EP0051790A1 - Spender für pastöse Massen - Google Patents

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EP0051790A1
EP0051790A1 EP81108951A EP81108951A EP0051790A1 EP 0051790 A1 EP0051790 A1 EP 0051790A1 EP 81108951 A EP81108951 A EP 81108951A EP 81108951 A EP81108951 A EP 81108951A EP 0051790 A1 EP0051790 A1 EP 0051790A1
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EP
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tube
housing
bellows
dispenser
piston
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EP0051790B1 (de
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Werner Sieverding
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RPC Bramlage GmbH
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Bramlage GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/76—Containers or packages with special means for dispensing contents for dispensing fluent contents by means of a piston
    • B65D83/765—Containers or packages with special means for dispensing contents for dispensing fluent contents by means of a piston the piston being a follower-piston and the dispensing means comprising a hand-operated pressure device at the opposite part of the container

Definitions

  • the invention relates to a dispenser for pasty masses, with a housing having a piston which can only be displaced in the direction of emptying and an external actuation handle which is formed on a bellows which can be compressed in the direction of the piston and which has a dispenser outlet opening.
  • a donor of this type is known from DE-AS 12 10 149.
  • the piston is pulled by the vacuum, which forms in the housing when the head piece bellows is reset, over the filling material column in the direction of the head piece.
  • a valve is installed in the latter, which closes the opening mouth again as the overpressure drops.
  • the assignment of a corresponding dispensing valve is too complex for a mass article, such as a toothpaste dispenser pack.
  • malfunctions are to be expected, since the head bellows, which is formed from a correspondingly soft material and therefore can be changed considerably in shape, does not rule out a displacement of the spring means.
  • the dispensing valve is suddenly opened from a certain overpressure threshold, it can also lead to unpleasant spray effects and in any case not precisely meterable dispensing rates.
  • the object of the invention is to design a dispenser of the generic type in a construction which is simpler in terms of production technology and more advantageous in terms of use, in such a way that the dispensing valve mentioned is dispensable.
  • a dispenser of the generic type which does not need the classic so-called flutter valve, but nevertheless allows an exactly metered, user-friendly dispensing.
  • the valve function that can surprisingly still be achieved using the inertia of the pasty mass is also cheaper in that it no longer has to be generated first of all an overpressure opening the valve lips, which always brings about a more or less sudden, poorly controllable discharge of the contents.
  • a tube emerges from the dispenser outlet opening, and its inner mouth end remains immersed in the pasty mass in every position of the bellows.
  • the long, cylindrical housing 1 contains a piston 2. Its edge lips 2 'lead to the cylindrical housing inner wall 1'.
  • the housing 1 is open at the bottom.
  • the piston 2 can only be displaced in the direction of emptying (arrow x). It has a so-called clamping module 3 in the form of a radially oriented prongs 3 'having a star made of spring steel on its wide surface facing the housing end on the housing side. Its diameter circumscribing the serrated ends is larger than the inside diameter of the housing, as a result of which the serrated ends as an inclined support feet on the inside wall of the housing against the direction of the arrow x.
  • the output-side closure of the housing 1 forms an actuating handle attached to the base 4 of the same. It is a headpiece 5 that can be compressed like a bellows in the direction of the piston 2 and always spontaneously straightens up into its basic position. The latter is plugged onto the somewhat narrower neck 6 of the housing 1. A use-stable attachment is present via a ring groove engagement in cooperation with the restoring force of the material forming the head piece 5.
  • the head piece 5 forms a cross-section-reduced dispenser outlet opening ⁇ . From the latter, a tube 7 protrudes into the interior of the dome-shaped head piece 5.
  • the tube is made of a relatively rigid material and is gripped by a protuberance 8, which starts from the head piece cover 5 'and slopes upwards. The tube sits in the clamp, but can be glued or welded to the head piece if necessary.
  • the tube 7 is inclined at an acute angle to the longitudinal axis yy of the tubular or cylindrical housing 1. It projects with its outer mouth end 7 'forming the outlet opening ⁇ practically into the region of the extended jacket plane of the housing 1.
