WO2011137971A1 - Kartuschensystem mit verbundenen förderkolben - Google Patents

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WO2011137971A1
WO2011137971A1 PCT/EP2011/001919 EP2011001919W WO2011137971A1 WO 2011137971 A1 WO2011137971 A1 WO 2011137971A1 EP 2011001919 W EP2011001919 W EP 2011001919W WO 2011137971 A1 WO2011137971 A1 WO 2011137971A1
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cartridges
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cartridge system
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PCT/EP2011/001919
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Inventor
Sebastian Vogt
Hubert Buechner
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Heraeus Medical Gmbh
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    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/88Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/8802Equipment for handling bone cement or other fluid fillers
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Definitions

  • the invention relates to a cartridge system for mixing and applying a mixed material, in particular a medical cement, comprising at least two cartridges arranged parallel to one another and an outlet opening, wherein the cartridges each comprise at least one opening which connect the cartridges to the outlet opening, and the cartridges are laterally bounded by cartridge walls and each comprise a delivery piston for expelling output components of the mix from the cartridges through the openings, and wherein at least two delivery pistons are fixedly connected to each other.
  • Cartridge systems for mixing and applying a mix may consist of several components and are intended to ensure safe storage and secure closure for components in at least two cartridges prior to use. Immediately before the application of the mix, the cartridge system should be safe and easy to open, with a synchronous opening of the individual cartridges is desirable.
  • Cartridge systems for the application of pasty two-component or multi-component systems have been known for decades. Examples of this are the documents CH 669 164 A5, EP 0 607 102 A1, EP 0 236 129 A2, DE 3 440 893 A1, US Pat. No. 4,690,306 A, US 2009/062808 A1, EP 0 787 535 A1, WO 2006/005 206 A1 , EP 0 693 437 A1,
  • EP 0 294 672 A EP 0 261 466 A1 and EP 2 008 707 A1.
  • the pasty two-component or multi-component systems are usually mixed directly during application by means of static mixers. Examples are the documents GB 1, 188.516 A, US 2, 125.245 A, US 5,968,018 A, US 4,068,830 A, US 2003/179648 A1, EP 0 664 153 A1 and
  • the closure currently used very frequently, especially in the adhesives and sealants industry, is based on the fact that the wall material of the cartridge is made very thin at the cartridge head, so that this wall can easily be pierced.
  • the back of the cartridges is usually closed by moving pistons designed to expel the pastes during application.
  • aluminum cartridges can be used, which are closed with plastic piston and are pressed over the sealing aluminum cylinder, which are closed on one side, for sealing.
  • the aluminum cylinder which is closed on one side, is moved together with the piston with the help of extrusion guns to the front in the direction of the cartridge head and the paste is expelled.
  • contact of pastes with aluminum surfaces can be problematic.
  • An essential ingredient of pasty polymethyl methacrylate bone cements is the monomer methylmethacrylate. This monomer evaporates easily and has a fairly high vapor pressure at room temperature.
  • methylmethacrylate-containing pastes it is therefore essential to note that in the event of vacuum, as in the case of degassing in the context of sterilization with ethylene oxide, the cartridge pistons in the cartridges are moved through the evaporating methyl methacrylate and, in extreme cases, can be expelled from the cartridges.
  • polymethyl methacrylate bone cements have been used in medicine for the permanent mechanical fixation of total joint endoprostheses. These are based on powder-liquid systems. Polymethyl methacrylate bone cements based on the use of cement pastes have also been proposed recently
  • Cartridge systems which comprise at least two cartridges, each with one delivery piston, are suitable for such starting components of mixtures. In order to achieve a uniform mixture of the starting components, a parallel displacement of the delivery piston is necessary. For this purpose, it has been proposed to connect the delivery pistons of the two cartridges to the ends protruding from the cartridges.
  • Such a generic cartridge system with two cartridges and two associated delivery pistons is known from US 4,260,077 A.
  • the cartridge system is constructed in principle like two directly adjacent syringes whose delivery pistons can be connected to each other at the bottom of the cartridge bottom side.
  • a common outlet opening is provided for both cartridge contents.
  • the delivery pistons are pressed into the cartridges until the front ends of the delivery pistons hit the cartridge heads, or the connection of the delivery pistons to the cartridge walls on the cartridge bottom occurs.
  • the disadvantage of this is that the delivery piston can not by a pressurization of the cartridge bottom with pressure, ie a compressed gas, can be driven forward. For automatic driving of the delivery piston mechanical propulsion must be provided.
  • the object of the invention is thus to provide a cartridge system in which the delivery pistons are also movable with gas pressure.
  • This object is achieved in that the at least two delivery pistons are firmly connected to one another via at least one web, the cartridge walls of the cartridges connected by the web or webs comprise slots which are arranged parallel to the cartridge axis, wherein the width of the slots for receiving the or are suitable for the webs and moves in a movement of the delivery piston in the cartridge, the at least one web by areas of the slots.
  • the length of the slots ranging from beginning in the area of the cartridge bottom to at least half of the cartridge length. It can also be provided that the cartridge walls are completely slotted on the bottom of the cartridge through the slots.
  • a mixing space is arranged in parallel between the cartridges, in particular in such a way that the cartridge walls are made in regions with mixing space walls of the mixing space in one, wherein in the region of the slots and the mixing space walls are slotted.
  • a movable rod is arranged parallel to the delivery piston in the interior of the mixing chamber, which is fixedly connected to the delivery piston via at least one web, wherein the rod on the outlet opening side facing a locking means and attached in the mixing chamber a counter-locking means is that interacts with the latching means of the rod such that movement of the rod out of the mixing chamber and thus the delivery piston from the cartridges out significantly more difficult, in particular is prevented.
  • the cartridges each comprise at least one opening in the cartridge walls, which connect the cartridges to the mixing chamber, that in the mixing chamber or on the cartridge head a closure displaceably arranged in the mixing chamber or a closure rotatably mounted on the cartridge head is arranged such that it closing the openings of the cartridges in a starting position and that the openings are at least partially opened in an end position of the closure, wherein the closure is displaceable or rotatable from the starting position to the end position.
  • a stop preferably in the form of pins or webs, is arranged in the mixing space, which limits the movement of the displaceable closure in the mixing space and thereby defines the end position of the displaceable closure.
  • the outlet opening is arranged in a cartridge system head, and the cartridge system head comprises a fastening means for fastening a dispensing tube, in particular on the inside of the cartridge system head, preferably a thread or a plurality of pins.
  • Cartridge systems according to the invention can furthermore be characterized in that the web or at least one of the webs is fixedly connected to the delivery piston on the bottom side, and a locking means is connected to the at least one web, wherein the locking means extends an area parallel or between the cartridges and there in a counter-locking means engages, so that a movement of the at least one web and the delivery piston is blocked in the direction of the cartridge bottom.
  • a Entarretiervorraum which is fixedly connected to the sliding closure, so that when moving the sliding shutter in its Endpostition, a Entarret mich the locking takes place, so that a movement of the at least one web and the Delivery piston in the direction of the cartridge bottom is possible.
  • the delivery pistons cover the slots on the inside of the cartridges.
  • the delivery pistons and the cartridge walls are constructed to be gas-tight and mutually conclusive, so that the delivery pistons can be pressed into the cartridges by a gas pressure on the cartridge bottom.
  • the cartridge system according to the invention is based on the surprising finding that through slots in the cartridge walls, a web can be used for connecting the delivery pistons, which is moved through the slots provided in the cartridge walls when the delivery pistons move into the cartridges.
  • the web can be arranged flat in the region of the cartridge bottom on the delivery piston.
  • the web does not have to be fastened directly to the cartridge bottom or to the ends of the delivery pistons facing the cartridge bottom on the delivery piston, but can also be moved a little further towards the center of the cartridge system. Due to the fact that the delivery pistons are pressed into the cartridges or sunk into place, ie they do not project out of the cartridges in this arrangement, a movement of the delivery pistons with compressed air is possible.
  • Such a cartridge system can be made entirely from inexpensive plastic injection molded parts.
  • the cartridge system makes it possible, with forces acting in the direction of the cartridge system head, to move the pistons synchronously in the cartridges and thus to uniformly press out the pastes in order to ensure the mixing ratio of the pastes to one another.
  • a further simplification and ensuring the operability of a cartridge system according to the invention results from the fact that a movement of the delivery piston can be reliably prevented by the action of vacuum by a lock.
  • the mixing space is to be understood as meaning the area which is located between the at least two cartridges and the areas adjacent thereto. It extends from the cartridge bottom, ie the rear, bottom-side part of the cartridge system, to the outlet opening on the cartridge system head on the front side of the cartridge system, and therefore also includes the interior of the cartridge system head. Not everywhere in the mixing room, the mixture of the starting components of the mix must be done, but only in some areas of the same.
  • a mixing chamber which is connected with hoses to the cartridges, and therefore the mixing chamber is not in the geometrical sense exactly between the cartridges is also according to the invention.
  • a closure is to be understood, which is initially in the initial position by a fixed connection to the walls of the gap, for example, by thin bridges, if this solid compound has predetermined breaking points, which at a force Break on the closure and thus allow the movement of the closure under force. It is proposed that the fixed connection or the fixed connections with the predetermined breaking points are provided from the openings of the cartridges in the direction in which the closure, when opening moves to an entry of particles of the fractures into the mix or into the starting components of the mix.
  • the end position of the closure according to the invention is not to be understood as a final end position.
  • the displaceable closure can also be moved from the end position to the starting position and then the cartridges of the cartridge system can be refilled.
  • the cartridge system is reusable.
  • the starting position like the end position, is to be understood as one of at least two positions into which the displaceable shutter is displaceable.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view in the longitudinal direction of a cartridge system according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the front side of a cartridge system according to the invention with the outlet opening according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a plan view of the cartridge bottom of a cartridge system according to the invention according to FIG. 1;
  • Figure 4 is a cross-sectional view of a cartridge system of Figure 1 taken along section A-A in Figure 1;
  • FIG. 5 shows a plan view of a cartridge bottom of a second cartridge system according to the invention
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view in the longitudinal direction of a discharge tube for such a cartridge system
  • FIG. 7 shows a third cartridge system according to the invention with an unlocking device attached to the closure in cross-sectional view
  • FIG. 8 shows a fourth cartridge system according to the invention with dispensing tube.
  • 1 shows a cross-sectional view of a cartridge system (1) according to the invention with a mixing chamber (20) which is delimited by mixing chamber walls (21) and opens into an outlet opening (22).
  • the mixing chamber (20) extends in the region between two cartridges (30) and is designed as a cylindrical hollow body.
  • the cartridges (30) are bounded by cartridge heads (31), cartridge walls (32) and a cartridge bottom (33). Inside the Kartu see (30) are the starting components (not shown) for a mix to be mixed.
  • openings (40) which connect the interior of the cartridge (30) with the interior of the mixing space (20).
  • This cartridge system (1) is thus suitable for mixing a mixed material consisting of two components.
  • the outlet opening (22) is formed in a cartridge system head (50) having on the inside a fastening means (51) in the form of a thread or in the form of pins, which may also be threaded.
  • a displaceable closure (60) in the form of a solid cylinder is press-fitted in the upper, that is, in the end of the mixing space facing the outlet opening (22)
  • the slidable closure (60) closes the openings (40) which connect the interior of the cartridges (30) to the interior of the mixing space (20).
  • the displaceable closure (60) can also have a closed lateral surface.
  • the cartridges (30) are closed in the direction of the cartridge bottoms (33) with delivery pistons (62).
