DE202010011248U1 - Dispensers - Google Patents
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Abstract
Dosierspender für die Abgabe einer Substanz, die in einen auf einer Stirnseite offenen Behälter eingefüllt ist und mit einer Pumpeneinheit aus dem Behälter entnehmbar ist, wobei ein Kolben im Behälter eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) in den Abmessungen kleiner ist als die Innenkontur des Behälters (1) und zur Abdichtung zwischen Kolben (5) und Innenkontur des Behälters (1) ein Film (5a) der pastösen Substanz (12) vorgesehen ist.Dosing dispenser for dispensing a substance which is filled into a container that is open on one end and can be removed from the container with a pump unit, a piston being inserted in the container, characterized in that the dimensions of the piston (5) are smaller than the inner contour of the container (1) and a film (5a) of the pasty substance (12) is provided for sealing between the piston (5) and the inner contour of the container (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Dosierspender mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1.The invention relates to a metering dispenser with the preamble features of
Aus dem Stand der Technik sind Dosierspender mit Schleppkolbensystemen bekannt. Diese bestehen aus einer Dosierspenderpumpe und einem jeder Pumpe zugeordneten rund- oder ovalzylindrischen Behälter, der durch einen dem Füllstand entsprechend mitgeführten Kolben auf der Unterseite luftdicht verschlossen ist. Der Behälter wird mit der Substanz möglichst ohne Lufteinschlüsse abgefüllt. Beim Dosieren saugt die Pumpe die Komponente aus dem Behälter heraus und durch den entstehenden Unterdruck wird der Kolben nachgezogen.Dosing dispensers with drag piston systems are known from the prior art. These consist of a metering dispenser pump and a round or oval cylindrical container associated with each pump, which is hermetically sealed on the bottom by a piston entrained in accordance with the level. The container is filled with the substance as possible without air inclusions. During dosing, the pump sucks the component out of the container and the negative pressure causes the piston to be retightened.
Diese Schleppkolbensysteme haben sich in der Praxis bewährt und haben drei wesentliche Vorteile gegenüber belüfteten Systemen (z. B. Flasche):
- I. Einwandfreie Funktion der Pumpe wird immer gewährleistet, wenn der Behälter luftfrei bleibt und die Pumpe damit immer mit der Substanz versorgt wird.
- II. Durch das Nachziehen des Kolbens ist die Restentleerung optimal, da die gesamte Behälterwand durch den Kolben abgestreift wird und somit keine Substanz an der Behälterwand zurückbleibt.
- III. Die Substanz kommt mit Umgebungsluft nicht in Berührung, da keine Umgebungsluft in den Behälter nachströmt.
- I. Perfect function of the pump is always guaranteed if the container remains free of air and the pump is always supplied with the substance.
- II. By retightening the piston, the emptying is optimal because the entire container wall is stripped by the piston and thus no substance remains on the container wall.
- III. The substance does not come into contact with ambient air, since no ambient air flows into the container.
Nachteilig an diesem Schleppkolbensystem ist jedoch, dass die einwandfreie Funktion hohe Anforderungen an die Einzelteile und deren Handhabung stellt. Der Schleppkolben muss zuverlässig zur Behälterwand abdichten und sich zugleich mit möglichst wenig Kraft beziehungsweise Unterdruck bewegen lassen. Dieser wird üblicherweise mit einer Dicht- und einer Führungslippe ausgeführt, deren Eigenschaften u. a. vom verwendeten Material, Durchmesser und Geometrie der Wandstärken abhängen. Im Zusammenwirken mit dem Behälter ergibt sich ein sehr empfindliches, komplexes System. Dieses System reagiert auf Undichtigkeiten durch Beschädigungen der Behälterwand oder des Kolbens mit Fehlfunktion, da in diesem Falle durch den Unterdruck der Pumpe Umgebungsluft in den Behälter gesaugt würde, anstatt den Schleppkolben nachzuziehen. Ist die Reibungskraft zum Bewegen des Kolbens zu hoch, kann durch den entstehenden Unterdruck im Behälter kein Produkt mehr von der Pumpe angesaugt werden.A disadvantage of this Schleppkolbensystem, however, is that the proper function makes high demands on the items and their handling. The tow piston must reliably seal to the vessel wall and at the same time be able to move with as little force or negative pressure as possible. This is usually carried out with a sealing and a guide lip whose properties u. a. depend on the material used, diameter and geometry of wall thicknesses. In cooperation with the container results in a very sensitive, complex system. This system responds to leaks due to damage to the container wall or the malfunctioning piston, as in this case ambient air would be drawn into the container by the negative pressure of the pump instead of retightening the drag piston. If the frictional force for moving the piston is too high, no product can be sucked in by the pump due to the resulting negative pressure in the container.
