchbereich aufweist. Flierdurch ist eine einfach handzuhabende Abdeckung bereitgestellt. Dabei verschließt die Abdeckung einerseits den Folienbeutel sicher und verhindert eine unge wollte Leckage aus der in der Kammer befindlichen Masse aus der Kammer. Andererseits er möglicht die Abdeckung eine einfache und sichere und insbesondere definierte Öffnung, um die in der Kammer befindliche Masse abgeben zu können. Durch den Sollbruchbereich sind die Öff nungseigenschaften insbesondere bei in einer Auspressvorrichtung eingesetzten Kartusche verbessert.
Durch den Sollbruchbereich in der Abdeckung kann die Kartusche in einer Auspressvorrichtung mit vergleichsweise geringen Kräften insbesondere definiert geöffnet werden. Gleichzeitig ist die Abdeckung auf einfache Weise derart stabil ausführbar, dass eine Selbstöffnung der Kartusche beispielsweise bei einem versehentlichen Fierunterfallen sicher verhindert wird. Mittels der Ab deckung ist weiterhin eine Leckage der in der Kartusche befindlichen Masse auf einfache Weise sehr gering oder vollständig unterbindbar und insbesondere im Vergleich zu bekannten Kartu schen signifikant reduziert. Die Abdeckung ist dabei insbesondere als Folie ausgeführt, kann alternativ hierzu beispielswei se auch plattenförmig ausgeführt sein und beispielsweise eine Kunststoffplatte darstellen.
Der Sollbruchbereich kann dabei auf einfache Weise eine beliebige Form aufweisen und je nach Anwendungsfall beispielsweise rund, oval, quadratisch, rechteckig, eckig oder linienförmig aus geführt sein oder eine Kombination aus diesen Formen aufweisen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche ist vorgesehen, dass die Abdeckung in dem Sollbruchbereich zumindest bereichsweise, insbesondere in einem gesamten flächigen Bereich, eine definierte Materialunstetigkeit aufweist als in einem weiteren Bereich der Abdeckung. Die Abdeckung ist hierbei konstruktiv einfach ausgeführt und kosten günstig herstellbar, wobei ein sicheres und definiertes Öffnen der Abdeckung im Sollbruchbe reich ermöglicht ist. Die definierte Materialunstetigkeit kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass die Abdeckung in dem Sollbruchbereich zumindest bereichsweise eine vergrößerte oder eine verminderte Materialstärke aufweist als in einem weiteren Bereich der Abdeckung. Flierdurch wird ein sicheres und definiertes Öffnen der Abdeckung im Sollbruchbereich ermög licht. Eine derartige Abdeckung ist zudem einfach und kostengünstig herstellbar.
Der Sollbruchbereich der Abdeckung kann auch eine definiert andere Materialfestigkeit als ein weiterer Bereich der Abdeckung aufweisen. Auch hierdurch wird ein sicheres und definiertes Öffnen der Abdeckung im Sollbruchbereich ermöglicht.
Als weiterer Bereich der Abdeckung wird hier ein Bereich der Abdeckung verstanden, der nicht dem Sollbruchbereich zugeordnet ist und sich außerhalb des definierten Sollbruchbereichs er streckt. In dem weiteren Bereich der Abdeckung liegen vorzugsweise im Wesentlichen konstan te Materialeigenschaften vor.
Bei einer vorteilhaften und besonders kostengünstig herstellbaren Ausführung einer Kartusche nach der Erfindung ist der Sollbruchbereich der Abdeckung von einer linienförmigen Material schwächung begrenzt. Die linienförmige Materialschwächung umfasst den Sollbruchbereich insbesondere vollständig und trennt den Sollbruchbereich somit von dem weiteren Bereich der Abdeckung ab. Die linienförmige Materialschwächung kann dabei sowohl eine durchgängige insbesondere gleichmäßige Materialschwächung als auch eine Perforierung sein, wobei die Ma terialstärke oder die Materialfestigkeit der linienförmigen Materialschwächung sowohl geringer als auch größer als die Materialstärke des weiteren Bereichs der Abdeckung sein kann.
Um eine definierte Öffnung der Abdeckung im Gebrauchszustand erzielen zu können, ist es bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass der Sollbruchbereich der Abde- ckung eine definiert andere Materialfestigkeit als ein weiterer Bereich der Abdeckung aufweist. Es kann hierbei vorgesehen, dass in dem Sollbruchbereich vollständig oder in einem den Soll bruchbereich linienförmig umfassenden Bereich eine andere Festigkeit oder eine andere Gefü- gestruktur als in dem weiteren Bereich der Abdeckung vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise durch Temperatureinwirkung insbesondere mittels Laser oder energetischer Strahlung erzielt werden.
Der Sollbruchbereich der Abdeckung kann bevorzugt eine Einkerbung aufweisen, die sternför mig, kreuzförmig, strichartig, kreisförmig, halbkreisförmig oder dergleichen ausgebildet ist. Die spezielle Geometrie der Einkerbung ermöglicht eine Anpassung des zum Öffnen der Kartusche nötigen Drucks. Darüber hinaus kann über die Form und die räumliche Anordnung der Einker bung die Öffnungscharakteristik beeinflusst werden.
Um einen Befüllvorgang des Folienbeutels besonders schnell durchführen zu können und ein Entweichen des in dem Folienbeutel vorhandener Luft sicher zu ermöglichen, kann der Einsatz zumindest eine von dem Durchgang unabhängige Entlüftungsöffnung und/oder zumindest einen von dem Durchgang unabhängigen Entlüftungsschlitz aufweisen. Der Durchgang ist hierbei ins besondere kreisförmig ausgeführt und liegt bei einem Befüllvorgang des Folienbeutels vorzugs weise zumindest annähernd dicht an einem Füllrohr einer Füllvorrichtung an. Durch die Entlüf tungsöffnung und/oder den Entlüftungsschlitz kann in der Kammer des Folienbeutels befindliche Luft auf einfache Weise entweichen. Die Entlüftungsöffnung und/oder der Entlüftungsschlitz können nach dem Befüllvorgang von der Abdeckung insbesondere dichtend verschlossen wer den, so dass in der Kammer befindliche Masse dichtend eingeschlossen ist.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Durchgang des Einsatzes in einem der Mittelachse des Folienbeutels zugewandten Bereich zumindest eine Entlüftungseinkerbung aufweisen, so dass bei einem Befüllvorgang des Folienbeutels mit einer Füllvorrichtung, die ein mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgeführtes Füllrohr aufweist, in der Kammer des Folienbeutels be findliche Luft durch die Entlüftungseinkerbungen direkt entlang des Füllrohrs entweichen kann.
Sowohl das Vorsehen der Entlüftungsöffnung bzw. des Entlüftungsschlitzes als auch das Vor sehen von Entlüftungseinkerbungen verhindert das Auftreten von hohen Drücken bei einem Be füllvorgang, wodurch der Befüllvorgang kostengünstig durchführbar ist.
Vorzugsweise sind mehrere Entlüftungsöffnungen und/oder Entlüftungsschlitze vorgesehen, die insbesondere umfangsseitig gleichmäßig verteilt an dem Einsatz angeordnet sind. Bei einer konstruktiv einfach herzustellenden Ausführung der Erfindung weisen die Entlüftungs öffnungen einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Entlüftungsschlitze sind bevorzugt im Wesentlichen konzentrisch zu einer Mittelachse des Einsatzes angeordnet.
Die Entlüftungseinkerbungen können eine im Wesentlichen eine rechteckige, dreieckige, gebo gene oder vergleichbar ausgeführte Form aufweisen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer Kartusche nach der Erfindung weisen der Einsatz und das Kopfteil in einander zugewandten Bereichen eine jeweils zusammenwirkende und im Wesentlichen gegengleich ausgeführte Kontur auf, wobei die in dem Bereich der Konturen an geordnete Abdeckung schweißbar ausgeführt ist. Auf diese Weise ist die Abdeckung vorzugs weise nicht nur in einem Schweißverfahren an dem Einsatz anbindbar, sondern der Einsatz mit tels der Abdeckung alternativ oder zusätzlich hierzu auch mittels eines Schweißverfahrens an dem Kopfteil anbindbar. Ein hierzu vorgesehenes Schweißwerkzeug weist vorzugsweise eine dem Folienbeutel im wesentlichen entsprechende zylinderförmige Ausnehmung auf und ist von einer dem Kopfteil abgewandten Seite um den Folienbeutel in Richtung des Einsatzes führbar, wobei das Schweißwerkzeug dazu ausgeführt ist, die Abdeckung zumindest im Bereich der Kon turen des Einsatzes und des Kopfteils derart zu erhitzen, dass der Einsatz mittels der Abde ckung mit dem Kopfteil verschweißbar ist. Das Schweißwerkzeug umgreift den jeweiligen Foli enbeutel dabei vorzugsweise außenseitig.