  • the longitudinal direction of the cartridges (30) displaceable delivery piston (62) can be equipped with technically usual wiper lips and seals at the cartridge head (31) facing the ends of the delivery piston (62) to ensure a tight closure of Kar- tuschen (30) ,
  • the delivery pistons (62) are interconnected by a web (65) or a plate (not shown). An additional walkway through the mixing room walls
  • a rod (70) is fixedly connected to the webs (65) and projects into the end of the mixing chamber (20) facing the cartridge bottoms (33).
  • Detent means (71) attached at the top of the rod (70)
  • On the inner walls (21) of the mixing chamber (20) Gegenrastmit- (72) are mounted, which engage in the locking means (71).
  • the counter-latching means (72) are made of a flexible material, such as rubber.
  • the locking means (71) may be made of a normal plastic.
  • the rod (70) which is arranged in the longitudinal direction of the delivery piston (62) so that it is fixed to the webs (65) with one end, and a length of at least the length of Delivery piston (62) has. It is essential that the rod (70) is toothed on the side facing the cartridge head (31). The teeth are oriented so that the tips of the teeth point towards the bottom of the cartridge (33).
  • the rod (70) has a cross section smaller than the cross section of the mixing chamber (20).
  • a flexible detent (72) is arranged, which has a cross section smaller than or equal to the toothed rod (70). This means that the toothed rod can engage in this detent (72).
  • the detent (72) is arranged so that only a movement of the toothed rod (70) in the direction of the cartridge head (31) is possible. A backward movement in the direction of the cartridge bottom (33) is not possible.
  • the displaceable closure (60) can be displaced by the action of a force through the outlet opening (22) in the direction of the cartridge bottom (33).
  • the force may be provided by inserting a suitable discharge tube (not shown) into the outlet port (22).
  • a stop (74) which is mounted in the form of pins on the inner walls (21) of the mixing chamber (20), prevents the displaceable shutter (60) from being lowered to the stop
  • the stopper (74) can be inserted into the mixing chamber (20). As a result, the stopper (74) defines the end position of the sliding shutter (60). To a movement of the webs (65) through the mixing chamber walls (21) and the mixing chamber
  • the cartridge system (1) according to the invention can also be constructed without the closure (60), the mixing chamber (20) with the mixing space walls (21), the rod (70) with locking means (71) and the cartridge head (50 ) is feasible.
  • a gas pressure from the direction of the cartridge bottom (33) must also press on the bottom regions of the slots (75) and the slots (75) must not communicate with the environment in such a way that a pressure on the delivery pistons (62) already partly inserted into the cartridges (30), can escape.
  • the slots (75) are completely separated from the environment in a gas- and pressure-tight manner.
  • the delivery pistons (62) should be separated from the interior of the cartridges (30) in a gas-tight and pressure-tight manner.
  • Such pressure seals (not shown) for moving parts are commercially available and readily available.
  • FIG. 2 shows a plan view of such a cartridge system (1) according to FIG. 1, namely on the cartridge system head (50).
  • a look into the outlet opening (22) shows the mixing chamber walls
  • FIG. 3 shows a plan view of such a cartridge system (1) from the direction of the cartridge bottom (33).
  • the mixing space (20) bounded by the mixing space walls (21) is flanked on both sides by the cartridges (30), of which only the cartridge walls (32) and the delivery pistons (62) can be seen.
  • mixing space (20) In the middle of the open in this direction mixing space (20) is the rod (70) which projects into the interior of the mixing chamber (20).
  • the rod (70) and the delivery piston (62) are fixedly connected to each other by the web (65).
  • a slot (75) is provided to permit movement of the web (65) into the interior of the cartridge system (1) upon movement of the delivery pistons (62) into the cartridges (30) is in the walls (21, 32) of the mixing chamber (20) and the cartridges (30) a slot (75) is provided.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of such a cartridge system (1) along the section (AA) in FIG. 1.
  • the delivery pistons (62) are constructed as hollow cylinders closed on both sides.
  • the rod (70) is arranged inside the mixing chamber (20).
  • the rod (70) and the delivery pistons (62) are interconnected by the web (65).
  • slots (75) are provided, which move the web (65), which centrally connects the delivery pistons (62), inside the Cartridge system (1) allow.
  • FIG. 5 shows a plan view of a cartridge bottom of an alternative cartridge system for mixing a mixed material consisting of three components.
  • the cartridge system comprises three cartridges, of which only the cartridge walls (132) and the delivery pistons (162) can be seen from the direction of the cartridge bottom. Between the cartridge walls (132) there is a free space. There could also be arranged a closed mixing room.
  • the delivery pistons (162) are firmly connected to one another by webs (165).
  • the entire cartridge system is enclosed by an additional sheath (179) which positions the cartridges via a connection to the cartridge walls (132).
  • Slots (175) are provided in the cartridge walls (132) which are wider than the thickness of the webs (165). It is sufficient if the widths of the slots (175) are equal to the thicknesses of the webs (165). Although it comes then to a friction between the webs (165) and the slot walls, which is not critical, provided that the force exerted on the delivery piston (162) is greater than the frictional forces.
  • the sheath (179) may be closed at the cartridge head (not visible), so that a gas pressure can be exerted on the entire cross-section of the sheath (179). As a result, the gas pressure exerts a force on the delivery pistons (162).
  • FIG. 6 shows a discharge tube (80) for a cartridge system (1) according to the invention in cross-sectional view.
  • the discharge tube tip (81) At the upper end of the discharge tube (80) is the discharge tube tip (81), which serves to apply a mixed mixture.
  • Underneath is an external thread (82), with which the discharge tube (80) can be screwed into the internal thread (51) of the cartridge system (1). Openings (not shown) may be provided in an extension (86) disposed thereunder.
  • the extension (86) has the same or a smaller outer diameter than the diameter of the mixing chamber (20). As a result, when the dispensing tube (80) is rotated into the cartridge system head (50), the extension (86) beyond the cartridge system head (50) may enter the mixing chamber (20) and move the sliding shutter (60) deeper into the mixing chamber (50). 20). As a result, the openings (40) are opened to the mixing chamber (20).
  • the extension (86) is formed as a hollow cylinder and the openings serve to not block the starting components to be mixed which pass through the openings (40) in the cartridge walls (32). The materials to be mixed thus pass both the openings (40), as well as the openings.
  • a static mixer (88) is provided inside the discharge tube (80) .
  • FIG. 7 shows a third exemplary embodiment of a cartridge system according to the invention in a schematic cross-sectional view.
  • a rod (270) is arranged on a closure (260), which is aligned by a centering device (290) in the center of a mixing chamber (220) formed as a hollow body.
  • a Entarretiervoroplasty (291) is arranged in the form of a hollow cylinder.
  • the closure (260) seals openings (240) in the cartridge walls (232) which connect the cartridges (230) to the mixing space (220).
  • a cartridge system head (250) At the front end of the cartridge system is located at the cartridge head (231) a cartridge system head (250) with a fastening means (251) for securing a dispensing tube.
  • the cartridge system head (250) is constructed as a hollow cylinder which forms an outlet opening (222) in the interior.
  • the cartridges (230) are closed by delivery pistons (262).
  • the delivery pistons (262) are connected to one another via a web (265).
  • Slots (275) are provided in the cartridge walls (232) whose width is sufficient to permit movement of the web (265) through the slots (275).
  • the area where the cartridge walls (232) are slotted extends to the slot end (276) inside the cartridge system and is hatched.
  • Two locking hooks (293) are connected to the web (265). Instead of the arresting hooks (293), other locking means (293) can also be used.
  • the locking hooks (293) are constructed of a flexible material so that they can be pressed together relatively easily.
  • a locking step (294) is arranged in the mixing space (220) so that the hooks of the locking hooks (293) can engage in the locking steps (294).
  • the hollow cylinder (291) arranged on the centering device (290) is pushed over the locking hooks (293), these bending perpendicular to the longitudinal axis of the mixing chamber (220), and the locking pins (293) move away from the locking step (294) and thus the locking of the web (265) is unlocked.
  • a variant of the invention is that an internal thread (251) or a snap closure is arranged on the side of the mixing chamber (220) facing the cartridge system head (250), that in the mixing chamber (220) a closure displaceable in the longitudinal direction of the cartridges (230) ( 260) being press-fitted closed at the side facing the cartridge head (250) above its surface perpendicular to the longitudinal axis of the cavity (220), the sliding closure (660) being above the openings (240) of the cartridges (230).
  • the displaceable closure (260) via a rod (270) with a circular or star-shaped centering disc (290) is arranged on the underside of a hollow cylinder (291), that the hollow cylinder (291) has a smaller diameter than that Inner diameter of the mixing chamber (220) has, that at one end of an insertable discharge pipe, an external thread is arranged or a hollow cylinder with pin for a snap and that at the end of the external thread or the cylinder with pins in the longitudinal direction perforated on the cylinder jacket, so provided with openings extension in the form of a hollow cylinder or another longitudinally open, perforated in the lateral surface hollow body is arranged.
  • the advantage of this arrangement is that at the same time as the insertion of the dispensing tube, the opening of the cartridges (230) takes place and at the same time the cartridge floors closed by the web (265) with the delivery pistons (262) are released.
  • the user can only then insert the cartridge inserts filled with the starting components into the corresponding extrusion gun / cement gun with which the cartridge system is operated when both the dispensing tube is inserted and the web (265) used to close the cartridge bottoms with the delivery pistons (262) is unlocked and removed. It is therefore impossible to use cartridges inserts in extrusion guns or cement guns for servicing the cartridge system without the dispensing tube being inserted and the cartridges (230) being opened. As a result, a faulty operation is almost impossible.
  • the web (265) can be moved through the slot (275), it also moves through the locking hooks (293), the unlocking device (291), the Zentriervor- direction (290) and the rod (270) through, and / or past them.
  • the locking hooks (293) were deformed by the unlocking device (291), the locking hooks (293) could move together with the web (265) therethrough and / or past these parts. It can also be provided that the locking hooks (293) are broken off during unlocking.
  • FIG. 8 shows in a further schematic drawing the cross section of a fourth, simply constructed embodiment.
  • the interiors of two directly adjacent cartridges (330) are interconnected via openings (340) in the cartridge heads (331).
  • the cartridges (330) are closed in a gas-tight manner by delivery pistons (362).
  • a discharge tube (380) Arranged above the openings (340) on the cartridge head (331) is a discharge tube (380) which opens into a discharge tube tip (381).
  • a static mixer (388) is provided inside the discharge pipe (380), a static mixer (388) is provided with which a greater mixing of the mixed material to be produced is to be achieved.
  • the static mixer (388) may be readily omitted and is not essential to the present invention.
  • the two delivery pistons (362) are connected to one another via a web (365).
  • the web (365) may for example have a rectangular profile.
  • the delivery pistons (362) close in the initial state of the cartridge system with the cartridge walls (332).
  • the cartridge walls (332), via which the two cartridges (330) are connected to one another are provided with a slot (375).
  • the slotted area (375) of the cartridge walls (332) is hatched.
  • the web (365) is in the home position of the cartridge system within the slot (375) at its cartridge bottom end.
  • the slot end (376) lies in the region of the center of the cartridge system.
  • the delivery pistons (362) extend deeper into the cartridges (330) than the slot (375).
  • the delivery pistons (362) are driven deeper into the cartridges (330).
  • the web (365) moves through the slot (375).
  • the movement ends when the web (365) at the slot end (376) or the delivery pistons (362) at the cartridge head (331) have arrived.
