EP1215167B1

EP1215167B1 - Spenderausguss für fliessfähige Medien

Info

Publication number: EP1215167B1
Application number: EP01811147A
Authority: EP
Inventors: Thomas Weber
Original assignee: Medisize Schweiz AG
Current assignee: Medisize Schweiz AG
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: DE50113369D1; ES2298211T3; US6752295B2; ATE380776T1; DK1215167T3; US20020074359A1; EP1215167A2; EP1215167A3

Description

Diese Erfindung betrifft einen Spenderausguss für Behälter für verschiedene flüssige, dickflüssige und gelartige Medien, zum Beispiel für flüssige Seifen, Desinfektions-, Reinigungs- oder Pflegemittel, aber auch für andere Flüssigkeiten oder fliessfähige Medien aller Art, die in Portionen dosiert werden müssen. Bei einem genügend gross bemessenen Ausgussdurchmesser wird auch ein Gel fliessfähig und somit kann der Spenderausguss auch zum Portionieren von Medien in Gelform eingesetzt werden. Ein Spenderausguss mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen ist aus US 4168020 bekannt.
Solche Spenderausgüsse sind in verschienenen Ausführungen bekannt. Sie werden grundsätzlich an der Unterseite eines Behälters aufgeschraubt, verschliessen diesen Behälter dort dicht und erlauben die Entnahme von vorbestimmten Portionen des im Behälter befindlichen Mediums. Wenn die Spenderausgüsse auf der Unterseite des Behälters montiert werden, so kann das auch bedeuten, dass der Behälter eine Flasche ist, bei der dann der Spenderausguss oben auf der Flaschenmündung aufgeschraubt wird. Zum Entnehmen von Portionen wird die ganze Flasche in gestürzter Lage an eine Wand oder an ein Haltegestell montiert, sodass der Spenderausguss letztlich unten am Behälter angebracht ist. Der Spenderausguss selbst besteht aus einem im Wesentlichen nach unten gerichteten Rohr, in dessen Innerem eine Membrandichtung eingebaut ist, welche als Einwegventil wirkt. In einer besonders gut funktionierenden Ausführung handelt es sich bei dieser Membrane um eine Doppelmembrane, das heisst es sind zwei voneinander beabstandete Membranen in Form von Gummischeiben im Ausgussrohr angeordnet, welche an unterschiedlichen Stellen das Ausgussrohr dicht verschliessen und je als Einwegventil wirken, sodass also Flüssigkeit grundsätzlich nur von oben nach unten diese Gummimembranen umströmen kann. Die Gummischeiben weisen hierzu einen abgeschrägten Rand auf, sodass dieser Rand wie eine Lippe von unten her an der Innenwand des Ausgussrohrs dichtend anliegt. Mit dem Raum, der von den beiden beabstandeten Gummischeiben eingeschlossen wird, kommuniziert das Innere eines elastischen Gasbalges, der aussen an das Ausgussrohr angebaut ist. Dieser Gasbalg wird zum Beispiel von einer gummielastischen Halbkugel gebildet, kann aber auch eine andere Form haben, solange diese sich nach dem Zusammendrücken elastisch in die ursprüngliche Form zurückbildet. Zum Betätigen des Spenderausgusses wird der Balg mit einem Finger eingedrückt. Hat man gerade keine Hand frei oder schmutzige Hände, so kann der Balg mittels eines Bügels einer speziellen Wandhalterung zusammengedrückt werden, indem der Bügel mit dem Ellbogen betätigt wird und mit seinem anderen Ende auf den Balg drückt. Wird ein solcher Spenderausguss auf einen Behälter geschraubt, so fliesst die Behälterflüssigkeit zunächst nur bis zur von oben nach unten gesehen ersten Gummimembrane. Wird der Gasbalg das erste Mal zusammengedrückt, so steigt der Gasdruck im