  • the inner mouth end 7 "extends up to the area of the longitudinal central axis yy, ie into the center of the rotationally symmetrical housing. It closes approximately at the same level with the upper neck edge 6 'and, as can be seen from FIG. 3, dips into the pasty mass M with this inner mouth end 7 ", which extends to below the dome-shaped ceiling 5 'of the head piece 5 is sufficient, thus also surrounding the tube on its entire circumference. Moreover is always a partial length of the tube 7 filled with pasty mass.
  • the angle of inclination alpha is approx. 30 °.
  • the zone forming the bellows B of the head piece 5 is achieved by means of a horizontal, flat, V-shaped constriction E. This constriction extends over half the cross-sectional width of the head piece 5 which tapers like a truncated cone in its basic shape.
  • the bellows groove is designated by 9 and illustrated in FIG. 1 in dashed lines.
  • the acute-angled assignment of the tube 7 in the part of the head piece 5 opposite the indentation E is such that the tube 7 tilts into a coaxial or approximately coaxial or spatially parallel position to the longitudinal center axis y-y of the housing 1 when the bellows is actuated.
  • the outer mouth end 7 'of the tube 7 moves away from its basic position close to the edge.
  • the mouth end 7 'can also be designed in a more beak-shaped shape such that the opening ⁇ is perpendicular to the axis y-y.
  • the head piece 5 is covered by a cap 10.
  • the inner corner of the cap cover is beveled in accordance with the end face position of the tube, so that when the cap 10 is angled, the tube opening is tightly closed.
  • the cap 10 holds frictionally or positively on a peripheral bead in the fastening area thereof between the lower edge of the head piece and the neck 6 of the housing 1.
  • the dispenser described works as follows: after the cap 10 has been removed, the head piece 5 in the region forming the bellows B, which is grooved on the top side or roughened in some other way, is pressed downward in the direction of the piston 2.
  • the piston 2 is supported by the clamping module 3 so that it cannot deflect downwards.
  • the pasty mass M pushes through the tube 7 in the direction of the opening ⁇ and finally emerges from the mouth end 7 '.
  • negative pressure is created inside the housing.
  • the the flexible head piece 5 returning to its basic position pulls the piston in the direction of the arrow x over the filling material column. This resetting is completed before the mass remaining in the tube could reach the inner mouth end 7 "as a stopper.
  • the decisive factor here is that the cross-section and length of the tube 7 form a corresponding resistance in coordination with the viscosity of the pasty mass and the flow rate that has occurred that bridges the vacuum that occurs.
  • the ratio of clear tube cross-section to tube length is approx. 1: 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spender für pastöse Massen, mit einem in Richtung der Mundstücköffnung (Ö) verlagerbarem, sich über die Füllgutmasse (M) nachstellenden, in Gegenrichtung jedoch gesperrten Kolben (2), welche Munstücköffnung (Ö) von einem in einem Balg (B) sitzenden Röhrchen (7) gebildet ist derart, daß das innere Mündungsende (7") des Röhrchens (7) in jeder Stellung des Balges (B) in die pastöse Masse (M) eintaucht.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Spender für pastöse Massen, mit einem einen nur in Entleerungsrichtung verlagerbaren Kolben aufweisenden Gehäuse und einer außenliegenden Betätigungshandhabe, die an einem balgartig in Richtung des Kolbens zusammendrückbaren Kopfstück ausgebildet ist, welches eine Spender-Austrittsöffnung aufweist.
