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Die
Erfindung betrifft einerseits eine Vorrichtung zum Spenden von fließfähigen Substanzen,
insbesondere von pastösen
Produkten, mit einem verkleinerbaren Hohlraum zum Aufnehmen und
Bereitstellen der fließfähigen Substanzen,
wobei ein Balg zum Bilden des verkleinerbaren Hohlraums vorgesehen
ist. Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Spenden
von fließfähigen Substanzen,
bei welchem ein variabler Hohlraum zum Vorhalten der fließfähigen Substanzen
verkleinert wird, und bei welchem die fließfähigen Substanzen aus einer Öffnung des
variablen Hohlraums heraus gespendet werden können. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Spenden von fließfähigen Substanzen,
insbesondere von pastösen
Produkten, mit eifern verkleinerbaren Hohlraum, bei welchem der
verkleinerbare Hohlraum aus einem kompressiblen Balg aus mindestens
zwei Werkstoffkomponenten gebildet wird.
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Gattungsgemäße Vorrichtungen
zum Spenden von fließfähigen Substanzen
sind aus dem Stand der Technik gut bekannt und werden oftmals auch zum
Aufnehmen und Bereitstellen von Seifen, Cremes und dergleichen verwendet.
Sie können
somit auch als Seifen- oder Cremespender bezeichnet werden. Derartige
Spendervorrichtungen können aber
auch zur Ausgabe von flüssigeren
Produkten, wie etwa desinfizierenden Flüssigkeiten, verwendet werden.
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Herkömmlicherweise
werden Spendervorrichtungen der genannten Art zumeist mit einem
Behälter
zum Bevorraten etwa eines pastösen
Produktes ausgestattet. Darüber
hinaus weisen sie einen Spenderkopf auf, der an dem Behälter gehalten
wird.
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Beispielsweise
ist aus der europäischen
Patentschrift
EP 1
399 370 B1 eine solche Spendervorrichtung bekannt. Hierbei
weist ein Spenderkopf ein Kopfstück
sowie einen Spenderkolben auf, der beispielsweise als Pumpkolben
bezeichnet werden kann. Sowohl das Kopfstück als auch der Spenderkolben
sind dabei relativ verschiebbar gegenüber dem Behälter angeordnet, so dass das
pastöse
Produkt aus dem Behälter
gefördert
werden kann. Hierbei ist auch der angesprochene Spenderkolben relativ
verschieblich gegenüber
dem Kopfstück
angeordnet.
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In
dem Spenderkopf wird eine Förderkammer
ausgebildet, welche in der Regel in einem dem Behälter zugewandten
Endbereich vorgesehen ist. Diese Förderkammer kann über ein
Ventil bzw. eine Ventilscheibe vom Behälterinneren getrennt werden, wobei
dieses Ventil öffnet,
wenn der Druck im Behälterinneren
den Druck in der Förderkammer übersteigt oder
um einen vorbestimmten Mindestbetrag übersteigt. Der Spenderkolben
ist bei derartigen Vorrichtungen in der Regel als Hohlkolben ausgebildet
und im Spenderkopf längsverschieblich
gelagert. Der Spenderkopf weist bei solchen Spendervorrichtungen
in der Regel einen Ausgabekanal auf. Zusammenwirkend bilden der
Spenderkopf und der Spenderkolben dabei häufig ein Schieberventil. Dies
ist häufig
so ausgebildet, dass der Spenderkolben an einem dem Boden des Behälters abgewandten
Ende stirnseitig verschlossen ist und an einem an dieses stirnseitige
Ende angrenzenden Abschnitt radiale Austrittsöffnungen aufweist. Der Ausgabekanal
des Kopfstückes
mündet
dabei in radialer Richtung in den Verschiebebereich des Spenderkolbens.
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Der
Spenderkolben ist gegenüber
dem Kopfstück
relativverschieblich, so dass er in Richtung des Behälterbodens
derart bewegt werden kann, dass eine dem Behälterboden abgewandte Stirnseite
eine Fluidverbindung zwischen dem Kolbeninneren und dem Ausgabekanal
des Kopfstückes
unterbricht. Bei geeigneter Relativverschiebung des Spenderkolbens gegenüber dem
Kopfstück
in Richtung der dem Behälterboden
abgewandten Richtung, oder, in anderen Worten, bei einer Bewegung
des Spenderkolbens hinsichtlich des Kopfstückes oben, kann der Spenderkolben
Stellungen einnehmen, in denen die radialen Austrittsöffnungen
des Spenderkopfs mit dem Ausgabekanal kommunizieren können, so
dass eine Fluidverbindung zwischen dem Ausgabekanal und dem Inneren
des Spenderkolbens gegeben ist.
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Bei
derartigen Gestaltungen von Schieberventilen sind häufig zwei
oder mehr Dichtungen beteiligt, was oft dazu führt, dass sehr genau gearbeitete
Abdichtungsflächen
vorliegen müssen,
um eine ausreichend betriebssichere Funktionalität der Spendervorrichtung sicherstellen
zu können.
Aber gerade derart sehr genau gearbeitete Abdichtungsflächen erfordern
nahezu immer einen hohen Kosten- und/oder Zeitaufwand bei ihrer
Herstellung. Auch ein Herstellen entsprechender Formen etwa zur
Spritzung derartiger Kunststoffbauteile und eine entsprechend passgenaue
Abstimmung der vorstehend erläuterten
Bauteile aufeinander sind sehr kostenintensiv.
