DE8227683U1 - Pump-Dosierverschluß - Google Patents

Description

Patentanmeldung D 6674

Die Erfindung "betrifft einen Pump-Dosierverschluß zum Aufsetzen, insbesondere Aufschrauben, auf die Öffnung, insbe-. sondere den Gewindehals, eines Produktbehälters.

Verschlüsse mit Dosiereinrichtungen zum Dosieren von Kleinmengen bis hin zu einzelnen Tropfen werden beispielsweise für Arzneimittel verwendet. Auch im Bereich der Haushaltschemie, z.B. bei Reinigungs- und Desinfektionsmitteln, oder im Bereich des Pflanzenschutzes werden Produkte eingesetzt, die möglichst

IG exakt zu dosieren sind. Bisher verwendete Dosierhilfen reichen angefangen vom einfachen Meßbecher bis hin zur programmierten Dosierpumpe. Die verschiedenen Dosierhilfen sind dabei nicht nur auf ein bestimmtes Dosiervolumen sondern auch auf die Beschaffenheit des zu dosierenden Produkts, beispielsweise dessen Viskosität und Eließverhalten, abzustimmen. Die Beschaffenheit des jeweiligen Produkts wiedezrum beeinflußt_? speziell bei dickflüssigen Produkten, das Maß der Restentleerung der Dosierkammer; es muß also auch Sorge getragen werden, daß die Dosiergenauigkeit nicht durch unterschiedliche Restentleerung beeinflußtwird.

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Yeitere Probleme bereiten - vor allem mit zunehmendem Dosiervolumen - der die G-esamtkosten hochtreibende Materialaufwand, die Art der Befestigung am jeweiligen Behälter mit Zusatzkosten für die evtl. vergrößerte Umverpaekung sowie mit der Größe des Gebindes und dem Dosiervolumen zunehmende Schwierigkeiten beim Abfüllen, weil ein vollautomatisches Verschließen der Behälter

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mit Dosierhilfen ir. der Regel nicht möglich ist.

Der Erfindimg liegt die Aufgabe zugrunde, einen gleichermaßen ■ bei allen fließfähigen Produkten einzusetzenden Dosierverschluß zu schaffen, der eine gleichbleibende Restentleerung der Dosierkammer, eine Dosiermengenkontrolle und -korrektur ermöglicht, wie ein normaler Schraubverschluß vollautomatisch zu montieren ist, nicht wesentlich mehr Raum als ein üblicher /λ Meßbecherverschluß einnimmt sowie mit relativ geringem Materialaufwand wirtschaftlich herzustellen ist. Ferner soll der Dosier-TO Verschluß in einer weitergehenden Entwicklung auch mit Mitteln zum Entgasen des Behälterinhalts auszustatten sein.

Die erfindungsgemäße Lösung ist bei dem Pump-Dosierverschluß zum Aufsetzen auf die Öffnung eines Produktbehälters gekennzeichnet durch eine im wesentlichen aus dem Innenraum eines Federbalgs mit mit Hilfe eines doppelt wirkenden Tentils zu betätigender Produkteinlaßöffnung sowie etwa axial gegenüberliegender Produktauslaßöffnung gebildete Dosierkammer mit einer abzunehmenden Kappe zum Yerschließen der Auslaßöffnung der Dosierkammer sowie zum Betätigen des Yentils entgegen der Rüekstellkraft des Federbalgs durch axialen Druck mit Hilfe eines in Längsrichtung durch den Balg führenden Stempels.

Der erfindungsgemäße Dosierverschluß läßt wegen der Entleerung der Dosierkammer durch Auspressen mit Hilfe des Federbalgs die Anwendung auf alle fließfähigen Produkte sowie eine gleichblei-"bende Re st entleerung zu. Die Dosiermenge wird durch Füllen der Dosierkammer bis zu einem bestimmten Pegel vorgegeben. Die Dosierkammer kann mii; Kupplungsmitteln, z.B. mit eineaa Gewinde,

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zum vollautomatischen Montieren auf der Behälteröffnung versehen werden. Das äußere Volumen und der Aufwand zum Herstellen des Verschlusses sind gegenüber "bekannten Vorrichtungen

•^; dieser Art relativ gering.

