EP3520905A1 - Kolben - Google Patents

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Publication number
EP3520905A1
EP3520905A1 EP19155591.1A EP19155591A EP3520905A1 EP 3520905 A1 EP3520905 A1 EP 3520905A1 EP 19155591 A EP19155591 A EP 19155591A EP 3520905 A1 EP3520905 A1 EP 3520905A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
cartridge
bead
residual gas
lamella
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19155591.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Topic e. K. Anton
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3520905A1 publication Critical patent/EP3520905A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00576—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes characterised by the construction of a piston as pressure exerting means, or of the co-operating container
    • B05C17/00579—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes characterised by the construction of a piston as pressure exerting means, or of the co-operating container comprising means for allowing entrapped air to escape to the atmosphere

Definitions

  • the invention relates to a piston for a cylindrical cartridge for storing and pressing pasty substances. Furthermore, the invention relates to a method for inserting a piston in a partially filled with a pasty mass cartridge.
  • Cartridges for storing and pressing pasty substances are used for a variety of pasty substances to be ejected. Widely used z.
  • cartridges for acrylic or silicone which are used in construction for sealing joints.
  • Such cartridges are filled and sealed in automatic devices.
  • the heated substance is filled via a filling tube through the open end of the cylindrical container of the cartridge in the cylindrical container.
  • the open end of the cylindrical container is closed with a cup-shaped piston, for example.
  • the piston is inserted here, with his chest ahead of the device by means of a plunger in the cartridge.
  • the achievable insertion speed determines the cycle time and thus, among other things, the costs of filling the cartridge.
  • the gas such as ambient air
  • Residual gas between the filler and the piston has the consequence that in the later processing of the filler sooner or later from the then open injection port of the cartridge, the cannula, exiting, whereby the flow of the pasty substance is interrupted in an ejected joint filling, and Thus, a quick and continuous joint filling is no longer possible.
  • the cannula after the interruption by air leakage, the cannula must be re-scheduled, which not only delays the workflow, but a smooth, complacent course of joint filling difficult.
  • the residual gas in particular residual air the environment, and a proportion of water, for example in the form of water vapor.
  • Some substances to be injected such as. As silicone, react under the influence of moisture and harden. The larger the enclosed, compressed quantity of residual air, the greater the proportion of the pasty filling substance which hardens within the cartridge and thus becomes unusable.
  • the piston In the storage and transport state of the filled cartridge, the piston must on the one hand seal well, so that the enclosed substance is prevented from escaping and prevents moist ambient air (re) entering.
  • the piston On the other hand, however, the piston must also be displaceable in the axial direction within the cartridge so that acceptable forces are still sufficient for later pressing out of the pasty substance. Consequently, the piston must be displaceable within a certain range of forces after filling the cartridge.
  • the piston must not sit too loose when inserting, because then inadmissibly much pasty substance passes out of its wall on the cartridge, which leads not only to loss of material, but from a contamination of the cartridge.
  • the object of the invention is therefore to provide a piston for a cylindrical cartridge for storing and pressing pasty substances, which can be used as quickly as possible, at the same time the enclosed between the piston and surface of the pasty substance residual gas should be minimized. Furthermore, it is an object of the invention to provide a method for inserting a piston into an at least partially filled with a pasty substance cartridge, wherein the insertion speed maximizes and at the same time the amount of trapped between the piston and surface of the pasty substance residual gas should be minimized.
  • An inventive piston for a cylindrical cartridge for storing and extruding pasty substances with a cartridge bottom and a peripheral wall has a substantially circular shape with a piston breast as an end face for contact with the pasty substance and a side wall.
  • the side wall is at least partially double-walled with an inner wall and a lamella, wherein the double wall forms one or more open towards the piston breast pockets for receiving displaced by the penetration of the piston into the cartridge residual gas.
  • the lamella has at least one peripheral bead which can be applied on the inside of the peripheral wall of the cartridge, wherein at least one bead has the shape of a cam with a tip, the at least one bead having a second flank, the second being directed towards the piston breast Side of the bead is arranged and wherein the flank angle ⁇ of the second flank is dimensioned so that a load on the second flank pressure exerts a force component in the direction of the central axis of the piston, said force when a pressure threshold value is exceeded lift the tip of the cam from the inside of the peripheral wall of the cartridge.
  • cam is here and hereafter understood to mean a bulge of the lamella which, for example, has a substantially triangular shape, wherein the lug with the base of the triangle is connected to the lamella and the triangular tip is exposed to the outside, i. is directed towards the peripheral wall of the cartridge in the inserted state.
  • the triangle tip can also be flattened or provided with a radius.
  • the blade is flexible, i. especially in the direction of the central axis of the piston against a restoring force bendable.
  • the magnitude of the restoring force depends on the modulus of elasticity of the material used and the geometric conditions, in particular the wall thickness of the lamella, the axially extending length of the lamella and the force application point in the axial direction, i. the axial mounting location of the cam on the lamella and the transitional design of the lamella on the side wall.
  • the wall thickness of the lamella can be, for example, 0.2 mm to 1.5 mm.
  • a bias can be adjusted so that at least one bead rests against the inside of the sidewall of the cartridge under a biasing force.
  • the threshold value of the residual gas pressure at which the piston is unlocked ie the magnitude of the flank angle ⁇ , can be determined. in which the bead is lifted off the inside of the circumferential wall of the cartridge so far against the bias built up by the lamella that the residual gas can escape into the degassing slot formed between the side wall of the piston and the inside of the circumferential wall of the cartridge.
  • the cam locks again by the restoring force of the lamella.
  • the re-closing of the degassing slot by again concerns the cam to the inside of the Peripheral wall of the cartridge understood.
  • the piston can spread through the past after escape of at least parts of the residual gas in the pocket or pockets penetrating pasty substance of the piston, whereby the contact pressure of the cam is increased to the inside of the peripheral wall of the cartridge.
  • the sealing effect increases, so that the risk that new moist ambient air reaches the pasty substance in the cartridge is further minimized.
  • the wiping action of the cam is further increased, so that even more of the pasty substance is stripped off during pressing from the inside of the peripheral wall of the cartridge and is available for processing.
  • one or more Restgasschreibströmkanäle are formed by projections and recesses, wherein the recesses openings of the Restgasschreibströmkanäle to pocket out and where the sum of the cross-sectional areas of Restgasschreibströmkanäle Seen perpendicular to the side wall is smaller than the remaining cross-sectional area of the one or more pockets seen perpendicular to the side wall and wherein each Restgasschreibströmkanal has a degassing to the outside of the cartridge out
  • projection here and below is understood to mean an accumulation of material which projects away from the lamella or wall into the pocket space. Such an accumulation of material can also be a protruding into the pocket space tip of a rough surface. In this case, a Restgasauerströmkanal is formed by the connection of valleys of the rough material surface.
  • the term return is understood here and below to mean an opening of a residual gas return channel to the pocket. If the Restgas Wegströmkanal formed by the connection of valleys of the rough material surface, a recess forms an opening of a valley to Bag down. In addition, several valleys are interconnected so that they form a channel.
  • a lip may be provided directly on the blade or be connected via a cam with the blade.
  • lip is here and below a thin circumferential and flexible bulge compared to the lamella or the cam understood.
  • Degassing is here and hereinafter understood as a physical characteristic.
  • the degassing can escape residual gas from a Restgas Wegströmkanal to the outside of the cartridge. This may be a discontinuity within the sealing cam. This can be performed, for example, as a recess in the cam in the inserted state on the peripheral wall of the cartridge can be applied. A correspondingly rough surface of the cam tip which can be applied to the circumferential wall of the cartridge can also represent degassing.
  • a breakthrough through the lamella can establish a connection between a Restgasschreibströmkanal and formed between the outer periphery of the piston and the peripheral wall of the cartridge degassing slot and serve as a degassing.
  • the piston When the piston is inserted into a cartridge at least partially filled with a pasty substance, the piston being inserted into the rear opening of the cartridge at high speed until it strikes the surface of the pasty substance introduced in the cartridge, the residual gas in the cartridge becomes , which is located between the rear opening of the cartridge and the surface of the pasty substance compressed.
  • the residual gas is first pressed into the plurality of pockets of the piston and in the course of insertion parts of the pasty substance are also pressed into at least part of the plurality of pockets.
  • the residual gas in the in the Pocket located Restgasschreibströmkanäle pressed, which builds up in a residual gas volume in the Restgas Wegströmkanälen a back pressure.
  • the residual gas escapes from the residual gas return passages through the degassing to the outside of the cartridge.
  • the at least one bead seals the pasty substance from the environment, so that after inserting the piston, for example, no new humidity can reach the pasty substance. Furthermore, the at least one bead serves to strip off the pasty substance from the inside of the peripheral wall of the cartridge when the pasty substance is being pressed out during later use of the cartridge, so that a maximum of the pasty substance is available for processing.
  • the lamella has a circumferential, toward the peripheral wall of the cartridge facing second bead, wherein the second bead is arranged in the axial direction closer to the piston breast than the first bead.
  • At least the first bead on the shape of a cam Due to the configuration of the first bead as a cam, a residual gas pressure builds up between the beads, wherein the piston unlocks when the gas pressure exceeds a threshold pressure.
  • unlocking is here and hereinafter understood to mean opening the degassing slot, for example by lifting a sealing bead from the peripheral wall of the cartridge.
  • the residual gas pressure acts on the cam, the cam having such a geometry that the residual gas pressure generates a force component in the direction of the piston center axis. When the residual gas pressure reaches a threshold value, this force component becomes so large that the cam lifts off, at least temporarily, from the circumferential wall of the cartridge.
  • At least the bead closest to the pasty substance can also have a shape other than a circular shape.
  • this bead may also have an oval shape, whereby a rapid pre-venting at the onset of Piston, as long as it has not reached the surface of the pasty substance is guaranteed.
  • the second bead on an elastic lip which is directed to the piston breast out substantially obliquely outwards.
  • the residual gas recirculation channels may also be located on the outside of the inner wall, i. be arranged on the side facing the slat side of the inner wall.
  • the sum of the cross-sectional areas of the Restgas Wegströmkanäle seen perpendicular to the side wall can be at most 50%, and it is preferably at most 35% and more preferably at most 5% of the cross-sectional area of the remaining bag seen perpendicular to the side wall.
  • the Restgasschreibströmkanäle between projections on the inside of the blade are formed.
  • the Restgasschreibströmkanäle thus lie on the inside of the blade.
  • the projections on the inside of the lamella form movable wings, wherein a Restgasschströmkanal is formed in each case between a pair of wings, wherein the wings of each Wing pairs facing each other and form a recess in the form of a gap in the unloaded state, wherein the wings are movable upon application of a higher pressure from the pocket side than the side facing away from the bag in the direction of the blade, wherein the amount of the return Projection is provided on the side facing toward the pocket of the blade such that the wings of the corresponding wing pair can be supported thereon.
  • the pair of wings can thus close so far when it is subjected to a higher pressure from the pocket side than from the side facing away from the bag that the return between the pair of wings disappears.
  • the provided in the amount of the recess on the side facing the pocket of the lamella serves as a stop for the wings, so that the wings can not close further to form a Restgas Wegströmkanal with a minimum cross section even under extreme pressure from the bag.
  • Restgas Wegströmkanäle may also be formed between projections on the bag towards the side facing the inner wall.
  • the sum of the cross-sectional areas of the recesses seen perpendicular to the side wall is smaller than that of the Restgas Wegströmkanäle seen perpendicular to the side wall.
  • the sum of the cross-sectional area of the recesses seen perpendicular to the side wall is only 20% of the sum of the cross-sectional area seen perpendicular to the side wall. Due to the significantly higher viscosity of the pasty substance than that of the residual gas, the residual gas through the recesses easily in the Restgas remindströmkanäle penetrate, while the pasty substance is at least greatly prevented when entering the Restgas Wegströmkanäle.
  • the degassing has a breakthrough through the lamella. Escape of residual gas is thereby particularly efficient and fast possible, whereby the insertion speed of the piston is further maximized in the cartridge.
  • the lamella has a plurality of openings, for example distributed over the circumference of the piston.
  • the plurality of openings can be arranged on an annular surface of the blade.
  • the area of the openings can amount to at least 1% of the annular area, but preferably at least 50% and particularly preferably more than 85% of the annular area.
  • the lamella has exactly one peripheral bead which can be applied to the inside of the peripheral wall of the cartridge, wherein the opening through the lamella is arranged on the side of the bead opposite the paste-like substance.
