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EP4151321A1 - Stützstruktur mit variierendem innendurchmesser zum rückstellkraftfreien auspressen einer mehrkomponentenmasse aus einer koaxialkartusche - Google Patents

Stützstruktur mit variierendem innendurchmesser zum rückstellkraftfreien auspressen einer mehrkomponentenmasse aus einer koaxialkartusche Download PDF

Info

Publication number
EP4151321A1
EP4151321A1 EP21197870.5A EP21197870A EP4151321A1 EP 4151321 A1 EP4151321 A1 EP 4151321A1 EP 21197870 A EP21197870 A EP 21197870A EP 4151321 A1 EP4151321 A1 EP 4151321A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cartridge
wall
support structure
tube
front wall
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
EP21197870.5A
Other languages
English (en)
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 EP21197870.5A priority Critical patent/EP4151321A1/de
Priority to US17/933,263 priority patent/US11858716B2/en
Publication of EP4151321A1 publication Critical patent/EP4151321A1/de
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
    • 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
    • B05C17/00596—The liquid or other fluent material being supplied from a rigid removable cartridge having no active dispensing means, i.e. the cartridge requiring cooperation with means of the handtool to expel the material

Definitions

  • the invention relates to a system for storing and dispensing a flowable multi-component mass. It comprises a coaxial cartridge adapted to receive and store a first and a second component of the mass in separate coaxial chambers, and a suitable support structure into which this cartridge is to be placed for squeezing the mass therefrom. Even if the explanation of the invention here usually only mentions the two coaxial 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 the 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 which can prevent elastic deformation of the cartridge outer wall during the squeezing process.
  • This support structure would have to fit as closely as possible to the cartridge in order to limit the possible pumping 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 only moves inside during the squeezing process this annular gap could expand elastically. 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 system for storing and dispensing a flowable multi-component mass (hereinafter referred to as mass) is provided. It comprises a coaxial cartridge for storing the multi-component mass and a support structure into which the cartridge is to be inserted for squeezing the mass out of it.
  • 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 intended 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 cartridge inner wall and a cartridge outer wall which is arranged coaxially (i.e. with the same cylinder axis) around it and which is also cylindrical at least on the inside.
  • the cartridge thus has an inner chamber delimited radially by the cartridge inner wall for receiving the first component of the multi-component mass and an outer chamber arranged radially between the cartridge inner wall and the cartridge outer wall 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 firmly closes the inner chamber and the outer chamber in the axial direction and in doing so has a discharge opening for the first component in the area of the inner chamber and has a discharge opening for the second component in the area of the outer chamber.
  • the cartridge further 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 piston is designed for squeezing the first component out of the inner chamber and the outer piston for squeezing the second component out of the outer chamber by simultaneously moving both pistons axially towards the cartridge front wall (this is referred to herein as the squeezing process).
  • the system comprises a support structure which is designed to receive and hold the cartridge when the mass is squeezed out of it and for this purpose has an at least partially tubular section-shaped side wall which is at least partially closed on its first end face by a supporting structure front wall designed to support the cartridge front wall.
  • the inner diameter of this side wall is designed to vary or be adjustable in the axial and/or radial direction of the support structure (i.e. can be varied by applying a suitable force in the system or from the outside) such that there is both an annular gap (i.e.
  • Insertion and removal of the cartridge into/from the support structure consists or is adjustable, as well as a tight fit of the side wall against the cartridge outer wall (ie without the mentioned annular gap in between) for the duration of a squeezing process or is adjustable.
  • This support structure can thus allow both easy insertion/removal of the cartridge and close contact with it in the event of squeezing to avoid the disruptive pumping behavior (ie elastic recovery behavior) of the cartridge described at the outset.
  • the cartridge outer wall is also cylindrical on the outside (cf. 1 ).
  • the side wall of the support structure is designed as a cylindrical tube slotted in the axial direction, in particular made of elastically deformable material (e.g. steel).
  • the support structure also has an externally operable closing and opening mechanism for this slot, such that the tube when the slot is open has an inside diameter that is larger by a predetermined double annular gap width than an outside diameter of the cartridge outer wall, while the tube when the slot is closed is narrow against the outer wall of the cartridge.
  • Said predetermined annular gap width can, for example, be just large enough to enable the cartridge to be inserted into and removed from the support structure without any problems.
  • the closing and opening mechanism for the slot can be designed as a wedge system (cf. Figures 2-4 ).
  • This includes an axially slotted inner wedge made of two wedge halves, which are attached to the outside of the tube on both sides of its slot and taper in the axial direction of the tube in the shape of a wedge.
  • the wedge system comprises an outer wedge which encloses the inner wedge on the outside and can be displaced axially thereon and has two opposing wedge-shaped inner flanks facing the inner wedge.
  • the wedge-shaped inner flanks of the outer wedge are designed in such a way that when the outer wedge is axially displaced in one direction, they push the two wedge halves of the inner wedge towards one another in the circumferential direction until the slot in the pipe closes as a result. through the axial By shifting the outer wedge in the other direction, the inner wedge and with it the slot in the pipe can be opened again.
  • the support structure in this embodiment can have an integrated cover which can be adjusted between an open state for inserting and removing the cartridge and a closed state for holding the cartridge in the support structure and for performing an ejection process.
  • the closing and opening mechanism for the slot can be mechanically coupled to the cover in that the slot is also open when the cover is open and the slot is also closed when the cover is closed.
  • the cartridge outer wall is conical on the outside and tapers towards the cartridge front wall with a predetermined cone slope (cf. Figures 5a-5b ).
  • the side wall of the support structure also tapers conically on the inside towards the support structure front wall with the same cone gradient as the cartridge outer wall and has the same inner diameter on the support structure front wall as an outer diameter of the cartridge outer wall on the cartridge front wall. Due to this geometry, there is an annular gap between the cartridge outer wall and the side wall during the insertion of the cartridge into the support structure and the removal of the cartridge from it, which only closes completely when the cartridge front wall hits the support structure front wall.
  • the support structure for the squeezing process lies completely against the cartridge, so that the mass can be squeezed out without any disruptive resilience of the cartridge outer wall.
  • the support structure in this embodiment can be opened and closed again along an axial dividing line in its side wall in order to remove the cartridge inserted therein (cf. 6 ).
  • it can have two side wall segments that can be separated from one another in a reversible manner along this axial dividing line, each of which extends only over a partial angle segment extend circumferentially and are rotatably connected to one another, for example by an axial hinge or other rotary joint, along an axial connection line which lies circumferentially away from the parting line. This can also be used to insert the cartridge into the support structure to make it even easier.
  • the cartridge outer wall is conical on the outside and widens toward the cartridge front wall with a predetermined cone slope (cf. 7 ).
  • the support structure front wall is designed as a reversibly closable cover for opening the support structure for inserting the cartridge via the first end face of the support structure and for closing the support structure for the duration of a squeezing process.
  • the side wall of the support structure is composed of a cylindrical outer tube and an inner tube inserted into it and mounted in an axially displaceable manner.
  • the inner tube widens conically on the inside towards the support structure front wall with the same cone pitch as the cartridge outer wall and has the same inner diameter on the support structure front wall as an outer diameter of the cartridge outer wall on the cartridge front wall.
  • the support structure has an axial pressure device on its second end face (for example in the form of a spring that loads the inner tube with spring force in the axial direction), which is designed to press the inner tube against the closed cover.
  • the support structure for the squeezing process lies completely against the cartridge, so that the mass can be squeezed out without any disruptive resilience of the cartridge outer wall.
  • the cartridge outer wall is also designed to be cylindrical on the outside.
  • the side wall of the support structure consists of an outer tube, which tapers conically on the inside towards the front wall of the support structure with a predetermined cone slope, and an inner tube that is mounted in an axially displaceable (and in particular completely removable) manner, which is cylindrical on the inside and is axially slotted several times to change its diameter.
  • the outer tube geometry mentioned can be achieved, for example, by a suitable conical tubular inner layer which is permanently fastened in a stable cylindrical outer tube, for example as in 8 .
  • the inner tube tapers conically on the outside toward the support structure front wall with the same cone gradient as the outer tube and has completely closed slits when it rests against the support structure front wall and has the same inner diameter as an outer diameter of the cartridge outer wall.
  • the support structure has on its second end face an axial pressure device (for example in the form of a spring that loads the inner tube with spring force in the axial direction), which is designed to press the inner tube against the support structure front wall.
  • the support structure for the squeezing process lies completely against the cartridge, so that the mass can be squeezed out without any disruptive resilience of the cartridge outer wall.
  • the inner tube in this embodiment can have carrier hooks that project radially inwards on the second end face of the support structure and are arranged axially behind the outer piston of the cartridge inserted in the support structure (cf. 8 ).
  • the carrier hooks project radially behind the outer piston, so that the outer piston, when it is pulled back after the squeezing process to remove the cartridge, takes the inner tube of the support structure with it via the carrier hooks and pulls it out of the outer tube.
  • the slits of the inner tube open at the same time and an annular gap is formed between the cartridge outer wall and the side wall of the support structure, which facilitates removal.
  • the cartridge outer wall is also designed to be cylindrical on the outside.