^ 5 Gemäß weiterer Erfindung ist der in Längsrichtung durch den

5 Balg führende Stempel an seinem einen Längsende mit der Aus-

: laßöffnung des Eederbalgs "bzw. der Dosierkammer verbunden und

I weist am anderen Längsende einen Ventilteller zum Verschließen

% des Dosierkammereinlasses bei entspanntem Federbalg auf. In der

I /^. 10 Ruhestellung wird der Behälter daher stets selbsttätig geschlos-

I ""* sen. Ferner ist es günstig, wenn der Stempel auf einem kurzen

i Stück seiner Länge im Anschluß an den Ventilteller einen deut-

• lieh kleineren Durchmesser als die Einlaßöffnung der Dosier-

% kammer "besitzt und wenn der Stempeldurchmesser im Anschluß daran

Ά 15 gleich der lichten V/eite der Einlaßöffnung ist. Dadurch wird er-

·: reicht, daß "bei geringem Druck auf den Stempel "bzw. gegebenen-

i| falls auf die mit dem Stempel in Berührung stehende Kappe die

I Einlaßöffnung der Dosierkammer geöffnet und bei starkem Druck

I wieder geschlossen wird. Dadurch wird es möglich, die Dosier-

J 20 kammer "bei auf dem Kopf stehendem Behälter bei leichtem Druck

J auf den Stempel bzw. die Kappe zu füllen und dann den Stempel

I weiter einzudrücken, so daß die Einlaßöffnung der Dosierkasmer

I (~) wieder geschlossen wird. Hierbei wird ersichtlich der Pederbalg

I zusammengepreßt und damit das Volumen der Dosierkammer verklei-

.| 25 nert, derart, daß die Dosierkammer - bei abgenommener Ksippe -

I bis zu dem durch den vollkommen zusammengepreßten Federbalg ge-

I gebenen Haß - also bei stets gleicher Se st entleerung - zu. ent-

I leeren ist. Bei dünnflüssigen ^Produkten kann die Dosierkammer

p natürlich auch durch einfaches Ausgießen - bei ebenfalls; immer

g 30 gleicher Ee st entleerung - entleert werden. Verbesserungen und

j| weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den TJnteran-

I Sprüchen angegeben.

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Patentanmeldung D 6674

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Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Pig. 2 Pig. 3

einen Schnitt durch, den Pump-Dosierverschluß mit aufgesetzter Kappe auf einer Weithalsflasche im Längsschnitt in zwei Positionen mit geschlossenem bzw. geöffnetem Einlaßventil der Dosierkammer; und den Pump-Dosierverschluß von Pig. 1 ohne Kappe im Schnitt in zwei weiteren Positionen mit geschlossenem Dosierkammer-Einlaßventil und entspanntem "bzw. zusammengepreßtem Pederbalg; und

die Draufsicht auf das zentrale Rohrteil des Pedsrbalgs ohne Verschlußkappe.

Der Pump-Dosierverschluß nach Pig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Bodenwanne 1, dem Pederbalg 2, einem Rohrteil 3». einem Ventilstopfen 4 iHid einer Verschlußkappe 5.

Die Bodenwanne 1 wird mit Hilfe eines Gewindes 6 an dem Flaschenhals 7 befestigt. Der Boden 8 der Wanne 1 besitzt eine zentrische Bohrung 9 mit einem umlaufenden Rand 10. Am äußeren etwa zylindrischen Umfang bzw. Außenkranz der Bodenwanne 1 befinden sich in axialer Richtung verlaufende Rippen 11.

