DE4229588A1 - Kartusche für pastöse Massen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kartusche für pastöse Mas­ sen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege­ benen Art.

Es ist bekannt, pastöse Massen, die als Dichtungs­ mittel, Klebemittel u. dgl. verwendet werden, in Kar­ tuschen aus Kunststoff oder anderen Materialien unter­ zubringen. Diese Kartuschen bestehen aus einem zylin­ drischen Kartuschenkörper, in dem ein Kolben verschieb­ bar untergebracht ist. Am vorderen Ende des Kartuschen­ körpers befindet sich eine Austrittsöffnung, durch die die pastöse Masse beim Vorschieben des Kolbens ausge­ preßt wird. Das Vorschieben des Kolbens geschieht mit einem Auspreßwerkzeug, das eine Druckstange mit einem daran befestigten Druckteller aufweist. Der Druckteller drückt gegen die Innenseite der Stirnwand des Kolbens und schiebt dadurch den Kolben vor. Es ist auch mög­ lich, den Kolben mit Druckluft vorzuschieben.

Eine Kartusche der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist bekannt aus DE-PS 20 34 047. Bei dieser bekannten Kartusche weist der becherförmige Kol­ ben eine nach außen gewölbte Stirnwand und eine im wesentlichen zylindrische Umfangswand auf. An der Innenseite der Stirnwand befindet sich eine nach innen weisende konische Ringlippe, die von der Umfangskante der Stirnwand ausgeht, sowie ein koaxial zur Ringlippe angeordneter Ringanschlag. Wenn nach dem Einbringen der pastösen Masse in den Kartuschenkörper der Kolben in den Kartuschenkörper eingebracht, d. h. "gesetzt" wird, drückt ein Stempel vom Kolbeninneren her gegen die Stirnwand. Dieser Stempel hat zwei abgesetzte Platten, von denen eine gegen die konische Ringlippe und die andere gegen den Ringanschlag drückt. Dabei kann im Kartuschenkörper enthaltene Luft an der äußeren Dicht­ lippe des Kolbens vorbei entweichen. Zum Ausdrücken der pastösen Masse wird ein flacher Druckteller benutzt, der gegen die konische Ringlippe drückt und somit den vorderen Bereich des Kolbens aufweitet, so daß die von dem Kolben abstehende Dichtlippe fest gegen die Innen­ fläche der Wand des Kartuschenkörpers gedrückt wird. Dabei wird die nach außen gerichtete Aufwölbung der Stirnseite des Kolbens flacher. Diese Abflachung ist dadurch begrenzt, daß der Druckteller schließlich gegen den Ringanschlag stößt. Die bekannte Kartusche hat sich sehr bewährt, weil der Dichtangriff der Dichtlippe des Kolbens an der Innenfläche des Kartuschenkörpers sich mit zunehmendem Auspreßdruck verstärkt, so daß eine gute Abdichtung gegeben ist, während andererseits die Wandreibung zwischen Kolben und Kartuschenkörper auf das unbedingt nötige Maß beschränkt ist. Allerdings ist die Herstellung des Kolbens relativ teuer, weil hierzu aufwendige Spritzgußwerkzeuge benötigt werden. Insbe­ sondere die Formung der konischen Ringlippe im Inneren des Kolbens erfordert aufwendige Spritzgußwerkzeuge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kar­ tusche der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art zu schaffen, bei der sich die Anpreßkraft, mit der die Dichtlippe gegen den Kartuschenkörper ge­ drückt wird, in Abhängigkeit von der aufgebrachten Aus­ preßkraft vergrößert, bei der jedoch der Kolben ein­ facher und kostengünstiger herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Kartusche ist die Stirnwand des Kolbens im entspannten Zustand nach innen gewölbt. Beim Ansetzen des Drucktellers gegen die Wölbung der Stirnwand flacht sich die Wölbung ab, wodurch sich der Außendurchmesser der Stirnwand erweitert, so daß die Dichtlippe mit erhöhter Kraft gegen die Innenfläche des Kartuschenkörpers gedrückt wird. An der Innenfläche der Stirnwand des Kolbens sind keine Rippen, Lippen oder sonstige Vorsprünge erforderlich. Es können allerdings Vorsprünge, Verstärkungen o. dgl. vorgesehen werden, jedoch ist keine konische Ringlippe vorhanden, die eine Hinterschneidung bilden würde und die den Einsatz eines komplizierten Spritzgußwerkzeuges nötig machen würde. Im Normalzustand, also wenn keine externe Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, reicht die Dichtlippe aus, um das Eindringen von Luft in den Kartuschenkörper zu verhin­ dern. Das Eindringen von Luft muß verhindert werden, da die meisten pastösen Massen unter Lufteinfluß aushär­ ten.

