EP2613888B1

EP2613888B1 - Dosiervorrichtung

Info

Publication number: EP2613888B1
Application number: EP11757180.2A
Authority: EP
Inventors: Hyeck Hee Lee; Frank Holzer; Ute Steinfeld; Markus Mahler
Original assignee: F Holzer GmbH
Current assignee: F Holzer GmbH
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: KR101708387B1; CY1122756T1; ES2769606T3; CN103118801B; WO2012031775A1; KR20140038338A; PT2613888T; RS59928B1; US20130200110A1; EP2613888A1; CN103118801A; CA2809047C; PL2613888T3; RU2562981C2; DE102010045059A1; HRP20200176T1; US9415925B2; DK2613888T3; HUE047548T2; LT2613888T

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zur dosierten Abgabe eines Fluids, bei der ein Vorratsbehälter mit einem Dosierkopf verbunden ist, wobei im Dosierkopf eine Spindel geführt ist, die einen Durchgangskanal für das zu transportierende Fluid aufweist.
Dosiervorrichtungen zur dosierten Abgabe eines Fluids sind im Stand der Technik zahlreich bekannt.
So wird z.B. in der EP 0 473 892 A2 eine Fluidabgabeeinrichtung für ein keimfreies Fluid beschrieben, bei der ein Vorratsbehälter mit einem Betätigungsknopf verbunden ist und zum Transport des Fluids ein Kolbenzylindersystem vorgesehen ist. Bei derartigen Fluidabgabeeinrichtungen ist es dabei problematisch, eine hinreichende Dichtigkeit zu erreichen. Eine Dichtigkeit einer derartigen Fluidabgabeeinrichtung ist insbesondere wichtig, um für empfindliche Fluide ein steriles System zu realisieren. Auch weisen derartige Fluidabgabeeinrichtungen mit einem Kolben-Zylindersystem den Nachteil auf, dass die zu befördernde Menge nicht immer exakt bestimmbar ist. Auch weisen derartige Fluidabgabeeinrichtungen, wie sie in der EP 0 473 892 A2 beschrieben sind, Schwierigkeiten auf, wenn als keimfreies Fluid Augentropfen verwendet werden sollen. Für diesen Anwendungsfall ist es nämlich wichtig, dass ein sog. "oligodynamischer Effekt" ausgenutzt wird. Die Realisierung eines derartigen oligodynamischen Effektes ist ebenfalls bei Kolben-Zylindersystemen nicht einfach.
Die EP 1 214 984 A2 ist gerichtet auf einen Spender für Medien. Der Austragkopf des Spenders weist einen Tragkörper und einen gegenüber diesem durch eine nachgiebige Verbindung, nämlich einen biegbaren Kanalabschnitt, schwenkbaren Kopfkörper mit dem Medienauslass auf. Die Biegung des Kanalabschnittes wird durch ein einachsiges Gelenk geführt und durch die Schwenkbewegung wird eine Betätigungshandhabe zur manuellen Betätigung eines Austraghubes einer Pumpe zugänglich.
Die WO 2009/109370 A1 betrifft eine Dosierungsvorrichtung zur dosierten Abgabe von Flüssigpräparaten, insbesondere zur Dosierung von medizinischen, pharmazeutischen und kosmetischen Flüssigpräparaten, wobei auf die Verwendung von Konservierungsmitteln verzichtet werden kann.
Die WO 2004/058413 A1 ist gerichtet auf ein Abgabeelement für flüssige Produkte, das dazu bestimmt ist, an der Öffnung eines Behälters für flüssige Produkte montiert zu werden.
Die US 6,422,434 B1 betrifft eine für große Dosen geeignete Dispenserpumpe, welche eine nach unten gerichtete Düsenspitze und eine Auslassventilanordnung in einer Düse aufweist.
