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Die Erfindung betrifft Mehrkammerbehälter, bei
denen einzelne Produktkomponenten in eigenen Behältern isoliert voneinander
bereitgehalten und zum Zweck des Gebrauchs miteinander vermischt und
im gemischten Zustand abgegeben werden können.
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Aus der DE-A-37 22 371 ist ein Doppelkammer-Behältersystem
bekannt, bei dem dem Verbraucher zwei voneinander getrennte Behälter bereitgestellt
werden, die jeweils eine Komponente eines Mischproduktes enthalten.
Zum Mischen der einzelnen Komponenten werden beide Behälter zusammengesetzt,
die zu diesem Zweck jeweils eine mit einem eigenen Deckel verschlossene Überströmöffnung aufweisen.
Vor dem Zusammensetzen der beiden Behälter muss der Verbraucher zuerst
den Deckel des einen unteren Behälters
entfernen. Dieser untere Behälter
wird anschließend
an den anderen Behälter
angeschraubt, wobei gleichzeitig der Deckel des oberen Behälters geöffnet und
anschließend eine
Mischung der Produktkomponenten erfolgen kann. Abgesehen davon,
dass die Handhabung des bekannten Zweikomponentenbehälters durch
das vom Verbraucher vorzunehmende Öffnen und Zusammensetzen in
seiner Handhabung aufwendig ist, besteht zudem die Gefahr, dass
der Verbraucher den nunmehr das Mischprodukt enthaltenden Behälter auch
versehentlich wieder auseinander schrauben kann, was zu einem unkontrollierten
Austritt von Mischprodukt führt.
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Ein Behälter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 wird im Dokument DE-A-19
635 833 offenbart.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die
Aufgabe zugrunde, die generelle Handhabung eines Mehrkammerbehälters zu
vereinfachen und die Handhabungssicherheit zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Mehrkammerbehälter nach
Anspruch 1 gelöst.
Dieser weist zumindest einen ersten Behälter zur Aufnahme einer ersten
Produktkomponente und einen zweiten Behälter zur Aufnahme einer zweiten
Produktkomponente auf. Die beiden Behälter sind drehbewegbar miteinander
gekoppelt und weisen jeweils eine Überströmöffnung zum gegenseitigen Produktaustausch
auf. Weiterhin ist ein Verschließorgan zum gleichzeitigen Verschließen der
beiden Überströmöffnungen
vorgesehen. Das Verschließorgan
besitzt eine Mitnahmevorrichtung zur Einleitung der Drehbewegung
eines Behälters
in das Verschließorgan.
Weiterhin weist das Verschließorgan
Führungsorgane
auf, die mit dem anderen Behälter
mittelbar oder unmittelbar gekoppelt sind. Die Kopplung ist dabei
so ausgebildet, dass bei einer Drehbewegung des Verschließorgans dieses
in eine beide Überströmöffnungen
freigebende Position überführt wird.
Dieser Mehrkammerbehälter
wird dem Verbraucher im bereits vollständig montierten Zustand zur
Verfügung
gestellt, so dass dieser ein Zusammensetzen der einzelnen Behälter nicht
mehr vornehmen muss. Zum Mischen der Komponenten ist nunmehr lediglich
ein Verdrehen der Behälter
gegeneinander erforderlich, wobei gleichzeitig die Überströmöffnungen
der relativ zueinander verdrehten Behälter geöffnet werden.
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Hierdurch wird die Handhabungsfreundlichkeit
für Vorratsbehälter, bei
denen einzelne Produktkomponenten bis zum Gebrauch getrennt voneinander
aufbewahrt werden müssen,
erheblich vereinfacht. Durch den bereits zusammengebauten Mehrkammerbehälter ergibt
sich zudem ein einheitliches äußeres Erscheinungsbild,
so dass auch die Benutzerakzeptanz verbessert wird.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf Mehrkammerbehälter mit
zwei getrennten Behältern beschränkt, sondern
kann beliebig viele in entsprechender Weise nach Anspruch 1 gekoppelte
Behälter enthalten.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist
das Verschließorgan
einen ersten Dichtungsabschnitt zum Abschließen der einen Überströmöffnung und
einen zweiten Dichtungsabschnitt zum Abschließen der zweiten Überströmöffnung auf.
