DE69736448T2 - Dünnwandige Verpackung zur Verwendung in einer Kartusche - Google Patents

Dünnwandige Verpackung zur Verwendung in einer Kartusche Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kartuschenanordnung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Die Verwendung eines Schlauchbeutels aus dünnwandiger Kunststofffolie oder aus einem Verkragenmaterial aus Kunststoff- und Metallfolie als Behälter und zum Austragen von Chemikalien wie Klebstoffen oder Dichtmassen ist bekannt, beispielsweise aus EP-A-666 823, wo dieser in einen kartuschenartigen Behälter eingelegt wird, der als mechanischer Träger dient, während die Membrane von der Kartuschenwand abgeschält und zusammengedrückt wird, um den Inhalt auszustossen, wobei der kartuschenartige Behälter wiederverwendbar ist. Verglichen mit einer herkömmlichen Kartusche ist bei dem oben erwähnten Zusammendrücken der Packung eine viel höhere Austragskraft notwendig, um die Folienpackung von der sie stützenden Innenwand der Kartusche abzuschälen und nach und nach zusammenzudrücken, während die Packung unter erheblichem hydraulischem Druck steht. Dieser Kraftaufwand spielt besonders bei handbetriebenen Austraggeräten eine wichtige Rolle, bei welchen nur eine beschränkte Handkraft verfügbar ist.
  • Eine Kartuschenanordnung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP-A-0 369 723 bekannt, welche Patentanmeldung eine Vorrichtung zum Austragen von Massen wie Creme, Schlagrahm, Nahrungsmitteln oder fettartigen Stoffen beschreibt, bei welcher eine Membrane von einem relativ kurzen Tauchkolben nach innen umgestülpt wird und nicht unter Druck von der Wand abgelöst und zusammengedrückt wird, wodurch der relative mechanische Wirkungsgrad beträchtlich erhöht wird.
  • Offensichtlich ist jedoch das Problem der Abdichtung im Hinblick auf die auszutragenden Massen und insbesondere im Hinblick auf den relativ kurzen Tauchkolben nicht von grosser Bedeutung gewesen.
  • Somit wird im Stand der Technik gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs in Kauf genommen, dass der Packungsinhalt zwischen den beiden aneinander liegenden Membranwänden austreten kann und dass die Austrittsstelle zudem je nach dem Abstand zwischen dem Tauchkolben und dem Innendurchmesser des Kartuschenzylinders, der den Zwischenraum zwischen den beiden aneinander liegenden Membranwänden bestimmt, kleiner oder grösser ausfällt. Daher kann es je nach der Viskosität des flüssigen chemischen Inhalts, dem beim Austrag des Inhalts wirkenden Druck und der Grösse des Lecks dazu kommen, dass ein Teil des Inhalts der Membrane am Tauchkolben vorbei nach hinten austritt anstatt vor dem Tauchkolben aus der Packung, wodurch das Verhältnis gestört wird und mehr Abfall anfällt. Dieses rückwärtige Auslaufen ist die Folge von zwischen den zwei Packungsmembranen beim Tauchkolben in die nachfolgende Membranpackung hinter dem Tauchkolben austretendem Material, welches die unter Druck stehende Membrane aufbläht und zum Platzen bringen kann.
  • Die im allgemeinen zum Austragen von Chemikalien verwendeten Kolben können Dichtmittel wie Dichtlippen oder Dichtungsringe aufweisen, Dichtmittel für Tauchkolben sind jedoch im Stand der Technik nicht bekannt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe vorliegender Erfindung darin, eine Kartuschenanordnung anzugeben, bei welcher herkömmliche Schlauchbeutel verwendbar sind, und welche eine bessere Abdichtung gestattet, so dass auf der Hinterseite des Tauchkolbens kein Material austreten kann. Diese Aufgabe wird mit der Kartuschenanordnung gemäss dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.
  • Weitere Ausführungsformen und Verbesserungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen von Ausführungsformen näher erläutert.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Tauchkolben ohne Dichtlippen oder -ringe in einer ersten Stellung,
  • 2 zeigt die Ausführungsform von 1 in einer zweiten Stellung des Tauchkolbens, und
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in derselben Stellung wie in 7.