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Die
erste der beiden angesprochenen Dichtungen ist häufig eine Lückendichtung, die sich in der Mitte
des Spenderkolbens bzw. eines Dosierkolbens befindet, wobei diese
Lückendichtung
in einem Rohr des Kopfstückes
anliegt. Als zweite Dichtung wird häufig ein Dichtkegel am oberen
Ende – also
an dem dem Behälter
abgewandten Ende – des
Spenderkolbens eingesetzt, der mit einer entsprechenden Fläche im Kopfstück dichtet.
Derartige Dichtungen bzw. Lippendichtungen können aus Platz- und/oder Entformungsgründen nicht
sehr flexibel ausgebildet sein. Es besteht somit oftmals die Gefahr
einer zu hohen Reibung bei einem Übermaß bzw. einer Undichtigkeit
bei einem Untermaß.
Da bei solchen bekannten Kegeldichtungen, welche der Anmelderin
zumindest intern bekannt sind, zwei relativ unflexible Kegel ineinander
liegen, können
bereits kleine Abweichungen von der idealen Kegelform zu Undichtigkeiten führen. Hierbei
ergibt sich auch das Risiko, dass die Kegelfläche im Kopfstück beim
Spritzguss zwangsentformt wird und daher zur Deformation und/oder Gratbildung
neigt. Weiterhin besteht die Gefahr, dass die Kegelfläche am Spenderkolben
im Spritzgusswerkzeug durch zwei Schieber gebildet wird, wodurch
an der Trennlinie ein kritischer Grat entstehen kann. Bereits bei
einem leichten Schiebeversatz kann kein kreisrunder Querschnitt
mehr garantiert werden, sondern es entstehen etwa zwei gegeneinander
verschobene Halbkreise mit einer Stufe. Weiterhin kann bei der Montage
des Spenderkolbens mit dem Kopfstück der Dichtkegel durch einen
Hinterschnitt im Kopfstück
gepresst sein, wodurch die Kegelfläche des Kolbens leicht plastisch
deformiert wird.
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Die
Druckschrift
DE 200
11 292 U1 offenbart eine Abgabepumpe zur Abgabe pastöser Stoffe.
Die Vorrichtung umfasst einen Behälter zur Aufnahme eines fließfähigen Mediums,
eine Abgabepumpe in Form eines Balgs, der einen variablen Hohlraum
bereitstellt, und eine Ausgabeöffnung
zur Ausgabe des fließfähigen Mediums.
Aufgrund der Materialelastizität
des Faltenbalgs ist es diesem möglich
nach dem Loslassen der Betätigungsfläche in seine
ursprüngliche
Ruheposition zurückzukehren.
Hierdurch wird ein Auslassventil geschlossen und ein Ansaugventil geöffnet, wodurch
ein Nachlauf des Mediums in den Faltenbalg aus dem Behälter erfolgt.
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Die
Druckschrift
WO
2006/111 506 A1 offenbart einen weiteren Spender zur Ausgabe
flüssiger bis
pastöser
Massen. Diese Druckschrift offenbart einen Pumpenkopf, der eine
Pumpenkammer aufweist, die aus einem flexiblen Pumpenbalg besteht.
Der flexible Pumpenbalg ist im vertikalen Querschnitt zickzackförmig ausgebildet
und im horizontalen Querschnitt grundsätzlich kreisförmig ausgebildet.
Er besteht ferner aus weichelastischem Kunststoff. Durch die Stauchung
des Pumpenbalgs findet eine Förderung
des Mediums aus der Vorrichtung heraus statt, während bei einer Entspannung
des Pumpenbalgs aus dem Behälter
der Vorrichtung ein Anteil des Mediums in den vom Pumpenbalg bereitgestellten Raum
gefördert
wird.
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Wie
aus Vorstehendem ersichtlich ist, kann bei derartigen Ausgestaltungen
von Spendenvorrichtungen mit einer Mehrzahl an Abdichtungen nicht
betriebssicher gewährleistet
werden, dass das Spenderventil zuverlässig abdichtet. Beispielsweise
ist, wenn bei einer Befüllung
des Spenders zu viel Luft eingeschlossen wird, teilweise ein Anspenden
durch normales Betätigen
des Spenders nicht möglich.
Es besteht dann die Gefahr, dass ausschließlich oder größtenteils
nur Luft komprimiert und wieder entspannt wird, aber keine Creme
bzw. kein pastöses Produkt
gefördert
wird.
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Es
ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Spendervorrichtungen,
Verfahren zum Spenden von fließfähigen Substanzen
und Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Spenden von fließfähigen Substanzen
weiter zu entwickeln, so dass sie einen vereinfachten und kostengünstiger
herstellbaren Aufbau bzw. verbesserten Ablauf erhalten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird von einer Vorrichtung zum
Spenden von fließfähigen Substanzen,
insbesondere von pastösen
Produkten, mit einem verkleinerbaren Hohlraum zum Aufnehmen und
Bereitstellen der fließfähigen Substanzen gelöst, wobei
ein Balg zum Bilden des verkleinerbaren Hohlraums vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß weist
der Balg ein spiralförmiges
Federelement auf.
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Vorteilhafter
Weise kann mittels des den Hohlraum bildenden Balgs auf bisher verwendete Kolben
und damit einhergehende Dichtungen verzichtet werden, so dass insbesondere
die eingangs erwähnten
Problematiken hinsichtlich Dichtflächen baulich einfach vermieden
werden können.
Somit entfällt
ein komplexer Aufbau im Zusammenhang mit der vorliegenden Spendervorrichtung.
