DE8004175U1 - Bodenverschluss fuer einen hohlzylindrischen Strangpressbehaelter - Google Patents

Description

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Unsere Akten-Nr.: 2468/39 Bad Gandersheim, 13. Juli 1982 G 80 04 175.4

Alfred Fischbach KG

Bodenverschluß für einen hohlzylindrischen Strangpreßbehälter

Die Erfindung bezieht sich auf einen als Ausdrückkolben für zähplastische Massen dienenden Bodenverschluß aus elastischem Werkstoff für einen hohlzylindrischen Strangpreßbehälter, insbesondere für eine Kartusche, mit einem zum Vorratsraum des Strangpreßbehälters gerichteten Verschlußteller und einem sich zur Einfüllöffnung des Strangpreßbehälters erstreckenden, an dessen Innenwand geführten Hohlkolbenabschnitt und mit wenigstens einer aus dem Werkstoff des Hohlkolbenabschnitts geformten und dessen Außenwand umgebenden, an der Behälterinnenwand anliegenden elastischen Dichtlippe.

Bei mit dauerelastischen, dauerplastischen, aushärtenden und anderen ähnlichen pastösen Massen, insbesondere Dichtungsmassen, gefüllten Strangpreßbehältern oder Kartuschen werden derartige Ausdrückkolben benötigt, die gleichzeitig bis zur Anwendung der plastischen Masse als Bodenverschluß des Strangpreßbehälters dienen. Bei solchen Bodenverschlüssen ist es von besonderer Bedeutung, daß er die bei seinem Einsetzen in den Strangpreßbehälter vor dem Verschlußteller befindliche Luft entweichen läßt, um jeden nachteiligen Einflub etv/aiger eingeschlossener Luft auf die aufgenommene Masse zu verhindern. Zugleich ist es erforderlich, eine sichere Abdichtung zwischen der Innenwand des Strangpreßbehälters und der Außenwand des Bodenverschlusses bzw. seines Hohlkolbenabschnitts zu gewährleisten, wenn für den Antrieb des Bodenverschlusses als

Ausdrückkolben der Hohlkolbenabschnitt direkt mit einem Druckmedium beaufschlagt wird. Ein Hindurchtreten des Druckmediums in den Vorratsraum des Strangpreßbehälters würde einerseits zu einer Veränderung und ggf. zu einem Aushärten der eingeschlossenen Masse führen und andererseits zu einem ungleichmäßigen Ausdrücken der Masse aus dem Strangpreßbehälter.

Bei bekannten Bodenverschlüssen oder Ausdrückkolben der eingangs angegebenen Art (z.B. DE-PS 2 034 047 und DE-GM 74 00 492) weisen die verwendeten Dichtlippen einen im Querschnitt angenähert dreieckigen Querschnitt mit gegeneinander zum Scheitel geneigten Flanken auf, wobei der Scheitel der Dichtlippen senkrecht gegen die Innenwandung des Strangpreßbehälters gedrückt wird. Hierdurch wird einerseits ein sicheres Entweichen der in der eingefüllten Masse befindlichen Luft beim Einsetzen des Bodenverschlusses in Frage gestellt, da wegen des senkrechten Andrückens des Lippenscheitels ggf. eine Abdichtung gegen den Luftaustritt bewirkt wird, Zum anderen jedoch reicht die Dichtungswirkung dieser Dichtlippen für die Anwendung eines unmittelbar auf den Ausdrückkolben einwirkenden Druckmediums nicht aus, da die Wirkung des Druckmediums leicht zu einem Abheben der Dichtlippe von der Innenwandung des Strangpreßbehälters führen kann, da ein wesentlicher Teil der vom Druckmedium auf die Dichtlippe ausgeübten Kräfte auf die zum Vorratsraum des Strangpreßbehälters geneigte Flanke der Dichtlippe einwirkt und diese von der Innenwandung fortdrückt. Erschwerend kommt hinzu, daß sich die bei den bekannten Ausdrückkolben verwendeten Dichtlippen nur unzureichend etwaigen unterschiedlichen Innendurchmessern der Strangpreßbehälter anpassen können, derartige Durchmesserunterschiede jedoch bei der Massenfertigung derartiger Strangpreßbehälter praktisch nicht vermeidbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bodenverschluß der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem beide eingangs geschilderte Forderungen mit größtmöglicher Sicherheit erfüllt werden, also einerseits eine einwandfreie Entlüftung des Vorratsraums des Strangpreßbehälters beim Einsetzen des Bodenverschlusses oder Ausdrückkolbens gewährleistet ist und andererseits und vor allem bei sicherer Abdichtung zwischen Innenwandung und Bodenverschluß sowohl eine direkte Beaufschlagung des Bodenverschlusses durch ein Druckmedium für seinen Vorschubantrieb als auch ein Vorschub mit einem Stempel od. dgl. ermöglicht wird, und zwar auch bei fertigungsbedingten Unterschieden im Innendurchmesser der jeweils verwendeten Strangpreßbehälter.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß auf der dem offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts zugewandten Seitenfläche mehrere Dichtlippen hintereinander angeordnet sind, die jeweils eine ringförmig verlaufende offene Drucktasche dadurch bilden, daß beide Seitenflächen jeder Dichtlippe von innen nach außen betrachtet zum offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts hin geneigt geformt sind, daß vor den Dichtlippen eine am äußeren Rand des Verschlußtellers umlaufende Abstreiflippe angeordnet ist, daß innerhalb des Hohlkolbenab-Schnitts und unmittelbar im Anschluß an die Innenwandung des Verschlußtellers eine zur offenen Seite des Hohlkolbenabschnitts vorragende Ringlippe angeordnet ist und der Verschlußteller auf seiner im Inneren des Hohlkolbenabschnitts gelegenen Wandung einen gegenüber der Ringlippe zurückstehenden Ringanschlag trägt und daß der Rand des offenen Endes des Hohlkolbenabschnitts nach außen konisch zu einer weiteren Dichtlippe erweitert ist. Bei einem Luftdruckaufbau im Vorratsraum des Strangpreßbehälters wird der Umfangsrand jeder Dichtlippe von der