  • Die vorgeschlagene Erfindung, bei welcher ein Kolben mit einer druckaktivierten Dichtlippe verwendet wird, gestattet eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem bekannten Verfahren unter Verwendung eines dünnwandigen Schlauchbeutels, indem die Membrane nicht unter erheblichem hydraulischem Gegendruck durch die Vorderkante eines Tauchkolbens abgeschält, zusammengefaltet und zusammengedrückt wird, sondern die Packung nach und nach entleert und vom Kolben von aussen nach innen umgestülpt wird, während dieser zur Auslassseite der Kartusche vorgeschoben wird. Dabei wird die Membranpackung hinter dem Kolben, wo kein hydraulischer Gegendruck vorhanden ist, nach und nach von der Innenwand des Kartuschenzylinders abgezogen, von aussen nach innen umgestülpt und hinter dem Kolben nachgezogen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist der Tauchkolben ohne Lippen-Dichtmittel ausgeführt. Damit zwischen den aneinander liegenden Membranen kein Material austreten kann, muss der Spalt zwischen dem Tauchkolben und der Kartuschenwand deshalb so klein wie möglich sein. Dazu muss der Tauchkolben insbesondere beim Eintritt des Tauchkolbens genau mit den doppelten Wänden der von der Kartusche gestützten Membranpackung ausgerichtet sein, und die Länge des Tauchkolbens muss mindestens gleich der Länge der doppelten Wände der von der Kartusche gestützten Membranpackung nach dem vollständigen Austragshub des Tauchkolbens sein. Ausserdem muss der Durchmesser des Tauchkolbens im wesentlichen gleich oder kleiner sein als der Innendurchmesser des Zylinders abzüglich zweimal die doppelte Wanddicke der Membrane.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es beim Rückzug des Tauchkolbens aus der teilweise verbrauchten Packung von Vorteil, wenn ein Unterdruck-Entlastungsdurchlass während dem Rückzug die Luftzufuhr zum Raum zwischen dem Tauchkolben und der Packung gestattet, damit sich kein Vakuum bildet und der Tauchkolben zurückgezogen werden kann, ohne dass sich die Packung verschiebt.
  • Die Erfindung betrifft sowohl eine Kartuschenanordnung mit einem Zylinder und einer Packungseinheit als auch eine Kartuschenanordnung mit zwei oder mehr Zylindern mit Packungseinheiten und einem gemeinsamen Kartuschenauslass, der die Auslassadapter der Packungen dichtend aufnimmt.
  • Die Erfindung wird nun näher beschrieben. 1 zeigt einen Längsschnitt einer dünnwandigen Schlauchbeutel-Membranpackung 50, welche eine flüssige Chemikalie 2 enthält und aus einer dünnen, soliden und chemisch resistenten Membrane 51 aus flexibler Kunststofffolie bzw. einem Kunststofffolien-/Metallfolienverkragenmaterial besteht.
  • Wie aus 1 hervorgeht, ist die Membrane 1 einstückig ausgebildet und nahtlos und weist ein offenes Halsende 5N auf. Während sich diese nahtlose, einstückig ausgebildete Membrane für den Tauchkolben mit dem dargestellten flachen Ende am besten eignet, ist die Erfindung nicht auf diese nahtlose Membrane beschränkt. Eine Membrane mit zwei offenen Enden, von welchen eine beispielsweise mittels einem Crimpring verschlossen ist, kann ebenfalls verwendet und das Auslassende des Tauchkolbens daran angepasst werden.
  • Das Auslassende 5N der Membrane 51 ist mit einem Auslassadapter 58 verkragenen, der einen Auslass 5 mit zwei Dichtlippen 6 und 7 am äusseren Umfang aufweist. Die Innenseite des Auslassadapters 58 ist eben.
  • Die Kartuschenanordnung 54 ist mit einem Kartuschenauslass 23 versehen, der den Auslass 5 des Auslassadapters 58 aufnimmt und eine verjüngte Bohrung 39 aufweist.
  • In der Zeichnung ist der Tauchkolben 52 mit dem Unterdruck-Entlastungsdurchlass 77 in einen Einlassadapter 53 in der Kartuschenanordnung 54 eingetreten. Der Einlassadapter 53 kann ein in die Kartuschenwand 55 eingesetzter Ring sein oder aus mindestens drei einstückig mit der Kartuschenwand ausgebildeten Zentrierrippen bestehen. Der Einlassadapter 53 weist am Einlassende eine Abschrägung 56 auf, und sein Innendurchmesser ist etwas grösser als der Tauchkolben. Der Einlassadapter 53 bildet eine Abschrägung zur Ausrichtung des Tauchkolbens bei dessen Eintritt, wobei der Tauchkolben koaxial zur Kartuschenanordnung 54 und zur flexiblen Membrane 51 ausgerichtet wird. Die Bodenfläche des Tauchkolbens ist eben.
  • 2 zeigt dieselben Komponenten wie 1, jedoch nach dem Austrag der flüssigen Chemikalie durch den Auslass 5.
  • Für eine einwandfreie Funktion muss die Länge L des Tauchkolbens gleich oder grösser sein als die Länge DW der doppelten Wände 51A, 51B der von der Kartusche gestützten Membranpackung 51 nach dem vollständigen Austrag des Inhalts durch den Tauchkolben, wie in 2 dargestellt. Der Durchmesser des Tauchkolbens muss soweit technisch möglich im wesentlichen gleich oder kleiner sein als der Innendurchmesser des Kartuschenzylinders abzüglich zweimal die doppelte Membrandicke.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung ähnlich derjenigen von 2, wobei gleiche Teile dieselbe Funktion und dieselben Bezugsziffern aufweisen. Die Kartuschenanordnung 60 enthält eine Membranpackung 57 bestehend aus der nach innen umgestülpten Membrane 69 mit den doppelten Wänden 69A und 69B. Wie dargestellt, weist der Tauchkolben 52 einen verjüngten vorderen Abschnitt 79A und einen verjüngten hinteren Abschnitt 79B auf, um die Ausrichtung des Tauchkolbens 52 bei dessen Eintritt und Austritt durch den Einlassadapter 53 zu gewährleisten.