  • Such an arrangement is easy to produce.
  • the residual gas must pass on its way through the between the piston and the inside of the peripheral wall of the cartridge in such an arrangement no bead, so that a good ventilation is ensured.
  • the lamella has a plurality of peripheral beads which can be applied to the inside of the peripheral wall of the cartridge, wherein the opening through the lamella on the side of the second bead opposite the paste-like substance, that of the pasty substance inserted into a cartridge State is closest, is arranged. At least the other beads are formed as cams. Such an arrangement is also easy to produce.
  • the residual gas in this arrangement must pass at least one bead on its way through the degassing slot formed between the piston and the inside of the peripheral wall of the cartridge. Due to the configuration of the further beads as a cam, a residual gas pressure builds up between the beads, wherein the piston unlocks when the gas pressure exceeds a threshold pressure.
  • the residual gas pressure acts on the cam, with the cam has such a geometry that the residual gas pressure generates a force component in the direction of the piston center axis.
  • this force component becomes so large that the cam lifts off, at least temporarily, from the circumferential wall of the cartridge.
  • the piston has a plurality of beads, at least the bead closest to the pasty substance can also have a shape other than a circular shape. For example, this bead may also have an oval shape, whereby a rapid pre-venting during insertion of the piston, as long as it has not reached the surface of the pasty substance, is guaranteed.
  • the degassing on a breakthrough through the inner wall is
  • the at least one bead has a wavy shape, wherein the degassing has a trough.
  • the wavy shape can be achieved, for example, by means of reinforcing webs arranged at a distance from one another over the circumference of the piston in the pocket, troughs occurring between the reinforcing webs.
  • the inner wall has webs, wherein the webs are the same height as that of the second bead in the direction of the piston breast or extend beyond this.
  • the webs serve to guide the piston during insertion as well as during pressing of the pasty substance when using the cartridge. If the piston is inserted eccentrically into the cartridge, it centers itself over the webs themselves, so that there is no leakage of silicone past the piston. Furthermore, it has been found that the webs improve the filling symmetry of the bag with the pasty substance when the piston strikes the surface of the pasty substance in the cartridge during insertion.
  • the inventive method for inserting a piston according to the invention in an at least partially filled with a pasty substance cartridge wherein the piston and the cartridge are inserted into a device for piston replacement and the piston is then inserted into the rear opening of the cartridge until it on the surface the introduced in the cartridge pasty substance, wherein the residual gas in the cartridge, which are located between the rear opening of the cartridge and the surface of the pasty substance, is compressed, characterized in that the residual gas is first pressed into the plurality of pockets of the piston and in the further course of insertion parts of the pasty substance is also pressed into at least part of the plurality of pockets, wherein the residual gas is pressed into the residual gas return channels located in the pockets and builds up in a residual gas volume in the Restgas Wegströmkanälen a back pressure to above a threshold, whereupon the residual gas escapes after exceeding the threshold from the Restgas Wegströmkanälen by the degassing to the outside of the cartridge.
  • the pasty substance has a greater viscosity than the gas to be displaced, for example air, whereby the flow resistance of the pasty substance during flow is much greater than that of the gas to be displaced.
  • a bead in the form of a cam extends into the degassing slot, wherein the cam seals first on the inside of the peripheral wall of the cartridge and exerted by the escaping gas into the vent gas pressure on the cam, wherein at If a threshold pressure is exceeded, the cam is unlocked and at least part of the residual gas, in particular the major part of the residual gas, is released into the environment in one of the pasty substances introduced into the cartridge.
  • the pressure on the cam drops to a value below the threshold pressure, whereby the cam locks again.
  • Locking is understood here and below to mean the renewed closing of the degassing slot due to again contact of the cam with the inside of the circumferential wall of the cartridge.
  • a lock can be made when the internal pressure in the bag has assumed a value of about 5 bar.
  • the residual gas from the Restgas Wegströmkanälen first escapes into a piston interior, to subsequently escape in one of the filled in the cartridge pasty substance opposite direction into the environment.
  • Fig. 1 shows a piston 100 according to the invention with a bead 111 in an overall view.
  • the piston has a piston breast 101 as a forehead with which it is in contact with the paste-like substance in a state which is at least partially filled with a pasty substance (not shown).
  • the piston 100 has a side wall 140 which is double-walled with an inner wall 141 and a lamella 142. The detailed geometry of the side wall 140 in the region of the lamella 142 goes out of the detail enlargement B, Fig. 2 out.
  • Fig. 2 shows the detail B of the piston 100 according to the invention Fig. 1 in an enlarged view.
  • the piston breast 101 is shown, which merges into the inner wall 141 of the side wall 140.
  • the directed toward the piston breast 101 part of the side wall 140 is double-walled and has the inner wall 141 and a lamella 142 as the outer wall. Between the inner wall 141 and lamella 142, the pocket 143 is formed, which is open to the piston breast 101 side facing.
  • the blade 142 carries a second bead 111 which is adapted to seal against the inside of the peripheral wall 200 of a cartridge (not shown) when the piston 100 is inserted into a cartridge.
  • the second bead 111 is in the form of a cam.
  • Fig. 3 shows detail B of the piston 100 according to the invention Fig. 1 in an alternative embodiment to the in Fig. 2 shown embodiment in an enlarged view.
  • the second bead 111 is designed as a flattened cam.
  • Fig. 4 shows a piston 100 according to the invention with two beads 110, 111 in an overall view.
  • the detailed geometry of the side wall 140 in the region of the lamella 142 goes out of the detail enlargement B, Fig. 5 out.
  • Fig. 5 shows detail B of the piston 100 according to the invention Fig. 4 in an enlarged view.
  • the piston breast 101 is shown, which merges into the inner wall 141 of the side wall 140.
  • the directed toward the piston breast 101 part of the side wall 140 is double-walled and has the inner wall 141 and a lamella 142 as the outer wall. Between inner wall 141 and lamella 142, the pocket 143 is formed, which is open to the piston breast 101 side facing.
  • the blade 142 carries a second bead 111 and a first bead 110 configured to seal against the inside of the peripheral wall 200 of a cartridge (not shown) when the piston 100 is inserted into a cartridge.
  • the first bead 110 and the second bead 111 are in the form of a cam, wherein the first bead 110 carries a tip 110S to increase the sealing effect, while the second bead 111 is made flattened in the region of its tip 111S. Residual gas from the bag 143 passes under appropriate pressure conditions via the flattened tip 111 S of the second bead 111 in the space between the first bead 110, second bead 111 and the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge (not shown).
  • the first bead 110 has a first flank 110F1 and a second flank 110F2, with the second flank 110F2 facing the second bead 111, while the first flank faces in the opposite direction.
  • the flank angle ⁇ is dimensioned so that a pressure on her exerts a force component in the direction of the central axis of the piston 100.
  • the threshold value of the residual gas pressure can be determined, in which the piston 100 unlocked, ie in which the first bead 110 is lifted so far against the built-up by the blade 142 bias from the inside of the peripheral wall of the cartridge 200, that the Residual gas in the vent slot 201 (not shown), which is formed between the side wall 140 and the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge can escape.
  • Fig. 6 shows the installation situation of a piston 100 according to the invention with two beads 110, 111 in a cartridge.
  • the blade 142 is flexible and is deformed by the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge.
  • the geometrical relationships are in the enlarged section A in FIG Fig. 7 shown in detail.
  • Fig. 7 shows detail A from Fig. 6 in an enlarged view.
  • the first bead 110 and the second bead 111 abut against the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge, wherein the tip 111 S of the second bead 111 is flattened and presses with less force on the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge, so that the sealing effect of the second Bead 111 opposite the inside of the Peripheral wall 200 of the cartridge is smaller than that of the first bead 110.
  • the degassing slot 201 is shown between the side wall 140 of the piston 100 and the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge.
  • the first bead 110 has a first flank 110F1 and a second flank 110F2, with the second flank 110F2 facing the second bead 111, while the first flank faces in the opposite direction.
  • the flank angle ⁇ is dimensioned so that a pressure on her exerts a force component in the direction of the central axis of the piston 100.
  • the piston 100 unlocks, ie in which the first bead 110 against the bias of the plate 142 formed by the blade 142 Is lifted inside the peripheral wall of the cartridge 200 that the residual gas in the vent slot 201, which is formed between the side wall 140 and the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge, can escape.
  • Fig. 8 shows a piston 100 according to the invention with a bead in a partial section.
  • the piston has a piston breast 101 as a forehead with which it is in contact with the paste-like substance in a state which is at least partially filled with a paste-like substance.
  • the piston 100 has a side wall 140 which is double-walled with an inner wall 141 and a lamella 142. The detailed geometry of the side wall 140 in the region of the lamella 142 goes out of the detail enlargement A, Fig. 9 out.
  • Fig. 9 shows detail A of the piston 100 according to the invention Fig. 8 in an enlarged view.
  • the piston 100 has only a second bead 111.
  • the lamella 142 has projections 120 projecting into the pocket 143, with two projections 120 each forming residual gas return channels 144 at their interface.
  • Each of these residual gas return passages 144 has a recess 130 in the form of a gap, via which they communicate with the pocket 143.
  • the residual gas in the cartridge which are located between the rear opening of the cartridge and the surface of the pasty substance, compressed until the piston 100 on the surface of the in the Cartridge introduced pasty substance meets.
  • the residual gas is first pressed into the plurality of pockets 143 of the piston.
  • parts of the pasty substance are pressed into at least part of the plurality of pockets 143, wherein the residual gas is pressed by the recesses 130 in the Restgas Wegströmkanäle 144 located in the pockets 143.
  • the flow resistance of the residual gas is significantly lower than that of the pasty substance, so that first the residual gas is pressed by acting as a bottleneck recesses.
  • the upper surface of the recesses 130 and the second bead 111 in the axial direction has a degassing 145.
  • Degassing 145 may be made by channels introduced into the surface of recesses 130 and second bead 111, or by a surface structure having a roughness through which residual gas can flow.
  • the surface of the recesses 130 and the second bead 111 is in this moment in contact with the pasty substance, wherein the flow resistance is significantly higher than that of the residual gas because of their significantly higher viscosity than that of the residual gas, so that the pasty substance is not in the surface structure can penetrate completely and so at least initially remain flow channels for the residual gas.
  • the residual gas flows at least partially from the Restgas Wegströmkanälen 144 through the degassing 145 to the outside of the cartridge.
  • the second bead 111 has the shape of a cam and extends into the vent slot 201, wherein the cam first seals on the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge and is exerted by the escape into the vent slot 201 residual pressure to the cam, wherein at Exceeding a threshold pressure unlocks the cam and at least part of the residual gas, in particular the majority of the residual gas, in one of the filled into the cartridge pasty substance opposite direction discharges into the environment. Upon unlocking, the cam deviates radially outwardly toward the circumferential wall 200 of the cartridge toward the central axis of the piston 100 against a force exerted by the blade 142.
  • the piston 100 spreads through the after the escape of at least parts of the residual gas in the pockets 143 penetrating pasty substance, whereby the contact pressure of the cam is increased to the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge.
  • the contact pressure of the cam on the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge the sealing effect increases, so that the risk that new moist ambient air reaches the pasty substance in the cartridge is further minimized.
  • the wiping action of the cam is further increased, so that even more of the pasty substance is stripped off during pressing from the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge and available for processing stands.
  • Fig. 10 shows a piston according to the invention with two beads in a partial section.
  • the piston has a piston breast 101 as a forehead with which it is in contact with the paste-like substance in a state which is at least partially filled with a paste-like substance.
  • the piston 100 has a side wall 140 which is double-walled with an inner wall 141 and a lamella 142.
  • Various alternative embodiments of the geometry of the side wall 140 in the region of the lamella 142 go into detail from detail enlargements A, shown in FIGS Fig. 11 to 16 out.
  • Fig. 11 shows the detail A of the piston according to the invention Fig. 10 in an enlarged view.
  • the side wall 140 is also in the embodiments with two beads 110, 111 in the upper, ie the piston breast 101 facing portion, double-walled executed.
  • Inner wall 141 and lamella 142 form an upwardly, ie towards the piston breast 101, open pocket 143.
  • projections 120 form separations of residual gas return channels 144 distributed over the circumference.
  • the Restgas Wegströmkanäle 144 each have a recess 130 in the form of a gap with which a connection between the respective Restgas Wegströmkanal 144 and the circumferential pocket 143 is formed.