  • Ein Spender dieser Art ist durch die DE-AS 12 10 149 bekannt. Dort wird der Kolben durch das Vakuum, das sich im Gehäuse jeweils bei Rückstellung des Kopfstück-Balges bildet, über die Füllgutsäule in Richtung des Kopfstückes gezogen. Um diese Funktion nicht durch Eintritt von Falschluft über die Spender-Austrittsöffnung zu verlieren, ist in letzterer ein Ventil angebracht, welches den Öffnungsmund bei sinkendem Überdruck augenblicklich wieder schließt. Die Zuordnung eines entsprechenden Abgabeventils ist für einen Massenartikel, wie bspw. eine Zahnpasta-Spenderpackung zu aufwendig. Im übrigen sind Funktionsstörungen zu erwarten, da der aus entsprechend weich gestelltem Material gebildete und daher erheblich formveränderbare Kopfstück-Balg eine Verlagerung der Federmittel nicht ausschließt. Da schließlich das Abgabeventil von einer bestimmten Überdruckschwelle an plötzlich geöffnet wird, kann es auch zu unliebsamen Spritzeffekten und jedenfalls nicht exakt dosierbaren Abgaberaten kommen. Endlich besteht auch der Nachteil eines erheblichen Montage- und Teileaufwandes.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Spender in herstellungstechnisch einfacherer, gebrauchsvorteilhafterer Bauform so auszubilden, daß das erwähnte Abgabeventil verzichtbar wird.
  • Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.
  • Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des Spenders.
  • Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Spender geschaffen, der ohne das klassiche, sogenannte Flatterventil auskommt, trotzdem aber eine exakt dosierbare, bedienungsbequeme Ausgabe erlaubt. Die überraschend unter Nutzung der Trägheit der pastösen Masse dennoch erreichbare Ventilfunktion ist dabei auch insofern günstiger, als nicht mehr erst ein die Ventillippen öffnender Überdruck erzeugt werden muß, der stets einen mehr oder weniger schlagartigen, mangelhaft kontrollierbaren Austritt des Inhaltes bringt. In baulich einfacher Weise geht von der Spender-Austrittsöffnung ein Röhrchen aus, das mit seinem inneren Mündungsende in jeder Stellung des Balges in die pastöse Masse eingetaucht bleibt. Die Faktoren, wie Röhrchenquerschnitt, -länge und -Viskosität der pastösen Masse sind dabei so abgestimmt, daß das Nachziehen des Kolbens vorrangig auftritt, d. h. ehe die stopfenartig sperrend wirkende Restmenge im Röhrchen das entstehende Vakuum mit Luft ausgleichen könnte. Auch die bauliche Ausbildung des Spenders ist erheblich vereinfacht. Ein solches Röhrchen kann dem Kopfstück gleich mit angeformt sein. Eine separate Ausgestaltung empfiehlt sich jedoch, wenn Massen unterschiedlicher Viskosität und sonstiger Eigenschaften in Frage kommen, so daß unter Beibehaltung des aus Gehäuse, klemmversperrtem Kolben und Kopfstück bestehende Grundkörper bedarfsweise mit dem querschnittsgeeigneten Röhrchen dann ausgestattet wird. Eine die handhabungsrichtige Benutzung praktisch selbst vermittelnde Ausgestaltung liegt vor, wenn das Röhrchen spitzwinklig geneigt zur Längsachse des rohrförmigen Gehäuses verläuft. Dies bringt vor allem die gewünschte exakte Ausrichtung in Bezug auf die Abgabestelle, wie bspw. den Borstenkörper einer Zahnbürste. Dabei reicht das innere Mündungsende des entsprechend zugeordneten Röhrchens bis in den Bereich der Längsmittelachse des Gehäuses, also in einen druckgünstig liegenden zentralen Bereich. Ist schließlich der Balg und seine Faltzone derart ausgebildet, daß das Röhrchen bei Balgbetätigung in etwa koaxiale Lage zur Längsmittelachse des Gehäuses kippt, so entsteht der erhebliche Bedienungsvorteil, daß sich das ausgabeseitige Röhrchenende vom austretenden Pastenstrang praktisch zurückzieht. Dies erleichtert das auch optisch genau verfolgbare Auflegen dieses Pastenstranges auf die Zahnbürste.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 den erfindungsgemäß ausgebildeten Spender in Seitenansicht,
    • Fig. 2 eine Unteransicht hierzu und
    • Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Spender mit in strichpunktierten Linien angedeuteter Verschlußkappe.
  • Das lang zylindrisch ausgebildete Gehäuse 1 enthält einen Kolben 2. Dessen Randlippen 2' führen sich an der zylindrischen Gehäuseinnenwandung 1'. Das Gehäuse 1 ist unten offen.