Vorzugsweise kann der Folienbeutel durch einen zylindrischen Folienschlauch gebildet sein, der bodenseitig durch ein Bodenteil verschlossen ist, wobei das Bodenteil mit dem Folienschlauch insbesondere verklebt und/oder verschweißt ist. Der Folienschlauch, auch Schlauchfolie bzw. Blasfolie genannt, kann aus einem thermoplastischen Material gebildet sein, wobei der Folien schlauch extrudiert oder an seiner Längsnaht geschweißt oder geklebt sein kann. Da das Bo denteil insbesondere verklebt und/oder verschweißt wird, ergibt sich eine stoffschlüssige Ver bindung, wodurch die Lagerungseigenschaften der Kartusche verbessert sind, sodass eine Le ckagerate der Kartusche im Vergleich zu einer Kartusche, bei der ein Folienbeutel durch einen Clipverschluß verschlossen ist, verringert ist.
Die Kartusche weist beispielsweise ein Kopfteil auf, welches wenigstens eine Aufnahme für den zumindest einen Einsatz umfasst. Das Kopfteil stellt eine Art Adapter dar, da das Kopfteil ermög licht, dass handelsübliche Aufsätze bzw. standardisierte Auspressvorrichtungen zum Aufträgen der in der Kartusche befindlichen Masse verwendet werden können. Der teilweise über den Fo lienbeutel hinausstehende Einsatz stellt somit eine Schnittstelle zum Kopfteil dar. Es kann vorgesehen sein, dass der Einsatz an seiner vom Folienbeutel überstehenden Seite eine stufenförmig abgesetzte Erhebung hat, über die der Einsatz in der Aufnahme des Kopfteils aufgenommen ist. Die Erhebung ermöglicht eine stabile Aufnahme des Einsatzes in der Auf nahme des Kopfteils. Zudem verbessert sich hierdurch die Dichtigkeit im Betrieb.
Ebenso kann die Abdeckung an zumindest zwei beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zu einanderstehenden Flächen der stufenförmig abgesetzten Erhebung anliegen. Somit kann auch die Abdeckung an der Unterseite stabil an dem Einsatz und an der Oberseite in der Aufnahme des Kopfteils befestigt werden. Ferner ist auch hierdurch die Leckage verringert.
In einer Ausführungsform weist das Kopfteil einen mit der Aufnahme in Fluidverbindung stehen den Austrittsstutzen auf. Der Austrittsstutzen kann die Strömungsrate definieren, insbesondere über seinen Durchmesser.
Es kann vorgesehen sein, dass der Austrittsstutzen ein Gewinde hat. Durch das Gewinde kön nen handelsübliche Aufsätze bzw. Auspressvorrichtungen zum Aufträgen der in der Kartusche befindlichen Masse exakt an einer Austrittsöffnung des Austrittsstutzens befestigt werden, so- dass eine exakte Positionierung und Dosierung der Masse während des Auftragens ermöglicht wird.
Ebenso kann der Austrittsstutzen eine Trennwand haben, die das Volumen in zwei oder mehr Austrittskanäle unterteilt. Die relative Lage der Trennwand im Austrittsstutzen definiert die Quer schnitte der Austrittskanäle und somit die Durchflussmengen durch diese Austrittskanäle.
Die Austrittskanäle können einen unterschiedlichen Durchmesser haben. Die Austrittskanäle können coaxial zueinander orientiert sein.
Das Kopfteil kann somit zur Aufnahme von mehreren Folienbeuteln geeignet sein, die unter schiedliche Massen aufweisen können. Das Kopfteil trennt die unterschiedlichen Massen bis zur Austrittsöffnung, sodass die unterschiedlichen Massen erst nach der Austrittsöffnung in Verbin dung treten können. Dies ist beispielsweise bei Zweikomponenten-Klebstoffen von Bedeutung.
Die Kartusche kann somit unterschiedliche Massen aufnehmen und als Mehrkomponentenver packung dienen. Die unterschiedlichen Durchmesser der Austrittsöffnungen ermöglichen, dass ein spezielles Mischverhältnis der unterschiedlichen Massen eingestellt werden kann.
Die in der Kartusche befindlichen Massen können eine chemische Masse oder eine Flüssigkeit sein, beispielsweise Komponenten eines Zweikomponenten-Gemisches. Es lassen sich so unter anderem Dichtmassen, Mehrkomponentenmörtel, Mehrkomponentenbe schichtungsmassen, Mehrkomponentenfarben, Mehrkomponentenschaumvorprodukte, Mehr komponentenklebstoffe, Mehrkomponentendichtmassen und Mehrkomponentenschmierstoffe in den entsprechenden Kartuschen lagern.
Der Aufnahme des Kopfteils kann ein Ausbreitungsraum zugeordnet sein, in den sich die Abde ckung ausbreiten kann. Der Ausbreitungsraum ermöglicht ein kontrolliertes Öffnen der Abde ckung, sodass diese die Strömung der ausströmenden Masse nicht behindert. Einerseits ergibt sich hierdurch eine laminare Strömung, da keine Hindernisse im Strömungsweg sind, die eine turbulente Strömung zur Folge haben könnten. Andererseits wird so sichergestellt, dass die Strömungsmenge exakt eingehalten wird, die für das Mischungsverhältnis von zwei oder mehr Komponenten von Bedeutung ist.
In einer Ausgestaltung ist der Durchgang konisch zulaufend. Hierdurch wirkt der Durchgang beim Ausströmen der Masse wie ein Konfusor bzw. eine Düse. Ebenso kann der konisch zulau fende Durchgang als Diffusor beim Befüllen des Folienbeutels wirken.
Der Durchgang kann insbesondere an einen Füllkegel der in der Kammer befindlichen Masse angepasst sein. Dies ermöglicht eine optimale Befüllung der Kammer mit einer Masse, sodass wenig bis keine Luft mehr in der Kammer vorhanden ist.
In einer Ausführungsform weist die Kartusche zumindest einen zweiten nicht eigensteif ausge bildeten, länglichen Folienbeutel mit einer Kammer zur Aufnahme einer Masse auf. Die Kartu sche kann somit als Mehrkomponentenverpackung benutzt werden. Damit kann ein Harz, bei spielsweise ein Epoxidharz, und ein Härter für einen Zweikomponenten-Klebstoff in derselben Verpackung gelagert werden.
Der zweite Folienbeutel kann die gleiche Länge wie der erste Folienbeutel haben, wobei in die sem Fall ein Verhältnis der Grundflächen der Folienbeutel ein zu erzielendes Mischverhältnis bestimmt. Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass zwei Folienbeutel eingesetzt werden, die eine voneinander abweichende Länge aufweisen.
Das Bodenteil kann aus einem Kunststoff, wie zum Beispiel Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), und/oder Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Bodenteil durch Spritzguss, 3D-Druck oder spanend gefertigt ist. Es kann auch aus einer vorgeformten Mono oder Mehrschichtfolie bestehen. Es kann sein, dass das Bodenteil aus demselben oder einem vergleichbaren Material wie die Abdeckung gebildet ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige Fertigung des Bodenteils.
Der Folienbeutel kann eine Mono- oder Mehrschichtfolie umfassen. Die gesamte Schichtdicke beträgt 50 bis 350 gm, insbesondere 80 bis 150 gm. Die eingesetzten Materialien können PE, PP, PET, Aluminium, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH), Polyamide (PA), und/oder Po- lylactide (PLA) sein. Für jede Schicht kann zudem eine Beschichtung mit Siliziumoxid oder Alu miniumoxid vorgesehen sein. Die Mehrschichtfolie kann durch Kleber- oder Extrusionskaschie rung hergestellt werden.
Der Folienbeutel ist vorzugsweise während eines Auspressvorgangs, ähnlich einer Ziehharmo nika, gleichmäßig zusammenfaltbar, sodass möglichst die gesamte in der Kammer befindliche Masse verwendet werden kann. In Benutzung ist der Folienbeutel chemischen Massen oder Flüssigkeiten ausgesetzt, die mitunter den Folienbeutel angreifen können. Eine exakte Zusam mensetzung des Folienbeutels muss somit mitunter an die in der Kammer befindliche Masse oder an die in der Kammer befindliche Flüssigkeit angepasst werden, insbesondere an die ent sprechenden Stoffeigenschaften.
Die Abdeckung kann bevorzugt als Mehrschichtfolie ausgeführt sein.
Beispielsweise weist die Abdeckung an der Ober- und Unterseite eine PE und/oder eine PP Schicht auf, um mit anderen Kunststoffteilen der Kartusche verschweißt, beispielsweise ther misch verschweißt, werden zu können. Die Folie kann auch Schichten aus PVC aufweisen, ins besondere, wenn andere Kunststoffteile der Kartusche aus PVC bestehen.
Zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der Abdeckung kann eine Sperrschicht vorgese hen sein, die beispielsweise das Eindringen von Sauerstoff oder Wasserdampf in die Kammer nach dem Abschließen durch die Abdeckung verhindert. Ebenso kann hierdurch ein Ausgasen der in der Kammer befindlichen Masse sicher verhindert werden.
