DE3740823A1 - Vorrichtung zur entnahme von fluessigkeiten aus einem behaelter und anordnung zur herstellung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von niedrig bis hochviskosen Flüssigkeiten aus einem zylindrischen, an der Kopfseite mit einer Ausgabeeinrichtung mit einem Verteiler zur Ausgabe der Flüssigkeit in Form von Tropfen, als Strang, Strahl oder Spray versehenen rohrförmigen Behälter, in den ein an der Innenwandung des Behälters abdichtender, mit der Ausgabeeinrichtung nicht mechanisch verbundener, beweglicher Kolben eingesetzt ist. Des weiteren beschreibt die Erfindung eine Anordnung zur vorteilhaften Herstellung der Vorrichtung.

Vorrichtungen der genannten Art sind bereits mehrfach beschrieben worden und sind inzwischen auch in der Praxis zur Verpackung von Zahncreme und Hautcreme in mehreren Bauformen gebräuchlich. Die Herstellung der bekannten Vorrichtungen ist jedoch in mehrfacher Hinsicht problematisch und bisher nicht zufriedenstellend. So können lediglich die Ausgabevorrichtung und eine eventuell vorhandene Schutzkappe vom Verpackungsmittelhersteller bereits direkt mit dem Behälter montiert werden, während der Kolben und ein eventuell vorhandener Standfuß lose mitgeliefert werden müssen, da diese Teile erst bei der endgültigen Herstellung der Vorrichtung nach der Befüllung in bzw. auf den Behälter montiert werden können, wodurch sich für den Befüllbetrieb durch die mehrstufige Verfahrensweise ein erhöhter Aufwand für die Befüllung und weitere Zusatzkosten für Organisation, Transport und Bevorratung ergeben. Die nach der Befüllung der Vorrichtung beim Einsetzen des Kolbens zwischen diesem und der Flüssigkeit eingeschlossene Luft muß zur Sicherstellung der Funktion der Vorrichtung entfernt werden, wozu die Behälterwandung im Bereich der Anfangsstellung des Kolbens entweder gerauht ausgeführt oder mit Nuten oder Stegen zur Abführung der Luft versehen ist. Dadurch, daß die Entlüftungsundichtigkeit zwischen Kolben und Behälterwandung zur Beherrschung der Füllmengentoleranzen etwas über die Anfangsstellung des Kolbens hinaus wirksam sein muß, kann sich beim Einsetzen des Kolbens ein Produktaustrieb zwischen Kolben und Behälterwandung und darüberhinaus ergeben, der dann bei Lagerung der Vorrichtung eintrocknet und den Kolben blockiert. Weiter beschränkt die anfängliche Undichtigkeit des Kolbens den Einsatzbereich der bekannten Vorrichtungen auf relativ hochviskose flüssige Zubereitungen. Bei niederviskosen Flüssigkeiten kommt es dagegen zu unvertretbar hohen Packungsverlusten und bei Inbetriebnahme der Vorrichtung durch eingesaugte Luftanteile zu Funktionsausfällen, zumindest aber zu Funktionsstörungen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen ist auch darin zu sehen, daß der Verpackungsaufwand bei relativ geringem Packungsinhalt recht hoch ist, ohne daß sich die Kosten durch wiederholte Verwendung der Vorrichtung senken ließen, wie dies insbesondere bei Produkten des täglichen Bedarfs angezeigt wäre. Hinzu kommt, daß die verwendbaren, auf dem Druck/Saugprinzip beruhenden Ausgabeeinrichtungen ebenso recht aufwendig sind und nicht unwesentlich mit zu den hohen Gestehungskosten beitragen. Auch ist die insbesondere bei pharmazeutischen Zubereitungen gestellte Forderung nach Keimfreiheit mit den bekannten Vorrichtungen nicht zufriedenstellend zu erfüllen, da sowohl beim Einsetzen des Kolbens als auch durch die Entlüftungsundichtigkeit eine Verkeimung nicht mit der erforderlichen Sicherheit auszuschließen ist. Letztlich ist es mit den bekannten Vorrichtungen nicht möglich, die Flüssigkeit in einem Zuge selbsttätig der Vorrichtung zu entnehmen, wie dies ebenfalls im pharmazeutischen Bereich bei verschiedenen Anwendungen verlangt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die als vormontierte Einheit befüllt und vor der Befüllung entlüftet werden kann, die von Anfang an einwandfrei dicht ist und auch mit niederviskosen Flüssigkeiten betrieben und als Einheit sterilisierbar ist. Ferner sollte die Vorrichtung die Möglichkeit der Wiederbefüllbarkeit einschließen und auch eine selbsttreibende Ausführung, auch zur Entnahme der Flüssigkeit in einem Zuge, erlauben. Weiterhin ist es als Aufgabe der Erfindung anzusehen, eine Anordnung zu schaffen, die die vollständige Herstellung der Vorrichtung in einem Arbeitsgang mit hoher Wirtschaftlichkeit erlaubt und die Möglichkeit der Verkeimung der Flüssigkeit bei der Befüllung und der späteren Lagerung mit Sicherheit ausschließt.

Erfindungsgemäß werden die gestellten Aufgaben durch die in den Ansprüchen gegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Vorrichtung eine in den Flüssigkeitsspeicherraum des Behälters einmündende, zur Befüllung des Behälters bestimmte Füllbohrung aufweist, die nach der Befüllung des Behälters mit der Flüssigkeit mit einem Verschlußteil abgedichtet wird, ergeben sich sowohl hinsichtlich der Verpackungstechnologie als auch durch die Erweiterung des Anwendungsbereiches eine Reihe von Vorteilen und neuen, bisher nicht realisierbaren Möglichkeiten, insbesondere für die Verwendung der Vorrichtung im pharmazeutischen Bereich.