  • a sealing means is arranged, which closes the interior of the cartridge (330) above the slot end (376) gas and pressure-tight.
  • cartridges can be easily transferred to cartridge systems with three, four or even more cartridges for mixing a mix of three, four or even more components.
  • the cartridges are expediently not to be designed with a cylindrical shape, but in the form of segments.
  • the term cartridge system is understood to mean cartridges which are constructed from two, three, four, five or more cartridges (30, 230, 330), the individual cartridges (30, 230, 330) being arranged parallel to one another.
  • the cartridges (30, 230, 330) may be cylindrical or hollow bodies with a different axial symmetry. These are so-called side-by-side cartridges.
  • the cartridges may already be filled with starting components for a mix to be mixed, but may also be empty, i. H. that they are still with content, such. B. cartridges inserts must be filled.
  • the displaceable closure (60, 260) preferably has a closed lateral surface.
  • the cartridges (30, 230, 330) are closed with delivery pistons (62, 162, 262, 362), the delivery pistons (62, 162, 262, 362) being on the side facing away from the cartridge bottom (33) by webs (65, 165, 265, 365) are interconnected.
  • This feature is essential if the pistons are to be moved by direct pressurization with compressed gas.
  • the advantage of an embodiment of the cartridge system according to the invention is also that all openings (40, 240) in the cartridges (30, 230) are closed only by a displaceable closure (60, 260).
  • This has a slightly larger cross-section than the mixing chamber (20, 220). This means that the lateral surface of the displaceable closure (60, 260) is pressed against the inner wall of the mixing space (20, 220) or its walls (21).
  • the slidable closure (60, 260) lies over the openings (40, 240) of the cartridges (30, 230), they are closed.
  • the displaceable closure (60, 260) completely overlaps the openings (40, 240, 340) in such a way that one more for the Sealing sufficient, closed lateral surface on the inner wall (21) of the mixing chamber (20, 220) is present.
  • the seal is achieved as a result of the contact pressure by the close contact of the lateral surface of the displaceable closure (60, 260) with the inner wall (21) of the mixing space (20, 220).
  • Plastics can be effected by relatively low force sliding.
  • the displaceable closure (60, 260) can therefore be displaced by the use of suitable plastics by axial movement. This makes it possible to move the displaceable body away from the openings (40, 240, 340) of the cartridges (30, 230, 330) and thus to open the cartridges (30, 230, 330).
  • the openings (40, 240, 340) of all the cartridges (30, 230, 330) can be synchronously opened simultaneously.
  • the extension (86) moves in the direction of the cartridge bottom (33).
  • the openings (40, 240) of the cartridges (30, 230) are exposed synchronously.
  • the interior spaces of the cartridges (30, 230, 330) are connected to the interior of the extension (86) designed as perforated hollow cylinders or as perforated irregularly or regularly shaped hollow bodies.
  • pastes contained in the cartridges (30, 230, 330) can pass through the exposed openings (40, 240, 340) into the interior extension (FIG. 86) and move towards the outlet opening (81) of the dispensing tube (80) through the static mixer (88).
  • the displaceable closure (60, 260) is preferably designed as a hollow cylinder, wherein it is particularly preferred that the hollow cylinder is closed over the entire cross section only at the side facing the cartridge head (31, 231, 331).
  • the thus formed closure of the closure (60, 260) which may for example be a disk, prevents the latter from being able to spread in the direction of the cartridge bottom (33) in the mixing space (20, 220) when the pastes are expelled.
  • the rod 70 can travel a maximum distance during the movement of the delivery pistons 62 in the direction of the cartridge head 31.
  • the diameter of the tip of the rod (70) including the locking means (71) attached thereto is smaller than the inner diameter of the displaceable closure (60) designed as a hollow cylinder.
  • displaceable closure (60, 260) it is also possible to form the displaceable closure (60, 260) as a hollow body which is oval in cross section or has a regular or irregular polygonal cross section. It is also possible to form the displaceable closure (60, 260) as a solid body or as a body that can be assembled from several individual parts.
  • the slidable closure (60, 260) may be made of one or more materials, depending on the chemical stability requirements of the pastes and the desired slip characteristics.
  • pins on the inner wall (21) of the mixing chamber (20, 220) pins, webs or a ring as retaining means (74) may be arranged. They limit the maximum axial displacement of the slidable closure (60, 260) in the direction of the cartridge bottom (33) or in the direction of the outlet (22).
  • the perforated hollow body (86) serving as extension has a length greater in the longitudinal direction of the cartridges (30, 230) or at least equal to the length of the openings (40, 240) of the cartridges (30, 230). This ensures that the entire openings (40, 240) of the cartridges (30, 230) can be exposed when attaching the dispensing tube (80). Thus, an exposure of the openings (40, 240) over the entire cross section is possible.
  • the holding means (74) in the longitudinal direction of the cartridges (30, 230) are at a distance from the openings (40, 240) of the cartridges (30, 230) of at least the length of the extension (86) or of the closure ( 60, 260).
  • the holding means (74) are necessary so that the displaceable closure (60, 260) does not widen when the pastes are expelled. ter can be moved, as it was previously necessary in the opening of the cartridges (30, 230). This means that with the holding means (74, 274) and the formation of a non-usable dead volume to be prevented.
  • the cartridges (30, 230, 330) comprise one or more slots (75, 175, 275, 375) from the cartridge bottom (33) at least to half the cartridge length, which are aligned parallel to the cartridge axis.
  • the mixing chamber walls (21) also comprise slots (75, 175, 275, 375) aligned in the longitudinal direction of the cartridges (30, 230, 330) which are of the same length as the slots (75, 175, 275, 375) of the cartridges (FIGS. 30, 230, 330), the number of slots (75, 175, 275, 375) in the mixing chamber walls (21) being equal to the number of slots (75, 175, 275, 375) in the cartridges (30, 230, 330).
  • the slots (75, 175, 275, 375) of the mixing chamber walls (21) are above the slots (75, 175, 275, 375) of the cartridges (30, 230, 330) so that the interiors the cartridges (30, 230, 330) to the mixing chamber (20, 220) are interconnected. It is according to the invention that the webs (65, 65, 265, 365) have a cross-section smaller than the slots (75, 175, 275, 375).
  • the cartridge system according to the invention is used for packaging, storage and application of pasty bone cements, dental multicomponent preparations, adhesives, sealants, cosmetics and foodstuffs. Particularly suitable is the multicomponent cartridge system for the storage and application of pasty polymethyl methacrylate bone cements.

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Abstract

Kartuschensystem zum Mischen und Applizieren eines Mischguts, insbesondere eines medizinischen Zements, umfassend zumindest zwei parallel zueinander angeordnete Kartuschen und eine Auslassöffnung, wobei die Kartuschen jeweils zumindest eine Öffnung umfassen, die die Kartuschen mit der Auslassöffnung verbinden, und die Kartuschen seitlich durch Kartuschenwände begrenzt sind und jeweils einen Förderkolben zum Austreiben von Ausgangskomponenten des Mischguts aus den Kartuschen durch die Öffnungen umfassen, und wobei zumindest zwei Förderkolben fest miteinander verbunden sind, wobei die zumindest zwei Förderkolben über zumindest einen Steg fest miteinander verbunden sind, die Kartuschenwände der durch den Steg oder die Stege verbundenen Kartuschen Schlitze umfassen, die parallel zur Kartuschenachse angeordnet sind, wobei die Breite der Schlitze zur Aufnahme des oder der Stege geeignet sind und bei einer Bewegung der Förderkolben in den Kartuschen sich der zumindest eine Steg durch Bereiche der Schlitze bewegt.

Description

Kartuschensystem mit verbundenen Förderkolben
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kartuschensystem zum Mischen und Applizieren eines Mischguts, insbesondere eines medizinischen Zements, umfassend zumindest zwei parallel zueinander an- geordnete Kartuschen und eine Auslassöffnung, wobei die Kartuschen jeweils zumindest eine Öffnung umfassen, die die Kartuschen mit der Auslassöffnung verbinden, und die Kartuschen seitlich durch Kartuschenwände begrenzt sind und jeweils einen Förderkolben zum Austreiben von Ausgangskomponenten des Mischguts aus den Kartuschen durch die Öffnungen umfassen, und wobei zumindest zwei Förderkolben fest miteinander verbunden sind.
Kartuschensysteme zum Mischen und Applizieren eines Mischguts können aus mehreren Komponenten bestehen und sollen eine sichere Aufbewahrung und einen sicheren Verschluss für Komponenten in zumindest zwei Kartuschen vor ihrer Verwendung gewährleisten. Unmittelbar vor der Applikation des Mischguts soll das Kartuschensystem sicher und schnell zu öffnen sein, wobei eine synchrone Öffnung der einzelnen Kartuschen erstrebenswert ist.
Reaktive pastöse Zwei- oder Mehrkomponentensyteme müssen nach ihrer Herstellung bis zur Applikation getrennt aufbewahrt werden, um vorzeitige, unbeabsichtigte Reaktionen der Komponenten zu verhindern. Kartuschensysteme für die Applikation von pastösen Zwei- oder Mehr- komponentensystemen sind seit Jahrzehnten bekannt. Beispielhaft seien dafür die Dokumente CH 669 164 A5, EP 0 607 102 A1 , EP 0 236 129 A2, DE 3 440 893 A1 , US 4,690,306 A, US 2009/062808 A1 , EP 0 787 535 A1 , WO 2006/005 206 A1 , EP 0 693 437 A1 ,
EP 0 294 672 A, EP 0 261 466 A1 und EP 2 008 707 A1 genannt. Die Vermischung der pastösen Zwei- oder Mehrkomponentensysteme erfolgt unmittelbar bei der Applikation üblicherweise mit Hilfe von statischen Mischern. Exemplarisch seien dafür die Dokumente GB 1 ,188,516 A, US 2, 125,245 A, US 5,968,018 A, US 4,068,830 A, US 2003/179648 A1 , EP 0 664 153 A1 und
BESTÄTIGUNGSKOPIE EP 0 289 882 A1 angeführt. Nach der Befüllung der Kartuschen mit reaktiven Pasten müssen diese sicher bis zur Applikation verschlossen bleiben. Bewegliche Kolben, die auch zum Austragen des Kartuscheninhalts dienen, dichten dabei üblicherweise die Kartuschenböden ab. Zum Verschließen des Kartuschensystemkopfs des Kartuschensystems wurde eine Reihe von Lösungen vorgeschlagen. Ein einfaches, aber sehr wirksames Prinzip besteht darin, den Kartu- schenkopf mit einem drehbaren Verschluss zu verschließen (EP 0 431 347 A1 ,
DE 2 017 292 A1 , US 3,215,298 A). Der Verschluss wird vor der Applikation herausgedreht. Anschließend wird ein Austragsrohr in ein Gewinde am Kartuschenkopf eingedreht oder mit einem, ein Gewinde nachbildendem Zapfensystem fixiert. Zwischen dem Öffnen der Kartuschen und dem Einsetzen des Austragsrohrs kann es, insbesondere wenn flüchtige Substanzen in den Pasten enthalten sind, zur Verdunstung von Bestandteilen der Pasten kommen.
Der gegenwärtig sehr häufig, insbesondere in der Klebstoff- und Dichtungsmittelindustrie verwendete Verschluss basiert darauf, dass am Kartuschenkopf das Wandmaterial der Kartusche sehr dünn ausgebildet ist, so dass diese Wandung leicht durchstochen werden kann.
