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Die
Erfindung betrifft Gefäße für Flüssigkeiten,
besonders für
zähe pasteartige
Substanzen wie Pasten, Balsame, Creme, usw. (z. B. Ketchup, weicher
Käse, Honig,
Zahnpasta, Schuhcreme, Senf, Schmierfett, Farbe, Klebstoff, Dichtmasse,
Schminke und andere ähnliche
schwerflüssige
Stoffe), die ein Auspressen ihres Inhalts ermöglichen.
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Für diesen
Zweck werden Tuben, Aerosoldosen, Spritzen benutzt.
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Tuben
haben folgende Nachteile:
- – ein geringes Fassungsvermögen;
- – es
ist unmöglich,
einen hohen Druck beim Auspressen ihres Inhalts zu schaffen;
- – es
ist unmöglich,
eine genaue Dosierung zu erhalten;
- – es
ist unmöglich,
eine Tube gänzlich
zu leeren.
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Aerosoldosen
(Sprühdosen)
haben folgende Nachteile:
- – sie sind konstruktiv und
technologisch kompliziert, ihre Herstellung ist teuer;
- – ein
geringes Fassungsvermögen;
- – zwecks
Verdrängung
des Inhalts brauchen sie spezielle Gase, welche umweltschädlich sein
können;
- – sie
sind explosionsgefährlich;
- – es
ist unmöglich,
eine genaue Dosierung zu erhalten;
- – eine
hohe Störanfälligkeit,
häufiges
Verstopfen, besonders bei zähen
Substanzen;
- – sie
geben die Inhalte nur im zerstäubten
Zustand ab.
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Spritzen
haben folgende Nachteile:
- – ein geringes Fassungsvermögen;
- – es
ist kompliziert, eine genaue Dosierung zu erhalten;
- – es
ist unmöglich,
den Inhalt der Spritze (z. B. sterile Substanz) über eine lange Zeit zu konservieren,
weil es im Boden der Spritze eine Öffnung gibt (wo sich ein Antrieb
des Kolbens befindet), durch die Luft in die Spritze eindringen
kann;
- – für das Auspressen
der zähen
Substanzen ist eine große
physische Anstrengung des Menschen oder eine Benutzung einer zusätzlichen mechanischen
Vorrichtung notwendig;
- – die
Notwendigkeit eines sehr festen nicht deformierbaren Körpers der
Spritze, um eine Enthermetisierung zu vermeiden;
- – die
Länge der
Spritze vor der Benutzung ist fast zweimal länger als der Körper der
Spritze;
- – es
ist unmöglich,
während
der Zeit der Benutzung und Aufbewahrung einen hohen Druck in der Spritze
aufrechtzuerhalten.
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Derzeit
gibt es im Handel spezielle Spritzen, welche es ermöglichen,
zähe Substanzen
herauszupressen (z. B. bei Baumarkt OBI: Universal Fuge Kartusche
Artikelnr. 5851688).
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Diese
Kartuschen haben alle die o. g. für Spritzen charakteristischen
Nachteile, daneben brauchen sie für ihr Funktionieren die Verwendung
einer speziellen Vorrichtung – einer
Auspress-Pistole (z. B. im Handel bei Baumarkt OBI: Auspress-Pistole
Artikeln. 2228211).
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Das
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Spritze, die Folgendes
ermöglicht:
- – ein
größeres Fassungsvermögen;
- – eine
sichere langfristige Aufbewahrung des Inhalts der Spritze;
- – das
Erzeugen eines hohen Drucks in der Spritze während der Zeit der Benutzung
oder Bewahrung;
- – ein
leichtes manuelles Auspressen von sehr zähen Substanzen;
- – eine
genaue Dosierung;
- – eine
vollständige
Entleerung.
