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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dosieraufsatz gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 für
die Abgabe eines fließfähigen Produkts,
insbesondere eines kosmetischen Produkts, wie eines Shampoo, eines
Apres-Shampoo, eines Gels, einer Lotion, einer Milch usw., in Form
von Dosen mit einem vorbestimmten Volumen. Die Erfindung betrifft ferner
eine Verpackungs- und Abgabeeinheit, die mit einem erfindungsgemäßen Dosieraufsatz
ausgerüstet
ist.
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Insbesondere
im Bereich der Kosmetik sind viele Haarpflegeprodukte, insbesondere
Shampoos, in Behältern
mit verformbarer Wand verpackt, deren Hals durch eine Wand verschlossen
ist, die in ihrer Mitte mit einer oder mehreren kleinen Öffnungen
für den
Austritt des Produkts versehen ist. Zur Abgabe des Produkts wird
der Behälter
mit dem Kopf nach unten gewendet. Ein auf die verformbaren Wände des
Behälters
ausgeübter
Druck gestattet es, das Produkt durch die Öffnung oder Öffnungen
zu drücken.
Das Produkt wird in der hohlen Hand desjenigen oder derjenigen,
der bzw. die es verwendet, aufgefangen und auf das Haar aufgetragen.
Dieser einfache Handgriff gestattet jedoch nicht die Dosierung der
abgegebenen Produktmenge.
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Es
gibt zwar Vorrichtungen für
die Dosierung eines abzugebenden Produkts, diese sind jedoch von
einer solchen Komplexität,
dass ihre Kosten an die ökonomischen
Anforderungen mancher Absatzwege, insbesondere des Massenvertriebs,
vollständig
unangepasst sind.
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Das
Patent US-A-5 090 600 beschreibt einen Dosieraufsatz von dem Typ,
der eine Dosierkammer besitzt, die im Inneren eines Kolbens gebildet
ist, von dem ein freies Ende mit Öffnungen versehen ist, die geeignet
sind, den dosierten Austritt des Produkts zu gestatten. Die Freilegung
der Öffnungen
der Dosierkammer wird mit Hilfe eines Drucks erhalten, der durch
das Produkt auf eine Seite des Kolbens ausgeübt wird. Das Produkt fließt dann
in der freigelegten Stellung der Öffnungen durch Schwerkraft
aus. Ein solcher Aufsatz ist für
die dosierte Abgabe von sehr flüssigen
Produkten wie Getränken,
besonders geeignet. Dagegen kann ein solches System schwer für die Abgabe
von viskosen Produkten verwendet werden, wie sie gewöhnlich insbesondere
im Bereich der Kosmetik verwendet werden. Die Viskosität dieser Produkte
lässt nämlich keine
ausreichend schnelle Strömung
der Produktdosis nur unter der Wirkung ihres Gewichts zu. Außerdem sind
die Öffnungen
von Öffnungen
gebildet, die in der Wand der Dosierkammer hergestellt sind und
deshalb bezüglich
des Querschnitts dieser Dosierkammer radial gerichtet sind. So tritt
das Produkt beim Austritt mit einer im Wesentlichen radialen Komponente
aus, die akzeptabel sein kann, wenn das Produkt nur unter der Wirkung
seines Gewichts abfließt.
Dagegen ist ein solcher radialer Austritt vollständig inakzeptabel, wenn das
Produkt unter Druck austritt, da es dabei sehr schwierig wird, das
abgegebene Produkt lokalisiert aufzufangen.
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Das
Patent US-A-2 904 227 beschreibt einen Aufsatz für die dosierte Abgabe eines
Produkts, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist, der eine
Dosierkammer aufweist, in deren Innerem ein Kolben verschiebbar
montiert ist. Der Kolben wird von einem axialen Kanal durchquert,
der in Nähe
des freien Endes des Kolbens mit einem radialen Abschnitt endet,
der an einer Austrittsöffnung
ausmündet.
In Ruhestellung ist die Austrittsöffnung geschlossen. Zur Abgabe
einer Produktdosis wird die Austrittsöffnung unter dem auf den Kolben
einwirkenden Druck des Produkts freigelegt. Das Produkt fließt durch
einen radialen Abschnitt des Kanals, tritt in den axialen Teil des
Kanals ein und tritt über
die radiale Austrittsöffnung
aus. Auf dieselbe Weise wie bei der Vorrichtung der vorhergehenden
Schrift tritt das Produkt mit einer sehr starken radialen Komponente
aus, die keine lokalisierte Abgabe des Produkts gestattet. Insbesondere
im Fall eines kosmetischen Produkts ist es schwierig, das abgegebene
Produkt in der hohlen Hand aufzufangen. Außerdem macht der erzwungene
Durchgang des Produkts durch diesen im Inneren des Kolbens vorgesehenen
axialen Kanal die Vorrichtung für
starke Durchsätze
ganz besonders ungeeignet, und zwar insbesondere für Produkte
mit hoher Viskosität.
Außerdem
unterliegt ein solcher axialer Kanal der Verschmutzung; insbesondere nach
einer langen Zeit der Nichtbenutzung kann dies die Vorrichtung völlig unverwendbar
machen.