Die Rückseite der Kartuschen wird üblicherweise durch bewegliche Kolben verschlossen, die zum Austreiben der Pasten bei der Applikation bestimmt sind. Bei feuchtigkeits- und luftempfindlichen Pasten können Aluminiumkartuschen verwendet werden, die mit Kunststoffkolben verschlossen sind und über die zur Abdichtung Aluminiumzylinder, die an einer Seite geschlossen sind, eingepresst werden. Bei der Applikation der Pasten wird der einseitig geschlossene Aluminiumzylinder zusammen mit dem Kolben mit Hilfe von Auspresspistolen nach vorne in Richtung Kartuschenkopf bewegt und die Paste dabei ausgetrieben. Bei medizinischen Anwendungen kann jedoch ein Kontakt von Pasten mit Aluminiumoberflächen problematisch sein. Bei der Verwendung von Kartuschensystemen für sterile pastöse Medizinprodukte ist es notwendig, dass nicht nur die Pasten sondern natürlich auch die Kartuschen und das sekundäre Packmittel in steriler Form dem medizinischen Anwender zur Verfügung gestellt werden. So können zum Beispiel nach aseptischer Befüllung der zuvor sterilisierten Kartuschen diese direkt in ein steriles Packmittel überführt werden. Weiterhin kann es bei bestimmten Produkten sinnvoll sein, die Oberflächen der befüllten Kartuschen zusammen mit den Packmitteln nach erfolgter Verpackung zu sterilisieren. Neben der Gammasterilisation, die bei polymerisierbaren Pastensystemen nicht angewendet werden kann, besteht die Möglichkeit mit dem Gas Ethylenoxid zu sterilisieren.
Problematisch bei Pastensystemen, die Monomere mit hohem Dampfdruck enthalten, ist bei einer solchen Sterilisation mit Gas jedoch, dass nach der eigentlichen Sterilisation, bei der Entfernung des restlichen Ethylenoxids durch Einwirkung von Vakuum, ein Teil der Monomere in den Kartuschen verdampft, die dabei eine Gasphase in den Kartuschen ausbilden und somit einen Druck gegen die Kolben ausüben können. Das bedeutet, dass die Kolben unerwünscht in Richtung Kartuschenböden bewegt werden und im Extremfall aus den Kartuschen ausgestoßen werden, so dass die Pasten ausfließen können. Bei der Anwendung von Knochenzementen zur Fixierung von Totalgelenkendoprothesen muss immer berücksichtigt werden, dass bei diesen Operationen das OP-Personal unter zeitlichem Druck steht. Bei medizinischen Anwendungen von Kartuschensystemen für die Applikation von pastenförmige Polymethylmethacrylat-Knochenzemente sollten diese daher grundsätzlich so gestaltet sein, dass sie weitgehend resistent gegenüber Anwenderfehlern sind und auch in Stresssituationen schnell und sicher bedient werden können.
Ein essentieller Bestandteil von pastenförmigen Polymethylmethacrylat-Knochenzementen ist das Monomer Methylmethacrylat. Dieses Monomer verdampft leicht und hat bei Raumtemperatur einen recht hohen Dampfdruck. Bei der Verwendung von Methylmethacrylat enthaltenden Pasten muss deshalb unbedingt beachtet werden, dass bei Vakuumeinwirkung, wie bei der Entgasung im Rahmen der Sterilisation mit Ethylenoxid, die Kartuschenkolben in den Kartuschen durch das verdampfende Methylmethacrylat bewegt und im Extremfall aus den Kartuschen ausgestoßen werden können. In der Medizin werden seit Jahrzehnten Polymethylmethacrylat-Knochenzemente zur dauerhaften mechanischen Fixierung von Totalgelenkendoprothesen eingesetzt. Diese basieren auf Pulver-Flüssigkeits-Systemen. Es wurden in jüngster Zeit auch Polymethylmethacrylat- Knochenzemente vorgeschlagen, die auf der Verwendung von Zementpasten beruhen
(DE 10 2007 050 762 A1 , DE 10 2008 030 312 A1 , DE 10 2007 052 116 A1 ). Für solche Aus- gangskomponenten von Mischgütern sind Kartuschensysteme geeignet, die zumindest zwei Kartuschen mit jeweils einem Förderkolben umfassen. Um eine gleichmäßige Mischung der Ausgangskomponenten zu erreichen, ist ein paralleles Verschieben der Förderkolben notwendig. Hierfür wurde vorgeschlagen, die Förderkolben der beiden Kartuschen an den aus den Kartuschen herausragenden Enden zu verbinden.
Ein solches gattungsgemäßes Kartuschensystem mit zwei Kartuschen und zwei miteinander verbundenen Förderkolben ist aus der US 4,260,077 A bekannt. Das Kartuschensystem ist im Prinzip wie zwei direkt nebeneinander liegende Spritzen aufgebaut, deren Förderkolben am kartuschenbodenseitigen Ende mit einander verbunden werden können. An der Spitze des Kar- tuschensystems ist eine gemeinsame Auslassöffnung für beide Kartuscheninhalte vorgesehen. Beim Auspressen der Inhalte werden die Förderkolben so weit in die Kartuschen gedrückt, bis die vorderen Enden der Förderkolben an die Kartuschenköpfe stoßen, beziehungsweise die Verbindung der Förderkolben auf die Kartuschenwände am Kartuschenboden trifft. Nachteilig ist hieran, dass die Förderkolben nicht durch eine Beaufschlagung des Kartuschenbodens mit Druck, also einem komprimiertem Gas, vorangetrieben werden können. Zum automatischen Antreiben der Förderkolben muss ein mechanischer Vortrieb bereitgestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es also ein Kartuschensystem bereitzustellen, bei dem die Förderkolben auch mit Gasdruck bewegbar sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die zumindest zwei Förderkolben über zumindest einen Steg fest miteinander verbunden sind, die Kartuschenwände der durch den Steg oder die Stege verbundenen Kartuschen Schlitze umfassen, die parallel zur Kartuschenachse angeordnet sind, wobei die Breite der Schlitze zur Aufnahme des oder der Stege geeignet sind und bei einer Bewegung der Förderkolben in den Kartuschen sich der zumindest eine Steg durch Berei- che der Schlitze bewegt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Länge der Schlitze beginnend im Bereich des Kartuschenbodens bis mindestens zur Hälfte der Kartuschenlänge reicht. Auch kann vorgesehen sein, dass die Kartuschenwände am Kartuschenboden durch die Schlitze vollständig geschlitzt sind.
Es wird erfindungsgemäß auch vorgeschlagen, dass ein Mischraum parallel zwischen den Kartuschen angeordnet ist, insbesondere derart, dass die Kartuschenwände bereichsweise mit Mischraumwänden des Mischraums in einem ausgeführt sind, wobei im Bereich der Schlitze auch die Mischraumwände geschlitzt sind.
Dabei kann vorgesehen sein, dass im Inneren des Mischraums eine bewegliche Stange parallel zu den Förderkolben angeordnet ist, die mit den Förderkolben über zumindest einen Steg fest verbunden ist, wobei die Stange an der der Auslassöffnung zugewandten Seite ein Rastmittel umfasst und im Mischraum ein Gegenrastmittel angebracht ist, das mit dem Rastmittel der Stange derart zusammenwirkt, dass eine Bewegung der Stange aus dem Mischraum heraus und damit der Förderkolben aus den Kartuschen heraus deutlich erschwert, insbesondere verhindert ist. Auch kann vorgesehen sein, dass die Kartuschen jeweils zumindest eine Öffnung in den Kartuschenwänden umfassen, die die Kartuschen mit dem Mischraum verbinden, dass im Mischraum oder am Kartuschenkopf ein im Mischraum verschiebbar angeordneter Verschluss oder ein am Kartuschenkopf drehbar gelagerter Verschluss derart angeordnet ist, dass er die Öffnungen der Kartuschen in einer Ausgangsposition verschließt und dass die Öffnungen in einer Endposition des Verschlusses zumindest bereichsweise geöffnet sind, wobei der Verschluss von der Ausgangsposition zur Endposition verschiebbar oder drehbar ist.
Dabei kann es vorteilhaft sein, dass im Mischraum ein Anschlag, vorzugsweise in Form von Zapfen oder Stegen, angeordnet ist, der die Bewegung des verschiebbaren Verschlusses im Mischraum begrenzt und dadurch die Endposition des verschiebbaren Verschlusses definiert. Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, dass die Auslassöffnung in einem Kartuschensystemkopf angeordnet ist, und der Kartuschensystemkopf ein Befestigungsmittel zum Befestigen eines Austragsrohrs umfasst, insbesondere auf der Innenseite des Kartuschensystemkopfs, vorzugsweise ein Gewinde oder mehrere Zapfen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kartuschensystems kann vorgesehen sein, dass die Förderkolben die Kartuschen dicht, insbesondere gasdicht, verschließen. Erfindungsgemäße Kartuschensysteme können sich des Weiteren dadurch auszeichnen, dass der Steg oder zumindest einer der Stege bodenseitig mit den Förderkolben fest verbunden ist, und ein Arretierungsmittel mit dem zumindest einen Steg verbunden ist, wobei das Arretierungsmittel einen Bereich parallel oder zwischen den Kartuschen reicht und dort in ein Gegenarretierungsmittel greift, so dass eine Bewegung des zumindest einen Stegs und der Förderkolben in Richtung des Kartuschenbodens blockiert ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass in dem Bereich eine Entarretiervorrichtung vorgesehen ist, die fest mit dem verschiebbaren Verschluss verbunden ist, so dass beim Verschieben des verschiebbaren Verschlusses in seine Endpostition, eine Entarretierung der Arretierungsmittel erfolgt, so dass eine Bewegung des zumindest einen Stegs und der Förderkolben in Richtung des Kartuschenbodens möglich ist.
Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass die Förderkolben die Schlitze auf der Innenseite der Kartuschen abdecken. Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Förderkolben und die Kartuschenwände gasdicht und miteinander schlüssig aufgebaut sind, so dass durch einen Gasdruck auf den Kartuschenboden die Förderkolben in die Kartuschen drückbar sind.
Dem erfindungsgemäßen Kartuschensystem liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch Schlitze in den Kartuschenwänden ein Steg zur Verbindung der Förderkolben verwendet werden kann, der bei einer Bewegung der Förderkolben in die Kartuschen hinein, durch die in den Kartuschenwänden vorgesehenen Schlitze hindurch bewegt wird. Dadurch kann der Steg flach im Bereich des Kartuschenbodens an den Förderkolben angeordnet werden. Der Steg muss nicht direkt am Kartuschenboden beziehungsweise an den dem Kartuschenboden zugewandten Enden der Förderkolben an den Förderkolben befestigt sein, sondern kann auch ein Stück weiter in Richtung Zentrum des Kartuschensystems verlegt werden. Dadurch, dass die Förderkolben in die Kartuschen hinein gedrückt, beziehungsweise versenkt werden, also bei dieser Anordnung nicht aus den Kartuschen heraus ragen, ist eine Bewegung der Förderkolben mit Druckluft möglich.
Ein solches Kartuschensystem kann komplett aus kostengünstigen Kunststoffspritzgussteilen gefertigt werden. Das Kartuschensystem ermöglicht es, bei Kräfte in Wirkung in Richtung Kartuschensystemkopf die Kolben synchron in den Kartuschen zu bewegen und damit die Pasten gleichmäßig auszupressen, damit das Mischungsverhältnis der Pasten zueinander gewährleis- tet wird.