Die DE 197 42 890 A1 ist gerichtet auf einen Spender zur Aufnahme und Abgabe von Produkten aller Art ohne Verwendung von Treibmitteln. Der Spender besteht im Wesentlichen aus einem faltenbalgartigen Behälter zur Aufnahme des Füllgutes, einem oder mehreren Federpaketen, einer Sperre im unteren Bereich und einer Abdeckung im oberen Bereich. Diese Druck-Einheit wird in einen, mit Gleitrippen versehenen Außenbehälter eingesetzt.
Die EP 0 492 354 A1 betrifft eine Dosier- und Spraypumpe zur Abgabe flüssiger, niederviskoser und pastöser Stoffe. Bei dieser ist ein elastischer Faltenbalg verbindend zwischen zwei teleskopartig gegeneinander beweglichen Kunststoff-Gehäuseteilen angeordnet, welcher als Ausgabeventil am einen Ende eine Ventilringwand aufweist, welche die Mantelfläche einer am ersten Gehäuseteil angeformten Ringwand dichtend und abhebbar umschließt. Als Ansaugventil weist der Faltenbalg an seinem anderen Ende eine Ventilringwand auf, die an der Mantelfläche eines am zweiten Gehäuseteil angeformten Ventilsitzes (42) dichtend und abhebbar anliegt, durch welchen das Pumpmedium in den Faltenbalg angesaugt wird.
Ausgehend hiervon ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosiervorrichtung vorzuschlagen, bei der zum einen eine hohe Dichtigkeit erreicht wird, so dass eine sterile Verabreichung des Fluids möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Dosiervorrichtung mit einer Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf, wobei insbesondere ein oligodynamischer Effekt realisiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird somit eine Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1 vorgeschlagen, bei der im Betriebszustand ein Vorratsbehälter mit einem Dosierkopf verbunden ist, wobei im Dosierkopf eine Spindel geführt ist, die einen Durchlasskanal aufweist, der das Auslass- und das Einlassventil verbindet.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Spindelsystems statt eines Kolben-Zylindersystems hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass dadurch eine extrem hohe Dichtigkeit des Systems erreicht werden kann. Dadurch ist ein keimfreies und sicheres Dosieren von Fluiden möglich. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat weiterhin den Vorteil, dass durch die vorstehend beschriebene Bauweise das Auslassventil in vielfältiger Weise gestaltet werden kann, so dass u.a. z.B. auch ein Kugelventil verwendet werden kann. Bei Verwendung eines Kugelventils ist der Vorteil verbunden, dass dieses z.B. als silberbeschichtete Metallkugel ausgebildet sein kann, so dass damit ein oligodynamischer Effekt ausgeübt werden kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung besteht darin, dass ein sicheres, auch vom Volumen her genaues Dosieren des zu verabreichenden Fluids realisierbar ist. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung bietet somit ein hohes Maß an Keimfreiheit und Betriebssicherheit durch das neuartige Spindelsystem.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung dabei so aufgebaut, dass die Spindel im Dosierkopf und Pumpengehäuse geführt ist, wobei die Spindel die als zylindrisches Bauteil ausgeführt ist, eine zentrale Bohrung aufweist, die dann den Durchgangskanal bildet. Der Vorteil einer derartigen Konstruktion besteht darin, dass dadurch eine optimale Verbindung zwischen dem Auslass und dem Einlassventil hergestellt werden kann. Bevorzugt ist dabei dann der Durchgangskanal so aufgebaut, dass er in Richtung des Einlassventils aufgeweitet ist. Dadurch wird erreicht, dass im Zusammenspiel mit dem Einlassventil das einzusaugende Fluid optimal in den Durchgangskanal befördert werden kann. Ein weiteres wesentliches Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass bei der Spindel der Durchgangskanal dann in Richtung des Auslassventils so dimensioniert ist, dass das Auslassventil in den Durchgangskanal eingreifen kann. Der Durchgangskanal ist somit auslassseitig so dimensioniert und ausgebildet, dass er dann zusammen mit dem Auslassventil, das in vielfältiger Weise ausgestaltet werden kann, zusammenwirkt, um eine optimale Dichtigkeit zu erreichen. Der Durchgangskanal sollte dabei vorzugsweise eine geringe Länge aufweisen, damit ein geringes Restvolumen erreicht werden kann.