  • the side wall of the support structure is made up of a cylindrical outer tube, several outer rings which are mounted in an axially displaceable manner and which are in axial cross-section each tapering inwards in a trapezoidal or triangular shape (i.e. towards the cylinder axis) and with their broad sides lying against an inside of the outer tube, as well as several inner rings arranged alternately with the outer rings in the axial direction, which partially protrude radially between the outer rings and thereby axial cross-section widen inwards in a trapezoidal or triangular shape (cf. 9 ).
  • Each inner ring has a number of radial incisions or indentations distributed over its circumference to change its diameter (cf. 10 ) so that it can be pressed radially inwards by axially pushing together the adjacent outer rings and its inner diameter can thereby be reduced to the same extent as the outer diameter of the cartridge outer wall, so that it is pressed against the outer wall of the cartridge inserted in the support structure.
  • the support structure has an axial pressure device on its second end face (for example in the form of a spring that loads the outer rings with spring force in the axial direction), which is designed for axially pushing the outer rings together towards the support structure front wall.
  • the inner rings on their broad inner sides facing the cartridge can be geometrically complementary to the geometry of the cartridge outer wall and geometrically designed for said interaction with the outer rings in such a way that they completely cover the cartridge outer wall when they rest against it and thus support it radially over the entire surface during the squeezing process.
  • the cartridge outer wall is also designed to be cylindrical on the outside.
  • the side wall of the support structure is composed of a cylindrical outer tube and a hydraulic cushion which rests on the outer tube over its entire radial circumference and at least partially also on the inside of the front wall of the support structure and which is filled with a flowable medium (cf. 11 ).
  • the hydraulic cushion is designed and dimensioned in such a way that, when the cartridge is inserted in the support structure, it encloses the entire outer wall and at least part of the cartridge front wall. Its inner diameter in its unloaded state, which prevails before and during the insertion of the cartridge into the support structure, is greater than an outer diameter of the cartridge outer wall by a predetermined double the annular gap width.
  • the cushion in its loaded state which occurs with the start of a squeezing process and the associated pressing of the cartridge outer wall against the support structure front wall, comes into close contact with the entire cartridge outer wall due to the immediate escape/displacement of the flowable medium from front wall sections into side wall sections of the cushion.
  • the support structure for the squeezing process lies completely against the cartridge, so that the mass can be squeezed out without any disruptive resilience of the cartridge outer wall.
  • Said predetermined annular gap width can, for example, be large enough to enable the cartridge to be inserted into and removed from the support structure without any problems.
  • the flowable medium can be largely incompressible, at least at pressures that can be achieved during a squeezing process in the system, so that when the outer wall of the cartridge is pressed against the support structure front wall, it is displaced from the front wall sections into the side wall sections of the cushion right at the beginning of the squeezing process, until the the annular gap remaining between the cushion and the outer wall of the cartridge closes.
  • a gel or a liquid, for example can be suitable as a flowable medium for this purpose.
  • certain gases can also be suitable for the described functionality, which are indeed compressible, but with increasing pressure in the front wall sections of the cushion can quickly escape into the side wall sections and thereby also cause them to swell radially.
  • the cartridge inner wall and the cartridge outer wall can each have a circular cross section.
  • this is not absolutely necessary for the functional principle presented here, so that in principle other cross-sectional shapes, such as elliptical or rectangular, can also be implemented.
  • At least the inner wall of the cartridge and/or the outer wall of the cartridge can be made of plastic.
  • the entire cartridge can be made of plastic, and its individual components can be made of the same or different types of plastic.
  • other materials, such as metal, can also be used. The same can also apply accordingly to the support structure.
  • the cartridge front wall has a connecting piece on its side facing away from the inner and outer chambers, into which the dispensing 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 .
  • FIG. 1 shows an example of a system 1 according to a first embodiment of the invention in an axial longitudinal section, in which a coaxial cartridge 2 for pressing out the multi-component mass contained therein is inserted into a support structure 3, the side wall 13 of which is slotted in one piece Tube with an axial slot 14 (which can only be seen in the views of Figures 2 to 4 can be seen) and a wedge lock (wedge system) as a closing and opening mechanism (cf. Figures 2-4 ) is designed for the slot 14.
  • a coaxial cartridge 2 for pressing out the multi-component mass contained therein is inserted into a support structure 3, the side wall 13 of which is slotted in one piece Tube with an axial slot 14 (which can only be seen in the views of Figures 2 to 4 can be seen) and a wedge lock (wedge system) as a closing and opening mechanism (cf. Figures 2-4 ) is designed for the slot 14.
  • the cartridge 2 comprises a hollow-cylindrical cartridge inner wall 4 and a hollow-cylindrical cartridge outer wall 5 arranged around it with a common cylinder axis A, whereby an inner chamber 6 delimited radially by the cartridge inner wall 4 and an outer chamber 7 arranged radially between the cartridge inner wall 4 and the cartridge 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 squeezed out of the cartridge 2 through the dispensing openings of the cartridge front wall 8 (squeezing process).
  • the support structure 3 is at its in 1
  • the first end face on the right is closed by a supporting structure front wall 15, which is formed in one piece with the side wall 13 in this example (with the exception of an opening through which the connecting piece 9 of the cartridge 2 protrudes outwards).
  • the support structure front wall 15 serves to support the cartridge front wall 8 during the squeezing process.
  • an inside diameter of the support structure 3 with the slot 14 open (in Figures 2-4 shown) by a predetermined twice the annular gap width larger than an outer diameter of the cartridge 2, so that a cylindrical annular gap 12 remains between the cartridge outer wall 5 and the side wall 13 of the support structure 3, which facilitates the insertion of the cartridge 5 into the support structure 3.
  • the side wall 13 of the support structure 3 is 1 as a slotted cylindrical tube, preferably made of an elastically deformable material (e.g. steel).
  • an elastically deformable material e.g. steel
  • Figures 2 to 4 14 show the slot 14 and its closing and opening mechanism, which is designed as a wedge system purely by way of example, in three different views. For this shows 2 the support structure 3 of 1 in a perspective view, 3 in a half radial cross-section and 4 in a side view looking at the slot 14 and the wedge system.
  • the slot 14 extends in the longitudinal direction of the tube.
  • the width of the slot 14 is, for example, approximately 5 mm, sufficient for a tube diameter of approximately 113 mm.
  • the slot width should be selected according to the pipe diameter in order to ensure a sufficient annular gap 12 for inserting/removing the cartridge 2 and a sufficient path for tensioning the support structure 3 and to allow the support structure 3 to fit snugly against the cartridge 2 for the squeezing process.
  • the closing and opening of the slit 14 by clamping the one-piece, slit tube can be done by means of a wedge system consisting of a slotted inner wedge 16 which is attached to the tube and two wedge halves 16a and 16b extending axially on both sides of the slit 14 , and an outer wedge 17 with wedge-shaped inner flanks 17a and 17b, which can be moved axially on the inner wedge 16 and encloses the two wedge halves 16a and 16b.
  • the movement of the enclosing outer wedge 17 is coupled with the closing of a cover (not shown separately) on the dispensing device (i.e. support structure 3), which is provided for reversibly opening the support structure for inserting and removing the cartridge 2 . If this cover is open, an annular gap 12 has formed between the cartridge 2 and the support structure 3 and the cartridge 2 can be pushed in. If the lid is closed, the enclosing outer wedge 17 pulls over the support structure 3 and the annular gap 12 closes as a result.
  • the support structure 3 thus lies completely against the cartridge 2, pumping of the cartridge 2 when pressure is applied is prevented and the mass can be pressed out.
  • Figure 5a-5b each show a longitudinal section of a system 1 according to a second embodiment of the invention with an annular gap 12 between cartridge 2 and support structure 3 when inserting or removing the cartridge 2 ( Figure 5a ) and without annular gap 12 with the completely inserted cartridge 2 ( Figure 5b ).
  • Handy insertion and removal of the cartridge 2 with simultaneous elimination of the annular gap 12 when the cartridge 2 is inserted can be achieved here by conical design of the cartridge 2 on the outside and conical design of the support structure 3 on the inside with as exactly the same cone gradient as possible.
  • the cartridge 2 tapers towards the front through a conical outer wall (ie toward the cartridge front wall 8).
  • the support structure 3 also has the same geometric configuration, which also tapers towards the front (ie towards the support structure front wall 15).
  • the angles of the cartridge outer wall 5 and the side wall 13 of the support structure 3 are identical.
  • the cartridge inner wall 4 can remain cylindrical and does not require any conical configuration. However, it is not possible to load the squeezing device (support structure 3) from the front. Instead, the cartridge 2 can be inserted axially from the rear or from the side in an in 6 Sketched two-part support structure 3 done. Dividing the conical side wall 13 into two offers the advantage that the cartridge 2 can be removed more easily after it has been pressurized (ie after the squeezing process).
  • FIG. 6 shows a cross section of the system 1 of FIG Fig. 5a-b in the case of a side wall 13 of the support structure 3 that is open along an axial dividing line 18.
  • the side wall 13 has two side wall segments 13a and 13b that can be separated from one another in a reversible manner along the axial dividing line 18 circumferentially off the parting line 18 are rotatably connected to each other.
  • FIG. 7 shows a longitudinal section of a system 1 according to a third embodiment of the invention.
  • the cartridge 2 tapers here in contrast to FIG Figures 5a-5b backwards and not forwards.
  • the side wall 13 of the support structure 3 has a movable conical element in the form of a conical inner tube 20 which is inserted into a cylindrical outer tube 21 .
  • the inner tube 20 is loaded in the form of springs by means of an axial pressure device 30 arranged on the second end face of the support structure 3 and is mounted in the outer tube 21 in an axially displaceable manner.