  • the second bead 111 has degassings 145 in the form of openings, wherein the degassing are each arranged in the region of the Restgas Wegströmkanäle 144 and a compound of the respective Restgas Wegströmkanals to the region of the formed between the outer periphery of the piston 100 and the peripheral wall 200 of the cartridge degassing slot 201, the lies in the axial direction x between the first bead 110 and the second bead 111.
  • the residual gas in the cartridge which is located between the rear opening of the cartridge and the surface of the pasty substance, is compressed until the piston 100 strikes the surface of the pasty substance introduced in the cartridge.
  • the residual gas is first pressed into the plurality of pockets 143 of the piston.
  • parts of the pasty substance are pressed into at least part of the plurality of pockets 143, wherein the residual gas is pressed by the recesses 130 in the Restgas Wegströmkanäle 144 located in the pockets 143.
  • the flow resistance of the residual gas is significantly lower than that of the pasty substance, so that first the residual gas is pressed by acting as a bottleneck recesses.
  • the lamella 142 has degassings 145 in the form of openings through the lamella 142 between the second bead 111 and the first bead 110.
  • the surface of the recesses 130 and the second bead 111 is in this moment in contact with the pasty substance, wherein the flow resistance is significantly higher than that of the residual gas because of their significantly higher viscosity than that of the residual gas.
  • the residual gas flows at least partially from the Restgas Wegströmkanälen 144 through the degassing 145 to the outside of the cartridge.
  • the first bead 110 has the shape of a cam and extends into the degassing slot 201, wherein the cam first seals on the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge and is exerted by the escaping into the vent slot 201 residual pressure to the cam, wherein at If a threshold pressure is exceeded, the cam is unlocked and at least part of the residual gas, in particular the major part of the residual gas, is released into the environment in one of the pasty substances introduced into the cartridge. Upon unlocking, the cam deviates radially outwardly toward the circumferential wall 200 of the cartridge toward the central axis of the piston 100 against a force exerted by the blade 142.
  • the piston 100 spreads through the after the escape of at least parts of the residual gas in the pockets 143 penetrating pasty substance, whereby the contact pressure of the cam is increased to the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge.
  • the contact pressure of the cam is increased to the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge.
  • the sealing effect increases, so that the risk that new moist ambient air reaches the pasty substance in the cartridge is further minimized.
  • by increasing the contact pressure of the cam on the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge Striking action of the cam further increased, so that even more of the pasty substance is stripped off during pressing from the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge and is available for processing.
  • Fig. 12 shows detail A of the piston 100 according to the invention Fig. 10 according to an alternative embodiment in an enlarged view.
  • the shape of the projections 120 and the degassing 145 differs from the in Fig. 11 shown embodiment, wherein the Restgas Wegströmkanäle 144 have a larger volume than in the embodiment previously shown.
  • the recesses 130 are similar to those of the previous embodiment, so that what is said there for the function of the recesses as well as the function of the pocket 143, the Restgas Wegströmkanäle 144, the degassing 145 and the first bead 110 and the second bead 111 applies here analogously.
  • the degassing 145 of this embodiment have a relation to the previous embodiment enlarged cross-section.
  • the residual gas can escape even faster and the piston can be used with even greater speed in a cartridge.
  • Fig. 13 shows detail A of the piston according to the invention Fig. 10 according to a further alternative embodiment in an enlarged view.
  • the shape of the projections 120 and the degassing 145 differs from that in the Fig. 11 and 12 shown embodiments, wherein the Restgas Wegströmkanäle 144 have a re-enlarged volume than in the embodiment previously shown.
  • the recesses 130 are similar to those of the previous embodiment, so that what is said there for the function of the recesses as well as the function of the pocket 143, the Restgas Wegströmkanäle 144, the degassing 145 and the first bead 110 and the second bead 111 applies here analogously.
  • the degassing 145 of this embodiment has a shape changed from the previous embodiment.
  • each residual gas recirculation channel 144 two degassings 145 are provided for each residual gas recirculation channel 144, so that a larger cross section is available for each residual gas recirculation channel 144 than in the previous embodiments.
  • the residual gas can escape even faster and the piston 100 can be used with even greater speed in a cartridge.
  • Fig. 14 shows detail A of the piston according to the invention Fig. 10 according to a further alternative embodiment in an enlarged view.
  • This embodiment differs from the previous ones mainly in that the inner wall 141 has webs 150, wherein the webs 150 project beyond the second bulge 111 in the direction of the piston breast 101.
  • the webs 150 serve to guide the piston 100 during insertion as well as during the pressing out of the pasty substance when using the cartridge. If the piston 100 is inserted eccentrically into the cartridge, it centers itself over the webs 150 itself, so that there is no leakage of silicone past the piston 100. Furthermore, the webs improve the filling symmetry of the pocket 143 with the pasty substance when the piston 100 strikes the surface of the pasty substance in the cartridge during insertion.
  • Fig. 15 shows detail A of the piston according to the invention Fig. 10 according to a further alternative embodiment in an enlarged view.
  • this embodiment differs mainly by the shape of the projections 120.
  • the projections 120 again form pockets 143 at their seams, the projections 120 terminating in wing-shaped extensions.
  • These wing-shaped extensions are flexible and close the recesses 130 in the partial penetration of pasty substance into the pocket 143 in the flow direction of the pasty substance, ie opposite to the axial direction x.
  • the residual gas return channels 144 remain open longer, so that even more residual gas can escape from the residual gas return channels 144 through the degassings 145 arranged in the axial direction x upper edge.
  • Fig. 16 shows detail A of the piston according to the invention Fig. 10 according to a further alternative embodiment in an enlarged view.
  • the principle of the wing-like extensions of the projections of the in Fig. 15 optimized embodiment shown.
  • the volume of the Restgas Wegströmkanäle 144 is significantly increased compared to the previous embodiment.
  • the cross-sections of the degassing 145 is significantly increased compared to the previous embodiment, so that the escape rate of the residual gas from the bag 143 against the In the embodiment previously shown, the volume of escaping residual gas from the pocket 143 continues to be maximized by the recesses 130 closing into the cartridge as in the previous embodiment when pasty substance enters the cartridge at the end of the insertion process.
  • the Restgas Wegströmkanäle 144 have stops 146 in their interior.
  • the extended relative to the previous embodiment wing-like projections of the projections 120 are based on the stops 146, when the pressure in the pocket 143, a force in the radially outward direction, ie opposite direction to the central axis of the piston 100, on the wing-like projections of the projections 120th which exerts the inverse force exerted by the pressure in the respective Restgasschreibströmkanal 144, increased by the restoring force of the wing-like projections of the projections 120, and the wing-like projections of the projections 120 are pressed in the radial direction to the outside, thus closing the recesses 130.
  • each residual gas recirculation passage 144 is divided by the closing of the wing-like extensions of the projections 120 to their support by the stops 146 in two sub-channels, wherein each of the sub-channels has a degassing 145.
  • the invention further relates to a method for inserting the piston (100) according to one of the preceding claims in a pasty substance at least partially filled cartridge, wherein the piston 100 and the cartridge are inserted into a device for piston replacement and the piston 100 then in the inserted rearward opening of the cartridge until it hits the surface of pasty substance introduced in the cartridge, wherein the residual gas in the cartridge, which is located between the rear opening of the Cartridge and the surface of the pasty substance is compressed,
  • this method is characterized in that the residual gas is first pressed into the plurality of pockets 143 of the piston 100 and in the further course of insertion parts of the pasty substance is also pressed into at least part of the plurality of pockets 143 wherein the residual gas is pressed into the Restgasschreibströmkanäle (144) located in the pockets 143 and in a residual gas volume in the Restgasschreibströmkanälen (144) builds up a back pressure to above a threshold, whereupon the residual gas after exceeding the threshold from the Restgas Wegströmkanälen (144 ) escapes through the degassing (145) to the outside of the cartridge.
  • a development of the method according to the invention is characterized in that the residual gas from the Restgas Wegströmkanälen 144 first in a degassing slot 201 which is formed between the circumference of the piston 100 and the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge escapes, to then via the vent slot 201 in to escape one of the pasty substance filled in the cartridge opposite direction into the environment.
  • An expedient development thereof is characterized in that a bead 110, 111 extends in the form of a cam into the degassing slot, the cam first sealing on the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge and by the escape into the degassing slot 201 residual pressure on the Cam is exercised, wherein when a threshold pressure is exceeded, the cam unlocks and releases at least a portion of the residual gas in one of the filled in the cartridge pasty substance opposite direction into the environment.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that, after the cam has locked again, spreads through the after passing of at least parts of the residual gas in the pocket 143 or the pockets 143 penetrating pasty substance of the piston 100, whereby the contact pressure of the cam is increased to the inside of the peripheral wall 200 of the cartridge.
  • the residual gas first escapes from the residual gas return channels 144 into a piston interior 102, in order subsequently to escape into the environment in one of the pasty substances filled in the cartridge.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine zylindrische Kartusche zum Aufbewahren und Auspressen von pastösen Substanzen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens in eine mit einer pastösen Masse teilweise gefüllte Kartusche. Ein erfindungsgemäßer Kolben weist eine im Wesentlichen kreisrunde Form mit einer Kolbenbrust als Stirnfläche und einer Seitenwand auf. Die Seitenwand ist zumindest teilweise doppelwandig mit einer Innenwand und einer Lamelle ausgeführt. Die doppelte Wandung bildet eine oder mehrere zur Kolbenbrust hin offene Taschen zur Aufnahme von durch das Eindringen des Kolbens in die Kartusche verdrängtem Restgas, wobei zumindest in einer der Taschen durch Vorsprünge und Rücksprünge jeweils ein oder mehrere Restgasrückströmkanäle gebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine zylindrische Kartusche zum Aufbewahren und Auspressen von pastösen Substanzen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens in eine mit einer pastösen Masse teilweise gefüllte Kartusche.
  • Kartuschen zum Aufbewahren und Auspressen von pastösen Substanzen werden für die verschiedensten auszuspritzenden pastösen Substanzen verwendet. Weit verbreitet sind z. B. Kartuschen für Acryl oder Silikon, die im Bauwesen zur Abdichtung von Fugen eingesetzt werden. Derartige Kartuschen werden in automatischen Vorrichtungen abgefüllt und verschlossen. Hierbei wird die erwärmte Substanz über ein Füllrohr durch das offene Ende des zylindrischen Behälters der Kartusche in den zylindrischen Behälter gefüllt. Danach wird das offene Ende des zylindrischen Behälters mit einem beispielsweise topfförmigen Kolben verschlossen. Der Kolben wird hierbei, mit seiner Brust voran, von der Vorrichtung mit Hilfe eines Stößels in die Kartusche eingesetzt. Die erreichbare Einsetzgeschwindigkeit bestimmt die Taktzeit und damit u.a. die Kosten der Kartuschenbefüllung. Dabei ist es wünschenswert, das Gas, beispielsweise Umgebungsluft, das sich vor dem Einsetzen des Kolbens in die Kartusche in diesem Teil des zylindrischen Behälters befindet, möglichst restlos zu entfernen. Restgas zwischen der Füllsubstanz und dem Kolben hat zum einen die Folge, dass sie bei der späteren Verarbeitung der Füllsubstanz früher oder später aus der dann offenen Spritzöffnung der Kartusche, der Kanüle, austritt, wodurch der Fluss der pastösen Substanz bei einer ausgespritzten Fugenfüllung unterbrochen wird und somit eine zügige und kontinuierliche Fugenfüllung nicht mehr möglich ist. In einem solchen Fall muss nach der Unterbrechung durch Luftaustritt die Kanüle erneut angesetzt werden, was nicht nur den Arbeitsablauf verzögert, sondern einen gleichmäßigen, gefälligen Verlauf der Fugenfüllung erschwert. Zum anderen kann das Restgas, insbesondere Restluft aus der Umgebung, auch einen Anteil an Wasser, beispielsweise in Form von Wasserdampf, enthalten. Manche auszuspritzende Substanzen, wie z. B. Silikon, reagieren unter Feuchtigkeitseinfluss und härten aus. Je größer die eingeschlossene, komprimierte Restluftmenge ist, desto größer wird der Anteil der pastösen Füllsubstanz, der innerhalb der Kartusche aushärtet und damit unbrauchbar wird.
