DE19713721A1 - Spender - Google Patents
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- A47K5/12—Dispensers for soap for liquid or pasty soap
- A47K5/1202—Dispensers for soap for liquid or pasty soap dispensing dosed volume
- A47K5/1204—Dispensers for soap for liquid or pasty soap dispensing dosed volume by means of a rigid dispensing chamber and pistons
- A47K5/1207—Dispensing from the bottom of the dispenser with a vertical piston
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- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
- G01F11/02—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement
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Description
Die Erfindung betrifft einen Spender nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Solche Spender sind als Pumpspender aus der Praxis bekannt für
das dosierte Austragen von flüssigen, viskosen oder pastösen Substanzen
aus einem Behälter, beispielsweise Seifen oder Körperlotionen. Die
bekannten Pumpspender fördern die Substanz über eine Pumpenkammer, die
eingangs- und ausgangsseitig mit jeweils einem Ventil versehen ist, aus
einem zu dem Bodenteil des Behälters führenden Steigrohr in den Austrag
bereich, der jenseits des zweiten Ventils liegt. Derartige Pumpspender
ermöglichen es, bestimmte Volumina mit einem Pumpenhub auszutragen,
jedoch ist es sehr schwierig, eine genaue Dosierung vorzunehmen, um be
stimmte Teilmengen zu erhalten. Das führt bei Seifen beispielsweise da
zu, daß oft das einem vollständigen Pumpenhub entsprechende Volumen
eingesetzt wird, auch wenn die Hälfte ausgereicht hätte.
Ein weiterer Nachteil bei aus der Praxis bekannten Spendern
ist die Anzahl der Hübe, die erforderlich sind, um eine größere Menge
Substanz auszutragen. Andere aus der Praxis bekannte Spender sind, um
große Mengen Substanz auszutragen, mit einer langgestreckten Pumpe mit
großem Hub ausgerüstet; solche Pumpen sind wenig ästhetisch und unange
nehm zu handhaben, weshalb die Akzeptanz beim Verbraucher gering ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spender nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der es ermöglicht, das ausgetragene
Volumen in einer vorgegebenen Dosierung nahezu stufenlos zu wählen.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Spender ist als Drehspender ausgebildet,
bei dem das zweite Pumpenteil sich mit seinem Gewinde entlang des Gewin
des des ersten Pumpenteils oder des Behälters verlagert. Durch die
Drehung des zweiten Pumpenteils relativ zu dem ersten Pumpenteil ver
ändert sich das Volumen der von den beiden Pumpenteilen eingeschlossenen
Pumpenkammer. Aufgrund einer Druckerhöhung in der Pumpenkammer infolge
Verkleinerung deren Volumens wird Substanz aus dieser über das zweite
Ventil ausgetragen und dem Benutzer zur Verfügung gestellt. Die ausge
tragene Menge ist direkt proportional zu der Volumenverkleinerung der
Pumpenkammer und damit zu der Drehbewegung an dem zweiten Pumpenteil, so
daß eine sehr exakte Dosierung möglich ist. Sobald eine ausreichende
Menge ausgetragen ist, werden die beiden Gewindeteile aufgrund Reibung
in der letzten Stellung gehalten und der Austrag von weiterer Substanz
und damit deren Vergeudung unterbunden. Es versteht sich, daß der Aus
trag der Substanz direkt jenseits des zweiten Ventils erfolgen kann. Es
ist aber auch vorteilhaft möglich, dieses zweite Ventil wiederum in
einem Austragrohr oder dergl. vorzusehen, das eine benutzerfreundliche
Ausgestaltung aufweist.
Zweckmäßigerweise wird das oft bei Behältern bereits an deren
Kopf vorgesehene Außengewinde mit einem Innengewinde des zweiten Pumpen
teils zusammenwirken. Es ist aber auch umgekehrt möglich, das zweite
Pumpenteil an einem Innengewinde des Behälters dann als Außengewinde
vorzusehen, oder auch das erste Pumpenteil derart auszubilden, daß es
den Behälterkopf mit einem außen mit Gewindepartie versehenen Kragen
abschnitt übergreift. Es ist zu verstehen, daß mit der Bezeichnung Ge
winde sowohl ein Gewinde mit mehreren Gängen möglich ist, als auch ein
solches mit nur einem Gang. Insbesondere ist es möglich, daß eines der
beiden gewindeführenden Teile mit nur einem Teilgewinde ausgestattet
ist, das jedoch ausreicht, um die beiden gewindeführenden Teile axial
gegenseitig zu verlagern.
In der Position minimalen Pumpenkammervolumens sind zweck
mäßigerweise Mittel vorgesehen, die das erste Ventil in einer zwangsge
schlossenen Position halten. Hierdurch wird verhindert, daß infolge
Drückens oder Pressens des Behälters Substanz aus dem inneren des Be
hälters zunächst in die Pumpenkammer und dann aus dieser herausgepreßt
wird. Zweckmäßigerweise sind diese Mittel dann, wenn das zweite Pumpen
teil "aufgedreht" wurde, nicht mehr im Anschlag gegen das erste Ventil,
einerseits, damit aus dem Behälter Substanz zur Füllung der Pumpenkammer
austreten kann, andererseits aber auch, um einen Austrag von Substanz
dadurch zu ermöglichen, daß der Behälter, der beispielsweise aus Kunst
stoff besteht, gepreßt wird, und auf diese Weise Substanz ohne Dosierung
über das erste Ventil, die Pumpenkammer und das zweite Ventil nach außen
ausgetragen wird. Zweckmäßigerweise sind die Mittel zum Geschlossenhal
ten des ersten Ventils in dem Bodenbereich des zweiten Pumpenteils vor
gesehen, beispielsweise als davon normal abstehende Stifte oder Stege.