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Als
Spendervorrichtungen kommen hierbei jegliche Vorrichtungen in Betracht,
mittels welchen fließfähige Substanzen
zur kontrollierten Abgabe vorgehalten werden können, so dass sie vorzugsweise batchweise
aus der Spendervorrichtung heraus gespendet werden können. Die
Spendervorrichtungen können
hierzu idealerweise an einem Bevorratungsbehälter angeordnet sein, in welchem
eine größere Menge
einer fließfähigen Substanz
bevorratet ist. Hierzu können
die Spendervorrichtungen ein Gehäuse
aufweisen, mittels welchem sie in bekannter Weise an einem Ende
des Bevorratungsbehälters
befestigt werden können,
an welchem der Bevorratungsbehälter
eine geeignete Abgabeöffnung
umfasst. Die Spendervorrichtung ist von einem Benutzer, vorzugsweise
manuell, betätigbar,
beispielsweise indem eine Einrichtung betätigt wird, mittels welcher
der Balg zusammengedrückt
werden kann.
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Der
Begriff „fließfähige Substanzen” umfasst nahezu
alle Erzeugnisse, denen eine gewisse Viskosität, also fließfähige Eigenschaften,
innewohnen, so dass sie problemlos in einen Balg eingesogen und bei
Bedarf aus dem Balg wieder herausgedrückt werden können. Wie
eingangs bereits beschrieben, kann es sich bei derartigen Erzeugnissen
um pastöse
Produkte handeln, die etwa dosiert abgegeben werden sollen. Insbesondere
können
hierbei jegliche Fluide, wie etwa Gele, Seifen, Cremes, aber auch
geschäumte
bzw. schäumende
Erzeugnisse verwendet werden. Darüber hinaus können auch
flüssigere
Medien mittels der vorliegenden Spendervorrichtung gespendet werden.
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Mit
dem Begriff „Hohlraum” wird ein
Bereich der Spendervorrichtung beschrieben, in welchem die fließfähigen Substanzen
zur Abgabe zumindest zwischen gelagert werden können und die fließfähigen Substanzen
beispielsweise zum dosierten Spenden von einer Bevorratungskammer
eines Bevorratungsbehälters
bereits separiert sind. Zum Bilden eines solchen Hohlraums eignet
sich ein Balg besonders gut.
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Der
Begriff „Balg” beschreibt
vorliegend jegliche Elemente, deren Wandung bzw. Wandungen elastisch
und damit auch flexibel ist/sind, so dass ein mit ihnen gebildeter
Hohlraum, welchen die Wandungen zumindest teilweise umgeben können, durch
einfaches Zusammendrücken
der Wandungen verkleinert werden kann. Hierbei verformen sich die
Wandungen elastisch. Es versteht sich, dass ein solcher Balg aus
einer Vielzahl an Werkstoffen hergestellt werden kann, solange ein
solcher Werkstoff einer Wandung des Balgs eine erforderliche Elastizität verleihen
kann.
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In
diesem Zusammenhang sieht eine Ausführungsvariante vor, dass der
Balg aus einem mindestens zweikomponentigen Werkstoff hergestellt
ist. Insbesondere mittels eines zweikomponentigen Werkstoffs können dem
Balg auch verbesserte mechanische Eigenschaften verliehen werden.
Es versteht sich, dass vorliegend jegliche Werkstoffe verwendet
werden können,
welche dem Balg die erforderliche Elastizität verleihen, um den Balg dauerhaft zusammendrückbar zu
gestalten. Hierzu eigenen sich insbesondere Kunststoffe mit entsprechend elastischen
Eigenschaften.
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Vorteilhafter
Weise ist eine erste Werkstoffkomponente des Balgs härter als
eine weitere weichere Werkstoffkomponente des Balgs. Ist eine erste Werkstoffkomponente
härter
als eine weitere Werkstoffkomponente ausgebildet, können beispielsweise Bereiche
an dem Balg realisiert werden, welche weniger gut zusammendrückbar sind,
wodurch realisierbar ist, dass der Balg besonders definiert zusammengedrückt werden
kann. Insbesondere kann hierdurch eine zu dosierende Substanz besonders
kontrolliert und gut dosierbar abgegeben werden, wenn der Balg kontrolliert
zusammen gedrückt
werden kann.
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Wie
nachstehend noch erläutert
wird, bildet insbesondere die Kombination aus einer härteren und
einer weicheren Werkstoffkomponente hinsichtlich des vorliegenden
Balgs eine Spendervorrichtung besonders vorteilhaft weiter, indem
die Wechselwirkung der unterschiedlichen Werkstoffkomponenten dem
Balg besondere Eigenschaften verleiht.
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Umfasst
eine härtere
der Werkstoffkomponenten ein Polypropylen, vorzugsweise mit integrierten
Glasfasern, können
Bereiche des Balgs mit besonders guten Festigkeitseigenschaften
versehen werden.
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In
Praxistests hat es sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn eine
weichere der Werkstoffkomponenten ein Thermoplast-Elastomer oder
eine Mischung hieraus umfasst. Mittels eines Thermoplast-Elastomers
können
elastische Bereiche des Balgs konstruktiv einfach realisiert und
vor allem dauerhaft elastisch gestaltet werden. Beispielsweise sind diese
weicheren Bereiche faltbar oder zumindest zusammenpressbar gestaltet.
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Wie
bereits erwähnt,
ist es vorteilhaft, wenn der Balg einerseits Bereiche umfasst, welche
besonders elastisch sind, so dass er dort sehr gut zusammengedrückt werden
kann, und wenn der Balg andererseits weitere Bereiche umfasst, welche
weniger elastisch sind, so dass er in diesen weniger gut oder gar
nicht zusammengedrückt
werden kann. Insgesamt kann der Balg hierdurch gezielt und außergewöhnlich kontrollierbar
zusammendrückbar
gestaltet sein.
