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EP4151322A1 - Coaxial cartridge with integrated reinforcement for pressure-free extrusion of a flowable multi-component mass - Google Patents

Coaxial cartridge with integrated reinforcement for pressure-free extrusion of a flowable multi-component mass Download PDF

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Publication number
EP4151322A1
EP4151322A1 EP21197871.3A EP21197871A EP4151322A1 EP 4151322 A1 EP4151322 A1 EP 4151322A1 EP 21197871 A EP21197871 A EP 21197871A EP 4151322 A1 EP4151322 A1 EP 4151322A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cartridge
wall
reinforcement
coaxial
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21197871.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Wiedemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP21197871.3A priority Critical patent/EP4151322A1/en
Priority to US17/933,282 priority patent/US12208954B2/en
Publication of EP4151322A1 publication Critical patent/EP4151322A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/32—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging two or more different materials which must be maintained separate prior to use in admixture
    • B65D81/325—Containers having parallel or coaxial compartments, provided with a piston or a movable bottom for discharging contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00553—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with means allowing the stock of material to consist of at least two different components
    • B05C17/00559—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with means allowing the stock of material to consist of at least two different components the different components being stored in coaxial chambers

Definitions

  • the invention relates to a coaxial cartridge which is designed to receive and store a first and a second component of a free-flowing multi-component mass in separate coaxial chambers and to press this mass out of the cartridge. Even if the explanation of the invention here usually only mentions these two chambers for two components, further (partial) chambers for other components of the multi-component mass can always be provided inside the cartridge.
  • Various cartridge concepts are known in the state of the art in order to accommodate at least two components of free-flowing masses in separate chambers, which can be dispensed by means of a dispensing device.
  • a distinction is made between coaxial cartridges and cartridges or foil packs with individual cartridges or foil bags arranged next to one another for the various components of a multi-component mass.
  • the multi-component mass can be, for example, a sealing or fastening mass such as mortar, adhesive and much more.
  • suitable support structures for the cartridges, into which the cartridges for the squeezing process are inserted are to be used in most cases. These support structures absorb the pressure of the cartridges during the squeezing process and prevent elastic expansion of the cartridges, which are usually made of plastic and would therefore yield to high pressure during the squeezing process without the support structure.
  • Thick-walled coaxial cartridges made of plastic usually only show elastic expansion in the outer wall of the cartridge during the squeezing process due to an almost equally high pressure in both chambers and an overpressure compared to the atmospheric pressure prevailing outside the cartridge. This can lead to undesired pumping behavior of the cartridge, which leads to mixing problems and a corresponding lack of hardening behavior of the mass:
  • the outer wall of a thick-walled plastic cartridge elastically expands radially during the squeezing process, restoring forces arise therein.
  • the squeezing process is interrupted, for example when moving to the next borehole, when several boreholes are to be filled in succession with the contents of the cartridge, these can lead to uneven pumping behavior in the cartridge, which is caused by the elastic restoring forces mentioned.
  • the pressure in the outer chamber of the cartridge is relieved after an interrupted squeezing process either by the components contained therein flowing out through the cartridge outlet or by relieving the pressure on the outer piston arranged in this chamber. This creates a piston offset in relation to the inner chamber, which leads to corresponding mixing problems during the subsequent pressing process.
  • a suitable support structure should be used to prevent elastic deformation of the outer wall during the squeezing process can.
  • This support structure would have to fit as closely as possible to the cartridge in order to limit the possible pump volume to a minimum:
  • the outer piston can only move back according to the volume of any annular gap between the support structure and the outer wall of the cartridge, because the outer wall of the cartridge moves could only expand elastically within this annular gap during the squeezing process. It is also important to ensure that the support structure is sufficiently rigid in order to avoid pumping due to deformation of the support structure itself.
  • Identical diameters i.e. the inner diameter of the support structure is the same as the outer diameter of the cartridge
  • identical diameters prevent easy insertion and removal of the cartridge into/from the support structure.
  • This in turn requires a slightly larger inner diameter of the support structure compared to the outer diameter of the cartridge, i. H. the above-mentioned annular gap between the cartridge and the support structure, which promotes the disruptive pumping behavior.
  • Pumping is a major challenge, especially with large-volume cartridges and containers.
  • a coaxial cartridge for storing a free-flowing multi-component mass and for dispensing (by squeezing) this mass out of the cartridge.
  • the cartridge can—but does not necessarily have to—be designed for insertion into a suitable support structure for the squeezing process.
  • the multi-component mass comprises at least a first component and a second component, which are stored separately from one another in the cartridge and are only to be mixed with one another when they are dispensed from the cartridge.
  • This can in particular be a sealing or fastening compound such as mortar, adhesive and the like.
  • the cartridge comprises a hollow-cylindrical inner wall and a hollow-cylindrical outer wall arranged coaxially (i.e. with the same cylinder axis) around it, so that the cartridge has an inner chamber delimited radially by the inner wall for receiving the first component of the multi-component mass and one arranged radially between the inner wall and the outer wall Having outer chamber for receiving the second component of the multi-component mass.
  • the cartridge On one of its two (in the axial direction) opposite end faces, the cartridge has a cartridge front wall, which delimits the inner chamber and the outer chamber in the axial direction and has a discharge opening for the first component in the area of the inner chamber and a discharge opening for the second component in the area the outer chamber having.
  • the front wall of the cartridge can in particular be firmly connected to the inner and outer walls of the cartridge.
  • it can be designed in one piece with the inner and/or outer wall, for example, or it can be fastened to it in the form of a separately manufactured cartridge cover.
  • the cartridge comprises an inner piston which closes the inner chamber at the rear (i.e. towards the other end side of the cartridge) and can be moved axially therein, and an outer piston which also closes the outer chamber at the rear and can be moved axially therein.
  • the inner wall and/or the outer wall of the cartridge can be designed to be dimensionally stable, for example thick-walled, so that it radially supports the inner piston and the outer piston and thereby guides them during their axial movement.
  • the cartridge also comprises an integrated armor embedded inside the outer wall or fixed to its surface and having a plurality of rings closed or at least overlapping circumferentially of the outer wall, or a plurality of turns forming a spiral around the cylinder axis.
  • These rings or spiral windings are made of a material that is stable against tensile stresses, such that the reinforcement can absorb tensile loads in the circumferential direction of the outer wall and thus prevent radial expansion or an increase in diameter of the outer wall during a pressing process.
  • One idea of the present invention consists in providing a coaxial cartridge, which is slightly smaller in diameter than a support structure used for the squeezing process, in order to facilitate the insertion of the cartridge into the support structure.
  • the cartridge has an integrated reinforcement, through which a pumping behavior of the cartridge based on elastic restoring forces in the support structure can be significantly reduced or even eliminated.
  • the reinforcement can be injected into the outer wall of the cartridge or glued around the cartridge like a label.
  • the cartridge and its integrated reinforcement - ie the mentioned material of the rings or the spiral windings and their number and distribution along the outer wall of the cartridge - are selected and designed in such a way that the shape and dimensions of the outer wall when the mass is pressed out of the cartridge remain largely unchanged as a result of axial displacement of the inner and outer pistons (referred to herein as the squeezing process).
  • the integrated reinforcement of the cartridge in this embodiment is designed to prevent any deformation (ie including elastic deformation) of the outer wall under pressure acting from the inside during the squeezing process.
  • an external support structure of the type mentioned at the outset for the squeezing process can be dispensed with.
  • the multiple rings or spiral windings are evenly distributed over an entire axial length of the outer wall.
  • the reinforcement can absorb tensile stresses acting in the circumferential direction evenly over the entire length of the cartridge and over the entire duration of the squeezing process, in order to prevent deformation of the cartridge.
  • the reinforcement has a fabric made of the material mentioned that is stable against tensile stresses.
  • the several rings or spiral windings which run mainly in the circumferential direction of the outer wall, form part of the fabric structure.
  • the fabric includes further material strands, threads or strips that run transversely thereto (for example mainly in the axial direction of the cartridge) and in any way with the rings or spiral windings can be intertwined. In this way, the overall stabilizing effect of the reinforcement can be increased and additionally achieved in the axial direction.
  • At least the outer wall of the cartridge is produced by injection molding (e.g. made of plastic) or by another casting process (e.g. made of metal).
  • the reinforcement can be embedded inside the outer wall by being cast or injected therein.
  • the reinforcement can include rings that are closed in the circumferential direction of the cartridge or spiral windings that merge into one another without interruption, in order to prevent a radial expansion of the outer wall over its entire circumference in a particularly uniform and reliable manner.
  • the reinforcement can also be attached to an outer or inner surface of the outer wall.
  • the cartridge can also be equipped with the reinforcement later, for example after it has been produced using a conventional and/or particularly favorable or simple production method.