Eine weitere Vereinfachung und Sicherstellung der Bedienbarkeit eines erfindungsgemäßen Kartuschensystems ergibt sich dadurch, dass eine Bewegung der Förderkolben bei Einwirkung von Vakuum durch eine Arretierung sicher verhindert werden kann.
Unter dem Mischraum ist im Sinne der vorliegenden Erfindung, der Bereich zu verstehen, der sich zwischen den wenigstens zwei Kartuschen befindet, sowie die daran angrenzenden Bereiche. Er erstreckt sich vom Kartuschenboden, d. h. hinteren, bodenseitigen Teil des Kartuschensystems, bis zur Auslassöffnung am Kartuschensystemkopf an der Vorderseite des Kartu- schensystems, umfasst also auch den Innenraum des Kartuschensystemkopfs. Nicht überall im Mischraum muss dabei die Mischung der Ausgangskomponenten des Mischguts erfolgen, sondern nur in Teilbereichen desselben. Ein Mischraum der mit Schläuchen an die Kartuschen angeschlossen ist, und daher der Mischraum nicht im geometrischen Sinne genau zwischen den Kartuschen liegt, ist ebenfalls erfindungsgemäß. Unter einem verschiebbaren Verschluss im Sinne der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verschluss zu verstehen, der zunächst in der Ausgangsposition durch eine feste Verbindung mit den Wänden des Zwischenraums, beispielsweise durch dünne Brücken, verbunden ist, sofern diese feste Verbindung Sollbruchstellen aufweist, die bei einer Krafteinwirkung auf den Verschluss brechen und so das Verschieben des Verschlusses unter Krafteinwirkung ermöglichen. Dabei wird vorgeschlagen, dass die feste Verbindung oder die festen Verbindungen mit den Sollbruchstellen von den Öffnungen der Kartuschen aus gesehen in der Richtung vorgesehen sind, in die sich der Verschluss, beim Öffnen bewegt, um einen Eintrag von Partikeln der Bruchstellen in das Mischgut bzw. in die Ausgangskomponenten des Mischguts zu verhindern. Als Endposition des Verschlusses im Sinne der Erfindung ist keine endgültige Endposition zu verstehen. So wäre es beispielsweise vorstellbar vorzusehen, dass der verschiebbare Verschluss auch von der Endposition in die Ausgangsposition bewegbar ist und die Kartuschen des Kartuschensystems dann erneut befüllbar sind. Dadurch ist das Kartuschensystem wiederverwendbar. Ebenso ist dann die Ausgangsposition, wie die Endposition, auch nur als eine von zumindest zwei Positionen zu verstehen, in die der verschiebbare Verschluss verschiebbar ist. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von sechzehn schematisch dargestellten Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 : eine Querschnittansicht in Längsrichtung eines erfindungsgemäßen Kartuschensystems;
Figur 2: eine Aufsicht auf die Vorderseite eines erfindungsgemäßen Kartuschensystems mit der Auslassöffnung nach Figur 1 ;
Figur 3: eine Aufsicht auf den Kartuschenboden eines erfindungsgemäßen Kartuschensystems nach Figur 1 ;
Figur 4: eine Querschnittansicht eines Kartuschensystems nach Figur 1 entlang des Schnitts A-A in Figur 1 ;
Figur 5: eine Aufsicht auf einen Kartuschenboden eines zweiten erfindungsgemäßen Kartuschensystems;
Figur 6: eine Querschnittansicht in Längsrichtung eines Austragsrohrs für ein solches Kartuschensystem;
Figur 7: ein drittes erfindungsgemäßes Kartuschensystem mit einer am Verschluss angebrachten Entarretier-Vorrichtung in Querschnittansicht; und
Figur 8: ein viertes erfindungsgemäßes Kartuschensystem mit Austragsrohr. Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kartuschensystems (1 ) mit einem Mischraum (20), der durch Mischraumwände (21) begrenzt ist und in eine Auslassöffnung (22) mündet. Der Mischraum (20) erstreckt sich im Bereich zwischen zwei Kartuschen (30) und ist als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet. Die Kartuschen (30) sind durch Kartuschenköpfe (31 ), Kartuschenwände (32) und einen Kartuschenboden (33) begrenzt. Im Inneren der Kartu- sehen (30) befinden sich die Ausgangskomponenten (nicht gezeigt) für ein zu mischendes Mischgut. In den Kartuschenwänden (32) und den Mischraumwänden (21) befinden sich Öffnungen (40), die das Innere der Kartuschen (30) mit dem Inneren des Mischraums (20) verbinden. Dieses Kartuschensystem (1 ) ist also zum Mischen eines Mischguts bestehend aus zwei Komponenten geeignet.
Die Auslassöffnung (22) ist in einem Kartuschensystemkopf (50) gebildet, der auf der Innenseite ein Befestigungsmittel (51) in Form eines Gewindes oder in Form von Zapfen, die ebenfalls ein Gewinde bilden können, umfasst. Ein verschiebbarer Verschluss (60) in Form eines massiven Zylinders steckt in Presspassung im oberen, dass heißt in dem der Auslassöffnung (22) zugewandten Ende des Mischraums
(20) . Der verschiebbare Verschluss (60) verschließt die Öffnungen (40) die das Innere der Kartuschen (30) mit dem Inneren des Mischraums (20) verbinden. Der verschiebbare Verschluss (60) kann aber ebenso eine geschlossene Mantelfläche aufweisen.
Die Kartuschen (30) sind in Richtung der Kartuschenböden (33) mit Förderkolben (62) verschlossen. Die in Längsrichtung der Kartuschen (30) verschiebbaren Förderkolben (62) können mit technisch üblichen Abstreiflippen und Dichtungen an den dem Kartuschenkopf (31) zugewandten Enden der Förderkolben (62) ausgerüstet sein, um einen dichten Verschluss der Kar- tuschen (30) zu gewährleisten.
Am Kartuschenboden (33) sind die Förderkolben (62) durch einen Steg (65) oder eine Platte (nicht gezeigt) miteinander verbunden. Ein zusätzlicher Steg, der durch die Mischraumwände
(21) und durch die Kartuschenwände (32) reicht, kann ein Stück weiter in Richtung des Inneren des Kartuschensystems (1 ) vorgesehen sein, um der Anordnung mehr Stabilität und Führungssicherheit zu geben.
Mit den Stegen (65) ist zusätzlich eine Stange (70) fest verbunden, die in das den Kartuschenböden (33) zugewandten Ende des Mischraums (20) ragt. An der Spitze der Stange (70) sind Rastmittel (71) angebracht. An den Innenwänden (21) des Mischraums (20) sind Gegenrastmit- tel (72) angebracht, die in das Rastmittel (71) greifen. Die Gegenrastmittel (72) sind aus einem flexiblen Material, wie zum Beispiel Gummi, Gefertigt. Die Rastmittel (71) können aus einem normalen Kunststoff gefertigt sein. Wenn die Stange (70) so tief in den Mischraum (20) eingeschoben ist, dass die Rastmittel (71) in die Gegenrastmittel (72) greifen, wird eine Bewegung der Stange (70) aus dem Mischraums (20) heraus verhindert. Gleichzeitig ist es aber ohne weiteres möglich, die Stange (70) tiefer in den Mischraum (20) zu schieben.
Im Mischraum (20) befindet sich also die Stange (70), die in Längsrichtung der Förderkolben (62) so angeordnet ist, dass sie an den Stegen (65) mit einem Ende befestigt ist, und eine Län- ge von mindestens der Länge der Förderkolben (62) hat. Wesentlich ist, dass die Stange (70) an der dem Kartuschenkopf (31) zugewandten Seite gezahnt ist. Die Zähne sind so orientiert, dass die Spitzen der Zähne in Richtung Kartuschenboden (33) zeigen. Die Stange (70) hat einen Querschnitt kleiner dem Querschnitt des Mischraums (20). Am Ende des Mischraums (20) ist an der dem Kartuschenboden (33) zugewandten Seite, eine flexible Rastung (72) angeordnet, die einen Querschnitt kleiner oder gleich der gezahnten Stange (70) hat. Das bedeutet, die gezahnte Stange kann in diese Rastung (72) einrasten. Die Rastung (72) ist so angeordnet, dass nur eine Bewegung der gezahnten Stange (70) in Richtung Kartuschenkopf (31) möglich ist. Eine Rückwärtsbewegung in Richtung Kartuschenboden (33) ist nicht möglich.
Durch die gezahnte Stange (70) und die Rastung (72) wird die Position der Förderkolben (62) in den Kartuschen (30) fixiert, so dass eine Rückwärtsbewegung der Förderkolben (62) aus den Kartuschen (30) auch bei der Einwirkung von Vakuum sicher verhindert wird.
Der verschiebbare Verschluss (60) kann durch die Einwirkung einer Kraft durch die Auslassöff- nung (22) in Richtung des Kartuschenbodens (33) verschoben werden. Die Kraft kann durch einsetzen eines geeigneten Austragsrohrs (nicht gezeigt) in die Auslassöffnung (22) erfolgen. Ein Anschlag (74), der in Form von Zapfen an den Innenwänden (21) des Mischraums (20) an- gebracht ist, verhindert, dass der verschiebbare Verschluss (60) tiefer als bis zum Anschlag
(74) in den Mischraum (20) eingeschoben werden kann. Dadurch definiert der Anschlag (74) die Endposition des verschiebbaren Verschlusses (60). Um eine Bewegung der Stege (65) durch die Mischraumwände (21) und die dem Mischraum
(20) zugewandten Kartuschenwände (32) hindurch zu ermöglichen, sind diese mit einem Schlitz (75) versehen, der von den Kartuschenböden bis zum Schlitzende (76) im Inneren des Kartuschensystems (1) reicht. Durch diesen Schlitz (75) ist eine Bewegung der Stege (65) ohne weiteres möglich. Dadurch kann bei einer Beaufschlagung des Kartuschbodens (33) mit Gasdruck erreicht werden, dass die Förderkolben (62) ins Innere der Kartuschen (30) gedrückt werden. Durch die Begrenzung der Kartuschenwände (32) wird der Gasdruck auf den Böden der Förderkolben (62) auch dann noch aufrechterhalten, wenn sich diese bereits tief im Inneren der Kartuschen (30) befinden. Die Bewegung des Systems Förderkolben (62), Stange (70) mit Rastmittel (71) und Steg (65) wird erst dann zum Halten kommen, wenn der Steg (64) das Schlitzende (76) erreicht.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass das erfindungsgemäße Kartuschensystem (1) ohne weiteres auch ohne den Verschluss (60), den Mischraum (20) mit den Mischraumwänden (21), die Stange (70) mit Rastmittel (71) und den Kartuschenkopf (50) realisierbar ist. Für Figur 1 bedeutet dies, dass der mittlere Bereich auch weggelassen werden kann, sofern die Auslassöffnung (22) erhalten bleibt. Es reicht also völlig aus, zwei parallele Kartuschen (30) direkt nebeneinander, miteinander in Verbindung mit einer gemeinsamen Auslassöffnung (22) vorzusehen, die im Bereich des Kartuschenbodens (33) fest mit einem Steg (65) miteinander verbunden sind, wobei für die Bewegung des Stegs (65) Schlitze (75) in den Kartuschenwänden (32) vorgesehen sind.