In der Regel ist es erforderlich, beim Befüllen der Kartusche zu erreichen, daß die Luft entweicht, wenn der Kolben gesetzt wird. Dadurch, daß die Stirnwand des Kolbens unter der Kraft eines Setzwerkzeuges nach vorne aufgewölbt wird, wird die vordere Umfangskante des Kol­ bens radial eingezogen, so daß die Luft an der Dicht­ lippe entlang entweichen kann. Wenn die Krafteinwirkung des Setzstempels aufgehört hat, formt sich die Stirn­ wand elastisch wieder so zurück, so daß die Ausbauchung zum Inneren des Kolbens gerichtet ist. Dadurch entsteht im Kartuschenkörper eine Sogwirkung, durch die der Kolben weiter in den Kartuschenkörper hineingezogen wird.

Um die nach außen gerichtete vorübergehende Ausbauchung der Stirnwand des Kolbens zu erreichen, ist zweck­ mäßigerweise am rückwärtigen Ende des Kolbens ein Außenwulst vorgesehen, mit dem der Kolben sich am rück­ wärtigen Ende des Kartuschenkörpers verhakt. Beim Ein­ dringen des Setzstempels in den Kolben wird zunächst die Stirnwand des Kolbens nach außen aufgewölbt, wäh­ rend das rückwärtige Ende des Kolbens durch den Außen­ wulst festgehalten wird. Wenn der Setzstempel noch weiter in den Kartuschenkörper eingeführt wird, schnappt der Außenwulst an dem rückwärtigen Ende des Kartuschenkörpers nach innen, um an der Innenfläche des Kartuschenkörpers zu gleiten und von nun an eine zweite Dichtlippe zu bilden.

Die erfindungsgemäße Kartusche ist sowohl für mecha­ nische Auspreßwerkzeuge geeignet, bei denen ein Druck­ teller in den Kolben eingeführt wird, als auch für pneumatische Auspreßwerkzeuge, bei denen der Kolben durch Druckluft vorgetrieben wird. Auch bei Druckluft­ beaufschlagung werden beide Dichtwülste mit zunehmendem pneumatischen Druck stärker gegen die Kartuschenwand gedrückt, so daß die Abdichtung gerade bei hohen Aus­ preßdrücken verstärkt wird.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Kartusche besteht darin, daß bei jedem Auspreßvorgang die nach innen gewölbte Stirnwand flachgedrückt wird und sich anschließend wieder nach innen zurückbildet. Dadurch entsteht im Anschluß an den Auspreßvorgang ein Sog, der die pastöse Masse zurückzieht, so daß ein Nachlaufen der Masse aus der Auspreßöffnung verhindert wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Kartusche nach dem Ein­ schieben des Kolbens, jedoch vor dem eigent­ lichen Setzen des Kolbens,

Fig. 2 den rückwärtigen Teil der Kartusche während des Setzens des Kolbens, also während des Vorschie­ bens des Setzstempels, und

Fig. 3 den Zustand während der Benutzung der Kartu­ sche, also beim Vorschieben des Kolbens mit dem Druckteller eines Auspreßwerkzeuges.

Die Kartusche 10 weist einen zylindrischen Kartuschen­ körper 11 aus Kunststoff auf. Der Kartuschenkörper 11 ist mit einer einstückig angeformten Frontwand 12 ver­ sehen. An der Frontwand 12 befindet sich ein mit Ge­ winde versehener Auslaßstutzen 13, in dem sich die Aus­ trittsöffnung befindet. In den Kartuschenkörper 11 ist die pastöse Masse 14, z. B. eine Dichtungsmasse oder ein Kleber, eingefüllt worden und anschließend ist in das rückwärtige offene Ende des zylindrischen Kartuschen­ körpers 11 der Kolben 15 eingeschoben worden.

Der Kolben 15 weist eine im wesentlichen zylindrische Umfangswand 16 auf, die im entspannten Zustand in den Kartuschenkörper 11 hineinpaßt und deren Umfangsfläche einen geringen Abstand von der Innenfläche des Kar­ tuschenkörpers 11 hat. Der becherförmige Kolben 15 weist ferner eine geschlossene Stirnwand 17 auf, die sich an das vordere Ende der Umfangswand 16 anschließt und die aus einem nach innen gewölbten Hauptbereich 17a und einem nach außen gewölbten Ringbereich 17b besteht. Der Hauptbereich 17a ragt axial in den von der Umfangs­ wand 16 umschlossenen Raum hinein.