  • the reinforcement can be embedded, for example, in a layer or foil (made of plastic or metal, for example), which is applied, for example glued, to the inside or outside of the outer wall of the cartridge.
  • a layer or foil made of plastic or metal, for example
  • the thickness of the layer or film mentioned there are no limiting requirements for the thickness of the layer or film mentioned, except that it must be sufficient to hold the reinforcement together and to fasten it to the outer wall of the cartridge.
  • said layer or film is attached to the cartridge with an overlap in the circumferential direction, so that the multiple rings are also attached of the reinforcement each overlap in the circumferential direction by extending in the circumferential direction into mutually attached overlapping portions of said layer/foil and thereby having overlapping ends.
  • a radial expansion of the outer wall can be prevented uniformly and reliably over its entire circumference.
  • the said layer or film is glued to the outside of the cartridge and designed as a label that, in addition to the reinforcement, carries predetermined identification elements (such as barcodes, chips, etc.) for identifying or writing on the cartridge.
  • predetermined identification elements such as barcodes, chips, etc.
  • the reinforcement can be integrated in a sales label that has to be applied to the cartridge anyway.
  • the mentioned material of the rings or the spiral windings can be or include aramid, glass fiber or carbon fiber.
  • any other material that is stable against tensile stresses such as natural or plastic fibers, metal wire and much more in the form of individual fibers, threads, strands, strips or fabric structures can be used, the strength and stability of which are used to reinforce the outer wall Protection against elastic expansion during the squeezing process is to be chosen appropriately.
  • the wall thicknesses of the inner wall and the outer wall are also dependent on specific circumstances such as material, pressurization, overall size of the cartridge, etc. to be selected appropriately for the functionality described herein.
  • the inner wall and the outer wall of the cartridge can each have a circular cross-section. However, this is not absolutely necessary for the functional principle presented here, so that in principle other cross-sectional shapes, such as elliptical or rectangular, are just as possible.
  • At least the inner wall and/or the outer wall of the cartridge can be made of plastic.
  • the entire cartridge can be made of plastic, with the individual components being made of can be the same or different types of plastic. In principle, however, other materials, such as metal, can also be used.
  • the cartridge front wall can have a connecting piece on its side facing away from the inner and outer chambers, into which the discharge openings of the inner and outer chambers open and which is designed for connecting a mixer for mixing the various components of the multi-component mass during the squeezing process.
  • a system for storing and dispensing a flowable multi-component mass comprises on the one hand a coaxial cartridge of the type presented here and on the other hand a support structure with an at least partially cylindrical receptacle on the inside, the shape and size of which are dimensioned for inserting and holding the cartridge for squeezing the multi-component mass out of it.
  • An intermediate space in the form of a substantially cylindrical annular gap remains between the inside of the receptacle of the support structure and the outer wall of the cartridge inserted therein, which simplifies the insertion of the cartridge into the support structure before the squeezing process.
  • an inner diameter of the cylindrical receptacle of the support structure is larger than an outer diameter of the outer wall of the cartridge by a predetermined double annular gap width.
  • the stated annular gap width is ideally just large enough to enable the cartridge to be inserted smoothly into the receptacle of the support structure.
  • this annular gap in the present system does not promote any disruptive resilience or pumping behavior of the cartridge during the squeezing process, because the reinforcement integrated in the cartridge elastic expansion of its outer wall is significantly reduced or even completely prevented.
  • the system can also include the mixer mentioned above, which is designed to be connected to the connecting piece of the cartridge front wall and to mix the various components of the multi-component mass during the squeezing process.
  • the mixer mentioned above, which is designed to be connected to the connecting piece of the cartridge front wall and to mix the various components of the multi-component mass during the squeezing process.
  • the first component from the inner chamber and the second component from the outer chamber are pressed outwards through the dispensing openings by simultaneous axial movement of the inner and outer pistons towards the front wall of the cartridge.
  • figure 1 1 shows an example of a system 1 of the type presented here in an axial longitudinal section, in which a coaxial cartridge 2 is inserted into a hollow-cylindrical receptacle 13 of a support structure 3 for squeezing out the multi-component mass contained therein.
  • the Coaxial cartridge 2 made of plastic. The same can also apply to the support structure 3 .
  • the cartridge 2 comprises a hollow-cylindrical inner wall 4 and a hollow-cylindrical outer wall 5 arranged around it with a common cylinder axis A, whereby an inner chamber 6 delimited radially by the inner wall 4 and an outer chamber 7 arranged radially between the inner wall 4 and the outer wall 5 are formed.
  • a first component of the multi-component mass to be discharged is accommodated in the inner chamber 6
  • a second component of the multi-component mass is accommodated in the outer chamber 7 (not shown).
  • the cartridge 2 comprises an inner piston 10 that closes the rear of the inner chamber 6 and can be moved axially therein, and an outer piston 11 that closes the rear of the outer chamber 7 and can be moved axially therein 1 to the right, the multi-component mass can be discharged from the cartridge 2 through the discharge openings of the cartridge front wall 8 (squeezing process).
  • the diameter of the coaxial cartridge 2 is slightly smaller than that of the support structure 3, so that a cylindrical annular gap 12 remains between the outer wall 5 of the cartridge and the cylindrical receptacle 13 of the support structure 3. which facilitates the insertion of the cartridge 2 into the receptacle 13.
  • the cartridge 2 has a reinforcement 14 integrated in/on its outer wall 5 (only in 2 and 3 shown) which reduces or completely prevents elastic expansion of the outer wall 5 into the annular gap 12 during the squeezing process, as a result of which the disruptive elastic restoring behavior (pumping) of the cartridge 2 can be reduced or even completely prevented.
  • FIGS. 2 and 3 show, each in a highly simplified schematic representation, two exemplary embodiments of a coaxial cartridge 2 of the type presented here, which differ in the design of the integrated reinforcement 14.
  • the cartridge 2 of 2 and 3 can in particular be part of the system 1 of 1 be where the in 2 and 3 axial longitudinal section shown opposite 1 is rotated 90° around the cylinder axis A, so that the in 1 clearly recognizable from the middle of the cartridge front wall 8 offset position of the connecting piece 9 in 2 , 3 is not visible.
  • the reinforcement 14 can be designed, for example, as a plurality of rings closed in the circumferential direction or as a spiral or as a fabric structure and can be made of various materials suitable for the stated purpose (aramid, glass fiber, carbon fiber, etc.).
  • the reinforcement 14 can also be applied to the cartridge 2 subsequently.
  • the label 15 is at its ends in the circumferential direction of the cartridge 2 apply overlapping, for example glue.
  • the adhesive effect of the label 15 in the overlapping area (not shown separately), together with the corresponding overlapping rings or fabric structures of the reinforcement 14, causes a reliable reinforcement of the cartridge outer wall 5 in its circumferential direction, thus preventing its expansion and thus unfavorable pumping with associated mixed disturbances to prevent.
  • the same applies mutatis mutandis as in relation to Figures 1 and 2 stated above.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Koaxialkartusche (2) zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse, umfassend:- eine hohlzylindrische Innenwand (4) und eine koaxial um diese angeordnete hohlzylindrische Außenwand (5), die eine radial von der Innenwand (4) begrenzte Innenkammer (6) für eine erste Komponente und eine radial zwischen der Innenwand (4) und der Außenwand (5) angeordnete Außenkammer (7) für eine zweite Komponente der Masse bilden;- eine Kartuschenfrontwand (8), die die Innen- und die Außenkammer (6, 7) an einer Stirnseite der Kartusche (2) fest verschließt und jeweils eine Ausbringöffnung pro Kammer aufweist;- einen die jeweilige Kammer rückseitig verschließenden und axial darin bewegbaren Innen- bzw. Außenkolben (10, 11); sowie- eine integrierte Armierung (14), die im Inneren der Außenwand (5) eingelassen oder an ihrer Oberfläche befestigt ist und mehrere in Umfangrichtung der Außenwand (5) geschlossene oder überlappende Ringe oder eine Spirale bildende Windungen aus einem gegen Zugspannungen stabilen Material aufweist.The invention relates to a coaxial cartridge (2) for storing and dispensing a free-flowing multi-component mass, comprising: - a hollow-cylindrical inner wall (4) and a hollow-cylindrical outer wall (5) arranged coaxially around this, which has an inner chamber (6 ) for a first component and an outer chamber (7) arranged radially between the inner wall (4) and the outer wall (5) for a second component of the mass;- a cartridge front wall (8) which forms the inner and outer chamber (6, 7) firmly closed on one end face of the cartridge (2) and having one dispensing opening per chamber;- an inner or outer piston (10, 11) closing the respective chamber at the rear and being movable axially therein; and- an integrated reinforcement (14) embedded inside the outer wall (5) or fixed to its surface and having several loops closed or overlapping in the peripheral direction of the outer wall (5) or forming a spiral, made of a material stable against tensile stresses.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Koaxialkartusche, die zum Aufnehmen und Aufbewahren einer ersten und einer zweiten Komponente einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse in voneinander getrennten koaxialen Kammern und zum Auspressen dieser Masse aus der Kartusche ausgebildet ist. Auch wenn bei der Erläuterung der Erfindung hierin meist die Rede nur von diesen zwei Kammern für zwei Komponenten ist, können im Inneren der Kartusche dabei stets noch weitere (Teil-)Kammern für weitete Komponenten der Mehrkomponentenmasse vorgesehen sein.The invention relates to a coaxial cartridge which is designed to receive and store a first and a second component of a free-flowing multi-component mass in separate coaxial chambers and to press this mass out of the cartridge. Even if the explanation of the invention here usually only mentions these two chambers for two components, further (partial) chambers for other components of the multi-component mass can always be provided inside the cartridge.