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Die
Patentanmeldung WO 92/10727 beschreibt einen Dosieraufsatz mit einer
Dosierkammer mit festem Volumen, die von einer Füllstellung in eine Abgabestellung
bewegt werden kann, in der eine oder mehrere Austrittsöffnungen
freigelegt sind, so dass das Abfließen des Produkts durch Schwerkraft gestattet
wird. Ein solches System ist nicht für die Abgabe von Produkten
mit hoher Viskosität
geeignet.
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Das
Patent
FR 674 613 beschreibt
einen Abgabekopf, der keine Dosierung der abgegebenen Produktmenge
gestattet.
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Eines
der Ziele der Erfindung besteht darin, einen Dosieraufsatz zu schaffen,
der die unter Bezugnahme auf die Vorrichtun gen des Stands der Technik
diskutierten Probleme ganz oder teilweise lösen kann.
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Ein
Ziel der Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines leicht verwendbaren
Dosieraufsatzes mit geringen Herstellungskosten.
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Ein
anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Dosieraufsatzes,
der besonders an die dosierte Abgabe von Produkten hoher Viskosität angepasst
ist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Dosieraufsatz zu
schaffen, der die dosierte und lokalisierte Abgabe eines Produkts
unter Druck gestattet.
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Diese
Ziele werden erfindungsgemäß mit Hilfe
eines Dosieraufsatzes erreicht, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
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Mit
einer solchen Struktur, bei der das Produkt über einen oder mehrere Durchgänge austritt, die
außerhalb
des Verschlussorgans gebildet sind, das heißt zwischen dem Verschlussorgan
und dem inneren Rand einer Öffnung,
in der sich das Verschlussorgan bewegt, ist es möglich, das Produkt in mindestens
einem Strom mit im wesentlichen axialer Komponente austreten zu
lassen, das heißt
auf sehr lokalisierte und damit insbesondere in der hohlen Hand
leicht auffangbare Weise.
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Im
Gegensatz zu manchen Vorrichtungen des Stands der Technik, die eine
Dosierkammer mit festem Volumen verwenden, verwendet die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Kammer, deren Volumen als Antwort auf die Bewegung des Kolbens
im Inneren der Kammer unter dem Druck des Produkts veränderlich
ist. Auf diese Weise wird das in der Dosierkammer enthaltene Produkt
durch den Kol ben unter dem Druck des Produkts ausgetrieben, was
die Abgabe von Produkten mit hoher Viskosität zulässt.
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Der
mit dem Verschlussorgan fest verbundene Kolben kann mit diesem auf
verschiedene Weisen gekoppelt sein. Es kann sich um eine feste Verbindung
handeln (im Fall eines Kolbens, der mit dem Verschlussorgan ein
einziges Teil bildet oder an dem Verschlussorgan fest montiert ist).
In diesem Fall bewegt sich der Kolben auf dieselbe Weise wie das
Verschlussorgan, das heißt
mit einer Bewegung derselben Amplitude. Gemäß einer Alternative kann es
sich um eine gleitende Verbindung handeln, die insbesondere in Kombination
mit geeigneten Anschlägen
dem Kolben gestattet, sich mit dem Verschlussorgan auf einem Teil
seines Wegs in fester Verbindung zu bewegen, und dann auf dem Rest
seines Wegs unabhängig
vom Verschlussorgan. Man gestattet auf diese Weise eine Begrenzung
des Wegs des Verschlussorgans und insbesondere des hervorstehenden
Teils von diesem, wobei gleichzeitig die Möglichkeit der Abgabe von großen Produktdosen
beibehalten wird. Indem man ferner den oder die Austrittsdurchgänge zwischen
dem Verschlussorgan und der Öffnung
der Wand der Dosierkammer anordnet, ist es in einem großen Maß möglich, durch Änderung
der Anzahl von Durchgängen
und ihrer Größe auf die Austrittsdurchsätze des
Produkts einzuwirken. Im Fall eines rotationszylindrischen Verschlussorgans kann
man einen oder mehrere Durchgänge
zum Abfließen
des Produkts bilden, die sich auf einem Winkel erstrecken können, der
von 1 bis 360° variieren kann.
Diese Flexibilität
lässt die
Abgabe von Produkten zu, die eine Viskosität besitzen, die in einem Bereich
ausgewählt
ist, der von sehr flüssigen
Produkten bis zu sehr viskosen Produkten, wie Shampoos oder Gels,
geht. Außerdem,
wie oben erwähnt
wurde, findet der Austritt des Produkts bei einem unter normalen
Verwendungsbedingungen ausgeübten
Druck im wesentlichen in einer Achse, im vorliegenden Fall in der
Achse der Dosierkammer, statt. Dieser im wesentlichen axiale Austritt
des Produkts gestattet es, es insbesondere im Falle von Shampoo
in der hohlen Hand leicht aufzufangen. Die Herstellungskosten sind
mit den wirtschaftlichen Anforderungen des Massenvertriebs vereinbar,
da ein solcher Aufsatz eine begrenzte Anzahl von Teilen erfordert,
deren Herstellung insbesondere durch Formung nicht die Verwendung
von komplizierten und kostspieligen Formen impliziert. Das Volumen
der Dosierkammer ist typischerweise bei einem Shampoo etwa 5 ml.