Die Gesamtdicke der Abdeckung kann zwischen 50 gm und 350 gm betragen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Gesamtdicke zwischen 130 pm und 250 pm beträgt.
Die Sperrschicht kann beispielsweise Aluminium oder Beschichtungen von Siliziumoxid und/oder Aluminiumoxid auf PET, bi-axial angeordnetes PP (BOPP), PA, PLA, oder Ethylen- Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) umfassen.
Für chemisch aktive Massen, d. h. anspruchsvolle Füllgüter, werden Mehrschichtfolien bevor zugt. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kartusche für eine Auspressvorrichtung, mittels der folgenden Schritte:
Bereitstellen eines eine Kammer aufweisenden Folienbeutels, der mit einem form stabilen Einsatz und einem Bodenteil verbunden ist, wobei der Einsatz eine Öffnung aufweist,
Befüllen der Kammer mit einer Masse durch die Öffnung, und Verschließen der Öffnung mit einer Abdeckung.
Die für die Kartusche beschriebenen technischen Vorteile gelten für das vorgeschlagene Verfah ren zum Herstellen der Kartusche analog, so dass die Abdeckung auf einfache Weise an dem Einsatz anbringbar ist und die Kammer sicher verschließt. Die Abdeckung ist dabei auch bei großen in der Kammer vorliegenden Drücken sicher an dem Einsatz angeordnet, wobei eine Beschädigung der Abdeckung sicher verhindert ist.
Weiterhin kann die Herstellung der befüllten Kartusche in verschiedene Herstellungsschritte ge trennt werden. Insbesondere wird die Herstellung des Folienbeutels von der Befüllung des Foli enbeutels und der Anbringung des Folienbeutels in dem Kopfteil getrennt.
Der modulare Aufbau der Kartusche ermöglicht eine Anpassung der Einzelelemente an unter schiedliche Anforderungen an die Kartusche, die durch die in der Kammer befindliche Masse gestellt werden. Die Entkopplung der Herstellung des Folienbeutels von der Befüllung reduziert die Komplexität der Herstellung der Kartusche. Somit kann eine bessere Qualität gewährleistet werden, da verschiedene Maschinen und Materialien zur Herstellung und Befüllung benutzt werden können.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung wird im Bereich der Abdeckung ein definierter Sollbruchbereich hergestellt. Der Sollbruchbereich der Abdeckung kann dabei beispielsweise vor der Herstellung des Folienbeutels, nach der Herstellung des Foli enbeutels oder während der Herstellung des Folienbeutels hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Sollbruchbereich erst nach einer Einfüllung der Masse in die Kammer und dem Ver schließen der Kammer durch die Abdeckung in die Abdeckung eingebracht. Insofern wird bei spielsweise Material der Abdeckung von einer der Kammer abgewandten Außenseite abgetra gen, um den Sollbruchbereich auszubilden. Der Sollbruchbereich kann aber auch vor dem An bringen der Abdeckung auf der Kammer hergestellt werden. Hiermit ergibt sich auch die Mög lichkeit den Sollbruchbereich an einer der Kammer zugewandten Unterseite der Abdeckung auszubilden oder zwei sich gegenüberliegende Sollbruchbereiche an der Unter- und Oberseite auszubilden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Folienbeutel einen Folienschlauch und einen Bodenteil aufweist, wobei der Folien schlauch vorzugsweise durch Schweißen oder Kleben gebildet wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Sollbruchbereich der Abdeckung mittels eines Lasers, einer Materialschwächung durch Fleißprägen bzw. durch ein thermisches Prägen mit einem beheizten Stempel, durch ein Anrit zen mit einem geeigneten Schneidwerkzeug bzw. Messer oder während eines Anschweißvor gangs der Abdeckung an den Einsatz hergestellt ist. Hierdurch kann auf einfache Weise erzielt werden, dass der Sollbruchbereich insbesondere mit einer anderen Materialstärke und/oder Festigkeit als weitere Bereiche der Abdeckung aufweisen und hierdurch ein definierter Soll bruchbereich gebildet ist.
Bei der Herstellung des Sollbruchbereichs während des Anschweißvorgangs der Abdeckung an den Einsatz wird zur Erzielung des Sollbruchbereichs vorzugsweise wenigstens ein Schweißpa rameter gegenüber der Anbindung der Abdeckung an den Einsatz in weiteren Bereichen variiert und beispielsweise ein höherer Druck, eine erhöhte Temperatur oder eine verlängerte Schweiß dauer oder eine Kombination dieser Parameter verwendet. Der Sollbruchbereich entsteht hierbei in unmittelbarer Nachbarschaft zur Schweißnaht oder in der Schweißnaht selbst.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Einsatz zumindest einen Materialfortsatz, insbesondere einen den Durchgang umge benen Materialfortsatz hat, der während des Verschließens des Durchgangs schmilzt. Die Dich tigkeit wird hierdurch verbessert, da eine stoffschlüssige Verbindung des Einsatzes mit der Ab deckung aufgrund der Schmelze sichergestellt werden kann. Der Materialfortsatz kann den Durchgang des Einsatzes umgeben. Er fungiert als Sollschmelzstelle des Einsatzes, sodass eine qualitativ hochwertige Abdeckung bereitgestellt wird und keine Masse aus der Kammer durch die Öffnung entweichen kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführung eines Verfahrens nach der Erfindung wird ein Kopfteil bereit gestellt, das zumindest eine Aufnahme aufweist und der Einsatz in die Aufnahme eingesetzt.
Das Kopfteil ermöglicht das Einsetzen der Kartusche in handelsübliche Auspressvorrichtungen, wodurch die Kartusche kontrolliert ausgedrückt werden kann, wenn die in der Kammer befindli che Masse auf ein entsprechendes Objekt aufgetragen wird.
Außerdem kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen sein, dass ein zweiter Folienbeutel mit Kammer bereitgestellt wird. Der zweite Foli- enbeutel kann in analoger Weise zum ersten Folienbeutel ausgebildet sein und mit dem Kopfteil verbunden werden. Die Verbindung wird vorzugsweise mittels Klebens oder Schweißens durch- geführt. Demnach kann in einfacher Art und Weise eine Mehrkomponentenverpackung bzw. - kartusche hergestellt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass für die verschiedenen Kammern eine unterschiedliche Abde ckung vorgesehen ist.
Um ein möglichst synchrones Öffnen der Kammern während des Auspressvorgangs der Kartu sche sicherstellen zu können, können die Abdeckungen der verschiedenen Kammern mit ver schieden ausgeführten Sollbruchbereichen, beispielsweise unterschiedlichen Einkerbungen, ausgeführt sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind ver schiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Be schreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kartusche in einer ersten Ausfüh rungsform in Explosionsdarstellung;
Fig. 2a eine Detailansicht des Einsatzes aus Fig. 1 mit einer als Folie ausgeführten Abde ckung in einem Längsschnitt;
Fig. 2b eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform eines Einsatzes zur Anbindung einer als Folie ausgeführten Abdeckung gemäß Fig. 2a in einem Längsschnitt;
Fig. 2c eine Detailansicht des Einsatzes gemäß Fig. 2b mit einer als Kunststoffplatte ausge führten Abdeckung;
Fig. 3a eine Draufsicht auf die Kartusche aus Figur 1 mit dem Sollbruchbereich;
Fig. 3b eine Draufsicht auf die Kartusche aus Figur 1 mit einer weiteren Ausführungsform des Sollbruchbereichs Fig. 4 einen schematischen Vergleich, der die Kammer aus Figur 1 mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Kammer und deren Auspressverhalten vergleicht;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung einer erfindungsgemäßen Kartusche in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 eine vereinfacht gezeigte Kartusche und eine Füllvorrichtung zur Befüllung einer Kammer der Kartusche gemäß Fig. 1 mit einer chemischen Masse;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch und eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung des Einsatzes;
Fig. 7a - 7c schematische Draufsichten auf weitere Ausgestaltungen des Einsatzes;
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung des Einsatzes;
Fig. 9 eine Detailansicht eines Entlüftungsschlitzes des Einsatzes aus Figur 8;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung des Einsatzes;
Fig. 11 eine Detailansicht einer Entlüftungseinkerbung des Einsatzes aus Figur 10;
Fig. 12 eine alternativ ausgeführte Kartusche, bei der ein Folienschlauch und ein Bodenteil miteinander verschweißt sind;
Fig. 13a einen schematisch gezeigten Aufbau der Abdeckung;
Fig. 13b einen schematischen Aufbau einer alternativ ausgeführten Abdeckung;
Fig. 14 einen schematischen Aufbau einer weiteren alternativ ausgeführten Abdeckung;
Fig. 15 - 19 Ausschnitte von verschiedenen Ausführungen von Abdeckungen, die sich über die jeweilige Ausführung des Sollbruchbereichs voneinander unterscheiden;
Fig. 20 eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Kartu sche mit zwei Folienbeuteln, wobei die Folienbeutel in einem Schweißverfahren ge meinsam mit dem Kopfteil verbunden sind; und
Fig. 21 eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Kartu sche mit zwei Folienbeuteln, wobei die Folienbeutel in einem Schweißverfahren se parat mit dem Kopfteil verbunden sind. Ausführunasbeisoiele:
Figur 1 zeigt eine Kartusche 10 in einer Explosionsdarstellung in einem Längsschnitt.