Vorteilhafterweise ist der erfindungsgemäße Spender mit einer
Pumpenkammer versehen, die einen großen Querschnitt und eine Kolben
fläche für das Aufbringen des Drucks in der Größenordnung des Quer
schnitts aufweist. Bei einem Hub von nicht mehr als 15 mm ermöglicht der
Spender dann den Austrag eines großen Volumens Substanz. Das erste
Pumpenteil kleidet vorzugsweise das innere eines vom Behälter vorstehen
den Behälterkopfes ein und nutzt dessen gesamtes Volumen, wodurch sich
eine kompakte Bauform des Spenders ergibt. Zusätzlich kann die Pumpen
kammer auch unterhalb des Behälterkopfes angeordnet werden. Ein solcher
Spender, der mit einer geringen axialen Verschiebung ein großes Volumen
von ca. 4,5 bis 5 ml Substanz austrägt, ermöglicht dem Abfüller der
Substanz, auch größere Portionen vorzusehen.
Bei den Pumpenteilen handelt es sich vorteilhafterweise um
Spritzgußteile aus Kunststoff. Als Material ist bevorzugt Polypropylen
geeignet, es kommen aber auch Materialien aus der Gruppe umfassend Poly
ethylen, Polyolefine, hochdichtes Polyethylen, Acetalharz, Polyoximethy
len und Werkstoffe vergleichbarer Kategorien in Betracht. Die Herstel
lung von Pumpenteilen in Spritzgußtechnik ermöglicht es auch vorteil
haft, die Ventilglieder der zu den Pumpenteilen gehörenden Ventile in
einem Spritzgußvorgang mit den Pumpenteilen herzustellen, wodurch die
Materialkosten und die Montagekosten günstigerweise gering sind. Vor
teilhafterweise sind die beiden Pumpenteile mit Rastmitteln oder dergl.
ausgebildet, daß sie nach dem Zusammenbau mit dem Behälter nicht mehr
voneinander lösbar sind. Hierfür ist zweckmäßigerweise an dem festge
legten ersten Pumpenteil ein Vorsprung ausgebildet, hinter den ein
Vorsprung des beweglichen zweiten Pumpenteils greift, derart, daß die
axiale Verlagerungsbewegung des zweiten Pumpenteils in einer Position
maximalen Pumpenkammervolumens begrenzt ist. Hierdurch wird vermieden,
daß durch versehentliches zu weit Aufdrehen des zweiten Pumpenteils
dieses von dem ersten Pumpenteil und/oder dem Behälter abgeschraubt wird
und gegebenenfalls verlorengeht.
Das zweite Pumpenteil weist zweckmäßigerweise die äußere Ge
staltung eines Drehknopfes auf. Der Drehknopf kann beispielsweise eine
äußere Riffelung oder Rändelung umfassen oder andere Oberflächengestalt,
die die Griffigkeit des Drehknopfes erhöht. Es ist ferner möglich, den
Drehknopf als Flügelrad od. dgl. auszubilden, wodurch die Bedienbarkeit
des Drehspenders verbessert wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders.
Fig. 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des ersten Pumpen
teils und des zweiten Pumpenteils aus Fig. 5.
Fig. 7 zeigt das Ventil des ersten Pumpenteils des Drehspen
ders aus Fig. 4.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nunmehr ein erstes Ausfüh
rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders 100 beschrieben. Der
Drehspender ist auf einer Flasche 110 und genauer auf deren mit einem
Gewinde versehenen Flaschenkopf 120 angeordnet. Das Gewinde 140 ist als
Außengewinde auf dem Flaschenkopf 120 in bekannter Weise ausgebildet und
erstreckt sich bis hin zum Stirnende 130 des Flaschenkopfs 120. Der
Flaschenkopf 120 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, in den ein
erstes Pumpenteil 150 verpreßt wird. Ein zweites Pumpenteil 160 ist re
lativ zu diesem verlagerbar, wie weiter unten noch ausgeführt wird. Das
erste Pumpenteil 150 ist mit einem ersten Ventil 190 versehen, und das
zweite Pumpenteil 160 ist mit einem zweiten Ventil 200 versehen, und die
beiden Pumpenteile 150, 160 begrenzen eine Pumpenkammer 180, die durch
Verlagerungsbewegungen des zweiten Pumpenteils 160 relativ zu dem ersten
Pumpenteil 150 vergrößerbar bzw. verkleinerbar ist, wie im einzelnen
noch weiter unten beschrieben werden wird.
Das erste Pumpenteil 150 ist ein Spritzgußteil aus Polypropy
len, das eine sich an die Innenwand des Flaschenkopfes 120 schmiegende
zylindrische Wand aufweist, die als Dichtungs- und Führungsfläche 230
eines Zylinders vorgesehen ist. Am oberen Ende dieser Lauffläche 230 ist
das erste Pumpenteil 150 mit einem Kragen 220 versehen, der auf dem
Stirnende 130 des Flaschenkopfs 120 aufliegt und eine Arretierung des
ersten Pumpenteils in dem Flaschenkopf sicherstellt. Im Bereich der
Schulter der Flasche 110 verjüngt sich das erste Pumpenteil nach innen,
wobei im Bereich der Lauffläche 230 eine ringnutartige Vertiefung 240
ausgebildet ist. Der von der Lauffläche 230 abgehende verjüngte Bereich
bildet eine Art Boden 250, in dessen Mitte in einem verdickten Bereich
210 unterhalb des Bodens 250 das erste Ventil 190 angeordnet ist. Unter
halb des verdickten Bereichs 210 steht ein Rohrstutzen 260 nach unter:
ab, auf den ein Steigrohr 270 aufgesteckt ist.