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Das
Verschlussorgan verschließt
vorteilhafterweise im Wesentlichen diese Öffnung, wenn der Kolben in
der zweiten Stellung ist. Auf diese Weise findet die Unterbrechung
des Austritts des Produkts "abrupt" statt, was insbesondere
stets die Abgabe derselben Produktdosis gestattet.
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Es
können
elastische Rückholmittel
vorgesehen sein, um, wenn der Druck des Produkts auf die erste Fläche des
Kolbens aufhört,
den Kolben in diese erste Stellung zurückzuholen. Derartige elastische Rückholmittel
bestehen vorteilhafterweise aus einer Schraubenfeder, die um das
Verschlussorgan herum angeordnet ist und von der ein erstes Ende
an der zweiten Fläche
des Kolbens in Anschlag ist und von der das zweite Ende an einer
Fläche
der Wand in Anschlag ist, die gegenüber dieser zweiten Fläche gelegen
ist.
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Das
zweite Ende der Feder ist vorteilhafterweise an einem diskontinuierlichen
Abschnitt dieser Fläche
der Querwand in Anschlag, der mindestens einen hohlen Abschnitt
bildet, so dass der Umlauf des Produkts von der Dosierkammer zu
den Austrittsdurchgängen
unter der Feder gestattet wird, wenn die Feder ganz komprimiert
ist. Man verbessert auf diese Weise die Entleerung der Dosierkammer.
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Das
Profil des Kolbens kann so beschaffen sein, dass, wenn dieser in
der zweiten Stellung ist, eine ringförmige Zone des Kolbens im Wesentlichen mit
dieser Fläche
der Wand um die Feder herum in Kontakt ist. Auf diese Weise reduziert
man, wenn der Kolben in der zweiten Stellung ist, das "Rest"-Volumen, das zwischen
dem Kolben und der Wand, in der die Öffnung vorgesehen ist, gelegen
ist, wobei dieses Restvolumen mit dem Vorhandensein der komprimierten
Feder um das Verschlussorgan herum verbunden ist.
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Alternativ
hierzu ist es möglich
vorzusehen, dass die Rückkehr
des Kolbens manuell durch einen auf das freie Ende des Verschlussorgans
ausgeübten
Druck oder bei dem Aufsetzen einer abnehmbaren Kappe auf den Dosieraufsatz
stattfindet. Bei der Rückkehr
des Kolbens in die erste Stellung wird die Außenfläche des Verschlussorgans durch
den Rand der diese Öffnung
begrenzenden Wand abgestreift. Im Fall eines sehr viskosen Produkts
kann das auf diese Weise abgestreifte Produkt dann mit der Hand auf
der entsprechenden Fläche
des Dosieraufsatzes abgenommen werden.
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Der
Behälter
besitzt vorzugsweise eine verformbare Seitenwand, wobei der Druck
des Produkts auf die erste Fläche
des Kolbens durch einen auf diese Wände ausgeübten Druck erhalten wird, wobei Mittel
einen Eintritt von Luft in den Behälter gestatten, wenn der Druck
auf die Wände
aufhört,
so dass die Produktvolumenverringerung im Inneren des Behälters infolge
der Abgabe einer Produktdose ausgeglichen wird. So bietet diese
Ausbildung den Vorteil, einen Handgriff zu erlauben, der dem insbesondere
im Bereich der Kosmetik gewöhnlich
vorgenommenen Handgriff ähnlich
ist, wie im ersten Teil der Beschreibung beschrieben wurde.
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Dieser
Lufteintritt findet vorzugsweise bei der Rückkehr des Kolbens in die erste
Stellung durch den oder die Durchgänge zwischen dem Verschlussorgan
und dem Rand der diese Öffnung
begrenzenden Wand statt. Man erleichtert dadurch die Herstellung der
Einheit, indem man das Vorhandensein eines getrennten Kreises für die Luftaufnahme
vermeidet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform erstreckt
sich die Eintrittsöffnung über eine
solche axiale Höhe,
dass die Eintrittsöffnung
oder -öffnungen
auf einem ersten Teil des Wegs des Kolbens zwischen dieser ersten
und zweiten Stellung offen sind, so dass der Eintritt von Produkt
unter Druck in die Dosierkammer gestattet wird, damit eine im Wesentlichen
vollständige
Füllung
dieser Dosierkammer gestattet wird, wobei das Verschlussorgan so
beschaffen ist, dass die Öffnung
der Dosierkammer erhalten wird, wenn der Kolben sich auf diesem
ersten Teil seines Wegs bewegt. Dies gestattet im Fall eines viskosen
Produkts immer, im wesentlichen die gesamte Dosierkammer füllen zu
können
und zwar insbesondere im Fall einer Abgabe eines viskosen Produkts kurze
Zeit nach einer vorhergehenden Abgabe. Im Fall eines sehr viskosen
Produkts hätte
nämlich
das durch Schwerkraft abfließende
Produkt nicht genug Zeit, die ganze Dosierkammer zu füllen. Mit
diesem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird die Füllung der
Dosierkammer durch Schwerkraft durch eine Füllung unter Druck ergänzt, die
gegebenenfalls ganz zu Beginn einer Abgabephase stattfindet. Man
verwendet, genauer gesagt, eine Vielzahl solcher Eintrittsöffnungen,
die regelmäßig um den
Umfang der Dosierkammer herum angeordnet sind.