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Behälterinnenwand abgehoben, bei Einwirkung eines Druckmediums vom offenen Ende des Hohlkolbens her jedoch der Umfangsrand gegen die Behälterinnenwandung gepreßt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Dichtlippen sich stets entsprechend der gewünschten Funktion verhalten. Wird auf die Dichtlippen vom Vorratsraum her durch eingeschlossene Luft ein Druck ausgeübt, so können sich die Dichtlippen in Richtung auf die Drucktasche hin einwärts verformen und so einen Durchtrittsspalt für die Luft zwischen ihrem Umfangsrand und der Innenwandung des Strangpreßbehälters bilden. Wird dagegen zum Antrieb des Bodenverschlusses oder Ausdrückkolbens das Druckmedium aufgegeben, so wirkt dieses auf die Drucktasche im Sinn einer Erweiterung und damit im Sinn einer Anpressung des Umfangsrandes der Dichtlippen gegen die Innenwandung des Strangpreßbehälters, wodurch eine außerordentlich verstärkte Dichtungswirkung erzielt wird. Da die Dichtlippen bei Gewährleistung der geschilderten hohen Dichtwirkung verhältnismäßig stark verformbar ausgebildet werden können, können sie sich etwaigen fertigungsbedingten Schwankungen des Innendurchmessers des Strangpreßbehälters gut anpassen, ebenso etwaigen Unregelmäßigkeiten auf der Innenwandung des Strangpreßbehälters. Die Drucktasche ermöglicht stets eine entsprechende dichtende Verformung der Dichtlippen.

Der Querschnitt der Dichtlippen ist sägezahnartig gestaltet, und es ergibt sich eine im Querschnitt etwa dreieckige umlaufende Drucktasche zwischen rückwärtiger Lippenflanke und Außenwandung des Hohlkolbenabschnitts. Eine so geformte Dichtlippe kann sich im Fall vom Vorratsraum her austretender Luft leicht von der Innenwandung fortbewegen, wird dagegen über die umlaufende keilförmige Drucktasche im Fall einer Beaufschlagung mit dem Druckmedium für den Antrieb des Bodenverschlusses kräftig und sicher gegen die Innenwandung des Strangpreßbehälters angedrückt. Somit wird sicher vermieden, daß das Druckmedium an der Dichtlippe vorbei in den Vorratsraum gelangen kann, wodurch wiederum sicher vermieden wird, daß

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beim weiteren Ausdrücken der eingeschlossenen Masse dieses Druckmedium zusammen mit der Masse austritt und z.B. zum Zerspritzen des Füllgutes im Augenblick des gemeinsamen Austretens führen könnte. Zusätzlich zu der geschilderten Entlüftungs- und Dichtungswirkung wird durch die Mehrfachanordnung von Dichtlippen eine derart wirksame mechanische Führung und Abstützung des Hohlkolbenabschnitts an der Innenwand des Strangpreßbehälters erreicht, daß gesonderte Führungsmittel ganz entfallen können, was zu einer Vereinfachung der Bauform führt. Dabei kann aber auch wenigstens eine der zum offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts gelegenen Dichtlippen mit auf dem Umfang verteilt angeordneten Randausnehmungen versehen sein, so daß diese unterbrochene Dichtlippe nur Stütz- und Führungswirkung ausübt. Die zum Verschlußteller hin gelegenen Dichtlippen übernehmen dann die geschilderten Di chtung s funkt ionen.

