DE102010018888B4 - Filling application device with a rubber-elastic force generating body with load-optimized wall geometry - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Ausbringen eines Füllguts, mit einem einen Füllraum (30) für das Füllgut bereitstellenden, im unbefüllten Zustand in Richtung einer Längsachse (28) länglichen Krafterzeugungskörper (24) mit einer den Füllraum umschließenden Wand aus elastisch dehnbarem Material, wobei der Krafterzeugungskörper im Bereich eines (32) seiner axialen Enden geschlossen ist und im Bereich seines anderen axialen Endes eine Öffnung (34) für den Durchtritt des Füllguts aufweist, wobei der Krafterzeugungskörper im Bereich seines offenen Endes stoffschlüssig mit einem relativ steiferen, ringförmigen Verbindungskörper verbunden ist, der seinerseits mit mindestens einer weiteren Komponente der Ausbringvorrichtung verbunden ist, wobei die stoffschlüssige Verbindung zumindest teilweise und bevorzugt im wesentlichen ausschließlich an einer radial innenseitigen Umfangsfläche des Verbindungskörpers hergestellt ist, wobei der Krafterzeugungskörper (24) eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt: (a) die Wandstärke des Krafterzeugungskörpers (24) nimmt zumindest auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge in Richtung zu dem geschlossenen axialen Ende (32) hin zu; (b) der Krafterzeugungskörper (24) besitzt zumindest auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge gleichbleibende Wandstärke, sein Durchmesser verringert sich jedoch auf diesem Teil in Richtung zu dem geschlossenen axialen Ende (32) hin, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafterzeugungskörper eine nach radial innen vorstehende, ringartig umlaufende Wandverdickung (63) aufweist, die eine axiale Position zumindest näherungsweise im Bereich des Verbindungskörpers oder in einem axial an diesen angrenzenden Bereich hat.Device for dispensing a filling material, comprising a filling chamber (30) for the filling material, in the unfilled state in the direction of a longitudinal axis (28) elongated force generating body (24) with a filling space enclosing the wall of elastically extensible material, wherein the force generating body in the region of (32) is closed at its axial ends and in the region of its other axial end has an opening (34) for the passage of the filling material, wherein the force-generating body is connected in the region of its open end materially connected to a relatively stiffer, annular connecting body, which in turn with at least a further component of the dispensing device is connected, wherein the cohesive connection at least partially, and preferably substantially exclusively on a radially inner side peripheral surface of the connecting body is made, wherein the force generating body (24) one of the two following Bedi (a) the wall thickness of the force generating body (24) increases towards at least a majority of its axial length towards the closed axial end (32); (B) the force generating body (24) has constant wall thickness over at least a major part of its axial length, but its diameter decreases on that part towards the closed axial end (32), characterized in that the force generating body is radially inward protruding, annular circumferential wall thickening (63) having an axial position at least approximately in the region of the connecting body or in an axially adjacent to this area.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Füllguts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Vorrichtung umfasst einen einen Füllraum für das Füllgut bereitstellenden, im unbefüllten Zustand in Richtung einer Längsachse länglichen Krafterzeugungskörper mit einer den Füllraum umschließenden Wand aus elastisch dehnbarem Material, wobei der Krafterzeugungskörper im Bereich eines seiner axialen Enden geschlossen ist und im Bereich seines anderen axialen Endes eine Öffnung für den Durchtritt des Füllguts aufweist. Ferner ist der Krafterzeugungskörper im Bereich seines offenen Endes stoffschlüssig mit einem relativ steiferen, ringförmigen Verbindungskörper verbunden, der seinerseits mit mindestens einer weiteren Komponente der Ausbringvorrichtung verbunden ist, wobei die stoffschlüssige Verbindung zumindest teilweise und bevorzugt im wesentlichen ausschließlich an einer radial innenseitigen Umfangsfläche des Verbindungskörpers hergestellt ist.The invention relates to a device for dispensing a filling material according to the preamble of claim 1. The device comprises a filling space for the filling providing, in the unfilled state in the direction of a longitudinal axis oblong force generating body with a filling space enclosing wall of elastically extensible material, wherein the force generating body is closed in the region of one of its axial ends and in the region of its other axial end has an opening for the passage of the filling material. Furthermore, the force-generating body in the region of its open end is materially connected to a relatively stiffer, annular connecting body, which in turn is connected to at least one further component of the dispensing device, wherein the cohesive connection at least partially and preferably substantially exclusively made on a radially inner circumferential surface of the connecting body is.