Die Füllbohrung wird mittig im beweglichen Kolben angeordnet, wenn sich der Flüssigkeitsspeicherraum zwischen Kolben und Ausgabeeinrichtung erstreckt.

Für den Fall, daß die aus Gründen der Standsicherheit vorteilhaftere Lösung der Anordnung des Flüssigkeitsspeicherraums von der Ausgabeeinrichtung abgekehrt unterhalb des Kolbens gewählt wird, ist vorgesehen, die Füllbohrung in der der Ausgabeeinrichtung gegenüberliegenden Wandung des Behälters anzuordnen.

Eine Dosierung der Flüssigkeit mit hoher Genauigkeit läßt sich dann erreichen, wenn die Ausgabeeinrichtung durch eine fingerbetätigte, selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückkehrende Druck/Saugpumpe gebildet wird, wobei alle handelsüblichen Pumpsysteme verwendet werden können. Aus preislichen Gründen sollte es jedoch vorgezogen werden, das Pumpsystem direkt in den Behälter einzubauen und nicht, beispielsweise über eine Schraubkappe, indirekt am Behälter zu befestigen.

Wenn der bewegliche Kolben auf der dem Flüssigkeitsspeicherraum abgewandten Seite mit einer vorgespannten Druckfeder belastet ist, läßt sich eine selbsttreibende Vorrichtung zur Entnahme der Flüssigkeit schaffen. Der durch die Feder erzeugte Innendruck ist in gewissen, für die Praxis ausreichenden Grenzen einstellbar. Beispielsweise beträgt der Innendruck bei einer Vorrichtung mit einem Innendurchmesser von 25 mm und einem Fördervolumen von 20 ml anfänglich 1,5 bar, sinkt bei der Entleerung dann auf 0,7 bar ab und reicht damit in jedem Fall für eine vollständige Entleerung der Vorrichtung aus.

Die selbsttreibende Ausführung erlaubt die Entnahme der gesamten Flüssigkeitsmenge in einem Zuge, wenn die Ausgabeeinrichtung zur einmaligen, nicht wieder verschließbaren Öffnung vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dann erreicht werden, daß der Behälter aus Glas mit einer einseitig ausgezogenen, verschmolzenen und mit einer Sollbruchstelle versehenen Spitze hergestellt wird, jedoch ist eine Herstellung des Behälters aus Kunststoff im Spritzgußverfahren mit angeformtem, abbrech- oder abschneidbarem Entnahmerohr ebenfalls möglich.

Gegenüber der Vorrichtung mit einer Druck/Saugpumpe ist bei der selbsttreibenden Vorrichtung ein wirtschaftlicher Vorteil dadurch gegeben, daß die Ausgabeeinrichtung durch ein durch Betätigung öffnendes und nach Entlastung selbsttätig wieder schließendes Durchgangsventil gebildet wird. Diese Ventile besitzen weniger Bauteile und sind einfacher und preiswerter zu fertigen. Die bei diesen gegenüber der Druck/Saugpumpe fehlende volumetrische Dosierungsmöglichkeit ist dann von Vorteil, wenn eine individuelle Menge der Flüssigkeit entnommen werden soll.

Der bei der selbsttreibenden Ausführung mit zunehmender Entleerung der Vorrichtung auftretende Abfall des Innendrucks und die damit einhergehende Abnahme der pro Zeiteinheit abgegebenen Flüssigkeitsmenge läßt sich dann in akzeptablen Grenzen halten, wenn die Druckfeder durch Verschieben einer mit einer Mittenbohrung versehenen Federhalterung, die eine an der Behälterwandung angreifende Rückdrucksicherung enthält, von der Unterseite her in Richtung auf den Kolben nachgespannt werden kann.

Eine zuverlässige Abdichtung wird dadurch sichergestellt, daß das Verschlußteil einen größeren Durchmesser als die Füllbohrung aufweist und in dieser unter Vorspannung befestigt ist. Durch die zusätzliche Anordnung von umlaufenden Nuten oder Ringen in der Füllbohrung läßt sich sowohl die Abdichtung als auch die Halterung des Verschlußteils in der Füllbohrung noch weiter verbessern.

Die Möglichkeit der Nachfüllung der entleerten Vorrichtung mit einfachen Mitteln ist dann gegeben, wenn das Verschlußteil als ein unter Druckbeaufschlagung in Richtung zum Flüssigkeitsspeicherraum öffnendes, bei Entlastung selbsttätig schließendes Ventil ausgeführt ist. Das Selbstschlußventil muß jedoch über eine ausreichend hohe Vakuumdichtigkeit verfügen, damit eine Selbstöffnung durch den im Kolbenraum bei der Entleerung der Vorrichtung auftretende Unterdruck ausgeschlossen ist.

Besonders zweckmäßig ist es, das Verschlußteil als Kugel auszubilden. Dies erleichtert insbesondere die Montage des Verschlußteils, da eine Stellungsabhängigkeit fehlt und die Teile leicht zugeführt werden können. Weitere Vorteile sind dadurch gegeben, daß das kugelförmige Verschlußteil mit hoher Genauigkeit gefertigt und auf einfache Weise sterilisiert werden kann.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung können alle Bauarten der Vorrichtung hergestellt werden. Dadurch, daß diese Anordnung die Befüllung der Vorrichtung mit der Flüssigkeit durch die Füllbohrung vornimmt, ist eine besonders rationelle und saubere Fertigung der Vorrichtung in einem Arbeitsgang möglich.