Das Ventil 190 ist ein Kugelventil, das eine Kugel 300 als
Ventilglied aufweist, die in ihrer Schließstellung gegen einen in dem
verdickten Bereich 210 ausgebildeten Kragen 280, der einen Ventilsitz
bildet, anliegt. Wird die Kugel 300 von dem Kragen 280 abgehoben, wird
eine Öffnung 290 freigegeben, die den Durchtritt von über das Steigrohr
270 und den Rohrstutzen 260 zugeführter Substanz aus dem Bereich inner
halb der Flasche 110 in die Pumpenkammer 180 ermöglicht. In der oberen
Partie des verdickten Bereichs 210 sind drei als Vorsprünge ausgebildete
Anschläge 530 vorgesehen, die als Begrenzung für den Verlagerungsweg der
Kugel 300 bestimmt sind, und die sich im wesentlichen in der Verlänge
rung des Bodens 250 befinden.
Die Herstellung des ersten Pumpenteils 150 stellt spritzguß
technisch keine Schwierigkeiten dar. Die Kugel 300 aus Metall wird vor
dem Zusammenbau des Drehspenders 100, der weiter unten beschrieben
werden wird, in den verdickten Bereich 210 eingepreßt. Durch Einsetzen
des ersten Pumpenteils 150 in das innere des Flaschenkopfes 120 werden
dann die Anschläge 530 gegeneinander gedrückt, so daß auch bei größeren
Druckbeanspruchungen, beispielsweise durch Ausüben eines Preßdrucks auf
die Flasche 110, die Kugel 300 nicht mehr aus dem verdickten Bereich 210
herausgedrückt werden kann.
Das zweite Pumpenteil 160 ist ebenfalls ein Spritzgußteil aus
Polypropylen, das von außen betrachtet eine im wesentlichen zylindri
sche Kontur aufweist. Das zweite Pumpenteil 160 umfaßt eine mittlere
Partie 310, die in die Lauffläche 230 des ersten Pumpenteils 150 ein
dringen soll, und eine mit dieser konzentrischen äußere Partie 320, die
mit einem Innengewinde 350 versehen ist, das dazu bestimmt ist, mit dem
Außengewinde 140 des Flaschenkopfes 120 zuzusammenzuwirken. Die äußere
Partie 320 hat in etwa die Höhe des Flaschenkopfes 120 und ist an ihrer
Außenseite vorzugsweise geriffelt, um einen besseren Griff für den Be
nutzer zu bieten. Die mittlere Partie 310 und äußere Partie 320 münden
an ihrem oberen Ende in eine Abdeckpartie 330, die das zweite Pumpenteil
nach oben begrenzt und in ihrer Mitte eine Austragöffnung 340 aufweist,
in der das zweite Ventil 200 eingelassen ist. An dem unteren Ende der
mittleren Partie 310 ist nach außen vorstehend eine Dichtlippe 720 aus
gebildet, die umfangsmäßig verläuft und mit der Lauffläche 230 eine
Abdichtung der Pumpenkammer 180 nach außen schafft.
Das zweite Ventil 200 weist eine gegenüber der ersten Kugel
300 kleinere Kugel 390 aus Metall auf, die als Ventilglied dient, und
die in Schließstellung gegen einen als Ventilsitz dienenden Kragen 400
anschlägt, der in einem von der Abdeckpartie 330 abgehenden Zapfenbe
reich 360 ausgebildet ist. Der Zapfenbereich 360 verlängert sich nach
unten in einem Stegbereich 420, der in einer Position minimalen Volumens
der Pumpenkammer 180 derart gegen die Kugel 300 im ersten Ventil 190
preßt, daß diese sicher gegen ihren Sitz 280 gedrückt ist. In der Ebene
der Abdeckpartie 330 sind in den Zapfenbereich 360 vorstehende Nasen 380
ausgebildet, die ein Herausgleiten der Kugel 390 aus dem Zapfenbereich
360 verhindern.
Das zweite Pumpenteil 160 läßt sich auf bekannte Weise in
Spritzgußtechnik realisieren. Das Innengewinde 350 der äußeren Partie
320 kann mit Hilfe einer Gegenform erfolgen, aus der das Gewinde drehend
entformt wird. Die Kugel 340 wird anschließend in den Zapfenbereich 360
eingepreßt. Nach Einsetzen des ersten Pumpenteils 150 in den Flaschen
kopf 120 wird das zweite Pumpenteil 160 auf das Außengewinde 140 der
Flasche 110 aufgeschraubt, und der Drehspender 100 ist einsatzbereit.