Die elastische Dehnbarkeit des Krafterzeugungskörpers kann bei einer derartigen Vorrichtung zur Erzeugung einer auf das Füllgut wirkenden, aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers resultierenden Ausbringkraft genutzt werden, welche das Füllgut aus dem Krafterzeugungskörper heraustreiben kann. Das Füllgut kann beispielsweise eine flüssige, pastöse oder gelartige Substanz sein, die mittels der Vorrichtung dosiert ausgebracht werden soll. Zur Dosierung der ausgebrachten Menge kann die Vorrichtung mit Ventilmitteln ausgestattet sein, welche ein geeignetes Betätigungselement zur Betätigung durch einen Benutzer aufweisen.The elastic extensibility of the force-generating body can be used in such a device for generating a force acting on the filling, resulting from the tensile stress of the force generating body Ausbringkraft which can drive out the contents of the force generating body. The contents can be, for example, a liquid, pasty or gel-like substance, which is to be dispensed in a metered manner by means of the device. For dosing the dispensed amount, the device may be equipped with valve means having a suitable actuator for operation by a user.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Vorrichtung resultiert die insgesamt auf das Füllgut wirkende Ausbringkraft allein aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers, d. h. es sind zusätzliche Krafterzeugungsmittel in Form eines Treibgases oder gesonderter Federelemente entbehrlich. Es versteht sich freilich, dass solche zusätzlichen Krafterzeugungsmittel gewünschtenfalls unterstützend vorgesehen sein können, wobei vorteilhafterweise zumindest der überwiegende Teil der insgesamt verfügbaren Ausbringkraft aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers resultiert.In preferred embodiments of the device, the total application force acting on the filling material alone results from the expansion stress of the force-generating body, ie. H. Additional force generating means in the form of a propellant gas or separate spring elements are dispensable. Of course, it goes without saying that such additional force-generating means can be provided as supportive if desired, wherein advantageously at least the predominant part of the total available application force results from the expansion stress of the force-generating body.
Beispielhafte Vorrichtungen mit einem elastisch dehnbaren Krafterzeugungskörper zur Aufnahme eines dosiert ausbringfähigen Füllguts sind in
Von den genannten Dokumenten wird in
Zum Stand der Technik hinsichtlich elastisch dehnbarer Füllblasen ist ferner zu verweisen auf
Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfüllt der Krafterzeugungskörper eine der beiden folgenden Bedingungen:
- (a) die Wandstärke des Krafterzeugungskörpers nimmt zumindest auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge in Richtung zu dem geschlossenen axialen Ende hin zu;
- (b) der Krafterzeugungskörper besitzt zumindest auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge gleichbleibende Wandstärke, sein Durchmesser verringert sich jedoch auf diesem Teil in Richtung zu dem geschlossenen axialen Ende hin.
- (a) the wall thickness of the force generating body increases toward at least a majority of its axial length towards the closed axial end;
- (b) the force generating body has constant wall thickness over at least a majority of its axial length, but its diameter decreases on that part towards the closed axial end.