  • Im Unterschied zu den zuvor dargestellten Ausführungsformen weist die Zylinderwand 61 am Ende des zylindrischen Abschnitts einen inneren Kragen 62 auf, um einen Absatz 64 am Auslassadapter 63 aufzunehmen, wobei der Kragen einen Radius oder eine Verjüngung beim Ende 70N der Membrane 69 für einen sanfteren Übergang vom zylindrischen Abschnitt zur Stirnfläche bewirkt und die Verjüngung und/oder der Radius des Kragens der Verjüngung und/oder dem Radius des vorderen Abschnitts des Tauchkolbens 52 entspricht.
  • Der Kragen 62 am Ende des zylindrischen Abschnitts der Kartuschenwand und der Absatz 64 am Auslassadapter sind nicht nur in Verbindung mit einer Anordnung mit einem Tauchkolben gemäss den 1 bis 3 vorteilhaft, sondern auch mit beliebigen anderen Auslassadaptermitteln.
  • Das gleiche gilt für die Auslassvariante gemäss 3, bei welcher die Aussenseite des Auslasses 70 des Auslassadapters 63 zylindrisch ist und Dichtlippen 65 und 66 analog den Dichtlippen 6 und 7 aufweist und in einen zylindrischen Auslass 67 des Kartuschenauslasses 68 passt.
  • Während die erfindungsgemässe Kartuschenanordnung für jegliche Arten von Chemikalien und Kartuschendimensionen vorgesehen ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass Anordnungen mit Tauchkolbenn anstelle von herkömmlichen Kolben für kleine bis sehr kleine Kartuschen am besten geeignet sind, da die Dichtwirkung allein durch die Länge des Tauchkolbens entsteht.

Claims (10)

  1. Kartuschenanordnung zum Austragen mindestens einer Komponente, mit einer Kartusche (54, 60) mit starrem Kartuschenzylinder (55, 61), einer Membrane (51, 69) mit flüssigem chemischem Inhalt (2) sowie einer Austragvorrichtung mit einem Kolben (52), wobei die Kartuschenanordnung derart aufgebaut ist, dass die Membrane (51, 69) durch die Einwirkung des Kolbens derart von aussen nach innen umgestülpt wird, dass die Innenflächen der nach innen umgestülpten Membrane und deren Wandteile (51A, 51B; 69A, 69B) während dem Entleeren der Membrane (51, 69) gegeneinander gleiten, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (52) Dichtmittel aufweist, wobei das Dichtmittel des Kolbens (52) dessen Länge (L) ist, welche gleich oder grösser ist als die Länge (DW) der Längswände (51A, 51B; 69A, 69B) der Membrane (51, 69) nach dem vollständigen Hub des Kolbens und derart ausgelegt ist, dass die Längswand des Kolbens auf die umgestülpten Wände (51A, 51B; 69A, 69B) der Membrane (51, 69) wirkt, um die Spälte zwischen den Wänden (51A, 51B; 69A, 69B) der Membrane (51, 69) abzudichten.
  2. Kartuschenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane ((51, 69) ein Auslassende (5N) aufweist, das an einem Auslassadapter (58, 63) angebracht ist, wobei der Auslassadapter mindestens ein Dichtmittel (6, 7; 65, 66) aufweist.
  3. Kartuschenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel am Auslassadapter aus mindestens einer druckbetätigten Dichtlippe (6, 7, 65, 66) besteht.
  4. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Kartuschenzylinders einen kolbenseitigen Endabschnitt (56) aufweist, der weiter ist als der Rest der Innenwand (55, 61) des Kartuschenzylinders.
  5. Kartuschenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (56) verjüngt ist.
  6. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (52) einen Unterdruck-Entlastungsdurchlass (77) aufweist.
  7. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderabschnitt des Kolbens (52) verjüngt ist (79A).
  8. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartuschenanordnung einen Kartuschenauslass (23, 68) aufweist, der den Auslass (5, 70) des Auslassadapters (58, 63) einer Membranpackung (50, 67) aufnimmt.
  9. Kartuschenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung des Kartuschenauslasses (23, 68) zur Aufnahme der Dichtmittel (6, 7, 65, 66) am Auslass (5, 70) des Auslassadapters (58, 63) verjüngt (39) oder zylindrisch (67) ist.
  10. Kartuschenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Membranpackung mit einer einstückig ausgebildeten und nahtlosen Membrane (51, 69) mit nur einem offenen Halsende am Auslass (5N) beinhaltet.
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