Im Stand der Technik sind verschiedene Kartuschenkonzepte bekannt, um mindestens zwei Komponenten an fließfähigen Massen in voneinander getrennten Kammern aufzunehmen, welche mittels eines Auspressgerätes ausgebracht werden können. Im Hinblick auf die Anordnung der Kammern wird zwischen Koaxialkartuschen sowie Kartuschen oder Foliengebinden mit nebeneinander angeordneten Einzelkartuschen oder Folienbeuteln für die verschiedenen Komponenten einer Mehrkomponentenmasse unterschieden. Bei der Mehrkomponentenmasse kann es sich beispielsweise um eine Dicht- oder Befestigungsmasse wie Mörtel, Klebstoff und vieles mehr handeln.Various cartridge concepts are known in the state of the art in order to accommodate at least two components of free-flowing masses in separate chambers, which can be dispensed by means of a dispensing device. With regard to the arrangement of the chambers, a distinction is made between coaxial cartridges and cartridges or foil packs with individual cartridges or foil bags arranged next to one another for the various components of a multi-component mass. The multi-component mass can be, for example, a sealing or fastening mass such as mortar, adhesive and much more.

Um eine hohe, gleichbleibende Mischqualität der beiden auszubringenden Massenkomponenten zu gewährleisten, sind in den meisten Fällen geeignete Stützstrukturen für die Kartuschen zu verwenden, in welche die Kartuschen für den Auspressvorgang eingelegt werden. Diese Stützstrukturen nehmen beim Auspressvorgang die Drücke der Kartuschen auf und verhindern ein elastisches Ausdehnen der Kartuschen, die meist aus Kunststoff sind und daher einem hohen Druck beim Auspressvorgang ohne die Stützstruktur nachgeben würden.In order to ensure a high, constant mixing quality of the two mass components to be discharged, suitable support structures for the cartridges, into which the cartridges for the squeezing process are inserted, are to be used in most cases. These support structures absorb the pressure of the cartridges during the squeezing process and prevent elastic expansion of the cartridges, which are usually made of plastic and would therefore yield to high pressure during the squeezing process without the support structure.

Dickwandige Koaxialkartuschen aus Kunststoff zeigen aufgrund eines nahezu gleich hohen Drucks in beiden Kammern und eines Überdrucks gegenüber dem außerhalb der Kartusche herrschenden Atmosphärendruck beim Auspressvorgang eine elastische Ausdehnung in der Regel nur in der Außenwand der Kartusche. Dadurch kann es zu einem unerwünschten Pumpverhalten der Kartusche kommen, welches zu Mischstörungen und entsprechend zu mangelndem Aushärteverhalten der Masse führt:
Beim elastischen radialen Ausdehnen der Außenwand einer dickwandigen Kunststoffkartusche beim Auspressvorgang entstehen darin Rückstellkräfte. Diese können beim Unterbrechen des Auspressvorgangs - beispielsweise beim Übergang zum nächsten Bohrloch, wenn mehrere Bohrlöcher hintereinander mit dem Inhalt der Kartusche befüllt werden sollen, - zu einem ungleichmäßigen Pumpverhalten in der Kartusche führen, welches durch genannte elastische Rückstellkräfte entsteht. Dabei entlastet sich der Druck in der Außenkammer der Kartusche nach einem unterbrochenen Auspressvorgang entweder durch das Ausfließen der darin enthaltenen Komponente durch den Kartuschenauslass oder durch eine Entlastung des in dieser Kammer angeordneten Außenkolbens. Hierbei entsteht ein Kolbenversatz gegenüber der Innenkammer, was zu entsprechenden Mischstörungen beim anschließend fortgesetzten Auspressvorgang führt.Thick-walled coaxial cartridges made of plastic usually only show elastic expansion in the outer wall of the cartridge during the squeezing process due to an almost equally high pressure in both chambers and an overpressure compared to the atmospheric pressure prevailing outside the cartridge. This can lead to undesired pumping behavior of the cartridge, which leads to mixing problems and a corresponding lack of hardening behavior of the mass:
When the outer wall of a thick-walled plastic cartridge elastically expands radially during the squeezing process, restoring forces arise therein. When the squeezing process is interrupted, for example when moving to the next borehole, when several boreholes are to be filled in succession with the contents of the cartridge, these can lead to uneven pumping behavior in the cartridge, which is caused by the elastic restoring forces mentioned. The pressure in the outer chamber of the cartridge is relieved after an interrupted squeezing process either by the components contained therein flowing out through the cartridge outlet or by relieving the pressure on the outer piston arranged in this chamber. This creates a piston offset in relation to the inner chamber, which leads to corresponding mixing problems during the subsequent pressing process.

Als Abhilfe hiergegen ist daher eine geeignete Stützstruktur zu verwenden, die eine elastische Deformation der Außenwand beim Auspressvorgang verhindern kann. Diese Stützstruktur müsste dabei möglichst eng an der Kartusche anliegen, um das mögliche Pumpvolumen auf ein Minimum zu begrenzen: Der Außenkolben kann sich beim Pumpverhalten nur entsprechend dem Volumen eines etwaigen Ringspaltes zwischen der Stützstruktur und der Kartuschen-Außenwand zurückbewegen, weil sich die Außenwand der Kartusche beim Auspressvorgang nur innerhalb dieses Ringspalts elastisch ausdehnen konnte. Dabei ist auch auf eine entsprechende Steifigkeit der Stützstruktur zu achten, um ein Pumpen durch eine Verformung der Stützstruktur selbst zu vermeiden.To remedy this, a suitable support structure should be used to prevent elastic deformation of the outer wall during the squeezing process can. This support structure would have to fit as closely as possible to the cartridge in order to limit the possible pump volume to a minimum: During pumping behavior, the outer piston can only move back according to the volume of any annular gap between the support structure and the outer wall of the cartridge, because the outer wall of the cartridge moves could only expand elastically within this annular gap during the squeezing process. It is also important to ensure that the support structure is sufficiently rigid in order to avoid pumping due to deformation of the support structure itself.

Identische Durchmesser (d. h. der Innendurchmesser der Stützstruktur ist gleich dem Außendurchmesser der Kartusche) bieten daher den größtmöglichen Schutz vor störendem Pumpverhalten und damit einhergehender Mischstörung der ausgepressten Masse. Gleiche Durchmesser behindern jedoch ein leichtes Einsetzen bzw. Entnehmen der Kartusche in/aus der Stützstruktur. Hierfür ist wiederum ein leicht größerer Innendurchmesser der Stützstruktur im Vergleich zum Außendurchmesser der Kartusche erforderlich, d. h. der oben genannte Ringspalt zwischen Kartusche und Stützstruktur, der das störende Pumpverhalten begünstigt. Gerade bei großvolumigen Kartuschen und Gebinden stellt das Pumpen eine große Herausforderung dar.Identical diameters (i.e. the inner diameter of the support structure is the same as the outer diameter of the cartridge) therefore offer the greatest possible protection against disruptive pumping behavior and the associated mixing disruption of the pressed mass. However, identical diameters prevent easy insertion and removal of the cartridge into/from the support structure. This in turn requires a slightly larger inner diameter of the support structure compared to the outer diameter of the cartridge, i. H. the above-mentioned annular gap between the cartridge and the support structure, which promotes the disruptive pumping behavior. Pumping is a major challenge, especially with large-volume cartridges and containers.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Koaxialkartusche zum Aufbewahren einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse und zum Auspressen dieser Masse aus der Kartusche sowie gegebenenfalls ein System aus einer Kartusche in Kombination mit einer Stützstruktur, in die sie für den Auspressvorgang eingelegt wird, bereitzustellen, mit welchen das beschriebene störende, auf elastischen Rückstellkräften basierende Pumpverhalten der Kartusche reduziert oder sogar gänzlich verhindert werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a coaxial cartridge for storing a free-flowing multi-component mass and for squeezing this mass out of the cartridge and optionally a system consisting of a cartridge in combination with a support structure into which it is placed for the squeezing process, with which the described disruptive pumping behavior of the cartridge based on elastic restoring forces can be reduced or even completely prevented.