Raum zwischen den beiden beabstandeten Gummimembranen. Die obere Gummimembrane bleibt dabei dicht und ihr als Dichtlippe wirkender Rand wird sogar noch stärker an die Innenwand des Ausgussrohrs gepresst, was ihre Dichtigkeit erhöht, während die untere Gummimembrane unter dem Gasdruck nachgibt und in der Folge Gas bzw. Luft um sie herum nach unten durch den Ausguss entweicht. Wird der Gasbalg wieder losgelassen, so bildet er sich auf Grund seiner Elastizität zurück in seine ursprüngliche Form und es entsteht zwischen den beiden Gummimembranen ein Unterdruck. Die Folge ist, dass unter diesem Unterdruck die untere Gummimembrane den Ausguss dicht verschliesst, weil ihre Dichtlippe unter dem erhöhten äusseren, das heisst atmosphärischen Druck von unten fest an die Rohrinnenwand angedrückt wird, während die obere Gummimembrane unter dem von oben wirkenden atmosphärischen Druck nachgibt und Flüssigkeit um die Dichtlippe herum nach unten durchströmen lässt, sodass sich der Raum zwischen den beiden Gummimembranen mit Flüssigkeit annähernd auffüllt. Beim neuerlichen Zusammendrücken des Gasbalges wird unter dem entstehenden Druck im Raum zwischen den beiden Gummimembranen die untere Membran geöffnet und Flüssigkeit strömt um sie herum nach unten und fliesst aus der Mündung des Ausgussrohres, während die obere Gummimembrane dicht bleibt bzw. ihre Dichtigkeit unter dem von unten wirkenden erhöhten Druck sogar noch gesteigert wird. Nach dem Loslassen des Balges entsteht gegenüber dem Aussendruck wiederum ein Unterdruck, der bewirkt, dass die untere Gummimembrane verschlossen wird, während die obere sich öffnet und neue Flüssigkeit in den Raum zwischen den beiden Gummimembranen nachströmt. Somit ist diese Kammer für eine weitere Portionierung gefüllt, wobei jedoch die Flüssigkeit bis zur nächsten Betätigung des Gasbalges von der unteren Gummimembrane zurückgehalten wird.
Die bisher bekannten Spenderausgüsse, welche nach der oben beschriebenen Art funktionieren, sind in der Herstellung sehr aufwendig. Sie bestehen aus einer Vielzahl von kleinen Teilen, die in Kunststoff-Spritztechnik aus verschiedenen Kunststoffsorten hergestellt werden. Einzelne Teile oder Kleinteile können dabei auch aus Metall bestehen. Zunächst weisen solche Spenderausgüsse eine Gewindekappe zum Aufschrauben auf das Aussengewinde des Ausgusses eines Behälters auf. Diese Gewindekappe weist einen verjüngten Ausguss-Stutzen auf, auf den in einer umlaufenden Ringnut ein O-Ring aus Gummi eingelegt ist. Dieser Ausguss-Stutzen ist vorne mit einer Abschlussfläche verschlossen, die jedoch mehrere Löcher aufweist, durch welche die Flüssigkeit ausströmen kann. Auf diesen Stutzen ist dann ein Ausgussrohr gesteckt, welches gegen sein Mündungsende hin ebenfalls verjüngt ist, jedoch nicht koaxial, sondern zur Seite hin versetzt, sodass also die Aussenwand des Ausgussrohres auf der einen Seite längs einer Geraden verläuft, wogegen sie auf der gegenüberliegenden Seite entsprechend der Verjüngung der Rohrmündung in Richtung zum Zentrum des Ausgussrohres hin versetzt wird. Im Zentrum des Ausgussrohres ist in seinem Innern, an der Stelle, wo der grosse Durchmesser in den kleineren übergeht, ein Fortsatz ausgeformt, der sich in axialer Richtung gegen die Rohrseite mit dem grösseren Durchmesser erstreckt. Dieser Fortsatz weist eine zentrale axiale Bohrung auf, die zur Aufnahme eines Metall- oder Kunststoffstiftes dient, auf den eine