Die Befüllung erfolgt durch ein an der Füllbohrung abdichtendes Füllrohr der Anordnung, wobei es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, die Abdichtung ohne Benutzung weiterer Dichtglieder durch eine dementsprechende maßliche Abstimmung zwischen der Füllrohrbohrung und der Gegenkontur der Füllbohrung sicherzustellen.

Für den Fall, daß die Kolbenbewegung in Richtung auf die Beschickungsöffnung des Behälters durch eine an der Innenwandung des Behälters angreifende Rückdrucksicherung des Kolbens blockiert wird, ist vorgesehen, daß diese beim Befüllvorgang durch das Füllrohr mechanisch gelöst wird.

Damit eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung bereits bei der ersten Betätigung der Entnahmeeinrichtung sichergestellt ist, ist vorgesehen, daß vor dem Befüllvorgang eine Entlüftung des Flüssigkeitsspeicherraums des Behälters über das Füllrohr erfolgt.

Die keimfreie Herstellung der Vorrichtung wird mit der benötigten Sicherheit dadurch erreicht, daß das Verschlußteil nach Abschluß des Befüllvorgangs, unter Aufrechterhaltung des Dichtschlusses zwischen Füllrohr und Füllbohrung, durch das Füllrohr, unter Verdrängung der in diesem befindlichen Flüssigkeit in den Flüssigkeitsspeicherraum der Vorrichtung, in die Füllbohrung eingesetzt wird. Eine Verkeimung der Flüssigkeit bei der Befüllung und beim Verschluß der Vorrichtung ist damit auszuschließen. Voraussetzung ist dabei jedoch, daß sowohl die Vorrichtung als auch das Verschlußteil in sterilem Zustand an die Anordnung gelangen, was üblicherweise durch eine vorherige Gas- oder Strahlensterilisation sichergestellt wird.

Die Verdrängung der nach Abschluß des Befüllvorgangs im Füllrohr verbliebenen Restmenge der Flüssigkeit durch das Verschlußteil und ein sauberer, rückstandsfreier Verschluß der Füllbohrung wird dadurch erreicht, daß der Innendurchmesser des Füllrohrs kleiner bemessen ist als der äußere Durchmesser des Verschlußteils und mindestens eines der beiden Teile aus einem elastischen, rückfedernden Material hergestellt ist. In der Regel wird dabei das Verschlußteil aus dem elastischen Werkstoff bestehen. Es ist jedoch gleichfalls möglich, das Füllrohr selbst aus einem zähelastischen Werkstoff, beispielsweise einem Polyurethan, anzufertigen und ein härteres, z. B. metallisches Verschlußteil einzusetzen.

Die Erfindung und deren einzelne Ausbildungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den Längsschnitt einer noch unbefüllten Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme mit einer Druck/Saugpumpe,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Füllbohrung aus Fig. 1 mit eingestecktem Füllrohr,

Fig. 3 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 2 mit der durch einen Stopfen verschlossenen Füllbohrung,

Fig. 4 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 2 mit der durch ein Selbstschluß-Einwegventil verschlossenen Füllbohrung,

Fig. 5 den Längsschnitt einer Anordnung zur Befüllung und zum Verschluß der Füllbohrung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 den Längsschnitt einer Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme mit einer Kolbenrückdrucksicherung,

Fig. 7 eine teilweise Ansicht nach Fig. 6 entsprechend der Linie A-B,

Fig. 8 den Längsschnitt einer Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme in selbsttreibender Ausbildung mit einer vorgespannten Druckfeder,

Fig. 9 den Längsschnitt einer Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme in selbsttreibender Ausbildung mit einer nachspannbaren, vorgespannten Druckfeder,

Fig. 10 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 9,

Fig. 11 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme in selbsttreibender Ausbildung mit einer vorgespannten Druckfeder und einem abbrechbaren Entnahmerohr zur Entnahme der gesamten Flüssigkeitsmenge in einem Zuge,

Fig. 12 den Längsschnitt einer Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme mit Anordnung der Füllbohrung in der Behälterwandung nach der Belüftung und dem Verschluß der Füllbohrung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Flüssigkeitsentnahme besteht aus einem zylindrischen Behälter 1, der an der Oberseite von einer Schutzkappe 2 überdeckt ist und an dessen Unterseite ein mit einer Bohrung 3 versehener Standfuß 4 über eine Schnappverbindung 5 befestigt ist. Der innerhalb des Behälters 1 angeordnete Kolben 6 besitzt elastische Dichtlippen 7, 8 die gegenüber dem Behälterdurchmesser ein Übermaß aufweisen, wozu zur Erleichterung der Montage des Kolbens ein Einlaufkonus 9 am Behälterende vorgesehen ist. Der Kolben 6 weist im Mittenbereich einen rohrförmigen Ansatz 10 entsprechend der Gegenkontur des Behälters auf und ist mit einer, in diesem Beispiel abgesetzt ausgeführten Füllbohrung 11 durchsetzt. Die in der rohrförmigen Einziehung 12 des Behälters 1 befindliche Durchgangsbohrung 13 ist mit einer lose innerhalb des Käfigs 14 angeordneten Kugel 15 abgedeckt. Die vorgespannte Feder 16 wirkt auf eine mit einer Dichtlippe 17 ausgestatteten Manschette 18, die mittels des aufgeschnappten Tellers 19 gehalten und geführt wird. Die im Manschettenschaft 20 befindliche Bohrung 21 ist über eine vorgespannte Feder 22 mit der Kugel 23 verschlossen. Auf den Manschettenschaft ist ein mit einer durchgehenden Bohrung 24 versehener, über einen Rohransatz 25 des Behälters 1 übergreifender Verteiler 26 aufgesetzt.