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Der
Balg kann sich darüber
hinaus nach einem Zusammendrücken
wieder ausgezeichnet entfalten, da der Balg ein Federelement aufweist,
mittels welchem er sich aus einem zusammengedrückten Zustand automatisch wieder
in einen entfalteten Zustand entfalten kann. Insbesondere gelingt
es mit der Rückstellkraft
eines solchen Federelements besonders gut, beispielsweise aus einem
Bevorratungsbehälter
eine fließfähige Substanz
in den sich ausweitenden Hohlraum des Balgs einzusaugen, ohne dass zusätzliche
Einrichtungen hierbei erforderlich wären.
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Dadurch,
dass der Balg ein spiralförmiges Federelement
aufweist, können
die weicheren Bereiche des Balgs nach dem Zusammendrücken besonders
gut wieder entfaltet werden.
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Insofern
wird die Aufgabe der Erfindung auch von einem Verfahren zum Spenden
von fließfähigen Substanzen,
bei welchem ein variabler Hohlraum zum Vorhalten der fließfähigen Substanzen
verkleinert wird, und bei welchem die fließfähigen Substanzen aus einer Öffnung des
variablen Hohlraums heraus gespendet werden können, gelöst, wobei beim Verkleinern
des variablen Hohlraums ein Federelement in einer Wandung eines
den variablen Hohlraum zumindest teilweise umgebenden Balgs komprimiert
wird. Verfahrenstechnisch kann hierdurch ein zusammenfaltbares Balgelement
an vorliegender Spendervorrichtung besonders einfach wieder entfaltet
werden.
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Wird
beim Verkleinern des variablen Hohlraums ein spiralförmiges Federelement
in einer Wandung eines den variablen Hohlraum zumindest teilweise
umgebenden Balgs komprimiert, kann der Balg zudem entlang einer
translatorischen Bewegungsrichtung besonders gut kontrollierbar
zusammengedrückt
werden.
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Vorteilhafter
Weise kann das vorliegende Federelement oder das spiralförmige Federelement zum
Wiedervergrößern des
Hohlraums den Balg konstruktiv besonders einfach dehnen.
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Es
ist weiter vorteilhaft, wenn insbesondere das spiralförmige Federelement
aus dem härteren der
Werkstoffkomponenten hergestellt ist. Der Balg und damit die gesamte
Spendervorrichtung können konstruktiv
besonders einfach gebaut werden, wenn das spiralförmige Federelement
aus der härteren
der Werkstoffkomponenten hergestellt ist, so dass das Federelement
unmittelbar in der Wandung des Balgs integriert werden kann. Somit
ist das Federelement direkt von der Wandung des Balgs gebildet.
Vorteilhafter Weise kann hierdurch auf externe zusätzliche Bauteile
an der vorliegenden Spendervorrichtung verzichtet werden, mittels
welcher ansonsten ein derartiges Federelement geschaffen werden
müsste.
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Während die
weichere der Werkstoffkomponenten im Wesentlichen einen Großteil der
Hülle des Hohlraums
bilden kann, sieht eine weitere Ausführungsvariante vor, dass auch
das spiralförmige
Federelement den Hohlraum zumindest teilweise begrenzt. Begrenzt
das spiralförmige
Federelement zusätzlich
den Hohlraum des Balgs, kann ein Teil der weicheren Werkstoffkomponente
eingespart werden.
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Vorteilhafter
Weise ist das spiralförmige
Federelement in oder an eine weichere Werkstoffkomponente des Balgs
gespritzt. Das spiralförmige
Federelement kann in die weichere Werkstoffkomponente hineingespritzt
werden, so dass es idealerweise vollkommen von der weicheren Werkstoffkomponente
umgeben und somit besonders gut in einer Wandung des Balgs integriert
sein kann. Kumulativ kann das spiralförmige Federelement an die weichere
Werkstoffkomponente angespritzt sein, so dass es beispielsweise
an einer Wandung des Balgs direkt den Hohlraum des Balgs begrenzen
kann.
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Es
versteht sich, dass der Balg neben dem vorstehend erläuterten
Spritzgießverfahren
auch mittels anderer Herstellverfahren vorteilhaft ausgebildet werden
kann. So kann der mindestens zweikomponentige Balg auch gegossen
oder extrudiert werden. Insbesondere eignen sich vorliegend jegliche
Herstellverfahren, mittels welcher zweikomponentige Werkstoffe zu
einem elastischen Gebilde miteinander verbunden werden können.
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Es
liegt auf der Hand, dass ein derartig hergestellter Balg und damit
auch die vorliegende Spendervorrichtung im Vergleich zu den bisher
im Stand der Technik eingesetzten Spendersystemen bzw. Spendervorrichtungen
sehr einfach und kostengünstig
herstellbar sind, insbesondere wenn der Balg mit mindestens zwei
Kunststoffkomponenten in einem einzigen Spritzgießverfahren
hergestellt werden kann.
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In
diesem Zusammenhang wird die Aufgabe der Erfindung auch von einem
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Spenden von fließfähigen Substanzen,
insbesondere von pastösen
Produkten, mit einem verkleinerbaren Hohlraum gelöst, bei
welchem der verkleinerbare Hohlraum aus einem kompressiblen Balg
aus mindestens zwei Werkstoffkomponenten gebildet wird. Erfindungsgemäß wird wenigstens
eine der Werkstoffkomponenten des kompressiblen Balgs hierbei sogleich
als spiralförmiges
Federelement ausgebildet.