Diese beiden Dichtungsabschnitte sind durch einen verjüngten Verbindungsabschnitt
integral miteinander verbunden. Hierdurch wird in dem Bereich zwischen den Überströmöffnungen
ein Luftpolster gebildet, das einem Diffusionsaustausch der Produktkomponenten an
dem Verschließorgan
vorbei entgegenwirkt. Somit kann ein vorzeitiges Reagieren der Produktkomponenten
miteinander zuverlässig
vermieden werden, so dass sich eine lange Haltbarkeitsdauer für die Produktkomponenten
im getrennten Zustand ergibt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
ist in dem Überströmbereich
zwischen den Überströmöffnungen
ein Zwischenstück
angeordnet, das mit dem einen Behälter drehfest gekoppelt ist und
gegen den anderen Behälter
drehbar ist. Hierzu sind an dem einen Behälter und an dem Zwischenstück Kopplungselemente
vorgesehen, die eine Mitnahme in Drehrichtung sicherstellen, andererseits eine
Axialverschiebung gegeneinander zulassen. Vorzugsweise sind diese
Kopplungselemente als Verzahnung ausgebildet. Hierdurch lassen sich
die beiden Behälter
durch ein einfaches axiales Aufeinanderaufstecken zusammensetzen,
ohne dass zwischen den Behältern
eine unter dem Gesichtspunkt der Fertigungstechnik aufwendigere
Relativverdrehung notwendig wäre.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung sind an dem Zwischenstück und an dem einen Behälter Eingriffselemente
zur gegenseitigen axialen Lagefestlegung vorgesehen. Vorzugsweise
sind diese Eingriffselemente rampenartig ausgebildet, wobei die
Rampen derart geneigt sind, dass ein erstmaliges Übereinanderschieben
der Eingriffselemente erleichtert und ein Wiederauseinanderziehen
verhindert wird. Hierdurch lässt
sich in herstellungstechnisch günstiger
Weise mit Beendigung des Aufsetzvorganges auch gleich eine Axialsicherung
zwischen zwei Behältern
erzielen, die zudem durch den Verbraucher nicht mehr aufhebbar ist.
Hierdurch wird zuverlässig
ein unerwünschtes
Trennen und somit eine unkontrollierte Freisetzung von Mischprodukt
unterbunden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung weist das Zwischenstück an seinem zu dem anderen
Behälter
weisenden Ende eine umlaufende Dichtlippe auf, die gegen eine Innenwand
eines Überströmbereichs
dichtend anliegt. Durch die Anordnung der Dichtung unmittelbar am Produkt
wird ein im wesentlichen glatter Innenraum geschaffen, der im Gegensatz
zu einem zerklüfteten Innenraum
eine bessere Ausnutzung des Mischprodukts beim Entleeren des Behälters bietet.
Zudem wird ein unerwünschtes
Herausdringen von Mischprodukten zwischen dem Zwischenstück und dem entsprechenden
Behälter
wirksam unterbunden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.
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Im folgenden wird nun die Erfindung
anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
ausführlich
beschrieben.
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispieles
mit zwei Behältern,
wobei das obere Ende des oberen Behälters lediglich angedeutet
ist.
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2 zeigt
eine dreidimensionale Darstellung des in 1 gezeigten Teils des Ausführungsbeispiels
im auseinandergezogenen Zustand.
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3 zeigt
den in 1 im Detail dargestellten
Teil des Ausführungsbeispiels
im zusammengebauten Zustand.
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Der Mehrkammerbehälter nach dem Ausführungsbeispiel
weist einen ersten Behälter 1 zur
Aufnahme einer ersten Produktkomponente und einen zweiten Behälter 2 zur
Aufnahme einer zweiten Produktkomponente auf. Die beiden Behälter sind
bezogen auf eine Längsachse
des Mehrkammerbehälters übereinander
angeordnet und miteinander über
ein Kopplungsteil 3 gegeneinander abgestützt.
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Wie in 3 gezeigt,
sind die beiden Behälter 1, 2 und
das Kopplungsteil 3 im Querschnitt elliptisch ausgebildet,
wobei deren Außenfläche zur
Erzielung eines einheitlichen Erscheinungsbildes glatt miteinander
verlaufen. Allerdings können
die Behälter
und das Kopplungsteil auch jede beliebige andere Querschnittsform
aufweisen, z. B. auch alle mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet
werden.
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Der Behälter 1 weist an seinem
zu dem anderen Behälter 2 weisenden
Ende eine Überströmöffnung 11 sowie
einen Hals 12 zum Anschluss an das Kopplungsstück 3 auf.