Der Drehspender 100 funktioniert wie folgt. Wird das zweite
Pumpenteil 160 im Uhrzeigersinn, d. h. in Schließrichtung, gedreht, ver
lagert sich das zweite Pumpenteil relativ zu dem ersten Pumpenteil 150
bzw. der Flasche 110 nach unten, und das Volumen der Pumpenkammer 180
wird nach und nach reduziert. Das sich in der Pumpenkammer 180 befind
liche Fluid (zunächst Luft, später eine auszutragende Substanz) wird
unter Druck gesetzt, und dieser Druck bewirkt ein Abheben des Ventil
glieds 390 von seinem Ventilsitz 400. ist das zweite Pumpenteil 160
vollständig zugedreht, gelangt der Stegbereich 420, wie bereits oben
erläutert, in Anschlag gegen die Kugel 300 und preßt diese gegen ihren
Ventilsitz 280. Die Pumpenkammer 180 nimmt dann ihr minimales Volumen
an. Wird das zweite Pumpenteil 160 in die entgegengesetzte Richtung,
d. h. im Gegenuhrzeigersinn, aufgedreht, verlagert sich das zweite Pum
penteil 160 gegenüber der Flasche 110 bzw. dem ersten Pumpenteil 150
nach oben unter Vergrößerung der Pumpenkammer 180. Hierdurch tritt eine
Sogwirkung auf, die die Kugel 300 von ihrem Ventilsitz 280 abhebt und in
dem Steigrohr 270 und dem Rohrstutzen 260 befindliche Substanz in die
Pumpenkammer 180 hineinsaugt. Zugleich wird die zweite Kugel 390 gegen
ihren Sitz 400 gesaugt. Wird der Zu- und Aufdrehvorgang wiederholt, ist
die Pumpenkammer 180 schließlich vollständig mit Substanz gefüllt, und
bei jedem Zudrehen tritt aus dem Mündungsbereich 340 des zweiten Pumpen
teils 160 Substanz aus. Es versteht sich, daß in aufrechter Lage der
Flasche das Eigengewicht der Kugeln 300, 350 diese dann, wenn das zweite
Pumpenteil 160 unbewegt ist, gegen ihren Sitz 280, 400 sinken läßt.
Es ist zu bemerken, daß der Bereich, der begrenzt wird durch
die mittlere Partie 310 einerseits und die äußere Partie 320 des zweiten
Pumpenteils 160 andererseits sowie den Kragen 220 des ersten Pumpenteils
aufgrund der Abdichtwirkung der Dichtlippe 720 stets frei von Substanz
bleibt. Damit ist sichergestellt, daß die in aller Regel klebrige Sub
stanz nicht in den Bereich des Innengewindes 350 des zweiten Pumpenteils
160 gelangt, und möglicherweise die Drehbewegungen unnötig erschwert.
Der Druckausgleich innerhalb der Flasche 110, aus der die Substanz aus
getragen wird, erfolgt über Kapillaren, die an der äußeren Wandung des
ersten Pumpenteils 150 ausgebildet sind, die das Hindurchtreten von
Substanz nicht zulassen, jedoch einen Luftzugang ermöglichen, so daß die
Flasche 110 nicht in unästhetischer Weise eingedrückt wird. Andererseits
ist es möglich, den Behälter 110 mit dem Drehspender 100 vorteilhaft in
einer verriegelten Position in Transportstellung auszubilden, wenn die
Stegbereiche 420 die Kugel 300 in Schließstellung drücken. Selbst wenn
der Behälter 100 von Hand gequetscht wird und der resultierende Druck in
aufgedrehter Lage des zweiten Pumpenteils 160 beide Kugeln von ihrem
Sitz abheben würde, ist dies in der Transportstellung unterbunden. Auf
der anderen Seite kann jedoch in der aufgeschraubten Position des zwei
ten Pumpenteils 160 das Quetschen des Behälters 110 eben den Austrag von
Substanz auch ohne Drehbewegungen zulassen, so daß ein ungeduldiger Ver
braucher schnell größere Mengen Substanz dem Austragbereich 340 ent
nehmen kann.
Der Drehspender 100 läßt sich auf kostengünstige Art und Weise
herstellen und zusammenbauen und besteht vorteilhaft nur aus fünf Tei
len, nämlich dem ersten Pumpenteil 150, dem zweiten Pumpenteil 160, der
großen Kugel 300, der kleinen Kugel 390 und dem Steigrohr 270.
in Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Drehspenders 101 dargestellt. Der Drehspender 101 ist auf
einer Flasche 111 mit einem Flaschenkopf 121 angeordnet. Soweit diesel
ben bzw. funktionsgleiche Teile wie aus Fig. 1 beschrieben werden, wer
den diese mit um eins inkrementierten Bezugszeichen bezeichnet.
Das erste Pumpenteil 151 mit dem ersten Ventil 191 ist im we
sentlichen baugleich mit dem ersten Pumpenteil 150 aus Fig. 1 und wird
daher nachstehend nicht im einzelnen erläutert werden.
Das zweite Pumpenteil 161 unterscheidet sich von dem Pumpen
teil 160 aus Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß anstelle des Zapfenbe
reichs 360 und des Kugelventils 200 ein zweites Ventil 201 in der Ebene
der Abdeckpartie 331 ausgebildet ist, das als geschlitzte Membran 481
ausgebildet ist. Die Membran ist an ihrem Rand in Schlitzen des zweiten
Pumpenteils 161 pressend gehalten. Die geschlitzte Membran 481 besteht
aus Silikon und weist einen in Fig. 2 nicht dargestellten zentralen
Schlitz auf, der durch die Membranbacken in Schließstellung vorgespannt
ist und lediglich bei von der Pumpenkammer 181 aufgebrachtem Druck in
eine Öffnungslage versetzt wird, die den Austritt einer Substanz in den
Mündungsbereich 341 zuläßt. Wenn kein Druckgefälle zwischen der Pumpen
kammer 181 und der Umgebungsatmosphäre besteht, ist die Membran 481 ge
schlossen, ebenso, wenn ein Unterdruck in der Pumpenkammer 181 besteht.