Die Kartusche 10 umfasst ein Kopfteil 12, zwei Abdeckungen 14, zwei Einsätze 16 und zwei Folienbeutel 18.
Die Folienbeutel 18 sind nicht eigensteif ausgeführt und weisen jeweils eine zylindrische und im Wesentlichen längliche Form auf. Die Folienbeutel 18 begrenzen jeweils eine Kammer 20 und weisen eine Öffnung 22 auf, wobei die Kammer 20 von den Folienbeutels 18 insbesondere dich tend verschließbar ist.
In der gezeigten Ausgestaltung ist der Folienbeutel 18 durch ein Bodenteil 24 und einen Folien schlauch 26 gebildet. Das Bodenteil 24 weist eine Grundfläche 28 und einen um die Grundflä che 28 umlaufenden Kragen 30 auf. Der Folienschlauch 26 ist außenseitig an dem Kragen 30 durch Verschweißen oder Kleben befestigt. Grundsätzlich kann der Folienschlauch 26 auch in nenseitig an dem Kragen 30 durch Verschweißen oder Kleben befestigt sein.
Der Folienschlauch 26 kann beispielsweise aus einer Folie durch Verkleben oder Verschweißen von Randbereichen hergestellt sein. Es kann auch vorgesehen sein einen bereits vorgefertigten Folienschlauch bzw. einen vorgefertigten Folienbeutel zu verwenden.
Die Grundfläche 28 ist beispielsweise kreisförmig, sodass die Kammer 20 zylinderförmig ausge staltet ist. Prinzipiell ist jedoch jede beliebige Form der Grundfläche 28 denkbar, beispielsweise rechteckig bzw. polygonal.
Der Einsatz 16 ist jeweils eigensteif ausgebildet und innenseitig durch die Öffnung 22 zumindest teilweise in die entsprechende Kammer 20 eines zugeordneten Folienbeutels 18 eingesetzt.
Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 2c zeigen verschiedene Ausführungsvarianten eines Einsatzes 16 bzw. einer Abdeckung 14, wobei die Einsätze 16 jeweils zur Anbindung an einen Folienbeutel 18 vor gesehen sind.
Der Einsatz 16 gemäß Fig. 2a weist einstückig drei Abschnitte 32, 34 und 36 auf, die bezüglich einer Längsrichtung L des Folienbeutels 18 bzw. der Kartusche 10 aufeinander angeordnet sind, also jeweils aneinander anschließen. Der erste Abschnitt 32, ist dabei auf einer dem Kopfteil 12 abgewandten Seite und der dritte Abschnitt 36 auf einer dem Kopfteil 12 zugewandten Seite angeordnet. Der erste Abschnitt 32 hat beispielsweise eine Dicke D1 in Längsrichtung L von insbesondere kleiner 4 mm, der zweite Abschnitt 34 eine Dicke D2 in Längsrichtung L von ins- besondere kleiner 5 mm und der dritte Abschnitt 36 eine Dicke D3 in Längsrichtung L von insbe sondere kleiner 5 mm.
Eine der Kammer 20 zugewandte Innenseite 38 der ersten zwei Abschnitte 32 und 34 und eines ersten Bereichs des dritten Abschnitts 36, der sich vom Übergang des zweiten Abschnitts 34 zum dritten Abschnitt 36 zu einem Knick 40 erstreckt, weist gegenüber einer Vertikalen V einen Winkel a auf, der Werte von 0 bis 45° annehmen kann. Hierdurch verjüngt sich die Kammer in Richtung des Kopfteils 12.
Die Innenseite 38 des dritten Abschnitts 36 weist auf einer dem Kopfteil 12 zugewandten Seite oberhalb des Knicks 40 einen zweiten Bereich auf, der gegenüber einer senkrecht zu der Längsachse L angeordneten Horizontalen H einen Winkel ß aufweist. Der Winkel ß kann einen Wert zwischen 0° und 60° aufweisen.
Der dritte Abschnitt 36 hat eine der Kammer 20 abgewandte Außenseite 42, die zwei Flächen 44 und 46 umfasst. Die Fläche 46 ist im Längsschnitt parallel zu der Horizontalen H und damit zu der Grundfläche 28 angeordnet, wohingegen die Fläche 44 im Längsschnitt einen Winkel d gegenüber der Vertikalen bzw. der Längsrichtung aufweist, bei einer alternativen Ausführung aber auch im Wesentlichen parallel zu der Vertikalen V angeordnet sein kann.
Dementsprechend können die Flächen 44 und 46 in dem Längsschnitt im Wesentlichen senk recht zueinander angeordnet sein.
Fig. 2b zeigt eine weitere Ausführungsform des Einsatzes 16, der sich von dem Einsatz 16 ge mäß Fig. 2a im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der dritte Abschnitt 36 einen die Flä che 46 umfassenden und dem Kopfteil 12 zugewandten konusförmigen Bereich aufweist. Die dem Kopfteil 12 zugewandte Fläche 46 schließt mit der Horizontalen H einen Winkel 8 von 10- 50°, besonders bevorzugt von etwa 15° - 35° ein. Die Flächen 44 und 46 sind in dem Längs schnitt nicht senkrecht zueinander angeordnet und schließen hier einen stumpfen Winkel ein. Weiterhin ist die radial äußere Fläche 42 des dritten Abschnitts 36 im Wesentlichen in Längs richtung L angeordnet.
Der in Fig. 2c gezeigte Einsatz 16 entspricht im Wesentlichen dem Einsatz 16 gemäß Fig. 2b, wobei die Abdeckung 14 im gezeigten Ausführungsbeispiels als Kunststoffplatte ausgeführt ist.
Der dritte Abschnitt 36 der Einsätze 16 gemäß Fig. 2a und 2b ist in Bezug auf die Außenseite 42 gegenüber dem zweiten Abschnitt 34 zurückgesetzt, wobei der dritte Abschnitt 36 einen gerin geren Außendurchmesser als der zweite Abschnitt 34 aufweist. Hierdurch wird eine stufenförmig abgesetzte Erhebung 48 des Einsatzes 16 ausbildet. Der dritte Abschnitt 36 weist in Richtung der Horizontalen H eine Breite 50 von 3 bis 8 mm auf und ist um einen radialen Versatz 52 von 2 bis 4 mm gegenüber dem zweiten Abschnitt 34 nach innen versetzt.
Auf der nach dem Kopfteil 12 zugewandten und somit nach oben gewandten Fläche 46, die im Wesentlichen parallel zur Horizontalen H ist, ist ein Materialfortsatz 54 vorgesehen, der im We sentlichen senkrecht von der zur Horizontalen H parallelen Fläche 46 absteht, also in Längsrich tung L. Der Materialfortsatz 54 hat eine vordefinierte Höhe 56, wie nachfolgend noch erläutert wird, und eine Breite 58 von insbesondere kleiner 2 mm.
Die Außenseite 42 des ersten Abschnitts 32 hat gegenüber der Vertikalen V einen Winkel g zwi schen 0 und 10° und die Außenseite 42 des dritten Abschnitts 36 schließt mit der Längsrichtung L einen Winkel d von 0 bis 60° ein.
Die der Kammer 20 zugewandte Innenseite 38 der Abschnitte 32, 34, 36 umschließt einen Durchgang 60, der ausgehend vom ersten Abschnitt 32 in Richtung zum dritten Abschnitt 36 konisch zulaufend ist. Insofern hat der Durchgang 60 im Bereich des ersten Abschnitts 32 eine größere Öffnung 61 im Vergleich zur Öffnung 63 im Bereich des dritten Abschnitts 36.
Zudem hat der Einsatz 16 im dritten Abschnitt 36 mehrere Löcher 62, die zwischen dem Materi alfortsatz 54 und einer radial nach innen weisenden Spitze 64 des dritten Abschnitts 36 ange ordnet sind und hier im Wesentlichen in Längsrichtung L verlaufen.
Grundsätzlich ist der Einsatz 16 ringförmig ausgebildet, sodass er mit dem zylinderförmigen Fo lienschlauch 26 gekoppelt werden kann.
Die Innenseite des Folienschlauchs 26 ist mit dem Einsatz 16 verbunden, wobei der Folien schlauch 26 mit der Außenseite 42 des ersten Abschnitts 32 verbunden ist. Vorzugsweise ist der Folienschlauch 26 an dem Einsatz 16 angeschweißt oder angeklebt.