Durch die Abstreiflippe wird zusätzlich zur Wirkung der Dichtlippen ein Abstreifen der Masse von der Innenwandung des Strangpreßbehälters beim Vorschub des Bodenverschlusses oder Ausdrückkolbens unmittelbar im Anschluß an den Verschlußteller erreicht. Ringlippe und Ringanschlag wirken mit der Abstreiflippe dann zusammen, wenn mit Hilfe eines Stempels oder Vorschubtellers, der in den Bodenverschluß oder Ausdrückkolben eingeführt wird, ein mechanischer Vorschub durchgeführt wird. Ein derartiger Stempel oder Ausdrückteller legt sich zunächst gegen die Ringlippe an und spreizt damit die Abstreiflippe gegen die Innenwandung des Strangpreßbehälters, bis er den Ringanschlag erreicht, wonach der eigentliche Vorschub des Bodenverschlusses oder Ausdrückkolbens erfolgt. Hierdurch wird eine außerordentlich sichere Abstreifwirkung in Verbindung mit der Entlüftungs- und Dichtungswirkung der erfindungsgemäßen Dichtlippen erzielt. Zugleich 1st der so ausgestaltete Bodenverschluß oder Ausdrückkolben mit

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den geschilderten Vorteilen für den Antrieb ausschließlich durch Druckmedium bestmöglich geeignet.

Der nach außen konisch zu einer weiteren Dichtlippe erweiterte Rand übernimmt die weitere Entlüftungs-, Dichtungs- und/oder Führungswirkung einer erfindungsgemäßen Dichtlippe, zum anderen wird der Vorteil erzielt, daß bei mechanischem Antrieb des Bodenverschlusses oder Ausdrückkolbens mit Hilfe eines mechanischen Antriebsmittels, z.B. des Stempels oder des Ausdrücktellers einer Auspreßpistole, auch im Fall eines nicht genau ausgerichteten Antriebsmittels, z.B. eines nicht genau ausgerichteten AusdrUcktellers, gewährleistet ist, daß das mechanische Antriebsmittel an der konischen Erweiterung des Randes des Hohlkolbenabschnitts entlang in den Kolben hiiieingleiten kann und somit gewährleistet ist, daß dieses mechanische Antriebsglied den Verschlußteller oder die geschilderten Anschlagmittel tatsächlich erreicht und sich nicht wie bei einem rechtwinkligen Rand des Hohlkolbenabschnitts auf die Wand aufsetzen kann und dadurch der Kolben beim Ausdrücken zum Kippen kommt.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben eich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Auefahrungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung sind je wells der Bodenverschluß nach der Erfindung und zur Ver einfachung der Darstellung vom Strangpreßbehälter lediglich ein Abschnitt dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste AusfUhrungsform eines im übrigen rotationssymmetrisch ausge- bildeten Bodenverschlusses nach der Erfindung,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch einen gefüllten Strangpreßbehälter mit eingesetztem Bodenverschluß nach Fig. 1, jedoch vor seiner Beaufschlagung mit einem Druckmedium,

Fig. 3 den Längsschnitt nach Fig. 2, jedoch nach Beaufschlagung des Bodenverschlusses durch ein Druckmedium,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen im übrigen rotationssymmetrisch ausgebildeten Bodenverschluss nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Teil eines gefüllten Strangpreßbehälters nach dem Einsetzen des Bodenverschlusses nach Fig. 4, jedoch vor seiner Beaufschlagung durch Druckmedium bzw. durch ein mechanisches Antriebsglied,

Flg. .6 den Längsschnitt nach Fig. 5, jedoch nach Beaufschlagung des Bodenverschlusses durch ein nicht dargestelltes mechanisches Antriebsglied, das die Ringlippe unter Verspreizung der Abstreiflippe sowie den Ringanschlag beaufschlagt,

Fig. 7 einen Detailschnitt durch einen BodenverscKLuß nach der Erfindung im Bereich der Dichtlippe zur Verdeutlichung.