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Bei
dieser Ausbildung kann das Verschlussorgan einen dem Kolben benachbarten
ersten Abschnitt und einen dem ersten entge gengesetzten zweiten
Abschnitt umfassen, wobei der zweite Abschnitt des Verschlussorgans
eine Höhe
hat, die im Wesentlichen gleich der axialen Höhe der Eintrittsöffnung oder
-öffnungen
ist, und einen zylindrischen Querschnitt besitzt, der geeignet ist,
diese Öffnung auf
diesem ersten Teil des Wegs des Kolbens zu verschließen. Auf
diese Weise findet die Freilegung des oder der Durchgänge für den Produktaustritt
im Wesentlichen gleichzeitig mit der Schließung der Eintrittsöffnung oder
-öffnungen
statt.
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Der
oder die Durchgänge
zwischen dem Verschlussorgan und dem Rand der diese Öffnung begrenzenden
Wand sind vorteilhafterweise von einer oder mehreren axialen Zonen
des Verschlussorgans gebildet, die in einem Zwischenabschnitt zwischen dem
ersten und dem zweiten Abschnitt gelegen sind, wobei diese Zonen
von kleinerem Querschnitt als diese Öffnung ist. Beispielsweise
kann es sich um axial gerichtete Nuten handeln, die auf der Außenwand
des Verschlussorgans an verschiedenen, regelmäßig beabstandeten Stellen des
Umfangs des Verschlussorgans vorgesehen sind. Die Anzahl und die
Tiefe solcher Nuten hängt
in einem großen
Maß von
der Viskosität
des Produkts und von dem gewünschten
Durchsatz ab.
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Der
oder die Durchgänge
haben typischerweise eine radiale Breite zwischen 0,01 mm und 8 mm
und vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 2 mm.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
hat der Zwischenabschnitt einen kleineren Querschnitt als die Öffnung und
ist nach der Achse dieser Öffnung
ausgerichtet, so dass der Durchgang des Produkts um das Verschlussorgan
herum gestattet wird, wobei der Zwischenabschnitt mit dem zweiten
Abschnitt durch eine kegelstumpfförmige Zone verbunden ist. Eine
solche Geometrie gestattet die Bildung eines gleichmäßigen Produktstroms
um das Verschlussorgan herum nach der Art eines Rohrs, dessen axiale
Komponente noch verbessert ist, wobei der kegelstumpfförmige Teil
eine Rampe für
das Produkt bildet, so dass ihre Strömung im Wesentlichen axial
gelenkt wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Dosierkammer ringförmig
um das Verschlussorgan herum angeordnet, wobei das Verschlussorgan
auf die Achse X der Dosierkammer zentriert ist. Diese Kammer sowie
das Verschlussorgan haben vorteilhafterweise einen kreisförmigen Querschnitt. Obwohl
der kreisförmige
Querschnitt bevorzugt wird, könnte
jedoch auch jeder andere Querschnitt verwendet werden, und zwar
insbesondere für
das Verschlussorgan, das einen quadratischen, dreieckigen, sechseckigen,
ovalen, sternförmigen
oder anderen Querschnitt haben könnte.
Ebenso ist es möglich
vorzusehen, dass das Verschlussorgan nicht auf die Achse der Dosierkammer
zentriert ist. Das "Design" des Dosieraufsatzes
wird in Abhängigkeit
von der gewünschten Ästhetik
gewählt.
Insbesondere ist es möglich,
die Dosierkammer so auszubilden, dass das Verschlussorgan in der
hervorstehenden Stellung im Wesentlichen keinen Abschnitt aufweist,
der bezüglich
einer Endzone der Dosierkammer vorsteht, die insbesondere kreisförmig bezüglich dieses
Verschlussorgans gebildet ist.
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Der
erfindungsgemäße Dosieraufsatz
kann Mittel aufweisen, die geeignet sind, seine Befestigung auf
einem von dem Behälter
gebildeten Hals insbesondere durch Einrasten oder Verschrauben zu gestatten.
Der erfindungsgemäße Dosieraufsatz
wird vorzugsweise durch Formgießen
von Thermoplast hergestellt, der insbesondere aus Polypropylenen oder
Polyethylenen ausgewählt
ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird auch eine Einheit zum Verpacken
und dosiertem Abgeben eines insbesondere kosmetischen Produkts geschaffen,
umfassend einen Behälter,
der von einem Körper
gebildet ist, von dem ein Ende durch einen Boden geschlossen ist,
wobei das andere Ende einen Hals bildet, von dem ein freier Rand
eine Öffnung
begrenzt, wobei ein erfindungsgemäßer Dosieraufsatz auf diesem
Hals fest montiert ist. Der Behälter
kann die Form eines Rohrs bzw. einer Tube oder einer Flasche haben.
Sein Querschnitt kann beliebig sein, insbesondere oval, elliptisch
oder kreisförmig.