Es hat sich gezeigt, dass eine Zunahme der Wandstärke oder – bei gleichbleibender Wandstärke – eine Durchmesserreduzierung in Richtung zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers hin günstig für ein Ausdehnungsverhalten desselben sein kann, bei dem sich der Krafterzeugungskörper bei Befüllung zunächst in einem mittleren Bereich seiner axialen Länge radial auszudehnen beginnt und sich die radiale Ausdehnung vergleichsweise gleichmäßig axial in Richtung zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers – bei gleichzeitiger axialer Ausdehnung desselben – fortsetzt. Ein solches Ausdehnungsverhalten hat sich als vorteilhaft erwiesen, um stabile und reproduzierbare Füll- und Dehnungsverhältnisse im Rahmen einer Massenfertigung zu erhalten.It has been found that an increase in the wall thickness or, with the wall thickness remaining constant, a reduction in diameter toward the closed end of the force generating body can be favorable for an expansion behavior thereof, in which the force generating body initially becomes radial in a central region of its axial length when filled begins to expand and the radial expansion comparatively evenly axially toward the closed end of the power generating body - while the same axial extent - continues. Such an expansion behavior has proven to be advantageous in order to obtain stable and reproducible filling and expansion conditions in a mass production.
Erfindungsgemäß und in Übereinstimmung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 weist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung der Krafterzeugungskörper eine nach radial innen vorstehende, ringartig umlaufende Wandverdickung auf, die eine axiale Position zumindest näherungsweise im Bereich des Verbindungskörpers oder in einem axial an diesen angrenzenden Bereich hat.According to the invention and in accordance with the characterizing features of claim 1, in a generic device, the force generating body on a radially inwardly projecting, annular circumferential wall thickening, which has an axial position at least approximately in the region of the connecting body or in an axially adjacent to this area.
Vorteilhafterweise ist der Wandstärkeverlauf in dem Bereich zunehmender Wandstärke bzw. der Durchmesserverlauf in dem Bereich sich verringernden Durchmessers kontinuierlich, wobei die Zunahme der Wandstärke bzw. die Verringerung des Durchmessers bevorzugt gleichmäßig ist.Advantageously, the wall thickness profile in the area of increasing wall thickness or the diameter profile in the area of decreasing diameter is continuous, wherein the increase of the wall thickness or the reduction of the diameter is preferably uniform.
Beispielsweise kann die gesamte Zunahme einem Aufweitungswinkel der Wandstärke von höchstens 2 Grad, besser höchstens 1 Grad und noch besser höchstens 0,5 Grad entsprechen. Es kann sogar genügen, wenn die gesamte Zunahme einem Aufweitungswinkel der Wandstärke zwischen 0,2 Grad und 0,3 Grad entspricht. For example, the total increase may correspond to an expansion angle of the wall thickness of at most 2 degrees, more preferably at most 1 degree, and more preferably at most 0.5 degree. It may even be sufficient if the total increase corresponds to an expansion angle of the wall thickness between 0.2 degrees and 0.3 degrees.
Entsprechende Winkelwerte können für die gesamte Durchmesserverringerung gelten.Corresponding angle values can apply to the total diameter reduction.
Der Hinweis auf eine Gesamtzunahme der Wandstärke bzw. auf eine Gesamtverringerung des Durchmessers des Krafterzeugungskörpers ist vor dem Hintergrund zu verstehen, dass der axiale Wandstärke- bzw. Durchmesserverlauf nicht in jedem Fall überall gleichmäßig sein muss, sondern zumindest teilweise nichtlinear (kontinuierlich oder diskontinuierlich) sein kann. Während in einem solchen Fall der Wandstärkezuwachs bzw. die Durchmesserverringerung lokal unter Umständen größer als die angegebenen Winkelwerte sein kann, ist es dennoch bevorzugt, wenn insgesamt gesehen, d. h. bei Betrachtung der Gesamtzunahme der Wandstärke in dem Bereich zunehmender Wandstärke bzw. der Gesamtabnahme des Durchmessers in dem Bereich sich verringernden Durchmessers, die oben angegebenen Winkelgrenzen eingehalten werden.The reference to an overall increase in the wall thickness or to an overall reduction in the diameter of the force generating body is to be understood against the background that the axial wall thickness or diameter profile does not always have to be uniform everywhere, but at least partially non-linear (continuous or discontinuous) can. While in such a case, the increase in wall thickness or the reduction in diameter may be locally larger than the specified angle values under certain circumstances, it is nevertheless preferable, when taken as a whole, d. H. when considering the overall increase in wall thickness in the area of increasing wall thickness or the total decrease in diameter in the area of decreasing diameter, the above-mentioned angular limits are observed.