Bei der Dosiervorrichtung nach der Erfindung kann selbstverständlich im Vorratsbehälter selbst, wie es bereits im Stand der Technik schon bekannt ist, z.B. ein Faltenbalg oder ein Folienbeutel angeordnet sein. Der Faltenbalg und der Innen- bzw. Folienbeutel streben aufgrund der eigenen Materialstärke in ihre Ursprungsposition zurück, wodurch eine Absaugkraft erzeugt, die eine weiter verbesserte Abdichtung ermöglicht.
Bevorzugt ist dabei der Vorratsbehälter ein zylindrischer Behälter und die Öffnung ist in einem verjüngten Bereich, der als Hals ausgebildet ist, angeordnet. Insbesondere diese Ausführungsform des Vorratsbehälters ist bevorzugt. Die Ausbildung des Halses ist in der Weise günstig, dass dann am Hals außenseitig zur Verbindung des Dosierkopfes mit dem Pumpengehäuse eine Einrastverbindung angeordnet sein kann. Bei dieser Ausführungsform verbindet somit die Einrastverbindung den Vorratsbehälter mit dem Pumpengehäuse und dem Dosierkopf. Im Dosierkopf ist dabei bevorzugt eine Feder oder ein Faltenbalg, bevorzugt mit integrierter Dichtfunktion, zwischen der Innenseite des Dosierkopfes und der Einrastverbindung angeordnet. Als Federn können hierbei bevorzugt Federn aus Metall eingesetzt werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn zur Verbesserung der Dichtigkeit die Einrastverbindung über eine erste Dichtung mit der Öffnung des Vorratsbehälters verbunden ist. Diese erste Dichtung ist dabei bevorzugterweise an der Stirnseite des Halses angeordnet und kann damit zum Abdichten der Einrastverbindung mit dem Pumpengehäuse dienen. Eine weitere Verbesserung kann auch dadurch erreicht werden, wenn eine zweite Dichtung, und zwar zwischen der Einrastverbindung und der Spindel im Inneren des Pumpengehäuses vorgesehen ist. Die Spindel wird dann durch diese Dichtung hindurchgeführt.
Wie bereits eingangs ausgeführt, besteht ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung darin, dass durch das Spindelsystem eine große Variabilität in Bezug auf das Auslassventil möglich ist. Als Einlassventil wird Kunststoffventil verwendet.
Betreffend das Auslassventil sind verschiedene Ausgestaltungen möglich. So kann das Auslassventil in Form eines Kugelventils ausgebildet sein. In diesem Falle ist dann der Ventilsitz in der Spindel selbst ausgebildet. Die Kugel und die Feder, die zusammenwirken, sind in der Dosiervorrichtung an der geeigneten Stelle angeordnet und wirken dann mit dem Ventilsitz zusammen.
Eine andere Möglichkeit, das Auslassventil zu gestalten, besteht in der Weise, dass statt einer Kugel ein Faltenbalg oder ein Ventilkolben vorgesehen ist. Auch können faltenbalgartige Federn, die mit einem Kunststoffkegel gemeinsam das Auslassventil bilden, vorgesehen sein. Letztlich kann das Auslassventil auch durch einen speziell ausgebildeten Konus gebildet sein, wobei dann der Konus selbst eine Auslassöffnung aufweist. Dieser Konus wirkt dann wieder wie bei einem Ventil bekannt mit einer Kugel und einer Feder zusammen.
Zur Realisierung eines oligodynamischen Effektes kann selbstverständlich die Kugel, die im Auslassventil vorgesehen ist, mit Silber beschichtet sein. Auch können Keramikkugeln, Stahlkugeln, Glaskugeln oder Silber-Kupfer-Kugeln eingesetzt werden. Bei den Federn, die in Wirkverbindung mit den Kugeln stehen, können Metallfedern oder auch mit Kunststoff beschichtete Metallfedern oder auch Kunststofffedern eingesetzt werden.