  • Der Kolben 2 ist nur in Entleerungsrichtung (Pfeil x) verlagerbar. Er trägt auf seiner dem aufstellseitigen Gehäuseende zugewandten Breitfläche einen sogenannten Klemmodul 3 in Form eines radial ausgerichtete Zacken 3' aufweisenden Sternes aus Federstahl. Sein die Zackenenden umschreibender Durchmesser ist größer als der lichte Durchmesser des Gehäuses, wodurch sich die Zackenenden als schrägstehende Stützfüße an der Gehäuseinnenwandung entgegen der Richtung des Pfeiles x sperrend verhaken.
  • Den ausgabeseitigen Abschluß des Gehäuses 1 bildet eine dem Standsockel 4 desselben gegenüberliegend angebrachte Betätigungshandhabe. Es handelt sich um ein balgartig in Richtung des Kolbens 2 zusammendrückbares, sich stets spontan wieder in seine Grundstellung aufrichtendes Kopfstück 5. Letzteres ist auf den etwas verschmälerten Hals 6 des Gehäuses 1 aufgesteckt. Über einen Ring-Nuteingriff im Zusammenwirken mit der Rückstellkraft des das Kopfstück 5 bildenden Materiales liegt eine gebrauchsstabile Befestigung vor.
  • Das Kopfstück 5 formt eine querschnittsverringerte Spender-Austrittsöffnung Ö. Von letzterer geht ein in den Innenraum des domförmig gestalteten Kopfstückes 5 hineinragendes Röhrchen 7 aus. Das Röhrchen besteht aus relativ steifem Material und ist von einer von der Kopfstückdecke 5' ausgehenden, schräg nach oben weisenden Ausstülpung 8 gefaßt. Das Röhrchen sitzt in Klemmhalterung, kann aber gegebenenfalls festgeklebt oder auch schweißtechnisch mit dem Kopfstück verbunden sein.
  • Ebenso denkbar ist eine Anformung des Röhrchens 7 einstückig mit dem Kopfstück 5.
  • Das Röhrchen 7 liegt spitzwinklig geneigt zur Längsachse y-y des rohrförmigen bzw. zylindrischen Gehäuses 1. Dabei ragt es mit seinem die Austrittsöffnung Ö bildenden äußeren Mündungsende 7' praktisch bis in den Bereich der verlängerten Mantelebene des Gehäuses 1. Das innere Mündungsende 7" reicht bis in den Bereich der Längsmittelachse y-y, also ins Zentrum des rotationssymmetrischen Gehäuses. Es schließt etwa ebenengleich mit der oberen Halskante 6' ab und taucht, wie aus Fig. 3 ersichtlich, mit diesem inneren Mündungsende 7" in die pastöse Masse M ein, die bis unter die domförmige Decke 5' des Kopfstückes 5 reicht, also auch das Röhrchen auf seinem ganzen Umfang umgibt. Überdies ist stets eine Teillänge des Röhrchens 7 mit pastöser Masse angefüllt. Der Neigungswinkel alpha beträgt ca. 30°.
  • Die den Balg B des Kopfstückes 5 formende Zone ist durch eine horizontale flach-V-förmige Einschnürung E erzielt. Diese Einschnürung erstreckt sich über die halbe Querschnittsbreite des sich in seiner Grundform nach oben hin kegelstumpfartig verjüngenden Kopfstückes 5. Die Balgfurche ist mit 9 bezeichnet und in Fig. 1 in gestrichelter Linienart veranschaulicht.
  • Die spitzwinklige Zuordnung des Röhrchens 7 in der der Einziehung E gegenüberliegenden Partie des Kopfstückes 5 ist dergestalt, daß das Röhrchen 7 bei Balgbetätigung in eine koaxiale bzw. annähernd koaxiale oder raumparallele Lage zur Längsmittelachse y-y des Gehäuses 1 kippt. Dabei entfernt sich das äußere Mündungsende 7' des Röhrchens 7 aus seiner randnahen Grundstellung. Das Mündungsende 7' kann auch in einer mehr schnabelförmig gekrümmten Form gestaltet sein derart, daß die Öffnung Ö senkrecht zur Achse y-y liegt.