Insoweit ist das als Membranventil ausgebildete zweite Ventil 201 wir
kungsgleich mit dem zweiten Ventil 200 aus Fig. 1. Es ist alternativ
möglich, die Membran aus Gummi, EVA oder anderen geeigneten Werkstoffen
herzustellen. Auch die Gestalt der Membran kann abweichend von dem im
vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigten kugeligen Profil erfolgen. Es
ist ebenso möglich, eine flache Membran oder eine nur leicht ausge
bauchte Membran vorzusehen, ferner könnte eine im Querschnitt pilzför
mige Membran vorteilhaft eingesetzt werden, bei der in der Abdeckpartie
331 gebildete Haltekrallen den Schaft des Pilzes halten und die Membran
vor einem Abreißen bei zu hoher Druckbelastung, beispielsweise durch
Pressen des Behälters 111, bewahren. Es versteht sich, daß auch bei Aus
bildung des zweiten Ventils 201 als Membran 481 zusätzlich ein Stegbe
reich wie derjenige 420 aus Fig. 1 ausgebildet sein kann, der die Kugel
310 in ihrer Schließstellung sichert, wenn der Drehspender seine Positi
on minimalen Pumpenkammervolumens annimmt. Es ist insbesondere möglich,
für das Vorsehen eines derartigen Stegbereichs den Mündungsbereich 341
exzentrisch vorzusehen, damit der Steg die Kugel 301 möglichst zentrisch
trifft. Hier überdeckt jedoch der Rand der Membran die Öffnung im Boden
251, so daß während des Transports keine Substanz austreten kann.
Zusammenbau und Pumpfunktion des Drehspenders 101 unterschei
den sich nicht von demjenigen aus Fig. 1, so daß auf die entsprechende
Beschreibung verwiesen wird.
Der erfindungsgemäße Drehspender 101 ist kostengünstig her
stellbar und besteht lediglich aus fünf Teilen, nämlich dem ersten Pum
penteil 151, dem zweiten Pumpenteil 161, der Kugel 301, der geschlitzten
Membran 481 sowie dem Steigrohr 271. Da die Ventile bereits frühzeitig
mit den entsprechenden Pumpenteilen ebenso wie das Steigrohr 271 zusam
menfügbar sind, ist bei dem Abfüllen einer Substanz vorteilhafterweise
nur das Einbauen von zwei Pumpenteilen an der Montagelinie eines indu
striellen Abfüllers erforderlich, was zu erheblichen Montagekostenreduk
tionen führt.
Es ist zu bemerken, daß es erwünscht sein kann, die Menge an
ausgetragener Substanz bei jedem Pumpenhub zu beschränken. Dies kann
zweckmäßig dadurch verwirklicht werden, daß ein kompressibles Füllele
ment, beispielsweise nach Art eines porösen Schwammes, im inneren der
Pumpenkammer 181, insbesondere im Bereich des Innenraums des zweiten
Pumpenteils 161, angeordnet wird, wodurch das zur Verfügung stehende Vo
lumen der Pumpenkammer 181 reduziert und die ausgetragene Menge an Sub
stanz dementsprechend verringert wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dreh
spenders 102 wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wer
den. Der Drehspender 102 ist auf einem Behälter in Gestalt einer Flasche
112 montiert, die einen Flaschenkopf 122 aufweist, welcher mit einem
Außengewinde 142 versehen ist. Der Drehspender 102 umfaßt ein erstes
Pumpenteil 152 und ein zweites Pumpenteil 162, die gemeinsam eine Pum
penkammer 182 begrenzen. Dieselben bzw. die funktionell übereinstimmen
den Teile wie in den vorangegangenen beiden Ausführungsbeispielen werden
mit um eins inkrementierten Bezugszeichen bezeichnet.
Das erste Pumpenteil 152 hat im wesentlichen dieselbe Gestalt
wie das erste Pumpenteil der vorangehenden Ausführungsbeispiele, ist je
doch im Bereich des ersten Ventils 192 verschieden ausgebildet.
Das erste Ventil 192 besteht aus einem Ventilglied 302 mit ke
geliger Kontur und einem nach unten vorstehenden Zapfen 462. in seiner
in durchgezogener Linie gezeichneten unteren Position liegt die kegelige
Kontur des Ventilglieds 302 auf einem als Ventilsitz fungierenden Kra
gen 282 und verschließt die Öffnung 292. in seiner angehobenen Position
schlägt die obere, ebenfalls kegelige Kontur des Ventilglieds 302 gegen
drei nach innen einspringende Stege 452, die einen Anschlag für das
Ventilglied 302 bilden und dessen Verlagerungsweg begrenzen. Der Verla
gerungsweg des Ventilglieds 302 ist derart bemessen, daß der nach unten
vorstehende Zapfen 462, dessen Abmessungen schmaler sind als die Öffnung
292, stets als Zentrierglied in der Öffnung 292 verbleibt um zu verhin
dern, daß das Ventilglied 302 durch Verkanten seine Dichtungsfunktion
verliert. Die Stege 452 sind ursprünglich in Verlängerung des Rohrstut
zens auf der Seite der Pumpenkammer 182 ausgebildete Stege, die durch
anschließende Deformation, beispielsweise unter Zufuhr von Wärme, in
ihre in durchgezogener Linie dargestellte Lage gebogen wurden.
Vorteilhafterweise läßt sich das Ventilglied 302 in einem Vor
gang mit der Herstellung des ersten Pumpenteils 152 in Spritzgußtechnik,
formen, indem es mit einem die entsprechende Gegenform aufweisenden Kern
zunächst einstückig mit dem ersten Pumpenteil 152 hergestellt wird und
beim Entformen die dünnen, die Verbindung herstellenden Bereiche abge
rissen werden. Anschließend werden die Stege 452 gebogen, und das beweg
liche Ventilglied 302 ist zwischen dem Sitz 282 und den Stegen 452 ge
fangen und realisiert das erste Ventil 192.
Das zweite Pumpenteil 162 ist im wesentlichen vergleichbar mit
den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Der wesentliche
Unterschied besteht darin, daß in der Abdeckpartie 332 das Ventilglied
202 als verschwenkbare Klappe ausgebildet ist. Die Klappe trägt das Be
zugszeichen 392 und ist ursprünglich über ein Filmscharnier 442 an dem
zweiten Pumpenteil 162 angespritzt. Die Klappe 392 liegt in der in Fig.