Diese Aufgabe wird durch eine Koaxialkartusche gemäß Anspruch 1 sowie durch ein entsprechendes System gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für die Kartusche genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten dabei sinngemäß auch für das System, wie auch umgekehrt.This object is achieved by a coaxial cartridge according to claim 1 and by a corresponding system according to the independent claim. Further developments are specified in the dependent claims. All in the claims and description for the cartridge The further features and effects mentioned also apply to the system, and vice versa.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Koaxialkartusche zum Aufbewahren einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse und zum Ausbringen (durch Auspressen) dieser Masse aus der Kartusche vorgesehen. Die Kartusche kann dabei - muss jedoch nicht zwingend, - zum Einlegen in eine geeignete Stützstruktur für den Auspressvorgang ausgebildet sein. Die Mehrkomponentenmasse umfasst zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente, die in der Kartusche getrennt voneinander aufbewahrt und erst beim Ausbringen aus der Kartusche miteinander vermischt werden sollen. Es kann sich hierbei insbesondere um eine Dicht- oder Befestigungsmasse wie Mörtel, Klebstoff und dergleichen handeln.According to a first aspect, a coaxial cartridge is provided for storing a free-flowing multi-component mass and for dispensing (by squeezing) this mass out of the cartridge. In this case, the cartridge can—but does not necessarily have to—be designed for insertion into a suitable support structure for the squeezing process. The multi-component mass comprises at least a first component and a second component, which are stored separately from one another in the cartridge and are only to be mixed with one another when they are dispensed from the cartridge. This can in particular be a sealing or fastening compound such as mortar, adhesive and the like.

Die Kartusche umfasst eine hohlzylindrische Innenwand und eine koaxial (d. h. mit der gleichen Zylinderachse) um diese herum angeordnete hohlzylindrische Außenwand, sodass die Kartusche eine radial von der Innenwand begrenzte Innenkammer zum Aufnehmen der ersten Komponente der Mehrkomponentenmasse sowie eine radial zwischen der Innenwand und der Außenwand angeordnete Außenkammer zum Aufnehmen der zweiten Komponente der Mehrkomponentenmasse aufweist. Auch wenn bei der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung und in den Ansprüchen meist nur die Rede von diesen zwei Kammern für zwei Komponenten ist, können im Inneren der Kartusche stets noch weitere (Teil-)Kammern für weitete Komponenten der Mehrkomponentenmasse vorgesehen sein, die in demselben Auspressvorgang aus der Kartusche ausgebracht und dabei mit der ersten und der zweiten Komponenten vermischt werden.The cartridge comprises a hollow-cylindrical inner wall and a hollow-cylindrical outer wall arranged coaxially (i.e. with the same cylinder axis) around it, so that the cartridge has an inner chamber delimited radially by the inner wall for receiving the first component of the multi-component mass and one arranged radially between the inner wall and the outer wall Having outer chamber for receiving the second component of the multi-component mass. Even if the following explanation of the invention and the claims usually only speak of these two chambers for two components, further (partial) chambers for other components of the multi-component mass can always be provided inside the cartridge, which are to be used in the same squeezing process discharged from the cartridge and mixed with the first and second components.

An einer von ihren zwei (in axialer Richtung) entgegengesetzten Stirnseiten weist die Kartusche eine Kartuschenfrontwand auf, die die Innenkammer und die Außenkammer in axialer Richtung begrenzt und dabei eine Ausbringöffnung für die erste Komponente im Bereich der Innenkammer sowie eine Ausbringöffnung für die zweite Komponente im Bereich der Außenkammer aufweist. Die Kartuschenfrontwand kann insbesondere fest mit der Innen- und der Außenwand der Kartusche verbunden sein. Sie kann hierzu beispielsweise mit der Innen- und/oder der Außenwand einstückig ausgebildet sein oder aber in Form eines separat gefertigten Kartuschendeckels daran befestigt sein.On one of its two (in the axial direction) opposite end faces, the cartridge has a cartridge front wall, which delimits the inner chamber and the outer chamber in the axial direction and has a discharge opening for the first component in the area of the inner chamber and a discharge opening for the second component in the area the outer chamber having. The front wall of the cartridge can in particular be firmly connected to the inner and outer walls of the cartridge. For this purpose, it can be designed in one piece with the inner and/or outer wall, for example, or it can be fastened to it in the form of a separately manufactured cartridge cover.

Weiterhin umfasst die Kartusche einen die Innenkammer rückseitig (d. h. zur anderen Stirnseite der Kartusche hin) verschließenden und axial darin bewegbaren Innenkolben sowie einen die Außenkammer ebenfalls rückseitig verschließenden und axial darin bewegbaren Außenkolben. Dabei kann/können die Innenwand und/oder die Außenwand der Kartusche insbesondere derart formstabil, beispielsweise dickwandig, ausgebildet sein, dass sie den Innenkolben und den Außenkolben radial abstützt/abstützen und dadurch bei deren axialer Bewegung führt/führen.Furthermore, the cartridge comprises an inner piston which closes the inner chamber at the rear (i.e. towards the other end side of the cartridge) and can be moved axially therein, and an outer piston which also closes the outer chamber at the rear and can be moved axially therein. The inner wall and/or the outer wall of the cartridge can be designed to be dimensionally stable, for example thick-walled, so that it radially supports the inner piston and the outer piston and thereby guides them during their axial movement.

Die Kartusche umfasst ferner eine integrierte Armierung, die im Inneren der Außenwand eingelassen oder an ihrer Oberfläche befestigt ist und mehrere in Umfangrichtung der Außenwand geschlossene oder zumindest überlappende Ringe oder mehrere Windungen, die eine Spirale um die Zylinderachse herum bilden, aufweist. Diese Ringe bzw. Spiralwindungen sind dabei aus einem gegen Zugspannungen stabilen Material ausgebildet, derart dass die Armierung in Umfangrichtung der Außenwand Zugbelastungen aufnehmen und somit eine radiale Ausdehnung bzw. Durchmesservergrößerung der Außenwand bei einem Auspressvorgang verhindern kann.The cartridge also comprises an integrated armor embedded inside the outer wall or fixed to its surface and having a plurality of rings closed or at least overlapping circumferentially of the outer wall, or a plurality of turns forming a spiral around the cylinder axis. These rings or spiral windings are made of a material that is stable against tensile stresses, such that the reinforcement can absorb tensile loads in the circumferential direction of the outer wall and thus prevent radial expansion or an increase in diameter of the outer wall during a pressing process.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, eine Koaxialkartusche bereitzustellen, welche im Durchmesser etwas kleiner als eine für den Auspressvorgang verwendete Stützstruktur ist, um das Einlegen der Kartusche in die Stützstruktur zu erleichtern. Dabei weist die Kartusche eine integrierte Armierung auf, durch welche ein auf elastischen Rückstellkräften basierendes Pumpverhalten der Kartusche in der Stützstruktur erheblich reduziert oder sogar eliminiert werden kann. Die Armierung kann dabei in die Kartuschen-Außenwand eingespritzt sein, oder wie ein Label um die Kartusche herum geklebt werden. Eine weitere Idee der Erfindung besteht darin, dass mit einer integrierten Armierung der hierin dargelegten Art sogar gänzlich auf eine die Kartusche umgebende Stützstruktur verzichtet werden kann:
Gemäß einer Ausführungsform sind die Kartusche und deren integrierte Armierung - d. h. das genannte Material der Ringe bzw. der Spiralwindungen sowie deren Anzahl und Verteilung entlang der Außenwand der Kartusche - derart gewählt und ausgelegt, dass die Form und die Abmessungen der Außenwand beim Auspressen der Masse aus der Kartusche durch axiales Verschieben des Innen- und des Außenkolbens (hierin kurz Auspressvorgang genannt) weitgehend unverändert bleiben. Mit anderen Worten ist die integrierte Armierung der Kartusche bei dieser Ausführungsform dazu ausgebildet, jegliche Verformung (d. h. unter anderem auch elastische Deformation) der Außenwand unter einem beim Auspressvorgang von innen wirkenden Druck zu verhindern. In diesem Fall kann auf eine externe Stützstruktur eingangs erwähnter Art für den Auspressvorgang verzichtet werden.One idea of the present invention consists in providing a coaxial cartridge, which is slightly smaller in diameter than a support structure used for the squeezing process, in order to facilitate the insertion of the cartridge into the support structure. The cartridge has an integrated reinforcement, through which a pumping behavior of the cartridge based on elastic restoring forces in the support structure can be significantly reduced or even eliminated. The reinforcement can be injected into the outer wall of the cartridge or glued around the cartridge like a label. Another idea of the invention is that with an integrated reinforcement of the type presented here can even completely dispense with a support structure surrounding the cartridge:
According to one embodiment, the cartridge and its integrated reinforcement - ie the mentioned material of the rings or the spiral windings and their number and distribution along the outer wall of the cartridge - are selected and designed in such a way that the shape and dimensions of the outer wall when the mass is pressed out of the cartridge remain largely unchanged as a result of axial displacement of the inner and outer pistons (referred to herein as the squeezing process). In other words, the integrated reinforcement of the cartridge in this embodiment is designed to prevent any deformation (ie including elastic deformation) of the outer wall under pressure acting from the inside during the squeezing process. In this case, an external support structure of the type mentioned at the outset for the squeezing process can be dispensed with.