Der Pederbalg 2 paßt sich in seinem unteren, dem Behälterinnern | zuzuwendenden Bodenbereich dem Innenprofil der Bodenwanne 1 an f und besitzt eine zentrische Öffnung 12 mit rohrförmigem Ansatz f 13, welcher dichtend in die Bohrung 9 der Bodenwanne 1 paßt | sowie mittels eines Schnappwulstes 14 unter dem Rand 10 zu fi- | xieren ist. Die Öffnung 12 stellt die Produkteinlaßöffnung des !' als Dosierkammer dienenden Innenraums des Pederbalgs 2 dar. Der 1 Pederbalg 2 besitzt an dem der Einlaßöffnung 12 gegenüberliegende:

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Ende eine Auslaßöffnung 15 "bestehend aus einem Zylinder stück, an dessen Ende sich ein umlaufender, keilförmig ausgebildeter | Rand 16 anschließt_c

Der axial durch den Federbalg 2 zu führende Stempel wird im Ausführungsbeispiel als Rohrteil 3 ausgebildet. Zu diesem gehört ein Umfangs- bzw. Außenrohr 17 mit umlaufendem Bund 18, dessen Unterseite dem keilförmig ausgebildeten Rand 16 des Federbalgs 2 angepaßt ist und diesen am Umfang einklemmt. Der äußere Durchmesser des Außenrohrs 17 wird dichtend in den inneren Durchmesser des die Auslaßöffnung 15 umfassenden Zylinderstücks eingepaßt. Von dem relativ kurzen Außenrohr 17 führt ein trichterförmiges Verbindungsstück 19, welches mehrere Profilöffnungen 20 gemäß Fig. 3 aufweist, ^u dem eigentlichen Rohr bzw. inneren Rohrstück 21. Der Außendurchmesser 22 des inneren RohrStücks 21 wird auf dem größten Teil der Länge dem inneren Durciimesser der Einlaßöffnung 12 des Federbalgs 2 derart angepaßt, daß sich ein leichter Schiebesitz ergibt. Das innere Rohrstück 21 besitzt jedoch einen an den Ventilstopfen 4 angrenzenden unteren Teil mit deutlich geringerem Durchmesser 23. Dieser Teil kleineren Durchmessers 23 soll in der axialen Richtung länger als die Einlaßöffnung sein. Im allgemeinen kommt eine Länge infrage, die gleich der Summe aus der Länge der Einlaßöffnung und der Differenz der Radien zwischen den Bereichen mit größerem und kleinerem Außendurchmesser 22, 23 des inneren Rohrstücks 21 ist.

Die Gesamtlänge des Rohrteils 3 wird derart ausgelegt, daß im fertig montierten Zustand gemäß Position A von Fig. 1 der Federbalg 2 unter einer Vorspannung steht, die ein dichtendes Anliegen des Ventiltellers 24 gegen die Stirnfläche 26 des Rohrstücks 14 am unteren Ende des Federbalgs 2 gewährleistet. Ferner

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Patentanmeidung D 6674 - 6 - HENKELKGaA

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soll das obere, dem Behälter angewandte, Ende des inneren Rohrstücks 21 an der inneren Unterseite der Verschlußkappe 5 anliegen. Hierdurch wird in der Mitte der Verschlußkappe 5 eine begrenzte Fläche 32 geschaffen, die nie oder nur sporadisch mit Füllgut direkt in Berührung kommt. An. dieser Stelle kann also ein Be- oder Entlüftungssystem eingebaut werden, das nicht der Gefahr der Verstopfung durch vordringendes Produkt ausgesetzt ist.

Der Ventilstopfen 4 besitzt wie gesagt einen Ventilteller 24.

Die obere Dichtfläche 25 des Ventiltellers 24 ist dazu vorgesehen, durch Anlegen an der unteren Stirnfläche 26 des rohrförmigen Ansatzes 13 die Einlaßöffnung 12 des Federbalgs 2 zu verschließen. Der Ventilstopfen 4 kann durch Klemmsitz über ein angeformtes Zylinderstück 27 mit dem inneren Rohrstück 21 verbunden werden.

