AT519376B1 - In eine Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement - Google Patents

Abstract

Bei einem in eine Behälteröffnung einsetzbaren Verschlusselement (2), das mit einem zumindest eine seitliche Öffnung (7) aufweisenden Zylinder (4) und einem im Zylinder (4) gedichtet verschiebbaren Kolben (10) versehen ist, der in Ausgangsstellung die Abgabe eines fließfähigen Mediums aus dem Behälter (1) verhindert, ist der Kolbendurchmesser größer als der Zylinderdurchmesser, und der Zylinder (4) zumindest in einem der Verschiebelänge des Kolbens (10) entsprechenden Bereich (6) elastisch aufweitbar ausgebildet.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein in eine Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement, das mit einem zumindest eine seitliche Öffnung aufweisenden Zylinder und einem im Zylinder gedichtet verschiebbaren Kolben versehen ist, der in Ausgangsstellung die Abgabe eines fließfähigen Mediums aus dem Behälter verhindert.

[0002] Ein derartiges Verschlusselement ist beispielsweise aus der EP 1571122 bekannt. Der Kolben weist zwischen zwei Umfangswulsten eine Ringnut auf, in die eine Kolbendichtung in Form eines O-Rings eingelegt ist. Der Behälter ist insbesondere zur Verwendung in einem Spender vorgesehen, in dessen Behälteraufnahme er kopfstehend, also mit seinem Verschlusselement nach unten, eingesetzt wird. In der Behälteraufnahme ist ein Betätigungsteil, insbesondere ein Stößel oder dergleichen angeordnet, der in das Verschlusselement eingreift und bei Betätigung den Kolben anhebt, sodass die unterste von zumindest zwei Öffnungen freigegeben wird und Medium aus dem Behälter ausfließen kann. Da der Behälter nicht kompressibel sondern steif ist, wird durch die Betätigung des Betätigungsteiles auch eine obere Belüftungsöffnung freigegeben, durch die Luft in den Behälter eindringen kann.

[0003] Eine Pumpeinrichtung bei einem Behälter, in der ein Zylinder mit einem rund um ein Verschlusselement elastisch aufweitbaren Abschnitt vorgesehen ist, ist aus der EP 199142 bekannt. Durch entsprechenden Überdruck weitet sich der Zylinder und Material kann durch einen sich öffnenden Ringspalt durchgedrückt werden.

[0004] In derartige Behälter werden die verschiedensten, durch den Spender portionsweise abzugebende Medien eingefüllt, beispielsweise Reinigungsmittel, Desinfektionsmittel etc., die vor allem in konzentrierter Form zur Abgabe kommen und für die Verwendung verdünnt werden. Es ist selbstverständlich, dass Behälter und Verschlusselement aus einem zum eingefüllten Medium inerten Material bestehen. Dies gilt natürlich ebenso für die verwendete Kolbendichtung, für die meist ein zweites inertes Material gefunden werden muss.

[0005] Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, hier Abhilfe zu schaffen und schlägt vor, dass der Kolbendurchmesser größer als der Zylinderdurchmesser ist, und der Zylinder zumindest in einem der Verschiebelänge des Kolbens entsprechenden Bereich elastisch aufweitbar ausgebildet ist.

[0006] Auf diese Weise kann eine Kolbendichtung als eigener Bauteil entfallen, da die Abdichtung durch die radiale elastische Anpressung der Zylinderwand an den Kolbenumfang unmittelbar erfolgt. Beim Verschieben des Kolbens wird der elastisch aufweitbare Bereich der Seitenwand fortlaufend in der Art einer Wellenbewegung erweitert und wieder rückgestellt.

[0007] Insbesondere in dieser Ausführung ergibt sich der Vorteil, dass Kolben und Zylinder aus demselben Material hergestellt werden können, beispielsweise aus einem Polyethylen oder Polypropylen mit entsprechend hoher Chemikalienbeständigkeit.