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Der
Balg kann hierbei verschieden gestaltet sein. Beispielsweise ist
der Balg mit einer runden Hülle
ausgestattet. Vorliegend hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
wenn der Balg kegelförmig oder
zylindrisch ausgebildet ist. Diese Formen eigenen sich besonders
gut dazu, in einer Wandung eines Balgs ein Federelement, insbesondere
ein spiralförmiges
Federelement, zu integrieren. Zudem kann das Federelement in Richtung
einer Längserstreckung
wirken, beispielsweise, wenn axial auf eine Betätigung der Spendervorrichtung
mit einem Finger gedrückt
wird.
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Die
Federkraft des spiralförmigen
Federelementes kann vorliegend in Abhängigkeit des verwendeten Werkstoffes
eingestellt werden, aus welchem das spiralförmige Federelement hergestellt
ist. Insbesondere kann die Federkraft mittels der Anzahl der integrierten
Glasfasern konstruktiv einfach eingestellt werden, ohne hierbei
die Dimension des spiralförmigen
Federelementes verändern
zu müssen.
Die Federkraft lässt
sich vorteilhafter Weise aber auch mittels der gewählten Steigung
und/oder einer Querschnittsänderung
des spiralförmigen
Federelementes konstruktiv einfach einstellen. Somit kann mittels der
Formgebung des Federelementes auf die Federkraft Einfluss genommen
werden. Beispielsweise ist das spiralförmige Federelement als eingängiges oder mehrgängiges Schraubenelement
in die Wandung des Balges integriert.
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Die
Federkraft hat einen entscheidenden Einfluss auf die erforderliche
Druckbeaufschlagung, welche aufgebracht werden muss, um den Balg
zusammendrücken
zu können.
Insbesondere kann hierbei auch eine progressive Federkraft vorgesehen werden,
so dass bei einer größeren heraus
zu spendenden Menge die Druckbeaufschlagung entsprechend verstärkt werden
muss. Somit kann vorteilhafter Weise die Gefahr verringert werden,
dass bereits bei einer leichten bzw. konstanten Druckbeaufschlagung
unbeabsichtigt eine zu große
Menge an fließfähiger Substanz
heraus gespendet wird. Insofern kann mittels des vorliegenden Balgs
nicht nur eine vorteilhafte Spendervorrichtung geschaffen werden, sondern
darüber
hinaus auch eine Dosiervorrichtung, mittels welcher eine Menge an
fließfähiger Substanz in
Abhängigkeit
der Druckbeaufschlagung sehr genau bestimmt werden kann.
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Weist
der Balg an wenigstens einer seiner beiden Stirnseiten ein Ventil
auf, kann ein Zugang zu dem Hohlraum des Balgs geschaffen werden.
Umfasst der Balg an beiden Stirnseiten ein Ventil, können ein
Zugang und ein Ausgang an unterschiedlichen Enden des Balgs realisiert
werden, insbesondere wenn der Balg als Kegelstumpf oder als Zylinder ausgebildet
ist. Beispielsweise kann durch Drücken der Betätigung eine
zu spendende fließfähige Substanz
oberseitig des Balgs durch ein erstes Ventil hindurch aus dem Balg
heraus gedrückt
werden, wobei anschließend
beim Entfalten des Balgs unterseitig durch ein zweites Ventil hindurch
neue fließfähige Substanz
aus einer Behälterkammer
in den Balg hinein gesogen werden kann.
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Vorteilhafter
Weise können
die Ventile an dem Balg angespritzt sein, so dass auf zusätzliche Befestigungselemente
verzichtet werden kann, um eine dichte Verbindung zwischen den Ventilen
und dem Balg herstellen zu können.
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Sollen
mehr als eine fließfähige Substanz mittels
der vorliegenden Spendervorrichtung ausgegeben werden, ist es vorteilhaft,
wenn der Balg mehr als einen Hohlraum aufweist. Beispielsweise kann
jeder der Hohlräume
mit einer anderen Bevorratungskammer eines oder mehrerer Bevorratungsbehälter verbunden
sein, so dass bei einem einzigen Betätigen der Spendervorrichtung
an den Hohlräumen
des Balgs mehrere Substanzen gespendet werden können. Sind die Hohlräume unterschiedlich
groß,
können
mehrere fließfähige Substanzen
beim Spenden auch in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander vermischt
werden.
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Kumulativ
oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn die Spendervorrichtung
mehr als einen Balg aufweist. Auch mit mehreren Bälgen können bei
einem einzigen Betätigen
der Spendervorrichtung mehrere Substanzen gleichzeitig gespendet
werden. Beispielsweise kann hierdurch ein Duospender zur Verfügung gestellt
werden, welcher ein Vermischen zweier pastöser Produkte etwa zu einer
Creme ermöglicht,
welche bis zum Zeitpunkt des Vermischens getrennt in zwei Bälgen des
Duospenders aufbewahrt wurden. Vorteilhafter Weise findet erst mit
dem Betätigen
des Duospenders eine Vermischung der zwei pastösen Produkte statt, so dass
auch mehrere fließfähige Substanzen
mit der vorliegenden Spendervorrichtung gemeinsam gespendet werden
können,
die ansonsten mit der Zeit miteinander reagieren könnten. Sind
die Bälge
unterschiedlich groß gewählt, können mehrere
fließfähige Substanzen
beim Spenden auch in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander vermischt
werden.