  • Im Lager- und Transportzustand der gefüllten Kartusche muss der Kolben einerseits gut abdichten, so dass die eingeschlossene Substanz am Austreten gehindert und verhindert wird, dass feuchte Umgebungsluft (wieder) eintritt. Andererseits muss der Kolben aber auch so in axialer Richtung innerhalb der Kartusche verschiebbar sein, damit zum späteren Auspressen der pastösen Substanz noch akzeptable Kräfte ausreichen. Folglich muss der Kolben nach Füllung der Kartusche innerhalb eines bestimmten Kräftebereiches verschiebbar sein. Weiterhin darf der Kolben schon beim Einsetzen nicht zu lose sitzen, denn dann tritt unzulässig viel pastöse Substanz an seiner Wand vorbei aus der Kartusche aus, was nicht nur zu Materialverlust, sondern aus zu einer Verschmutzung der Kartusche führt.
  • Sitzt der Kolben hingegen zu stramm, kann das oben bereits geschilderte Problem der eingeschlossenen Restgasmenge auftreten. Ein zu strammer Sitz des Kolbens führt auch dazu, dass er sich nicht ausreichend in Richtung der eingefüllten Substanz verschieben kann, beispielsweise auch, wenn diese nachfolgend abkühlt und schrumpft und sich das eingeschlossene Volumen dadurch verringert. Die Folge des Schrumpfens ist dann, dass sich der Behälter einwölbt. Derart verformte Kartuschen sind praktisch unverkäuflich, da bei einem potentiellen Käufer der Eindruck entsteht, dass die Kartusche schon vor längerer Zeit gefüllt worden ist und die pastöse Substanz zumindest zum Teil nicht mehr brauchbar ist. Zum anderen ist eine derartige Verformung der Kartusche nachteilig, da sie bei einem späteren Ausspritzen eine Verschiebung des üblicherweise einen runden Querschnitt aufweisenden Kolbens erheblich behindert und zu einem Verlust an pastöser Substanz führen kann. Darüber hinaus kann sich beispielsweise bei der Lagerung der gefüllten Kartusche z. B. durch Temperaturänderungen eine Vergrößerung des Durchmessers des Behälters ergeben, die stärker als eine durch denselben Grund bedingte Vergrößerung des Durchmessers des Kolbens ist. Dadurch lässt die Dichtwirkung des Kolbens nach und es kann Luft in den Behälter eindringen und mit der pastösen Substanz in Kontakt treten, was zu einer Aushärtung der pastösen Substanz führen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kolben für eine zylindrische Kartusche zum Aufbewahren und Auspressen von pastösen Substanzen anzugeben, der sich möglichst schnell einsetzen lässt, wobei gleichzeitig die zwischen Kolben und Oberfläche der pastösen Substanz eingeschlossene Restgasmenge minimiert sein soll. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Einsetzen eines Kolbens in eine zumindest teilweise mit einer pastösen Substanz gefüllten Kartusche anzugeben, wobei die Einsetzgeschwindigkeit maximiert und gleichzeitig die Menge der zwischen Kolben und Oberfläche der pastösen Substanz eingeschlossenen Restgasmenge minimiert sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kolben mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Kolbens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 16. Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren nach Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 18 - 22.
  • Ein erfindungsgemäßer Kolben für eine zylindrische Kartusche zum Aufbewahren und Auspressen von pastösen Substanzen mit einem Kartuschenboden und einer Umfangswandung weist eine im Wesentlichen kreisrunde Form mit einer Kolbenbrust als Stirnfläche für den Kontakt mit der pastösen Substanz und einer Seitenwand auf. Die Seitenwand ist zumindest teilweise doppelwandig mit einer Innenwand und einer Lamelle ausgeführt, wobei die doppelte Wandung eine oder mehrere zur Kolbenbrust hin offene Taschen zur Aufnahme von durch das Eindringen des Kolbens in die Kartusche verdrängtem Restgas bildet. Die Lamelle weist mindestens eine umlaufende und an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche anlegbare Wulst auf, wobei mindestens eine Wulst die Form eines Nockens mit einer Spitze aufweist, wobei die mindestens eine Wulst eine zweite Flanke aufweist, wobei die zweite auf der zur Kolbenbrust hin gerichteten Seite der Wulst angeordnet ist und wobei der Flankenwinkel α der zweiten Flanke so bemessen ist, dass ein auf der zweiten Flanke lastender Druck eine Kraftkomponente in Richtung der Mittelachse des Kolbens ausübt, wobei diese Kraft bei Überschreiten eines Druckschwellwerts die Spitze der Nocke von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abheben lässt.
  • Unter dem Begriff Nocke wird hier und im Folgenden eine Auswölbung der Lamelle verstanden, die beispielsweise im Wesentlichen dreieckförmig ausgestaltet ist, wobei die Nocke mit der Dreiecksbasis mit der Lamelle verbunden ist und die Dreiecksspitze nach außen, d.h. im eingesetzten Zustand zu der Umfangswandung der Kartusche hin gerichtet ist. Dabei kann die Dreiecksspitze auch abgeflacht oder mit einem Radius versehen ausgeführt sein.
  • Restgas aus der Tasche gelangt bei entsprechenden Druckverhältnissen auf die zur Kolbenbrust hin weisende zweite Flanke. Die Lamelle ist flexibel, d.h. insbesondere in Richtung der Mittelachse des Kolbens gegen eine Rückstellkraft biegbar. Die Größe der Rückstellkraft hängt von dem Elastizitätsmodul des verwendeten Materials sowie den geometrischen Verhältnissen, insbesondere der Wandstärke der Lamelle, der sich in axialer Richtung ausdehnende Länge der Lamelle und des Kraftangriffspunktes in axialer Richtung, d.h. dem axialen Anbringungsort der Nocke an der Lamelle sowie der Übergangsgestaltung der Lamelle an der Seitenwand ab. Die Wandstärke der Lamelle kann beispielsweise 0,2 mm bis 1,5 mm betragen. Durch die Flexibilität der Lamelle kann eine Vorspannung eingestellt werden, so dass mindestens eine Wulst unter einer Vorspannungskraft an der Innenseite der Seitenwand der Kartusche anliegt. Bei gegebenen übrigen Parametern lässt sich über die Größe des Flankenwinkels α der Schwellwert des Restgasdrucks bestimmen, bei dem der Kolben entriegelt, d.h. bei dem die Wulst soweit gegen die durch die Lamelle aufgebaute Vorspannung von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abgehoben wird, dass das Restgas in den Entgasungsschlitz, der zwischen der Seitenwand des Kolbens und der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche gebildet wird, entweichen kann.
  • Nachdem durch die Entlassung zumindest eines Teils des Restgases, insbesondere des größten Teils des Restgases, der Druck auf die Nocke auf einen Wert unterhalb des Schwelldrucks abfällt, verriegelt die Nocke durch die Rückstellkraft der Lamelle wieder. Unter Verriegelung wird hier und im Folgenden das erneute Schließen des Entgasungsschlitzes durch wieder Anliegen des Nockens an die Innenseite der Umfangswandung der Kartusche verstanden. Nachdem die Nocke wieder verriegelt hat, kann der Kolben durch die nach Entweichen von zumindest Teilen des Restgases in die Tasche oder die Taschen eindringende pastöse Substanz der Kolben spreizen, wodurch der Anpreßdruck der Nocke an die Innenseite der Umfangswandung der Kartusche erhöht wird. Durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche erhöht sich die Dichtwirkung, so dass die Gefahr, dass neue feuchte Umgebungsluft an die pastöse Substanz in der Kartusche gelangt, weiter minimiert wird. Darüber hinaus wird durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche die Abstreifwirkung der Nocke weiter erhöht, so dass noch mehr der pastösen Substanz beim Auspressen von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abgestreift wird und für die Verarbeitung zur Verfügung steht.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest in einer der Taschen, vorzugsweise in allen vorhandenen Taschen, durch Vorsprünge und Rücksprünge jeweils ein oder mehrere Restgasrückströmkanäle gebildet sind, wobei die Rücksprünge Öffnungen der Restgasrückströmkanäle zur Tasche hin bilden und wobei die Summe der Querschnittsflächen der Restgasrückströmkanäle senkrecht zur Seitenwand gesehen kleiner ist als die Restquerschnittsfläche der einen oder mehreren Taschen senkrecht zur Seitenwand gesehen und wobei jeder Restgasrückströmkanal eine Entgasung nach außerhalb der Kartusche hin aufweist
  • Unter dem Begriff Vorsprung wird hier und im Folgenden eine Materialanhäufung, die von der Lamelle oder Wand weg in den Taschenraum ragt, verstanden. Eine solche Materialanhäufung kann auch eine in den Taschenraum hineinragende Spitze einer rauhen Oberfläche sein. In diesem Fall wird ein Restgasrückströmkanal durch die Verbindung von Tälern der rauhen Materialoberfläche gebildet.
  • Unter dem Begriff Rücksprung wird hier und im Folgenden eine Öffnung eines Restgasrückströmkanals zur Tasche hin verstanden. Wird der Restgasrückströmkanal durch die Verbindung von Tälern der rauhen Materialoberfläche gebildet, bildet ein Rücksprung eine Öffnung eines Tales zur Tasche hin. Daneben sind mehrere Täler untereinander verbunden, so dass sie einen Kanal bilden.
  • Eine Lippe kann unmittelbar an der Lamelle vorgesehen sein oder auch über eine Nocke mit der Lamelle verbunden sein. Unter Lippe wird hier und im Folgenden eine im Vergleich zu der Lamelle oder der Nocke dünne umlaufende und flexible Auswölbung verstanden. Dadurch, dass die Wulst an der Seitenwand der Kartusche anlegbar ist, kann eine Dichtwirkung des Kolbens zur Umfangswandung der Kartusche erreicht werden. Ist nur eine Wulst vorgesehen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wulst gegenüber der Umfangswandung der Kartusche abdichtet. Sind mehr als eine Wulst vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Wulst gegenüber der Umfangswandung der Kartusche abdichtet.
  • Unter Entgasung wird hier und im Folgenden ein physisches Merkmal verstanden. Über die Entgasung kann Restgas aus einem Restgasrückströmkanal nach außerhalb der Kartusche entweichen. Dabei kann es sich um eine Diskontinuität innerhalb der abdichtenden Nocke handeln. Diese kann beispielsweise als eine Aussparung in der im eingesetzten Zustand an der Umfangswandung der Kartusche anlegbaren Nockenspitze ausgeführt sein. Auch eine entsprechend rauhe Oberfläche der an der Umfangswandung der Kartusche anlegbaren Nockenspitze kann eine Entgasung darstellen. Darüber hinaus kann auch ein Durchbruch durch die Lamelle eine Verbindung zwischen einem Restgasrückströmkanal und einem zwischen dem Außenumfang des Kolbens und der Umfangswandung der Kartusche gebildeten Entgasungsschlitz herstellen und als Entgasung dienen.