Bei der Verwendung von sehr kleinen Behälterdurchmessern ist die Relation von Umfang des Schleppkolbens und damit der Reibungswiderstand im Vergleich zur Kolbenfläche, die durch den Unterdruck zur Bewegung des Kolbens zur Verfügung steht, äußerst ungünstig. Die bei kleinen Durchmessern von z. B. 15 mm Durchmesser notwendigen Anforderungen an Toleranzen und Oberflächengüte bedingen hochpräzise Werkzeuge zum Fertigen dieser Teile, sowie eine sehr aufwändige Qualitätssicherung. Diese notwendige Präzision bedingt einen hohen Produktionspreis, sowie hohe Investitionen.When using very small container diameters, the relation of circumference of the drag piston and thus the frictional resistance compared to the piston surface, which is available due to the negative pressure for movement of the piston, extremely unfavorable. The small diameters of z. B. 15 mm diameter necessary requirements for tolerances and surface quality require high-precision tools for manufacturing these parts, as well as a very complex quality assurance. This necessary precision requires a high production price, as well as high investment.
Des Weiteren ist die Formgebung der Behälter sehr eingeschränkt und kann technisch sinnvoll nur rund oder allenfalls noch oval ausgeführt werden. Wird der Schleppkolben nach dem Befüllen des Behälters eingesetzt, wird dieser üblicherweise mit einer Entlüftungsöffnung versehen, die wiederum durch einen Stopfen und somit evtl. einem zusätzlichen Teil verschlossen werden muss. Sind feste Partikel in der Substanz vorhanden, können diese eine zusätzliche Reibung zwischen Kolben und Behälterwand verursachen und damit die Funktion des Dosierspenders verhindern.Furthermore, the shape of the container is very limited and can technically make sense only round or possibly even oval. If the towing piston is inserted after filling the container, it is usually provided with a vent opening, which in turn must be closed by a plug and thus possibly an additional part. If solid particles are present in the substance, they can cause additional friction between the piston and the container wall and thus prevent the dosing dispenser from functioning.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Behälter zur Verfügung zu stellen, der einen konstruktiv einfacheren Aufbau und eine geringere Empfindlichkeit aufweist, um eine kostengünstigere Lösung für bestimmte Substanzen bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a container which has a structurally simpler construction and a lower sensitivity in order to provide a more cost-effective solution for certain substances.
Erfindungsgemäß wird ein Dosierspender für bestimmte Arten von Substanzen oder Komponenten zur Verfügung gestellt, nämlich für pastöse Substanzen, die an der Oberfläche des Kolbens anhaften, der einen gewissen Abstand zur Behälterwand aufweist und daher einen Abdichtfilm an der Innenkontur des Behälters bildet. Die pastöse Substanz soll dabei nicht austrocknen oder an der Luft oxidieren, so dass sich dieser Dosierspender bevorzugt für Substanzen auf Wachs- oder Fettbasis eignet, insbesondere für Lippenpflegeprodukte.According to the invention, a metering dispenser is provided for certain types of substances or components, namely for pasty substances, which adhere to the surface of the piston, which has a certain distance from the container wall and therefore forms a sealing film on the inner contour of the container. The pasty substance should not dry out or oxidize in the air, so that this metering dispenser is preferably suitable for substances based on wax or fat, in particular for lip care products.