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Sofern
beispielsweise zwei Bälge
nebeneinander angeordnet sind, um einen solchen Duospender zu ermöglichen,
können
diese Bälge
mittels eines vorzugsweise mittig angeordneten Getriebeelementes,
wie etwa mittels eines schneckenartig ausgebildeten Elementes, einer
Gewindestange und/oder einer Kurvenscheibe oder dergleichen Elemente,
unterschiedlich eingestellt sein bzw. in ihrer Zusammenpressfunktion
unterschiedlich stark betätigt
werden, wodurch unterschiedliche Dosierungen der einzelnen fließfähigen Substanzen
realisierbar sind.
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Idealerweise
können
die Übersetzungsverhältnisse
der Getriebeelemente zueinander beispielsweise mittels eines Einstellhebels,
eines Einstellrades oder dergleichen eingestellt werden, so dass
Mischungsverhältnisse
immer frei wählbar
sind. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Spendervorrichtung ein
einstellbares Getriebe aufweist.
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Weist
die Spendervorrichtung ein Gehäuse auf
welches aus einer härteren
der Werkstoffkomponenten hergestellt ist, kann die gesamte Spendervorrichtung
mit wenigen Werkstoffkomponenten hergestellt werden. Zudem kann
ein Gehäuse
mit glasfaserverstärktem
Polypropylen sehr robust bauen. Dies trifft auch auf andere Bauteile
und/oder Bauteilgruppen der Spendervorrichtung zu.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden
anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher
beispielhaft Spendervorrichtungen für fließfähige Substanzen mit einem Balg
aus einem zweikomponentigen Werkstoff dargestellt sind. Bauteile der
Spendervorrichtung, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen
hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen,
können
hierbei mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sein, wobei diese
Bauteile nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.
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Es
zeigt:
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1 schematisch
eine geschnittene Ansicht einer ersten Spendervorrichtung mit einem
Balg zum Fördern
einer fließfähigen Substanz,
wobei an dem Balg ein spiralförmiges
Federelement angespritzt ist;
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2 schematisch
einen Längsschnitt
der ersten Spendervorrichtung;
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3 schematisch
einen Längsschnitt
eines Bevorratungsbehälters
für fließfähige Substanzen, an
welchem die erste Spendervorrichtung angeordnet ist;
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4 schematisch
eine geschnittene Ansicht einer weiteren Spendervorrichtung mit
einem Balg und einem alternativ gestalteten Ausgangsventil am Balg;
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5 schematisch
einen Längsschnitt
der weiteren Spendervorrichtung aus der 4;
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6 schematisch
eine geschnittene Ansicht einer anderen Spendervorrichtung mit einem Balg
und einem abweichend gestalteten Ausgangsventil; und
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7 schematisch
einen Längsschnitt
der anderen Spendervorrichtung aus der 6.
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Bei
dem in den 1 bis 3 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel 1 ist
eine erste Vorrichtung 2 zum Spenden von fließfähigen Substanzen (hier
nicht gezeigt) an einem Bevorratungsbehälter 3 befestigt.
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Erfindungsgemäß ist die
Spendervorrichtung 2 mit einem elastischen Balg 4 ausgestattet,
wobei der elastische Balg 4 einen verkleinerbaren Hohlraum 5 an
der Spendervorrichtung 2 bildet, indem der elastische Balg 4 diesen
zumindest teilweise umgibt. Gemäß den Darstellungen
nach den 1 bis 3 ist der
Hohlraum 5 immer in seiner Endausdehnung mit seinem maximalen
Volumen gezeigt.
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Der
elastische Balg 4 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel 1 einen
im wesentlichen kegelstumpfförmigen
Kunststoffkörper 6 aus
einem zweikomponentigen Werkstoff 7, der aus einer ersten
härteren
Werkstoffkomponente 8 und einer zweiten dementsprechend
weicheren Werkstoffkomponente 9 besteht. Der Balg 4,
insbesondere auch der kegelstumpfförmige Kunststoffkörper 6,
erstreckt sich hierbei in Richtung einer Längserstreckung 10 der
Spendervorrichtung 2.
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Die
weichere Werkstoffkomponente 9 ist gut faltbar gewählt, so
dass der elastische Balg 4 im Wesentlichen entlang der
Längserstreckung 10 der Spendervorrichtung 2 problemlos
zusammengefaltet werden kann, wodurch auch der Hohlraum 5 entsprechend
einfach verkleinerbar ist. Als Material der weicheren Werkstoffkomponente 9 wurde
hier ein Thermoplast-Elastomer
gewählt.
Um das Falten des elastischen Balgs 4 in Richtung der Längserstreckung 10 weiter
zu erleichtern, sind mit der weicheren Werkstoffkomponente 9 zusätzlich Falten 11 an
dem kegelstumpfförmigen
Kunststoffkörper 6 ausgebildet, die
sich in Richtung der Längserstreckung 10 schraubenförmig am
Balg 4 winden. Die weichere Werkstoffkomponente 9 bildet
nach dem Ausführungsbeispiel 1 im
Wesentlichen die Mantelfläche
des Balgs 4.
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Die
härtere
Werkstoffkomponente 8 ist an dem Balg 4 als spiralförmige Feder 12 ausgebildet, welche
sich ebenso wie die Falten 11 schraubenförmig und
in Richtung der Längserstreckung 10 am Balg 4 windet.
