DE3635201C2 - Dosier-Automat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß zur dosierten Abgabe flüssigen Füllinhalts aus umwendbaren Behältern.

Aus der DE 30 14 267 A1 ist ein Dosierverschluß bekannt, dessen Ventilschieber über einen Stößel mit einem Betätigungsschieber in Verbindung steht. Die Zentrierung des Ventilschiebers erfolgt in Ver­ schlußstellung des Betätigungsschiebers zum einen über den Stößel und zum anderen durch die Führung des Ventilöffnungstellers in der Flu­ tungskammer. Der Ventilverschlußteller ragt in dieser Stellung aus dem behältereinwärtsgerichteten Ende der Flutungskammer heraus. Für eine dosierte Abgabe des flüssigen Füllinhaltes des Behälters ist dieser um­ zuwenden, wodurch sich die Flutungskammer füllt. Wird nun der Betäti­ gungsschieber von Hand nach unten verschoben, so wird das zwischen den beiden Ventiltellern eingeschlossene Flüssigkeitsvolumen durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung abgegeben. Der bekannte Dosierverschluß erfordert mithin zur Abgabe einer dosierten Flüssigkeitsmenge eine manuelle Bedienung, die in Überkopfstellung des Behälters durch Ver­ schieben des Betätigungsschiebers nach unten erfolgen muß, was relativ umständlich ist.

Aus der DE 33 08 013 A1 ist ein Verschluß bekannt, der mit einer eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung aufweisenden Dosierkammer, mit einer Flutungskammer, in die der Füllinhalt bei Umwenden des Behälters einströmt, und mit einem in axialer Richtung verlagerbaren Ventilschieber, der einenends mit einem Ventilöffnungselement und anderenends mit einem Ventilverschlußelement abschließt, welche eine Abstandsstange miteinander verbunden sind, und der mittels des Ventilverschlußelementes in der Flutungskammer gefangen ist, versehen ist.

Um unabhängig von der Kippgeschwindigkeit und dem Behälterfüllstand immer eine gleichmäßige Dosierung zu erreichen, ist dort als Ventilöffnungselement ein länglicher Kolben und als Ventilverschlußelement eine Ventilkugel vorgesehen, die innerhalb der Flutungskammer axial und radial beweglich gefangen ist. Damit ist ein ungehinderter Zulauf des Füllinhaltes bei Schräglage des Behälters in die Dosierkammer gesichert. Um ein versehentliches Öffnen des Verschlusses in dieser Schrägstellung zu unterbinden, ist eine Haltekante an dem dosierkammerseitigen Ende der Flutungskammer vorgesehen, auf der die Ventilkugel in Schräglage aufliegt, womit eine Auslenkung des Ventilschiebers bzw. dessen Verspannung bewußt in Kauf genommen wird. Bei einem derartigen Verschluß erweist es sich als Nachteil, daß erst bei nahezu exakter Senkrechtstellung des umgewendeten Behälters die Ventilkugel in ein die Flutungskammer und die Dosierkammer verbindendes Führungsrohr gelangt, in welchem in Spendstellung ein dichtender Ventilsitz der Ventilkugel vorgesehen ist. Ferner ist während der Umwendbewegung in die Spendstellung durch die radiale Beweglichkeit der Ventilkugel in der Flutungskammer eine Auslenkung des Ventilschiebers bedingt, so daß ein Dichtsitz des Kolbens durch dessen Verspannung nicht sicher gewährleistet ist.