  • the entire structure is pushed further into the enclosing support structure 3 until the cartridge front wall 8 is flush with the side wall 13 of the support structure 3 and the support structure front wall 15 can be closed in the form of a lid.
  • the influence of any diameter tolerances in the cartridge 2 or the support structure 3 can be reduced or eliminated.
  • the removal of the empty cartridge 2 can be supported by the pistons 10/11 of the cartridge 2 or the squeezing device by pushing the empty cartridge 2 forward out of the enclosing cone of the inner tube 20 with the support structure front wall 15 (cover) open.
  • FIG. 8 shows a longitudinal section of a system 1 according to a fourth embodiment of the invention.
  • two conical elements are provided in the side wall 13 of the support structure 3: a conical outer tube 22 and a conical inner tube 23.
  • the conical outer tube 22 consists of a cylindrical outer tube 22a and an integrally connected forwardly tapering tubular inner layer 22b, whose movement axially or radially with respect to the cylindrical outer tube 22a is not possible.
  • the movable conical inner tube 23, which encloses the cartridge 2, has multiple axial slits (not shown) in order to allow its diameter to change so that it fits tightly against the cartridge 2 for the squeezing process. It is also mounted on the inside of the conical outer tube 22 so that it can move axially and is equipped with an axial pressure device 30 (similar to that in Figure 7 ) spring-loaded to fully support the inserted cartridge 2.
  • the pistons 10/11 of the cartridge 2 or of the dispensing device can pull back the conical inner tube 23 using its carrier hooks 24 gripping radially and axially behind the piston 11 when the pistons 10/11 return thus an annular gap 12 similar to that 1 form.
  • FIG. 9 shows a longitudinal section of a system 1 according to a fifth embodiment of the invention. It shows a further possibility of a conical design of the side wall 13 of the support structure 3 in a cylindrical cartridge 2 by using many conical inner rings 25, which can be separated in a suitable manner in the radial direction (e.g. by means of radial incisions 33 as in 10 ) are variable in diameter.
  • An axial force F which is generated, for example, by springs in an axial pressure device 30 as in 7 or 8th can be effected, presses the conical inner rings 25 with their surfaces 26 conical on both sides in the axial direction against adjacent outer rings 27, which also have conical surfaces 28 on both sides in the axial direction and thereby with their widths Pages 29 abut against a cylindrical outer tube 31 of the support structure 3, on which they are mounted axially displaceable.
  • the axial force F pushes the outer races 27 together axially, forcing the respective inner races 25 therebetween inwardly (as illustrated by radial arrows) through the interaction of the conical surfaces 26 and 28 .
  • this requires a reversible diameter reduction of the inner rings 25 through the elastic sealing of their radial incisions 33 ( 10 ).
  • the inner rings 25 rest against the cartridge 2 with their wide inner sides 32 and eliminate the annular gap 12 ( 1 ).
  • the axial force F is removed, the diameter of the inner rings 25 increases due to the spring action of the radial incisions 33, and an annular gap 12 is created again between the support structure 3 and the cartridge outer wall 5 (cf. 1 ).
  • the handy insertion or removal of the cartridge 2 is possible.
  • FIG 10 shows a radial cross section of an inner ring 25 of the support structure 3 of FIG 9 .
  • many radial incisions 33 are provided alternately on the outside and inside in the inner ring 25, which separate the inner ring 25 only up to about half its radial thickness or only partially beyond it.
  • FIG. 11 shows a longitudinal section of a system 1 according to a sixth embodiment of the invention, which illustrates a further embodiment of a support structure 3 with a variable inner diameter with a cylindrically designed cartridge outer wall 5 .
  • the inner diameter of the side wall 13 of the support structure varies by hydraulic action.
  • the side wall 13 comprises a cylindrical outer tube 31, inside which a hydraulic cushion 34 is inserted, which encloses the cartridge 2 both on the circumference and on the front contact surface (ie on the cartridge front wall 8). Will pressure from behind on the in the When the piston 10/11 located on the cartridge 2 is applied, the cartridge 2 presses on the end-side front wall section 35 of the hydraulic cushion with a pressing force F1 equal to the squeezing force provided by the squeezing device.
  • the flowable medium in the pad 34 is displaced into the rear side wall section 36 of the pad 34, i.e. the side wall section encompassing the cartridge outer wall 5, whereby its thickness increases radially inwards and the inner diameter becomes correspondingly smaller, so that the pad 34 fully rests against the Cartridge 2 comes, exerting a radial pressure indicated by arrows on it.
  • the annular gap 12 that prevails in the unloaded state of the system 1 closes (cf. 1 ), so that the cartridge 2 is prevented from expanding under pressure.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse, umfassend:- eine Koaxialkartusche (2) mit einer hohlzylindrischen Kartuscheninnenwand (4), einer koaxial um diese angeordneten Kartuschenaußenwand (5), einer radial von der Kartuscheninnenwand (4) begrenzten Innenkammer (6) für eine erste Komponente und einer radial zwischen der Kartuscheninnenwand (4) und der Kartuschenaußenwand (5) liegenden Außenkammer (7) für eine zweite Komponente der Masse; sowie mit einer Kartuschenfrontwand (8), die beide Kammern (6, 7) an einer Stirnseite der Kartusche (2) fest verschließt und jeweils eine Ausbringöffnung pro Kammer aufweist; und- eine Stützstruktur (3), die zum Aufnehmen und Halten der Kartusche (2) beim Auspressen der Masse daraus ausgebildet ist und hierzu eine rohrabschnittförmige Seitenwand (13) aufweist;- wobei ein Innendurchmesser der Seitenwand (13) derart in axialer und/oder radialer Richtung der Stützstruktur (3) variiert oder verstellbar ist, dass dadurch sowohl ein Ringspalt (12) zwischen der Kartuschenaußenwand (5) und der Seitenwand (13) beim Einführen und Entnehmen der Kartusche (2) besteht oder einstellbar ist, als auch ein enges Anliegen der Seitenwand (13) an der Kartuschenaußenwand (5) beim Auspressvorgangs besteht oder einstellbar ist.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein System zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse. Es umfasst eine Koaxialkartusche, die zum Aufnehmen und Aufbewahren einer ersten und einer zweiten Komponente der Masse in voneinander getrennten koaxialen Kammern ausgebildet ist, sowie eine geeignete Stützstruktur, in welche diese Kartusche zum Auspressen der Masse daraus einzulegen ist. Auch wenn bei der Erläuterung der Erfindung hierin meist nur die Rede von den zwei koaxialen Kammern für zwei Komponenten ist, können im Inneren der Kartusche dabei stets noch weitere (Teil-)Kammern für weitete Komponenten der Mehrkomponentenmasse vorgesehen sein.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Kartuschenaußenwand. 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.
  • Als Abhilfe hiergegen ist daher eine geeignete Stützstruktur zu verwenden, welche eine elastische Deformation der Kartuschenaußenwand 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 Kartuschenaußenwand zurückbewegen, weil sich die Kartuschenaußenwand 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.
  • 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.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System aus einer Koaxialkartusche eingangs genannter Art und einer geeigneten Stützstruktur, in welche die Kartusche zum Auspressen der Mehrkomponentenmasse daraus einzulegen ist, bereitzustellen, mit dem sowohl ein einfaches Einführen/Entnehmen der Kartusche möglich ist als auch das störende, auf elastischen Rückstellkräften basierende Pumpverhalten der Kartusche beim Auspressvorgang verhindert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein System zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse (nachfolgend kurz Masse genannt) vorgesehen. Es umfasst eine Koaxialkartusche zum Aufbewahren der Mehrkomponentenmasse und eine Stützstruktur, in welche die Kartusche zum Auspressen der Masse daraus einzulegen ist. Die Mehrkomponentenmasse umfasst dabei 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.
  • Die Kartusche umfasst eine hohlzylindrische Kartuscheninnenwand und eine koaxial (d. h. mit der gleichen Zylinderachse) um diese herum angeordnete Kartuschenaußenwand, die zumindest innenseitig ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist. Somit weist die Kartusche eine radial von der Kartuscheninnenwand begrenzte Innenkammer zum Aufnehmen der ersten Komponente der Mehrkomponentenmasse sowie eine radial zwischen der Kartuscheninnenwand und der Kartuschenaußenwand angeordnete Außenkammer zum Aufnehmen der zweiten Komponente der Mehrkomponentenmasse auf. 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.
  • 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 fest verschließt und dabei eine Ausbringöffnung für die erste Komponente im Bereich der Innenkammer sowie eine Ausbringöffnung für die zweite Komponente im Bereich der Außenkammer aufweist.
  • Insbesondere umfasst die Kartusche ferner 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 ist der Innenkolben zum Auspressen der ersten Komponente aus der Innenkammer und der Außenkolben zum Auspressen der zweiten Komponente aus der Außenkammer durch ein simultanes axiales Bewegen beider Kolben zur Kartuschenfrontwand hin ausgebildet (dies wird hierin als Auspressvorgang bezeichnet).