Die härtere
Werkstoffkomponente 8 ist vorliegend aus Polypropylen mit
Glasfasern hergestellt, wodurch die spiralförmige Feder 12 selbst
bei geringeren Querschnitten eine ausreichende Federkraft 13 ausbilden
kann, mittels welcher ein zuvor zusammengedrückter Balg 4 automatisch
wieder auseinander gefaltet werden kann.
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Sowohl
die weichere Werkstoffkomponente 9 als auch die härtere Werkstoffkomponente 8 begrenzen
gemeinsam den Hohlraum 5 zumindest radial und bilden hierbei
eine Umhüllende
des Hohlraums 5.
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Die
spiralförmige
Feder 12 umfasst einen Fußbereich 14 und einen
Kopfbereich 15, die beide ebenfalls an der weicheren Werkstoffkomponente 9 angespritzt
sind. Sowohl der Fußbereich 14 als
auch der Kopfbereich 15 können als Stirnseiten des Balgs 4 angesehen
werden. Der Fußbereich 14 ist
als ein konzentrischer Ring (hier nicht zusätzlich beziffert) ausgebildet,
von dem aus fortlaufend sich eine Spirale (hier nicht zusätzlich beziffert)
der spiralförmigen Feder 12 bis
in den Kopfbereich 15 erstreckt. Der Kopfbereich 15 ist
als Platte (hier nicht zusätzlich
beziffert) ausgebildet, die Haltemittel 16 für eine Kugel 17 umfasst,
womit die Kugel 17 oberhalb einer Ausgangsöffnung 18 des
Balgs 4 gehalten werden kann. Der so gestaltete Kopfbereich 15 bildet
konstruktiv einfach zugleich ein Ausgangsventil 19 des
Balgs 4, welches oberseitig des Hohlraums 5 platziert
ist.
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Die
Haltemittel 16 bilden einerseits einen guten Sitz (hier
nicht zusätzlich
beziffert), in welchem die Kugel 17 im entfaltenden Zustand
des Balgs 4 angeordnet ist, so dass die Ausgangsöffnung 18 verschlossen
ist. Wird der Balg 4 zusammen gedrückt, kann die Kugel 17 von
der fließfähigen Substanz
innerhalb des Balgs 4 nach außen verlagert werden, wodurch
die Kugel 17 sich aus ihrem Sitz heraus bewegt. Die Kugel 17 wird
hierbei mittels der aus dem Hohlraum 5 hinaus drängenden
fließfähigen Substanz
in einen Käfig 20 mit
radialen Austrittsöffnungen 21 derart
hin gedrückt,
dass die fließfähige Substanz über diese
Austrittsöffnungen 21 in
einen hier nicht näher
gezeigten Austrittskanal 22 gelangen kann, über wel chem
die fließfähige Substanz
aus der Spendervorrichtung 2 heraus gespendet werden kann.
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Mittels
des Ausgangsventils 19 kann verhindert werden, dass ein
Teil der fließfähigen Substanz aus
dem Austrittskanal 22 wieder in den Hohlraum 5 des
Balgs 4 unbeabsichtigt zurück fließt. Außerdem wird die fließfähige Substanz
innerhalb des Hohlraums 5 mittels des Ausgangsventils 19 vor
einem frühzeitigen
Austrocknen bewahrt.
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Um
den Balg 4, wie vorstehend beschrieben, komprimieren zu
können,
ist an der Spendervorrichtung 2 eine Betätigung 23 vorgesehen,
die entgegen der Federkraft 13 manuell herunter gedrückt werden kann.
Damit der Balg 4 beim Drücken der Betätigung 23 in
Richtung der Längserstreckung 10 zusätzlich geführt zusammen
gefaltet werden kann, weist die Spendervorrichtung 2 noch
eine Führungseinrichtung 24 auf,
die ein feststehendes Führungsteil 25 und
ein darin verlagerbares Führungsteil 26 umfasst. Das
Führungsteil 26 ist
in diesem Ausführungsbeispiel 1 translatorisch
an dem feststehenden Führungsteil 25 gelagert.
Wird nicht mehr auf die Betätigung 23 gedrückt, bewegt
sich die Betätigung 23 mittels
der Federkraft 13 in ihre Ausgangslage zurück, der
Balg 4 entfaltet sich bis in seine Endausdehnung hinein,
der Hohlraum 5 erreicht wieder sein maximales Volumen und
hierbei wird aus dem Bevorratungsbehälter 3 ein Teil neuer
fließfähiger Substanz
in den Hohlraum 5 des Balgs 4 eingesogen, sobald
sich das Kugelausgangsventil 19 mittels seiner Kugel 17 wieder
verschlossen hat.
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Damit
neue fließfähige Substanz
aus dem Bevorratungsbehälter 3 heraus
und in den Hohlraum 5 hinein gesogen werden kann, ist zwischen
dem Hohlraum 5 und einer Bevorratungskammer 27 des Bevorratungsbehälters 3 ein
Eingangsventil 28 unterseitig am Balg 4 vorgesehen.
Das Eingangsventil 28 ist in dem Ausführungsbeispiel 1 als
Membranscheibenventil 29 ausgeführt. Das Membranscheibenventil 29 ist
in einer unteren Gehäusehälfte 30 der
beiden Gehäusehälften 30 und 31 eines
Gehäuses 32 der Spendervorrichtung 2 eingelassen
und vorzugsweise aus Polyolefin hergestellt.
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Gemäß der Darstellung
nach 3 ist die erfindungsgemäße Spendervorrichtung 2 und
ein Bevorratungsbehälter 3,
an welchem die Spendervorrichtung 2 befestigt ist, beispielhaft
in ihrer Gesamtheit gezeigt. Hierbei ist gut zu erkennen, dass die
untere Gehäusehälfte 30 des
Gehäuses 32 der
Spendervorrichtung 2 gleichzeitig eine Verschlusseinrichtung 33 des
Be vorratungsbehälters 3 ist.