Die Darstellung zeigt den Zustand der Vorrichtung vor der Befüllung. Zur Befüllung wird, wie in Fig. 2 ersichtlich, ein mit einer nicht dargestellten Befülleinrichtung in Verbindung stehendes Füllrohr 27 durch die Bohrung 3 auf den Kolben 6 abgesenkt und in der Füllbohrung 11 dichtend eingeführt. Gegebenenfalls wird der Kolben 6 durch das Füllrohr 27 zur Entfernung der im Kolbenraum befindlichen Luftanteile in die Entleerstellung gefahren, jedoch sollte im Normalfall die Vorrichtung bereits in diesem Zustand dem Befüllbetrieb angeliefert werden. Die beim Befüllvorgang durch den zurücklaufenden Kolben 6 stattfindende Relativbewegung zum Behälter muß unter Aufrechterhaltung der Füllrohrabdichtung in der Füllbohrung aufgefangen werden, welches entweder durch eine zur Füllmenge synchron verlaufende zwangsweise Rückzugsbewegung von Füllrohr oder Behälter erfolgt oder sich über Federn, pneumatische oder hydraulische Zylinder selbsttätig regelt.

Nach Beendigung des Befüllvorgangs wird in einem nachgeschalteten Arbeitsgang ein die Füllbohrung 11 verschließender Stopfen 28 eingedrückt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt ein aus elastischem Material hergestelltes Selbstschluß-Einwegventil 29, das durch Halteringe 30, 31 in der Füllbohrung 11 des Ansatzes 10 des Kolbens 6 befestigt ist. Die im Normalzustand dichtend aneinanderliegenden Lippen 32, 33 öffnen sich selbsttätig bei der Befüllung durch den Flüssigkeitsdruck und schließen sich selbsttätig bei Druckabfall, d. h. bei Beendigung des Befüllvorgangs. Diese Ausführung macht eine Nachfüllung der Vorrichtung mit einfachen Mitteln, z. B. mit einer Quetschflasche über ein Verbindungsrohr, möglich, wobei es zur einfacheren Handhabung angebracht ist, die Lippen 32, 33 durch die Spitze des Verbindungsrohrs aufzuspreizen und den Durchgang mechanisch zu öffnen.

Die Vorrichtung wird nach Abheben der Schutzkappe 2 durch Betätigung des Verteilers 26 in Betrieb gesetzt. Die anfänglich in der Ausgabeeinrichtung befindliche Luft wird beim Vorlauf der Manschette 18 komprimiert, der entstehende Überdruck hebt die Kugel 23 von der Bohrung 21 ab und die Luft wird über die Bohrung 24 ausgestoßen. Der beim Rückhub der Manschette entstehende Unterdruck hebt die Kugel 15 von der Bohrung 13 ab und läßt Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicherraum unter Nachlauf des Kolbens 6 in die Ausgabeeinrichtung einströmen. Nach einigen Betätigungshüben ist die Luft völlig entfernt und die Vorrichtung gibt dann die Flüssigkeit dosiert ab, wobei dieser Vorgang solange wiederholt werden kann bis der Kolben 6 die Endstellung erreicht hat. Die in Fig. 1 dargestellte Form des Verteilers mit der Bohrung 24 läßt je nach Viskosität der Flüssigkeit und des Durchmessers der Bohrung 24 die Entnahme in Form eines Stranges, eines Strahles oder in Tropfenform zu. Um die Flüssigkeit zu zerstäuben, wäre es lediglich notwendig, eine nicht weiter dargestellte Wirbelzerstäuberdüse üblicher Bauart in die Bohrung 24 einzubauen.