  • Für diesen Auspressvorgang umfasst das System eine Stützstruktur, die zum Aufnehmen und Halten der Kartusche beim Auspressen der Masse daraus ausgebildet ist und hierzu eine zumindest teilweise rohrabschnittförmige Seitenwand aufweist, die an deren erster Stirnseite zumindest teilweise durch eine zum Abstützen der Kartuschenfrontwand ausgebildete Stützstrukturfrontwand verschlossen ist. Diese Seitenwand ist in ihrem Innendurchmesser derart in axialer und/oder radialer Richtung der Stützstruktur variierend oder verstellbar (d. h. durch eine geeignete Krafteinwirkung im System oder von außen variierbar) ausgestaltet, dass dadurch sowohl ein Ringspalt (d. h. Spiel) zwischen der Kartuschenaußenwand und der Seitenwand beim Einführen und Entnehmen der Kartusche in/aus der Stützstruktur besteht oder einstellbar ist, als auch ein enges Anliegen der Seitenwand an der Kartuschenaußenwand (d. h. ohne den genannten Ringspalt dazwischen) für die Dauer eines Auspressvorgangs besteht oder einstellbar ist. Diese Stützstruktur kann somit sowohl ein einfaches Einführen/Entnehmen der Kartusche als auch ein enges Anliegen an diese im Auspressfall zur Vermeidung des eingangs beschriebenen störenden Pumpverhaltens (d. h. elastischen Rückstellverhaltens) der Kartusche zugleich ermöglichen.
  • Im Folgenden werden einige verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten aufgezeigt werden, um den Ringspalt zwischen Kartusche und Stützstruktur in dieser Weise variabel zu gestalten:
    Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Kartuschenaußenwand auch außenseitig zylindrisch ausgebildet (vgl. Fig. 1). Dabei ist die Seitenwand der Stützstruktur als ein in axialer Richtung geschlitztes zylindrisches Rohr, insbesondere aus elastisch verformbarem Material (z. B. Stahl), ausgebildet. Die Stützstruktur weist zudem einen von außen betätigbaren Schließ- und Öffnungsmechanismus für diesen Schlitz auf, derart dass das Rohr beim geöffneten Schlitz einen Innendurchmesser aufweist, der um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer als ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand ist, während das Rohr beim geschlossenen Schlitz eng an der Kartuschenaußenwand anliegt. Somit legt sich die Stützstruktur durch das Schließen ihres Schließ- und Öffnungsmechanismus komplett an die Kartusche, ein Pumpen der Kartusche bei Druckbeaufschlagung wird verhindert und die Masse kann ausgepresst werden. Die genannte vorbestimmte Ringspaltbreite kann beispielsweise gerade so groß sein, dass ein reibungsloses Einlegen und Entnehmen der Kartusche in die bzw. aus der Stützstruktur ermöglicht ist.
  • Insbesondere kann der Schließ- und Öffnungsmechanismus für den Schlitz dabei als ein Keilsystem ausgebildet sein (vgl. Fig. 2-4). Dieses umfasst einen axial geschlitzten Innenkeil aus zwei Keilhälften, die außenseitig am Rohr zu beiden Seiten von dessen Schlitz befestigt sind und sich in axialer Richtung des Rohrs keilförmig verjüngen. Ferner umfasst das Keilsystem einen den Innenkeil außenseitig umschließenden und axial darauf verschiebbaren Außenkeil mit zwei gegenüberliegenden, dem Innenkeil zugewandten keilförmigen Innenflanken. Die keilförmigen Innenflanken des Außenkeils sind so ausgebildet, dass sie beim axialen Verschieben des Außenkeils in einer Richtung die beiden Keilhälften des Innenkeils in Umfangrichtung zueinander schieben, bis der Schlitz im Rohr dadurch schließt. Durch die axiale Verschiebung des Außenkeils in die andere Richtung lässt sich der Innenkeil, und mit diesem auch der Schlitz im Rohr, wieder öffnen.
  • Insbesondere kann die Stützstruktur bei dieser Ausführungsform einen integrierten Deckel aufweisen, der zwischen einem geöffneten Zustand zum Einlegen und Herausnehmen der Kartusche und einem geschlossenen Zustand zum Halten der Kartusche in der Stützstruktur und zum Durchführen eines Auspressvorgangs verstellbar ist. Dabei kann der Schließ- und Öffnungsmechanismus für den Schlitz mechanisch an den Deckel gekoppelt sein, indem im geöffneten Zustand des Deckels auch der Schlitzt geöffnet ist und im geschlossenen Zustand des Deckels auch der Schlitzt geschlossen ist.
  • Gemäß einer zweiter Ausführungsform ist die Kartuschenaußenwand außenseitig konisch ausgebildet und verjüngt sich zur Kartuschenfrontwand hin mit einer vorbestimmten Konussteigung (vgl. Fig. 5a-5b). Dabei verjüngt sich auch die Seitenwand der Stützstruktur innenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand hin mit derselben Konussteigung wie die Kartuschenaußenwand und besitzt an der Stützstrukturfrontwand den gleichen Innendurchmesser wie ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand an der Kartuschenfrontwand. Durch diese Geometrie besteht während des Einführens der Kartusche in die Stützstruktur und des Entnehmens der Kartusche daraus ein Ringspalt zwischen der Kartuschenaußenwand und der Seitenwand, der sich erst beim Anschlag der Kartuschenfrontwand an der Stützstrukturfrontwand vollständig schließt. Somit legt sich auch hier die Stützstruktur für den Auspressvorgang komplett an die Kartusche, sodass die Masse ohne störendes Rückstellverhalten der Kartuschenaußenwand ausgepresst werden kann.
  • Insbesondere kann sich die Stützstruktur bei dieser Ausführungsform entlang einer axialen Trennlinie in deren Seitenwand zum Herausnehmen der darin eingelegten Kartusche öffnen und wieder schließen lassen (vgl. Fig. 6). Hierzu kann sie zwei voneinander in reversibler Weise entlang dieser axialen Trennlinie trennbare Seitenwandsegmente aufweisen, die sich jeweils nur über ein Teilwinkelsegment in Umfangrichtung erstrecken und beispielsweise über ein axiales Scharnier oder ein anderes Drehgelenk entlang einer axialen Verbindungslinie, die in Umfangrichtung abseits der Trennlinie liegt, drehbar miteinander verbunden sind. Dies kann auch zum Einlegen der Kartusche in die Stützstruktur genutzt werden, um es noch weiter zu vereinfachen.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform ist die Kartuschenaußenwand außenseitig konisch ausgestaltet und erweitert sich zur Kartuschenfrontwand hin mit einer vorbestimmten Konussteigung (vgl. Fig. 7). Dabei ist die Stützstrukturfrontwand als ein reversibel schließbarer Deckel zum Öffnen der Stützstruktur zum Einlegen der Kartusche über die erste Stirnseite der Stützstruktur und zum Verschließen der Stützstruktur für die Dauer eines Auspressvorgangs ausgebildet. Die Seitenwand der Stützstruktur setzt sich aus einem zylindrischen Außenrohr und einem in dieses eingesetzten und darin axial verschiebbar gelagerten Innenrohr zusammen. Das Innenrohr erweitert sich innenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand hin mit derselben Konussteigung wie die Kartuschenaußenwand und besitzt an der Stützstrukturfrontwand den gleichen Innendurchmesser wie ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand an der Kartuschenfrontwand. Die Stützstruktur besitzt dabei an ihrer zweiten Stirnseite eine Axialdruckeinrichtung (beispielsweise in Form einer Feder, die das Innenrohr in axialer Richtung mit Federkraft belastet), die zum Andrücken des Innenrohrs an den geschlossenen Deckel ausgebildet ist. Somit legt sich auch hier die Stützstruktur für den Auspressvorgang komplett an die Kartusche, sodass die Masse ohne störendes Rückstellverhalten der Kartuschenaußenwand ausgepresst werden kann.
  • Gemäß einer vierten Ausführungsform ist die Kartuschenaußenwand auch außenseitig zylindrisch ausgebildet. Dabei setzt sich die Seitenwand der Stützstruktur zusammen aus einem Außenrohr, das sich innenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand hin mit einer vorbestimmten Konussteigung verjüngt, sowie einem darin axial verschiebbar gelagerten (und insbesondere vollständig herausnehmbaren) Innenrohr, das innenseitig zylindrisch ausgebildet ist und zum Verändern seines Durchmessers mehrfach axial geschlitzt ist. (Die genannte Außenrohrgeometrie kann beispielsweise aus Herstellungs- oder Stabilitätsgründen durch eine geeignete konische rohrförmige Innenschicht erzielt werden, die in einem stabilen zylindrischen Außenrohr dauerhaft befestigt ist, beispielsweise wie in Fig. 8.)
  • Dabei verjüngt sich das Innenrohr außenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand hin mit derselben Konussteigung wie das Außenrohr und besitzt beim Anliegen an der Stützstrukturfrontwand vollständig geschlossene Schlitze und den gleichen Innendurchmesser wie ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand. Die Stützstruktur besitzt dabei an ihrer zweiten Stirnseite eine Axialdruckeinrichtung (beispielsweise in Form einer Feder, die das Innenrohr in axialer Richtung mit Federkraft belastet), die zum Andrücken des Innenrohrs an die Stützstrukturfrontwand ausgebildet ist. Somit legt sich auch hier die Stützstruktur für den Auspressvorgang komplett an die Kartusche, sodass die Masse ohne störendes Rückstellverhalten der Kartuschenaußenwand ausgepresst werden kann.