Doppelmembran aus Gummi aufgesteckt ist. Diese Doppelmembran bildet einen einstückigen Gummikörper, der im Wesentlichen zwei parallel zueinander und über eine Hohlachse voneinander beabstandete Gummischeiben aufweist, mit jeweils abgeschrägtem Scheibenrand. Der Metall- oder Kunststoffstift durchsetzt diese Doppelmembran und ragt in eine zentrale Bohrung in der Abschlussfläche des Ausguss-Stutzens. Somit ist die Doppelmembran zentral im Ausgussrohr gelagert und beidseits, das heisst oben und unten, gehalten. Am Ausgussrohr ist auf der einen Seite, wo das Rohräussere sich längs einer Geraden erstreckt, eine Aufnahmemuffe angeformt, deren Inneres über eine Bohrung mit dem Raum zwischen den beiden Gummischeiben der Doppelmembran kommuniziert und deren Rand auf der Innenseite etwas verdickt ist. In diese Muffe kann ein Gasbalg aus elastischem Material, der im Wesentlichen eine Halbkugel bildet, hineingedrückt werden. Er ist darin mittels eines zusätzlichen Dichtringes gehalten, der von aussen über den Gasbalg gestülpt wird und hinter den verdickten Rand der Muffe eingeklickt wird. Alle diese Kleinteile, im beschriebenen Beispiel deren sieben, müssen gesondert hergestellt und in aufwendiger Montagearbeit zusammengesetzt werden. Wo aber viel Montagearbeit nötig ist, sind auch Montagefehler nicht auszuschliessen, die sich oft als Fehlfunktionen auswirken, indem die Spenderausgüsse etwa undicht sind und die Behälterflüssigkeit nicht zurückzuhalten vermögen oder am Rand des Balges leck sind.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spenderausguss mit der eingangs beschriebenen Funktionsart zu schaffen, der aus wesentlich weniger Bauteilen hergestellt ist, der allein schon deshalb wesentlich kostengünstiger in der Herstellung ist und dessen Zusammenbau durch die wenigen Teile entscheidend vereinfacht ist, der weiter frei von Fehlfunktionen ist und insbesondere 100%ig dicht ist.
Diese Aufgabe wird gelöst von einem Spenderausguss, bestehend aus einer Gewindekappe mit verjüngtem Ausgussstutzen sowie einem zugehörigen Ausgussrohr, in dessen Innerem eine Doppelmembran das Ausgussrohr abdichtet, sowie einem elastischen Gasbalg zum Spenden von Flüssigkeitsportionen durch abwechselndes Deformieren der als Einwegventile wirkenden Membranscheiben der Doppelmembran als Folge der veränderten Druckverhältnisse beim Zusammendrücken und wieder Loslassen der Gasbalges, und der sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 auszeichnet.
In den Zeichnungen ist eine vorteilhafte Ausführung eines solchen Spenderausgusses aus zwei einstückigen, je in Zweikomponenten-Spritztechnik hergestellten Teilen in verschiedenen Ansichten gezeigt. Der Spenderausguss wird nachfolgend anhand dieser Zeichnungen im Detail beschrieben und seine Funktion wird erläutert.
Es zeigt:

Figur 1:: Den zusammengesetzten Spenderausguss in einer Schnittzeichnung von der Seite her gesehen;
Figur 2:: Die beiden einstückigen, je in Zweikomponenten-Spritztechnik hergestellten Bauteile nebeneinander vor dem Zusammenstecken, je in einer Schnittzeichnung von der Seite her gesehen;
Figur 3:: Das Ausgussrohr mit dem Aufnahmering für den Gasbalg in Spritzlage nach dem Spritzen der ersten Spritzkomponente;
Figur 4:: Das Ausgussrohr mit dem Gasbalg in Spritzlage nach dem Spritzen der zweiten Spritzkomponente;
Figur 5:: Die beiden je in Zweikomponenten-Spritztechnik gespritzten, einstückigen Bauteile vor dem Zusammenstecken.