Eine Kappe kann vorgesehen sein, um diesen Dosieraufsatz insbesondere
in der Lagerstellung abnehmbar zu bedecken. Der Dosieraufsatz ist
vorteilhafterweise in der Achse des Behälters montiert. Dabei handelt
es sich jedoch nicht um ein notwendiges Merkmal. In manchen Fällen kann
es wünschenswert sein,
den Dosieraufsatz in einem Winkel zur Achse des Behälters zu
montieren, um den Entleerungsgrad des Behälters zu verbessern.
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Der
Behälter
besitzt vorteilhafterweise Seitenwände, die geeignet sind, sich
zu verformen, wenn Druck darauf ausgeübt wird, und in ihre Anfangsform
zurückzukehren,
wenn der Druck aufhört. Der
Druck wird typischerweise senkrecht zu den Seitenwänden ausgeübt.
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Eine
solche Einheit ist besonders geeignet für die Verpackung und dosierte
Abgabe eines kosmetischen Produkts, insbesondere eines Shampoo, Apres-Shampoo,
eines Frisiergels, einer Milch oder einer Pflegecreme.
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Die
Erfindung besteht abgesehen von den oben dargelegten Anordnungen
aus einer gewissen Anzahl weiterer Anordnungen, die im Nachstehenden
anhand von nicht begrenzenden Ausführungsbei spielen erläutert werden,
die unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden. In
dieser zeigen:
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– 1A–1B Darstellungen
einer Ausführungsform
eines Behälters
in Form einer Flasche, der mit einem erfindungsgemäßen Dosieraufsatz ausgerüstet ist.
In 1A ist der Aufsatz in Ruhestellung. In 1B ist
der Aufsatz in der Stellung der Abgabe einer Dosis;
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– 2 einen
axialen Schnitt einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Dosieraufsatzes;
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– 3A–3C Schnittdarstellungen,
die verschiedene Ausbildungen der Durchgänge für den Produktaustritt zeigen;
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– 4A–4D Darstellungen
der einzelnen Schritte des Betriebs des Abgabeaufsatzes von 2 und
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– 5 eine
Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform von 2.
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Der
in 2 dargestellte Aufsatz (dargestellt in der Stellung
des Behälters
mit Kopf nach unten) besitzt eine Querwand 9, die an ihrem
Umfang einen kreisförmigen
Einhakmantel 2 trägt,
dessen freier Rand 3 auf seiner Innenseite einen Einklinkwulst 4 aufweist,
der mit einem entsprechenden Einklinkwulst 5 zusammenwirken
kann, der an der Basis des Halses 6 eines Behälters 7,
insbesondere einer Flasche mit verformbaren fänden, vorgesehen ist.
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Der
Aufsatz besitzt einen zweiten Mantel 8 mit der Achse X,
der zu dem Einhakmantel konzentrisch ist. Der Außendurchmesser des Mantels 8 ist kleiner
als der Innendurchmesser des Einhakmantels 2. Die Durchmesserdifferenz
entspricht im Wesentlichen der Dicke des Halses 6. An der
Verbindung zwischen dem Mantel 8 und der Querwand 9 besitzt
der Mantel auf der Seite des Einhakmantels 2 einen leicht
kegelstumpfförmigen
Teil 10, so dass in der auf dem Hals montierten Stellung
des Dosieraufsatzes die von dem freien Rand 11 des Halses 6 begrenzte Öffnung dicht
verschlossen wird. Der Mantel 8 bildet die Außenwand
der Dosierkammer 30 des Dosieraufsatzes 1. An
seinem freien Ende, das der Querwand 9 entgegengesetzt
ist, besitzt der Mantel 8 eine Vielzahl von Einschnitten,
die, wie man in der Folge ausführlich
sehen wird, eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen 12, 13 für das Produkt
bilden, im vorliegenden Fall vier, die auf dem ganzen Kreisumfang
des Mantels 8 regelmäßig angeordnet
sind und durch Einhak- und Führungslappen 19, 15 getrennt
sind, die eine gewisse Elastizität
radial zum Mantel 8 besitzen und deren freies Ende mit
einem Wulst 16, 17 endet, der dem inneren des
Mantels zugewandt ist. Die Wülste 16, 17 sind,
wie aus dem Nachstehenden ausführlicher
hervorgeht, für
den Halt eines Kolbens 21 im Inneren der Dosierkammer 30 bestimmt.
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Die
Querwand 9 besitzt einen nach außen gebogenen Rand 19,
der eine kreisförmige,
auf die Achse X der Dosierkammer 30 zentrierte Öffnung 20 begrenzt.
Im Inneren des Mantels 8 ist ein Kolben 21 verschiebbar
montiert, der in seiner Mitte auf der Seite der Querwand 9 durch
ein axiales Rohr verlängert ist,
das ein Verschlussorgan 40 bildet. Eine Seite 25 des
Kolbens 21 liegt der Dosierkammer gegenüber, die andere Seite 21 ist über das
offene Ende des Mantels 8 mit dem Behälter 7 in Verbindung.