Die Wand des Krafterzeugungskörpers kann zumindest auf einem Teil der axialen Länge des Bereichs zunehmender Wandstärke bzw. des Bereichs sich verringernden Durchmessers eine zur Längsachse kreiszylindrische oder sich zum geschlossenen Ende hin konisch verjüngende Außenumfangsfläche aufweisen. Eine sich zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers verjüngende (konisch oder andersförmig) Gestaltung der Außenumfangsfläche kann vorteilhaft sein für die Entformbarkeit des Krafterzeugungskörpers aus einer Außenform bei spritztechnischer Herstellung desselben. Es ist gleichwohl darauf hinzuweisen, dass eine sich zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers aufweitende Gestaltung der Außenumfangsfläche nicht grundsätzlich ausgeschlossen ist.The wall of the force-generating body may have, at least over part of the axial length of the region of increasing wall thickness or of the region of decreasing diameter, an outer peripheral surface which is circular-cylindrical relative to the longitudinal axis or conically tapering towards the closed end. A (conical or otherwise) design of the outer peripheral surface tapering towards the closed end of the force-generating body may be advantageous for the demolding of the force-generating body from an outer mold during injection-molded production thereof. It should nevertheless be pointed out that a configuration of the outer circumferential surface which widened towards the closed end of the force-generating body is not fundamentally excluded.
Ferner kann die Wand des Krafterzeugungskörpers zumindest auf einem Teil der axialen Länge des Bereichs zunehmender Wandstärke bzw. des Bereichs sich verringernden Durchmessers eine sich zum geschlossenen Ende hin konisch verjüngende Innenumfangsfläche aufweisen. Eine zylindrische Gestaltung oder gar eine sich zum geschlossenen Ende (z. B. konisch) aufweitende Gestaltung der Innenumfangsfläche soll gleichwohl nicht ausgeschlossen sein.Furthermore, the wall of the force-generating body can have an inner circumferential surface which tapers conically towards the closed end, at least over part of the axial length of the region of increasing wall thickness or of the region of decreasing diameter. However, a cylindrical configuration or even a configuration of the inner peripheral surface widening towards the closed end (eg, conical) should not be ruled out.
Bevorzugt schreitet die Zunahme der Wandstärke bzw. die Durchmesserverringerung bis zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers voran. Bei einer rundlichen Ausbildung des geschlossenen Endes des Krafterzeugungskörpers kann die maximale Wandstärke (maximal bezogen auf den Bereich zunehmender Wandstärke) am Scheitelpunkt des geschlossenen Endes des Krafterzeugungskörpers zu finden sein.Preferably, the increase of the wall thickness or the diameter reduction proceeds to the closed end of the force-generating body. In the case of a rounded formation of the closed end of the force-generating body, the maximum wall thickness (maximum with respect to the region of increasing wall thickness) can be found at the vertex of the closed end of the force-generating body.
Der Axialbereich zunehmender Wandstärke bzw. sich verringernden Durchmessers kann wenigstens 60%, besser wenigstens 70%, noch besser wenigstens 75% der axialen Gesamtlänge des Krafterzeugungskörpers entsprechen.The axial region of increasing wall thickness or decreasing diameter may correspond to at least 60%, more preferably at least 70%, more preferably at least 75% of the axial total length of the force-generating body.