Die Figur 1 zeigt den bereits zusammengesetzten Spenderausguss, wobei alle Teile sichtbar sind. Er besteht aus zwei einstückigen Bauteilen 21,22, die je in Zweikomponenten-Spritztechnik hergestellt wurden. Das eine Bauteil 21 bildet die Gewindekappe 1, welche auf der Unterseite einen verjüngten Ausguss-Stutzen 2 aufweist, der vorne mit einer Abschlussfläche 3 verschlossen ist, die jedoch von einer Anzahl Löcher 4 durchsetzt ist. Längs des Innenrandes der Gewindekappe und oberhalb ihres Gewindes sind schräg zum Umfang ausgerichtet viele nach innen abstehende Rippen 24 mit je einer scharfen Randkante 25 angeordnet. Diese Rippen 24 entwickeln beim Aufschrauben der Gewindekappe auf eine Mündung mit Aussengewinde eine Rätschenwirkung und stellen damit sicher, dass die aufgeschraubte Gewindekappe in dieser Lage gesichert ist. Zentral an der Abschlussfläche 3 des Ausgussstutzens 2 ist ein Fortsatz 5 angeformt, welcher sich wie ein Bolzen längs der Symmetrieachse der Gewindekappe 1 ein Stück weit nach unten erstreckt. Alle diese Teile des ersten Bauteils 21 sind aus einer ersten Spritzkomponente hergestellt, nämlich aus einem geeigneten Polyolefin, das heisst einem Polypropylen oder Polyethylen, oder aus einem Polyamid. An diesen Fortsatz 5 an der Abschlussfläche 3 ist nun als zweite Spritzkomponente des ersten Bauteils 21 die Doppelmembrane 6 angespritzt. Diese Doppelmembrane 6 besteht aus einem gummielastischen, spritzbaren Material, etwa aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem spritzbaren Gummi und bildet zwei voneinander beabstandete Membranscheiben 7,8, die an einer gemeinsamen Achse 9 sitzen. Der äussere Rand dieser Membranscheiben ist gegen unten geneigt, sodass dieser Rand wie eine Lippe von unten nach oben am Ausgussrohr 10 anliegt. Das Ausgussrohr mit dem Gasbalg 11 bildet das zweite einstückige Bauteil 22 des Spenderausgusses. Auch dieses zweite Bauteil 22 besteht aus zwei gesonderten Spritzkomponenten. Aus der ersten Spritzkomponente ist das Ausgussrohr 10, die seitliche Muffe 16 und der Haltering 12 für den gummielastischen Gasbalg 11 gespritzt, während der Gasbalg 11 selbst aus einer zweiten Komponente gespritzt ist. Wie dieses Ausgussrohr 10 mit Gasbalg 11 im Einzelnen aufgebaut und gespritzt ist, wird noch näher erklärt. Die beiden Bauteile 21,22 werden für den Zusammenbau bloss aufeinandergesteckt. Hierzu ist an der Gewindekappe 1 rund um deren Ausguss-Stutzen 2 ein umlaufender Kragen 13 gebildet, der einstückig zur Gewindekappe 1 gehört. Infolge dieses Kragens ist eine Kreisnut zwischen ihm selbst und dem Ausgussstutzen 2 gebildet, welche rundum den Ausguss-Stutzen 2 läuft. Auf der oberen Innenseite des Kragens 13 weist dieser eine umlaufende Vertiefung 14 auf. Der Endabschnitt des Ausgussrohres 10 und somit des zweiten einstückigen Bauteiles 22 weist demgegenüber aussen eine umlaufende Verdickung 15 auf, welche beim Zusammenstecken der beiden Bauteile 21,22 genau in die Vertiefung 14 einschnappt und dichtend in diese einpasst. Dadurch können die beiden Bauteile 21,22 bloss zusammengesteckt werden, wodurch eine zugfeste und dichte Verbindung entsteht. Das Ausgussrohr 10 schmiegt sich ausserdem satt an die Aussenfläche des Ausgussstutzens 2 an, sodass es daran gut geführt ist und sicherstellt, dass die Doppelmembran 6 schön zentriert im Innern des Ausgussrohres 10 zu liegen kommt und daher den Spenderausguss sicher gegen ungewolltes Auslaufen von Flüssigkeit abdichtet. Die Verbindung ist ausserdem so stark, dass sie die Reaktionskraft aufbringt, welche nötig ist, um auch beim Zusammendrücken des Balges den Spenderausguss in seiner Lage festzuhalten.