Nachfolgend werden einige mögliche Ausführungsformen und Ausgestaltungsvarianten, die zu diesen Zwecken führen können, angegeben.Some possible embodiments and design variants that can lead to these purposes are specified below.

Gemäß einer Ausführungsform sind die mehreren Ringe bzw. Spiralwindungen gleichmäßig über eine gesamte axiale Länge der Außenwand verteilt. Dadurch kann die Armierung in Umfangsrichtung wirkende Zugspannungen gleichmäßig über die gesamte Kartuschenlänge und über die gesamte Dauer des Auspressvorgans aufnehmen, um Deformationen der Kartusche zu verhindern.According to one embodiment, the multiple rings or spiral windings are evenly distributed over an entire axial length of the outer wall. As a result, the reinforcement can absorb tensile stresses acting in the circumferential direction evenly over the entire length of the cartridge and over the entire duration of the squeezing process, in order to prevent deformation of the cartridge.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Armierung ein Gewebe aus dem genannten gegen Zugspannungen stabilen Material auf. Die mehreren Ringe bzw. Spiralwindungen, die hauptsächlich in Umfangrichtung der Außenwand verlaufen, bilden dabei einen Bestandteil der Gewebestruktur. Zusätzlich umfasst das Gewebe dabei weitere Materialstränge, -Fäden oder -Streifen, die quer hierzu (beispielsweise hauptsächlich in axialer Richtung der Kartusche) verlaufen und in beliebiger Weise mit den Ringen bzw. Spiralwindungen verflochten sein können. Auf diese Weise kann die stabilisierende Wirkung der Armierung insgesamt erhöht und zusätzlich in axialer Richtung erreicht werden.According to one embodiment, the reinforcement has a fabric made of the material mentioned that is stable against tensile stresses. The several rings or spiral windings, which run mainly in the circumferential direction of the outer wall, form part of the fabric structure. In addition, the fabric includes further material strands, threads or strips that run transversely thereto (for example mainly in the axial direction of the cartridge) and in any way with the rings or spiral windings can be intertwined. In this way, the overall stabilizing effect of the reinforcement can be increased and additionally achieved in the axial direction.

Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest die Außenwand der Kartusche durch Spritzgießen (beispielsweise aus Kunststoff) oder durch ein anderes Gießverfahren (beispielsweise aus Metall) hergestellt. Bei dieser Ausführungsform kann die Armierung im Inneren der Außenwand eingelassen werden, indem sie darin eingegossen bzw. eingespritzt wird. Insbesondere kann die Armierung dabei in Umfangrichtung der Kartusche geschlossene Ringe oder ineinander ohne Unterbrechung übergehende Spiralwindungen umfassen, um eine radiale Ausdehnung der Außenwand über deren gesamten Umfang besonders gleichmäßig und sicher zu unterbinden.According to one embodiment, at least the outer wall of the cartridge is produced by injection molding (e.g. made of plastic) or by another casting process (e.g. made of metal). In this embodiment, the reinforcement can be embedded inside the outer wall by being cast or injected therein. In particular, the reinforcement can include rings that are closed in the circumferential direction of the cartridge or spiral windings that merge into one another without interruption, in order to prevent a radial expansion of the outer wall over its entire circumference in a particularly uniform and reliable manner.

Alternativ hierzu kann die Armierung aber auch auf einer äußeren oder inneren Oberfläche der Außenwand befestigt werden. So kann die Kartusche auch nachträglich mit der Armierung ausgestattet werden, nachdem sie beispielsweise in einem herkömmlichen und/oder besonders günstigen oder einfachen Herstellungsverfahren hergestellt worden war.As an alternative to this, the reinforcement can also be attached to an outer or inner surface of the outer wall. The cartridge can also be equipped with the reinforcement later, for example after it has been produced using a conventional and/or particularly favorable or simple production method.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Armierung dabei beispielsweise in einer Schicht oder Folie (etwa aus Kunststoff oder Metall) eingebettet sein, die innen- oder außenseitig auf die Außenwand der Kartusche aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt, ist. An eine Dicke der genannten Schicht bzw. Folie bestehen grundsätzlich keine beschränkenden Anforderungen, außer dass sie zum Zusammenhalten der Armierung und zu deren Befestigung an der Außenwand der Kartusche ausreichen muss. Es kann beispielsweise auch sinnvoll sein, die Dicke der Schicht/Folie so zu wählen, dass sie sich bei der Befestigung an der Außenwand flexibel um diese herum legen lässt, ohne dabei zu brechen oder mit Krafteinsatz verformt werden zu müssen, um die darin ausgebildete Struktur der Armierung nicht zu beschädigen.According to one embodiment, the reinforcement can be embedded, for example, in a layer or foil (made of plastic or metal, for example), which is applied, for example glued, to the inside or outside of the outer wall of the cartridge. In principle, there are no limiting requirements for the thickness of the layer or film mentioned, except that it must be sufficient to hold the reinforcement together and to fasten it to the outer wall of the cartridge. For example, it can also be useful to choose the thickness of the layer/foil so that it can be flexibly placed around the outer wall when it is attached to the outer wall without breaking or having to be deformed with force to the structure formed therein not to damage the reinforcement.

Dabei ist die genannte Schicht oder Folie mit einem Überlapp in Umfangrichtung an der Kartusche befestigt, sodass auch die mehreren Ringe der Armierung jeweils in der Umfangrichtung überlappen, indem sie sich in der Umfangrichtung bis in aneinander befestigte überlappende Abschnitte der genannten Schicht/Folie hinein erstrecken und dadurch überlappende Enden besitzen. Dadurch kann eine radiale Ausdehnung der Außenwand über deren gesamten Umfang gleichmäßig und sicher unterbunden werden.In this case, said layer or film is attached to the cartridge with an overlap in the circumferential direction, so that the multiple rings are also attached of the reinforcement each overlap in the circumferential direction by extending in the circumferential direction into mutually attached overlapping portions of said layer/foil and thereby having overlapping ends. As a result, a radial expansion of the outer wall can be prevented uniformly and reliably over its entire circumference.

Bei einer spezifischen Ausgestaltung ist die genannte Schicht oder Folie außenseitig auf die Außenwand der Kartusche aufgeklebt und als ein Label ausgebildet, das zusätzlich zu der Armierung vorbestimmte Kennzeichnungselemente (wie Strichcodes, Chips etc.) zum Kennzeichnen oder Beschriften der Kartusche trägt. Mit anderen Worten kann die Armierung in einem ohnehin aufzubringenden Verkaufslabel der Kartusche integriert sein.In a specific embodiment, the said layer or film is glued to the outside of the cartridge and designed as a label that, in addition to the reinforcement, carries predetermined identification elements (such as barcodes, chips, etc.) for identifying or writing on the cartridge. In other words, the reinforcement can be integrated in a sales label that has to be applied to the cartridge anyway.

Bei allen möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Kartusche kann das genannte Material der Ringe bzw. der Spiralwindungen Aramid, Glasfaser oder Kohlefaser sein oder umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann auch jedes andere gegen Zugspannungen stabile Material wie Natur- oder Kunststofffaser, Metalldraht und vieles mehr in Form von einzelnen Fasern, Fäden, Strängen, Streifen oder Gewebestrukturen zum Einsatz kommen, deren Stärke und Stabilität jeweils für die Armierung der Außenwand zu deren Schutz vor elastischer Ausdehnung beim Auspressvorgang geeignet zu wählen ist. Auch die Wandstärken der Innenwand und der Außenwand sind dabei abhängig von spezifischen Gegebenheiten wie Material, Druckbeaufschlagung, Gesamtgröße der Kartusche etc. für die hierin beschriebene Funktionalität geeignet zu wählen.In all possible embodiments and configurations of the cartridge, the mentioned material of the rings or the spiral windings can be or include aramid, glass fiber or carbon fiber. Alternatively or in addition, any other material that is stable against tensile stresses, such as natural or plastic fibers, metal wire and much more in the form of individual fibers, threads, strands, strips or fabric structures can be used, the strength and stability of which are used to reinforce the outer wall Protection against elastic expansion during the squeezing process is to be chosen appropriately. The wall thicknesses of the inner wall and the outer wall are also dependent on specific circumstances such as material, pressurization, overall size of the cartridge, etc. to be selected appropriately for the functionality described herein.