Die pastöse Substanz weist somit eine relativ niedrige Viskosität auf. Daher benötigt der Kolben keine exakte Einpassung, sondern kann mit erheblichem Spiel von ca. 1% in den Behälter eingesetzt werden. Durch dieses Spiel (im Maschinenbau auch als Wurfpassung bezeichnet) kann der Kolben rasch im Behälter montiert werden, da nun nicht mehr der Kolben für den luftdichten Abschluss gegenüber der Umgebungsluft sorgt, sondern die als Abdichtfilm anhaftende pastöse Substanz. Bevorzugt sollen somit keine flüchtigen Inhaltsstoffe (z. B. Wasser, Alkohol etc.) vorhanden sein, wie dies bei vielen Lippenpflegeprodukten ohnehin der Fall ist, so dass keine Austrocknung der Substanz oder ihrer Komponenten stattfinden kann.The pasty substance thus has a relatively low viscosity. Therefore, the piston requires no exact fit, but can be used with considerable play of about 1% in the container. Through this game (also referred to as a throw fit in mechanical engineering), the piston can be mounted quickly in the container, since now no longer provides the piston for the airtight seal against the ambient air, but adhering as a sealing pasty substance. Preferably, therefore, no volatile ingredients (eg, water, alcohol, etc.) should be present, as is the case with many lip care products in any case, so that no drying out of the substance or its components can take place.
Der Kolben wird bei diesem „schwimmenden” Prinzip nicht durch Reibungskräfte bei der Bewegung gehindert, da dieser immer einen Abstand oder Spalt zur Behälterwand aufweist.The piston is not hindered in this "floating" principle by frictional forces during movement, as this always has a gap or gap to the vessel wall.
Die pastöse Substanz kann daher gut an der Oberfläche des Kolbens haften und wird von diesem bei der Entleerung des Systems mitgezogen. Durch die Haftung der Komponente an der Behälterwand hält sich der so gebildete Abdichtfilm zwischen Kolben und Behälterwand aufrecht. The pasty substance can therefore adhere well to the surface of the piston and is entrained by this when emptying the system. Due to the adhesion of the component to the container wall, the thus formed sealing film between piston and container wall upright.
Als Kolben kann im einfachsten Falle bei einem zylindrischen Behälter eine Kugel z. B. als Zukaufteil eingesetzt werden, die bevorzugt eine möglichst niedrige spezifische Dichte besitzt und deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälters. Natürlich kann der Kolben jede andere Querschnittsformen des Behälters annehmen wie auch eckige Formen, die bei einem Schleppkolben System, das luftdicht abschließt, technisch kaum umsetzbar sind.As a piston can in the simplest case in a cylindrical container, a ball z. B. can be used as a purchased part, which preferably has a very low specific density and whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the container. Of course, the piston can take any other cross-sectional shapes of the container as well as angular shapes that are technically difficult to implement in a drag piston system that hermetically seals.
Andere Formen des „schwimmenden” Kolbens als die Kugelform, wie z. B. eine Scheibe, sollte eine gewisse Höhe bzw. eine Führungwand oder Führungsrippen aufweisen, um ein Verkippen des Kolbens zu verhindern.Other forms of the "floating" piston than the spherical shape, such. As a disc, should have a certain height or a guide wall or guide ribs to prevent tilting of the piston.
Wird der Kolben auf die Komponente aufgesetzt, kann die eingeschlossene Luft zwischen Kolben und Behälterwand vollständig austreten – eine evtl. Entlüftungsöffnung und dessen Verschließen, wie beim herkömmlichen Schleppkolbensystem, ist daher nicht erforderlich.If the piston is placed on the component, the trapped air between the piston and the container wall can escape completely - a possible vent and its closure, as in the conventional drag piston system, is therefore not required.
Sind feste Partikel in der Komponente vorhanden, die kleiner sind als der Abstand zwischen Kolben und Behälterwand, bleibt die Bewegung des Kolbens ungehindert – bei einem Schleppkolbensystem nach Stand der Technik können diese Partikel zwischen Behälterwand und Kolben eingeklemmt werden und damit den Kolben blockieren. Zum Nachziehen des Kolbens muss keine Reibungskraft überwunden werden; damit entsteht beim Betätigen der Pumpe kein Unterdruck im Behälter und es wird auch keine Umgebungsluft zwischen Behälter und Kolben in das System eingezogen.If there are solid particles in the component which are smaller than the distance between the piston and the container wall, the movement of the piston remains unhindered - in a drag piston system according to the prior art, these particles can be trapped between the container wall and the piston and thus block the piston. To retighten the piston no frictional force must be overcome; This creates no negative pressure in the container when the pump is actuated and no ambient air between the container and the piston is drawn into the system.
