DE102007045964A1

DE102007045964A1 - Verfahren und Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums

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Publication number: DE102007045964A1
Application number: DE102007045964A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-02
Also published as: EP2195620A2; WO2009040121A3; WO2009040121A2; US20100206898A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer Öffnung (1) in einem komprimierbaren Behältnis, insbesondere aus einer Tube (2), soll das Medium aus der Tube (2) in einen Vorraum (21, 21.1) gelangen, dessen Volumen durch Bewegen eines Druckelementes (8, 26, 29) verändert werden soll, wobei das Medium durch das Bewegen des Druckelementes (8, 26, 29) aus einer Auslassöffnung (19, 19.1) ausgebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer Öffnung in einem komprimierbaren Behältnis, insbesondere aus einer Tube, sowie eine Vorrichtung hierfür.
Stand der Technik
Unterschiedliche Medium werden auf vielfältige Art und Weise aus einem Behältnis ausgebracht. Bspw. sind Vorrichtung bekannt, die nach dem Saugpumpprinzip arbeiten. Mit einem entsprechend abgedichteten Kolben wird Medium aus dem Behältnis angesaugt und nach Schliessen eines Rückschlagventils aus einer Auslassöffnung ausgebracht. Dies ist in der Regel sehr ungenau und nicht auf bspw. Tuben od. dgl. anwendbar.
Die zur Zeit auf dem Markt befindlichen Tuben für Salben, Pasten, Lotion usw. werden über die Länge des ausgebrachten Salbenstrangs dosiert. Insbesondere im medizinischen Bereich werden entsprechend dem Beipackzettel verschiedene Stranglängen gefordert und nach Gefühl abgeschätzt oder mit einem Massstab während des Tubenhandlings abgemessen. Eine derartige Vorgehensweise bleibt ungenau und ist für die Praxis wenig hilfreich.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung der o. g. Art anzubieten, durch die eine bspw. vorgeschrieben Dosierung präzise eingehalten werden kann, wobei beliebige Produkte, gleichgültig welcher Viskosität, dosiert und ausgebracht werden können.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass das Medium aus der Tube in einen Vorraum gelangt, dessen Volumen durch Bewegen eines Druckelementes verändert wird, wobei das Medium durch das Bewegen des Druckelementes aus einer Auslassöffnung ausgebracht wird,
Das bedeutet, dass das Medium in diesem Fall, anders als beim Saugpumpprinzip, nicht angesaugt, sondern aktiv durch den Benutzer aus der Tube in den Vorraum ausgedrückt wird. Dadurch kann der gesamte Vorraum gefüllt werden, so dass eine Kalibrierung des Druckelementes erfolgt, indem dieses bis zu einem Anschlag zurückgedrückt wird. In diesem Fall weiss der Benutzer auch, dass der gesamte Vorraum gefüllt ist. Betätigt er nun dieses Druckelement, so kann er sehr exakt dosiert bspw. einen gewünschten Salbenstrang aus der Auslassöffnung ausdrücken.
Das Druckelement kann verschieden ausgebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel ist daran gedacht, das Druckelement als Linearkolben auszugestalten. Dabei ist bspw. an einem Stössel eine Kolbenfläche vorgesehen, die gegen eine Innenwand eines Axialkanals abgedichtet ist. Wird diese Kolbenfläche mit einem Medium beaufschlagt, so weicht der Linearkolben zurück und gibt einen Raum zur Aufnahme des Mediums frei. Dieser Raum ist linear ausgestaltet.
Zum Ausbringen des Mediums wird der Linearkolben unter Druck gesetzt, so dass die Kolbenfläche das Medium mit Druck beaufschlagt. Dieses wird durch eine separate Auslassöffnung ausgedrückt. Diese Auslassöffnung war im übrigen beim Füllen des Vorraums durch eine entsprechende Schutzkappe verschlossen.
Zum exakten Dosieren befindet auf dem Linearkolben, insbesondere auf dem Stössel, eine entsprechende Skalierung, wobei das Gehäuse wiederum eine entsprechende Markierung aufweist. Anhand der Stellung der Skalierung zur Markierung kann genau abgelesen werden, wie viel an Medium ausgebracht ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Druckelement als ein Drehring mit einem Schieber ausgebildet, der in einem Ringraum bewegt wird. Dieser Ringraum steht durch zumindest eine entsprechende Querbohrung mit der Öffnung der Tube in Verbindung, so dass bei Druckbeaufschlagung der Tube Medium durch die Querbohrung in den Ringraum gelangen kann. Dabei wird der Schieber auch mit Druck beaufschlagt, so dass das Volumen des Ringraums durch Drehen des Drehrings vergrössert und der Ringraum mit Medium gefüllt wird. Dies geschieht bevorzugt zwischen zwei Anschlägen, welche die Drehung des Drehrings begrenzen.