Die Funktion der in Fig. 5 dargestellten pneumatisch betriebenen Anordnung wird nachfolgend anhand der Beschreibung des Befüll- und Verschlußvorgangs der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung näher erläutert. Das eigentliche Aggregat 100 ist mittels der Kolbenstange 101 am Ständer 102 aufgehängt und durch die Mutter 103 befestigt. Die Kolbenstange trägt mittig einen mit Dichtringen 104, 105 versehenen Kolben 106, wird durch die Bohrung 107 axial geführt und mittels des Dichtringes 108 zur Atmosphäre hin abgedichtet. Vor Einleitung des Befüllungsvorgangs befindet sich das Aggregat in der oberen Stellung, wozu der Druckluftanschluß 109 drucklos und der Anschluß 110 mit Druckluft beaufschlagt ist. Die der Darstellung in Fig. 1 entsprechende Vorrichtung wird in umgekehrter Stellung in den Zentrierring 111 eingesetzt und der Befüllvorgang gestartet. Dazu wird der Luftanschluß 110 entlüftet und der Anschluß 109 mit Druckluft beaufschlagt, worauf sich das Aggregat auf die Vorrichtung absenkt. Das Füllrohr 112 tritt durch die Bohrung 3 der Vorrichtung hindurch, übergreift den rohrförmigen Ansatz 10 des Kolbens 6, dichtet hier ab und drückt gegebenenfalls den Kolben bis zum Anschlag in die Vorrichtung hinein. Gleichzeitig wird der Druckluftanschluß 113 entlüftet, der Kolben 114 mit den Dichtringen 115 und 116 wird durch den Druck der Feder 117 zurückgedrückt und das auf dem Anschluß 118 anstehende Vakuum der Vakuumpumpe 180 entfernt über die Siebplatte 119 und die Innenbohrung 120 die im Kolbenraum der Vorrichtung noch vorhandenen Luftanteile. Nach einer zur weitgehenden Entlüftung ausreichenden Zeitspanne wird der Anschluß wiederum mit Druckluft beaufschlagt. Gleichzeitig werden die Anschlüsse 121 und 122 entlüftet und der Anschluß 123 mit Druckluft beaufschlagt, worauf der Dosierkolben 124 mit den Dichtringen 125, 126 und 127 die im Dosierraum 128 befindliche Flüssigkeitsmenge über die Zuleitung 129, die Siebplatte 130 und die Bohrung 120 des Füllrohrs 112 durch die Füllbohrung 11 in den Flüssigkeitsspeicherraum der Vorrichtung eindosiert. Die Flüssigkeit verdrängt den Kolben 6 unter Mitnahme des Aggregates nach oben, wozu es notwendig ist, den auf dem Anschluß 109 anliegenden Luftdruck entsprechend abzustimmen um eine Drucküberlastung der Vorrichtung zu vermeiden. Insbesondere dann, wenn das Eigengewicht des Aggregates sehr hoch ist, ist es sinnvoller, das Aggregat selbst fest anzuordnen und die bei der Befüllung auftretende Axialbewegung über einen unter der Vorrichtung angebrachten Druckluftzylinder aufzufangen. Nach Abschluß des Befüllvorgangs werden die Anschlüsse 121 und 122 wieder mit Druckluft beaufschlagt und der Anschluß 123 unter Rücklauf des Kolbens 124 entlüftet, wodurch der Dosierraum 128 vom Vorratsbehälter 190 über die am Anschluß 131 anliegende Flüssigkeitszuleitung unter Öffnung der als Rückschlagventil dienenden Kugel 132 erneut mit Flüssigkeit aufgefüllt wird. Gleichzeitig damit werden die unter Druck stehenden Anschlüsse 133 und 134 entlüftet und auf den Anschluß 135 Druckluft aufgegeben. Der Begrenzungskolben 136 mit den Dichtringen 137 und 138 läuft aus der dargestellten Position bis zum Anschlag des Kolbens zurück, während der mit einem Dichtring 139 versehene Kolben 140 vorläuft und mit der Kolbenstange 141 das vor dieser befindliche, aus einem elastischen Material bestehende, kugelförmige Verschlußteil 142 durch die Innenbohrung 120 in die Füllbohrung 11 des Kolbens 6 der Vorrichtung eindrückt. Dadurch, daß das Verschlußteil im Durchmesser größer als die Innenbohrung des Füllrohrs bemessen ist, dichtet es in dieser ab und fördert die darin befindliche Flüssigkeit in den Flüssigkeitsspeicherraum der Vorrichtung. Durch Druckaufgabe auf den Anschluß 134 und Entlüftung des Anschlusses 135 läuft der Kolben 140 anschließend bis zum Anschlag an den in der oberen Stellung befindlichen Begrenzungskolben 136 unter Abdichtung der Kolbenstange 141 durch den Dichtring 143 zurück. Der Zulaufkanal 144 des Magazins 145 für die Verschlußteile wird freigegeben und ein Verschlußteil rollt in die oberhalb des Dichtrings 146 im Durchmesser größer als das Verschlußteil gehaltene Innenbohrung 120. Durch Druckaufgabe auf den Anschluß 133, wobei der Luftdruck höher eingestellt ist als beim Anschluß 134, läuft der Kolben 136 unter Mitnahme des Kolbens 140 bis zum Anschlag des Begrenzungskopfs 147 vor und befördert das Verschlußteil bis in die in der Zeichnung dargestellten, innerhalb der Innenbohrung abdichtenden Stellung. Das Füllrohr wird durch Entlüftung des Anschlusses 109 und Druckaufgabe auf den Anschluß 110 aus der befüllten und verschlossenen Vorrichtung zurückgezogen, das Aggregat fährt in die obere Stellung und die Anordnung steht zur Befüllung der nächsten Vorrichtung bereit. Das in der Darstellung enthaltene Diagramm gibt den Druckzustand der einzelnen Preßluftanschlüsse während eines Füllvorgangs wieder, wobei die dunklen Bereiche die Zeit unter Druck und die hellen Bereiche die drucklose Zeit markieren.

Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung kann gleichfalls auch zur Befüllung und zum Verschluß von Vorrichtungen eingesetzt werden, bei denen die Füllbohrung nicht im Kolben, sondern in der Behälterwandung angeordnet ist. Dadurch, daß bei diesen Vorrichtungen während des Befüllvorgangs keine Höhenveränderung zwischen der Anordnung und der Vorrichtung auftritt, kann die Absenkeinheit mit einem geringeren Hub ausgeführt werden und erfordert keine so genaue Abstimmung des Anpreßdruckes wie bei dem vorangegangenen Beispiel mit der im Kolben angeordneten Füllbohrung. Generell ist es möglich, die Anordnung auch anders als dargestellt anzuordnen. So kann beispielsweise die Anordnung selbst feststehend ausgeführt und die Vorrichtung durch eine unterhalb dieser angeordneten Hubvorrichtung zur Anordnung hin bewegt werden. Zur Gewichtsreduzierung der Anordnung wird es sicherlich in einigen Fällen sinnvoll sein, den Dosierkolben feststehend von dieser getrennt anzuordnen und über einen Schlauch mit dieser zu verbinden.