Da der Kolben keinen Kontakt zum Behälter hat, benötigt dieser keine Dichtlippe wie bei herkömmlichen Systemen und kann somit als einfacher, massiver oder hohler Körper ausgeführt werden. Die Toleranzen zwischen Außendurchmesser des Kolbens und Innendurchmesser der Behälter können relativ groß sein und damit unproblematisch in der Herstellung. Die Oberfläche von Behälter-Innenwand und Kolben sind praktisch unerheblich; Kratzer und sonstige Verletzungen haben keinen Einfluss auf die Funktion des Systems. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Oberflächengüte des Kolbens und des Behälters wesentlich ist, kann die Herstellung und Montage wesentlich kostengünstiger erfolgen.Since the piston has no contact with the container, this does not require a sealing lip as in conventional systems and can thus be designed as a simple, solid or hollow body. The tolerances between the outer diameter of the piston and the inner diameter of the container can be relatively large and thus unproblematic in the production. The surface of container inner wall and piston are virtually irrelevant; Scratches and other injuries do not affect the function of the system. In contrast to the prior art, in which the surface quality of the piston and the container is essential, the manufacture and assembly can be done much cheaper.
Bevorzugt ist eine Spaltbreite zwischen Kolben und Behälterwand zwischen 0,02 und 0,2 mm. Eine geringe Spaltenbreite bedingt ein kleines Restvolumen, da nur wenig Produkt in der Höhe der Spaltenbreite nicht vom Kolben abgestreift wird und damit als Restvolumen im Behälter zurückbleibt. Eine sehr geringe Spaltenbreite erfordert wiederum höhere Anforderungen an die Maßtoleranzen von Behälter-Innenkontur und Kolben-Außenkontur.Preferably, a gap width between the piston and the container wall is between 0.02 and 0.2 mm. A small column width causes a small residual volume, since only a small amount of product in the height of the column width is not stripped off the piston and thus remains as residual volume in the container. A very small column width in turn requires higher demands on the dimensional tolerances of container inner contour and piston outer contour.
Der Kolben kann auch flüssig in Form einer zweiten Abfüllung auf die Substanz bzw. Komponente mit einer aushärtenden Masse ausgeführt werden, die dann beim Aushärten bevorzugt um etwa 1–2% schrumpft, um eine gewisse Spaltbreite entstehen zu lassen.The piston can also be carried out in liquid form in the form of a second filling onto the substance or component with a hardening mass, which then shrinks during hardening, preferably by about 1-2%, in order to give rise to a certain gap width.
Eine ungünstige Relation zwischen Umfang (Reibungskraft) und Fläche (Kraft durch Unterdruck), wie dies bei sehr kleinen Durchmessern bei herkömmlichen Systemen der Fall ist, kann nicht mehr auftreten. Damit sind auch im Durchmesser sehr kleine Behälter ohne erhöhten Aufwand an Präzision produzierbar. Solche kleinen, schlanken Behälter werden insbesondere für Dosierspender mit 2 oder mehreren Komponenten benötigt, so dass sich für diesen Anwendungsfall die Einsparung bei den Herstellkosten entsprechend summiert.An unfavorable relation between circumference (frictional force) and surface (force by negative pressure), as is the case with very small diameters in conventional systems, can no longer occur. This means that even very small containers can be produced in diameter without increased complexity. Such small, slender containers are required in particular for dosing dispensers with two or more components, so that the saving in the production costs adds up accordingly for this application.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Hereby show:
Anhand der Schnittzeichnung in
Die Ausgabe der Komponente aus dem jeweiligen Behälter
In
Die Komponente bzw. pastöse Substanz wird vor der Montage des Kolbens
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