Die Montage des Kolbens 21 findet statt, indem die Einhaklappen 14, 15 elastisch
gespreizt werden, um den Kolben durchzulassen, wobei diese Lappen
durch Elastizität
wieder in ihre Anfangsstellung zurückkehren, wenn der Kolben im
Inneren des Mantels 8 an seinem Platz ist. Gemäß der dargestellten
Ausführungsform
ist das axiale Rohr an seinem dem Kolben 21 benachbarten
Ende offen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass dieser Eintritt
durch eine auf dem Kolben montierte Platte verschlossen ist, so dass
die Erzeugung jedes toten Volumens an dieser Stelle vermieden wird.
Gemäß einer
Alternative ist das Verschlussorgan voll ausgeführt.
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Bei
Fehlen jedes Überdrucks
im Inneren des Behälters 7 wird
der Kolben mit Hilfe einer Feder 24 an die Wülste 16, 17 in
Anlage gedrängt,
wobei ein Ende der Feder an der Seite 25 des Kolbens 21 anliegt,
die im Inneren der Dosierkammer 30 gelegen ist, und das
andere Ende an der Innenseite der Querwand 9 anliegt. In
der oberen Stellung des Kolbens begrenzt dieser mit den Ausschnitten
des Mantels eine Vielzahl von Öffnungen 12, 13 für das Eintreten des
Produkts in die Dosierkammer 30. Die Eintrittsöffnungen 12, 13 besitzen
eine maximale axiale Höhe
(das heißt
in der Anschlagstellung des Kolbens), die typischerweise etwa einige
Millimeter beträgt.
Die Ausschnitte haben beispielsweise eine axiale Höhe, die
etwa 10 mm beträgt.
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Dieses
Verschlussorgan besitzt an seinem dem Kolben 21 entgegengesetztem
Ende einen Abschnitt 23, dessen Durchmesser etwas kleiner
als der Durchmesser der Öffnung 20 ist,
so dass er im Inneren dieser Öffnung 20 im
Wesentlichen dicht gleiten kann. Die Höhe dieses Abschnitts 23 ist
im Wesentlichen gleich der axialen Höhe der Eintrittsöffnungen 12, 13.
Der Abschnitt 23 bildet an seinem freien Ende eine Schulter 22,
deren Außendurchmesser
etwas größer als
der Durchmesser der Öffnung 20 ist
und die dazu bestimmt ist, in der oberen Stellung des Kolbens 21 außerhalb
der Dosierkammer 30 an dem die Öffnung 20 begrenzenden
abgewinkelten Rand 19 in Anschlag zu kommen. Das Verschlussorgan
besitzt ferner einen Zwischenabschnitt 26, auf dessen Außenseite
regelmäßig eine
Vielzahl von Nuten 27, 28 angeordnet ist (bei
dem vorliegenden Beispiel vier um 90° voneinander getrennte Nuten),
die sich über eine
axiale Höhe
erstrecken, die im Wesentlichen gleich der Hälfte der axialen Höhe des Verschlussorgans
ist. Diese axiale Höhe
der Nuten bestimmt den Dosierweg des Systems. Wenn nun die Nuten 27, 28 der Öffnung 20 gegenüberstehen,
grenzen sie mit dem Rand 19 der Öffnung 20 eine Vielzahl
von Durchgängen
für den
Austritt des Produkts in einer Vielzahl von Strömen mit im wesentlichen axialer Komponente
ab, und zwar insbesondere wenn der auf die Wände des Behälters ausgeübte Druck einem Druck entspricht,
wie er unter normalen Betriebsbedingungen ausgeübt wird. Die radiale Tiefe
der Nuten beträgt
etwa 1 mm. Zwischen dem Zwischenabschnitt 26 und dem Kolben 21 befindet
sich ein Abschnitt 29, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen
gleich dem Außendurchmesser
des Abschnitts 23 ist, so dass in der unteren Stellung
des Kolbens die Öffnung 20 im
Wesentlichen dicht verschlossen wird.
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Wie
in den 1A und 1B dargestellt ist,
besteht die Einheit 120, auf der der erfindungsgemäße Dosieraufsatz 1 montiert
ist, aus einer Flasche 7 beispielsweise aus Polyethylen
oder Polypropylen. Die Flasche 7 besitzt einen durch einen
Boden 61 geschlossenen Körper 62. Der Körper hat
einen langgestreckten Querschnitt und wird von Wänden 60 gebildet,
die unter der Einwirkung eines Drucks, der auf die in 1B dargestellte
Weise senkrecht zu den großen
Seiten der Flasche ausgeübt
wird, "elastisch" verformbar sind.
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Die 1A–1B und 4A–4D, auf
die jetzt Bezug genommen wird, veranschaulichen die Arbeitsweise
des unter Bezugnahme auf die 2 beschriebenen
Dosieraufsatzes. In der Ruhestellung (wie unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben)
ist der Behälter 7 vorzugsweise
auf einer ebenen Fläche
mit dem Kopf nach unten aufgestellt. In dieser Stellung ist die Öffnung 20 durch
das freie Ende 20, 23 des Verschlussorgans 40 verschlossen. Der
durch die Feder 24 beaufschlagte Kolben 21 ist an
den Wülsten 16 und 17 der
Einhaklappen 14 und 15 in Anschlag. Die Eintrittsöffnungen 12 und 13 sind freigelegt,
so dass das Produkt durch Schwerkraft um das Verschlussorgan 40 herum
in die Dosierkammer 30 fließen kann, so dass diese Dosierkammer
gefüllt wird.