Ein Gasdruck aus Richtung des Kartuschenbodens (33) muss auch auf die bodenseitigen Bereiche der Schlitze (75) drücken und die Schlitze (75) dürfen nicht derart mit der Umgebung in Verbindung stehen, dass ein auf die Förderkolben (62) lastender Druck, wenn diese bereits teilweise in die Kartuschen (30) eingeschobenen sind, entweichen kann. Am besten sind die Schlitze (75) vollständig, gas- und druckdicht von der Umgebung getrennt. Ebenso sollten die Förderkolben (62) gegenüber dem Inneren der Kartuschen (30) gas- und druckdicht getrennt sein. Solche Druckdichtungen (nicht gezeigt) für bewegliche Teile sind handelsüblich und leicht erhältlich.
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf ein solches Kartuschensystem (1) nach Figur 1 und zwar auf den Kartuschensystemkopf (50). Ein Blick in die Auslassöffnung (22) zeigt die Mischraumwände
(21) , die Befestigungsmittel (51) und in der Mitte den verschiebbaren Verschluss (60). Auf bei- den Seiten des Kartuschensystem köpf s (50) sind die Kartuschenköpfe (31) der darunter liegenden Kartuschen (30) (in Figur 2 nicht zu erkennen) angebracht.
Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf ein solches Kartuschensystem (1) aus Richtung des Kartuschenbodens (33). Der Mischraum (20), der durch die Mischraumwände (21) begrenzt ist, wird auf beiden Seiten von den Kartuschen (30), von denen nur die Kartuschenwände (32) und die Förderkolben (62) zu sehen sind, flankiert. In der Mitte des in dieser Richtung offenen Mischraums (20) befindet sich die Stange (70), die ins Innere des Mischraums (20) ragt. Die Stange (70) und die Förderkolben (62) sind durch den Steg (65) miteinander fest verbunden. Um eine Bewegung des Stegs (65) ins Innere des Kartuschensystems (1) bei einer Bewegung der Förderkolben (62) in die Kartuschen (30) hinein zu ermöglichen, ist in den Wänden (21 , 32) des Mischraums (20) und der Kartuschen (30) ein Schlitz (75) vorgesehen.
Figur 4 zeigt eine Querschnittansicht eines solchen Kartuschensystems (1) entlang des Schnitts (A-A) in Figur 1. Zwischen den beiden Kartuschen (30), die durch die Förderkolben (62) und die Kartuschenwände (32) erkennen sind, befindet sich der Mischraum (20), der durch die Mischraumwand (21) begrenzt ist. Die Förderkolben (62) sind als beidseitig geschlossene Hohlzylinder aufgebaut. Im Inneren des Mischraums (20) ist die Stange (70) angeordnet. Die Stange (70) und die Förderkolben (62) sind durch den Steg (65) miteinander verbunden. In den die Kartuschen (30) mit dem Mischraum (20) verbindenden Wänden (21 , 32) sind Schlitze (75) vorgese- hen, die eine Bewegung des Stegs (65), der die Förderkolben (62) mittig verbindet, im Inneren des Kartuschensystems (1) ermöglichen. Ein zusätzlicher Steg (nicht zu sehen) kann weiter im Inneren des Kartuschensystems (1) vorgesehen sein, der sich ebenfalls durch die Schlitze (75) bewegen lässt. Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf einen Kartuschenboden eines alternativen Kartuschensystems zum Mischen eines Mischguts bestehend aus drei Komponenten. Zu diesem Zweck umfasst das Kartuschensystem drei Kartuschen, von denen aus Richtung des Kartuschenbodens nur die Kartuschenwände (132) und die Förderkolben (162) zu erkennen sind. Zwischen den Kartuschenwänden (132) befindet sich ein Freiraum. Dort könnte auch ein geschlossener Mischraum angeordnet sein. Die Förderkolben (162) sind mit Stegen (165) miteinander fest verbunden.
Das gesamte Kartuschensystem ist durch eine zusätzliche Ummantelung (179) eingeschlossen, der die Kartuschen über eine Verbindung zu den Kartuschenwänden (132) positioniert. In den Kartuschenwänden (132) sind Schlitze (175) vorgesehen, die breiter als die Dicke der Stege (165) sind. Es reicht aus, wenn die Breiten der Schlitze (175) gleich den Dicken der Stege (165) sind. Es kommt dann zwar zu einer Reibung zwischen den Stegen (165) und den Schlitzwänden, die jedoch unkritisch ist, sofern die auf die Förderkolben (162) ausgeübte Kraft größer als die Reibungskräfte ist. Die Ummantelung (179) kann am Kartuschenkopf (nicht zu erkennen) geschlossen sein, so dass ein Gasdruck auf den gesamten Querschnitt der Ummantelung (179) ausgeübt werden kann. Dadurch übt der Gasdruck eine Kraft auf die Förderkolben (162) aus. An der im Bereich der Kartuschenköpfe angeordneten Auslassöffnung (nicht gezeigt), mit der alle Kartuschen verbunden sind, wirkt nur der Umgebungsdruck. Durch die Druckdifferenz zwischen der Rückseite aus Richtung des Betrachters und der Vorderseite Rich- tung Auslassöffnung werden die Förderkolben (162) bewegt.
Figur 6 zeigt ein Austragsrohr (80) für ein erfindungsgemäßes Kartuschensystem (1) in Querschnittansicht. Am oberen Ende des Austragsrohrs (80) befindet sich die Austragsrohrspitze (81), die zum Applizieren eines gemischten Mischguts dient. Darunter befindet sich ein Außen- gewinde (82), mit dem das Austragsrohr (80) in das Innengewinde (51) des Kartuschensystems (1) eingeschraubt werden kann. Öffnungen (nicht gezeigt) können in einer darunter angeordneten Verlängerung (86) vorgesehen sein.
Die Verlängerung (86) hat gleichen oder einen geringeren Außendurchmesser als der Durch- messer des Mischraums (20). Dadurch kann, wenn das Austragsrohr (80) in den Kartuschensystemkopf (50) hinein gedreht wird, die Verlängerung (86) jenseits des Kartuschensystemkopfs (50) in den Mischraum (20) eindringen und so den verschiebbaren Verschluss (60) tiefer in den Mischraum (20) hinein schieben. Dadurch werden die Öffnungen (40) zum Mischraum (20) geöffnet. Die Verlängerung (86) ist als Hohlzylinder ausgebildet, und die Öffnungen dienen dazu, die zu mischenden Ausgangskomponenten, die durch die Öffnungen (40) in den Kartuschenwänden (32) hindurch passieren, nicht zu blockieren. Die zu mischenden Materialien passieren also sowohl die Öffnungen (40), als auch die Öffnungen. Im Inneren des Austragsrohrs (80) ist ein statischer Mischer (88) vorgesehen. Eine Verlängerung (86) könnte aber auch durch eine Stange, die in einem T-Stück endet, gebildet werden, die beispielsweise als eine Verlängerung der zentralen Achse des statischen Mischers (88) ausgebildet ist. Eine solche Verlängerung (86) würde dann keine zusätzlichen Öffnungen benötigen. Auch könnte eine Verlängerung des statischen Mischers (88) über das Gewinde (82) hinaus als Verlängerung (86) dienen. Figur 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kartuschensystems in schematischer Querschnittansicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an einem Verschluss (260) eine Stange (270) angeordnet, die von einer Zentriervorrichtung (290) im Zentrum eines als Hohlkörper ausgeformten Mischraums (220) ausgerichtet ist. An der Stange (270) beziehungsweise an deren Zentriervorrichtung (290) ist eine Entarretiervorrichtung (291) in Form eines Hohlzylinders angeordnet. Der Verschluss (260) verschließt Öffnungen (240) in den Kartuschenwänden (232), die die Kartuschen (230) mit den Mischraum (220) verbinden. Am vorderen Ende des Kartuschensystems befindet sich am Kartuschenkopf (231) ein Kartuschensystemkopf (250) mit einem Befestigungsmittel (251) zum Befestigen eines Austragsrohrs. Der Kartuschensystemkopf (250) ist als Hohlzylinder aufgebaut, der im Inneren eine Auslassöffnung (222) bildet.
Bodenseitig sind die Kartuschen (230) durch Förderkolben (262) verschlossen. Die Förderkolben (262) sind über einen Steg (265) miteinander verbunden. In den Kartuschenwänden (232) sind Schlitze (275) vorgesehen, deren Breite ausreicht, um einen Bewegung des Stegs (265) durch die Schlitze (275) zu ermöglichen. Der Bereich, in dem die Kartuschenwände (232) geschlitzt sind, reicht bis zum Schlitzende (276) im Inneren des Kartuschenssystems und ist schraffiert dargestellt.
Zwei Arretierungshaken (293) sind mit dem Steg (265) verbunden. Anstatt der Arretierungsha- ken (293) können auch andere Arretierungsmittel (293) eingesetzt werden. Die Arretierungshaken (293) sind aus einem flexiblen Material aufgebaut, so dass sie relativ leicht zusammen gedrückt werden können. Im Bereich der Arretierungshaken (293) ist im Mischraum (220) eine Arretierungsstufe (294) angeordnet, so dass die Haken der Arretierungshaken (293) in die Arretierungsstufen (294) greifen können.
Im Ausgangszustand des Verschlusses (260) verschließt dieser die Öffnungen (240). Die Arretierungshaken (293) verhindern eine Bewegung des Stegs (265) und damit der an dem Steg (265) befestigten Förderkolben (262) aus den Kartuschen (230) heraus. Wird ein Austragsrohr mit Verlängerung, wie das nach Figur 6, in die Auslassöffnung (222) eingebaut, so werden die Öffnungen (240) freigelegt und die Entarretiervorrichtung (291) wird so über die Arretierungshaken (293) geschoben, dass diese zusammengedrückt werden und so eine Bewegung des Stegs (265) von der Auslassöffnung (222) weg und damit der Förderkolben (262) aus den Kartuschen (230) heraus möglich wird. Gleichzeitig mit dem Einsetzen des Austragsrohrs wird also der an der Zentriervorrichtung (290) angeordnete Hohlzylinder (291) über die Arretierungshaken (293) geschoben, wobei sich diese senkrecht zur Längsachse des Mischraums (220) biegen, und wobei sich die Sperrzapfen Arretierungshaken (293) von der Arretierungstufe (294) weg bewegen und damit die Verriegelung des Stegs (265) entriegelt wird.
Eine Variante der Erfindung ist, dass an der dem Kartuschensystemkopf (250) zugewandten Seite des Mischraums (220) ein Innengewinde (251) oder ein Schnappverschluss angeordnet ist, dass sich im Mischraum (220) ein in Längsrichtung der Kartuschen (230) verschiebbarer Verschluss (260) in Presspassung befindet, der an der dem Kartuschensystemkopf (250) zu- gewandten Seite über seiner Fläche senkrecht zur Längsachse des Hohlraums (220) geschlossen ist, dass der verschiebbare Verschluss (660) über den Öffnungen (240) der Kartuschen (230) angeordnet ist, das der verschiebbare Verschluss (260) über eine Stange (270) mit einer kreisförmigen oder sternförmigen Zentrierscheibe (290) verbunden ist, an deren Unterseite ein Hohlzylinder (291 ) angeordnet ist, dass der Hohlzylinder (291) einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Mischraums (220) besitzt, dass an einem Ende eines einsetzbaren Austragsrohrs ein Außengewinde angeordnet ist oder ein Hohlzylinder mit Zapfen für eine Schnappung und dass am Ende des Außengewindes oder des Zylinders mit Zapfen in Längsrichtung eine am Zylindermantel perforierte, also mit Öffnungen versehene Verlängerung in Form eines Hohlzylinders oder eines anderen in Längsrichtung offenen, in der Mantelfläche perforierter Hohlkörpers angeordnet ist.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass zeitgleich mit dem Einsetzen des Austragsrohrs die Öffnung der Kartuschen (230) erfolgt und gleichzeitig auch die durch den Steg (265) mit den Förderkolben (262) verschlossenen Kartuschenböden frei gegeben werden. Dadurch kann der Anwender erst dann die mit den Ausgangskomponenten gefüllte Kartuscheneinsätze in die entsprechende Auspresspistole/Zementpistole, mit der das Kartuschensystem betrieben wird, einsetzen, wenn sowohl das Austragsrohr eingesetzt ist, als auch der zum Verschluss der Kartuschenböden eingesetzte Steg (265) mit den Förderkolben (262) entriegelt und entfernt ist. Es ist somit unmöglich, Kartuscheneinsätze in Auspresspistole oder Zementpistolen zum Be- dienen des Kartuschensystems einzusetzen, ohne dass das Austragsrohr eingesetzt ist und die Kartuschen (230) geöffnet sind. Dadurch ist eine Fehlbedienung nahezu unmöglich.