Am Bodenbereich 34 ist in bekannter Weise eine Nachlaufkolbeneinrichtung 35 vorgesehen,
mittels welcher ein Volumen der Bevorratungskammer 27 in
Abhängigkeit
einer Entnahme von fließfähiger Substanz
aus dem Bevorratungsbehälter 3 angepasst
werden kann. In diesem Zusammenhang bildet die untere Gehäusehälfte 30 an
ihrem Ende 36 noch einen Nachlaufkolbenanschlag 37,
an welchem bei zunehmender Entleerung der Bevorratungskammer 27 eine
Nut 38 der Nachlaufkolbeneinrichtung 35 anschlagen
kann, so dass verhindert wird, dass das Eingangsventil 28 von
der Nachlaufkolbeneinrichtung 37 unbeabsichtigt verschlossen
werden kann, wenn dieser sich dem Eingangsventil 28 kritisch
nähert.
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Die
Spendervorrichtung 2 kann bei Nichtgebrauch mit einer Verschlusskappe 39 abgedeckt
werden, indem die Verschlusskappe 39 in etwa axial auf die
untere Gehäusehälfte 30 aufgeschoben
und eingerastet wird.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel 50 hat
eine weitere Spendervorrichtung 2 einen nahezu identischen
Aufbau wie die Spendervorrichtung 2 des Ausführungsbeispiels 1 und
die Spendervorrichtung 2 des weiteren Ausführungsbeispiels 50 kann
ebenfalls an einem Bevorratungsbehälter 3 angeschlossen
werden, wie in der 3 hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels 1 beschrieben
steht. Um Wiederholungen zu vermeiden, sind vorliegend identische
Bauteile und/oder Bauteilgruppen deshalb nur mit den Bezugsziffern
der bereits vorstehend erläuterten
Bauteile bzw. Bauteilgruppen der Spendervorrichtung 2 des
Ausführungsbeispiels 1 beziffert,
aber nachstehend nicht mehr explizit beschrieben.
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Hinsichtlich
des Ausführungsbeispiels 50 ist in
einem Kopfbereich 15 eines Balgs 4 der Spendervorrichtung 2 als
Ausgangsventil 19 eines Hohlraums 5 ein zusätzliches
Membranscheibenventil 51 vorgesehen, so dass das Ausgangsventil 19 und
das Eingangsventil 28 identisch sind, wodurch die Spendervorrichtung 2 des
Ausführungsbeispiels 50 noch
einfacher baut. Hierbei ist nun auch das Ausgangventil 19 des
Balgs 4 aus dem Werkstoff Polyolefin hergestellt.
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Hinsichtlich
des Ausführungsbeispiels 60 einer
anderen Spendervorrichtung 2 ist ein Ausgangsventil 19 eines
Balgs 4 als Schnabelverschlussventil 61 ausgeführt, welches
sich unter anderem dadurch auszeichnet, dass ein nach oben ausgebildeter Schnabel 62 bei
einem Austritt einer fließfähigen Substanz
aus einem Hohlraum 5 des Balgs 4 wenigstens kurzzeitig auseinander
gedrückt
wird, wodurch die fließfähige Substanz
in einen Austrittskanal 22 der Spendervorrichtung 2 gelangen
kann. Anschließend
schließt
der Schnabel 62 wieder, so dass der Balg 4 oberseitig
wieder verschlossen ist.
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Um
auch hinsichtlich des Ausführungsbeispiels 60 Wiederholungen
zu vermeiden, sind weitere mit den vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispielen 1 und 50 identische
Bauteile bzw. Bauteilgruppen lediglich mit entsprechenden Bezugsziffern
gekennzeichnet.
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- 1
- erstes
Ausführungsbeispiel
- 2
- Spendervorrichtung
- 3
- Bevorratungsbehälter
- 4
- elastischer
Balg
- 5
- Hohlraum
- 6
- kegelstumpfförmiger Kunststoffkörper
- 7
- zweikomponentiger
Werkstoff
- 8
- härtere Werkstoffkomponente
- 9
- weichere
Werkstoffkomponente
- 10
- Längserstreckung
- 11
- Falten
- 12
- spiralförmige Feder
- 13
- Federkraft
- 14
- Fußbereich
- 15
- Kopfbereich
- 16
- Haltemittel
- 17
- Kugel
- 18
- Ausgangsöffnung
- 19
- Ausgangsventil
- 20
- Käfig
- 21
- Austrittsöffnungen
- 22
- Austrittskanal
- 23
- Betätigung
- 24
- Führungseinrichtung
- 25
- feststehendes
Führungsteil
- 26
- verlagerbares
Führungsteil
- 27
- Bevorratungskammer
- 28
- Eingangsventil
- 29
- Membranscheibenventil
- 30
- untere
Gehäusehälfte
- 31
- obere
Gehäusehälfte
- 32
- Gehäuse
- 33
- Verschlusseinrichtung
- 34
- Bodenbereich
- 35
- Nachlaufkolbeneinrichtung
- 36
- Ende
- 37
- Nachlaufkolbenanschlag
- 38
- Nut
- 39
- Verschlusskappe
- 50
- weiteres
Ausführungsbeispiel
- 51
- zusätzliches
Membranscheibenventil
- 60
- Ausführungsbeispiel
- 61
- Schnabelverschlussventil
- 62
- Schnabel