Diese Ruhestellung ist auch in 1A dargestellt.
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In 4A wird
auf die Seitenwände
des Behälters
ein Druck ausgeübt,
indem der Behälter 7 mit einer
Hand mit dem Kopf nach unten gehalten wird. In dem Fall, in dem
das Produkt nicht die Zeit hatte, die Gesamtheit der Dosierkammer
durch Schwerkraft zu füllen
(beispielsweise zwischen zwei sehr kurz aufeinanderfolgenden Verwendungen
im Fall eines sehr viskosen Produkts), wird das Produkt an erster Stelle
in Richtung der Öffnungen 12 und 13 der
Dosierkammer bis zur vollständigen
Füllung
von dieser gedrängt.
Die Eintrittsströme
des Produkts sind mit den Pfeilen 50 und 51 dargestellt.
In dieser "verbindenden" Stellung der Öffnungen 12, 13 entsteht
ein Gleichgewicht zwischen den Kräften, die einerseits auf den
Umfang der Seite 31 des Kolbens und andererseits auf den
Umfang der Seite 25 des Kolbens ausgeübt werden, wobei sich der Kolben
erst unter der Einwirkung des Drucks, der auf den zentralen Teil der
Seite 31, der dem Verschlussorgan 40 gegenüberliegt,
ausgeübt
wird, in Richtung der Querwand 9 der Dosierkammer vorbewegt.
Während
dieses ersten Teils der Bewegung des Kolbens 21 ist die Öffnung 20 durch
den Abschnitt 23 des Verschlussorgans 40 dicht
verschlossen.
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Nach
einem Weg, der im Wesentlichen gleich der axialen Höhe der Öffnungen 12, 13 ist (4B),
unterbricht der Kolben 21 die Verbindung zwischen der Dosierkammer 8 und
dem Behälter 7, wobei
die Einschnitte, die die Öffnungen 12 und 13 begrenzen,
sich nun auf der der Dosierkammer 30 entgegengesetzten
Seite des Kolbens 21 befinden. Im Wesentlichen zum selben
Zeitpunkt gelangt der Zwischenabschnitt 26 des Verschlussorgans 40 vor die Öffnung 20,
so dass der Austritt des Produkts über die von den Nuten 27 und 28 gebildeten
Durchgänge
gestattet wird. In dieser "nicht
verbindenden" Stellung
der Öffnungen 12, 13 drückt das
Produkt auf die gesamte Seite 31 des Kolbens (Pfeile 54).
Wie in 4C mit den Pfeilen 52, 53 dargestellt
ist, fließt das
Produkt zwischen dem Verschlussorgan und der Öffnung 20 in im wesentlichen
axialen Strömen
längs des
hervorstehenden Teils des Verschlussorgans 40 aus. Das
Produkt tritt im wesentlichen in der Achse des Behälters lokalisiert
aus und kann in der hohlen Hand des Benutzers aufgefangen werden.
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Drückt man
weiter auf die Wände
des Behälters 7,
so findet die Abwärtsbewegung
des Kolbens 21 in Richtung der Öffnung 20 weiter statt,
bis die Windungen der Feder 24, vollständig komprimiert, einen Anschlag
bilden. In dieser Stellung, die in 4D dargestellt
ist, steht das Verschlussorgan 40 aus dem Dosieraufsatz 1 wesentlich
hervor. Der Abschnitt 29 des Verschlussorgans 40 gelangt
gegenüber
die Öffnung 20 und
verschließt
diese im wesentlichen dicht, wodurch die Abgabe des Produkts nach Abgabe
eines bestimmten Produktvolumens präzise unterbrochen wird. Diese
Stellung ist auch in 1B dargestellt.
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Wenn
der auf die Wände
der Flasche ausgeübte
Druck nachlässt,
gelangen diese wieder in ihre Anfangsstellung zurück. Der
Kol ben gelangt unter der Einwirkung der Rückholkraft der Feder 24 zum oberen
Anschlag an den Wülsten 16, 17 der
Lappen 14 und 15 zurück. Bei dieser Rückkehr in
die obere Stellung wird über
die Durchgänge,
die von den Nuten 27 und 28 des Zwischenabschnitts 26 des
Verschlussorgans 40 gebildet werden, Luft in das Innere des
Behälters
gesaugt, so dass der durch die Abgabe einer Produktdosis verursachte
Volumensverlust im Inneren des Behälters kompensiert wird. Es
ist zu bemerken, dass die Luftaufnahme an erster Stellung durch
Ansaugung über
die Nuten 27, 28 bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens unter
den elastischen Rückholkräften der
Feder 24 stattfindet. Die auf diese Weise angesaugte Luft
wird dann über
die Öffnungen 12, 13 in
den Behälter 7 geleitet,
wenn die Verbindung zwischen der Dosierkammer 30 und dem
Behälter 7 wieder
hergestellt ist.