Das deutsche Gebrauchsmuster 83 02 410 zeigt einen Verschluß mit einer eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung aufweisenden Dosierkammer und einen in axialer Richtung jeweils frei endenden Ventilschieber, jedoch keine eigens ausgebildete Flutungskammer. Die Führung des Ventilschiebers erfolgt dort mittels eines sternförmigen Einsatzes am behälterseitigen Ende der Dosierkammer, der die Abstandsstange in zentrierter Lage hält. Allerdings erweist sich bei dem dortigen Verschluß als nachteilig, daß trotz der Führung durch den Stützstern aufgrund der geringen Führungslänge das Ventilöffnungselement radial auswandern kann und damit kein sicherer Dichtsitz des Ventilverschlußelementes gegeben ist. Darüber hinaus ist ein sicheres Wiederverschließen der Flüssigkeitsaustrittsöffnung durch das mögliche Auswandern des Ventilöffnungselementes nicht gegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dosierverschluß zu schaffen, der bei einfachem Aufbau besonders praktisch im Gebrauch ist und der auch in einer Schräglage des Behälters eine sichere Spende/Funktion gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch den Verschluß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Es ist hierbei darauf abgestellt, daß der Verschluß mit einer eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung aufweisenden Dosierkammer versehen ist, mit einer Flutungskammer, in die der Füllinhalt bei Umwenden des Behälters einströmt, mit einem in axialer Richtung verlagerbaren Ventilschieber mit einenends einem Ventilöffnungsteller und anderenends mit einem Ventilverschlußteller, welche über eine Abstandsstange verbunden sind, wobei der Ventilverschlußteller in der Flutungskammer beim Umwenden axial geführt und radial zentriert ist, und mit einer an die Flutungskammer koaxial mit einem inneren Büchsenende anschließenden Büchse als Dosierkammer, wobei in Spendstellung des Ventilschiebers der Ventilverschlußteller das Büchsenende dichtend verschließt und eintauchend in die Büchse von dieser radial zentriert und geführt ist.

Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht eine dosierte Flüssigkeitsabgabe lediglich durch Umwenden des Behälters, das heißt der Behälter ist aus seiner Aufrecht­ stellung heraus derart umzudrehen, daß der mit dem Dosierverschluß ver­ sehene Behälterhals nach unten weist. Durch die Schwerkraft wird dann der Ventilschieber verlagert, wobei die in der Flutungskammer vorhandene Flüssigkeitsmenge in das Innere der Büchse geschoben wird und nach Austritt des Ventilöffnungstellers aus dem äußeren Büchsenende durch die hierdurch geöffnete Flüssigkeitsaustrittsöffnung austritt. Da der ausge­ tretene Ventilöffnungsteller eine radiale Zentrierung des Ventilschiebers nicht mehr vornehmen kann, ist erfindungsgemäß der an der Abstandsstange befestigte Ventilverschlußteller vorgesehen, der in die Büchse eintauchend sich an der Innenwand der Büchse abstützt und damit den Ventilschieber weiterhin radial zentriert. Um ein Nachströmen des übrigen Füllinhalts des Behäl­ ters zu verhindern, verschließt der Ventilverschlußteller das innere Büchsenende, sobald der geschilderte Austritt des Ventilöffnungstellers aus dem äußeren Büchsenende erfolgt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flu­ tungskammer als aus stegförmigen Streben bestehender Führungskorb ausgebildet ist. Der korbmäßige Aufbau führt zu einem großen Zufluß­ querschnitt für die Flüssigkeit, so daß die Flutungskammer sehr schnell nachgefüllt wird, sofern dem Behälter z.B. zwei Dosierungsstöße ent­ nommen werden sollen.

Die Anordnung kann so getroffen sein, daß der Ventilverschlußteller einen in die Büchse eintauchenden Zylinderab­ schnitt aufweist, an den sich insbesondere ein radial nach außen überstehender, in der Flutungskammer geführter Kragen anschließen kann. Der Zylinderabschnitt bildet einen dichten Abschluß der Büchse der durch den Kragen noch ver­ bessert wird, so daß nach erfolgter Dosierausgabe keine Flüssigkeit in die Büchse nachströmen kann. Damit ist die Dosiermenge reproduzierbar festgelegt.

Eine einwandfreie Zentrierung und Führung des Ventilschiebers ist sichergestellt, wenn in der Aufrechtstellung des Behälters der Ventil­ öffnungsteller in Bereich des inneren Büchsenendes innerhalb der Büchse liegt. In der umgewendeten Stellung des Behälters wird eine korrekte Zentrierung und Führung des Ventilschiebers dadurch erzielt, daß ein abstandsstangenfestes Führungsglied im Bereich des äußeren Büchsenendes innerhalb der Büch­ se liegt und sich an deren Innenwand abstützt.

Damit die Flüssigkeit ohne nennenswerte Behinderung am an der Ab­ standsstange befestigten Führungsglied vorbeiströmen kann, ist vorge­ sehen, daß das Führungsglied sternförmig ausgebildet ist. Vorzugsweise weist es drei um 120° versetzte Stützstreben auf.

Für die Befestigung des Dosierverschlusses an dem Behälter ist koaxial zur Büchse ein Behälterhalseinsatz angeordnet.