Die Kappe 5 besitzt im wesentlichen Zylinderform mit großflächiger Kopfseite 28. Letztere wird vorzugsweise als Standfuß des auf den Kopf gestellten Behälters ausgebildet. Der freie (untere) Randbereich 29 der Kappe 5 weist im Ausführungsbeispiel am Innenumfang Rippen 30 auf, die - in der axialen Richtung - so angeordnet sind, daß sie nach Anordnung und Profil zwischen den am Außenkranz der Bodenwanne 1 vorgesehenen Rippen 11 leicht gleitend eingreifen und ein axiales Verschieben zulassen. Der freie Randbereich 29 der Kappe 5 kann im Durchmesser aus der Zylinderfläche der Kappe vorspringen, so daß der Innendurchmesser in diesem Bereich größer ist als oberhalb der Rippen 11 der Bodenwanne 1. Die Höhe des im Durchmesser erweiterten Randbereichs 9 wird vorzugsweise so gewählt, daß eine geringe axiale Verschiebung der Kappe 5 von Position A nach Position B von Fig. 1 möglich ist. Das Maß dieses

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satzes wird so vorgegeben, daß der Ventilteller 24 von der Stirnfläche 26 des rohrförmigen Ansatzes 13 abgehoben ist, alier die Schulter am Übergang zum Bereich mit größerem Außenc.urehmesser 22 des inneren Hohrstüeks 21 noch Abstand von der Einlaßöffnung 12 hat. In dieser Stellung des Yentils kann die Dosierkammer "bei auf dem Kopf stehendem Behälter gefüllt werden.

Zum Abdichten bzw. zum Zentrieren besitzt die Kappe 5 an der Innenfläche der Kopfseite 28, vorzugsweise kreisförmig, umlaufende Hippen 31, die in bzw. um den Bund 18 des äußeren Rohrstücks 17 greifen.

Die Funktionsweise des Dosierverschlusses ist bei allen fließfähigen Produkten gleich. Das Yordosieren erfolgt durch leichten Druck auf die Kappe 5_S z.B. bis zur Anlage des unteren Kappenrandes an der Flaschen- bzw. Behälterschulter. Dabei gibt der Ventilteller 24 die Einlaßöffung 12 der Dosierkammer frei» Das Produkt kann bei Neigung oder bei auf dem Kopf stehendem Behälter in den Innenraum des Federbalgs 2 einfließen. Ist der Balg gefüllt, wird der Behälter wieder aufgerichtet und die Kappe 5 abgezogen (vergleiche Fig. 2 Position G). Dabei schließt das Bodenventil (Ventilteller 24) bedingt, durch die Rückstellkraft des Federbalgs 2, so daß das vordosierte Produkt nicht in den Behälter zurückströmen kann.

Das Austragen des Produkts aus der Dosierkammer erfolgt durch axiales Zusammendrücken des Federbalgs 2 bis zum Anschlag. Hierbei wird zwar zunächst die Einlaßöffnung 12 geöffnet aber sofort durch den Bereich mit größerem Außendurchmesser des inneren Rohrstücks 21 wieder verschlossen (vergleiche Fig. 2 Position D). Wenn in der kurzen Öffnungszeit beim Niederdrücken des RohrStücks 21 zu viel Produkt in den Behälter zurückfließen

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sollte, kann das Zusammenpressen des Federbalgs 2 -und damit das Dosieren auch - teilweise oder ganz - in der überkopfstellung des Behälters erfolgen. Die durch das Zusammendrücken des Federbalgs bewirkte definierte Volumenverminderung zwingt . speziell "bei pasteusen Produkten "bei jedem Dosiervorgang die gleiche Produktmenge zum Austritt. Dementsprechend bleibt auch die Restmenge stets gleich. Bei dünnflüssigen Produkten kann auf das Zusammendrücken des Federbalgs verzichtet werden. Es kann dann ein einfaches Ausgießen des Balginhalts genügen. | Der Anwender kann - je nach Fließverhalten des Produkts - un- I terschiedlich vordosieren. . |