In der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung ist auf einem, mit einem gelochten Standfuß 200 versehenen zylindrischen Behälter 201 über Schnappnocken 202, 203 ein Verteiler 204 befestigt. Dieser Verteiler ist aus elastischem Werkstoff mit guten Rückstelleigenschaften hergestellt und beinhaltet gleichzeitig die Funktion der Ausgabeeinrichtung. Eine Zone mit verringerter Wandstärke 205 fungiert als Federelement, wölbt sich bei der Betätigung aus und drückt den Verteiler bei Entlastung wieder in die Ausgangsstellung zurück. Der Verteiler enthält ein in der Bohrung 206 angeordnetes, als Rückschlagventil arbeitendes Einwegventil 207 und ist mit einer Manschettenlippe 208 versehen, die innerhalb der zylindrischen Bohrung 209 des Behälters abdichtet. Der der Befüllung dienende Fortsatz 210 des Kolbens 211 mit der Füllbohrung 212 weist einen umlaufenden Kragen 213 auf und ist von einem Ring 214 umgeben. Wie dies auch aus Fig. 7 hervorgeht, ist eine aus einem federnden Material, vorzugsweise Blech, gefertigte Rückdrucksicherung 215 hinter dem Kragen 213 befestigt, wobei die Federzungen 216 an der Innenwandung des Behälters 201 unter Vorspannung anliegen. Sie sperren damit den Rücklauf des Kolbens 211 in Richtung auf den Standfuß und erlauben diesem nur eine Bewegung in Richtung auf den Verteiler, wodurch bei der Betätigung des Verteilers die durch den Vorlauf der Manschettenlippe verdrängte Flüssigkeit über das Einwegventil 207 zum Austritt durch den Verteiler gezwungen wird. Das sich bei der Rückstellung des Verteilers bildende Vakuum zieht den Kolben um den Betrag der entnommenen Flüssigkeitsmenge nach. Zur Befüllung der Vorrichtung ist es notwendig, den bis zur Begrenzungsfläche des Behälters vorgeschobenen Kolben 211 den Rücklauf in Richtung auf den Standfuß zu ermöglichen, welches dadurch erreicht wird, daß, wie im rechten Teil der Fig. 6 dargestellt, durch das am Kragen 213 des Fortsatzes 210 abdichtende Füllrohr 217 die Rückdrucksicherung am inneren Durchmesser zurückgedrückt wird, wodurch sich durch die Abstützung am Ring 214 die Federzungen von der Behälterinnenwand abspreizen. Nach Beendigung des Befüllvorgangs wird das Verschlußteil 218 durch die Innenbohrung 219 des Füllrohrs, wie bereits beschrieben, in die Füllbohrung 212 eingesetzt und das Füllrohr anschließend zurückgefahren.

Die in Fig. 8 dargestellte Vorrichtung ist mit einer zwischen dem Kolben 300 und dem mit einer Bohrung 301 versehenen Standfuß 302 angeordneten, vorgespannten Druckfeder 303 versehen. Der zylindrische Behälter 304 wird von der Schutzkappe 305 überdeckt und beinhaltet innerhalb der Kopfplatte 306 die Ausgabeeinrichtung, bestehend aus dem Verteilerrohr 307 und dem Dichtelement 308, die innerhalb des Behälterfortsatzes 309 beispielsweise dadurch befestigt sind, daß nach Einsetzen des mit dem Dichtelement vormontierten Verteilerrohrs ein sich ursprünglich in axialer Richtung erstreckender Ringfortsatz 310 der Behälterkopfplatte entsprechend der Darstellung mechanisch radial nach innen umgelegt wird. Die Befüllung und der Verschluß der Vorrichtung kann, wie bereits bei Fig. 5 beschrieben, vorgenommen werden. Die in vorliegendem Beispiel dargestellte Vorrichtung mit dem in der Füllbohrung 316 des Kolbens eingesetzten Einweg-Selbstschlußventil 311 als Verschlußteil stellt eine insbesondere zur Nachfüllung geeignete Ausführung dar, wozu ein mit einer nicht dargestellten Dosiervorrichtung verbundenes Füllrohr 312 in die Mittenbohrung 313 des Selbstschlußventils eingesteckt wird, wobei je nach der am Füllrohr durch den Anschlag 314 eingestellten Einstecktiefe die Dichtlippen 315, 315′ entweder durch das Füllrohr mechanisch geöffnet werden oder sich erst durch den Fülldruck der nachzufüllenden Flüssigkeit selbsttätig öffnen und schließen. Zur Entnahme der Flüssigkeit wird das Verteilerrohr 307 seitlich betätigt, wodurch sich der unterhalb des Halteringes 317 angeordnete Bereich des Verteilerrohrs einseitig in das elastische Material des Dichtelements 308 eindrückt und damit den Dichtschluß auf der gegenüberliegenden Seite aufhebt. Die Flüssigkeit strömt dann durch mindestens eine der Querbohrungen 318 in die Axialbohrung 319 des Verteilerrohrs ein und wird über die Mittenbohrung 320 unter Kolbenvorlauf solange ausgegeben wie die Betätigung andauert.