3 gezeigten Schließposition mit ihrer oberen Umfangskante an einem ent
sprechenden Ventilsitz 402 an, der in der Abdeckpartie 332 des ersten
Pumpenteils 152 ausgebildet ist. Wird ein Druck in der Pumpenkammer 182
aufgebracht, wird die Klappe 392 nach oben ausgelenkt. Ein nach unten
von der Klappe 392 vorstehender Vorsprung 412, der zuvor mit Druck in
den inneren Bereich des ersten Ventilteils 162 eingesetzt wurde, schlägt
gegebenenfalls gegen die Unterkante der Abdeckpartie 332 und verhindert,
daß die Klappe 392 über eine bestimmte Winkelposition hinaus verlagert
wird. Soweit kein Druckgefälle zwischen Pumpenkammer 182 und Umgebung
des Spenders 102 besteht oder ein Unterdruck in der Pumpenkammer 182
entsteht, schließt die Klappe 392 in der Art eines Rückschlagventils.
Der Zusammenbau und die Betriebsweise des Drehspenders 102
sind dieselben wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, auf die
daher verwiesen wird.
Der erfindungsgemäße Drehspender 102 wird aus drei Teilen her
gestellt, nämlich dem ersten Pumpenteil 152 mit einstückig damit herge
stelltem Ventilglied 302, dem zweiten Pumpenteil 162 mit einstückig mit
diesem hergestellten Ventilglied 302 und dem Steigrohr 272. Diese Va
riante läßt sich besonders kostengünstig realisieren und erfordert ge
ringen Montageaufwand.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 7 wird nunmehr ein viertes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehspenders 103 beschrie
ben, der ebenfalls auf einer mit Flaschenkopf 123 mit Außengewinde 143
versehenen Flasche 113 angeordnet ist. Dieselben Teile bzw. dieselben
funktionellen Einheiten wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
werden wiederum mit um eins inkrementierten Bezugszeichen bezeichnet.
Das erste Pumpenteil 153 weist im wesentlichen dieselbe Ge
stalt auf wie die ersten Pumpenteile aus den vorangegangenen Ausfüh
rungsbeispielen. Am Ende des Lumens des Rohrstutzen 263 ist in dem Boden
253 des ersten Pumpenteils 153 das erste Ventil 193 vorgesehen. Bei dem
Ventil 193 handelt es sich um ein gemeinsam mit dem ersten Pumpenteil
153 gespritztes bewegliches Dichtelement 303, das einen H-ähnlichen
Querschnitt aufweist und dessen oberer und mittlerer Bereich rotations
symmetrisch ist. Die oberen Schenkel des "H" sind gegenüber der zentra
len Basis um ca. 45° abgewinkelt. In der voll dargestellten Lage liegt
ihre umlaufende Außenfläche auf einem ebenfalls um ca. 45° abgewinkelten
Kragen 283 des ersten Pumpenteils 153, der die Öffnung 293 im Boden 253
begrenzt und einen Ventilsitz definiert. In dieser Position ist die
Öffnung 293 im Boden 253 verschlossen, d. h. es besteht keine Fluidver
bindung zwischen dem Inhalt der Flasche 113 und der Pumpenkammer 183. In
der nicht schraffiert gezeigten Position des Ventils 193 ist dieses
gegenüber dem den Ventilsitz bildenden Kragen 283 angehoben, so daß
zwischen den im geschlossenen Zustand gegeneinander anliegenden Flächen
des Kragens 283 und des abgewinkelten Schenkels des Ventils 193 eine
Fluidverbindung zwischen dem Inneren der Flasche 113 und der Pumpen
kammer 183 hergestellt ist. Die unteren Schenkel des "H" - es handelt
sich um drei schmale Rippen 303a - sind etwa in der Mitte jeweils ihrer
Erstreckung nach außen abgewinkelt und schlagen gegen den Kragen 283
verlängernde Vorsprünge 733, die zugleich eine Wegbegrenzung für das
Ventilglied 303 des ersten Ventils 193 bilden.
Das erste Pumpenteil 153 ist auf besonders günstige Weise zu
sammen mit dem ersten Ventil 193 in einem einzigen Spritzgußvorgang her
stellbar. Hierfür wird ein entfernbarer Kern mit der Gegenform der Lauf
fläche 233 einschließlich Pumpenkammer 183 in einer Gegenform der Außen
kontur angeordnet sowie ferner ein Gegenformkern für den Rohrstutzen
263. Die beiderseits des Bodens 253 angebrachten Kerne sind so gestal
tet, daß sie ferner Hohlpartien umfassen, in denen die Schenkel bzw.
Rippen 303a des Ventilglieds 303 ausformbar sind. Über die schmalen
Verbindungsstege 733 in den drei Rippen wird das Ventilglied 303 ausge
spritzt. Werden die Kerne herausgenommen, üben sie auf das Ventilglied 303
infolge dessen abgespreizter Schenkel eine Zugbewegung aus, die bei
dem zuerst herausgezogenen Kern zu einem Abstreifen des Ventilglieds 303
führt und bei dem danach herausgezogenen Kern ein Abreißen der Rippen des
Ventilglieds 303 von den Verbindungsstegen 733 zur Folge hat, bevor
infolge des Widerstands des sich gegen den Bereich um den Kragen 283
abstützenden Ventilglieds 303 der Kern gelöst wird. Damit ist es vor
teilhafterweise möglich, ohne weitere Umformungen in dem ersten Pumpen
teil 153 ein erstes Ventil 193 mit einem beweglichen Ventilglied 303
zugleich auszuformen, das mit dem als Kragen 283 ausgebildeten Ventil
sitz den Durchlaß durch den Boden 253 zuläßt bzw. versperrt. Es versteht
sich, daß durch die Herstellung des ersten Pumpenteils 153 mit dem
ersten Ventil 193 aus einem Stück die Herstellkosten günstig sind.