Bei leichtfließenden Produkten genügt ein Herunterdrücken der | Kappe 5 und kurzfristiges Über-Kopf-Halten des Gebindes, um f vorzudosieren. Dabei kann bei transparenter oder transluzenter I Ausbildung der Verschlußkappe, insbesondere wenn eine Dosier- γ skala vorgesehen wird, der Dosiervorgang - gegebenenfalls mes- | send - beobachtet werden. Beim Loslassen der heruntergedrückten j Kappe schließt das Bodenventil, und der Dosiervorgang ist be- | endet. f

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fähigen Pasten, empfiehlt es sich, den Behälter mit aufgesetz- |

tem erfindungsgemäßen Dosierverschluß auf dem Kopf stehend auf- |

zubewahren. Dabei wird das Yentil zwangsläufig in Position B |

von Pi^. 1 gestellt, und es wird während der Lagerzeit allmäh- J

2t? lieh vordosiert. Auf diese V/eise ergibt sich überraschender f ■tfeise auch für den Behälter selbst eine gute Restentleerung j bei schwerflüssigen Produkten. Beim Anheben des Gebindes schließt das Bodenventil als Folge der Rückstellkraft des Federbalgs so- | fort. Falls erforderlich kann nun in ITormalsteliung (bei oben j

befindlichem Verschluß) durch kurzzeitiges Tippen auf die üappe |

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die vorproportionierte Menge auf einen vorgegebenen Füllstand reduziert werden. Letzteres gilt natürlich auch für leichter flüssige Produkte,

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"Pump-Dosierverschluß"

Zusammenfassung

Der zum Aufsetzen auf die Öffnung eines Produktbehälters vorgesehene Pump-Dosierverschluß soll gleichermaßen "bei allen fließfähigen Produkten einzusetzen, eine gleichbleibende Rest-' entleerung der Dosierkammer ermöglichen, eine Dosiermsngenkontrolle erlauben und vollautomatisch zu montieren sein. Erfindungsgemäß wird eine im wesentlichen aus dem Innern eines Federbalgs (2) bestehende Dosierkammer mit Einlaßöffnung (12) und Auslaßöffnung (20) an den Längsenden vorgesehen. Über die Dosierkammer \ri.rd eine zum Verschließen der Auslaßöffnung sowie zum Betätigen eines in der Einlaßöffnung (12) vorgesehenen Ventils (4) entgegen der Rückstellkraft des Federbalgs (2) dienende Kappe (5) gesetzt (Pig. 1).

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Patentanmeldung D6674 — 13 —

Bezugszeictienliste

1	= Bodenwanne	23
2	= Federbalg	24
3	= Rohrteil	25
4	= Ventilstopfen	26
5	= Kappe	27
6	= Gewinde	28
7	= Flaschenhals	29
8	= Boden (1)	3o
9	= zentrale Öffnung (1)	31
1o	= Rand (9)	32
11	= Rippen
12	= Einlaßöffnung
13	= rohrförmiger Ansatz
14	— SchnsT^iDVAil st
15	■= Zylinderstück
16	= Rand
17	= äußeres Rohrstück
18	= Bund
19	= Yerbindungs stück
2 ο	= Profilöffnungen
21	= inneres Rohrstüci:
22	= größerer Außendurchmesser

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HENKEL KGaA

ZR-FE/Patenle

kleinerer Außendurchmessei Ventilteller Dichtfläche Stirnfläche Zylinderstück Kopfseite

unterer "bzw. freier Rand Rippen (29) Rippen (23) Fläche (28)

Claims (11)

Patentanmeldung D 66 74 -10- ,HENKELKGaA ZR-FE/Patente P—· τ-%- jf'TL Sprüche

1. Pump-Dosierverschluß zum Aufsetzen auf die Öffnung (7) eines Produktbehälters gekennzeichnet durch eine im wesentlichen aus dem Innenraum eines Federbalgs (2) mit mit Hilfe eines doppelt wirkenden Yentils (4) zu betätigender Produkteinlaßöffnung (12) sowie etwa axial gegenüberliegender Produktaustrittsöffnung (20) gebildete Dosierkammer mit einer abzunehmenden Kappe (5) zum "Verschließen der Auslaßöffnung der Dosierkammer sowie zum Betätigen des Tentils (4) entgegen der Rückstellkraft des Federbalgs (2) durch axialen Druck mit Hilfe eines in Längsrichtung durch den Federbalg führenden Stempels (3).

2. Dosiervorschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (3) an seinem einen Längsende mit der Auslaßöffnung des Federbalgs (2) bzw. der Dosierkammer verbunden ist und am anderen Längsende einen Ventilteller (24) zum Verschließen der Einlaßöffnung (12) der Dosierkammer bei entspanntem Federbalg (2) aufweist.

3. Dosierverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (3) auf einem kurzen Stück seiner Länge im Anschluß an den Ventilteller (24) einen deutlich kleineren Durchmesser (23) als die Einlaßöffnung (12) der Bosierkammer besitzt und daß der Stempeldurchmesser (22) im Anschluß daran gleich der lichten Weite der Einlaßöffnung (12) ist.

4. Dosierverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet» daß die Länge des kurzen Stücks kleineren Durchmessers (23) des Stempels (3) größenordnungsmäßig der Summe aus dar axialen

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länge der durch, das Yentil zu verschließenden Einlaßöffnung (12) und der Differenz der Radien zwischen den Bereichen mit größerem und kleinerem Außendurehmesser (22, 25) des inneren Rohrstücks (21) entspricht.

5 5. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung der Do-

i sierkammer am Umfang des dem Tentilteller (24) gegenuberlie-

I genden Ende des Stempels (3), insbesondere in Form eines Aus-

I \j senrohrs (17) mit entsprechenden "Profilöffnungen (20) sowie

I 10 Kupplungsmitteln (1S) zum Verbinden der Auslaßöffnung der Do-

I sierkammer mit dem Federbalg (2), Trorgeseh.en ist (Eig. 3).

I

6. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

'.. "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel als Rohrstück

J (3) mit entsprechend variiertem Außendurchmesser ausgebildet

Ί 15 ist.

I

7. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

^ bis 6 gekennzeichnet durch die Ausbildung der Kappe (5) als

ji Standfuß des Behälters.

Ά -

'

8. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

20 "bis 7 gekennzeichnet durch eine der dem Behälterinnern zuzuwendenden Bodenseite des Pederbalgs (2) räumlich angepaßte Bodenwanne (1) mit zentraler Öffnung (9) entsprechend der Einlaßöffnung (12) der Dosierkammer und mit Kupplungsmitteln

i (6) am Rand zum Kuppeln, insbesondere Verschrauben, mit der

I 25 Behälteröffnung (7).

9. Dosiex'verschluß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet.

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daß die Einlaßöffnung (12) der Dosierkammer an der Bodenseite des Federbalgs (2) einen Schnappwulst (14) zum Einsetzen und Einrasten in die Öffnung (9) der Bodenwanne (1) "besitzt.

10. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgesetzte Kappe

(5) relativ zur Behält er Öffnung (7) "bzw. zu der Bodenwanne (1) , in der axialen Richtung um einen gerade zum Öffnen des Ventils

durch Abheben des Ventiltellers (24) von der Stirnfläche (26) der Einlaßöffnung (12) ausreichenden Betrag verschiebbar gelagert ist.

11. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (5) auf der Innenseite ihres freien Randbereichs (29) in der axialen Richtung verlaufende Rippen (30) besitzt, die beim Aufsetzen der Kappe (5) in die Zwischenräume von korrespondierenden, auf der Außenseite eines über den Rand der Behält er Öffnung (7) übergreifenden Außenkranzes der Bodenwanne (1) vorgesehenen Rippen /11^ eingreifen

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