Zur festen Verbindung zwischen dem ersten Behälter 1 und dem Kopplungsstück 3 ist
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine
Gewindeverbindung 13/33 vorgesehen, jedoch kann
genauso gut eine drehsicherere Verrastung zwischen beiden erfolgen.
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Das Kopplungsstück weist einen sich in die Überströmöffnung 11 des
ersten Behälters 1 erstreckenden
Hülsenabschnitt 31 auf,
der über
einen den Hals 12 des ersten Behälters aufnehmenden Übergangsabschnitt
mit einem außenseitigen
Hülsenabschnitt 32 verbunden
ist. Prinzipiell können
der erste Behälter 1 und
das Kopplungsstück 3 auch
integral einstückig
miteinander ausgebildet werden. Jedoch bietet die zweistückige Ausgestaltung
herstellungstechnische Vorteile.
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Der Hülsenabschnitt 31 des
Kopplungsstückes 3 weist
an seinem zu dem zweiten Behälter
weisenden Ende einen Anschlagkragen 36 zur Abstützung gegen einen
sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Wandabschnitt 25 des
zweiten Behälters 2 auf.
Der zweite Behälter 2 ist
dabei gegenüber dem
Kopplungsstück 3 drehbewegbar.
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Der zweite Behälter 2 weist an seiner
zu dem ersten Behälter
zeigenden Seite einen hülsenartigen Vorsprung 22 mit
einer Überströmöffnung 21 auf,
der sich in den Hülsenabschnitt 31 des
Kopplungsstückes 3 erstreckt.
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An dem hülsenartigen Abschnitt 22 des
zweiten Behälters 2 ist
außenseitig
eine Mitnahmevorrichtung in Form einer Verzahnung vorgesehen, die
eine Mitnahme in Drehrichtung um die Längsachse sowie eine Verschiebung
in Axialrichtung ermöglicht.
Unterhalb der Verzahnung 23 ist außenseitig an dem Hülsenabschnitt 21 ein
rampenartiger Ringvorsprung 24 vorgesehen, dessen Rampe
in Richtung des zweiten Behälters 2 ansteigt
und einen im wesentlichen quer zur Längsrichtung ausgebildeten Hinterschnitt
aufweist.
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In den Hülsenabschnitt 31 des
Kopplungsstückes 3 ist
weiterhin ein hülsenartiges
Zwischenstück 5 eingesetzt.
Dieses Zwischenstück 5 ist
in Axialrichtung des zweiten Behälters 2 gegenüber dem Kopplungsstück 3 abgestützt und
weist an seinem zu dem ersten Behälter 1 weisenden Ende
eine umlaufende Dichtlippe 55 auf, die gegen eine Innenwand 34 des
Hülsenabschnitts 31 dichtend
anliegt, so dass sich ein relativ glattflächiger Abschluss im Übergangsbereich
zwischen den Überströmöffnungen 11 und 21 ergibt.
Zur Erzielung einer elastischen Anlagekraft gegen die Innenwand 34 des
Hülsenabschnitts 31 ist
der Dichtlippenabschnitt 55 leicht nach außen gekrümmt, so
dass sich unterhalb der Dichtkante ein ringartiger Zwischenraum 56 ergibt.
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An den Dichtlippenabschnitt 55 schließt sich in
Richtung des zweiten Behälters 2 ein
sich zwischen dem Hülsenabschnitt 21 des
zweiten Behälters 2 und
dem Hülsenabschnitt 31 des
Koppelstückes 3 erstreckender
Hülsenabschnitt 57 an,
der mit seiner Außenwand
gleitbeweglich gegen die Innenwand 34 des Hülsen abschnitts 31 anliegt.
Innenseitig weist dieser Hülsenabschnitt 57 Kopplungselemente, vorzugsweise
eine Verzahnung 51 zum Eingriff mit der Verzahnung 23 des
zweiten Behälters 2 auf.