An der vorderen Umfangskante des Kolbens ist eine ab­ stehende Dichtlippe 18 vorgesehen, die in Dichtkontakt mit der Innenfläche des Kartuschenkörpers 11 steht und an der rückwärtigen Umfangskante ist ein Außenwulst 19 vorgesehen, der beim losen Einschieben des Kolbens in den Kartuschenkörper gegen das rückwärtige Ende 20 des Kartuschenkörpers 11 stößt.

Die Stirnwand 17 des Kolbens hat eine Stärke von min­ destens 1,4 mm, damit sie hinreichend wasserdampfdicht ist.

Fig. 1 zeigt den Zustand, daß der Kolben 15 lose in den freien Raum des nahezu vollständig mit der Masse 14 gefüllten Kartuschenkörpers lose eingesetzt worden ist. In Fig. 2 ist das "Setzen" des Kolbens 15 mit einem Setzstempel 21 dargestellt. Der Setzstempel ist ein zylindrischer Stempel mit balliger Stirnfläche 21a. Die Stirnfläche 21a drückt gegen die Stirnwand 17 des Kol­ bens, die gemäß Fig. 2 nach vorne vorschnappt. Wird nun der Setzstempel 21 weiter vorgeschoben, so wird durch die nach vorne gerichtete Ausbauchung der Stirnwand 17 die vordere Umfangskante mit der Dichtlippe 18 radial eingezogen, so daß Luft an der Dichtlippe 18 vorbei entweichen kann. Die auf die Stirnwand 17 ausgeübte Stempelkraft bewirkt ferner, daß der Außenwulst 19 an der Endkante 20 nach innen schnappt. Dies ist deshalb möglich, weil der Außendurchmesser des Setzstempels 21 so klein ist, daß zwischen dem Setzstempel und der Um­ fangswand 16 ein Ringspalt verbleibt. Wenn der Kolben auf diese Weise so weit vorgeschoben wurde, daß sämt­ liche Luft aus dem Kartuschenkörper entwichen ist, wird der Setzstempel 21 zurückgezogen. Dabei bildet sich die nach innen gerichtete Ausbauchung der Stirnwand 17 zu­ rück und der Kolben zieht sich durch die Sogwirkung noch weiter in dem Kartuschenkörper nach vorne.

Fig. 3 zeigt den Zustand, den der Kolben 15 während des Auspressens des Kartuscheninhalts einnimmt. Gegen die Innenseite der Stirnwand 17 wirkt der Druckteller 22 eines Auspreßwerkzeugs. Die Vorderseite des Druck­ tellers 22 ist eben, so daß die Stirnwand 17 nicht nach vorne ausgebaucht werden kann, sondern allenfalls in den ebenen Zustand verformt wird. Dies ist andeutungs­ weise durch die gestrichelte Linie 17′ dargestellt. Beim Vorschieben des Drucktellers 22 spreizt sich die Stirnwand 17 auf, so daß die Dichtlippe 18 verstärkt gegen die Wand des Kartuschenkörpers 11 gepreßt wird. Der Umfangswulst 19 dient als zusätzliche Dichtlippe am rückwärtigen Kolbenende.

Der Kolben 15 ist als Spritzgußteil leicht herstellbar und er bietet auch den Vorteil, daß er maschinell ge­ setzt werden kann. Das Füllen des Kartuschenkörpers mit der Masse und das Setzen des Kolbens können automatisch durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Kartusche für pastöse Massen, mit einem Kar­ tuschenkörper (11), in dem ein verschiebbarer becherförmiger Kolben (15) angeordnet ist, wobei der Kolben (15) eine gewölbte Stirnwand (17), eine im wesentlichen zylindrische Umfangswand (16), an der vorderen Umfangskante eine ringförmige Dicht­ lippe (18) und an der rückwärtigen Umfangskante einen ringförmigen Außenwulst (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (17) in einem Hauptbereich (17a) zum Kolbeninneren hin gewölbt und derart elastisch ausgebildet ist, daß sie vorübergehend unter Kraft­ einwirkung nach außen drückbar ist.

2. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenwulst (19) größer ist als die Innen­ weite des Kartuschenkörpers (11), derart, daß sich der Außenwulst am rückwärtigen Ende (20) des Kar­ tuschenkörpers abstützt und erst dann in den Kar­ tuschenkörper eintritt, wenn der Kolben (15) unter nach vorne gerichteter Aufwölbung seiner Stirnwand (17) von einem Kolbensetzwerkzeug (21) verformt worden ist.

3. Kartusche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stärke der Stirnwand (17) min­ destens 1,4 mm beträgt.

4. Kartusche nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen gewölbte Haupt­ bereich (17a) der Stirnwand (17) von einem nach außen gewölbten Ringbereich (17b) umgeben ist.