Die Innenwand und die Außenwand der Kartusche können jeweils einen kreisförmigen Querschnitt haben. Dies ist jedoch für das hierin dargelegte Funktionsprinzip nicht zwingend erforderlich, sodass grundsätzlich auch andere Querschnittsformen, wie beispielsweise elliptisch oder rechteckig, genauso gut möglich sind. Zumindest die Innenwand und/oder die Außenwand der Kartusche können aus Kunststoff sein. Es kann insbesondere die gesamte Kartusche aus Kunststoff gefertigt sein, wobei deren einzelne Bestandteile aus dem gleichen oder unterschiedlichen Kunststoffarten sein können. Es können jedoch grundsätzlich auch andere Materialien, wie beispielsweise Metall, verwendet werden.The inner wall and the outer wall of the cartridge can each have a circular cross-section. However, this is not absolutely necessary for the functional principle presented here, so that in principle other cross-sectional shapes, such as elliptical or rectangular, are just as possible. At least the inner wall and/or the outer wall of the cartridge can be made of plastic. In particular, the entire cartridge can be made of plastic, with the individual components being made of can be the same or different types of plastic. In principle, however, other materials, such as metal, can also be used.

Insbesondere kann die Kartuschenfrontwand auf ihrer von der Innen- und der Außenkammer abgewandten Seite einen Anschlussstutzen besitzen, in den die Ausbringöffnungen der Innen- und der Außenkammer jeweils münden und der zum Anschließen eines Mischers zum Mischen der verschiedenen Komponenten der Mehrkomponentenmasse beim Auspressvorgang ausgebildet ist.In particular, the cartridge front wall can have a connecting piece on its side facing away from the inner and outer chambers, into which the discharge openings of the inner and outer chambers open and which is designed for connecting a mixer for mixing the various components of the multi-component mass during the squeezing process.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein System zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse vorgesehen. Das System umfasst zum einen eine Koaxialkartusche der hierin dargelegten Art und zum anderen eine Stützstruktur mit einer innenseitig zumindest abschnittsweise zylinderförmigen Aufnahme, deren Form und Größe zum Einlegen und Halten der Kartusche zum Auspressen der Mehrkomponentenmasse daraus bemessen sind.According to a further aspect, a system for storing and dispensing a flowable multi-component mass is provided. The system comprises on the one hand a coaxial cartridge of the type presented here and on the other hand a support structure with an at least partially cylindrical receptacle on the inside, the shape and size of which are dimensioned for inserting and holding the cartridge for squeezing the multi-component mass out of it.

Dabei verbleibt zwischen der Innenseite der Aufnahme der Stützstruktur und der Außenwand der darin eingelegten Kartusche ein Zwischenraum in Form eines im Wesentlichen zylindrischen Ringspalts, der das Einlegen der Kartusche in die Stützstruktur vor dem Auspressvorgang vereinfacht. Mit anderen Worten ist ein Innendurchmesser der zylinderförmigen Aufnahme der Stützstruktur um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer als ein Außendurchmesser der Außenwand der Kartusche. Die genannte Ringspaltbreite ist idealerweise gerade so groß, dass ein reibungsloses Einlegen der Kartusche in die Aufnahme der Stützstruktur ermöglicht ist.An intermediate space in the form of a substantially cylindrical annular gap remains between the inside of the receptacle of the support structure and the outer wall of the cartridge inserted therein, which simplifies the insertion of the cartridge into the support structure before the squeezing process. In other words, an inner diameter of the cylindrical receptacle of the support structure is larger than an outer diameter of the outer wall of the cartridge by a predetermined double annular gap width. The stated annular gap width is ideally just large enough to enable the cartridge to be inserted smoothly into the receptacle of the support structure.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Koaxialkartuschen mit einer elastisch verformbaren Außenwand begünstigt dieser Ringspalt bei dem vorliegenden System kein störendes Rückstell- oder Pumpverhalten der Kartusche beim Auspressvorgang, weil die in der Kartusche integrierte Armierung ein elastisches Ausdehnen ihrer Außenwand erheblich reduziert oder sogar ganz unterbindet.In contrast to conventional coaxial cartridges with an elastically deformable outer wall, this annular gap in the present system does not promote any disruptive resilience or pumping behavior of the cartridge during the squeezing process, because the reinforcement integrated in the cartridge elastic expansion of its outer wall is significantly reduced or even completely prevented.

Insbesondere kann das System auch den oben erwähnten Mischer umfassen, der zum Anschließen an dem Anschlussstutzen der Kartuschenfrontwand und zum Vermischen der verschiedenen Komponenten der Mehrkomponentenmasse beim Auspressvorgang ausgebildet ist. Beim Auspressvorgang wird die erste Komponente aus der Innenkammer und die zweite Komponente aus der Außenkammer durch simultanes axiales Bewegen des Innen- und des Außenkolbens zur Kartuschenfrontwand hin durch die Ausbringöffnungen nach außen gedrückt.In particular, the system can also include the mixer mentioned above, which is designed to be connected to the connecting piece of the cartridge front wall and to mix the various components of the multi-component mass during the squeezing process. During the squeezing process, the first component from the inner chamber and the second component from the outer chamber are pressed outwards through the dispensing openings by simultaneous axial movement of the inner and outer pistons towards the front wall of the cartridge.

Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispielen weiter erläutert. Die Zeichnungen sind schematisch gehalten. Sie können, müssen jedoch nicht als maßstabsgetreu zu verstehen sein. Es zeigen:

Figur 1
einen Längsschnitt eines Systems der hierin dargelegten Art mit einer in einer Stützstruktur eingelegten Koaxialkartusche mit einem zylindrischen Ringspalt dazwischen;
Figur 2
einen Längsschnitt einer Koaxialkartusche der hierin dargelegten Art mit einer in ihrer Außenwand eingelassenen Armierung; und
Figur 3
einen Längsschnitt einer Koaxialkartusche der hierin dargelegten Art mit einer Armierung, die in einem auf der Außenwand aufgeklebten Verkaufslabel integriert ist.
The above aspects of the invention and their embodiments and specific configurations are explained in more detail below using examples shown in the drawings. The drawings are schematic. They can, but do not have to, be to scale. Show it:
figure 1
a longitudinal section of a system of the type set forth herein with a coaxial cartridge inserted in a support structure with a cylindrical annular gap in between;
figure 2
a longitudinal section of a coaxial cartridge of the type set forth herein with an embedded reinforcement in its outer wall; and
figure 3
a longitudinal section of a coaxial cartridge of the type set out herein with a reinforcement that is integrated in a sales label glued to the outer wall.

Figur 1 zeigt in einem axialen Längsschnitt ein Beispiel eines Systems 1 der hierin dargelegten Art, in welchem eine Koaxialkartusche 2 zum Auspressen der darin aufgenommenen Mehrkomponentenmasse in eine hohlzylindrische Aufnahme 13 einer Stützstruktur 3 eingelegt ist. In diesem Beispiel ist die Koaxialkartusche 2 aus Kunststoff gefertigt. Das Gleiche kann auch für die Stützstruktur 3 gelten. figure 1 1 shows an example of a system 1 of the type presented here in an axial longitudinal section, in which a coaxial cartridge 2 is inserted into a hollow-cylindrical receptacle 13 of a support structure 3 for squeezing out the multi-component mass contained therein. In this example, the Coaxial cartridge 2 made of plastic. The same can also apply to the support structure 3 .

Die Kartusche 2 umfasst eine hohlzylindrische Innenwand 4 und eine um diese herum angeordnete hohlzylindrische Außenwand 5 mit einer gemeinsamen Zylinderachse A, wodurch eine radial von der Innenwand 4 begrenzte Innenkammer 6 sowie eine radial zwischen der Innenwand 4 und der Außenwand 5 angeordnete Außenkammer 7 gebildet sind. In der Innenkammer 6 ist eine erste Komponente der auszubringenden Mehrkomponentenmasse aufgenommen, während in der Außenkammer 7 eine zweite Komponente der Mehrkomponentenmasse aufgenommen ist (nicht dargestellt).The cartridge 2 comprises a hollow-cylindrical inner wall 4 and a hollow-cylindrical outer wall 5 arranged around it with a common cylinder axis A, whereby an inner chamber 6 delimited radially by the inner wall 4 and an outer chamber 7 arranged radially between the inner wall 4 and the outer wall 5 are formed. A first component of the multi-component mass to be discharged is accommodated in the inner chamber 6 , while a second component of the multi-component mass is accommodated in the outer chamber 7 (not shown).