  • Wird der Kolben in eine mit einer pastösen Substanz zumindest teilweise gefüllte Kartusche eingesetzt, wobei der Kolben in die rückwärtige Öffnung der Kartusche mit hoher Geschwindigkeit eingeschoben wird, bis er auf die Oberfläche der in der Kartusche eingebrachten pastösen Substanz trifft, wird das Restgas in der Kartusche, das sich zwischen der rückwärtigen Öffnung der Kartusche und der Oberfläche der pastösen Substanz befindet, komprimiert. Das Restgas wird zunächst in die Vielzahl der Taschen des Kolbens gedrückt und im weiteren Verlauf des Einschiebens werden Teile der pastösen Substanz ebenfalls in zumindest einen Teil der Vielzahl der Taschen gedrückt. Dabei wird das Restgas in die sich in den Taschen befindlichen Restgasrückströmkanäle gedrückt, wobei sich in einem Restgasvolumen in den Restgasrückströmkanälen ein Gegendruck aufbaut. Wird dieser Gegendruck bis über einen Schwellwert von beispielsweise 2 bar hinaus aufgebaut, entweicht das Restgas aus den Restgasrückströmkanälen durch die Entgasung nach außerhalb der Kartusche. Die zumindest eine Wulst dichtet dabei die pastöse Substanz gegenüber der Umgebung ab, so dass nach Einsetzen des Kolbens beispielsweise keine neue Luftfeuchtigkeit an die pastöse Substanz gelangen kann. Weiterhin dient die zumindest eine Wulst dazu, beim Auspressen der pastösen Substanz beim späteren Gebrauch der Kartusche die pastöse Substanz von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abzustreifen, so dass ein Maximum der pastösen Substanz zur Verarbeitung zur Verfügung steht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Lamelle eine umlaufende, zur Umfangswandung der Kartusche weisende zweite Wulst auf, wobei die zweite Wulst in axialer Richtung näher zur Kolbenbrust angeordnet ist als die erste Wulst. Durch die Verwendung einer zweiten Wulst wird die Dichtwirkung des Kolbens erhöht, so dass beim Auspressen der pastösen Substanz beim späteren Gebrauch der Kartusche mehr pastöse Substanz von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abgestreift wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist zumindest die erste Wulst die Form einer Nocke auf. Durch die Ausgestaltung der ersten Wulst als Nocke baut sich zwischen den Wülsten ein Restgasdruck auf, wobei der Kolben entriegelt, wenn der Gasdruck einen Schwelldruck überschreitet. Unter Entriegelung wird hier und im Folgenden ein Öffnen des Entgasungsschlitzes beispielsweise durch Abheben einer dichtenden Wulst von der Umfangswandung der Kartusche verstanden. Der Restgasdruck wirkt auf die Nocke, wobei die Nocke eine solche Geometrie aufweist, dass der Restgasdruck eine Kraftkomponente in Richtung Kolbenmittelachse erzeugt. Wenn der Restgasdruck einen Schwellwert erreicht, wird diese Kraftkomponente so groß, dass der Nocken zumindest temporär von der Umfangswandung der Kartusche abhebt. Weist der Kolben eine Mehrzahl von Wülsten auf, kann zumindest die der pastösen Substanz nächstliegende Wulst auch eine andere als kreisrunde Form aufweisen. Beispielsweise kann diese Wulst auch eine ovale Form aufweisen, wodurch eine schnelle Vorentlüftung beim Einsetzen des Kolbens, solange dieser die Oberfläche der pastösen Substanz noch nicht erreicht hat, gewährleistet wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die zweite Wulst eine elastische Lippe auf, die zur Kolbenbrust hin im Wesentlichen schräg nach außen gerichtet ist.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Restgasrückströmkanäle an der Innenseite der Lamelle, d.h. an der zur Mittelachse des Kolbens weisenden Seite der Lamelle, angeordnet sind. Diese Anordnung weist strömungstechnische Vorteile auf. Darüber hinaus steht wegen des größeren Durchmessers der als Außenwand dienenden Lamelle ein größeres Volumen als an der Innenwand der Tasche zur Verfügung.
  • Alternativ können die Restgasrückströmkanäle aber auch an der Außenseite der Innenwand, d.h. an der zur Lamelle weisenden Seite der Innenwand, angeordnet sein.
  • Die Summe der Querschnittsflächen der Restgasrückströmkanäle senkrecht zur Seitenwand gesehen kann höchstens 50% betragen, wobei sie bevorzugt höchstens 35% und besonders bevorzugt höchstens 5% der Querschnittsfläche der restlichen Tasche senkrecht zur Seitenwand gesehen beträgt. Durch solcherart gewählte Flächenverhältnisse wird verhindert, dass pastöse Substanz zu früh im Einsetzprozess des Kolbens in die Kartusche in die Restgasrückströmkanäle eindringt. Weiterhin wird der Druckaufbau in den Restgasrückströmkanäle bei einer solchen Wahl der Querschnittsflächenverhältnisse begünstigt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Restgasrückströmkanäle zwischen Vorsprüngen an der Innenseite der Lamelle gebildet. Damit liegen die Restgasrückströmkanäle somit an der Innenseite der Lamelle.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform bilden die Vorsprünge an der Innenseite der Lamelle bewegliche Flügel, wobei ein Restgasrückströmkanal jeweils zwischen einem Paar von Flügeln gebildet ist, wobei die Flügel eines jeden Flügelpaars zu einander hin weisen und im unbelasteten Zustand einen Rücksprung in Form eines Spalts bilden, wobei die Flügel bei Beaufschlagung mit einem höheren Druck von der Taschenseite als von der der Tasche abgewandten Seite aus in Richtung der Lamelle bewegbar sind, wobei in Höhe des Rücksprungs ein Vorsprung an der zur Tasche hin gerichteten Seite der Lamelle derart vorgesehen ist, dass die Flügel des entsprechenden Flügelpaars daran abstützbar sind. Das Flügelpaar kann sich somit soweit schließen, wenn es mit einem höheren Druck von der Taschenseite als von der der Tasche abgewandten Seite aus beaufschlagt wird, dass der Rücksprung zwischen dem Flügelpaar verschwindet. Der in Höhe des Rücksprungs an der zur Tasche hin gerichteten Seite der Lamelle vorgesehene Vorsprung dient als Anschlag für die Flügel, so dass die Flügel nicht weiter schließen können, um auch bei einer extremen Druckbeaufschlagung von der Tasche aus einen Restgasrückströmkanal mit einem Mindestquerschnitt zu bilden. Bei dem Einsetzen des Kolbens in die Kartusche schließen sich die Flügel durch den Druckaufbau in der Tasche von oben, d.h. der der pastösen Substanz zugewandten Seite, nach unten, d.h. nach der der pastösen Substanz abgewandten Seite, wobei das Restgas von unten über den noch offenen Teil des Flügelpaars in den Restgasrückströmkanal eindringen kann. Der obere, durch die aneinander oder an dem Vorsprung anliegenden geschlossene Teil des Flügelpaars dichtet den Restgasrückströmkanal gegen in die Tasche zum Ende des Einsetzprozesses eindringende pastöse Substanz ab, so dass der Weg des Restgases über die Entgasung möglichst lange offen bleibt und ein maximales Restgasvolumen entweichen kann.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Restgasrückströmkanäle auch zwischen Vorsprüngen an der zur Tasche hin gerichteten Seite der Innenwand gebildet sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Summe der Querschnittsflächen der Rücksprünge senkrecht zur Seitenwand gesehen kleiner als die der Restgasrückströmkanäle gesehen senkrecht zur Seitenwand. Beispielsweise beträgt die Summe der Querschnittsfläche der Rücksprünge senkrecht zur Seitenwand gesehen nur 20% der Summe der Querschnittsfläche gesehen senkrecht zur Seitenwand. Durch die deutlich höhere Viskosität der pastösen Substanz als die des Restgases kann das Restgas durch die Rücksprünge leicht in die Restgasrückströmkanäle eindringen, während die pastöse Substanz beim Eindringen in die Restgasrückströmkanäle zumindest stark gehindert wird.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Entgasung einen Durchbruch durch die Lamelle aufweist. Ein Entweichen von Restgas ist hierdurch besonders effizient und schnell möglich, wodurch die Einsetzgeschwindigkeit des Kolbens in die Kartusche weiter maximiert wird. Es ist von Vorteil, wenn die Lamelle eine Mehrzahl von Durchbrüchen, beispielsweise über den Kolbenumfang verteilt, aufweist. Die Mehrzahl von Durchbrüchen kann dabei auf einer Ringfläche der Lamelle angeordnet sein. Die Fläche der Durchbrüche kann dabei mindestens 1% der Ringfläche, bevorzugt aber mindestens 50% und besonders bevorzugt mehr als 85% der Ringfläche betragen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Lamelle genau eine umlaufende und an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche anlegbare Wulst auf, wobei der Durchbruch durch die Lamelle auf der der pastösen Substanz gegenüberliegenden Seite der Wulst angeordnet ist. Eine solche Anordnung lässt sich leicht herstellen. Darüber hinaus muss das Restgas auf seinem Weg durch den zwischen Kolben und Innenseite der Umfangswandung der Kartusche bei einer solchen Anordnung keine Wulst passieren, so dass eine gute Entlüftung gewährleistet ist.
  • In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform weist die Lamelle eine Mehrzahl umlaufender und an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche anlegbarer Wülste auf, wobei der Durchbruch durch die Lamelle auf der der pastösen Substanz gegenüberliegenden Seite der zweiten Wulst, die der pastösen Substanz im in eine Kartusche eingesetzten Zustand am nächsten liegt, angeordnet ist. Zumindest die weiteren Wülste sind als Nocken ausgebildet. Auch eine solche Anordnung lässt sich leicht herstellen. Darüber hinaus muss zwar das Restgas bei dieser Anordnung mindestens eine Wulst auf seinem Weg durch den zwischen Kolben und Innenseite der Umfangswandung der Kartusche gebildeten Entgasungsschlitz passieren. Durch die Ausgestaltung der weiteren Wülste als Nocke baut sich zwischen den Wülsten ein Restgasdruck auf, wobei der Kolben entriegelt, wenn der Gasdruck einen Schwelldruck überschreitet. Der Restgasdruck wirkt auf die Nocke, wobei die Nocke eine solche Geometrie aufweist, dass der Restgasdruck eine Kraftkomponente in Richtung Kolbenmittelachse erzeugt. Wenn der Restgasdruck einen Schwellwert erreicht, wird diese Kraftkomponente so groß, dass der Nocken zumindest temporär von der Umfangswandung der Kartusche abhebt. Weist der Kolben eine Mehrzahl von Wülsten auf, kann zumindest die der pastösen Substanz nächstliegende Wulst auch eine andere als kreisrunde Form aufweisen. Beispielsweise kann diese Wulst auch eine ovale Form aufweisen, wodurch eine schnelle Vorentlüftung beim Einsetzen des Kolbens, solange dieser die Oberfläche der pastösen Substanz noch nicht erreicht hat, gewährleistet wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform weist die Entgasung einen Durchbruch durch die Innenwand auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die zumindest eine Wulst eine wellige Form auf, wobei die Entgasung ein Wellental aufweist. Die wellige Form kann beispielsweise durch über den Umfang des Kolbens in der Tasche beabstandet angeordnete Verstärkungsstege erreicht werden, wobei Wellentäler zwischen den Verstärkungsstegen auftreten.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Innenwand Stege aufweist, wobei die Stege gleichhoch wie die der zweiten Wulst in Richtung der Kolbenbrust ausgeführt sind oder diese überragen. Die Stege dienen der Führung des Kolbens beim Einsetzen sowie auch beim Auspressen der pastösen Substanz bei Benutzung der Kartusche. Wird der Kolben außerzentrisch in die Kartusche eingesetzt, zentriert er sich über die Stege selbst, so dass es nicht zu einem Austritt von Silikon an dem Kolben vorbei kommt. Weiterhin hat es sich herausgestellt, dass die Stege die Füllsymmetrie der Tasche mit der pastösen Substanz verbessern, wenn der Kolben beim Einsetzen auf die Oberfläche der pastösen Substanz in der Kartusche trifft.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsetzen eines erfindungsgemäßen Kolbens in eine mit einer pastösen Substanz zumindest teilweise gefüllte Kartusche, wobei der Kolben und die Kartusche in eine Vorrichtung zum Kolbensetzen eingelegt werden und der Kolben anschließend in die rückwärtige Öffnung der Kartusche eingeschoben wird, bis er auf die Oberfläche der in der Kartusche eingebrachten pastösen Substanz trifft, wobei das Restgas in der Kartusche, das sich zwischen der rückwärtigen Öffnung der Kartusche und der Oberfläche der pastösen Substanz befinden, komprimiert wird, zeichnet sich dadurch aus, dass das Restgas zunächst in die Vielzahl der Taschen des Kolbens gedrückt wird und im weiteren Verlauf des Einschiebens Teile der pastösen Substanz ebenfalls in zumindest einen Teil der Vielzahl der Taschen gedrückt wird, wobei das Restgas in die sich in den Taschen befindlichen Restgasrückströmkanäle gedrückt wird und sich in einem Restgasvolumen in den Restgasrückströmkanälen ein Gegendruck bis über einen Schwellwert hinaus aufbaut, woraufhin das Restgas nach Überschreiten des Schwellwertes aus den Restgasrückströmkanälen durch die Entgasung nach außerhalb der Kartusche entweicht. Die pastöse Substanz besitzt eine größere Viskosität als das zu verdrängende Gas, beispielsweise Luft, wodurch der Strömungswiderstand der pastösen Substanz beim Fließen sehr viel größer ist als der des zu verdrängenden Gases. Durch die Wahl der Querschnittsflächen von Tasche, Rücksprung und Rückströmungskanal in Verbindung mit den unterschiedlichen Strömungswiderständen der pastösen Substanz und des zu verdrängenden Gases wird die Füllreihenfolge der unterschiedlichen Geometrien mit den Medien pastöse Substanz und zu verdrängendes Gas beeinflusst.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gas aus den Restgasrückströmkanälen zunächst in einen Entgasungsschlitz, der zwischen dem Umfang des Kolbens und der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche gebildet ist, entweicht, um anschließend über den Entgasungsschlitz in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung zu entweichen.
  • Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Wulst in Form eines Nockens in den Entgasungsschlitz hineinreicht, wobei der Nocken zunächst an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abdichtet und durch das in den Entgasungsschlitz entweichende Restgas ein Druck auf die Nocke ausgeübt wird, wobei bei Überschreitung eines Schwelldrucks die Nocke entriegelt und zumindest ein Teil des Restgases, insbesondere der größte Teil des Restgases, in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung entläßt.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn durch die Entlassung zumindest eines Teils des Restgases, insbesondere des größten Teils des Restgases, der Druck auf die Nocke auf einen Wert unterhalb des Schwelldrucks abfällt, wodurch die Nocke wieder verriegelt. Unter Verriegelung wird hier und im Folgenden das erneute Schließen des Entgasungsschlitzes durch wieder Anliegen des Nockens an die Innenseite der Umfangswandung der Kartusche verstanden. Beispielsweise kann ein Verriegeln erfolgen, wenn der Innendruck in der Tasche einen Wert von ca. 5 bar angenommen hat.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn, nachdem die Nocke wieder verriegelt hat, durch die nach Entweichen von zumindest Teilen des Restgases in die Tasche oder die Taschen eindringende pastöse Substanz der Kolben spreizt, wodurch der Anpreßdruck der Nocke an die Innenseite der Umfangswandung der Kartusche erhöht wird. Durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche erhöht sich die Dichtwirkung, so dass die Gefahr, dass neue feuchte Umgebungsluft an die pastöse Substanz in der Kartusche gelangt, weiter minimiert wird. Darüber hinaus wird durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche die Abstreifwirkung der Nocke weiter erhöht, so dass noch mehr der pastösen Substanz beim Auspressen von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche abgestreift wird und für die Verarbeitung zur Verfügung steht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform entweicht das Restgas aus den Restgasrückströmkanälen zunächst in einen Kolbeninnenraum, um anschließend in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung zu entweichen.
  • Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
  • Von den Abbildungen zeigt:
    • Fig. 1.
    einen erfindungsgemäßen Kolben mit einer Wulst in einer Gesamtansicht
    Fig. 2.
    Einzelheit B des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 3.
    Einzelheit B des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 1 in einer alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 4.
    einen erfindungsgemäßen Kolben mit zwei Wülsten in einer Gesamtansicht
    Fig. 5.
    Einzelheit B des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 6.
    Einbausituation eines erfindungsgemäßen Kolben mit zwei Wülsten in eine Kartusche
    Fig. 7.
    Einzelheit A aus Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 8.
    einen erfindungsgemäßen Kolben mit einer Wulst in einem Teilschnitt
    Fig. 9.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 8 in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 10.
    einen erfindungsgemäßen Kolben mit zwei Wülsten in einem Teilschnitt
    Fig. 11.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 12.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 13.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 14.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 15.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
    Fig. 16.
    Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung
  • Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben 100 mit einer Wulst 111 in einer Gesamtansicht. Der Kolben weist eine Kolbenbrust 101 als Stirn auf, mit der er im in eine zumindest teilweise mit einer pastösen Substanz gefüllten Kartusche (nicht gezeigt) eingesetzten Zustand mit der pastösen Substanz in Berührung steht. Der Kolben 100 weist eine Seitenwand 140 auf, die doppelwandig mit einer Innenwand 141 und einer Lamelle 142 ausgeführt ist. Die detaillierte Geometrie der Seitenwand 140 im Bereich der Lamelle 142 geht aus der Ausschnittsvergrößerung B, Fig. 2 hervor.
  • Fig. 2 zeigt die Einzelheit B des erfindungsgemäßen Kolbens 100 aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung. In dem Ausschnitt ist die Kolbenbrust 101 gezeigt, die in die Innenwand 141 der Seitenwand 140 übergeht. Der zur Kolbenbrust 101 hin gerichtete Teil der Seitenwand 140 ist doppelwandig ausgeführt und weist die Innenwand 141 und eine Lamelle 142 als Außenwand auf. Zwischen Innenwand 141 und Lamelle 142 wird die Tasche 143 gebildet, die zu der der Kolbenbrust 101 zugerichteten Seite hin offen ist. Die Lamelle 142 trägt eine zweite Wulst 111, die dazu ausgestaltet ist, gegenüber der Innenseite der Umfangswandung 200 einer Kartusche (nicht gezeigt) zu dichten, wenn der Kolben 100 in eine Kartusche eingeschoben ist. Die zweite Wulst 111 ist in Form einer Nocke ausgeführt.
  • Fig. 3 zeigt Einzelheit B des erfindungsgemäßen Kolbens 100 aus Fig. 1 in einer alternativen Ausführungsform zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung. In dieser alternativen Ausführungsform ist die zweite Wulst 111 als abgeflachte Nocke ausgeführt.
  • Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben 100 mit zwei Wülsten 110, 111 in einer Gesamtansicht. Die detaillierte Geometrie der Seitenwand 140 im Bereich der Lamelle 142 geht aus der Ausschnittsvergrößerung B, Fig. 5 hervor.
  • Fig. 5 zeigt Einzelheit B des erfindungsgemäßen Kolbens 100 aus Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung. In dem Ausschnitt ist die Kolbenbrust 101 gezeigt, die in die Innenwand 141 der Seitenwand 140 übergeht. Der zur Kolbenbrust 101 hin gerichtete Teil der Seitenwand 140 ist doppelwandig ausgeführt und weist die Innenwand 141 und eine Lamelle 142 als Außenwand auf. Zwischen Innenwand 141 und Lamelle 142 wird die Tasche 143 gebildet, die zu der der Kolbenbrust 101 zugerichteten Seite hin offen ist. Die Lamelle 142 trägt eine zweite Wulst 111 und eine erste Wulst 110, die dazu ausgestaltet ist, gegenüber der Innenseite der Umfangswandung 200 einer Kartusche (nicht gezeigt) zu dichten, wenn der Kolben 100 in eine Kartusche eingeschoben ist. Die erste Wulst 110 und die zweite Wulst 111 sind in Form einer Nocke ausgeführt, wobei die erste Wulst 110 zur Erhöhung der Dichtwirkung eine Spitze 110S trägt, während die zweite Wulst 111 im Bereich ihrer Spitze 111S abgeflacht ausgeführt ist. Restgas aus der Tasche 143 gelangt bei entsprechenden Druckverhältnissen über die abgeflachte Spitze 111S der zweiten Wulst 111 in den Raum zwischen erster Wulst 110, zweiter Wulst 111 und der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche (nicht gezeigt). Die erste Wulst 110 weist eine erste Flanke 110F1 und eine zweite Flanke 110F2 auf, wobei die zweite Flanke 110F2 zur zweiten Wulst 111 hin gerichtet ist, während die erste Flanke in die entgegengesetzte Richtung weist. Der Flankenwinkel α ist dabei so bemessen, dass ein auf ihr lastender Druck eine Kraftkomponente in Richtung der Mittelachse des Kolbens 100 ausübt. Über die Größe des Flankenwinkels α läßt sich der Schwellwert des Restgasdrucks bestimmen, bei dem der Kolben 100 entriegelt, d.h. bei dem die erste Wulst 110 soweit gegen die durch die Lamelle 142 aufgebaute Vorspannung von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche 200 abgehoben wird, dass das Restgas in den Entgasungsschlitz 201 (nicht gezeigt), der zwischen der Seitenwand 140 und der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche gebildet wird, entweichen kann.
  • Fig. 6 zeigt die Einbausituation eines erfindungsgemäßen Kolbens 100 mit zwei Wülsten 110, 111 in eine Kartusche. Die Lamelle 142 ist flexibel und wird durch die Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche verformt. Die geometrischen Verhältnisse sind in dem vergrößerten Ausschnitt A in Fig. 7 detailliert dargestellt.
  • Fig. 7 zeigt Einzelheit A aus Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung. Die erste Wulst 110 und die zweite Wulst 111 liegen an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche an, wobei die Spitze 111S der zweiten Wulst 111 abgeflacht ist und mit weniger Kraft auf die Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche drückt, so dass die Dichtwirkung der zweiten Wulst 111 gegenüber der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche geringer ist als die der ersten Wulst 110. Weiterhin ist der Entgasungsschlitz 201 zwischen der Seitenwand 140 des Kolbens 100 und der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche gezeigt. Wie in der Beschreibung zu Fig. 5 bereits erläutert, kann Restgas aus der Tasche 143 bei entsprechenden Druckverhältnissen über die abgeflachte Spitze 111S der zweiten Wulst 111 in den Raum zwischen erster Wulst 110, zweiter Wulst 111 und der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche gelangen. Die erste Wulst 110 weist eine erste Flanke 110F1 und eine zweite Flanke 110F2 auf, wobei die zweite Flanke 110F2 zur zweiten Wulst 111 hin gerichtet ist, während die erste Flanke in die entgegengesetzte Richtung weist. Der Flankenwinkel α ist dabei so bemessen, dass ein auf ihr lastender Druck eine Kraftkomponente in Richtung der Mittelachse des Kolbens 100 ausübt. Steigt der Druck des Restgases in dem Bereich zwischen erster Wulst 110, zweiter Wulst 111 und Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche über einen Schwellwert entriegelt der Kolben 100 entriegelt, d.h. bei dem die erste Wulst 110 soweit gegen die durch die Lamelle 142 aufgebaute Vorspannung von der Innenseite der Umfangswandung der Kartusche 200 abgehoben wird, dass das Restgas in den Entgasungsschlitz 201, der zwischen der Seitenwand 140 und der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche gebildet wird, entweichen kann.
  • Fig. 8 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben 100 mit einer Wulst in einem Teilschnitt. Der Kolben weist eine Kolbenbrust 101 als Stirn auf, mit der er im in eine zumindest teilweise mit einer pastösen Substanz gefüllten Kartusche eingesetzten Zustand mit der pastösen Substanz in Berührung steht. Der Kolben 100 weist eine Seitenwand 140 auf, die doppelwandig mit einer Innenwand 141 und einer Lamelle 142 ausgeführt ist. Die detaillierte Geometrie der Seitenwand 140 im Bereich der Lamelle 142 geht aus der Ausschnittsvergrößerung A, Fig. 9 hervor.
  • Fig. 9 zeigt Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens 100 aus Fig. 8 in einer vergrößerten Darstellung. Der Kolben 100 weist nur eine zweite Wulst 111 auf. Die Lamelle 142 weist in die Tasche 143 hineinragende Vorsprünge 120 auf, wobei jeweils zwei Vorsprünge 120 an ihrer Nahtstelle Restgasrückströmkanäle 144 bilden. Jeder dieser Restgasrückströmkanäle 144 weist einen Rücksprung 130 in Form eines Spalts auf, über den sie mit der Tasche 143 in Verbindung stehen.
  • Beim Einsetzen des Kolbens 100 in eine mit einer pastösen Substanz zumindest teilweise gefüllte Kartusche wird das Restgas in der Kartusche, das sich zwischen der rückwärtigen Öffnung der Kartusche und der Oberfläche der pastösen Substanz befinden, komprimiert, bis der Kolben 100 auf die Oberfläche der in der Kartusche eingebrachten pastösen Substanz trifft. Das Restgas wird zunächst in die Vielzahl der Taschen 143 des Kolbens gedrückt. Im weiteren Verlauf des Einschiebens des Kolbens 100 werden auch Teile der pastösen Substanz in zumindest einen Teil der Vielzahl der Taschen 143 gedrückt, wobei das Restgas durch die Rücksprünge 130 in die sich in den Taschen 143 befindlichen Restgasrückströmkanäle 144 gedrückt wird. Der Strömungswiderstand des Restgases ist deutlich geringer als der der pastösen Substanz, so dass zunächst das Restgas durch die als Engstelle fungierenden Rücksprünge gedrückt wird. In dem Restgasvolumen in den Restgasrückströmkanälen 144 bildet sich ein Gegendruck. Die in axialer Richtung obere Oberfläche der Rücksprünge 130 sowie der zweiten Wulst 111 weist eine Entgasung 145 auf. Die Entgasung 145 kann durch in die Oberfläche der Rücksprünge 130 sowie der zweiten Wulst 111 eingebrachte Kanäle oder durch die eine Oberflächenstruktur mit einer Rauhigkeit, durch die Restgas strömen kann, hergestellt werden. Die Oberfläche der Rücksprünge 130 sowie der zweiten Wulst 111 steht in diesem Moment mit der pastösen Substanz in Kontakt, wobei deren Strömungswiderstand wegen ihrer deutlich höheren Viskosität als die des Restgases deutlich höher als die des Restgases ist, so dass die pastöse Substanz nicht in die Oberflächenstruktur restlos eindringen kann und so zumindest zunächst Strömungskanäle für das Restgas frei bleiben. Nach Überschreiten des Schwelldrucks strömt das Restgas zumindest teilweise aus den Restgasrückströmkanälen 144 durch die Entgasung 145 nach außerhalb der Kartusche.