[0008] Wenn das Medium aus dem Behälter portionsweise abgegeben werden soll, ist die oftmalige Verschiebung des Kolbens bis zur Entleerung des Inhaltes notwendig. In diesem Fall ist es von Vorteil, im Verschlusselement eine Rückstellfeder vorzusehen, die den Kolben in die eine Schließstellung bildende Ausgangsstellung beaufschlagt und sich insbesondere an einem Boden des Zylinders abstützt.

[0009] In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die beiden Umfangswulste in der Schließ- bzw. Ausgangstellung des Kolbens beiderseits der seitlichen Öffnung des Zylinders liegen. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Medium in der verschlossenen Ausgangsstellung in den die Rückstellfeder aufnehmenden Teil des Zylinders eindringt.

[0010] In einer weiteren bevorzugten Ausführung, in der während der Abgabe von Medium aus dem Behälter durch eine zweite Öffnung in der Seitenwand Luft in den Behälter eintreten kann, ist vorgesehen, dass am Kolben pro Öffnung je ein Paar von Umfangswulsten ausgebildet ist, deren Mittelabstand dem Mittelabstand der Öffnungen entspricht. Dadurch sind in der Aus1 /10

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Patentamt gangsstellung beide Öffnungen verschlossen und öffnen sich, wenn der Kolben verschoben wird.

[0011] Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der Figuren durch beiliegende Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:

[0012] Fig. 1 [0013] Fig. 2 [0014] Fig. 3 [0015] Fig. 4 [0016] Fig. 5 [0017] Fig. 6 ein Behälter in Schrägansicht von unten, ein in die Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement in Schrägansicht, einen Längsschnitt durch den Zylinder des Verschlusselements, vergrößert die Ausgangsstellung des in der Behälteröffnung angeordneten

Verschlusselementes im Längsschnitt, zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 4 in starker Vergrößerung, eine Darstellung entsprechend Fig. 4 mit dem Verschlusselement in Abgabestellung, und [0018] Fig. 7 bis 9 Darstellungen gemäß Fig. 6 mit verschiedenen Positionen eines anhebbaren Stößels und in diesen möglichen Strömungswegen.

[0019] Fig. 1 zeigt einen Behälter 1, in dessen Öffnung ein Verschlusselement 2 eingesetzt und üblicherweise mit dem Behälter verklebt oder verschweißt ist. Der Behälter dient zur Aufnahme eines konzentrierten oder verdünnten fließfähigen Mediums, beispielsweise eines Reinigungsmittels, Desinfektionsmittels oder einer anderen chemischen Substanz, wobei dies nur insofern von Bedeutung ist, als das Materials des Behälters 1 und des Verschlusselementes mit dem Inhalt keine Reaktion eingehen sollte bzw. darf. Der Behälter 1 wird üblicherweise kopfüber, also in der in Fig. 1 gezeigten Lage, in eine Aufnahme eines Spenders oder einer Dosiereinrichtung eingesetzt, sodass das Medium durch Schwerkraftwirkung ausfließen kann, wenn das Verschlusselement 2 geöffnet wird. Zur Betätigung bzw. Öffnung ist das Verschlusselement 2 mit einer mittigen Vertiefung 3 versehen, in die ein anhebbarer Stößel 20 oder dergleichen eingreift, der in der Behälteraufnahme des Spenders vorgesehen ist.

[0020] Wie Fig. 2 zeigt, umfasst das Verschlusselement 2 einen deckelartigen Einsatz mit einem Zylinder 4, in dem ein Kolben 10 zwischen der in Fig. 4 gezeigten Schließ- oder Ausgangsstellung in die in Fig. 6 gezeigte Offen- oder Endstellung bewegbar ist. Ein unterer Flansch des Zylinders 4 ist mit Riegelvorsprüngen 9 zur Verbindung mit dem deckelartigen Einsatz versehen. Daran schließt ein Bereich 6 an, in dem übereinander Öffnungen 7 und 8 vorgesehen sind. Ein sich etwas verjüngender Oberteil schließt den Zylinder 4 nach oben ab und ist mit einem Boden 5 versehen, der als Widerlager für eine im Inneren angeordnete Rückstellfeder 12 dient. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist im sich verjüngenden Oberteil des Zylinders 4 die Wandstärke d größer als im Bereich 6 mit der geringeren Wandstärke rd, der elastisch aufweitbar ist. Die Anzahl der Öffnungen 7 und 8 im Bereich 6 ist beliebig und richtet sich nach Art und Eigenschaft des fließfähigen Mediums, d. h. es ist auch jeweils ein Kranz von Öffnungen 7, 8 denkbar.