Weiterhin ist an dem Hülsenabschnitt 57 des
Zwischenstückes 5 ein
Eingriffselement vorgesehen, vorzugsweise in Form eines innenseitigen
Vorsprunges 52. Dieser Vorsprung 52 ist umlaufend
ausgebildet und besitzt bei Betrachtung im Querschnitt im wesentlichen
Trapezform. Durch seine Ausbildung am zu dem zweiten Behälter weisenden
Ende des Hülsenabschnittes 57 kann
dieser Vorsprung 52 leicht über den rampenartigen Ringvorsprung 24 des
Hülsenteils 21 gleiten,
wenn die beiden Behälter 1 und 2 zusammengesetzt
werden. Aufgrund des Hinterschnitts des Ringvorsprungs 24 kann
diese Verbindung nur sehr schwer wieder gelöst werden, so dass bei einem normalen
Gebrauch des Mehrkammerbehälters
eine Trennung der Behälter 1 und 2 durch
den Verbraucher nicht auftreten kann.
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Weiterhin weist das Zwischenstück 5 einen Dichtungsabschnitt
auf, der sich im verschlossenen Zustand dichtend zwischen einem
im Folgenden noch näher
zu beschreibenden Verschließstopfen 4 und
dem Hülsenabschnitt 21 des
zweiten Behälters 2 erstreckt.
Der Dichtungsabschnitt ist umlaufend ausgebildet und besitzt ein
im wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil,
dessen beide Arme sich in den Hülsenabschnitt 21 hineinerstrecken.
Der äußere Arm 54 des
Dichtungsabschnittes bewirkt durch eine elastische Anlage gegen
einen Innenwandabschnitt des Hülsenabschnittes 21 eine
Abdichtung des zweiten Behälters 2 nach
außen,
während
der radial innenliegende Arm 53 des U-Profils im Verschließzustand elastisch gegen den
Verschließstopfen 4 anliegt.
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Der Hülsenabschnitt 31 des
Kopplungsstückes 3 nimmt
weiterhin den bereits erwähnten
Verschließstopfen 4 auf.
Dieser Verschließstopfen
besitzt einen verjüngten,
im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Mittelabschnitt 41,
der die axial voneinander beabstandeten Dichtabschnitte 42 und 43 zum
Verschließen
der entsprechenden Überströmöffnungen 11 und 21 integral
miteinander verbindet. Der erste Dichtabschnitt 42 ist
im wesentlichen topfförmig ausgebildet
und an seiner radialen Umfangsfläche mit
einem Gewinde 45 versehen, das im verschlossenen Zustand
mit einem entsprechenden Gewinde 35 an dem Hülsenabschnitt 31 den
ersten Behälter 1 abdichtend
in Eingriff steht. Der zweite Dichtabschnitt 43 am gegenüberliegenden
Ende ragt in den Hülsenabschnitt 21 des
zweiten Behälters 2 hinein
und liegt mit seinen radialen Außenflächen gegen den umlaufenden
Arm 53 dichtend an. Da die beiden Dichtabschnitte 42 und 43 deutlich
axial voneinander beabstandet sind, ergibt sich insbesondere durch
das um den verjüngten
Abschnitt 41 herum gebildete Luftpolster im Überströmbereich
innerhalb des Hülsenabschnitts 31 eine
Diffusionssperre, die einen molekularen Austausch zwischen den Produktkomponenten,
der sich bei Kunststoffdichtungen nie vollständig vermeiden lässt, erheblich
reduziert, so dass die Haltbarkeitsdauer der Produktkomponenten
im getrennten Zustand deutlich erhöht werden kann.
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Weiterhin weist das Verschließorgan 4 eine Mitnahmevorrichtung
auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
durch sich sternförmig
radial erstreckende Mitnahmevorsprünge 44 gebildet wird.
Vorzugsweise in entsprechender Anzahl sind gleichfalls an dem Zwischenstück 5 sich
radial nach innen erstreckende flügelartige Vorsprünge 58 vorgesehen, die
oberhalb des Hülsenabschnittes 57 und
auch oberhalb des Dichtungsabschnittes 53, 54 des
Zwischenstückes 5 angeordnet
sind. Durch diese flügelartigen
Vorsprünge 58 wird
eine auf das Zwischenstück 5 aufgebrachte
Drehbewegung mittels der Mitnahmevorsprünge 44 auf den Verschließstopfen 4 übertragen,
so dass dieser aus dem Gewinde 35 des Kopplungsstückes 3 hinausgeschraubt
wird. Bei der damit verbundenen Axialbewegung des Verschließorgans 4 und
dessen anschließende
Loslösung
werden die Überströmöffnungen 11 und 21 freigegeben, so
dass eine Mischung der Produktkomponenten erfolgen kann.