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Das
gestellte Ziel wird damit erreicht, dass:
- – der Körper der
Spritze aus einem dünnwandigen,
elastisch verformbaren Material (z. B. federndem elastischen Kunststoff
wie Hart-PVC) hergestellt wird;
- – die äußere und
innere Oberfläche
des Körpers nach
Art zweier koaxialer Gewinde ausgeführt sind, die die gleichen
Gewindesteigungen haben;
- – die äußere Oberfläche des
Kolbens nach Art eines Gewindes ausgeführt ist, die mit dem inneren Gewinde
des Körpers
eine hermetische, bewegliche Gewindeverbindung bildet;
- – an
das äußere Gewinde
des Körpers
eine Schraubenmutter mit der Möglichkeit
einer fortschreitenden und rotierenden Bewegung verhältnismäßig zum
Körper
angeschraubt ist, welche mit zwei diametral gegenüberliegenden
Konsolen ausgestattet ist, deren freie Enden jeweils einen inneren
Vorsprung aufweisen, wobei der Abstand zwischen diesen beiden Vorsprünge kleiner
ist, als das Ausmaß der äußeren Oberfläche des
Körpers;
- – der
Kolben mit einer hervorstehenden steifen Rippe ausgestattet ist,
deren äußere Oberfläche eine
Fortsetzung der äußeren Oberfläche des Kolbens
ist;
- – der
innere Raum des Körpers,
der hinter dem Kolben angeordnet ist, von der Umwelt mit Hilfe eines
hermetischen ununterbrochenen Bodens abgetrennt ist;
- – die
Spritze mit einem Auslassventil ausgestattet ist, das sich bei einem
bestimmten vorgegebenen Druck öffnet
oder schließt;
- – die
Spritze mit speziellen Teile ausgestattet ist, die ein zusätzliches
Andrücken
der Klappe des Auslassventils zum Ventilsitz gewährleisten;
- – an
die äußeren Oberflächen des
Körpers
und der Schraubenmutter eine lineare und eine runde sich gegenseitig
schneidenden Skalen der benannten Zahlen aufgetragen sind und zwar
dermaßen,
dass eine Deckung der Anfänge
der Skalen einer Maximalstellung des Kolbens in der Spritze entspricht
und eine Deckung der Enden der Skalen der anderen Maximalstellung
des Kolbens in der Spritze entspricht.
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Die
Beispiele der Konstruktion der erfundenen Spritze sind auf den Abbildungen
(Figuren von 1 bis 11)
dargestellt.
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In
den 1–5 wird
eine Variante der Konstruktion der Spritze mit einfachstem Deckel
dargestellt; in den 6–8 ist die
Konstruktion des Kolbens zu sehen; in der 9 ist die
Konstruktion der Spritze mit dem Auslassventil dargestellt; in den 10 und 11 ist die Konstruktion der Spritze mit Messungsskalen
zu sehen.
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In
der 1 ist ein Vollschnitt der Spritze (die Schraubenmutter
ist nicht gänzlich
an den Körper
der Spritze angeschraubt) dargestellt.
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In
der 2 ist eine Vorderansicht der Spritze (die Schraubenmutter
ist gänzlich
an den Körper der
Spritze angeschraubt) dargestellt; in der 3 ist der
Schnitt A–A
aus der 2 zu sehen; in den 4 und 5 sind
die Schnitte B–B
und C–C
aus der 3 zu sehen.
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In
der 6 ist eine Vorderansicht (mit einem Halbschnitt)
des Kolbens dargestellt; in der 7 ist eine
Ansicht nach dem Pfeil E auf der 6 (Untersicht)
und in der 8 ist eine Seitenansicht von
links (mit einem Halbschnitt) zu sehen.
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In
der 9 ist ein Vollschnitt der Spritze mit dem Auslassventil
dargestellt. In der 10 ist eine Vorderansicht der
Spritze mit Messungsskalen dargestellt; in der 11 ist
horizontale Projektion (Draufsicht) zu sehen.
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Die
Spritze enthält
folgende Bestandteile: ein Körper 1,
ein Kolben 2, ein Deckel 3 mit einer Dichtung 4 und
eine Schraubenmutter 5.
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Der
Körper 1 ist
ein dünnwandiges
Gefäß, das aus
einem Rohr 6, einem Boden 7 und einem Hals 8 besteht.
Das Rohr 6 und der Boden 7 sind aus einem elastisch
verformbaren Material (z. B. federndem elastischen Kunststoff wie
Hard-PVC) hergestellt. Der Körper 1 kann
auch ohne Boden 7 hergestellt werden.
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Die äußere Oberfläche 9 des
Rohres 6 hat die Form eines Gewindes 10, die innere
Oberfläche 11 des
Rohres 6 hat die Form eines Gewindes 12. Die Gewinde 10 und 12 sind
koaxial, ihre Profile sind äquidistant
und ihre Gewindesteigungen S sind gleich.
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Der
Hals 8 ist im Rohr 6 hermetisch befestigt (z.
B. angeklebt, oder Rohr 6 mit Hals 8 sind zusammen
gegossen). Der Hals 8 hat eine Öffnung 13 und verbindet
sich mit dem Deckel 3 durch das Gewinde 14.
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Die äußere Oberfläche 15 des
Kolbens 2 hat die Form eines Gewindes 16, dessen
Ausmaße gleich
sind wie (oder etwas größer als)
die Ausmaße des
Gewindes 12, so dass die Gewinde 12 und 16 eine
hermetische Gewindeverbindung bilden. Die Form und die Ausmaße der Stirnseite 17 des
Kolbens 2 wiederholen die Form und die Ausmaße der inneren
Oberfläche 18 des
Halses 8. Der Kolben 2 ist mit einer hervorstehenden
steifen nicht biegsamen Rippe 19 ausgestattet, deren äußere Oberfläche 20 eine Fortsetzung
des Gewindes 16 des Kolbens 2 ist. Der Kolben 2 kann
eine fortschreitende und rotierende (spiralige) Bewegung im Rohr 6 ausführen, dabei bleibt
die hermetische Verbindung der Gewinden 16 und 12 erhalten.