Vorzugsweise überragt das äußere Büchsenende den Behälterhalseinsatz.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an Hand mehrerer Aus­ führungsbeispiele, und zwar zeigt

Fig. 1a-c einen Behälter in drei Ansichten, der mit einem Dosier­ verschluß versehen ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den sich in Aufrechtstellung befindlichen Behälter,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den in umgewendeter Stellung befindlichen Behälter,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Dosierverschluß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Ventilöffnungsteller des Aus­ führungsbeispiels der Fig. 6 und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Abschnittes eines mit dem Ventil­ öffnungsteller der Fig. 7 versehenen Ventilschiebers.

Gemäß der Fig. 1a bis 1c weist der Behälter 1 eine bauchige Form auf, wobei dieser als Flachbehälter ausgebildet ist, das heißt die Tiefe des Behälters ist geringer als seine Breite (vgl. die Fig. 1a und 1b). Im Querschnitt ist der Behälter 1 oval ausgebildet (Fig. 1c). Auf dem Be­ hälterhals 2 ist eine Verschlußkappe 3 angeordnet, die beispielsweise auf­ geschraubt oder aufgesteckt wird.

In das Innere des Behälterhalses 2 ist ein Behälterhalseinsatz 4 eines Do­ sierverschlusses 5 eingesteckt. Die Einzelteile des Dosierverschlusses 5 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Der Behälterhalseinsatz 4 ist als zylindrisches Rohr ausgebildet und einendig mit einem Stecktiefenbegren­ zungskragen 6 versehen, der auf dem oberen Rand des Behälterhalses 2 aufliegt. Anderendig des Behälterhalseinsatzes 4 ist ein radialer Ringsteg 7 angeordnet, an dem eine Büchse 8 derart angebunden ist, daß sich diese koaxial zum Behälterhalseinsatz 4 erstreckt und größtenteils im Innern von letzterem verläuft. Die Büchse 8 weist eine größere Länge als der Behälterhalseinsatz 4 auf, so daß das äußere Büchsenende 9 den Behälterhalseinsatz 4 in axialer Richtung überragt.

An die in das Behälterinnere weisende Seite 10 des Ringsteges 7 ist eine Flutungskammer 11 angebunden, die aus drei, jeweils um 120° zueinander versetzte stegförmige Streben 12, 13 und 14 besteht, die in axialer Rich­ tung verlaufen und endseitig über einen Ringsteg 15 verbunden sind.

In der Büchse 8 und der Flutungskammer 11 ist ein Ventilschieber 16 ge­ führt, so daß die Flutungskammer 11 neben ihrer Flutungsfunktion einen Führungskorb 17 bildet. Der Ventilschieber 16 weist zwei mit einer Ab­ standsstange 18 verbundene Ventilteller 19, 20 auf, wovon der der Büchse 8 zugeordnete Ventilteller 19 einen Ventilöffnungsteller 21 und der der Flutungskanmer 11 zugeordnete Ventilteller 20 einen Ventilverschlußteller 22 bildet.

Der Ventilöffnungsteller 21 ist als flache Scheibe mit einem Durchmesser ausgebildet, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Büchse 8 ist. Der Ventilverschlußteller 22 hingegen weist einen scheibenförmigen Boden 23 auf, an den sich ein axialer Zylinderabschnitt 24 anschließt. Der Außendurchmesser des Zylinderabschnittes 24 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Büchse 8. An das freie Ende des Zylinder­ abschnittes 24 schließt sich ein radial nach außen überstehender Kragen 25 an, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner als der gedachte Innendurchmesser des Führungskorbes 17 ist. Im Bereich des Ventil­ öffnungstellers 21 ist beabstandet von diesem ein Führungsglied 26 an der Abstandsstange 18 befestigt, das sternförmig ausgebildet ist und aus drei um 120° versetzte Stützstreben 27, 28 und 29 besteht. Aus Fig. 2 - die den Behälter 1 in Aufrechtstellung zeigt - ist ersichtlich, daß der Ventil­ verschlußteller 22 in der als Führungskorb 17 ausgebildeten Flutungskam­ mer 11 axial verschieblich und radial geführt ist, wobei sich der Ventil­ öffnungsteller 21 an der Innenseite der Büchse 8 abstützt. Die Länge des Ventilschiebers 16 ist dabei derart gewählt, daß bei der sich auf dem Ringsteg 15 abstützenden Lage des Ventilverschlußtellers 22 der Ventil­ öffnungsteller 21 im Bereich des inneren Büchsenendes 30 innerhalb der Büchse 8 liegt. In Fig. 2 ist ferner angedeutet, daß die Verschlußkappe 3 im Innern eine Abdichtung 31 trägt, die das äußere Büchsenende 9 ab­ dichtet, wenn sich die Verschlußkappe 3 auf dem Behälter 1 befindet.