  • Das Kopfstück 5 ist von einer Kappe 10 überfangen. Die Innenecke der Kappendecke ist entsprechend der Stirnflächenlage des Röhrchens abgeschrägt, so daß bei aufgeschrägter Kappe 10 die Röhrchenöffnung dicht verschlossen wird. Die Kappe 10 hält reibungs- oder formschlüssig an einer peripheren Wulst im Befestigungsbereich derselben zwischen unterem Kopfstückrand und Hals 6 des Gehäuses 1.
  • Die Funktionsweise des beschriebenen Spenders ist wie folgt: Nach Abnehmen der Kappe 10 wird das Kopfstück 5 im den Balg B bildenden Bereich, der oberseitig gerieft oder in anderer Weise gerauht ist, in Richtung des Kolbens 2 abwärtsgedrückt. Der Kolben 2 wird durch den Klemmodul 3 abgestützt, so daß er nicht nach unten ausweichen kann. Die pastöse Masse M drängt unter Passieren des Röhrchens 7 in richtung der Öffnung Ö und tritt schließlich aus dem Mündungsende 7' aus. Wird nun das Kopfstück 5 entlastet, entsteht im Gehäuseinneren Unterdruck. Das sich in seine Grundstellung zurückstellende flexible Kopfstück 5 zieht den Kolben in Richtung des Pfeiles x über die Füllgutsäule nach. Diese Rückstellung ist abgeschlossen, bevor die noch im Röhrchen verbleibende Masse als Stopfen das innere Mündungsende 7" erreichen könnte. Entscheidend dabei ist, daß das Röhrchen 7 in Querschnitt und Länge unter Abstimmung mit der Viskosität der pastösen Masse und der aufgetretenen Fließgeschwindigkeit einen entsprechenden Widerstand bildet, der das auftretende Vakuum überbrückt.
  • Das Verhältnis lichter Röhrchenquerschnitt zu Röhrchenlänge ist ca 1:5.
    • Druckverhältnisse im Spender (hydraulisches System)
  • Zeichenerklärung: λ = Reibungsbeiwert für strömende Medien ℓ = Röhrchenlänge d = lichte Röhrchenweite R = Reynolds'sche Zahl; R < 2000 (laminar) R > 3000 (turbulent) V = mittlere Geschwindigkeit der Masse ρ = Dichte der Masse
  • Die Aufstellung der Druckverhältnisse im Spender wird auf der folgenden Seite wiedergegeben.
    • Aufstellung der Druckverhältnisse im Spender
  • Figure imgb0001
    Beim langsamen Entlasten des Dosierkopfes (Stillstand d. Kolbens) gilt:
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
  • Druckverlust durch Rohrreibung
    Figure imgb0005
  • Druckverlust durch Massenträgheit
    Figure imgb0006
    Viscosität
  • Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (3)

1. Spender für pastöse Massen, mit einem einen nur in Entleerungsrichtung verlagerbaren Kolben aufweisenden Gehäuse und einer außenliegenden Betätigungshandhabe, die an einem balgartig in Richtung des Kolbens zusammendrückbaren Kopfstück ausgebildet ist, welches eine Spender-Austrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Spender-Austrittsöffnung (Ö) einwärtsgerichtet ein mit seinem inneren Mündungsende (7") in jeder Stellung des Balges (B) in die pastöse Masse (M) eingetauchtes Röhrchen (7) ausgeht.
2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (7) spitzwinklig (Winkel alpha) geneigt zur Längsachse (y-y) des rohrförmigen Gehäuses (1) verläuft und das innere Mündungsende (7") desselben etwa in der Längsachse (y-y) des Gehäuses liegt.
3. Spender nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (B) und seine Faltzone derart gestaltet sind, daß das Röhrchen (7) bei Balgbetätigung im wesentlichen in eine koaxiale Lage zur Längsmittelachse (y-y) des Gehäuses (1) kippt.
EP81108951A 1980-11-08 1981-10-27 Spender für pastöse Massen Expired EP0051790B1 (de)

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EP0051790A1 true EP0051790A1 (de) 1982-05-19
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EP (1) EP0051790B1 (de)
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