Die in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellten Bodenverschlüsse dienen als Ausdrückkolben für zähplastische Massen in einem hohlzylindrischen Strangpreßbehälter,, insbesondere einer Kartusche.

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Beide in Fig. 1 und 4 dargestellte Bodenverschlüsse bestehen aus elastischem Werkstoff, insbesondere einem im Spritzgießverfahren bearbeiteten elastischen Kunststoff, und weisen einen zum Vorratsraum des Strangpreß- behälters gerichteten Verschlußteller 1 sowie einen sich zur Einfüllöffnung des Strangpreßbehälters erstreckenden Hohlkolbenabschnitt 2 auf, der, wie sich aus Fig. 2 und 3 bzw. Fig. 5 und 6 ergibt, an der Innenwandung des Strangpreßbehälters 3 geführt ist.

% 10 Bei beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3 bzw. Fig. 4 bis 6 sind aus dem Werkstoff des Hohlkolbenab- || Schnitts 2 geformte und dessen Außenwand umgebende, an der [S Innenwand des Strangpreßbehälters anliegende elastische Dichtlippen 4 vorgesehen. Bei jeder Dichtlippe 4 ist auf der dem offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts 2 zugewandten Seitenfläche eine ringförmig verlaufende offene Drucktasche 5 geformt. Dazu sind beide Seitenflächen der Dichtlippen 4 von der Längsachse her von innen nach außen betrachtet zum offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts 2 hin geneigt geformt. Wie inebes. Fig.7 zeigt, ergibt sich dadurch eine im Querschnitt etwa dreieckige, zum offenen

Ende des Hohlkolbenabschnitts 2 bzw. damit auch zum Einpreß
füllende des Strangbehälters 3 hin offene ringkonusförmige oder auch ringkeilförmige Tasche. Die Dichtlippen 4 sind hintereinander auf der Außenwandung des Hohlkolbenabschnitts 2 angeordnet, wie die Zeichnung deutlich zeigt.

Bei beiden Aus führungs formen nach Fig. 1 bis 3 bzw. Fig. 4 bis 6 ist ferner am äußeren Rand des Verschlußtellers 1 jeweils eine umlaufende Abstreiflippe 6 aus dem Werkstoff des Bodenverschlusses geformt. Außerdem ist bei dem Bodenverschluß nach Fig. 4 bis 6 innerhalb des Hohlkolbenabschnitts 2 und unmittelbar im Anschluß an die Innenwandung des Verschlußtellers 1 eine zur

offenen Seite des Hohlkolbenabschnitts vorragende Ringlippe 7 angeordnet, und es trägt der Verschlußteller 1 auf seiner im Innern des Hohlkolbenabschnitts 2 gelegenen Wandung einen gegenüber der Ringlippe zurückstehenden Ringanschlag 7a. Diese Ausbildung des Boden-Verschlusses dient seiner Verwendung mit Hilfe eines mechanischen Antriebsglieds, insbesondere eines Ausdrücktellers oder ^Stempels. Wird ein derartiges Antriebsglied in den Bodenverschluß eingeführt, so verformt es zunächst die Ringlippe 7, wodurch die Abstreiflippe 6 nach außen gegen die Innenwandung des Strangpreßbehälters 3 gespreizt wird, bis es den Ringanschlag 7a erreich^^wonach der eigentliche Vorschub des Bodenverschlusses oder Ausdrückkolbens erfolgt. Hierdurch wird die im Vorratsraum des Strangpreßbehälters 3 eingefüllte Masse 8 von der Innenwandung des Strangpreßbehälters sicher abgestreift.

Wird der beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Bodenverschluß in seinen beiden Ausführungsformen nach dem Befüllen des Strangpreßbehälters mit der Masse 8 in den Strangpreßbehälter eingesetzt, so werden, wie Fig. 2 bzw. Fig. 5 zeigen, die Dichtlippen 4 unter Zusammendrücken der jeweiligen Drucktasche 5 nach innen elastisch verformt, wobei sie sich mit der zum Vorratsraum des Strangpreßbehälters 3 gelegenen Seitenfläche nach innen eindrücken lassen. Etwaige im Vorratsraum von der Masse 8 eingeschlossene Luft kann unter weiterer elastischer Verformung der Dichtlippen 4 gegen die Drucktasche 5 hin leicht aus dem Vorratsraum nach außen austreten.