[0021] Der im Zylinder 4 angeordnete Kolben 10 weist eine zentrale, nach unten offene Vertiefung 13 und eine eher mittige Ringnut 14 auf, die über zumindest ein Loch 15 mit der Vertiefung 13 in Verbindung ist. Eine obere Rille dient der Aufnahme bzw. Abstützung der Rückstellfeder 12. Die beiden Bereiche oberhalb und unterhalb der Ringnut 14 sind jeweils mit einem Paar von Umfangswulsten 11 versehen. Gemessen an jedem Umfangswulst 11 ist der Außendurchmesser des Kolbens 10 geringfügig größer als der Innendurchmesser des Bereichs 6 des Zylinders

4. Aus dem stark vergrößerten Ausschnitt (Fig. 5) ist ersichtlich, dass sich jeder Umfangswulst 11 um einen aus der Durchmesserdifferenz bedingten Betrag 16 in den Bereich 6 der Zylinderwand eindrückt, woraus sich eine sogenannte hart-auf- hart-Dichtung ergibt, die die Anordnung eigener Dichtringe oder dergleichen erübrigt.

[0022] In der Ausgangs- bzw. Schließstellung, die in Fig. 4 gezeigt ist, mündet die Öffnung 7

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Patentamt zwischen den beiden Umfangswulsten 11 im unteren Teil des Kolbens 10 und ist dadurch dichtend abgeschlossen. Da die Wandstärke rd des Bereichs 6 wesentlich reduziert ist, kann jeder Umfangswulst 11 beim Anheben des Kolbens 10 unter wellenähnlicher elastischer Aufweitung des Bereiches 6 sich in diesem in die in Fig. 6 gezeigte Abgabestellung verschieben, sodass die Öffnung 7 freigegeben wird und das Medium unter Schwerkrafteinfluss nach unten ausfließen kann. Das obere Paar von Umfangswulsten 11, das in der Ausgangsstellung nach Fig. 4 die obere Öffnung 8 in gleicher Weise verschließt und auch dort den Behälter abdichtet, gibt beim Anheben des Kolbens 10 in die Abgabestellung die obere Öffnung 8 ebenfalls frei, da der Mittelabstand zwischen den Paaren von Umfangswulsten 11 dem Mittelabstand zwischen den Öffnungen 7 und 8 entspricht. Bei nach oben verschobenem Kolben 10 ist somit auch eine Strömungsverbindung zwischen der Öffnung 8 über die Ringnut 14 in die mittige Vertiefung 13 vorhanden, über die Luft in den Behälter 1 einströmen kann, wenn ein Rückschlagventil, das das Abfließen von Medium durch die Öffnung 8 verhindert, vorgesehen ist. Dieses kann an jeder geeigneten Stelle, insbesondere im Betätigungsstößel 20 des Spenders vorgesehen sein.

[0023] Die Fig. 7 bis 9 zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines Betätigungsstößels 20, der in die mittige Vertiefung 3 des Verschlusselementes 2 eingreift und einen Fluidkanal 21 sowie einen Luftkanal 22 parallel nebeneinander enthält. In der Ausführung nach Fig. 7 und 8 sind die seitlichen Austrittsöffnungen des Fluidkanales 21 und des Luftkanales 22 in einem Abstand übereinander angeordnet, der vom Mittelabstand zwischen den Öffnungen 7 und 8 abweicht. Somit wird nach einem ersten Hub gemäß Fig. 7 nur die Verbindung zwischen dem Fluidkanal 21 und der seitlichen Öffnung 7 geöffnet, wodurch eine bestimmte Menge von Fluid aus dem Behälter 1 ausfließen kann, ohne dass Luft eindringt, und der im Behälter entstehende Unterdrück die Abgabe des Mediums begrenzt. Wird der Stößel 20 weiter in die Stellung nach Fig. 8 angehoben, so wird die Öffnung 7 verschlossen, und Luft kann über den Luftkanal 22 und die Öffnung 8 in den Behälter 1 einströmen, bis der Unterdrück wieder ausgeglichen ist.