  • Insbesondere kann das Innenrohr bei dieser Ausführungsform an der zweiten Stirnseite der Stützstruktur radial nach innen ragende Mitnahmehaken aufweisen, die axial hinter dem Außenkolben der in der Stützstruktur eingelegten Kartusche angeordnet sind (vgl. Fig. 8). Die Mitnahmehaken ragen dabei radial hinter den Außenkolben, sodass der Außenkolben, wenn er nach dem Auspressvorgang zum Herausnehmen der Kartusche zurückgezogen wird, das Innenrohr der Stützstruktur über die Mitnahmehaken mitnimmt und aus dem Außenrohr zieht. Dadurch öffnen sich zugleich die Schlitze des Innenrohrs und es bildet sich ein Ringspalt zwischen der Kartuschenaußenwand und der Seitenwand der Stützstruktur, der das Herausnehmen erleichtert.
  • Gemäß einer fünften Ausführungsform ist die Kartuschenaußenwand auch außenseitig zylindrisch ausgebildet. Dabei setzt sich die Seitenwand der Stützstruktur zusammen aus einem zylindrischen Außenrohr, mehreren darin axial verschiebbar gelagerten Außenringen, die sich in axialem Querschnitt jeweils trapez- oder dreieckförmig nach innen (d. h. zur Zylinderachse hin) verjüngen und mit deren breiten Seiten an einer Innenseite des Außenrohrs anliegen, sowie mehreren in axialer Richtung jeweils abwechselnd mit den Außenringen angeordneten Innenringen, die radial teilweise zwischen die Außenringe ragen und sich dabei in axialem Querschnitt jeweils trapez- oder dreieckförmig nach innen verbreitern (vgl. Fig. 9). Jeder Innenring weist zum Verändern seines Durchmessers mehrere über seinen Umfang verteilte radiale Einschnitte oder Einkerbungen auf (vgl. Fig. 10), sodass er durch axiales Zusammenschieben der angrenzenden Außenringe radial nach innen gedrückt werden kann und sein Innendurchmesser dadurch bis zur Gleichheit mit dem Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand reduzierbar ist, sodass er gegen die Außenwand der in der Stützstruktur eingelegten Kartusche gepresst wird. Hierzu besitzt die Stützstruktur an ihrer zweiten Stirnseite eine Axialdruckeinrichtung (beispielsweise in Form einer Feder, die die Außenringe in axialer Richtung mit Federkraft belastet), die zum axialen Zusammenschieben der Außenringe zur Stützstrukturfrontwand hin ausgebildet ist.
  • Insbesondere können die Innenringe an ihren der Kartusche zugewandten breiten Innenseiten geometrisch derart komplementär zur Geometrie der Kartuschenaußenwand ausgebildet sein und geometrisch derart zum genannten Zusammenwirken mit den Außenringen ausgelegt sein, dass sie beim Anliegen an der Kartuschenaußenwand diese vollständig abdecken und dadurch vollflächig beim Auspressvorgang radial abstützen.
  • Gemäß einer sechsten Ausführungsform ist die Kartuschenaußenwand auch außenseitig zylindrisch ausgebildet. Dabei setzt sich die Seitenwand der Stützstruktur zusammen aus einem zylindrischen Außenrohr und einem am Außenrohr über dessen gesamten radialen Umfang und zumindest teilweise auch an der Stützstrukturfrontwand innenseitig anliegenden hydraulischen Kissen, welches mit einem fließfähigen Medium gefüllt ist (vgl. Fig. 11).
  • Dabei ist das hydraulische Kissen derart ausgebildet und dimensioniert, dass es bei der in der Stützstruktur eingelegten Kartusche deren gesamte Außenwand und zumindest einen Teil der Kartuschenfrontwand umschließt. Dabei ist sein Innendurchmesser in seinem unbelasteten Zustand, der vor und bei dem Einführen der Kartusche in die Stützstruktur vorherrscht, um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer als ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand. Hingegen kommt das Kissen in seinem belasteten Zustand, der mit dem Beginn eines Auspressvorgangs und dem damit einhergehenden Anpressen der Kartuschenaußenwand an die Stützstrukturfrontwand eintritt, durch das sofortige Entweichen/Verdrängen des fließfähigen Mediums aus Frontwandabschnitten in Seitenwandabschnitte des Kissens zum engen Anliegen an der gesamten Kartuschenaußenwand. Somit legt sich auch hier die Stützstruktur für den Auspressvorgang komplett an die Kartusche, sodass die Masse ohne störendes Rückstellverhalten der Kartuschenaußenwand ausgepresst werden kann. Die genannte vorbestimmte Ringspaltbreite kann beispielsweise so groß sein, dass dadurch ein reibungsloses Einlegen und Entnehmen der Kartusche in die bzw. aus der Stützstruktur ermöglicht ist.
  • Insbesondere kann das fließfähige Medium zumindest bei Drücken, die bei einem Auspressvorgang im System erreichbar sind, weitgehend inkompressibel sein, sodass es beim Anpressen der Kartuschenaußenwand an die Stützstrukturfrontwand gleich zu Beginn des Auspressvorgangs aus den Frontwandabschnitten in die Seitenwandabschnitte des Kissens verdrängt wird, bis sich der zwischen dem Kissen und der Kartuschenaußenwand verbleibender Ringspalt schließt. Hierzu kann sich beispielsweise ein Gel oder eine Flüssigkeit als fließfähiges Medium eignen. Grundsätzlich können sich aber auch bestimmte Gase für die beschriebene Funktionalität eignen, die zwar kompressibel sind, jedoch bei steigendem Druck in den Frontwandabschnitten des Kissens rasch in die Seitenwandabschnitte ausweichen können und diese dadurch ebenfalls radial anschwellen lassen.
  • Die Kartuscheninnenwand und die Kartuschenaußenwand können vorliegend jeweils einen kreisförmigen Querschnitt besitzen. Dies ist jedoch für das hierin dargelegte Funktionsprinzip nicht zwingend erforderlich, sodass grundsätzlich auch andere Querschnittsformen, wie beispielsweise elliptisch oder rechteckig, implementierbar sein können.
  • Zumindest die Kartuscheninnenwand und/oder die Kartuschenaußenwand der Kartusche können aus Kunststoff ausgebildet 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. Das Gleiche kann entsprechend auch für die Stützstruktur gelten.
  • Bei einer spezifischen Ausgestaltung besitzt die Kartuschenfrontwand auf ihrer von der Innen- und der Außenkammer abgewandten Seite einen Anschlussstutzen, 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.
  • Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispiele 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 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht einer geschlitzten Stützstruktur des Systems der Fig. 1 mit einem Keilverschluss bei geöffnetem Schlitz;
    Figur 3
    einen halben radialen Querschnitt der Stützstruktur der Fig. 2 mit dem Keilverschluss bei geöffnetem Schlitz;
    Figur 4
    axiale Seitenansicht der Stützstruktur der Fig. 2 mit Blick auf deren Keilverschluss bei geöffnetem und geschlossenem Schlitz;
    Figur 5a-b
    einen Längsschnitt eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Ringspalt zwischen Kartusche und Stützstruktur beim Einführen der Kartusche (a) und ohne Ringspalt bei der vollständig eingesetzten Kartusche (b);
    Figur 6
    einen Querschnitt des Systems der Fig. 5a-b bei einer entlang einer axialen Trennlinie geöffneten Seitenwand der Stützstruktur;
    Figur 7
    einen Längsschnitt eines Systems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 8
    einen Längsschnitt eines Systems gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 9
    einen Längsschnitt eines Systems gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 10
    einen radialen Querschnitt eines Innenrings der Stützstruktur der Fig. 9; und
    Figur 11
    einen Längsschnitt eines Systems gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt in einem axialen Längsschnitt ein Beispiel eines Systems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, in welchem eine Koaxialkartusche 2 zum Auspressen der darin aufgenommenen Mehrkomponentenmasse in eine Stützstruktur 3 eingelegt ist, deren Seitenwand 13 als ein einteilig geschlitztes Rohr mit einem axialen Schlitz 14 (der nur in den Ansichten der Fig. 2 bis 4 zu sehen ist) und einem Keilverschluss (Keilsystem) als Schließ- und Öffnungsmechanismus (vgl. Fig. 2-4) für den Schlitz 14 ausgebildet ist.
  • Die Kartusche 2 umfasst eine hohlzylindrische Kartuscheninnenwand 4 und eine um diese herum angeordnete hohlzylindrische Kartuschenaußenwand 5 mit einer gemeinsamen Zylinderachse A, wodurch eine radial von der Kartuscheninnenwand 4 begrenzte Innenkammer 6 sowie eine radial zwischen der Kartuscheninnenwand 4 und der Kartuschenaußenwand 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).
  • An der in Fig. 1 rechts liegenden ersten 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 Aufsetzten oder Aufschrauben) eines Mischers (nicht dargestellt) zum Mischen der ersten und der zweiten Komponente der Mehrkomponentenmasse beim Auspressvorgang ausgebildet ist.
  • 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 ausgepresst werden kann (Auspressvorgang). Die Stützstruktur 3 ist an deren in Fig. 1 rechts liegenden ersten Stirnseite durch eine in diesem Beispiel einstückig mit der Seitenwand 13 ausgebildeten Stützstrukturfrontwand 15 verschlossen (mit Ausnahme einer Öffnung, durch die der Anschlussstutzen 9 der Kartusche 2 nach außen ragt). Die Stützstrukturfrontwand 15 dient zum Abstützen der Kartuschenfrontwand 8 beim Auspressvorgang.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Innendurchmesser der Stützstruktur 3 bei geöffnetem Schlitz 14 (in Fig. 2-4 gezeigt) um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer als ein Außendurchmesser der Kartusche 2, sodass ein zylindrischer Ringspalt 12 zwischen der Kartuschenaußenwand 5 und der Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 verbleibt, der das Einlegen der Kartusche 5 in die Stützstruktur 3 erleichtert.