In gleicher weise, wie sich der Steg (265) durch den Schlitz (275) bewegen lässt, bewegt er sich auch durch die Arretierungshaken (293), die Entarretiervorrichtung (291), die Zentriervor- richtung (290) und die Stange (270) hindurch, und/oder an denen vorbei. Ebenso könnten sich die Arretierungshaken (293) mit dem Steg (265) zusammen durch diese Teile hindurch und/oder an diesen Teilen vorbei bewegen, wenn die Arretierungshaken (293) durch die Ent- arretiervorrichtung (291) verformt wurden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Arretierungshaken (293) bei der Entarretierung abgebrochen werden.
Figur 8 zeigt in einer weiteren schematischen Zeichnung den Querschnitt eines vierten einfach aufgebauten Ausführungsbeispiels. Die Innenräume zweier direkt nebeneinander liegender Kartuschen (330) sind über Öffnungen (340) in den Kartuschenköpfen (331) miteinander verbunden. Bodenseitig werden die Kartuschen (330) durch Förderkolben (362) gasdicht abgeschlos- sen. Über den Öffnungen (340) ist am Kartuschenkopf (331) ein Austragsrohr (380) angeordnet, das in eine Austragsrohrspitze (381) mündet. Im Inneren des Austragsrohrs (380) ist ein statischer Mischer (388) vorgesehen, mit dem eine stärkere Durchmischung des zu erzeugenden Mischguts erreicht werden soll. Der statische Mischer (388) kann aber auch ohne weiteres weggelassen werden und ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.
Die beiden Förderkolben (362) sind über einen Steg (365) miteinander verbunden. Der Steg (365) kann beispielsweise ein rechteckiges Profil haben. Die Förderkolben (362) schließen im Ausgangszustand des Kartuschensystems mit den Kartuschenwänden (332) ab. Um eine Bewegung der Förderkolben (362) weiter ins Innere der Kartuschen (330) zu ermöglichen, sind die Kartuschenwände (332), über die die beiden Kartuschen (330) miteinander verbunden sind, mit einem Schlitz (375) versehen. Der geschlitzte Bereich (375) der Kartuschenwände (332) ist schraffiert dargestellt.
Der Steg (365) liegt in der Ausgangsposition des Kartuschensystems innerhalb des Schlitzes (375) an seinem kartuschenbodenseitigen Ende. Das Schlitzende (376) liegt im Bereich des Zentrums des Kartuschensystems. Die Förderkolben (362) reichen tiefer in die Kartuschen (330) als der Schlitz (375). Wird ein Gasdruck auf den Steg (365) und die Förderkolben (362) ausgeübt, so werden die Förderkolben (362) tiefer in die Kartuschen (330) hinein getrieben. Gleichzeitig bewegt sich der Steg (365) durch den Schlitz (375). Die Bewegung endet, wenn der Steg (365) am Schlitzende (376), oder die Förderkolben (362) am Kartuschenkopf (331) angekommen sind. An dem dem Kartuschenkopf (331) zugewandten Ende der Förderkolben (362) ist ein Dichtmittel angeordnet, das den Innenraum der Kartuschen (330) oberhalb des Schlitzendes (376) gas- und druckdicht abschließt.
Alle beschriebenen Ausführungsformen lassen sich problemlos auf Kartuschensysteme mit drei, vier oder noch mehr Kartuschen, zur Mischung eines Mischguts aus drei, vier oder noch mehr Komponenten übertragen. Bei der Verwendung von sehr vielen Komponenten, sind die Kartuschen zweckmäßigerweise nicht mit zylindrischer Form auszugestalten, sondern in Form von Segmenten. Unter dem Begriff Kartuschensystem werden Kartuschen verstanden, die aus zwei, drei, vier, fünf oder mehreren Kartuschen (30, 230, 330) aufgebaut sind, wobei die einzelnen Kartuschen (30, 230, 330) parallel zueinander angeordnet sind. Die Kartuschen (30, 230, 330) können zylinderförmig aufgebaut sein oder Hohlkörper mit einer anderen axialen Symmetrie sein. Es handelt sich um sogenannte Side-by-side-Kartuschen. Die Kartuschen können bereits mit Aus- gangskomponenten für ein zu mischendes Mischgut gefüllt sein, können aber auch leer sein, d. h. dass sie noch mit Inhalt, z. B. Kartuscheneinsätzen gefüllt werden müssen.
Der verschiebbare Verschluss (60, 260) hat bevorzugt eine geschlossene Mantelfläche.
Wesentlich ist, dass die Kartuschen (30, 230, 330) mit Förderkolben (62, 162, 262, 362) ver- schlössen sind, wobei die Förderkolben (62, 162, 262, 362) an der dem Kartuschenboden (33) abgewandten Seite durch Stege (65, 165, 265, 365) miteinander verbunden sind. Das bedeutet, dass die Förderkolben (62, 162, 262, 362) eine Einheit bilden und nicht einzeln bewegt werden können. Dadurch ist ein gleichmäßiges Austreiben der Pasten aus allen Kartuschen (30, 230, 330) des Kartuschensystems möglich. Diese Eigenschaft ist essentiell, wenn die Kolben durch direkte Beaufschlagung mit komprimiertem Gas bewegt werden sollen.
Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kartuschensystems besteht auch darin, dass alle Öffnungen (40, 240) in den Kartuschen (30, 230) nur durch einen verschiebbaren Verschluss (60, 260) verschlossen sind. Dieser hat einen geringfügig größeren Querschnitt als der Mischraum (20, 220). Das bedeutet, dass die Mantelfläche des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) an die Innenwand des Mischraums (20, 220) bzw. dessen Wände (21) gepresst wird. Wenn der verschiebbare Verschluss (60, 260) über den Öffnungen (40, 240) der Kartuschen (30, 230) liegt, so sind diese verschlossen. Dabei überlappt der verschiebbare Verschluss (60, 260) die Öffnungen (40, 240, 340) vollständig in der Weise, dass noch eine für die Dichtung genügende, geschlossene Mantelfläche an der Innenwand (21) des Mischraums (20, 220) anliegt. Die Dichtung wird infolge des Anpressdrucks durch den engen Kontakt der Mantelfläche des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) mit der Innenwand (21) des Mischraums (20, 220) erreicht. Viele der in der Medizin üblichen Kunststoffe, wie Polypropylen, haben nur geringe Haftrei- bungs- und Gleitreibungskoeffizienten. Das bedeutet, dass bei Gleitpaarungen solcher
Kunststoffe durch relativ geringe Krafteinwirkung Gleitvorgänge bewirkt werden können. Der verschiebbare Verschluss (60, 260) kann daher bei Verwendung von geeigneten Kunststoffen durch axiale Bewegung verschoben werden. Dadurch ist es möglich, den verschiebbaren Kör- per von den Öffnungen (40, 240, 340) der Kartuschen (30, 230, 330) weg zu bewegen und damit die Kartuschen (30, 230, 330) zu öffnen. Wenn sich der verschiebbare Verschluss (60, 260) axial bewegt, können somit synchron die Öffnungen (40, 240, 340) aller Kartuschen (30, 230, 330) gleichzeitig geöffnet werden. Beim Eindrehen des Austragsrohrs (80) bewegt sich die Verlängerung (86) mit in Richtung Kartuschenboden (33). Dadurch wird auf den verschiebbaren Verschluss (60, 260) eine Kraft in Richtung Kartuschenboden (33) ausgeübt. Sobald die Haftreibung zwischen der Mantelfläche des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) und der Innenwand (21) des Mischraums (20, 220) überwunden ist, kann sich der verschiebbare Verschluss (60, 260) in Richtung Kartuschen- boden (33) bewegen. Bei dieser durch das Befestigen des Austragsrohrs (80) verursachten
Zwangsbewegung des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) werden die Öffnungen (40, 240) der Kartuschen (30, 230) synchron freigelegt. Dabei befinden sich Perforationen bzw. Öffnungen (nicht gezeigt) der Verlängerung (86) über den Öffnungen (40, 240) der Kartuschen (30, 230, 330). Dadurch sind die Innenräume der Kartuschen (30, 230, 330) mit dem Innenraum der als perforierten Hohlzylinder oder als perforierten unregelmäßig oder regelmäßig geformten Hohlkörper ausgebildeten Verlängerung (86) verbunden. Bei Bewegung der Förderkolben (62, 162, 262, 362) in Richtung Kartuschensystemkopf (50, 250) können in den Kartuschen (30, 230, 330) enthaltene Pasten durch die freigelegten Öffnungen (40, 240, 340) in den Innenraum Verlängerung (86) treten und sich in Richtung Auslassöffnung (81) des Austragsrohrs (80) durch den statischen Mischer (88) bewegen.
Erfindungsgemäß ist, dass der verschiebbare Verschluss (60, 260) bevorzugt als Hohlzylinder ausgebildet ist, wobei besonders bevorzugt ist, dass der Hohlzylinder nur an der dem Kartuschenkopf (31 , 231 , 331) zugewandten Seite über den gesamten Querschnitt verschlossen ist. Durch den so ausgebildeten Abschluss des Verschlusses (60, 260), der zum Beispiel eine Scheibe sein kann, wird verhindert, dass beim Austreiben der Pasten sich diese im Mischraum (20, 220) in Richtung Kartuschenboden (33) ausbreiten können.
Durch die Ausbildung als einseitig geschlossener Hohlzylinder mit in Richtung Kartuschenbo- den (33) offener Seite, kann für das erste Ausführungsbeispiel die Stange (70) während der Bewegung der Förderkolben (62) in Richtung Kartuschenkopf (31) einen maximalen Weg zurück legen. Dazu ist der Durchmesser der Spitze der Stange (70) inklusive der daran befestigten Rastmittel (71) kleiner als der Innendurchmesser des als Hohlzylinder ausgebildeten verschiebbaren Verschlusses (60).
Es ist auch möglich, den verschiebbaren Verschluss (60, 260) als hohlen im Querschnitt ovalen oder im Querschnitt regelmäßig oder unregelmäßig mehreckigen Körper auszubilden. Möglich ist es auch den verschiebbaren Verschluss (60, 260) als massiven Körper oder als ein aus mehreren Einzelteilen zusammensetzbaren Körper auszubilden. Der verschiebbare Verschluss (60, 260) kann aus einem oder mehreren Werkstoffen gefertigt sein, je nach Anforderungen hinsichtlich der chemischen Stabilität gegenüber den Pasten und nach den gewünschten Gleiteigenschaften.