Zur Vermeidung eines zu starken Druckabfalls bei zunehmender Entleerung des Behälters, ist bei der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung zwischen der am Kolben 400 anliegenden Feder 401 und dem Standfuß 402 eine mit einer als Federlager dienenden Nut 403 versehene, nachschiebbare Federhalterung 404 angeordnet. Der in der Ausnehmung 405 der Federhalterung eingesetzte Ring 406 bewirkt zusammen mit der Schräge 407 eine Rückdrucksicherung der Federhalterung. Die Planfläche 408 dient dazu, den an der Behälterwandung 409 anliegenden Ring beim Nachschieben der Federhalterung mitzunehmen. Beim Rücklauf der Federhalterung durch den Federdruck gelangt der Ring in den Bereich der Schräge 407, verkeilt sich hier und verhindert damit, entsprechend der Darstellung in Fig. 10, eine Rückbewegung der Federhalterung. Zur Sicherstellung dieser Funktion ist es angebracht, den Ring aus einem weichen Werkstoff wie beispielsweise Gummi anzufertigen, dem zur Erzielung einer hohen Haftreibung abstumpfende, leicht abrasive Stoffe beigefügt sind. Die mit dem Ring vormontierte Federhalterung wird bei der Montage der Vorrichtung durch den Standfuß 402 in den Behälter hineingedrückt, womit sich die Rückdrucksicherung automatisch in der untersten Stellung befindet, so daß die Befüllung, wie bereits bei Fig. 5 beschrieben, normal durchgeführt werden kann. Die Entnahmeeinrichtung ist in der Bauart identisch mit der nach Fig. 8. Das Verteilerrohr 410 ist lediglich kürzer gehalten und mit einer seitlich angeordneten Fingerauflagefläche 411 versehen, so daß sich bei der Betätigung zwangsläufig eine Kippbewegung des Verteilers 412 ergibt.

Der in Fig. 11 dargestellte Behälter 500 ist an der Oberseite zu einer Spitze ausgezogen und oberhalb einer vormarkierten Sollbruchstelle 501 mit einer z. B. durch Verschmelzen hergestellten Verschlußstelle 502 versehen. Auf der Unterseite des Behälters ist ein Standfuß 503, in dem eine auf den Kolben 504 einwirkende vorgespannte Druckfeder 505 gelagert ist, im Schnappsitz befestigt. Die Kolbenlippen 506, 507 liegen an der Behälterwandung 508 unter Vorspannung dichtend an. Der Kolben weist die Füllbohrung 509 auf, die zum Behälterinnenraum hin im Durchmesser verkleinert ausgeführt ist. Die Befüllung des Behälters mit der Flüssigkeit wird wie bei Fig. 5 beschrieben durchgeführt, wobei die Füllbohrung nach Abschluß der Befüllung mit der Kugel 510 verschlossen wird. Zur Entnahme der Flüssigkeit wird der Fortsatz 511 des Behälters, beispielsweise durch Abbrechen, entfernt. Die in der Feder gespeicherte Energie drückt die Flüssigkeit durch die freigesetzte Öffnung bis zur Entleerung, d. h. bis die Stirnfläche 512 des Kolbens an der Behälterinnenwand anläuft, aus, wobei die Konturen des Kolbens und der Behälterinnenwand vorteilhaft so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen beiden nur eine geringe Restmenge an Flüssigkeit verbleibt.

Die in Fig. 12 dargestellte Vorrichtung weist gegenüber den bisher beschriebenen Vorrichtungen eine abweichende Funktionsweise auf. Die Flüssigkeit ist hierbei nicht oberhalb, sondern unterhalb des innerhalb des zylindrischen Behälters 600 angeordneten Kolbens 601 untergebracht, womit sich der Kolben bei der Flüssigkeitsentnahme in Richtung auf den Standfuß 602 zu bewegt, wodurch sich der Schwerpunkt des Behälters mit zunehmender Entleerung weiter nach unten verlagert, was sich auf die Standfestigkeit der Vorrichtung positiv auswirkt. Der Standfuß ist über eine Schnappverbindung 603 dicht mit dem Behälter verbunden und weist innerhalb eines vertieft angeordneten Fortsatzes 604 eine durchgehende Füllbohrung 605 auf, an die sich ein mit Schlitzen 606 versehener Ansatz 607 anschließt, auf den bis zum Absatz 608 ein Steigrohr 609 aufgesteckt ist. Das Steigrohr durchtritt mittig den der Kontur des Standfußes angepaßten Kolben 601, wobei durch die Dichtzonen 610, 611 die Abdichtung der Räume oberhalb und unterhalb des Kolbens gewährleistet wird und ist auf den Ansatz 612 der Kopfplatte 613 des Behälters aufgesteckt. Die Abdichtung des Kolbens zur Behälterwandung erfolgt durch die Lippen 614, 615. Zur Belüftung des Raums oberhalb des Kolbens ist eine Bohrung 616 vorgesehen. Die Befüllung der Vorrichtung mit der Flüssigkeit erfolgt in der bereits bei Fig. 5 beschriebenen Weise. Das Füllrohr 617 setzt sich dichtend auf den Fortsatz 604 auf und durch Aufgabe des Vakuums bewegt sich der Kolben selbsttätig in die untere Stellung. Die anschließend eindosierte Flüssigkeit tritt durch die Füllbohrung 605 und den im Bereich des Ansatzes 608 freiliegenden Schlitzen 606 in den Raum unterhalb des Kolbens unter Verdrängung desselben ein. Gleichzeitig wird auch der Innenraum des Steigrohrs bis zu der an der Bohrung 618 abdichtenden Kugel 619 mit der Flüssigkeit gefüllt. Nach Beendigung des Füllvorgangs wird das kugelförmige Verschlußteil 620 mittels der Kolbenstange 621 in die Füllbohrung 605 des Standfußes dichtend eingedrückt und das Füllrohr von der Vorrichtung abgehoben. Zur Entnahme der Flüssigkeit wird der als Transportschutz gedachte, mit einem Schraubgewinde 622 versehene Verschlußstopfen 623 entfernt und der aus einem elastischen, rückfedernden Material bestehende, mittels des Wulstes 629 hinter einem Gegenwulst des Behälters befestigte Verteiler 624 mittels Fingerdruck betätigt. Der dadurch im Innenraum 625 des Verteilers entstehende Überdruck hebt die als Ausgangsventil dienende Kugel 626 von dem Dichtwulst 627 ab und die anfänglich vorhandene Luft entweicht unter Verformung des Verteilers über die Ausgangsbohrung 628. Bei Druckentlastung des Verteilers bildet sich durch dessen Rückverformung ein Vakuum aus, wodurch die Kugel 626 die Ausgangsbohrung schließt, während die Kugel 619 den Durchgang freigibt und Flüssigkeit aus dem Behälter in den Innenraum 625 des Verteilers eingesaugt wird, die dann bei der nächsten Betätigung über die Bohrung 628 ausgegeben wird. Die Abnahme der Flüssigkeitsmenge im Behälter gleicht sich durch Nachlauf des Kolbens aus, wobei der Entnahmevorgang solange wiederholbar ist, bis der Kolben 601 mit Anlauf an den Standfuß 602 die unterste mögliche Stellung erreicht hat.

Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen stellen beispielhafte Ausführungen dar und sind innerhalb des Erfindungsgegenstandes in einem weiten Bereich variierbar. Auch können durch Kombination von Merkmalen der gezeigten Anordnungen neue Anordnungen gebildet werden. Beispielsweise ist es im Fall der Fig. 12 möglich, den Behälter selbst mit direkt angeformten und mit einer Füllbohrung versehenen Boden herzustellen und die Schnappverbindung in den Deckelbereich zu verlegen. Ebenso ist es durch Einbau einer Feder und eines Durchgangsventils möglich, die Anordnung nach Fig. 12 in eine selbsttreibende Vorrichtung umzuwandeln.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Entnahme von niedrig bis hochviskosen Flüssigkeiten aus einem zylindrischen, an der Kopfseite mit einer Ausgabeeinrichtung mit einem Verteiler zur Ausgabe der Flüssigkeit in Form von Tropfen, als Strang, Strahl oder Spray versehenen rohrförmigen Behälter, in den ein an der Innenwandung des Behälters abdichtender, mit der Ausgabeeinrichtung nicht mechanisch verbundener, beweglicher Kolben eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine in den Flüssigkeitsspeicherraum des Behälters einmündende, zur Befüllung des Behälters bestimmte Füllbohrung aufweist, die nach der Befüllung des Behälters mit der Flüssigkeit mit einem Verschlußteil abgedichtet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllbohrung mittig im beweglichen Kolben angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllbohrung in der der Ausgabeeinrichtung gegenüberliegenden Wandung des Behälters angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung durch eine fingerbetätigte, selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückkehrende Druck/Saugpumpe gebildet wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kolben auf der dem Flüssigkeitsspeicherraum abgewandten Seite mit einer vorgespannten Druckfeder belastet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung zur einmaligen, nicht wieder verschließbaren Öffnung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung durch ein durch Betätigung öffnendes und nach Entlastung selbsttätig wieder schließendes Durchgangsventil gebildet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder durch Verschieben einer mit einer Mittenbohrung versehenen Federhalterung, die eine an der Behälterwandung angreifende Rückdrucksicherung enthält, von der Unterseite her in Richtung auf den Kolben nachgespannt werden kann.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil einen größeren Durchmesser als die Füllbohrung aufweist und in dieser unter Vorspannung befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil als ein unter Druckbeaufschlagung in Richtung zum Flüssigkeitsspeicherraum öffnendes, bei Entlastung selbsttätig schließendes Ventil ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil als Kugel ausgebildet ist.

12. Anordnung zur Herstellung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese die Befüllung des Behälters mit der Flüssigkeit durch die Füllbohrung durchführt.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung durch ein an der Füllbohrung abdichtendes Füllrohr vorgenommen wird.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Befüllvorgang durch das Füllrohr eine gegebenenfalls vorhandene Rückdrücksicherung des Kolbens mechanisch gelöst wird.

15. Anordnung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Befüllvorgang eine Entlüftung des Flüssigkeitsspeicherraums des Behälters über das Füllrohr erfolgt.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil nach Abschluß des Befüllvorgangs, unter Aufrechterhaltung des Dichtschlusses zwischen Füllrohr und Füllbohrung, durch das Füllrohr, unter Verdrängung der in diesem befindlichen Flüssigkeit in den Behälter, in die Füllbohrung eingesetzt wird.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Füllrohrs kleiner bemessen ist als der äußere Durchmesser des Verschlußteils und mindestens eines der beiden Teile aus einem elastischen, rückfedernden Material hergestellt ist.