Zwischen dem Kopfteil 12 und dem Einsatz 16 ist die Abdeckung 14 vorgesehen, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Die Abdeckung 14 liegt im zusammengebauten Zustand der Kartusche 10 in radial äußeren Bereichen an der stufenförmigen Erhebung 48 im Wesentlichen an den beiden Flächen 44 und 46 an.
Die Abdeckung 14 ist beispielsweise durch Schweißen oder Kleben mit dem Einsatz 16 verbun den und verschließt den Durchgang 60 sowie die Löcher 62. Dementsprechend verschließt die Abdeckung 14 die Kammer 20, so dass die Kammer 20 in montiertem Zustand der Abdeckung 14 vorzugsweise vollständig abgedichtet ist. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist das Kopfteil 12 zwei Aufnahmen 66 auf, die in montiertem Zustand mit den Einsätzen 16 und der Abdeckung 14 Zusammenwirken. Die Auf nahme 66 ist in zwei Bereiche geteilt, wie auch aus der Fig. 3a zu entnehmen ist.
In einem Auflagebereich 68 ist die Aufnahme 66 an den Einsatz 16 und die stufenförmig abge setzte Erhebung 48 angepasst, sodass der Einsatz 16, wie in Fig. 1 ersichtlich ist, mit der Abde ckung 14 an einer Seitenfläche 70 der Aufnahme 66 anliegt, also über seine nach radial außen weisende Außenseite 42, insbesondere die des dritten Abschnitts 36, und, wie in Fig. 3a ersicht lich ist, auf dem Auflagebereich 68 aufliegt, wobei die Abdeckung 14 dazwischenliegt.
Weiterhin umfasst die Aufnahme 66 einen Ausdehnungsbereich 72, der als Vertiefung in der Aufnahme 66 ausgeführt ist und, wie in Fig. 1 ersichtlich ist, einen Ausbreitungsraum 74 bildet, dessen Funktion später noch erläutert wird.
Das Kopfteil 12 weist weiterhin einen Austrittsstutzen 76, mit einer Austrittsöffnung 78 und ei nem Austrittskanal 80, auf. Die Austrittsöffnung 78 steht durch den Austrittskanal 80 mit dem Ausbreitungsraum 74 und der Aufnahme 66 in Fluidverbindung.
Der in Fig. 1 dargestellte Austrittsstutzen 76 weist zwei Austrittskanäle 80 auf, die mit der jewei ligen Aufnahme 66 in Fluidverbindung stehen und durch eine Trennwand 82 voneinander ge trennt sind, die sich von einem die Aufnahmen 66 trennenden Verbindungssteg 84 bis zu der Austrittsöffnung 78 erstreckt.
Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Austrittskanäle 80, wie in Fig. 1 und Fig. 3a darge stellt, einen unterschiedlichen Querschnitt haben, insbesondere einen unterschiedlichen Durch messer, um ein Mischungsverhältnis der Massen einzustellen, wie nachfolgend noch erläutert wird.
Der Austrittsstutzen 76 weist ferner ein Gewinde 86 auf, durch das ein nicht ersichtlicher Aufsatz an der Austrittsöffnung 78 des Kopfteils 12 befestigt werden kann. Dieser Aufsatz kann Teil ei ner Auspressvorrichtung sein, in die die Kartusche 10 eingesetzt bzw. eingelegt werden kann.
Die Abdeckung 14 umfasst einen Sollbruchbereich 88, der im mit dem Kopfteil 12 verbundenen Zustand der Kartusche 10 im Bereich des Ausdehnungsbereichs 72 der Aufnahme 66 angeord net ist. Die Abdeckung 14 weist vorliegend in dem Sollbruchbereich 88 eine geringere Material stärke oder Materialfestigkeit als in weiteren Bereichen der Abdeckung auf. Über die geringere Materialstärke ist die Abdeckung 14 in dem Sollbruchbereich 88 entsprechend bereichsweise geschwächt. Der Sollbruchbereich 88 kann beispielsweise durch einen Laser oder durch einen beheizten Stempel in der Abdeckung 14 erzeugt werden. Der Sollbruchbereich 88 kann beispielsweise nach einer Anordnung der Abdeckung 14 an dem Einsatz 16 vorzugsweise von einer der Kam mer 20 abgewandten Seite erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Soll bruchbereich 88 auch von einer der Kammer 20 zugewandten Seite der Abdeckung 14 erzeugt werden. Beispielsweise können von beiden Seiten der Abdeckung 14 einander gegenüberlie gende Bereiche bearbeitet werden, so dass sich der Sollbruchbereich 88 beidseits der Abde ckung 14 erstreckt. Der Sollbruchbereich 88 kann auch durch eine Verformung von Material mit tels eines Stempels oder durch ein Anschmelzen von Material durch einen Stempel erzeugt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass mittels eines Lasers Material im Sollbruchbereich 88 insbesondere an einer der Kammer 20 abgewandten Seite verdampft wird, so dass der Soll bruchbereich 88 beispielsweise eine von außen ersichtliche Einkerbung in der Abdeckung 14 darstellt. Wenn der Sollbruchbereich 88 durch ein Heißprägen hergestellt wird, ist der Sollbruch bereich 88 ebenfalls von einer Außenseite sichtbar. Der Sollbruchbereich 88 kann auch durch ein Anritzen hergestellt werden. Der Sollbruchbereich 88 kann auch vor dem Anbringen der Ab deckung 14 auf den Einsatz 16 durch die genannten Verfahren erzeugt werden.
Fig. 3b zeigt eine vergleichbare Ansicht wie Fig. 3a, wobei im Folgenden lediglich auf die Unter schiede eingegangen wird. Der Sollbruchbereich 88 ist hierbei in einem Bereich des Ausdeh nungsbereichs 72 angeordnet, der dem jeweils anderen Folienbeutel 18 zugewandt ist. In Fig.
3b ist ein umlaufende Schweißnaht 89 gezeigt, mittels der die Abdeckung 14 an der Fläche 46 des Einsatzes 16 festgelegt ist. Die Schweißnaht 89 ist vereinfacht durch zwei strichliert gezeig te hier im Wesentlichen konzentrisch zu einer Längsachse des Folienbeutels 18 verlaufende Kreise 91 , 93 begrenzt, wobei die Schweißnaht 89 hier einen Teilbereich der Fläche 46 darstellt. Der Sollbruchbereich 88 stellt vorliegend beispielsweise einen Ausschnitt der Schweißnaht 89 dar, wobei der Sollbruchbereich 88 zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig de ckungsgleich zu der Schweißnaht 89 ist. Alternativ hierzu kann sich der Sollbruchbereich 88 auch in unmittelbaren Nachbarschaft zu der Schweißnaht 89 befinden. Der Sollbruchbereich 88 wird während der Herstellung der Schweißnaht 89 durch eine Variation von Schweißparametern erzeugt.
Der Sollbruchbereich 88 ist eine gezielte Schwächung der Abdeckung 14, sodass sich beim Auspressen des Folienbeutels 18 bzw. der Kammer 20 durch eine Auspressvorrichtung die Ab deckung 14 im Sollbruchbereich 88 aufreißt bzw. sich dort in definierter Weise öffnet. Während des Auspressens der Kartusche 10 wird das Bodenteil 24 der Kammer 20 beispiels weise mittels eines Stempels einer Auspressvorrichtung in Richtung des Kopfteils 12 gedrückt. Dies führt dazu, dass sich der Druck in der Kammer 20 erhöht, der in Richtung zur Abdeckung 14 gerichtet ist, wodurch die in der Kammer 20 befindliche Masse gegen die Abdeckung 14 ge drückt wird. Die Abdeckung 14 dehnt sich daraufhin in den Ausdehnungsbereich 72 aus. Der Sollbruchbereich 88 der Abdeckung 14 ist dem Ausdehnungsbereich 72 zugeordnet, wobei der Sollbruchbereich 88 oberhalb einer bestimmten Kraft bzw. eines entsprechenden Drucks auf bricht, sodass die Masse durch den Durchgang 60 des Einsatzes 16 und den aufgerissenen Sollbruchbereich 88 aus der Kammer 20 in den Austrittskanal 80 fließen kann. Die Masse kann somit aus dem Kopfteil 12 heraus durch die Austrittsöffnung 78 fließen und beispielsweise auf einem Objekt aufgetragen werden.
Dadurch, dass nach einem vollständigen Auspressen der Kammer 20 die Masse, die sich im Ausbreitungsraum 74 und im Austrittskanal 80 befindet, nicht weiter aus der Austrittsöffnung 78 hinausgedrückt werden kann, sollten der Austrittskanal 80 und der Ausbreitungsraum 74 mög lichst klein gehalten werden.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Ausdehnungsbereich 72, der der Kammer 20 zugeordnet ist, eine Fläche von 1 - 40% bezogen auf die Gesamtfläche der jeweiligen Aufnah me 66 bzw. 68, besser 2 - 35% und bevorzugt 3 - 30% aufweist. Die Dehnungshöhe 90 des Ausbreitungsraums 74 sollte zwischen 2,0 und 15,0 mm, insbesondere 3,0 und 12,0 mm und bevorzugt 5,0 und 10,0 mm sein.