  • Die zweite Wulst 111 weist die Form eines Nockens auf und reicht in den Entgasungsschlitz 201 hinein, wobei der Nocken zunächst an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche abdichtet und durch das in den Entgasungsschlitz 201 entweichende Restgas ein Druck auf die Nocke ausgeübt wird, wobei bei Überschreitung eines Schwelldrucks die Nocke entriegelt und zumindest ein Teil des Restgases, insbesondere der größte Teil des Restgases, in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung entläßt. Bei dem Entriegeln weicht die Nocke gegen eine von der Lamelle 142 ausgeübte Kraft in radialer Richtung nach außen hin zu der Umfangswandung 200 der Kartusche in Richtung der Mittelachse des Kolbens 100 aus.
  • Fällt nach dem Entweichen zumindest eines Teils des Restgases, insbesondere des größten Teils des Restgases, der Druck auf die Nocke auf einen Wert unterhalb des Schwelldrucks ab, verriegelt die Nocke durch die von der Lamelle 142 ausgeübte Kraft in radialer Richtung nach außen hin zu der Umfangswandung 200 der Kartusche wieder.
  • Nachdem die Nocke wieder verriegelt hat, spreizt der Kolben 100 durch die nach dem Entweichen von zumindest Teilen des Restgases in die Taschen 143 eindringende pastöse Substanz, wodurch der Anpreßdruck der Nocke an die Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche erhöht wird. Durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche erhöht sich die Dichtwirkung, so dass die Gefahr, dass neue feuchte Umgebungsluft an die pastöse Substanz in der Kartusche gelangt, weiter minimiert wird. Darüber hinaus wird durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche die Abstreifwirkung der Nocke weiter erhöht, so dass noch mehr der pastösen Substanz beim Auspressen von der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche abgestreift wird und für die Verarbeitung zur Verfügung steht.
  • Fig. 10 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben mit zwei Wülsten in einem Teilschnitt. Der Kolben weist eine Kolbenbrust 101 als Stirn auf, mit der er im in eine zumindest teilweise mit einer pastösen Substanz gefüllten Kartusche eingesetzten Zustand mit der pastösen Substanz in Berührung steht. Der Kolben 100 weist eine Seitenwand 140 auf, die doppelwandig mit einer Innenwand 141 und einer Lamelle 142 ausgeführt ist. Verschiedene alternative Ausführungsformen der Geometrie der Seitenwand 140 im Bereich der Lamelle 142 gehen im Detail aus Ausschnittsvergrößerungen A, gezeigt in den Fig. 11 bis 16 hervor.
  • Fig. 11 zeigt die Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 in einer vergrößerten Darstellung. Die Seitenwand 140 ist auch bei den Ausführungsformen mit zwei Wülsten 110, 111 im oberen, d.h. dem der Kolbenbrust 101 zugewandten Abschnitt, doppelwandig ausgeführt. Innenwand 141 und Lamelle 142 bilden eine nach oben, d.h. zur Kolbenbrust 101 hin, offene Tasche 143. Von der Innenseite, d.h. der der Mittelachse des Kolbens 100 zugewandten Seite der Lamelle 142 bilden Vorsprünge 120 Abtrennungen von über den Umfang verteilten Restgasrückströmkanälen 144 untereinander. Die Restgasrückströmkanäle 144 weisen jeweils einen Rücksprung 130 in Form eines Spalts auf, mit dem eine Verbindung zwischen dem jeweiligen Restgasrückströmkanal 144 und der umlaufenden Tasche 143 gebildet ist. Die zweite Wulst 111 weist Entgasungen 145 in Form von Durchbrüchen auf, wobei die Entgasungen jeweils im Bereich der Restgasrückströmkanäle 144 angeordnet sind und eine Verbindung des jeweiligen Restgasrückströmkanals zu dem Bereich des zwischen dem Außenumfang des Kolbens 100 und der Umfangswandung200 der Kartusche gebildeten Entgasungsschlitzes 201, der in axialer Richtung x zwischen erster Wulst 110 und zweiter Wulst 111 liegt.
  • Wie bei der Ausführungsform mit nur einer Wulst 111 wird beim Einsetzen des Kolbens 100 in eine mit einer pastösen Substanz zumindest teilweise gefüllte Kartusche das Restgas in der Kartusche, das sich zwischen der rückwärtigen Öffnung der Kartusche und der Oberfläche der pastösen Substanz befinden, komprimiert, bis der Kolben 100 auf die Oberfläche der in der Kartusche eingebrachten pastösen Substanz trifft. Das Restgas wird zunächst in die Vielzahl der Taschen 143 des Kolbens gedrückt. Im weiteren Verlauf des Einschiebens des Kolbens 100 werden auch Teile der pastösen Substanz in zumindest einen Teil der Vielzahl der Taschen 143 gedrückt, wobei das Restgas durch die Rücksprünge 130 in die sich in den Taschen 143 befindlichen Restgasrückströmkanäle 144 gedrückt wird. Der Strömungswiderstand des Restgases ist deutlich geringer als der der pastösen Substanz, so dass zunächst das Restgas durch die als Engstelle fungierenden Rücksprünge gedrückt wird. In dem Restgasvolumen in den Restgasrückströmkanälen 144 bildet sich ein Gegendruck. Die Lamelle 142 weist zwischen der zweiten Wulst 111 und der ersten Wulst 110 Entgasungen 145 in Form von Durchbrüchen durch die Lamelle 142 auf. Die Oberfläche der Rücksprünge 130 sowie der zweiten Wulst 111 steht in diesem Moment mit der pastösen Substanz in Kontakt, wobei deren Strömungswiderstand wegen ihrer deutlich höheren Viskosität als die des Restgases deutlich höher als die des Restgases ist. Nach Überschreiten eines Schwelldrucks strömt das Restgas zumindest teilweise aus den Restgasrückströmkanälen 144 durch die Entgasungen 145 nach außerhalb der Kartusche.
  • Die erste Wulst 110 weist die Form eines Nockens auf und reicht in den Entgasungsschlitz 201 hinein, wobei der Nocken zunächst an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche abdichtet und durch das in den Entgasungsschlitz 201 entweichende Restgas ein Druck auf die Nocke ausgeübt wird, wobei bei Überschreitung eines Schwelldrucks die Nocke entriegelt und zumindest ein Teil des Restgases, insbesondere der größte Teil des Restgases, in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung entläßt. Bei dem Entriegeln weicht die Nocke gegen eine von der Lamelle 142 ausgeübte Kraft in radialer Richtung nach außen hin zu der Umfangswandung 200 der Kartusche in Richtung der Mittelachse des Kolbens 100 aus.
  • Fällt nach dem Entweichen zumindest eines Teils des Restgases, insbesondere des größten Teils des Restgases, der Druck auf die Nocke auf einen Wert unterhalb des Schwelldrucks ab, verriegelt die Nocke durch die von der Lamelle 142 ausgeübte Kraft in radialer Richtung nach außen hin zu der Umfangswandung 200 der Kartusche wieder.
  • Nachdem die Nocke wieder verriegelt hat, spreizt der Kolben 100 durch die nach dem Entweichen von zumindest Teilen des Restgases in die Taschen 143 eindringende pastöse Substanz, wodurch der Anpreßdruck der Nocke an die Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche erhöht wird. Durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche erhöht sich die Dichtwirkung, so dass die Gefahr, dass neue feuchte Umgebungsluft an die pastöse Substanz in der Kartusche gelangt, weiter minimiert wird. Darüber hinaus wird durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nocke an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche die Abstreifwirkung der Nocke weiter erhöht, so dass noch mehr der pastösen Substanz beim Auspressen von der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche abgestreift wird und für die Verarbeitung zur Verfügung steht.
  • Fig. 12 zeigt Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens 100 aus Fig. 10 gemäß einer alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung. Die Form der Vorsprünge 120 und der Entgasungen 145 weicht von der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform ab, wobei die Restgasrückströmkanäle 144 ein größeres Volumen als in der zuvor gezeigten Ausführungsform aufweisen. Die Rücksprünge 130 sind aber ähnlich der der vorherigen Ausführungsform ausgeführt, so dass das dort gesagte zur Funktion der Rücksprünge wie auch zur Funktion der Tasche 143, der Restgasrückströmkanäle 144, der Entgasungen 145 sowie des ersten Wulstes 110 und des zweiten Wulstes 111 hier analog gilt. Weiterhin weisen die Entgasungen 145 dieser Ausführungsform einen gegenüber der vorherigen Ausführungsform vergrößerten Querschnitt auf. Damit kann in dieser Ausführungsform das Restgas noch schneller entweichen und der Kolben mit noch größerer Geschwindigkeit in eine Kartusche eingesetzt werden.
  • Fig. 13 zeigt Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung. Die Form der Vorsprünge 120 und der Entgasungen 145 weicht von der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen ab, wobei die Restgasrückströmkanäle 144 ein erneut vergrößertes Volumen als in der zuvor gezeigten Ausführungsform aufweisen. Die Rücksprünge 130 sind aber ähnlich der der vorherigen Ausführungsform ausgeführt, so dass das dort gesagte zur Funktion der Rücksprünge wie auch zur Funktion der Tasche 143, der Restgasrückströmkanäle 144, der Entgasungen 145 sowie des ersten Wulstes 110 und des zweiten Wulstes 111 hier analog gilt. Weiterhin weisen die Entgasungen 145 dieser Ausführungsform eine gegenüber der vorherigen Ausführungsform veränderte Form auf. Insbesondere sind für jeden Restgasrückströmkanal 144 zwei Entgasungen 145 vorgesehen, so dass für jeden Restgasrückströmkanal 144 in Summe ein größerer Querschnitt als in den vorherigen Ausführungsformen zur Verfügung steht. Damit kann in dieser Ausführungsform das Restgas noch schneller entweichen und der Kolben 100 mit noch größerer Geschwindigkeit in eine Kartusche eingesetzt werden.
  • Fig. 14 zeigt Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorherigen hauptsächlich dadurch, dass an der die Innenwand 141 Stege 150 aufweist, wobei die Stege 150 die zweite Wulst 111 in Richtung der Kolbenbrust 101 überragen. Die Stege 150 dienen der Führung des Kolbens 100 beim Einsetzen sowie auch beim Auspressen der pastösen Substanz bei Benutzung der Kartusche. Wird der Kolben 100 außerzentrisch in die Kartusche eingesetzt, zentriert er sich über die Stege 150 selbst, so dass es nicht zu einem Austritt von Silikon an dem Kolben 100 vorbei kommt. Weiterhin verbessern die Stege die Füllsymmetrie der Tasche 143 mit der pastösen Substanz, wenn der Kolben 100 beim Einsetzen auf die Oberfläche der pastösen Substanz in der Kartusche trifft.
  • Fig. 15 zeigt Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung. Gegenüber der in den Figuren 11 bis 14 unterscheidet sich diese Ausführungsform hauptsächlich durch die Form der Vorsprünge 120. Die Vorsprünge 120 bilden an ihren Nahtstellen erneut Taschen 143, wobei die Vorsprünge 120 in flügelförmigen Fortsätzen auslaufen. Diese flügelförmigen Fortsätze sind flexibel und schließen die Rücksprünge 130 beim teilweisen Eindringen von pastöser Substanz in die Tasche 143 in Fließrichtung der pastösen Substanz, d.h. entgegen der axialen Richtung x. Dadurch bleiben die Restgasrückströmkanälen 144 länger offen, so dass noch mehr Restgas aus den Restgasrückströmkanälen 144 durch die in axialer Richtung x oberen Rand angeordneten Entgasungen 145 entweichen kann.