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Die 3A–3C zeigen
verschiedene Querschnitte der Durchgänge für den Produktaustritt, die
von dem Zwischenabschnitt 26 des Verschlussorgans 40 gegenüber dem
die Öffnung 20 begrenzenden
Rand 19 gebildet werden. Die Ausführungsform von 3A ist ähnlich der
unter Bezugnahme auf die 2 beschriebenen, und zwar mit
sechs Nuten 100–105,
die auf der Außenseite
des Zwischenabschnitts 26 in 60° angeordnet sind. Bei der Ausführungsform
von 3B hat der Zwischenabschnitt einen sternförmigen Querschnitt,
so dass zwischen den vier Schenkeln des Sterns vier Durchgänge 106–109 für den Produktdurchgang
zwischen dem Verschlussorgan und dem die Öffnung 20 begrenzenden
Rand 19 gebildet werden. Bei der Ausführungsform von 3C ist
das Verschlussorgan im Unterschied zu den anderen Ausführungsformen
von einem vollen "Zylinder" gebildet, wobei
der Zwischenabschnitt 26 einen kreisförmigen, zum Rand 19 der Öffnung 20 konzentrischen
Querschnitt hat. Der Querschnitt des Zwischenabschnitts 26 ist
kleiner als der Querschnitt der Öffnung 20,
so dass um das Verschlussorgan 40 herum ein ringförmiger Durchgang 110 gebildet
wird. Gemäß dieser
Ausführungsform kann
der Zwischenabschnitt 26 mit kleinerem Durchmesser gleichmäßig bis
zum Kolben 21 verlängert sein.
Die radiale Breite des ringförmigen
Durchgangs beträgt
typischerweise etwa einige mm. Bei dieser Ausbildung ist der Zwischenabschnitt 26 vorteilhafterweise
mit dem Abschnitt 23 durch eine kegelstumpfförmige Zone
(nicht dargestellt) verbunden. Eine solche Zone begünstigt das
axiale Abfließen des
Produkts. Bei dieser Anordnung, bei der das Verschlussorgan aus
einem vollen Zylinder besteht, ist es nicht erforderlich, dass der
Abschnitt 23 des Verschlussorgans einen gleichmäßigen Querschnitt
besitzt. Zu diesem Zweck kann eine zylindrische Zone mit kleinerem
Querschnitt zwischen dem breiteren Ende des kegelstumpfförmigen Teils
und einem die Öffnung 20 verschließenden Endteil
gebildet sein. Dieser Teil mit kleinerem Querschnitt gestattet eine Verringerung
des Materialgewichts an dieser Stelle des Verschlussorgans, so dass
ein noch befriedigenderer Oberflächenzustand
und damit eine bessere Abdichtung des Verschlusses erhalten werden
kann. Die Wahl dieser oder jener Ausbildung für die Durchgänge für den Produktaustritt
hängt in
einem großen Maß von der
Viskosität
des Produkts und von dem gewünschten
Durchsatz ab. Es ist klar, dass auch andere Anordnungen vorgesehen
werden können.
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5,
auf die jetzt Bezug genommen wird, zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform
von 2. Gemäß dieser
Abwandlung besitzt der Kolben 21 einen ringförmigen Abschnitt 150 um
das Verschlussorgan 40 herum, der in der unteren Stellung auf
der Innenfläche
der Wand 9 der Dosierkammer 30 zum Aufliegen kommt.
Der äußere Rand
des ringförmigen
Abschnitts 150 ist mit der Umfangslippe des Kolbens über einen
ersten kegelstumpfförmigen
Abschnitt 151 verbunden, der sich in Richtung auf den Behälter nach
außen
ausweitet. Die Wand 9 bildet in Nähe der Zone der Verbindung
mit der Seitenwand 8 ein entsprechendes Profil 152,
so dass der kegelstumpfförmige
Teil 151 in der unteren Stellung des Kolbens 21 an
diesem Abschnitt 152 anliegt. Der innere Rand des ringförmigen Abschnitts 150 ist
mit dem zentralen Teil 157 des Kolbens 21 über einen zweiten
kegelstumpfförmigen
Teil 153 verbunden. Die axiale Höhendifferenz zwischen dem ringförmigen Teil 150 und
dem zentralen Abschnitt 157 entspricht im wesentlichen
der Höhe
der Feder 24 in komprimierter Stellung. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 153 begrenzt
mit dem Abschnitt 29 des Verschlussorgans 40 eine
ringförmige
Aufnahme, die die Feder enthalten kann, wenn diese in der komprimierten
Stellung ist, wie in 5 dargestellt ist. Mit einem solchen
Profil des Kolbens 21 reduziert man beträchtlich
das zwischen dem Kolben 21 und der Wand 9 der
Dosierkammer gelegene "Rest"-Volumen, wodurch
die Abmessung des Aufsatzes 1 reduziert werden kann. Außerdem ist
bei dieser Variante das untere Ende der Feder auf einer gezackten
ringförmigen Fläche 154 montiert,
die eine Folge von Ausschnitten 155 und Erhebungen 156 bildet,
wobei die ausgeschnittenen Abschnitte 155 die Beförderung
des Produkts auf die Durchgänge 27, 28 zu
gestatten, wenn die Feder vollständig
komprimiert ist. Man verbessert auf diese Weise den Entleerungsgrad
der Dosierkammer 30.