[0024] Fig. 9 zeigt eine Ausführung, in der der Stößel 20 länger ist, und der Abstand zwischen den seitlichen Austrittsöffnungen des Fluidkanales 21 und des Luftkanales 22 dem Abstand zwischen den Öffnungen 7 und 8 im aufweitbaren Bereich 6 des Zylinders 4 entspricht. In dieser Ausführung sind in der Abgabestellung des Kolbens 10 beide Strömungswege gleichzeitig offen, wie die Pfeile in Fig. 9 zeigen.

[0025] Nach Abgabe der gewünschten Menge aus dem Behälter 1 wird der Betätigungsstößel 20 der Spenderaufnahme entlastet und der Kolben 10 aus der Abgabestellung der Fig. 6 durch die Rückstellfeder 12 in die Ausgangsstellung nach Fig. 4 zurück geschoben, wobei die „Aufweitungswellen“ im Bereich 6 wieder zurück laufen. Gegen Chemikalien beständige Materialien, wie Polyethylene und Polypropylene sind ausreichend elastisch, sodass sich Dichtelemente erübrigen.

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Patentamt

Claims (9)

1. Patentansprüche

   1. In eine Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement (2), das mit einem zumindest eine seitliche Öffnung (7) aufweisenden Zylinder (4) und einem im Zylinder (4) gedichtet verschiebbaren Kolben (10) versehen ist, der in einer Ausgangsstellung die Abgabe eines fließfähigen Mediums aus dem Behälter (1) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbendurchmesser größer als der Zylinderdurchmesser ist, und der Zylinder (4) zumindest in einem der Verschiebelänge des Kolbens (10) entsprechenden Bereich (6) elastisch aufweitbar ausgebildet ist.
2. 2. Verschlusselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand des Zylinders (4) im elastisch aufweitbaren Bereich (6) eine reduzierte Wandstärke (rd) aufweist.
3. 3. Verschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) einen Boden (5) aufweist, an dem eine Rückstellfeder (12) für den Kolben (10) abgestützt ist.
4. 4. Verschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kolben (10) ein Paar von Umfangswulsten (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umfangswulste (11) in der Ausgangstellung des Kolbens (10) beiderseits der seitlichen Öffnung (7) des Zylinders (4) liegen.
5. 5. Verschlusselement nach Anspruch 4, bei dem im elastisch aufweitbaren Bereich (6) des Zylinders (4) zwei Öffnungen (7, 8) in Verschieberichtung nacheinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolben (10) pro Öffnung (7, 8) je ein Paar von Umfangswulsten (11) ausgebildet ist, deren Mittelabstand dem Mittelabstand der Öffnungen (7, 8) entspricht.
6. 6. Verschlusselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgabestellung des Kolbens (10) zur Entnahme des fließfähigen Mediums aus dem Behälter (1) ein Fluidkanal (21) mit der der Ausgangstellung näheren, ersten Öffnung (7) kommuniziert.
7. 7. Verschlusselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgabestellung des Kolbens (10) zum Einbringen von Luft in den Behälter (1) ein Luftkanal (22) mit der von der Ausgangstellung weiter entfernten, zweiten Öffnung (8) kommuniziert.
8. 8. Verschlusselement nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (21) und der Luftkanal (22) in einem in einer Behälteraufnahme ein- oder zweistufig anhebbaren Stößel oder dergleichen angeordnet sind.
9. 9. Mit einem fließfähigen Medium gefüllter Behälter (1), der mit einem Verschlusselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.