Erfindungsgemäß können an der Innenwand (21) des Mischraums (20, 220) Zapfen, Stege oder ein Ring als Haltemittel (74) angeordnet sein. Sie begrenzen die maximale axiale Verschiebung des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) in Richtung des Kartuschenbodens (33) oder in Richtung des Auslasses (22).
Erfindungsgemäß ist, dass der als Verlängerung dienende perforierte Hohlkörper (86) in Längs- richtung der Kartuschen (30, 230) eine Länge größer oder zumindest gleich der Länge der Öffnungen (40, 240) der Kartuschen (30, 230) hat. Dadurch wird gewährleistet, dass die gesamten Öffnungen (40, 240) der Kartuschen (30, 230) beim Befestigen des Austragsrohrs (80) freigelegt werden können. So ist eine Freilegung der Öffnungen (40, 240) über deren gesamten Querschnitt möglich.
Weiterhin ist erfindungsgemäß, dass die Haltemittel (74) in Längsrichtung der Kartuschen (30, 230) einen Abstand zu den Öffnungen (40, 240) der Kartuschen (30, 230) von mindestens der Länge der Verlängerung (86) bzw. des Verschlusses (60, 260) haben. Die Haltemittel (74) sind notwendig, damit beim Austreiben der Pasten der verschiebbare Verschluss (60, 260) nicht wei- ter bewegt werden kann, als es zuvor bei der Öffnung der Kartuschen (30, 230) notwendig war. Das bedeutet, mit den Haltemitteln (74, 274) soll auch die Bildung eines nicht nutzbaren Totvolumens verhindert werden.
Die Kartuschen (30, 230, 330) umfassen einen oder mehrere Schlitze (75, 175, 275, 375) vom Kartuschenboden (33) wenigstens bis zur Hälfte der Kartuschenlänge, die parallel zur Kartuschenachse ausgerichtet sind. Gegebenenfalls umfassen auch die Mischraumwände (21) in Längsrichtung der Kartuschen (30, 230, 330) ausgerichtete Schlitze (75, 175, 275, 375), die eine gleiche Länge wie die Schlitze (75, 175, 275, 375) der Kartuschen (30, 230, 330) haben, wobei die Anzahl der Schlitze (75, 175, 275, 375) in den Mischraumwänden (21) gleich der An- zahl der Schlitze (75, 175, 275, 375) in den Kartuschen (30, 230, 330) ist und die Schlitze (75, 175, 275, 375) der Mischraumwände (21 ) sich über den Schlitzen (75, 175, 275, 375) der Kartuschen (30, 230, 330) befinden, so dass die Innenräume der Kartuschen (30, 230, 330) mit dem Mischraum (20, 220) miteinander verbunden sind. Es ist erfindungsgemäß, dass die Stege (65, 65, 265, 365) einen Querschnitt kleiner den Schlitzen (75, 175, 275, 375) haben. Das beutet, dass beim Auspressen der Kartuschen (30, 230, 330) die Stege (65, 165, 265, 365) durch die Schlitze (75, 175, 275, 375) in den Kartuschen (30, 230, 330) in Richtung Kartuschensystemkopf (50, 250) bewegt werden können. Die Schlitze (75, 175, 275, 375) dienen als Führung für die Stege (65, 165, 265, 365) und damit für die Förderkolben (62, 162, 262, 362) bei der Auspressbewegung in Richtung Kartuschenkopf (31 , 231 , 331).
Das erfindungsgemäße Kartuschensystems wird zur Verpackung, Lagerung und Applikation von pastenförmigen Knochenzementen, dentalen Mehrkomponentenzubereitungen, Klebstof- fen, Dichtstoffen, Kosmetika und Nahrungsmitteln verwendet. Besonders geeignet ist das Mehrkomponentenkartuschensystem für die Lagerung und Applikation von pastenförmige Polymethylmethacrylat-Knochenzementen.
Die in der voranstehenden Beschreibung, sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbei- spielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Bezugszeichenliste
1 Kartuschensystem
20, 220 Mischraum
21 Mischraumwand
22, 222 Auslassöffnung
30, 230, 330, 330 Kartusche
31 , 231 , 331 Kartuschenkopf
32, 132, 232, 332 Kartuschenwand
33 Kartuschenboden
40, 240, 340 Öffnung
50, 250 Kartuschensystemkopf
51 , 251 Befestigungsmittel am Kartuschensystem köpf
60, 260 Verschluss
62, 162, 262, 362 Förderkolben
65, 165, 265, 365 Steg
70, 270 Stange
71 Rastmittel
72 Gegenrastmittel
74 Anschlag
75, 175, 275, 375 Schlitz
76, 276, 376 Schlitzende
80, 380 Austragsrohr
81 , 381 Austragsrohrspitze
86 Verlängerung
88, 388 Mischer
179 Ummantelung
290 Zentriervorrichtung
291 Entarretiervornchtung
293 Arretierungshaken
294 Arretierungsstufe

Claims

Patentansprüche
Kartuschensystem zum Mischen und Applizieren eines Mischguts, insbesondere eines medizinischen Zements, umfassend zumindest zwei parallel zueinander angeordnete Kartuschen (30, 230, 330) und eine Auslassöffnung (22, 222), wobei die Kartuschen (30, 230, 330) seitlich durch Kartuschenwände (32, 132, 232, 332) begrenzt sind und jeweils einen Förderkolben (62, 162, 262, 362) zum Austreiben von Ausgangskomponenten des Mischguts aus den Kartuschen (30, 230, 330) umfassen, und wobei zumindest zwei Förderkolben (62, 162, 262, 362) fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest zwei Förderkolben (62, 162, 262, 362) über zumindest einen Steg (65, 165, 265, 365) fest miteinander verbunden sind, die Kartuschenwände (32, 132, 232, 332) der durch den Steg oder die Stege (65, 165, 265, 365) verbundenen Kartuschen (30, 230, 330) Schlitze (75, 175, 275, 375) umfassen, die parallel zur Kartuschenachse angeordnet sind, wobei die Breite der Schlitze (75, 175, 275, 375) zur Aufnahme des oder der Stege (65, 165, 265, 265) geeignet sind und bei einer Bewegung der Förderkolben (62, 162, 262, 362) in den Kartuschen (30, 230, 330) sich der zumindest eine Steg (65, 165, 265, 365) durch Bereiche der Schlitze (75, 175, 275, 375) bewegt.
Kartuschensystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge der Schlitze (75, 175, 275, 375) beginnend im Bereich des Kartuschenbodens
(33) bis mindestens zur Hälfte der Kartuschenlänge (76, 276, 376) reicht.
Kartuschensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kartuschenwände (32, 132, 232, 332) am Kartuschenboden (33) durch die Schlitze
(75, 175, 275, 375) vollständig geschlitzt sind.
Kartuschensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Mischraum (20, 220) parallel zwischen den Kartuschen (30, 230, 330) angeordnet ist, insbesondere derart, dass die Kartuschenwände (32, 132, 232, 332) bereichsweise mit Mischraumwänden (21) des Mischraums (20, 220) in einem ausgeführt sind, wobei im Bereich der Schlitze (75, 175, 275, 375) auch die Mischraumwände (21) geschlitzt sind.
Kartsuchensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
im Inneren des Mischraums (20, 220) eine bewegliche Stange (70) parallel zu den Förderkolben (62, 162, 262, 362) angeordnet ist, die mit den Förderkolben (62, 162, 262, 362) über zumindest einen Steg (65, 165, 265, 365) fest verbunden ist, wobei die Stange (70) an der der Auslassöffnung (22, 222) zugewandten Seite ein Rastmittel (71) um- fasst und im Mischraum (20, 220) ein Gegenrastmittel (72) angebracht ist, das mit dem Rastmittel (71) der Stange (70) derart zusammenwirkt, dass eine Bewegung der Stange (70) aus dem Mischraum (20, 220) heraus und damit der Förderkolben (62, 162, 262, 362) aus den Kartuschen (30, 230, 330) heraus deutlich erschwert, insbesondere verhindert ist.
Kartuschensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kartuschen (30, 230, 330) jeweils zumindest eine Öffnung (40, 240, 340) in den Kartuschenwänden (32, 132, 232, 332) umfassen, die die Kartuschen (30, 230, 330) mit dem Mischraum (20, 220) verbinden, dass im Mischraum (20, 220) oder am Kartuschenkopf (31 , 231 , 331) ein im Mischraum (20, 220) verschiebbar angeordneter Verschluss (60, 260) oder ein am Kartuschenkopf (31 , 231 , 331) drehbar gelagerter Verschluss derart angeordnet ist, dass er die Öffnungen (40, 240, 340) der Kartuschen (30, 230, 330) in einer Ausgangsposition verschließt und dass die Öffnungen (40, 240, 340) in einer Endposition des Verschlusses (60, 260) zumindest bereichsweise geöffnet sind, wobei der Verschluss (60, 260) von der Ausgangsposition zur Endposition verschiebbar oder drehbar ist.
7. Kartuschensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
im Mischraum (20, 220) ein Anschlag (74), vorzugsweise in Form von Zapfen oder Stegen, angeordnet ist, der die Bewegung des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) im Mischraum (20, 220) begrenzt und dadurch die Endposition des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) definiert.
Kartuschensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Auslassöffnung (22, 222) in einem Kartuschensystemkopf (50, 250) angeordnet ist, und der Kartuschensystemkopf (50, 250) ein Befestigungsmittel (51 , 251 ) zum Befestigen eines Austragsrohrs (80, 380) umfasst, insbesondere auf der Innenseite des Kartuschensystemkopfs (50, 250), vorzugsweise ein Gewinde oder mehrere Zapfen.
Kartuschensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Förderkolben (62, 162, 262, 362) die Kartuschen (30, 230, 330) dicht, insbesondere gasdicht, verschließen, vorzugsweise oberhalb des Schlitzendes (76, 276, 376). 10. Kartuschensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steg (65, 165, 265, 365) oder zumindest einer der Stege (65, 165, 265, 365) boden- seitig mit den Förderkolben (62, 162, 262, 362) fest verbunden ist, und ein Arretierungsmittel (70, 71 , 293) mit dem zumindest einen Steg (65, 165, 265, 365) verbunden ist, wobei das Arretierungsmittel (70, 71 , 293) einen Bereich (20, 220) parallel oder zwischen den Kartuschen (30, 230, 330) reicht und dort in ein Gegenarretierungsmittel (72, 294) greift, so dass eine Bewegung des zumindest einen Stegs (65, 165, 265, 365) und der Förderkolben (62, 162, 262, 362) in Richtung des Kartuschenbodens (33) blockiert ist.
1 1. Kartuschensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Bereich (20, 220) eine Entarretiervorrichtung (291) vorgesehen ist, die fest mit dem verschiebbaren Verschluss (60, 260) verbunden ist, so dass beim Verschieben des verschiebbaren Verschlusses (60, 260) in seine Endpostition, eine Entarretierung der Ar- retierungsmittel (70, 71 , 293) erfolgt, so dass eine Bewegung des zumindest einen Stegs
(65, 165, 265, 365) und der Förderkolben (62, 162, 262, 362) in Richtung des Kartuschenbodens (33) möglich ist. Kartuschensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Förderkolben (62, 162, 262, 362) und die Kartuschenwände (32, 132, 232, 332) gasdicht und miteinander schlüssig aufgebaut sind, so dass durch einen Gasdruck auf den Kartuschenboden (33) die Förderkolben (62, 162, 262, 362) in die Kartuschen (30, 230, 330) drückbar sind.
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