  • Fig. 16 zeigt Einzelheit A des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 10 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung. In dieser Ausführungsform ist das Prinzip der flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge aus der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform optimiert. Das Volumen der Restgasrückströmkanäle 144 ist gegenüber der vorherigen Ausführungsform deutlich vergrößert. Auch die Querschnitte der Entgasungen 145 ist gegenüber der vorherigen Ausführungsform deutlich vergrößert, so dass die Entweichungsgeschwindigkeit des Restgases aus der Tasche 143 gegenüber der zuvor gezeigten Ausführungsform maximiert ist, wobei durch die sich wie bei der vorherigen Ausführungsform bei Eindringen von pastöser Substanz zum Ende des Einsetzvorgangs des Kolbens 100 in die Kartusche schließenden Rücksprüngen 130 das Volumen von entweichendem Restgas aus der Tasche 143 weiterhin maximiert ist. Die Restgasrückströmkanäle 144 weisen in ihrem Inneren Anschläge 146 auf. Die gegenüber der vorherigen Ausführungsform verlängerten flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge 120 stützen sich auf den Anschlägen 146 ab, wenn der Druck in der Tasche 143 eine Kraft in radialer Richtung nach außen, d.h. entgegengesetzt Richtung zur Mittelachse des Kolbens 100, auf die flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge 120 ausübt, der die durch den Druck in dem jeweiligen Restgasrückströmkanal 144 ausgeübten umgekehrt gerichteten Kraft, vermehrt durch die Rückstellkraft der flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge 120, überschreitet und die flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge 120 in radialer Richtung nach außen gedrückt werden und so die Rücksprünge 130 verschließen. Dadurch verbleibt trotzt der verlängerten flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge 120 ein vergrößertes Volumen der Restgasrückströmkanäle 144 bis zum Ende der Einsetzphase des Kolbens 100 in die Kartusche erhalten. Jeder Restgasrückströmkanal 144 wird durch das Schließen der flügelartigen Fortsätze der Vorsprünge 120 bis zu deren Abstützung durch die Anschläge 146 in zwei Teilkanäle geteilt, wobei jeder der Teilkanäle eine Entgasung 145 aufweist. Durch die Maximierung der Querschnitte der Restgasrückströmkanäle 144 und der Entgasungen 145 kann in dieser Ausführungsform das Restgas noch schneller entweichen und der Kolben 100 mit noch größerer Geschwindigkeit in eine Kartusche eingesetzt werden. Weiterhin bleiben in dieser Ausführungsform die Restgasrückströmkanälen 144 länger offen, so dass noch mehr Restgas aus den Restgasrückströmkanälen 144 durch die in axialer Richtung x oberen Rand angeordneten Entgasungen 145 entweichen kann.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einsetzen des Kolbens (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche in eine mit einer pastösen Substanz zumindest teilweise gefüllte Kartusche, wobei der Kolben 100 und die Kartusche in eine Vorrichtung zum Kolbensetzen eingelegt werden und der Kolben 100 anschließend in die rückwärtige Öffnung der Kartusche eingeschoben wird, bis er auf die Oberfläche der in der Kartusche eingebrachten pastösen Substanz trifft, wobei das Restgas in der Kartusche, das sich zwischen der rückwärtigen Öffnung der Kartusche und der Oberfläche der pastösen Substanz befinden, komprimiert wird,
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dieses Verfahren dadurch aus, dass das Restgas zunächst in die Vielzahl der Taschen 143 des Kolbens 100 gedrückt wird und im weiteren Verlauf des Einschiebens Teile der pastösen Substanz ebenfalls in zumindest einen Teil der Vielzahl der Taschen 143 gedrückt wird, wobei das Restgas in die sich in den Taschen 143 befindlichen Restgasrückströmkanäle (144) gedrückt wird und sich in einem Restgasvolumen in den Restgasrückströmkanälen (144) ein Gegendruck bis über einen Schwellwert hinaus aufbaut, woraufhin das Restgas nach Überschreiten des Schwellwertes aus den Restgasrückströmkanälen (144) durch die Entgasung (145) nach außerhalb der Kartusche entweicht.
  • Eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Restgas aus den Restgasrückströmkanälen 144 zunächst in einen Entgasungsschlitz 201, der zwischen dem Umfang des Kolbens 100 und der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche gebildet ist, entweicht, um anschließend über den Entgasungsschlitz 201 in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung zu entweichen.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung hiervon zeichnet sich dadurch aus, dass eine Wulst 110, 111 in Form eines Nockens in den Entgasungsschlitz hineinreicht, wobei der Nocken zunächst an der Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche abdichtet und durch das in den Entgasungsschlitz 201 entweichende Restgas ein Druck auf die Nocke ausgeübt wird, wobei bei Überschreitung eines Schwelldrucks die Nocke entriegelt und zumindest ein Teil des Restgases in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung entlässt.
  • Zur weiteren Verbesserung des Verfahren zum Einsetzen des Kolbens 100 ist es vorteilhaft, dass durch die Entlassung zumindest eines Teils des Restgases der Druck auf die Nocke auf einen Wert unterhalb des Schwelldrucks abfällt, wodurch die Nocke wieder verriegelt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass, nachdem die Nocke wieder verriegelt hat, durch die nach Entweichen von zumindest Teilen des Restgases in die Tasche 143 oder die Taschen 143 eindringende pastöse Substanz der Kolben 100 spreizt, wodurch der Anpressdruck der Nocke an die Innenseite der Umfangswandung 200 der Kartusche erhöht wird.
  • Es ist vorteilhaft, dass das Restgas aus den Restgasrückströmkanälen 144 zunächst in einen Kolbeninnenraum 102 entweicht, um anschließend in eine der in die Kartusche eingefüllten pastösen Substanz entgegengesetzte Richtung in die Umgebung zu entweichen.
  • Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
    • Bezugszeichenliste:
    • 100
    Kolben
    101
    Kolbenbrust
    102
    Kolbeninnenraum
    110
    erste Wulst
    110F1
    erste Flanke
    110F2
    zweite Flanke
    110S
    Spitze der ersten Wulst
    111
    zweite Wulst
    111S
    Spitze der zweiten Wulst
    112
    Lippe
    120
    Vorsprung
    121
    Flügel
    130
    Rücksprung
    140
    Seitenwand
    141
    Innenwand
    142
    Lamelle
    143
    Tasche
    144
    Restgasrückströmkanal
    145
    Entgasung
    146
    Anschlag
    150
    Steg
    200
    Umfangswandung einer Kartusche
    201
    Entgasungsschlitz
    x
    axiale Richtung
    α
    Flankenwinkel

Claims (16)

  1. Kolben (100) für eine zylindrische Kartusche zum Aufbewahren und Auspressen von pastösen Substanzen mit einem Kartuschenboden und einer Umfangswandung (200), wobei der Kolben (100) eine im Wesentlichen kreisrunde Form mit einer Kolbenbrust (101) als Stirnfläche für den Kontakt mit der pastösen Substanz und einer Seitenwand (140) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seitenwand (140) zumindest teilweise doppelwandig mit einer Innenwand (141) und einer Lamelle (142) ausgeführt ist, wobei die doppelte Wandung eine oder mehrere zur Kolbenbrust (101) hin offene Taschen (143) zur Aufnahme von durch das Eindringen des Kolbens in die Kartusche verdrängtem Restgas bildet, und wobei die Lamelle (142) mindestens eine umlaufende und an der Innenseite der Umfangswandung (200) der Kartusche anlegbare Wulst (110, 111) aufweist, wobei mindestens eine Wulst (110, 111) die Form eines Nockens mit einer Spitze (110S, 111S) aufweist, wobei die mindestens eine Wulst (110, 111) eine zweite Flanke (110F2) aufweist, wobei die zweite (Flanke 110F2) auf der zur Kolbenbrust (101) hin gerichteten Seite der Wulst (110, 111) angeordnet ist und wobei der Flankenwinkel α der zweiten Flanke (110F2) so bemessen ist, dass ein auf der zweiten Flanke (110F2) lastender Druck eine Kraftkomponente in Richtung der Mittelachse des Kolbens 100 ausübt, wobei diese Kraft bei Überschreiten eines Druckschwellwerts die Spitze (110S) der Nocke von der Innenseite der Umfangswandung (200) der Kartusche abheben lässt.
  2. Kolben (100) gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest in einer der Taschen (143), vorzugsweise in allen vorhandenen Taschen (143), durch Vorsprünge (120) und Rücksprünge (130) jeweils ein oder mehrere Restgasrückströmkanäle (144) gebildet sind, wobei die Rücksprünge (130) Öffnungen der Restgasrückströmkanäle (144) zur Tasche (143) hin bilden und wobei die Summe der Querschnittsflächen der Restgasrückströmkanäle (144) senkrecht zur Seitenwand (140) gesehen kleiner ist als die Restquerschnittsfläche der einen oder mehreren Taschen (143) senkrecht zur Seitenwand (140) gesehen und wobei jeder Restgasrückströmkanal (144) eine Entgasung (145) nach außerhalb der Kartusche hin aufweist
  3. Kolben (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (142) eine umlaufende, zur Umfangswandung (200) der Kartusche weisende zweite Wulst (111) aufweist, wobei die zweite Wulst (111) in axialer Richtung näher zur Kolbenbrust1) angeordnet ist als die erste Wulst (110).
  4. Kolben (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Wulst (111) eine elastische Lippe (112) aufweist, die zur Kolbenbrust (101) hin im Wesentlichen schräg nach außen gerichtet ist.
  5. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Restgasrückströmkanäle (144) an der Innenseite der Lamelle (142) angeordnet sind.
  6. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Restgasrückströmkanäle (144) an der Außenseite der Innenwand (141) angeordnet sind.
  7. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Restgasrückströmkanäle (144) zwischen Vorsprüngen (120) an der Innenseite der Lamelle (142) gebildet werden.
  8. Kolben (100) gemäß Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorsprünge (120) an der Innenseite der Lamelle (142) bewegliche Flügel (121) bilden, wobei ein Restgasrückströmkanal (144) jeweils zwischen einem Paar von Flügeln (121) gebildet ist, wobei die Flügel (121) eines jeden Flügelpaars zu einander hin weisen und im unbelasteten Zustand einen Rücksprung (130) in Form eines Spalts bilden, wobei die Flügel (121) bei Beaufschlagung mit einem höheren Druck von der Taschenseite als von der der Tasche (143) abgewandten Seite aus in Richtung der Lamelle (142) bewegbar sind, wobei in Höhe des Rücksprungs (130) ein Vorsprung (120) an der zur Tasche (143) hin gerichteten Seite der Lamelle (142) derart vorgesehen ist, dass die Flügel (121) des entsprechenden Flügelpaars daran abstützbar sind.
  9. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Restgasrückströmkanäle (144) zwischen Vorsprüngen (120) an zur Tasche (143) hin gerichteten Seite der Innenwand (141) gebildet sind.
  10. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Summe der Querschnittsflächen der Rücksprünge (130) senkrecht zur Seitenwand (140) gesehen kleiner ist als die der Restgasrückströmkanäle (144) gesehen senkrecht zur Seitenwand (130).
  11. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Entgasung (145) einen Durchbruch durch die Lamelle (142) aufweist.
  12. Kolben (100) gemäß Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (142) genau eine umlaufende und an der Innenseite der Umfangswandung (200) der Kartusche anlegbare Wulst (110, 111) aufweist, wobei der Durchbruch durch die Lamelle (142) auf der der pastösen Substanz gegenüberliegenden Seite der Wulst (110, 111) angeordnet ist.
  13. Kolben (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (142) eine Mehrzahl umlaufender und an der Innenseite der Umfangswandung (200) der Kartusche anlegbarer Wülste (110, 111) aufweist, wobei der Durchbruch durch die Lamelle (142) auf der der pastösen Substanz gegenüberliegenden Seite der zweiten Wulst (111), angeordnet ist und zumindest die weiteren Wülste (110) als Nocken ausgebildet sind.
  14. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Entgasung (145) einen Durchbruch durch die Innenwand (141) aufweist.
  15. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zumindest eine Wulst (110, 111) eine wellige Form aufweist, wobei die Entgasung (145) ein Wellental aufweist.
  16. Kolben (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Innenwand (141) Stege (150) aufweist, wobei die Stege (150) gleichhoch wie die zweite Wulst (111) in Richtung der Kolbenbrust (101) ausgeführt sind oder diese überragen.
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