Auch an diesem Drehring ist eine Skalierung vorgesehen, mit der ein dosiertes Ausbringen des Mediums möglich ist.
Im Rahmen der Erfindung liegt im Übrigen auch eine Kombination aus Linearbewegung und Drehbewegung eines entsprechenden Druckelements. In diesem Fall kann das Druckelement beispielsweise eine schraubenlinienförmige Bewegung durchführen.
Selbstverständlich ist es denkbar, Behältnisse bereits bei ihrer Herstellung mit einer derartigen erfindungsgemässen Vorrichtung zu versehen. Es dürfte jedoch einfacher sein, das Aussengewinde der Tuben, das bereits vorhanden ist, dazu zu benutzen, um eine erfindungsgemässe Vorrichtung auf einen Tubenhals aufzuschrauben.
Für Tuben, die nicht rückstellbar sind, bedarf es auch keines Rückströmventils in der erfindungsgemässen Vorrichtung. Allerdings gibt es eine Vielzahl von Behältnissen bzw. Tuben, bei denen beim Ausbringen des Mediums durch das Druckelement möglicherweise wieder Medium in das Behältnis zurückgedrückt wird. Hier ist selbstverständlich ein Rückströmventil vorteilhafter. Dieses kann aus einem einfachen Kunststoffkegel bestehen, der zum Zwecke der Herstellung eines Ventilaustritts geschlitzt ist. Denkbar sind aber auch federbelastete Kugelventile, angespritzte Klappenventile, Plattenventile, usw. Hier ist der Erfindung keine Grenze gesetzt.
Durch das erfindungsgemässe verbraucherfreundliche Handling wird das Dosieren insbesondere aus Tuben sicherer und derartige Tuben können für neue Anwendungsgebiete eingesetzt werden. Durch den Einsatz von medizinisch zugelassenen Materialien ist das System insbesondere für den Pharmamarkt interessant, bspw. für dosiergenau auszubringende Schmerzgels, Salben, hautempfindliche Lotion, sowie wässrige Produkte usw. oder auch z. B. für Mischmedien im Dentalbereich.
Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums in Gebrauchslage an einer nur teilweise dargestellten Pumpe;
2 einen vergrössert dargestellten Ausschnitt aus einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums ähnlich 1;
3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer nur teilweise dargestellten Tube;
4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss 3 entlang Linie IV-IV.
Gemäss 1 weist eine erfindungsgemässe Vorrichtung P₁ zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer Öffnung 1 einer nur teilweise dargestellten Tube 2 ein Gehäuse 3 auf, welches über ein Innengewinde 4 auf ein Aussengewinde 5 eines Halses 6 der Tube 2 aufgeschraubt ist. Das Gehäuse 3 wird von einem Axialkanal 7 durchzogen, in welchem ein Linearkolben 8 entlang des Doppelpfeils 9 verschiebbar angeordnet ist. Dabei ist einem Stössel 10 des Linearkolbens 8 innerhalb des Axialkanals 7 eine Kolbenfläche 11 aufgesetzt, die sich über eine ringförmige Dichtlippe 12 gegen eine, Innenwand 13 des Axialkanals 7 abstützt. Zur weiteren Führung des Linearkolbens 8 bildet das Gehäuse 3 endwärtig eine Ringöffnung 14 aus, welche den Stössel 10 umschliesst. Ausserhalb des Axialkanals 7, d. h. nach der Ringöffnung 14, ist dem Stössel 10 ferner eine Druckscheibe 15 aufgesetzt. Weiterhin ist auf dem Stössel 10 eine Skalierung 16 erkennbar.
Nahe dem Hals 6 ist an das Gehäuse 3 ein Nippel 17 angeformt, der von einer Radialbohrung 18 durchzogen ist. Diese Radialbohrung 18 führt zu einer Auslassöffnung 19, zu deren Verschluss dem Nippel 17 eine Schutzkappe 20 aufgeschraubt ist.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist Folgende:
Von einer Tube 2, die bspw. eine Salbe enthält, wird deren nicht näher gezeigte Verschlusskappe von dem Hals 6 abgeschraubt und die Vorrichtung P₁ zum dosierten Ausbringen der Salbe aus der Tube 2 auf den Hals 6 aufgeschraubt. Nunmehr wird Salbe aus der Tube 2 durch die Öffnung 1 in den Axialkanal 7 ausgedrückt, wobei der Linearkolben 8 nach rechts zurückweicht. Hierdurch entsteht vor und in der Radialbohrung 18 bzw. vor der Auslassöffnung 19 ein Vorraum 21, dessen Volumen veränderbar ist. Zuerst wird das Volumen durch das Eindrücken der Salbe aus der Tube 2 und das Zurückweichen des Linearkolbens 8 vergrössert.