Die zum Aufbrechen des Sollbruchbereichs 88 notwendige Öffnungskraft kann durch eine Ver änderung des Ausdehnungsbereichs 72 angepasst werden. Des Weiteren ist es auch möglich, die Öffnungskraft durch eine entsprechende Anordnung des Sollbruchbereichs 88 auf der Abde ckung 14 bzw. die Formgebung und die Größe des Sollbruchbereichs 88 anzupassen.
Beispielsweise wird die benötigte Öffnungskraft vergrößert, wenn der Sollbruchbereich 88 aus einem mittigen Bereich in einem Randbereich der Ausdehnungsfläche 72 verlagert wird.
Der Ausdehnungsbereich 72 und der Sollbruchbereich 88 sind so gewählt, dass die zwei Kam mern 20 im Wesentlichen bei einer identischen Öffnungskraft aufbrechen, sodass die Massen aus den Kammern 20 synchron hinausfließen können. Dementsprechend kann ein vorbestimm tes Mischverhältnis der Massen aus den beiden Kammern 20 realisiert werden, welches durch ein Flächenverhältnis der Grundflächen 28 bzw. der Aufteilung des Austrittkanals 80 durch die Trennwand 82 vorgegeben ist. Fig. 4 zeigt einen schematischen Vergleich zwischen der Kammer 20 der Kartusche 10, die in der oberen Hälfte der Fig. 4 angeordnet ist, und einer Kammer 92 einer aus dem Stand der Technik bekannten Kartusche 94, die in der unteren Hälfte der Figur angeordnet ist, in einem Längsschnitt.
Die linke Seite der Fig. 4 stellt die Kartuschen 10, 94 in einem befüllten Zustand dar und die rechte Seite der Fig. 4 die Kartuschen 10, 94 in einem ausgepressten bzw. entleerten Zustand.
Im befüllten Zustand sind die Kartuschen 10, 94 im vorliegenden Beispiel durch einen volumen gleichen Quader 96 umschlossen, der mit gestrichelten Linien gezeigt ist. Eine Breite B, eine Länge L und eine nicht gezeigte Höhe der beiden Quader 96 sind hier im Wesentlichen gleich.
Die Kammer 92 der Kartusche 94 aus dem Stand der Technik ist an beiden Seiten durch Clips 98 verschlossen. Die Clips 98 führen dazu, dass die Kammer 92 jeweils endseitig kugelförmig geschlossen ist, sodass die Kammer 92 ein geringeres Volumen aufweist als der Quader 96 gemäß der erfindungsgemäßen Kartusche 10. Dementsprechend kann mehr Masse in die Kammer 20 eingefüllt werden als in die Kammer 92.
Das durch einen Pfeil dargestellte Auspressen der Kartuschen 10, 94 führt dazu, dass die Längsseiten der Kammern 20, 92 zusammengedrückt werden und sich ziehharmonikaartig wöl ben.
Die Kammer 20 der ausgepressten Kartusche 10 ist durch einen Quader 100 umschlossen. Der Quader 100 ist kleiner als der Quader, der die ausgepresste Kammer 92 aus dem Stand der Technik umschließt, sodass die ausgepresste Kammer 20 ein kleineres Volumen als die ausge presste Kammer 92 des Stands der Technik hat. Dementsprechend kann die Kartusche 10 bei gleichem zur Verfügung stehenden Ausgangsvolumen gemäß Quader 96 mehr Masse aufneh men als die aus dem Stand der Technik bekannte Kartusche 94 und es verbleibt weniger Masse in der Kartusche 10 nach dem Auspressen verglichen mit der Kartusche 94 aus dem Stand der Technik.
Anhand von Fig. 5 und Fig. 6 wird nun das Verfahren zur Herstellung einer Kartusche 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform beschrieben, die im Wesentlichen der oben näher beschriebe nen Ausführungsform entspricht, sodass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegan gen wird. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und es wird hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die Kartusche 10 in Figur 5 nur eine Kammer 20 auf, sodass auch nur ein Einsatz 16, eine Abdeckung 14, eine Aufnahme 66 und ein Aus- trittskanal 80 vorhanden sind. Dementsprechend ist auch keine Trennwand 82 vorgesehen, die den Austrittskanal 80 in Teilkanäle unterteilt.
In einem ersten Verfahrensschritt, die Schritte sind durch Pfeile dargestellt, werden das Boden teil 24 und der Einsatz 16 bereitgestellt. Anschließend wird umfangsseitig bzw. umfänglich um das Bodenteil 24 ein Folienschlauch 26 außenseitig an dem Kragen 30 befestigt, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen, sodass ein Folienbeutel 18 entsteht, der eine Öffnung 22 aufweist. Der Folienschlauch 26 kann auch innenseitig an dem Kragen 30 befestigt werden.
Die Innenseite der Öffnung 22 wird anschließend an der Außenseite 42 des Einsatzes 16 im Bereich des ersten Abschnitts durch Verschweißen und/oder Verkleben befestigt.
In einem nächsten, in Fig. 6 ersichtlichen Schritt wird die Kammer 20 mit einer Masse 102 durch eine Füllvorrichtung 104, die einen Füllkopf 106 und ein Füllrohr 108 aufweist, befüllt. Der Füll kopf 106 und das Füllrohr 108 stehen in Fluidverbindung miteinander.
Der Füllkopf 106 ist beispielsweise mit einem Reservoir der Masse 102 verbunden und pumpt die Masse 102 aus dem Reservoir in den Füllkopf 106. Das Füllrohr 108 ragt durch die Öffnung 63 und den Durchgang 60 des Einsatzes 16 in die Kammer 20 hinein, sodass die Masse 102 aus dem Füllkopf 106 durch das Füllrohr 108 in die Kammer 20 eingebracht werden kann.
Während des Füllvorgangs kann die in der Kammer 20 befindliche Luft durch die Löcher 62 entweichen, sodass das Füllrohr 108 den gleichen Querschnitt wie die Öffnung 63 des dritten Abschnitts 36 des Einsatzes 16 haben kann. Die Masse 102 kann damit durch eine große Öff nung in die Kammer 20 eingebracht werden, sodass für den Füllvorgang wenig Druck vonnöten ist.
Die Geometrie des Einsatzes 16 ist an einen Füllkegel 110 der chemischen Masse 102 ange passt. Die Geometrie ist insbesondere an den Füllkegel 110 von viskosem chemischen Mörtel angepasst. Es wird somit erreicht, dass verhältnismäßig wenig und insbesondere keine Luft zwi schen dem Einsatz 16 und der chemischen Masse 102 nach dem Füllvorgang vorhanden ist. Dies ist vorteilhaft, da das Vorhandensein von Luft die Haltbarkeit der Masse 102 verringern kann und sich bei größeren Luftblasen in unerwünschter weise auf das bei der Verwendung von zwei Folienbeuteln 18 erzielte Mischungsverhältnis auswirken kann.
Nach dem Füllvorgang wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Abdeckung 14 auf dem Einsatz 16 befes tigt. Um die Öffnung 63 dicht verschließen zu können, kann ein hier umlaufend ausgeführter und mit dem dritten Abschnitt 36 des Einsatzes 16 verbundener Materialfortsatz 54 vorgesehen sein, der ringförmig ausgeführt sein kann. Es können auch mehrere separate Materialfortsätze 54 vorge sehen sein, die beispielsweise teilringförmig ausgebildet sind und sich jeweils lediglich über ei nen Teilbereich des Umfangs des Einsatzes 16 erstrecken. Der wenigstens eine Materialfortsatz 54 dient als Schmelzstelle, sodass die Abdeckung 14 und der Einsatz 16 einstückig, insbeson dere stoffschlüssig miteinander verbunden werden können, indem der Materialfortsatz 54 aufge schmolzen wird.
Des Weiteren ist die Abdeckung 14 auch an den Flächen 44 und 46 des Einsatzes 16 befestigt. Beispielsweise fließt das geschmolzene Material des Materialfortsatzes 54 entlang der Flächen 44, 46, um eine Art Klebeschicht für die Abdeckung 14 auszubilden.
Die Abdeckung 14 kann als Monofolie ausgeführt sein. Nach dem Verschließen des Einsatzes 16 wird an der Oberseite der Abdeckung 14 ein Teil der Abdeckung 14 abgetragen, sodass ein Sollbruchbereich 88 entsteht. Dies geschieht beispielsweise im verschlossenen Zustand der Kammer 20, indem Material der Abdeckung 14 von der Außenseite abgetragen wird.