  • Um den Ringspalt 12 veränderlich zu gestalten, ist die Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 in Fig. 1 als ein geschlitztes zylindrisches Rohr, vorzugsweiße gefertigt aus einem elastisch verformbaren Material (z. B. Stahl), ausgebildet. Der im aufgefederten Zustand gemäß Fig. 1 geöffnete axiale Schlitz 14 ist in dem Längsschnitt der Fig. 1 nicht zu sehen und wird nachfolgend anhand von Figuren 2-4 erläutert:
    Fig. 2 bis 4 zeigen den Schlitz 14 und seinen rein beispielhaft als ein Keilsystem ausgebildeten Schließ- und Öffnungsmechanismus in drei verschiedenen Ansichten. Hierzu zeigt Fig. 2 die Stützstruktur 3 der Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 3 in einem halben radialen Querschnitt und Fig. 4 in einer Seitenansicht mit Blick auf den Schlitz 14 und das Keilsystem.
  • Der Schlitz 14 erstreckt sich in Längsrichtung des Rohres. Die Breite des Schlitzes 14 ist dabei beispielsweise mit ca. 5 mm ausreichend bei einem Rohrdurchmesser von ca. 113 mm. Die Schlitzbreite ist entsprechend dem Rohrdurchmesser geeignet zu wählen, um einen ausreichenden Ringspalt 12 zum Einlegen/Entnehmen der Kartusche 2 sowie einen ausreichenden Weg zum Spannen der Stützstruktur 3 zu gewährleisten und ein enges Anliegen der Stützstruktur 3 an die Kartusche 2 für den Auspressvorgang zu ermöglichen.
  • Das Schließen und Öffnen des Schlitzes 14 durch das Spannen des einteiligen, geschlitzten Rohres kann dabei mittels eines Keilsystems aus einem ebenfalls geschlitzten Innenkeil 16, der auf dem Rohr befestigt ist und aus zwei sich zu beiden Seiten des Schlitzes 14 axial erstreckenden Keilhälften 16a und 16b besteht, und einem auf dem Innenkeil 16 axial verschiebbaren, die beiden Keilhälften 16a und 16b umschließenden Außenkeil 17 mit keilförmigen Innenflanken 17a und 17b ermöglicht werden.
  • Ist der Außenkeil 17 in axialer Richtung zurückgeschoben, öffnet sich das geschlitzte Rohr dabei durch Federwirkung seines Materials. Der Ringspalt 12 (Fig. 1) ist somit gewährleistet. Wird der umschließende Außenkeil 17 auf die beiden darunterliegenden Keilhälften 16a und 16b des Innenkeils 16 geschoben, schließt sich der Spalt 14 in der Seitenwand 13, und der Ringspalt 12 der Fig. 1 wird eliminiert. Somit kann ein festes Umschließen der Stützstruktur 3 um die Kartusche 2 ermöglicht werden. Die beschriebenen geöffneten und geschlossenen Stellungen aller beteiligten Elemente sind in Fig. 4 jeweils durch gestrichene Linien angedeutet.
  • Gemäß einer besonders günstigen spezifischen Ausgestaltung des Systems 1 ist die Bewegung des umschließenden Außenkeils 17 mit dem Schließen eines Deckels (nicht extra dargestellt) am Auspressgerät (d. h. Stützstruktur 3) gekoppelt, der zum reversiblen Öffnen der Stützstruktur zum Einlegen und Entnehmen der Kartusche 2 vorgesehen ist. Ist dieser Deckel geöffnet, hat sich ein Ringspalt 12 zwischen Kartusche 2 und Stützstruktur 3 ausgebildet und die Kartusche 2 kann eingeschoben werden. Wird der Deckel geschlossen, zieht sich der umschließende Außenkeil 17 über die Stützstruktur 3, und der Ringspalt 12 schließt sich dadurch. Somit legt sich die Stützstruktur 3 komplett an die Kartusche 2, ein Pumpen der Kartusche 2 bei Druckbeaufschlagung wird verhindert und die Masse kann ausgepresst werden.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung weiterer Beispiele des Systems 1 der hierin dargelegten Art anhand der Figuren 5a-11 wird nur auf die Unterschiede zu der in Fig. 1-4 beschriebenen ersten Ausführungsform eingegangen. Im Übrigen kann für die Kartusche 2 und für die Stützstruktur 3 sinngemäß das Gleiche gelten, wie weiter oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.
  • Figur 5a-5b zeigen jeweils einen Längsschnitt eines Systems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Ringspalt 12 zwischen Kartusche 2 und Stützstruktur 3 beim Einführen oder Entnehmen der Kartusche 2 (Fig. 5a) und ohne Ringspalt 12 bei der vollständig eingesetzten Kartusche 2 (Fig. 5b). Ein handliches Einlegen und Entnehmen der Kartusche 2 bei gleichzeitiger Eliminierung des Ringspaltes 12 bei eingelegter Kartusche 2 ist hier durch eine außenseitig konische Ausgestaltung der Kartusche 2 und eine innenseitig konische Ausgestaltung der Stützstruktur 3 mit möglichst genau derselben Konussteigung erzielbar.
  • Dabei spitzt sich die Kartusche 2 durch eine konische Außenwandung nach vorne hin zu (d. h. zur Kartuschenfrontwand 8). Gleiche geometrische Ausgestaltung hat auch die Stützstruktur 3, welche sich ebenfalls nach vorne hin verjüngt (d. h. zur Stützstrukturfrontwand 15). Die Winkel der Kartuschenaußenwand 5 sowie der Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 sind dabei identisch. Die Kartuscheninnenwand 4 kann dabei zylindrisch verbleiben und erfordert keinerlei konische Ausgestaltung. Hierbei ist jedoch eine Beschickung des Auspressgerätes (Stützstruktur 3) nicht von vorne möglich. Das Einlegen der Kartusche 2 kann stattdessen axial von hinten oder von der Seite in eine in Fig. 6 skizzierte zweigeteilte Stützstruktur 3 erfolgen. Eine Zweiteilung der konisch ausgestalteten Seitenwand 13 bietet dabei den Vorteil, dass die Kartusche 2 nach deren Druckbeaufschlagung (d. h. nach dem Auspressvorgang) leichter wieder entfernt werden kann.
  • Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des Systems 1 der Fig. 5a-b bei einer entlang einer axialen Trennlinie 18 geöffneten Seitenwand 13 der Stützstruktur 3. Die Seitenwand 13 besitzt hierzu zwei voneinander in reversibler Weise entlang der axialen Trennlinie 18 trennbare Seitenwandsegmente 13a und 13b, die entlang einer axialen Verbindungslinie 19 (beispielsweise in Form eines Scharniers), die in Umfangrichtung abseits der Trennlinie 18 liegt, drehbar miteinander verbunden sind.
  • Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt eines Systems 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Um ein Einlegen der Kartusche 2 von vorne zu gewährleisten, verjüngt sich hier die Kartusche 2 im Unterschied zu Fig. 5a-5b nach hinten, und nicht nach vorne. Hierzu besitzt die Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 ein bewegliches konisches Element in Form eines konischen Innenrohrs 20, das in ein zylindrisches Außenrohr 21 eingesetzt ist. Das Innenrohr 20 ist dabei mittels einer an der zweiten Stirnseite der Stützstruktur 3 angeordneten Axialdruckeinrichtung 30 in Form von Federn belastet und axial verschiebbar im Außenrohr 21 gelagert.
  • Tritt Kontakt zwischen Kartusche 2 und dem konischen Innenrohr 20 auf, schiebt sich das gesamte Gebilde weiter in die umschließende Stützstruktur 3, bis die Kartuschenfrontwand 8 bündig mit der Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 abschließt und die Stützstrukturfrontwand 15 in Form eines Deckels geschlossen werden kann. Mit dieser Ausführungsform kann der Einfluss etwaiger Durchmessertoleranzen bei der Kartusche 2 bzw. der Stützstruktur 3 reduziert oder eliminiert werden. Das Herausnehmen der leeren Kartusche 2 kann dabei von den Kolben 10/11 der Kartusche 2 oder des Auspressgeräts unterstütz werden, indem diese die leere Kartusche 2 aus dem umschließenden Konus des Innenrohrs 20 nach vorn bei geöffneter Stützstrukturfrontwand 15 (Deckel) drücken.
  • Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt eines Systems 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Um auf eine konische Gestaltung der Kartusche 2 verzichten zu können, sind hier zwei konische Elemente in der Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 vorgesehen: ein konisches Außenrohr 22 und ein konisches Innenrohr 23. Das konische Außenrohr 22 setzt sich in diesem Beispiel aus einem zylindrischen Außenrohr 22a und einer fest damit verbundenen, sich nach vorn konisch verjüngenden rohrförmigen Innenschicht 22b, deren Bewegung axial oder radial bezüglich des zylindrischen Außenrohrs 22a nicht möglich ist, zusammen.