Soll nun Salbe dosiert aus der Auslassöffnung 19 ausgebracht werden, wird die Schutzkappe 20 von dem Nippel 17 entfernt. Danach wird der Linearkolben 8 durch Druck auf die Druckscheibe 15 unter Druck gesetzt, so dass die Kolbenfläche 11 das Volumen des Vorraums 21 verkleinert. Hierdurch wird Salbe durch die Radialbohrung 18 und aus der Auslassöffnung ausgepresst, wobei anhand der Skalierung 16 genau nachvollzogen werden kann, welche Menge ausgebracht wird.
Die Ringöffnung 14 dient sowohl als Anschlag für die Kolbenfläche 11 als auch für die Druckscheibe 15. Hierdurch wird die Bewegung des Linearkolbens 8 begrenzt.
Bei Metalltuben, bspw. Aluminiumtuben oder ähnlichen Materialien, d. h. bei Tuben oder Behältnissen, welche nach dem Quetschen oder Drücken in der Quetschstellung verbleiben, also sich nicht mehr zur Ausgangsform zurückverformen, stellt das Medium in der Tube selbst eine Rückströmsperre dar.
Bei Tuben mit einem Rücksaug- oder Rückströmeffekt, bspw. bei Kunststofftuben mit eigener Rückstellkraft der Tubenwandung, dürfte es sich aber als ratsam erweisen, ein Rückströmventil 22, wie in 2 angedeutet, einzubauen. Ein derartiges Ventil besteht vorzugsweise aus einem Soft-Material, z. B. LLDPE, um die Eigenspannung des Materials der Ventilwandstärke als Zuhaltekraft zum Einsatz zu bringen. Für einen Ventilaustritt 23 wird eine kegelförmige Ventilwand 24 eingeschlitzt, um so das Öffnen und Schliessen zu ermöglichen. Um die Dosierfunktion sicher zu erhalten, wird dieses Rückströmventil 22 bevorzugt zwischen der Öffnung 1 und der Radialbohrung 18 platziert.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung P₃ zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer Tube 2 gemäss den 3 und 4 ist auf den Tubenhals 6 ebenfalls ein Gehäuse 3.1 aufgeschraubt. Auch dieses Gehäuses 3.1 ist von einem Axialkanal 7.1 durchzogen, der sich hier allerdings axial von der Öffnung 1 bis zu einer Auslassöffnung 19.1 erstreckt. Diese Auslassöffnung 19.1 wird wiederum von der Schutzkappe 20 verschlossen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Vorraum 21.1 nicht Teil des Axialkanals, sondern als separater Ringraum ausgebildet, der den Axialkanal 7.1 umfängt und mit diesem über zumindest eine Querbohrung 25 in Kommunikation steht.
Nach aussen wird der Vorraum 21.1 durch einen Drehring 26 verschlossen, wobei dieser Drehring 26 mit entsprechenden Gehäusewänden zumindest zwei Ringdichtungen 27.1 und 27.2 ausbildet.
Gemäss 4 ist dem Drehring 26, der entsprechend dem Doppelpfeil 28 gedreht werden kann, ein Schieber 29 zugeordnet, der sich von dem Drehring 26 etwa radial weg erstreckt und an einer Ringwand 30 des Gehäuses 3.1 anliegt.
Im Zusammenspiel mit dem Schieber 29 wird die Drehbewegung des Drehrings 26 durch zwei Anschläge 31 und 32 begrenzt, die nahe der Querbohrung 25 von der Ringwand 30 abstehen. Der Anschlag 21 reicht bis zu einer Innenwand 33 des Drehrings 26, der andere Anschlag 32 greift nur ein Stückchen in den Drehweg des Schiebers 29 ein, so dass dieser diesen Anschlag 32 nicht überfahren kann. Er lässt aber zur Innenwand 33 des Drehringes 26 hin eine Durchströmöffnung 34 frei, durch die Medium strömen und Druck auf den Schieber 26 ausüben kann, so dass auch hier ein sich in seinem Volumen verändernder Vorraum 21.1 entsteht.
Auch hier befindet sich aussen an dem Drehring 26 eine nicht näher gezeigte Skalierung, welche bspw. mit einer nicht näher gezeigten Markierung an dem Gehäuse 3.1 zusammen wirken kann.
Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung P₃ ist ähnlich derjenigen nach 1. Das Füllen des Vorraums erfolgt jedoch nicht linear, sondern kreisförmig. D. h., es wird das auszubringende Medium aus der Tube 2 ausgedrückt und gelangt durch die Querbohrung 25 bei verschlossener Auslassöffnung 19.1 in den Vorraum 21.1. Dort drückt dieses Medium auf den Schieber 29, so dass der Drehring 26 gedreht wird, bis der Schieber 29 den Anschlag 31 erreicht.