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Insbesondere bei Speicherbehältern mit nicht
kreisförmiger
Querschnittsgestalt wird die mögliche
Relativbewegung zwischen dem zweiten Behälter 2 und dem ersten
Behälter 1 in
einer solchen Weise begrenzt, dass sich nach einem Lösen des
Verschließstopfens 4 und
einer erfolgten Mischung der Produktkomponenten wieder eine glatte
Außenkontur
des Mehrkammerbehälters
einstellt. Vorzugsweise wird zusätzlich
eine nicht aufhebbare Verriegelungsmöglichkeit in dieser Stellung
vorgesehen, so dass der Benutzer nach einem erfolgten Mischen ein Zurückdrehen
nicht mehr vornehmen kann. Bei der Anbringung entsprechender Markierungen
an den Behältern
kann der Benutzer somit erkennen, ob der Mischvorgang bereits ausgelöst worden
ist, um somit einen Mehrkammerbehälter mit bereits gemischtem Produkt
von einem solchen mit noch unvermischtem Produkt unterscheiden zu
können.
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Zu diesem Zweck ist am unteren Ende
des Hülsenabschnittes 31 ein
Eingriffsnocken 37 vorgesehen, der mit einer im entsprechenden
Bereich des Zwischenstückes 5 vorgesehenen
Nut 59 in der zuvor beschriebenen Weise zusammenwirkt.
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In gleicher Weise wie oben beschrieben, kann
an dem in dem Ausführungsbeispiel
aus zwei Behältern
bestehenden Mehrkammerbehälter
eine oder weitere Behälter
in gleicher Weise angesetzt werden, so dass sich auch Gemische aus
drei oder mehr Komponenten bei Bedarf mischen lassen. Als Produkte
kommen hierfür
flüssige
sowie pastöse Massen
in Frage, die zusätzlich
auch Festkörperpartikel
enthalten können.
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Sämtliche
Bauteile des Mehrkammerbehälters
sind als Kunststoftspritzgussteile herstellbar, wozu beispielsweise
Polyethylen oder PVC verwendet wird.
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Im folgenden soll nun noch kurz der
Zusammenbau und die Befüllung
des Mehrkammerbehälters
nach dem Ausführungsbeispiel
beschrieben werden.
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Beim Zusammenbau wird in das Kopplungsstück 3 zuerst,
in 1 von oben, das Zwischenstück 5 in
den Hülsenabschnitt 31 eingesetzt.
Anschließend
wird das Verschließorgan 4 eingeschraubt, wozu
als Montagehilfe die Eingriffsöff nung 47 zum Ansetzen,
hier eines Sechskantes, vorgesehen ist. Anschließend kann der obere Behälter 1 fest
angeschraubt werden. Zuletzt wird die aus den zuvor genannten Teilen
bestehende Baugruppe auf den bereits befüllten zweiten Behälter 2 durch
eine Axialbewegung aufgesetzt, wobei die Eingriffsvorsprünge 52 des
Zwischenstückes 5 über den
rampenartigen Ringvorsprung 24 des zweiten Behälters schnappen, wodurch
die genannte Baugruppe und der zweite Behälter unlösbar miteinander verbunden
werden.
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In diesem Zustand, in dem dann üblicherweise
der befüllte
Mehrkammerbehälter
dem Verbraucher angeboten wird, befindet sich das Verschließorgan in
Verschließstellung,
so dass die Produktkomponenten voneinander getrennt sind.
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Bei Gebrauch werden der erste und
zweite Behälter
relativ gegeneinander verdreht. Dabei überträgt die Verzahnung 23 des
zweiten Behälters 2 die Drehbewegung über die
Verzahnung 51 auf das Zwischenstück 5, das gleitbeweglich
an der Innenwand 34 des Hülsenabschnittes 31 dreht.
Durch die flügelartigen
Vorsprünge 58 wird
die Drehbewegung weiterhin auf das Verschließorgan 4 übertragen,
das aufgrund seiner Gewindeverzahnung 45 mit dem Hülsenabschnitt 31 axial
nach oben bewegt wird, bis die Überströmöffnungen 11 und 21 freigegeben
werden, woraufhin eine Mischung des Produkts eintritt. Durch die
Nut/Nockenanordnung 37/59 werden die beiden Behälter in
der verdrehten Stellung gehalten, wobei ein Zurückdrehen nicht mehr möglich ist.