Die Figur 2 zeigt die beiden einstückigen, je in Zweikomponenten-Spritztechnik hergestellten Bauteile gesondert dargestellt, in der Lage zueinander vor ihrem Zusammenstecken. Die Gewindekappe 1 mit dem Ausguss-Stutzen 2 und dem daran angeformten Fortsatz 5 aus der ersten Spritzkomponente und die daran als zweite Spritzkomponente angespritzte Doppelmembran 6 bilden zusammen das erste einstückige Bauteil 21 des Spenderausgusses. Darunter dargestellt sieht man das zweite ebenfalls einstückige Bauteil 22. Es besteht aus dem Ausgussrohr 10 und der daran angeformten Muffe 16 und dem Haltering 12 für den Gasbalg 11. Das Ausgussrohr 10, die Muffe 16 und der Haltering 12 sind dabei aus der ersten Spritzkomponente hergestellt, während der elastische Gasbalg 11 aus einer zweiten Spritzkomponente hergestellt ist.
Die Figur 3 zeigt das Ausgussrohr 10 mit der Aufnahmemuffe 16 und dem Haltering 12 für den Gasbalg 11 in Spritzlage nach dem Spritzen der ersten Spritzkomponente. Man sieht das zweite Bauteil 22 hier von der rechten Seite in Figur 1 und 2 gesehen. Die Aufnahmemuffe 16 weist einen Rand 17 auf, der auf seiner Innenseite leicht verdickt ist, oder die Innenwand der Muffe 16 ist hinter dem Rand 17 leicht nach aussen versetzt. Der Haltering 12 ist über ein Filmscharnier 18 mit der Aufnahmemuffe 16 verbunden. Er weist seinerseits einen Rand auf, der auf seiner Aussenseite im Randbereich 20 leicht verdickt ist. Der Haltering 12 lässt sich um 180° um das Filmscharnier 18 umklappen und in die Aufnahmemuffe 16 einklicken, indem sein verdickter Rand 20 hinter dem verdickten Innenrand der Muffe 16 einschnappt und dann formschlüssig an der Innenwand der Aufnahmemuffe 16 anliegt.
Die Figur 4 zeigt das Ausgussrohr 10 mit dem bereits als zweite Spritzkomponente angespritzten Gasbalg 11 in Spritzlage in einem Schnitt längs der Linie A-A von Figur 3 gesehen. Man erkennt die Aufnahmemuffe 16 für den Haltering 12, der über das Filmscharnier 18 mit dieser verbunden ist. Dieses Filmscharnier 18 ermöglicht es ja, das Ausgussrohr 10 zusammen mit der Aufnahmemuffe 16 und dem Haltering 12 in einem Nu zu spritzen. In der hier gewählten Darstellung sieht man den verdickten Innenrand 19 der Aufnahmemuffe 16 sowie auch den verdickten Aussenrand 20 des Halteringes 12. An diesen Haltring 12 wird mittels einer zweiten Spritzkomponente der elastische Gasbalg 11 angespritzt. Danach ist das zweite einstückige Bauteil 22 für den Spenderausguss fertig.