Zum Ausbringen des Mediums wird wiederum die Schutzkappe 20 von der Auslassöffnung 29.1 entfernt. Nunmehr wird der Drehring 26 entgegen der Füllrichtung gedreht, so dass durch den Schieber 29 auf das Medium in den Vorraum 21.1 Druck ausgeübt wird. Dieses strömt durch die Durchströmöffnung 34, die Querbohrung 25 und den Axialkanal 7.1 aus der Auslassöffnung 19.1 aus.

Wenn im Übrigen vorliegend von komprimierbar gesprochen wird, so ist darunter nicht nur ein Behältnis zu verstehen, dessen eigene Wand deformierbar ist, sondern es fallen darunter auch die bekannten Zwei-Kammer-Dosen mit einem knautschbaren Innenbeutel. Ferner fallen darunter auch Behältnisse, die eine starre Wandung aufweisen, deren Volumen aber durch Kolben, Membranen od. dgl. verändert werden kann. Wichtig ist allein, dass das Medium aktiv durch eine Handlung des Benutzers aus dem Behältnis ausgebracht werden kann. Bezugszeichenliste

1	Öffnung
2	Tube
3	Gehäuse
4	Innengewinde
5	Aussengewinde
6	Hals
7	Axialkanal
8	Linearkolben
9	Doppelpfeil
10	Stössel
11	Kolbenfläche
12	Dichtlippe
13	Innenwand
14	Ringöffnung
15	Druckscheibe
16	Skalierung
17	Nippel
18	Radialbohrung
19	Auslassöffnung
20	Schutzkappe
21	Vorraum
22	Rückströmventil
23	Ventilaustritt
24	Ventilwand
25	Querbohrung
26	Drehring
27	Ringdichtung
28	Doppelpfeil
29	Schieber
30	Ringwand
31	Anschlag
32	Anschlag
33	Innenwand
34	Durchströmöffnung

Claims

Verfahren zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer Öffnung (1) in einem komprimierbaren Behältnis, insbesondere aus einer Tube (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Medium aus der Tube (2) in einen Vorraum (21, 21.1) gelangt, dessen Volumen durch Bewegen eines Druckelementes (8, 26, 29) verändert wird, wobei das Medium durch das Bewegen des Druckelementes (8, 26, 29) aus einer Auslassöffnung (19, 19.1) ausgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (2) zum Einbringen des Mediums in den Vorraum (21, 21.1) komprimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (19, 19.1) beim Einbringen des Mediums in den Vorraum (21, 21.1) verschlossen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (8) zum Ausbringen des Mediums aus dem Vorraum (21) linear bewegt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (26, 29) zum Ausbringen des Mediums aus dem Vorraum (21.1) gedreht wird.
Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einer Öffnung (1) in einem komprimierbaren Behältnis, insbesondere aus einer Tube (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnung (1) des Behältnisses ein (2) Vorraum (21, 21.1) in einem Gehäuse (3) zugeordnet ist, dessen Volumen durch ein Druckelement (8, 26, 29) veränderbar ist, wobei aus dem Vorraum (21, 21.1) eine Auslassöffnung (19, 19.1) ausmündete.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (19, 19.1) mit einer Schutzkappe (20) verschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vorraum (21) ein Linearkolben (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Linearkolben (8) zum Vorraum (21) hin eine Kolbenfläche (11) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolbenfläche (11) über zumindest eine Dichtlippe (12) gegen eine Innenwandung (13) des Vorraums (21) abstützt.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Linearkolben (8) eine Skalierung (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorraum (21.1) als Ringraum ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (21.1) über einen Einlass (25) mit der Öffnung (1) aus dem Behältnis (2) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (21.1) nach aussen durch einen Drehring (26) verschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Drehring (26) ein Schieber (29) etwa radial in den Vorraum (21.1) einragt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schieber (29) in dem Vorraum zwei Anschläge (31, 32) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Anschlag (31, 32) auf einer Seite des Einlasses (25) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (31) bis zum Drehring (26) reicht, während der andere Anschlag (32) eine Durchströmöffnung (34) zum Vorraum (21.1) hin frei lässt.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehring (26) eine Skalierung aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) mit einem Gewinde (4) auf einen Hals (6) des Behältnisses (2) aufgeschraubt ist, wobei der Hals (6) die Öffnung (1) umfängt.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnung (1) aus dem Behältnis (2) ein Rückströmventil zugeordnet ist.
Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 21 zum Aufsetzen auf einen Hals (6) einer Tube (2).
Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 21 zum Aufschrauben auf einen Hals (6) einer Tube (2).