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Die
Schraubenmutter 5 ist mit der Möglichkeit einer fortschreitenden
und rotierenden (spiraligen) Bewegung an Rohr 6 angeschraubt.
Die Schraubenmutter 5 hat zwei diametral gegenüberliegende
Konsolen 21.
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Das
Gewinde 22 der Schraubenmutter 5 hat ihre Fortsetzung 22' an den inneren
Oberflächen
der Konsolen 21, dabei hat die letzte Windung 23 (oder einige
letzten Windungen) des Gewindes 22' den Kerndurchmesser Q, der geringer
als der Kerndurchmesser d10 des Gewindes 10 des
Rohres 6 ist. Diese letzte Windung 23 bildet am
freien Enden der Konsolen 21 die inneren Vorsprüngen 24 und 25.
Der Abstand Q zwischen den Vorsprüngen 24 und 25 ist gleich
dem Kerndurchmesser Q und kleiner als der Kerndurchmesser d10 des Gewindes 10.
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Je
nach der Prädestination
der Spritzen können
die Gewinde 10, 12, 16 und 22 sowohl
selbsthemmend als auch nicht selbsthemmend angefertigt sein. Bei
Spritzen, deren Inhalt ohne Luftzugang oder unter dem Hochdruck
aufbewahrt werden muss, müssen
alle Gewinde selbsthemmend sein.
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Die
Montage der Spritze wird z. B. folgendermaßen verwirklicht.
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Der
Kolben 2 wird in das Rohr 6 bis zum Boden 7 eingeschraubt,
dann wird der Hals 8 an dem Rohr 6 befestigt.
Die Spritze wird durch die Öffnung 13 mit
einer Substanz aufgefüllt
und mit dem Deckel 3 geschlossen. Danach wird die Schraubenmutter 5 an
das Rohr 6 des Körpers 1 angeschraubt
bis der Vorsprung 25 die äußere Oberfläche 9 des Rohres 6 berührt (siehe 1).
Jetzt ist die Spritze zur Benutzung vorbereitet.
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Die
Spritze wird z. B. folgendermaßen
benutz.
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Der
Deckel 3 wird abgeschraubt und die Schraubenmutter 5 wird
begonnen ans Rohr 6 anzuschrauben.
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Die
Windung 23 mit ihren Vorsprüngen 24 und 25 drückt an die äußere Oberfläche 9 des
Rohres 6, das Rohr 6 presst sich zusammen und
nimmt an dieser Stelle die Form einer Ellipse mit einer kleinen
Achse N und einer großen
Achse M. Infolgedessen wird an dieser Stelle das Ausmaß n der
Oberfläche 11 kleiner
als der Kerndurchmesser d16 des Gewindes 16,
das Ausmaß m
wird größer als
der Kerndurchmesser d16 des Gewindes 16 und
entsteht ein Spielraum 26 zwischen dem Gewinde 22' und der Oberfläche 9.
Beim Drehen der Schraubenmutter 5 wirkt die Wand des Rohres 6 auf
die Rippe 19 ein, der Kolben 2 beginnt sich zu
drehen und dabei wird der Inhalt der Spritze komprimiert und durch
die Öffnung 13 gepresst.
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Nach
dem Auspressen der benötigten
Menge des Inhalts wird mit dem Drehen der Schraubenmutter 5 aufgehört und der
Deckel 3 an den Hals 8 angeschraubt. Damit ist
die Spritze hermetisch verschlossen.
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Wenn
in diesem Zustand die Schraubenmutter 5 weiter (in der
Richtung nach den Hals 8) angeschraubt wird, entsteht innerhalb
der Spritze ein Hochdruck.
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Die
Spritze kann mit einem Auslassventil 27 ausgestattet werden,
der bei einem bestimmten vorgegebenen Auslassdruck anspricht (sich öffnet und bei
Nachlassen des Drucks sich wieder schließt).
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Das
Auslassventil 27 enthält
einen Ventilsitz 28, zu dem eine Klappe 29 mit
Hilfe einer Feder 30 ständig
angedrückt
wird. Die Feder 30 hält
sich im Hals 31 mit Hilfe eines Anschlags 32 der
mit Hals 31 durch die Schraubverbindung 33 verbunden
ist. Durch die Änderung
der Lage des Anschlags 32 kann man der Auslassdruck regeln.
Die Klappe 29 hat einen Stock 34, der über dem
Hals 31 vorspringt.