Es ist im Rahmen der Erfindung sogar vorstellbar, einen oder mehrere Teilbereiche linearer Wandstärkezunahme mit einem oder mehreren Teilbereichen mit nichtlinearem Wandstärkeverlauf axial hintereinander zu kombinieren oder/und einen oder mehrere Teilbereiche linearer Durchmesserverringerung mit einem oder mehreren Teilbereichen mit nichtlinearem Durchmesserverlauf axial hintereinander zu kombinieren oder/und einen oder mehrere Teilbereiche zunehmender Wandstärke mit einem oder mehreren Teilbereichen abnehmenden Durchmessers axial hintereinander zu kombinieren, wobei stets in den Teilbereichen abnehmenden Durchmessers die Wandstärke jeweils gleichbleibend ist.Within the scope of the invention, it is even conceivable to combine one or more partial regions of linear wall thickness increase axially in succession with one or more partial regions with nonlinear wall thickness profile and / or to axially or axially combine one or more partial regions of linear diameter reduction with one or more partial regions with nonlinear diameter profile or / and combine one or more subregions of increasing wall thickness with one or more subregions of decreasing diameter axially in succession, the wall thickness always being constant in the subregions of decreasing diameter.
In einer bevorzugten Ausführungsform beginnt der Bereich zunehmender Wandstärke bzw. sich verringernden Durchmessers axial jenseits des Verbindungskörpers. Insbesondere kann der Bereich zunehmender Wandstärke bzw. sich verringernden Durchmessers axial jenseits der nach radial innen vorstehenden, ringartig umlaufenden Wandverdickung des Krafterzeugungskörpers beginnen.In a preferred embodiment, the region of increasing wall thickness or decreasing diameter begins axially beyond the connecting body. In particular, the region of increasing wall thickness or decreasing diameter can begin axially beyond the radially inwardly projecting, annularly circumferential wall thickening of the force-generating body.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Vorrichtung ein Gehäuse mit einer Gehäuseachse aufweisen, wobei der Krafterzeugungskörper mit zur Gehäuseachse im wesentlichen paralleler Längsachse in dem Gehäuse aufgehängt ist. Im unbefüllten Zustand kann der Krafterzeugungskörper dabei axialen Abstand von einem Boden des Gehäuses sowie ringsum radialen Abstand von einem Mantel des Gehäuses aufweisen. Bei Befüllung des Krafterzeugungskörpers dehnt sich dieser aus, bis er in einem durch eine Nennfüllmenge der Vorrichtung gegebenen Endbefüllungszustand auf einem Großteil seiner axialen Länge an dem Mantel anliegt und vorzugsweise auch am Boden des Gehäuses anliegt.In a preferred embodiment, the device may have a housing with a housing axis, wherein the force-generating body is suspended in the housing with the housing axis substantially parallel longitudinal axis. In the unfilled state of the force generating body can have axial distance from a bottom of the housing and round radial distance from a shell of the housing. When filling the force-generating body expands this until it rests in a given by a nominal capacity of the device Endbefüllungszustand on a large part of its axial length on the jacket and preferably also rests on the bottom of the housing.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:The invention will be further explained with reference to the accompanying drawings. They show:
Es wird zunächst auf die
Der Behälter
In dem Gehäuse
Der Krafterzeugungskörper
Zur Befestigung des Verbindungsrings
Die Verbindung zwischen dem Verbindungsring
Das Deckelteil
Das Deckelteil
Der Krafterzeugungskörper
Die
Gemäß
Gemäß
Prinzipiell ist es nicht ausgeschlossen, einen Wandstärkezuwachs mit einer sich in Richtung zum geschlossenen Ende
Die Steifigkeit des Krafterzeugungskörpers
Der Verbindungsring
Insgesamt erstreckt sich der Bereich kontinuierlicher Zunahme der Wandstärke des Krafterzeugungskörpers
Axial oberhalb des durch die Position
Es wird nun auf die
Bei Befüllung des Krafterzeugungskörpers
Die Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers
Im Endbefüllungszustand hat sich der Krafterzeugungskörper
Die in dem Krafterzeugungskörper
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Legal Events
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: WUESTHOFF & WUESTHOFF, PATENTANWAELTE PARTG MB, DE Effective date: 20120926 Representative=s name: WUESTHOFF & WUESTHOFF PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE Effective date: 20120926 |
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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Effective date: 20130928 |