Die Figur 5 zeigt schliesslich die beiden je in Zweikomponenten-Spritztechnik gespritzten, fertigen einstückigen Bauteile 21,22 vor dem Zusammenstecken. Man erkennt die Löcher 4 in der Abschlussfläche des Ausgussstutzens 2, sowie den Kragen 13, der den Ausgussstutzen 2 umläuft. Die Gewindekappe 1 ist auf der Aussenseite mit einer Rändelung 23 versehen, damit der Spenderausguss griffsicher auf eine Flaschenmündung aufgeschraubt werden kann. Unterhalb des Ausgussstutzens 2 sieht man die Doppelmembrane 6 mit den beiden voneinander beabstandeten Membranscheiben 7,8. Am darunter dargestellten Ausgussrohr 10 erkennt man die seitlich angebrachte Aufnahmemuffe 16 für den Haltering 12 und den von diesem gehaltenen Gasbalg 11. Am oberen Mündungsrand des Ausgussrohrs ist der verdickte Rand 15 zu erkennen, welcher beim Anstecken an das erste Bauteil 21 in eine entsprechende Vertiefung im Innenrand des Kragens 13 einpasst.

Claims

Spenderausguss, bestehend aus einer Gewindekappe (1) mit verjüngtem Ausgussstutzen (2) sowie einem zugehörigen Ausgussrohr (10), in dessen Innerem eine Doppelmembran (6) das Ausgussrohr (10) abdichtet, sowie einem elastischen Gasbalg (11) zum Spenden von Flüssigkeitsportionen durch abwechselndes Deformieren der als Einwegventile wirkenden Membranscheiben (7,8) der Doppelmembran (6) als Folge der veränderten Druckverhältnisse zwischen den Membranscheiben (7,8) beim Zusammendrücken und wieder Loslassen des Gasbalges (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Spenderausguss einzig aus zwei je in Zweikomponenten-Spritztechnik hergestellten, einstückigen Bauteilen (21,22) zusammengebaut ist, nämlich aus einer Gewindekappe (1) mit verjüngtem Ausgussstutzen (2) mit perforierter Abschlussfläche (3) und daran angeformtem zentralen Fortsatz (5) aus der ersten Spritzkomponente und einer an diesen Fortsatz (5) mit einer zweiten Spritzkomponente aus weichelastischem, spritzbaren Gummimaterial angespritzten Doppelmembrane (6) als erstes einstückiges Bauteil (21), und andrerseits aus einem Ausgussrohr (19) mit elastischem Gasbalg (11) als zweites einstückiges Bauteil (22), wobei aussen am Ausgussrohr (10) eine Muffe (16) ausgeformt ist, die auf einer Seite in ein Filmscharnier (18) übergeht, an welchem ein Haltering (12) mit Kragen angeformt ist, welcher dichtend in die Muffe (16) einklickbar ist und diese Teile aus einer ersten Spritzkomponente hergestellt sind, während an diesen Ring (12) aus einer zweiten Spritzkomponente ein halbkugelförmiger Gasbalg (11) aus elastischem Material angespritzt ist.
Spenderausguss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindekappe (1), deren Ausgussstutzen (2), der umlaufende Kragen (13) sowie der Fortsatz (5) am ersten Bauteil (21) sowie das Ausgussrohr (10), die Aufnahmemuffe (16) und der Haltering (12) am zweiten Bauteil (22) aus einem Polyolefin, das heisst einem Polypropylen oder Polyethylen, oder aus einem Polyamid gespritzt sind, während die Doppelmembrane (6) am Bauteil (21) sowie der Gasbalg (11) am Bauteil (22) aus einem thermoplastischen Elastomer oder spritzbaren Gummi gespritzt sind.
Spenderausguss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Ausgussstutzen (2) an der Gewindekappe (1) ein Kragen (13) angeformt ist, der in seiner Innenwand eine umlaufende Vertiefung (14) aufweist, in welche eine umlaufende Verdickung (15) am oberen Mündungsrand des Ausgussrohres (10) einpasst.
Spenderausguss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aussen und seitlich am Ausgussrohr (10) angeformte Muffe (16) einen Rand mit verdicktem Innenrand aufweist und der über das Filmscharnier (18) mit der Muffe (16) verbundene Haltering (12) einen Kragen mit verdicktem Aussenrand (20) aufweist, sodass der Haltering (12) in die Muffe (16) dichtend einklickbar ist, indem der Kragen des Halteringes (12) formschlüssig in die Muffe (16) einpasst.