Wird nun der jeweilige Bodenverschluß von der offenen Seite des Hohlkolbenabschnitts her mit einem antreibenden Druckmedium beaufschlagt, wenn die im Strangpreßbehälter enthaltene Masse ausgedrückt werden soll, so

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wirkt das Druckmedium auf die zur offenen Seite des Hohlkolbenabschnitts gerichtete Seitenfläche der Dichtlippen 4, also in die gebildete Drucktasche 5 hinein derart, daß der Umfangsrand der Dichtlippen 4 fest gegen die Behälterinnenwandung gepreßt wird. Fig. 3 zeigt im Vergleich zur Fig. 2 die dadurch erzielte Verformung der Dichtlippen 4 unter Verkleinerung der Drucktaschen 5. Der verstärkte Druck des Druckmediums führt, wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt, stets zu einer Erhöhung des

-IO Anpreßdrucks des Umfangsrands der Dichtlippen 4 gegen die Innenwandung des Strangpreßbehälters 3 und somit zu einer Erhöhung der Dichtwirkung.

Zeigt es sich im besonderen Anwendungsfall, daß die Verwendung einer Dichtlippe mit Drucktasche ausreicht, so kann im Ausführungsbeispiel die zum offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts 2 gelegene Dichtlippe 4 mit auf dem Umfang verteilt angeordneten Randausnehmungen versehen sein, so daß diese Dichtlippe lediglich eine Stützfunktion ausübt, während die vordere, also zum Vprschlußteller 1 hin gelegene Dichtlippe 4 die geschilderte Dichtungsfunktion ausübt.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausf Uhrungsbeispiele zeigen ferner deutlich, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dich'-lippen 4 eine besonders gute und weitgehende Anpassung an unterschiedliche Innendurchmesser des Strangpreßbehälters 3 bzw. an irgendwelche Unebenheiten auf dieser Innenwandung erreicht wird, und zwar eben im Vergleich zu den einleitend geschilderten bekannten Dichtlippen, die z.B. in einer Form ausgebildet sind, wie sie in der Zeichnung durch die Form der Abstreiflippen 6 wiedergegeben ist.

Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Bodenverschlusses nach der Erfindung. Es ist

dabei der Rand des offenen Endes des Hohlkolbenabschnitts 2 nach außen konisch zu einer weiteren Dichtlippe 9 erweitert. Dieser Rand übernimmt daher einerseits die Wirkung einer Dichtlippe und gewährleistet andererseits das einwandfreie Einführen eines mechanischen Antriebsglieds, insbesondere eines Ausdrücktellers oder -stempeis einer Auspreßpistole oder dergleichen.

Patentanwälte Diph-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel

Claims (2)

1. Als Ausdrückkolben für zähplastische Massen dienender Bodenverschluß aus elastischem Werkstoff für einen hohlzylindrischen Strangpreßbehälter, insbesondere für eine Kartusche, mit einem zum Vorratsraum des Strangpreßbehälters gerichteten Verschlußteller und einem sich zur Einfüllöffnung des Strangpreßbehälters erstreckenden, an dessen Innenwand geführten Hohlkolbenabschnitt und mit wenigstens einer aus dem Werkstoff des Hohlkolbenabschnitts geformten und dessen Außenwand umgebenden, an der Behälterinnenwand anliegenden elastischen Dichtlippe, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts (2) zugewandten Seitenfläche mehrere Dichtlippen (4) hintereinander angeordnet sind, die jeweils eine ringförmig verlaufende offene Drucktasche (5) dadurch bilden, daß beide Seitenflächen jeder Dichtlippe (4) von innen nach außen betrachtet zum offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts (2) hin geneigt geformt sind, daß vor den Dichtlippen (4) eine am äußeren Rand des Verschlußtellers (1) umlaufende Abstreiflippe (6) angeordnet ist, daß innerhalb des Hohlkolbenabschnitts (2) und unmittelbar im Anschluß an die Innenwandung des Verschlußtellers (1) eine zur offenen Seite des Hohlkolbenabschnitts vorragende Ringlippe (7) angeordnet ist und der Verschlußteller

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auf seiner im Inneren des Hohlkolbenabschnitts gelegenen Wandung einen gegenüber der Ringlippe zurückstehenden Ringanschlag (7a) trägt und daß der Rand des offenen Endes des Hohlkolbenabschnitts (2) nach außen konisch zu einer weiteren Dichtlippe (9) erweitert ist.

2. Bodenverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der zum offenen Ende des Hohlkolbenabschnitts gelegenen Dichtlippen mit auf dem Umfang verteilt angeordneten Randausnehmungen versehen ist.