Die Fig. 3 zeigt den Behälter 1 in gegenüber der Fig. 2 umgewendeter Lage, in der der Behälterhals 2 nach unten weist. In dieser Lage hat sich der Ventilschieber 16 auf Grund der Schwerkraft derart verlagert, daß der Ventilverschlußteller 22 in das innere Büchsenende 30 der Büchse 8 mit seinem Zylinderabschnitt 24 eingreift. Der Kragen 25 des Ventil­ verschlußtellers 22 liegt dabei auf der Seite 10 des Ringsteges 7 auf. Der Ventilöffnungsteller 21 hat durch das Umwenden die Büchse 8 durchlaufen und ist aus dem äußeren Büchsenende 9 unter Freigabe einer Flüssig­ keitsaustrittsöffnung 31 ausgetreten. Dies bedeutet, daß die Büchse eine Länge aufweisen muß, die kürzer als die Länge des Ventilschiebers 16 ist. Die radiale Zentrierung des Ventilschiebers 16 wird in dieser Stellung einerseits von dem Ventilverschlußteller 22 vorgenommen, der in die Büchse 8 hineinragt und andererseits durch das sternförmige Führungs­ glied 26 bewirkt, das im Bereich des äußeren Büchsenendes 9 innerhalb der Büchse 8 liegt. Die Stützstreben 27, 28 und 29 stützen sich dabei gemäß Fig. 4 endseitig an der Innenseite der Büchse 8 ab.

Der Dosierverschluß 5 hat folgende Funktion:

Der Benutzer ergreift den mit Dosierverschluß 5 versehenen Behälter 1 in seiner Aufrechtstellung gemäß Fig. 2 und entfernt die Verschlußkappe 3. Dann wendet er den Behälter 1 um, so daß dieser die Stellung gemäß Fig. 3 einnimmt. Dabei füllt sich innerhalb kürzester Zeit die Flutungs­ kammer 11 mit dem flüssigen Füllinhalt des Behälters 1. Dieser Füllinhalt ist in den Figuren nicht dargestellt. Durch Schwerkraftverlagerung des Ventilschiebers 16 gelangt die zwischen den beiden Ventiltellern 19 und 20 vorhandene Flüssigkeitsmenge in die Büchse 8, aus der sie durch Frei­ gabe der Flüssigkeitsaustrittsöffnung 31 austritt. Da der Ventilver­ schlußteller 22 das innere Büchsenende 30 dicht gegenüber dem Behälter­ inneren abschließt, kann in der Stellung gemäß Fig. 3 keine weitere Be­ hälterflüssigkeit aus der Flüssigkeitsaustrittsöffnung 31 austreten. Mithin kann eine Flüssigkeitsabgabe nur in reproduzierbaren Dosen immer dann erfolgen, wenn der Behälter 1 derart verschwenkt wird, daß der Ventil­ schieber 16 eine vollständige Schubverlagerung wie zuvor beschrieben vollführt.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dosierverschlusses 5, der in den Behälterhals 2 eines Behälters 1 eingesteckt ist. Da dieser Dosierverschluß 5 im wesentlichen ebenso wie der Dosierverschluß 5 des vorherigen Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, sollen hier nur die Un­ terschiede zu diesem erläutert werden.

Der Dosierverschluß 5 ist mit einer Verschlußkappe 3′ versehen, die mit­ tels eines Schraubgewindes 35, das mit einem entsprechenden Gewinde 36 des Behälterhalses 2 zusammenwirkt, an dem Behälter 1 gehalten. Im fest verschraubten Zustand stützt sich die Verschlußkappe 3′ mit einer Stufe 37 auf einem Ringkragen 38 ab, der um die Büchse 8 des Dosierver­ schlusses 5 herumläuft und koaxial zu dieser angeordnet ist. Zwischen dem Ringkragen 38 und der Büchse 8 wird eine Ringnut 39 ausgebildet, die zum Auffangen von nach dem Dosiervorgang von der Büchse 8 herunterlaufender Restflüssigkeit dient. Die Verschlußkappe 3′ weist an ihrer Innenseite einen Ringsteg 40 auf, der bei aufgeschraubter Ver­ schlußkappe 3′ die Büchse 8 stopfenartig verschließt.