Bei einem Befestigen der Abdeckung 14 an der Fläche 46 des Einsatzes 16 durch Schweißen kann der Sollbruchbereich 88 durch eine definierte Einstellung der Schweißparameter in einem vordefinierten Bereich gebildet werden. Beispielsweise kann hierbei ein höherer Druck, eine erhöhte Temperatur oder eine verlängerte Schweißdauer oder eine Kombination dieser Parame ter vorgesehen sein, um während des Anschweißvorgangs der Abdeckung 14 an den Einsatz 16 den Sollbruchbereich 88 herzustellen. Der Sollbruchbereich 88 kann hierbei auf einfache Weise in unmittelbarer Nähe oder in der Fläche 46 hergestellt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Kopfteil 12 bereitgestellt und der Einsatz 16 mit der Abdeckung 14 in der Aufnahme 66 befestigt. Insbesondere liegt die Fläche 44 der stufenförmig abgesetzten Erhebung 48 an der Seitenfläche 70 der Aufnahme 66 an. Dieser Verfahrensschritt kann beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen oder einem ähnlichen Befestigungs verfahren erfolgen.
Fig. 7 zeigt in dem oberen Bereich den Einsatz 16 in einem Längsschnitt und in einem unteren Bereich eine entsprechende Draufsicht auf den Einsatz 16.
Aus der Draufsicht gemäß Fig. 7 geht hervor, dass die Löcher 62 als Entlüftungsöffnungen 112 umfänglich um die Öffnung 63 angeordnet sind und einen Durchmesser 114 von insbesondere kleiner 3 mm aufweisen. In der vorliegenden Ausgestaltung hat der Einsatz 16 acht Entlüftungs- Öffnungen 112. Prinzipiell ist eine beliebige Anzahl an Entlüftungsöffnungen 112 vorsehbar. Die Entlüftungsöffnungen 112 können als Entlüftungsbohrungen ausgeführt sein.
Anhand von Fig. 8 bis Fig. 11 sind weitere Ausgestaltungsformen von Löchern 62 dargestellt.
Die Draufsicht auf den Einsatz 16 gemäß Figur 8 zeigt, dass die Löcher 62 als Entlüftungsschlit ze 116 ausgeführt sind, die umfänglich um die Öffnung 63 angeordnet sind, insbesondere in regelmäßigen Abständen zueinander und/oder koaxial zur Mittelachse der Öffnung 63.
Fig. 9 zeigt eine Detailansicht eines der Lüftungsschlitze 116 aus Fig. 8. Eine Breite 118 des Lüftungsschlitzes 116 in radialer Richtung ist insbesondere kleiner als 3 mm und eine Länge 120 in Umfangsrichtung beispielsweise 1 bis 20 mm.
In Fig. 10 ist zu sehen, dass die Löcher 62 auch als Entlüftungseinkerbung 122 ausgeführt sein können. In dieser Ausgestaltung fungieren die Entlüftungseinkerbungen 122 als Vergrößerung der Öffnung 63, deren ursprüngliche Form im Bereich der Entlüftungseinkerbungen 122 gestri chelt eingezeichnet ist.
Eine Detailansicht einer Entlüftungseinkerbung 122 ist in Fig. 11 dargestellt, aus der zu entneh men ist, dass eine Breite 124 der Entlüftungseinkerbung 122 in Umfangsrichtung einen Wert insbesondere kleiner 4 mm hat.
Fig. 7a, Fig. 7b und Fig. 7c zeigen weitere Ausführungsmöglichkeiten von Einsätzen 16 zur Ent lüftung des Folienbeutels 18 bei einem Befüllvorgang. Eine in radialer Richtung innenliegende Kontur 123 des Einsatzes 16 ist hierbei im Unterschied zur Ausführung des Einsatzes 16 gemäß Fig. 1 nicht kreisförmig. In Fig. 7a stellt die innenliegende Kontur 123 ein insbesondere gleich förmiges Vieleck, hier ein Zwölfeck, in Fig. 7b einen Sinuswellenring und in Fig. 7c eine Zahn radgeometrie dar. Hierdurch kann bei einem Befüllvorgang mit einem zylinderförmigen Füllrohr 108 Luft durch die Öffnung 63 entweichen, ohne dass Löcher 62 in dem Einsatz 16 vorgesehen sein müssen. Diese können bei alternativen Ausführungen von Einsätzen 16 zusätzlich vorge sehen sein.
Fig. 12 zeigt eine weitere Möglichkeit den Folienbeutel 18 herzustellen. Anstatt die Außenseite des Kragens 30 an der Innenseite des Folienschlauchs 26 zu befestigen, kann auch die Innen seite des Kragens 30, wie bereits erläutert, an der Außenseite des Folienschlauchs 26 befestigt werden. Die Abdeckung 14 kann als Monofolie ausgeführt sein. Anhand von Fig. 13a, Fig. 13b und Fig.
14 werden Ausgestaltungen der Abdeckung 14 gezeigt, in denen die Abdeckung 14 durch meh rere Schichten oder durch eine Kunststoffplatte gebildet ist.
In der Fig. 13a umfasst die Abdeckung 14 fünf Schichten. Eine mittlere Schicht ist als Sperr schicht 126 beispielsweise in Form einer Aluminiumschicht ausgeführt. Eine Nummerierung der Schichten wird in den Figuren jeweils von oben nach unten vorgenommen, so dass die oberste Schicht eine erste Schicht und eine unterste Schicht eine fünfte Schicht darstellt. Eine zweite Schicht und eine vierte Schicht sind jeweils als Polyethylen-Schicht (PE-Schicht) 128 ausge führt. Die oberste und die unterste Schicht, d. h. die erste Schicht und die fünfte Schicht der Ab deckung 14 sind jeweils als Polypropylen-Schicht (PP-Schicht) 130 ausgeführt.
Die Sperrschicht 126 verhindert, dass Wasserdampf und/oder Sauerstoff in die Kammer 20 ein- dringen kann. Insbesondere bei chemisch aktiven Massen kann Wasserdampf und/oder Sauer stoff dazu führen, dass die in der Kammer 20 angeordnete Masse reagiert und hierdurch deren Haltbarkeit verringert wird bzw. sich deren Zusammensetzung verändert. Zudem kann das in der Kammer 20 befindliche Material aufgrund der Sperrschicht 126 vorteilhafterweise nicht ausga sen.
In Fig. 13b ist ein alternativer Aufbau der Abdeckung 14 mit wiederum fünf Schichten gezeigt.
Die mittlere Schicht ist wiederum als Sperrschicht 126 ausgeführt. Im Unterschied zu der Aus führung gemäß Fig. 13a sind neben der zweiten Schicht und der vierten Schicht 128 auch die erste Schicht und die fünfte Schicht 130 aus Polyethylen gebildet.
Die Ausgestaltung der Abdeckung 14 in Fig. 14 weist wiederum fünf Schichten auf, wobei die Sperrschicht 126 die vierte Schicht bildet. Die erste Schicht, die dritte Schicht und die fünfte Schicht sind in dieser Ausgestaltung jeweils als eine PE-Schicht 130 ausgeführt. Die zweite Schicht 132 stellt eine Schicht 132 aus bi-axial angeordnetem Polypropylen dar.
Alternativ hierzu kann die Abdeckung 14 mit einer insbesondere eigensteif ausgeführten Kunst stoffplatte ausgeführt sein, die vorzugsweise PE, PP, PET, PVC, ABS, PA, PLA oder vergleich bare Materialien aufweist. Die Abdeckung 14 ist hierbei wiederum durch Kleben oder Schweißen mit dem Einsatz 16 der Ausführungsform der Fig. 2 oder Fig. 2b mit dem Einsatz 16 verbunden.
Die Ausgestaltungen der Abdeckung 14 gemäß in Fig. 13a, Fig. 13b und Fig. 14 sind nur bei spielhaft zu verstehen. Prinzipiell ist jegliches, eingangs genannte Material für eine Schicht der Abdeckung 14 möglich und es ist auch eine beliebige Anzahl an Schichten denkbar. Anhand von Fig. 15 bis Fig. 19 werden im Folgenden verschiedene Ausführungsformen von Sollbruchbereichen 88 gezeigt, die sich hinsichtlich ihrer Form voneinander unterscheiden. In all diesen Figuren ist eine Detailansicht einer Draufsicht auf die Abdeckung 14 gezeigt, wobei der Sollbruchbereich 88 jeweils näher ersichtlich ist.
In Fig. 15 ist der Sollbruchbereich 88 mehrteilig ausgeführt und weist vorliegend acht Teilberei che auf, die sich jeweils ausgehend von einem Mittelpunkt 134 radial zu dem Mittelpunkt 134 vorliegend im Wesentlichen geradlinig nach außen erstrecken, sodass der Sollbruchbereichs 88 ein sternförmiges Muster bildet. Der Sollbruchbereich 88 stellt somit insgesamt ein symmetri sches, hier punktsymmetrisches Muster dar.