Das zweite Pumpenteil 163 ist entsprechend den zweiten Pumpen
teilen aus den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gestaltet und unter
scheidet sich nur in der Art seines zweiten Ventils 203.
Der Mündungsbereich 343 ist gegen die Pumpenkammer 183 durch
das zweite Ventil 203 nach Art eines Rückschlagventils begrenzt, wel
ches in seiner physischen Ausgestaltung wie das erste Ventil 193 des er
sten Pumpenteils 153 ausgebildet ist und das mit einem Ventilglied 393
eine Öffnung zum Mündungsbereich 343 freigibt bzw. versperrt. In seiner
angehobenen Position gibt das Ventilglied 393 eine Fluidverbindung zwi
schen Pumpenkammer 183 und Mündungsbereich 343 frei, in seiner abgesenk
ten Position liegt das Ventilglied 393 gegen den Ventilsitz 403 an, und
der Durchlaß ist versperrt.
Das zweite Pumpenteil 163 wird im Spritzgußverfahren entspre
chend der Herstellung des ersten Pumpenteils 153 mit dem ersten Ventil
193 hergestellt: Im Bereich der mittleren Partie 313 werden zwei heraus
ziehbare Kerne vorgesehen, ebenso auf der gegenüberliegenden Seite des
Ventils 203. Das zweite Ventil 203 wird in entsprechender Weise zu dem
ersten Ventil 193 gebildet, indem der Kern für den zweiten Kanal 363
beim Herausnehmen das Ventilglied 393 von seiner Befestigung mit dem ge
meinsamen spritzgegossenen zweiten Pumpenteil 163 losreißt, wodurch es
axial bewegbar wird. Nach dem Spritzgußvorgang werden die Kerne ent
fernt, das aus einem Stück spritzgegossene zweite Pumpenteil 163 mit
zweitem Ventil 203 wird kostengünstig erhalten.
Der Zusammenbau und die Betätigung des erfindungsgemäßen Dreh
spenders 103 erfolgen entsprechend denjenigen der vorhergehenden Ausfüh
rungsbeispiele und bedürfen daher keiner Erläuterung im einzelnen.
Vorteilhaft besteht der erfindungsgemäße Drehspender nur aus
drei Teilen, die einstückig angespritzt wurden, nämlich dem ersten Pum
penteil 153 mit ursprünglich angespritztem, frei beweglichen Dichtele
ment 302, dem zweiten Pumpenteil 163 mit ursprünglich angespritztem,
frei beweglichen Dichtelement 393 und dem Steigrohr 273. Man erkennt
noch eingesenkte Rippen 399, die als Anschlag für das Ventilglied bzw.
Dichtelement 393 dienen.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Drehspenders 104 beschrieben. Gegenüber dem
Drehspender 103 aus Fig. 4 unterscheidet sich der Drehspender 104 im we
sentlichen durch die im Querschnitt U-profilförmige Gestalt des am
Flaschenkopf gelegenen ersten Teils des ersten Pumpenteils 154, wobei
die beiden Schenkel des U als Aufnahme für die mittlere Partie 314
bestimmt sind.
In Fig. 6 ist die Einzelheit VI aus Fig. 5 vergrößert darge
stellt, aus der erkennbar ist, daß die mittlere Partie 314 einen nach
innen vorspringenden Ring 544 aufweist, der gegen einen nach außen aus
kragenden Vorsprung 554 dann anschlägt, wenn das Volumen der Pumpenkam
mer 184 maximal ist. Die beiden Teile 544, 554 dienen als Abschraubsi
cherung um zu vermeiden, daß das zweite Pumpenteil 164 ohne weiteres ab
schraubbar ist. Ferner sind an der Abdeckpartie 334 des zweiten Pumpen
teils 164 die Haltestege 424 für das Ventilglied 394 derart verlängert,
daß in der Schließposition des Drehspenders 104 der Stegbereich 424
gegen das erste Ventil 194 anschlagt und das Ventilglied 304 in seiner
Schließposition verriegelt. Hierdurch ist eine effektive Transportsiche
rung gegeben.
Die Erfindung ist vorstehend anhand von einigen Ausführungs
beispielen näher erläutert worden. Der Fachmann erkennt mit Leichtig
keit, daß unter der Voraussetzung der entsprechenden Ausformung die ver
schiedenen Ausgestaltungen des ersten Pumpenteils bzw. des zweiten Pum
penteils diese zu weiteren erfindungsgemäßen Pumpspendern kombinierbar
sind.
Es sind eine Reihe von Ausbildungen von Ventilen in dem ersten
Pumpenteil bzw. in dem zweiten Pumpenteil offenbart worden, die aber
auch stets an dem jeweils anderen Teil in analoger Art und Weise ver
wirklicht werden können.
So ist es zur Reduzierung der Teilezahl bei jedem der be
schriebenen Ausführungsbeispiele möglich, das Steigrohr einstückig mit
dem ersten Pumpenteil herzustellen und dadurch ein Teil weniger zum
Montieren zu erhalten. Dies kann in einem gemeinsamen Spritzguß-Schritt,
aber auch nach einem Zwei-Komponenten-Verfahren erfolgen.
Soweit bei der Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele
Materialien angegeben wurden, so erkennt der Fachmann ohne weiteres, daß
sich diese Materialien durch entsprechende andere Materialien substituie
ren lassen, die die für den Einsatzzweck bzw. das jeweils gewählte Fer
tigungsverfahren gebotenen Eigenschaften aufweisen.
Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist jedes der vor
stehenden Ausführungsbeispiele knapp beschrieben worden, und die Aufzäh
lung von möglichen Alternativen wurde ausgelassen. Der Fachmann erkennt
jedoch ohne weiteres, daß die Offenbarung der Erfindung über die Offen
barung der einzelnen Beispiele hinaus auch beliebige Kombinationen der
Teile zu einem funktionstüchtigen Drehspender als Bestandteil der Erfin
dung offenbaren soll.
Claims (20)
1. Spender zum dosierten Austragen von flüssigen, viskosen oder
pastösen Substanzen aus einem Behälter, umfassend ein erstes an
dem Behälter festlegbares Pumpenteil und ein zweites relativ zu dem
ersten verlagerbares Pumpenteil, die eine mit dem Behälter über ein
erstes Ventil und mit einer Austragöffnung über ein zweites Ventil
verbundene Pumpenkammer begrenzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Pumpenteil (160-164) mit einem Gewinde (350-354) versehen ist, das für den Eingriff mit einem Gewinde (140-144) des Behälters (110-114) oder des ersten Pumpenteils (150-154) bestimmt ist, und
daß durch Drehung des zweiten Pumpenteils (160-164) dieses relativ zu dem ersten Pumpenteil (150-154) unter Verändern des Volumens der Pumpenkammer (180-184) verlagerbar ist.
daß das zweite Pumpenteil (160-164) mit einem Gewinde (350-354) versehen ist, das für den Eingriff mit einem Gewinde (140-144) des Behälters (110-114) oder des ersten Pumpenteils (150-154) bestimmt ist, und
daß durch Drehung des zweiten Pumpenteils (160-164) dieses relativ zu dem ersten Pumpenteil (150-154) unter Verändern des Volumens der Pumpenkammer (180-184) verlagerbar ist.
2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vergröße
rung des Volumens der Pumpenkammer (180-184) Substanz aus dem
Behälter (110-114) in die Pumpenkammer (180-184) gelangt, und bei
Verkleinerung des Volumens der Pumpenkammer (180-184) Substanz aus
der Austragöffnung (340-344) ausgetragen wird.
3. Spender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel
(420, 424) vorgesehen sind, die das erste Ventil (190, 194) in
einer Position minimalen Volumens der Pumpenkammer (180, 184) in
einer geschlossenen Position halten.
4. Spender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum
Geschlossenhalten des ersten Ventils (190, 194) an dem zweiten
Pumpenteil (160, 164) angeordnet sind.
5. Spender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum
Geschlossenhalten des ersten Ventils (190, 194) nach unten
vorstehende Teile (420, 424) des zweiten Pumpenteils (160, 164)
sind.
6. Spender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Ventil (190, 194) ein bei seinem Öffnen in das innere der Pumpen
kammer (180, 184) verlagerbares Ventilglied (300, 304) aufweist,
und daß das zweite Pumpenteil (160, 164) für das Andrücken des
Ventilglieds (300, 304) des ersten Ventils (150, 154) auf seinen
Ventilsitz (280, 284) ausgebildet ist.
7. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpenteile (150-154; 160-164) Spritzgußteile aus Kunst
stoff sind.
8. Spender nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile
(192, 193, 194; 202, 203, 204) je ein Ventilglied (302, 303, 304;
392, 393, 394) umfassen, das mit dem betreffenden Pumpenteil (152,
153, 154; 162, 163, 164) zusammen gespritzt ist.
9. Spender nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventilglied (302) des ersten und/oder zweiten Ventils (192) ein
Körper mit konischen Bereichen ist, von dem ein Zapfen (462)
absteht, der den Ventilsitz (282) durchsetzt, ohne dessen Öffnung
(292) zu verschließen.
10. Spender nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventilglied (392) des ersten und/oder zweiten Ventils (202) als an
dem Pumpenteil (162) über ein Filmscharnier (442) angelenkte Klappe
ausgebildet ist.
11. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und/oder zweite Ventil (202) als geschlitzte Membran (482)
ausgebildet ist.
12. Spender nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran
(482) an dem betreffenden Pumpenteil (162) festgeklemmt ist.
13. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Pumpenteil (150-154) als Zylinder einer Kolben-Zy
linder-Einheit ausgebildet ist, der an dem Behälter (110-114)
festlegbar ist, während das zweite Pumpenteil (160-164) als Kolben
ausgebildet ist, der in dem Zylinder verlagerbar ist.
14. Spender nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
zweiten Pumpenteil (160-164) Abdichtmittel (720-724) vorgesehen
sind.
15. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Pumpenteil (154) eine eingezogene ringförmige Füh
rungswand mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt als Aufnahme
für eine Kolbenpartie (324) des zweiten Pumpenteils (164) aufweist.
16. Spender nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlage
rungsweg des zweiten Pumpenteils (164) in der U-förmigen Aufnahme
begrenzt ist.
17. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der dem zweiten Pumpenteil (160-164) abgekehrten Seite des
ersten Pumpenteils (150-154) bin Rohrstutzen (260-264) zum Fest
stecken eines Steigrohrs (270-274) ausgebildet ist.
18. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Pumpenkammer (180-184) ein schwammartiges Füll
element zur Volumenreduktion vorgesehen ist.
19. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß an mindestens einem Pumpenteil angeordnete Vorsprünge (544,
554) die beiden Pumpenteile (154; 164) gegenseitig verrasten.
20. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Pumpenteil die äußere Gestaltung eines Dreh
knopfes aufweist.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Owner name: MEADWESTVACO CALMAR GMBH, 58675 HEMER, DE |
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Effective date: 20141101 |