  • Das bewegliche konische Innenrohr 23, das die Kartusche 2 umschließt, ist dabei mehrfach axial geschlitzt (nicht dargestellt), um seine Durchmesserveränderung zum engen Anliegen an der Kartusche 2 für den Auspressvorgang zu ermöglichen. Es ist zudem axial beweglich innenseitig auf dem konischen Außenrohr 22 gelagert und mit einer Axialdruckeinrichtung 30 (ähnlich wie in Fig. 7) federbelastet, um bei eingelegter Kartusche 2 diese vollflächig zu unterstützen. Um die Kartusche 2 einlegen und wieder entfernen zu können, können die Kolben 10/11 der Kartusche 2 oder des Auspressgerätes das konische Innenrohr 23 anhand seiner radial und axial hinter den Kolben 11 greifenden Mitnahmehaken 24 bei der Rückfahrt der Kolben 10/11 wieder zurückziehen und somit einen Ringspalt 12 ähnlich der Fig. 1 ausbilden. Bei Vorfahrt der Kolben 10/11 geben diese die axiale Bewegung des konischen Innenrohrs 23 wieder frei und die Federn der Axialdruckeinrichtung 30 drücken das Innenrohr 23 in den Konus des Außenrohrs 22. Dabei verengt sich der Durchmesser des mehrfach geschlitzten Innenrohrs 23, wodurch er sich an die Kartusche 2 anlegt und der Ringspalt 12 eliminiert wird, wie in Fig. 8 gezeigt.
  • Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt eines Systems 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Sie zeigt eine weitere Möglichkeit einer konischen Ausgestaltung der Seitenwand 13 der Stützstruktur 3 bei einer zylindrischen Kartusche 2 durch die Anwendung vieler konischer Innenringe 25, welche durch geeignetes Auftrennen in radialer Richtung (beispielsweise durch radiale Einschnitte 33 wie in Fig. 10) im Durchmesser veränderlich sind. Eine axiale Kraft F, die beispielsweise durch Federn einer Axialdruckeinrichtung 30 wie in Fig. 7 oder 8 bewirkt werden kann, drückt die konischen Innenringe 25 mit deren in axialer Richtung beidseitig konisch ausgestalteten Oberflächen 26 gegen angrenzende Außenringe 27, die ebenfalls in axialer Richtung beidseitig konisch ausgestaltete Oberflächen 28 besitzen und dabei mit deren breiten Seiten 29 an einem zylindrischen Außenrohr 31 der Stützstruktur 3 anliegen, an dem sie axial verschiebbar gelagert sind.
  • Die axiale Kraft F schiebt die Außenringe 27 axial zusammen, wodurch die jeweils dazwischen liegenden Innenringe 25 durch Zusammenwirkung der konischen Oberflächen 26 und 28 nach innen gedrückt werden (wie durch radiale Pfeile veranschaulicht). Dies bedingt zugleich eine reversible Durchmesserreduzierung der Innenringe 25 durch das elastische Verschließen von deren radialen Einschnitten 33 (Fig. 10). Die Innenringe 25 liegen infolgedessen mit deren breiten Innenseiten 32 an der Kartusche 2 an und eliminieren den Ringspalt 12 (Fig. 1). Beim Aufheben der axialen Kraft F erhöht sich durch die Federwirkung der radialen Einschnitte 33 der Innenringe 25 deren Durchmesser, und ein Ringspalt 12 zwischen der Stützstruktur 3 und der Kartuschenaußenwand 5 entsteht wieder (vgl. Fig. 1). Somit ist das handliche Einlegen oder Entnehmen der Kartusche 2 ermöglicht.
  • Fig. 10 zeigt einen radialen Querschnitt eines Innenrings 25 der Stützstruktur 3 der Fig. 9. Dargestellt in eine beispielhafte gleichmäßige Verteilung von radialen Einschnitten 33, die eine elastische Durchmesserveränderung des Innenrings 25 ermöglichen. Hierzu sind in diesem Beispiel viele radiale Einschnitte 33 jeweils abwechselnd außen- und innenseitig im Innenring 25 vorgesehen, die den Innenring 25 jeweils nur etwa bis zur Hälfte seiner radialen Dicke oder nur teilweise darüber hinaus auftrennen.
  • Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt eines Systems 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, die eine weitere Ausgestaltung einer Stützstruktur 3 mit variablem Innendurchmesser bei einer zylindrisch ausgestalteten Kartuschenaußenwand 5 veranschaulicht. Hier variiert der Innendurchmesser der Seitenwand 13 der Stützstruktur durch hydraulische Wirkung. Hierzu umfasst die Seitenwand 13 ein zylindrisches Außenrohr 31, in dessen Innerem ein hydraulisches Kissen 34 eingelegt ist, welches die Kartusche 2 sowohl im Umfang als auch an der vorderen Anpressfläche (d. h. an der Kartuschenfrontwand 8) umschließt. Wird Druck von hinten auf die in der Kartusche 2 befindlichen Kolben 10/11 aufgebracht, drückt die Kartusche 2 dabei auf den stirnseitigen Frontwandabschnitt 35 des hydraulischen Kissens mit einer Anpresskraft F1 in Höhe der seitens des Auspressgerätes gestellten Auspresskraft. Das im Kissen 34 befindliche fließfähige Medium wird dabei in den hinteren, d. h. die Kartuschenaußenwand 5 umfassenden, Seitenwandabschnitt 36 des Kissens 34 verdrängt, wodurch seine Dicke radial nach innen größer und der Innendurchmesser entsprechend kleiner wird, sodass das das Kissen 34 vollumfänglich zum Anliegen an die Kartusche 2 kommt und dabei einen durch Pfeile angedeuteten radialen Druck auf diese ausübt. Somit schließt sich der im unbelasteten Zustand des Systems 1 vorherrschende Ringspalt 12 (vgl. Fig. 1), sodass eine Ausdehnung der Kartusche 2 unter Druckbeaufschlagung verhindert ist.

Claims (14)

  1. System (1) zum Aufbewahren und Ausbringen einer fließfähigen Mehrkomponentenmasse, umfassend:
    - eine Koaxialkartusche (2) mit einer hohlzylindrischen Kartuscheninnenwand (4) und einer koaxial um diese angeordneten, zumindest innenseitig zylindrischen Kartuschenaußenwand (5), mit einer radial von der Kartuscheninnenwand (4) begrenzten Innenkammer (6) für eine erste Komponente und einer radial zwischen der Kartuscheninnenwand (4) und der Kartuschenaußenwand (5) liegenden Außenkammer (7) für eine zweite Komponente der Masse; sowie mit einer Kartuschenfrontwand (8), die beide Kammern (6, 7) an einer ersten Stirnseite der Kartusche (2) fest verschließt und jeweils eine Ausbringöffnung pro Kammer aufweist; und
    - eine Stützstruktur (3), die zum Aufnehmen und Halten der Kartusche (2) beim Auspressen der Masse daraus ausgebildet ist und hierzu eine zumindest teilweise rohrabschnittförmige Seitenwand (13) aufweist, die an deren erster Stirnseite zumindest teilweise verschlossen ist durch eine zum Abstützen der Kartuschenfrontwand (8) ausgebildete Stützstrukturfrontwand (15);
    - wobei ein Innendurchmesser der Seitenwand (13) derart in axialer und/oder radialer Richtung der Stützstruktur (3) variiert oder verstellbar ist, dass dadurch sowohl ein Ringspalt (12) zwischen der Kartuschenaußenwand (5) und der Seitenwand (13) beim Einführen und Entnehmen der Kartusche (2) in/aus der Stützstruktur (3) besteht oder einstellbar ist, als auch ein enges Anliegen der Seitenwand (13) an der Kartuschenaußenwand (5) für die Dauer eines Auspressvorgangs besteht oder einstellbar ist.
  2. System (1) nach Anspruch 1, wobei
    - die Kartusche (2) ferner 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) aufweist; und
    - der Innenkolben (10) zum Auspressen der ersten Komponente aus der Innenkammer (6) und der Außenkolben (11) zum Auspressen der zweiten Komponente aus der Außenkammer (7) durch ein simultanes axiales Bewegen beider Kolben (10, 11) zur Kartuschenfrontwand (8) hin in der Stützstruktur (3) ausgebildet sind.
  3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    - die Kartuschenaußenwand (5) auch außenseitig zylindrisch ist;
    - die Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) als ein in axialer Richtung geschlitztes zylindrisches Rohr ausgebildet ist; und
    - die Stützstruktur (3) einen von außen betätigbaren Schließ- und Öffnungsmechanismus für diesen Schlitz (14) aufweist, derart dass das Rohr beim geöffneten Schlitz (14) einen Innendurchmesser aufweist, der um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer als ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand (5) ist, während das Rohr beim geschlossenen Schlitz (14) eng an der Kartuschenaußenwand (5) anliegt.
  4. System (1) nach Anspruch 3, wobei
    - der Schließ- und Öffnungsmechanismus für den Schlitz (14) als ein Keilsystem ausgebildet ist, umfassend:
    - einen axial geschlitzten Innenkeil (16) aus zwei Keilhälften (16a, 16b), die außenseitig am Rohr zu beiden Seiten von dessen Schlitz (14) befestigt sind und sich in axialer Richtung des Rohrs keilförmig verjüngen; sowie
    - einen den Innenkeil (16) außenseitig umschließenden und axial darauf verschiebbaren Außenkeil (17) mit zwei gegenüberliegenden, dem Innenkeil (16) zugewandten keilförmigen Innenflanken (17a, 17b), die bei der axialen Verschiebung des Außenkeils (17) in eine Richtung die beiden Keilhälften (16a, 16b) des Innenkeils (16) in Umfangrichtung zueinander schieben, bis sich der Schlitz (14) im Rohr dadurch schließt; während durch die axiale Verschiebung des Außenkeils (17) in die andere Richtung der Innenkeil (16) und mit diesem auch der Schlitz (14) im Rohr sich wieder öffnen lassen.