Da das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 insbesondere für größere Dosier­ volumen verwendet werden soll, ist für einen Druckausgleich gegenüber dem Behälterinneren ein Belüftungskanal 41 vorgesehen. Zur Ausbil­ dung des Belüftungskanals 41 weist der Ventilöffnungsteller 21 ein zen­ trisches Luftloch 42 auf, das in das Innere eines Käfigs 43 führt. Der Käfig 43 wird von Winkelstegen 44 gebildet, die beabstandet voneinander angeordnet sind und einendig an der Unterseite des Ventilöffnungstellers 21 und anderendig an der Abstandsstange 18 des Ventilschiebers 16 ange­ bunden sind. Auf diese Weise führt der Belüftungskanal 41 in den Be­ reich zwischen Ventilöffnungsteller 21 und Ventilverschlußteller 22, der als Dosierkammer 45 bezeichnet werden kann.

Für eine gute Dichtfunktion und eine möglichst geringe Reibung ist der Ventilöffnungsteller 21 mit einer abgeschrägten Stirnfläche 46 versehen. Diese geht nochmals deutlich aus der Fig. 7 hervor, in der auch das Luftloch 42 des Belüftungskanals 41 deutlich ersichtlich ist.

Fig. 8 zeigt nochmals deutlich die Ausbildung des Belüftungskanals 41 und die käfigförmige Anbindung der Abstandsstange 18 an dem Ventil­ öffnungsteller 21.

Claims (9)

1. Verschluß (5) zur dosierten Abgabe flüssigen Füllinhalts aus umwendbaren Behältern (1), mit einer eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung (31) aufweisenden Dosierkammer, mit einer Flutungskammer (11), in die der Füllinhalt bei Umwenden des Behälters (1) einströmt, mit einem in axialer Richtung verlagerbaren Ventilschieber (16) mit einenends einem Ventilöffnungsteller (21) und anderenends mit einem Ventilverschlußteller (22), welche über eine Abstandsstange (18) verbunden sind, wobei der Ventilverschlußteller (22) in der Flutungskammer (11) beim Umwenden axial geführt und radial zentriert ist, und mit einer an die Flutungskammer (11) koaxial mit einem inneren Büchsenende (30) anschließenden Büchse (8) als Dosierkammer, wobei in Spendstellung des Ventilschiebers (16) der Ventilverschlußteller (22) das Büchsenende (8) dichtend verschließt und eintauchend in die Büchse (8) von dieser radial zentriert und geführt ist

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flutungskammer (11) als aus stegförmigen Streben (12, 13, 14, 15) bestehender Führungskorb (17) ausgebildet ist.

3. Verschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilverschlußteller (22) einen Zylinderabschnitt (24) aufweist und daß der Zylinderabschnitt (24) in die Büchse (8) eintaucht.

4. Verschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderabschnitt (24) in die Büchse (8) dichtend eintaucht.

5. Verschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Zylinderabschnitt (24) ein radial nach außen überstehender Kragen (25) anschließt und daß der Kragen (25) zwischen den die Flutungskammer (11) begrenzenden, den Führungskorb (17) ausbildenden Streben (12, 13, 14, 15) geführt ist.

6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Büchse (8) kleiner als der Innendurchmesser der Flutungskammer (11) ist, daß an dem inneren Büchsenende (30) ein Ringsteg (7) angeordnet ist und daß in umgewendeter Stellung des Behälters (1) der Kragen (25) auf dem Ringsteg (7) in einer dichtenden Lage aufliegt.

7. Verschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verschluß (5) ein als zylindrisches Rohr ausgebildeter Behälterhalseinsatz (4) zum Einbringen in eine Behälteröffnung zugeordnet ist, daß an dem eingebrachten Ende des Behälterhalseinsatzes ein Ringsteg (7) angeordnet ist, daß an der in das Behälterinnere weisenden Seite des Ringsteges der Führungskorb (17) angebunden ist und daß koaxial zum Behälterhalseinsatz sich erstreckend auf der anderen Seite des Ringsteges (7) die Büchse (8) angeordnet ist.

8. Verschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (8) mit ihrem äußeren Büchsenende (9) den Behälterhalseinsatz (4) in axialer Richtung überragt.

9. Verschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Abstandsstange (18) ein mit dieser fest verbundenes Führungsglied (26) abragt, welches sich in Spendstellung im Bereich des äußeren Büchsenendes (9) innerhalb der Büchse (8) liegend an deren Innenwand abstützt.