An einer in Fig. 1 rechts liegenden Stirnseite der Kartusche 2 verschließt ihre Kartuschenfrontwand 8 die Innenkammer 6 und die Außenkammer 7, wobei jeweils eine Ausbringöffnung pro Kammer in der Kartuschenfrontwand 8 ausgebildet ist. Die beiden Ausbringöffnungen münden in einen Anschlussstutzen 9, der in der Kartuschenfrontwand 8 auf deren von der Innen- und der Außenkammer 6, 7 abgewandten Seite ausgebildet ist und zum Anschließen (z. B. durch Aufschrauben auf ein in Fig. 2 und 3 angedeutetes Außengewinde) eines nicht extra dargestellten Mischers zum Mischen der ersten und der zweiten Komponente der Mehrkomponentenmasse beim Auspressvorgang ausgebildet ist.at a 1 On the right-hand end of the cartridge 2, its cartridge front wall 8 closes the inner chamber 6 and the outer chamber 7, with one discharge opening per chamber being formed in the cartridge front wall 8. The two dispensing openings open into a connecting piece 9, which is formed in the cartridge front wall 8 on the side facing away from the inner and outer chamber 6, 7 and for connection (e.g. by screwing onto an in 2 and 3 indicated external thread) of a mixer not shown separately for mixing the first and the second component of the multi-component mass is formed during the squeezing process.

Des Weiteren umfasst die Kartusche 2 einen die Innenkammer 6 rückseitig verschließenden und axial darin bewegbaren Innenkolben 10 und einen die Außenkammer 7 rückseitig verschließenden und axial darin bewegbaren Außenkolben 11, durch deren simultane axiale Bewegung in Fig. 1 nach rechts die Mehrkomponentenmasse aus der Kartusche 2 durch die Ausbringöffnungen der Kartuschenfrontwand 8 ausgebracht werden kann (Auspressvorgang).Furthermore, the cartridge 2 comprises an inner piston 10 that closes the rear of the inner chamber 6 and can be moved axially therein, and an outer piston 11 that closes the rear of the outer chamber 7 and can be moved axially therein 1 to the right, the multi-component mass can be discharged from the cartridge 2 through the discharge openings of the cartridge front wall 8 (squeezing process).

Die Koaxialkartusche 2 ist im Durchmesser etwas kleiner als die Stützstruktur 3, sodass ein zylindrischer Ringspalt 12 zwischen der Außenwand 5 der Kartusche und der zylinderförmigen Aufnahme 13 der Stützstruktur 3 verbleibt, der das Einlegen der Kartusche 2 in die Aufnahme 13 erleichtert. Dabei weist die Kartusche 2 eine in/an ihrer Außenwand 5 integrierte Armierung 14 (nur in Fig. 2 und 3 gezeigt) auf, die beim Auspressvorgang ein elastisches Ausdehnen der Außenwand 5 in den Ringspalt 12 hinein reduziert oder gänzlich verhindert, wodurch das störende elastische Rückstellverhalten (Pumpen) der Kartusche 2 reduziert oder sogar gänzlich verhindert werden kann.The diameter of the coaxial cartridge 2 is slightly smaller than that of the support structure 3, so that a cylindrical annular gap 12 remains between the outer wall 5 of the cartridge and the cylindrical receptacle 13 of the support structure 3. which facilitates the insertion of the cartridge 2 into the receptacle 13. The cartridge 2 has a reinforcement 14 integrated in/on its outer wall 5 (only in 2 and 3 shown) which reduces or completely prevents elastic expansion of the outer wall 5 into the annular gap 12 during the squeezing process, as a result of which the disruptive elastic restoring behavior (pumping) of the cartridge 2 can be reduced or even completely prevented.

Fig. 2 und 3 zeigen, jeweils in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung, zwei Ausführungsbeispiele einer Koaxialkartusche 2 der hierin dargelegten Art, die sich in der Ausgestaltung der integrierten Armierung 14 unterscheiden. Im Übrigen wird auf die obige allgemeine Beschreibung der Kartusche 2 der Fig. 1 verwiesen. Die Kartusche 2 der Fig. 2 und 3 kann insbesondere Teil des Systems 1 der Fig. 1 sein, wobei der in Fig. 2 und 3 gezeigte axiale Längsschnitt gegenüber Fig. 1 um 90° um die Zylinderachse A gedreht ist, sodass die in Fig. 1 deutlich erkennbar aus der Mitte der Kartuschenfrontwand 8 versetzte Lage des Anschlussstutzens 9 in Fig. 2, 3 nicht zu sehen ist. 2 and 3 show, each in a highly simplified schematic representation, two exemplary embodiments of a coaxial cartridge 2 of the type presented here, which differ in the design of the integrated reinforcement 14. Incidentally, the above general description of the cartridge 2 of 1 referred. The cartridge 2 of 2 and 3 can in particular be part of the system 1 of 1 be where the in 2 and 3 axial longitudinal section shown opposite 1 is rotated 90° around the cylinder axis A, so that the in 1 clearly recognizable from the middle of the cartridge front wall 8 offset position of the connecting piece 9 in 2 , 3 is not visible.

Dabei zeigt Fig. 2 eine in der Kartuschen-Außenwand 5 eingegossene Armierung 14, welche in Umfangrichtung der Kartusche 2 Zugbelastungen aufnehmen kann und somit eine Ausdehnung und Durchmesservergrößerung der Außenwand 5 bei einem Auspressvorgang verhindert. Die Armierung 14 kann beispielsweise als mehrere in Umfangrichtung geschlossene Ringe oder als eine Spirale oder als eine Gewebestruktur ausgebildet sein und aus verschiedenen zum genannten Zweck geeigneten Materialien hergestellt sein (Aramid, Glasfaser, Kohlefaser, etc.).while showing 2 a reinforcement 14 cast into the cartridge outer wall 5, which can absorb tensile loads in the circumferential direction of the cartridge 2 and thus prevents an expansion and an increase in diameter of the outer wall 5 during a squeezing process. The reinforcement 14 can be designed, for example, as a plurality of rings closed in the circumferential direction or as a spiral or as a fabric structure and can be made of various materials suitable for the stated purpose (aramid, glass fiber, carbon fiber, etc.).

Um eine kostenintensivere Herstellung solcher Kartuschen 2, die mittels eines eingespritzten Gewebes oder eingespritzten Ringen oder Spiralwindungen armiert sind, zu vermeiden, kann die Armierung 14 auch nachträglich auf die Kartusche 2 aufgebracht werden. Hierzu zeigt Fig. 3 eine Möglichkeit, die Armierung 14 in ein ohnehin aufzubringendes Verkaufslabel 15 zu integrieren. Das Label 15 ist dabei an seinen Enden in Umfangrichtung der Kartusche 2 überlappend aufzubringen, beispielsweise aufzukleben. Die adhäsive Wirkung des Labels 15 im Überlappungsbereich (nicht extra dargestellt) bewirkt dabei zusammen mit den entsprechend überlappenden Ringen oder Gewebestrukturen der Armierung 14 eine zuverlässige Verstärkung der Kartuschen-Außenwand 5 in deren Umfangsrichtung, um somit deren Ausdehnung und damit ein unvorteilhaftes Pumpen mit einhergehenden Mischstörungen zu verhindern. Im Übrigen kann für Fig. 3 sinngemäß das Gleiche gelten, wie in Bezug auf Fig. 1 und 2 weiter oben ausgeführt.In order to avoid a more cost-intensive production of such cartridges 2, which are reinforced by means of an injected fabric or injected rings or spiral windings, the reinforcement 14 can also be applied to the cartridge 2 subsequently. For this shows 3 a possibility of integrating the reinforcement 14 into a sales label 15 that is to be applied anyway. The label 15 is at its ends in the circumferential direction of the cartridge 2 apply overlapping, for example glue. The adhesive effect of the label 15 in the overlapping area (not shown separately), together with the corresponding overlapping rings or fabric structures of the reinforcement 14, causes a reliable reinforcement of the cartridge outer wall 5 in its circumferential direction, thus preventing its expansion and thus unfavorable pumping with associated mixed disturbances to prevent. Incidentally, for 3 the same applies mutatis mutandis as in relation to Figures 1 and 2 stated above.