  5. System (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei
    - die Stützstruktur (3) einen integrierten Deckel aufweist, der zwischen einem geöffneten Zustand, der zum Einlegen der Kartusche (2) in die Stützstruktur (3) und zum Herausnehmen der Kartusche (2) aus der Stützstruktur (3) ausgelegt ist, und einem geschlossenen Zustand, der zum Halten der Kartusche (2) in der Stützstruktur (3) und zum Durchführen eines Auspressvorgangs ausgelegt ist, verstellbar ist; und
    - der Schließ- und Öffnungsmechanismus für den Schlitz (14) mechanisch an den Deckel gekoppelt ist, derart dass im geöffneten Zustand des Deckels auch der Schlitzt (14) geöffnet ist und im geschlossenen Zustand des Deckels auch der Schlitzt (14) geschlossen ist.
  6. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    - die Kartuschenaußenwand (5) außenseitig konisch ist und sich zur Kartuschenfrontwand (8) hin mit einer vorbestimmten Konussteigung verjüngt; und
    - die Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) sich innenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand (15) hin mit derselben Konussteigung wie die Kartuschenaußenwand (5) verjüngt und an der Stützstrukturfrontwand (15) den gleichen Innendurchmesser wie ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand (5) an der Kartuschenfrontwand (8) besitzt;
    - sodass während des Einführens der Kartusche (2) in die Stützstruktur (3) ein Ringspalt (12) zwischen der Kartuschenaußenwand (5) und der Seitenwand (13) besteht, der sich erst beim Anschlag der Kartuschenfrontwand (8) an der Stützstrukturfrontwand (15) vollständig schließt.
  7. System (1) nach Anspruch 6, wobei
    - sich die Stützstruktur (3) entlang einer axialen Trennlinie (18) in deren Seitenwand (13) zum Herausnehmen der darin eingelegten Kartusche (2) öffnen und wieder schließen lässt, indem sie zwei voneinander in reversibler Weise entlang dieser axialen Trennlinie (18) trennbare Seitenwandsegmente (13a, 13b) aufweist, die entlang einer axialen Verbindungslinie (19), die in Umfangrichtung abseits der Trennlinie (18) liegt, drehbar miteinander verbunden sind.
  8. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    - die Kartuschenaußenwand (5) außenseitig konisch ist und sich zur Kartuschenfrontwand (8) hin mit einer vorbestimmten Konussteigung erweitert;
    - die Stützstrukturfrontwand (15) als ein reversibel schließbarer Deckel zum Öffnen der Stützstruktur (3) zum Einlegen der Kartusche (2) über die erste Stirnseite der Stützstruktur (3) und zum Schließen der Stützstruktur (3) für die Dauer eines Auspressvorgangs ausgebildet ist;
    - die Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) sich zusammensetzt aus einem zylindrischen Außenrohr (21) und einem in dieses eingesetzten und darin axial verschiebbar gelagerten Innenrohr (20);
    - das Innenrohr (20) sich innenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand (15) hin mit derselben Konussteigung wie die Kartuschenaußenwand (5) erweitert und an der Stützstrukturfrontwand (15) den gleichen Innendurchmesser wie ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand (5) an der Kartuschenfrontwand (8) besitzt; und
    - die Stützstruktur (3) an ihrer zweiten Stirnseite eine Axialdruckeinrichtung (30) aufweist, die zum Andrücken des Innenrohrs (20) an den geschlossenen Deckel ausgebildet ist.
  9. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    - die Kartuschenaußenwand (5) auch außenseitig zylindrisch ist;
    - die Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) sich zusammensetzt aus einem Außenrohr (22), das sich innenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand (15) hin mit einer vorbestimmten Konussteigung verjüngt, sowie einem darin axial verschiebbar gelagerten Innenrohr (23), das innenseitig zylindrisch ist und zum Verändern seines Durchmessers mehrfach axial geschlitzt ist;
    - das Innenrohr sich außenseitig konisch zur Stützstrukturfrontwand (15) hin mit derselben Konussteigung wie das Außenrohr (22) verjüngt und beim Anliegen an der Stützstrukturfrontwand (15) vollständig geschlossene Schlitze und den gleichen Innendurchmesser wie ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand (5) besitzt; und
    - die Stützstruktur (3) an ihrer zweiten Stirnseite eine Axialdruckeinrichtung (30) aufweist, die zum Andrücken des Innenrohrs (23) an die Stützstrukturfrontwand (15) ausgebildet ist.
  10. System (1) nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 2, wobei
    - das Innenrohr (23) an der zweiten Stirnseite der Stützstruktur (3) radial nach innen ragende Mitnahmehaken (24) aufweist, die axial hinter dem Außenkolben (11) der in der Stützstruktur (3) eingelegten Kartusche (2) angeordnet sind;
    - derart dass der Außenkolben (11), wenn er nach dem Auspressvorgang zum Herausnehmen der Kartusche (2) zurückgezogen wird, das Innenrohr (23) der Stützstruktur (3) über seine Mitnahmehaken (24) mitnimmt und aus dem Außenrohr (22) zieht, wodurch sich zugleich die Schlitze des Innenrohrs (23) öffnen und ein Ringspalt (12) zwischen der Kartuschenaußenwand (5) und der Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) bildet.
  11. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    - die Kartuschenaußenwand (5) auch außenseitig zylindrisch ist;
    - die Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) sich zusammensetzt aus einem zylindrischen Außenrohr (31), mehreren darin axial verschiebbar gelagerten Außenringen (27), die sich in axialem Querschnitt jeweils trapez- oder dreieckförmig zur Zylinderachse (A) hin verjüngen und mit deren breiten Seiten (29) an einer Innenseite des Außenrohrs (31) anliegen, sowie mehreren in axialer Richtung jeweils abwechselnd mit den Außenringen (27) angeordneten Innenringen (25), die radial teilweise zwischen die Außenringe (27) ragen und sich dabei in axialem Querschnitt jeweils trapez- oder dreieckförmig zu der Zylinderachse (A) hin erweitern;
    - jeder Innenring (25) zum Verändern seines Durchmessers mehrere über seinen Umfang verteilte radiale Einschnitte (33) aufweist, derart dass er durch axiales Zusammenschieben der angrenzenden Außenringe (27) radial nach innen gedrückt werden kann und sein Innendurchmesser dadurch bis zur Gleichheit mit dem Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand (5) reduzierbar ist, sodass er gegen die Außenwand (5) der in der Stützstruktur (3) eingelegten Kartusche (2) gepresst wird; und
    - die Stützstruktur (3) an ihrer zweiten Stirnseite eine Axialdruckeinrichtung (30) aufweist, die zum axialen Zusammenschieben der Außenringe (27) zur Stützstrukturfrontwand (15) hin ausgebildet ist.
  12. System (1) nach Anspruch 11, wobei
    - die Innenringe (25) an ihren der Kartusche (2) zugewandten breiten Innenseiten (32) geometrisch derart mit der Geometrie der Kartuschenaußenwand (5) übereinstimmen und geometrisch derart zum genannten Zusammenwirken mit den Außenringen (27) ausgelegt sind, dass sie beim Anliegen an der Kartuschenaußenwand (5) diese vollständig abdecken und dadurch vollflächig beim Auspressvorgang radial abstützen.
  13. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    - die Kartuschenaußenwand (5) auch außenseitig zylindrisch ist;
    - die Seitenwand (13) der Stützstruktur (3) sich zusammensetzt aus einem zylindrischen Außenrohr (31) und einem am Außenrohr (31) über dessen gesamten radialen Umfang und zumindest teilweise auch an der Stützstrukturfrontwand (15) innenseitig anliegenden hydraulischen Kissen (34), welches mit einem fließfähigen Medium gefüllt ist;
    - das hydraulische Kissen (34) derart ausgebildet und dimensioniert ist, dass es bei der in der Stützstruktur (3) eingelegten Kartusche (2) deren gesamte Außenwand (5) und zumindest einen Teil der Kartuschenfrontwand (8) umschließt, wobei sein Innendurchmesser in seinem unbelasteten Zustand, der vor und bei dem Einführen der Kartusche (2) in die Stützstruktur (3) vorherrscht, um eine vorbestimmte doppelte Ringspaltbreite größer als ein Außendurchmesser der Kartuschenaußenwand (5) ist, wohingegen in seinem belasteten Zustand, der mit dem Beginn eines Auspressvorgangs und dem damit einhergehenden Anpressen der Kartuschenaußenwand (5) an die Stützstrukturfrontwand (15) eintritt, das Kissen (34) durch das sofortige Entweichen des fließfähigen Mediums aus seinem Frontwandabschnitt (35) in seinen Seitenwandabschnitt (36) zum engen Anliegen an der gesamten Kartuschenaußenwand (5) kommt.
  14. System (1) nach Anspruch 13, wobei
    - das fließfähige Medium zumindest bei Drücken, die bei einem Auspressvorgang im System (1) erreichbar sind, inkompressibel ist.
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