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Der
Hals 31 hat eine Auslassöffnung 35. Die Klappe 29 im
Hals 31 und der Stock 34 im Anschlag 32 sind
mit Spielpassungen eingesetzt, so dass die Klappe 29 sich
im Hals 31 bewegen kann. An den Hals 31 ist ein
Deckel 36 durch eine Gewindeverbindung 37 angeschraubt,
dessen Boden 38 sich an Stock 34 stemmt.
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Diese
Spritze wird folgendermaßen
benutzt.
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Der
Deckel 36 wird abgeschraubt und die Schraubenmutter 5 begonnen
ans Rohr 6 anzuschrauben. Der Inhalt der Spritze wird dadurch
komprimiert und drückt
an die Klappe 29, die bei einem bestimmten Druck angehoben
wird. Die Öffnung 13 öffnet sich
und der Inhalt der Spritze wird durch die Auslassöffnung 35 gepresst.
Beim Aufhören
der Bewegung von Schraubenmutter 5 wird der Druck in der Spritze
nicht weiter erhöht,
die Klappe 29 senkt sich unter der Einwirkung der Feder 30 auf
den Ventilsitz 28 herab und dadurch ist das Auslassventil 27 geschlossen.
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Die
Auslassöffnung 35 wird
von den Resten der ausgepressten Substanz gereinigt und gewaschen.
Man kann auch mit dem kochenden Wasser oder Dampf die Auslassöffnung 35,
die äußere Oberfläche des
Halses 31 und den Innenraum des Deckels 36 reinigen
(z. B. sterilisieren). Dann wird der Deckel 36 an den Hals 31 angeschraubt,
dabei drückt sein
Boden 38 an den Stock 34 der Klappe 29.
Infolgedessen eine zuverlässige
Hermetisierung des Innenraums der Spritze und eine lange Unversehrtheit des
Inhalts des Spritze gesichert.
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Die
Konstruktion der Spritze ermöglicht
eine genaue Dosierung, weil die Menge der ausgepressten Substanz
immer dem Drehwinkel der Schraubenmutter 5 entspricht.
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Zur
Kontrolle der Menge der ausgepressten Substanz sind eine lineare
Skala 39 und eine runde Skala 40 vorgesehen, die
an den äußeren Oberflächen des
Roheres 6 und der Schraubenmutter 5 aufgeführt sind
(z. B. durch Auftragen von Farben). Die Skalen 39 und 40 schneiden
sich. Die benannten Zahlen der Skalen sind in den Volumen- oder
Masseneinheiten angegeben. Die Differenz der Werte des Endes und
des Anfangs der linearen Skala 39 ist gleich der Menge
der Substanz in der völlig
gefüllten Spritze.
Der Anfang und das Ende der runden Skala 40 von Schraubenmutter 5 kongruieren,
dabei ist die Differenz ihrer Werte gleich der Menge der Substanz, die
bei einer Umdrehung der Schraubenmutter 5 aus der Spritze
ausgepresst wird.
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Die
Skalen 39 und 40 sind so angeordnet, dass eine
Deckung der Anfänge
der Skalen einer Maximalstellung des Kolbens 2 in der Spritze
entspricht und eine Deckung der Enden der Skalen einer anderen Maximalstellung
des Kolbens 2 in der Spritze entspricht.
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An
den linearen Skala 39 kann die den vollen Umdrehungen entsprechende
Menge der Substanz abgelesen werden, Bruchteile kann an der runden Skala 40 abgelesen
werden.
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Die
neue Spritze hat eine ganze Reihe der Vorteile. Da der Kolben 2 mit
Hilfe der Schraubenmutter 5 und der Gewinde 10, 12 und 16 bewegt
wird, ist es möglich:
- – das
Fassungsvermögen
der Spritzen zu erhöhen;
- – den
benötigen
Kraftaufwand zu vermindern;
- – zähe Substanzen
auszupressen ohne Auspress-Pistolen verwenden zu müssen;
- – einen
Hochdruck innerhalb der Spritze zu schaffen und zu erhalten;
- – eine
genaue Dosierung zu gewährleisten;
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Da
der Körper 1 hermetisch
hergestellt ist und die Spritze auch mit dem Auslassventil 27 ausgestattet
werden kann, wird es möglich,
sterile Substanzen lange Zeit zu erhalten, auch nachdem als ein
Teil des Inhalts entnommen wurde.
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Die
Konstruktion erlaubt es auch, die Länge der Spritze zu verringern.
Die neuen Eigenschaften der Spritze ermöglichen der Bereich der Verwendung der
Spritze erheblich zu erweitern (z. B. für Ernährung der Astronauten, für Zwangsfütterung
der Menschen und der Tiere, für
Schmiermittelvorrichtungen der Maschinen, und viel Anderes).