Mittels einer integrierten Armierung 14 ist es sowohl in Fig. 2 als auch in Fig. 3 möglich, die Kartusche 2 ausreichend für Druckbeaufschlagungen zu stabilisieren, die bei einem Auspressvorgang auftreten können, sodass es dabei zu keiner elastischen oder plastischen Ausdehnung oder sonstiger Verformung der Außenwand 5 kommt. In diesem Fall kann man für einen Auspressvorgang daher gänzlich auf eine die Kartusche 2 umfassende Stützstruktur 3 der Fig. 1 verzichten.By means of an integrated reinforcement 14, it is both in 2 as well as in 3 possible to stabilize the cartridge 2 sufficiently for pressurization that can occur during a squeezing process, so that there is no elastic or plastic expansion or other deformation of the outer wall 5. In this case, one can therefore rely entirely on a cartridge 2 comprehensive support structure 3 for a squeezing process 1 waive.

Claims (10)

Koaxialkartusche (2), die zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse ausgebildet ist, umfassend: - eine hohlzylindrische Innenwand (4) und eine koaxial um diese herum angeordnete hohlzylindrische Außenwand (5), sodass die Kartusche (2) eine radial von der Innenwand (4) begrenzte Innenkammer (6) zum Aufnehmen einer ersten Komponente sowie eine radial zwischen der Innenwand (4) und der Außenwand (5) angeordnete Außenkammer (7) zum Aufnehmen einer zweiten Komponente der Mehrkomponentenmasse aufweist; - eine Kartuschenfrontwand (8), die die Innen- und die Außenkammer (6, 7) an einer Stirnseite der Kartusche (2) fest verschließt und jeweils eine Ausbringöffnung pro Kammer aufweist; - einen die Innenkammer (6) rückseitig verschließenden und axial darin bewegbaren Innenkolben (10) und einen die Außenkammer (7) rückseitig verschließenden und axial darin bewegbaren Außenkolben (11); sowie - eine integrierte Armierung (14), die im Inneren der Außenwand (5) eingelassen oder an ihrer Oberfläche befestigt ist und mehrere in Umfangrichtung der Außenwand (5) geschlossene oder überlappende Ringe oder eine Spirale bildende Windungen, jeweils aus einem gegen Zugspannungen stabilen Material, aufweist. Coaxial cartridge (2), which is designed to store and dispense a flowable multi-component mass, comprising: - a hollow-cylindrical inner wall (4) and a hollow-cylindrical outer wall (5) arranged coaxially around it, so that the cartridge (2) has an inner chamber (6) delimited radially by the inner wall (4) for receiving a first component and one radially between the inner wall (4) and the outer wall (5) arranged outer chamber (7) for receiving a second component of the multi-component mass; - A cartridge front wall (8) which firmly closes the inner and outer chambers (6, 7) on one end face of the cartridge (2) and has one dispensing opening per chamber; an inner piston (10) closing the rear of the inner chamber (6) and being movable axially therein, and an outer piston (11) closing the rear of the outer chamber (7) and being movable axially therein; as well as - an integrated reinforcement (14) embedded inside the outer wall (5) or fixed to its surface and several loops closed or overlapping in the circumferential direction of the outer wall (5) or forming a spiral, each made of a material stable against tensile stresses, having. Koaxialkartusche (2) nach Anspruch 1, wobei: - das Material der Ringe bzw. der Spiralwindungen sowie deren Anzahl und Verteilung entlang der Außenwand (5) derart sind, dass die Form und die Abmessungen der Außenwand (5) beim Auspressen der Masse aus der Kartusche (2) durch axiales Verschieben des Innen- und des Außenkolbens (10, 11) unverändert bleiben. A coaxial cartridge (2) according to claim 1, wherein: - the material of the rings or the spiral windings and their number and distribution along the outer wall (5) are such that that the shape and the dimensions of the outer wall (5) remain unchanged when the compound is pressed out of the cartridge (2) by axial displacement of the inner and outer pistons (10, 11). Koaxialkartusche (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: - die mehreren Ringe bzw. Spiralwindungen im Wesentlichen gleichmäßig über eine gesamte axiale Länge der Außenwand (5) verteilt sind. A coaxial cartridge (2) according to claim 1 or 2, wherein: - the plurality of rings or spiral turns are distributed essentially uniformly over an entire axial length of the outer wall (5). Koaxialkartusche (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: - die Armierung (14) ein Gewebe aus dem genannten gegen Zugspannungen stabilen Material aufweist, wobei die mehreren Ringe bzw. Spiralwindungen ein Bestandteil von diesem Gewebe sind. A coaxial cartridge (2) according to any one of the preceding claims, wherein: - the reinforcement (14) has a fabric made of said material which is stable against tensile stresses, the plurality of rings or spiral windings being a component of this fabric. Koaxialkartusche (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - zumindest die Außenwand (5) der Kartusche (2) durch Spritzgießen oder ein anderes Gießverfahren gefertigt ist; und die Armierung (14) im Inneren der Außenwand (5) eingelassen ist, indem sie darin eingegossen ist. Coaxial cartridge (2) according to any one of the preceding claims, wherein - At least the outer wall (5) of the cartridge (2) is manufactured by injection molding or another casting process; and the reinforcement (14) is embedded inside the outer wall (5) by being cast therein. Koaxialkartusche (2) nach Anspruch 5, wobei - die Armierung (14) die mehreren in der Umfangrichtung der Außenwand (5) geschlossenen Ringe oder ineinander ohne Unterbrechung übergehenden Spiralwindungen aufweist. Coaxial cartridge (2) according to claim 5, wherein - the reinforcement (14) has a plurality of rings closed in the circumferential direction of the outer wall (5) or spiral turns which merge into one another without interruption. Koaxialkartusche (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei - die Armierung (14) in einer Schicht oder Folie ausgebildet ist, die innen- oder außenseitig auf der Außenwand (5) der Kartusche (2) mit einem Überlapp in Umfangrichtung befestigt ist; und - die mehreren Ringe jeweils in der Umfangrichtung überlappen, indem sie sich in Umfangrichtung bis in aneinander befestigte überlappende Abschnitte der genannten Schicht oder Folie hinein erstrecken und dadurch überlappende Enden besitzen. Coaxial cartridge (2) according to any one of claims 1 to 4, wherein - the reinforcement (14) is formed in a layer or film which is fixed internally or externally to the outer wall (5) of the cartridge (2) with an overlap in the circumferential direction; and - the plurality of rings each overlapping in the circumferential direction by extending circumferentially into mutually secured overlapping portions of said sheet or film and thereby having overlapping ends. Koaxialkartusche (2) nach Anspruch 7, wobei - die genannte Schicht oder Folie außenseitig auf die Außenwand (5) der Kartusche (2) aufgeklebt und als ein Label (15) ausgebildet ist, das zusätzlich zu der Armierung (14) vorbestimmte Kennzeichnungselemente zum Kennzeichnen oder Beschriften der Kartusche (2) trägt. Coaxial cartridge (2) according to claim 7, wherein - said layer or film is glued to the outside of the outer wall (5) of the cartridge (2) and is designed as a label (15) which, in addition to the reinforcement (14), carries predetermined identification elements for identifying or labeling the cartridge (2). Koaxialkartusche (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das genannte Material der Ringe bzw. der Spiralwindungen Aramid, Glasfaser oder Kohlefaser ist oder umfasst. Coaxial cartridge (2) according to any one of the preceding claims, wherein - The said material of the rings or the spiral windings is or includes aramid, glass fiber or carbon fiber. System (1) zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse, umfassend: - eine Koaxialkartusche (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und - eine Stützstruktur (3) mit einer innenseitig zumindest abschnittsweise zylinderförmigen Aufnahme (13), deren Form und Größe zum Einlegen und Halten der Kartusche (2) zum Auspressen der Mehrkomponentenmasse daraus bemessen sind, - wobei ein Innendurchmesser der zylinderförmigen Aufnahme (13) der Stützstruktur (3) um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer ist, als ein Außendurchmesser der Kartusche (2), wobei dieser Ringspalt (12) zwischen der Kartusche (2) und der zylinderförmigen Aufnahme (13) der Stützstruktur (3) vorzugsweise gerade so breit ist, dass er ein reibungsloses Einlegen der Kartusche (2) in die Aufnahme (13) der Stützstruktur (3) ermöglicht. System (1) for storing and applying a flowable multi-component mass, comprising: - A coaxial cartridge (2) according to any one of the preceding claims; and - a support structure (3) with a receptacle (13) that is at least partially cylindrical on the inside, the shape and size of which are dimensioned for inserting and holding the cartridge (2) for squeezing the multi-component mass out of it, - wherein an inner diameter of the cylindrical receptacle (13) of the support structure (3) is larger by a predetermined twice the annular gap width than an outer diameter of the cartridge (2), this annular gap (12) between the cartridge (2) and the cylindrical receptacle (13 ) of the support structure (3) is preferably just wide enough to allow the cartridge (2) to be smoothly inserted into the receptacle (13) of the support structure (3).
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