In Fig. 16 weist der Sollbruchbereich 88 vier Teilbereiche auf, die sich wiederum von dem Mittel punkt 134 im Wesentlichen geradlinig in radialer Richtung nach außen erstrecken, sodass der Sollbruchbereich ein kreuzförmiges Muster darstellt, welches hier punktsymmetrisch zum Mittel punkt 134 ausgeführt ist.
Der in Fig. 17 gezeigte Sollbruchbereich 88 ist durch einen hier geradlinig verlaufenden Strich gebildet.
In der Ausgestaltung gemäß Fig. 18 ist der Sollbruchbereich 88 durch eine kreisförmige Begren zung gebildet, die als durchgehende Linie oder als Perforierung ausgeführt sein kann. Die Linie bzw. die Perforierung grenzt den Sollbruchbereich 88 von dem weiteren, außerhalb der Linie bzw. der Perforierung liegenden Bereich der Abdeckung 14 ab.
In der Ausführung gemäß Fig. 19 ist der Sollbruchbereich 88 durch eine im Wesentlichen halb kreisförmig ausgeführte Linie definiert, die wiederum als Perforierung oder durchgehende Linie ausgeführt sein kann.
Fig. 20 zeigt eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Kar tusche 10 mit zwei Folienbeuteln 18, wobei die Folienbeutel 18 in einem gemeinsamen Schweißverfahren mit dem Kopfteil 12 verbunden sind. Der eigensteif ausgeführte Einsatz 16 wird dabei zunächst mit dem Folienbeutel 18 verbunden und anschließend mit einer Masse 102 durch den Durchgang 60 befüllt. Wiederum anschließend wird der Durchgang 60 mit der Abde ckung 14 verschlossen, wobei die Abdeckung 14 mit dem Einsatz 16 in oben näher beschriebe ner Weise angebunden wird und insbesondere angeschweißt wird.
Die Abdeckung 14 ist hier beidseitig schweißbar ausgeführt, so dass in einem weiteren Schritt die Folienbeutel 18 in einem Schweißverfahren an dem Kopfteil 12 angebunden werden. Dies ist in der Ausführung gemäß Fig. 20 für beide Folienbeutel 18 mit einem gemeinsamen Schweiß- Werkzeug 136 und in der Ausführung gemäß Fig. 21 für jeden Folienbeutel 18 mit zwei separa ten Schweißwerkzeugen 138, 140 und somit unabhängig voneinander durchführbar, wobei ein Schweißwerkzeug 138 einem Folienbeutel 18 und das andere Schweißwerkzeug 140 dem an deren Folienbeutel 18 zugeordnet ist.
Hierbei weisen die Einsätze 16 eine entsprechende Gegenkontur zu dem Kopfteil 12 auf, so dass die Einsätze 16 in mit dem Kopfteil 12 verbundenen Zustand über die Abdeckung 14 im Wesentlichen flächig an dem Kopfteil 12 anliegen.
Das jeweilige, in Fig. 20 und Fig. 21 nur schematisch gezeigte Schweißwerkzeug 136, 138, 140 wird von einer dem Kopfteil 12 abgewandten Seite über die Folienbeutel 18 bis zu einem Kon taktbereich des Kopfteils 12 mit dem Einsatz 16 geführt, wobei die Schweißwerkzeuge 138, 140 den jeweiligen Folienbeutel 18 und die entsprechenden Konturen des Einsatzes 16 und des Kopfteils 12 bei der Ausführung gemäß Fig. 21 umfangsseitig vollständig umfassen, so jeweils dass eine umfangsseitig komplett umlaufende Verbindung zwischen dem Kopfteil 12 und dem Folienbeutel 18 über die Abdeckung 14 geschaffen wird. Die Anbindungen der beiden Folien beutel 18 an das Kopfteil 12 können dabei zeitgleich, teilweise überlappend oder nacheinander durchgeführt werden.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 20 umfasst das gemeinsame Schweißwerkzeug 140, mit dem die Anbindung beider Folienbeutel 18 an das Kopfteil 12 in einem einzigen Arbeitsschritt möglich ist, die Folienbeutel 18 umfangsseitig beispielsweise bis auf einen einander zugewandten Be reich der Folienbeutel 18, so dass eine außenseitig um beide Folienbeutel 18 komplett umlau fende Verbindung zwischen dem Kopfteil 12 und den beiden Folienbeuteln 18 über die jeweili gen Abdeckungen geschaffen wird. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass keine Verbindung der Einsätze 16 an dem Kopfteil 12 über die Abdeckungen 14 in einem einander zugewandten Bereich der beiden Folienbeutel 18 vorgesehen ist.
Zur Verbindung des Kopfteils 12 mit dem Einsatz 16 oder den Einsätzen 16 ist vorzugsweise ein induktives und kontaktloses Schweißverfahren, beispielsweise ein Flochfrequenzschweißverfah- ren, vorgesehen. Die Abdeckung 14 weist vorzugsweise eine Aluminiumlage auf, die während des Schweißvorgangs erhitzt wird, wobei die Wärme durch die anderen Schichten der Abde ckung 14 zu den insbesondere aus Kunststoff gefertigten Einsätzen und dem Kopfteil 12 geführt wird und hierdurch die Verschweißung erzielt wird. Hierbei wird ein sehr gezielter Energieeintrag an der Stelle erzielt, an der die Schweißverbindung erstellt werden soll. Die verschiedenen Ausgestaltungen der einzelnen Bauteile sind beispielhaft zu verstehen. Ins besondere lassen sich die verschiedenen Ausgestaltungen und verschiedenen Merkmale der Ausführungsformen beliebig miteinander kombinieren. Die als Unterschiede aufgezählten Merkmale und Ausgestaltungen sind unabhängig und können in verschiedener weise kombi- niert werden.
In den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Kartusche 10 ein oder zwei Kammern 20 und eine entsprechende Anzahl an Abdeckungen 14, Einsätzen 16, Folienbeuteln 18, Aufnah men 66 und Austrittskanälen 80. Im Allgemeinen ist eine beliebige Anzahl der genannten Bau teile möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Kartusche (10) für eine Auspressvorrichtung, mit zumindest einem nicht eigensteif ausge bildeten, länglichen Folienbeutel (18), der eine Kammer (20) zur Aufnahme einer Masse (102) aufweist, mit einem Kopfteil (12) zum Zusammenwirken mit dem Folienbeutel (18) und mit einem eigensteif ausgeführten Einsatz (16), der auf einer dem Kopfteil (12) zu gewandten Seite mit dem Folienbeutel (18) verbunden ist und einen von einer Abdeckung (14) verschlossenen Durchgang (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) auf einer dem Kopfteil (12) zugewandten Seite konusförmig ausge führt ist.
2. Kartusche (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Kopfteil (12) zugewandte Oberfläche (46) des Einsatzes (16) einen Winkel (e) zwischen 10° und 50° mit einer Florizontalen (Fl) einschließt.
3. Kartusche (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (e) einen Wert zwischen 15° und 35°, insbesondere etwa 25°, aufweist.
4. Kartusche (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (14) einen Sollbruchbereich (88) aufweist.
5. Kartusche (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) zumindest eine von dem Durchgang (60) unabhängige Entlüftungs öffnung (112) und/oder zumindest einen von dem Durchgang (60) unabhängigen Entlüf tungsschlitz (116) aufweist und/oder, dass der Durchgang (60) des Einsatzes (16) in ei nem der Mittelachse des Folienbeutels (18) zugewandten Bereich zumindest eine Entlüf tungseinkerbung (122) aufweist.
6. Kartusche (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) und das Kopfteil (12) in einander zugewandten Bereich eine jeweils zusammenwirkende und im Wesentlichen gegengleich ausgeführte Kontur aufweisen, wo bei die in dem Bereich der Konturen angeordnete Abdeckung (14) schweißbar ausgeführt ist.
7. Kartusche (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienbeutel (18) durch einen zylindrischen Folienschlauch (26) gebildet ist, der bodensei tig durch ein Bodenteil (24) verschlossen ist, das mit dem Folienschlauch (26) insbesonde re verklebt und/oder verschweißt ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Kartusche (10) für eine Auspressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mittels der folgenden Schritte:
Bereitstellen eines eine Kammer (20) aufweisenden Folienbeutels, der mit einem formstabilen Einsatz (16) und einem Bodenteil (24) verbunden ist, wobei der Einsatz (16) eine Öffnung (22) aufweist,
Befüllen der Kammer (20) mit einer Masse (102) durch die Öffnung (22) und Verschließen der Öffnung (22) mit einer Abdeckung (14).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abdeckung ein definierter Sollbruchbereich hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollbruchbereich (88) der
Abdeckung (14) mittels eines Lasers, einer Schwächung durch Heißprägen, durch ein An ritzen oder durch einen Anschweißvorgang der Abdeckung (14) an den Einsatz (16) her gestellt ist.
11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) zumindest ein Materialfortsatz (54), insbesondere einen die Öffnung (22) umgebener Ma terialfortsatz (54) hat, der während des Verschließens der Öffnung (22) schmilzt.
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