Bei der Dosiervorrichtung nach der Erfindung kann, wie bereits eingangs schon beschrieben, ein Faltenbalg oder ein Kunststoff- oder ein Folienbeutel zur Bevorratung des Fluids vorgesehen sein. Der Faltenbalg kann dabei, wie an und für sich aus dem Stand der Technik bekannt, auch noch einen Schleppkolben aufweisen. Auch ist es bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung bevorzugt, wenn der Faltenbalg an mindestens einer Falte eine Kontaktvorrichtung aufweist, die mit der Innenseite des Vorratsbehälters in Kontakt steht. Hierdurch kann erreicht werden, dass mit der Kontaktvorrichtung ein optimales Gleiten des Faltenbalges über die Kontaktvorrichtung mit der Innenseite des Vorratsbehälters gewährleistet ist. Ebenso wird dadurch ermöglicht, dass der Faltenbalg bzw. der Innenbeutel seine Ursprungsposition beibehält.
Von der Materialwahl her sind grundsätzlich alle Materialien sowohl für den Faltenbalg als auch für den Folienbeutel einsetzbar, die dem Fachmann bekannt sind. Bevorzugte Materialien sind Polyamid (PA), Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder Polyurethan (PU). Zur Verbesserung des oligodynamischen Effektes kann auch der Dosierkopf selbst aus den vorstehend genannten Materialien ausgewählt sein, wobei dann noch zusätzlich ein Additiv, und zwar hier bevorzugt Silber, mit eingearbeitet ist. Dieses Additiv wird dann beim Betätigen, d.h. beim Hindurchtritt des Fluids durch die Auslassöffnung mit Silber in Kontakt kommen, so dass ein oligodynamischer Effekt realisiert werden kann.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung kann insbesondere für flüssige oder halbfeste Inhalte, wie z.B. Gele, Salben oder Cremes, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung wird durch die nachfolgenden Figuren 1, 2 und 4 bis 6 näher beschrieben.

Figur 1 zeigt eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einem Faltenbalg.
Figur 2 zeigt eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einem Innenbeutel.
Figur 3 zeigt eine Dosiervorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel mit zwei Kugel-Ventilen und Innenbeuteln.
Figur 4 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung.
Figur 5 zeigt erfindungsgemäße Varianten eines Auslassventils.
Figur 6 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Auslassventils.
Figur 7 zeigt weitere erfindungsgemäße Varianten eines Auslassventils.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem Faltenbalg im Dosierkopf und einem Ventilkolben im Auslassventil.

In Figur 1 ist eine erste erfindungsgemäße Dosiervorrichtung dargestellt, wobei Figur 1a die Dosiervorrichtung beim Drücken des Dosierkopfes zeigt, während Figur 1b die Dosiervorrichtung bei der Rückstellung, d.h. beim Relaxieren zeigt.
Figur 1 zeigt eine Dosiervorrichtung 1, die einen Vorratsbehälter 2 mit einem Boden 3 aufweist. Im Vorratsbehälter 2 ist ein Faltenbalg 11 angeordnet. Auf der dem Boden gegenüber liegenden Seite ist eine Öffnung 4 angeordnet, in die ein Dosierkopf 5 eingesetzt ist. Der Dosierkopf weist dabei ein Pumpengehäuse 6, ein in den Vorratsbehälter 2 hinein ragendes Einlassventil 7 sowie ein Auslassventil 9 auf. Das Einlassventil 7 ist über einen Durchgangskanal 10, der in einer Spindel 8 angeordnet ist, mit dem Auslassventil 9 verbunden.
Das Auslassventil 9 ist zusätzlich in vergrößerter Darstellung abgebildet, wobei der Dosierkopf 5 eine Öffnung 16 aufweist und im Dosierkopfinneren eine Kugel 17 angeordnet ist, die mit Hilfe einer Feder 18 zum Verschluss des Durchgangskanals 10 dient.
Ebenso ist schematisch der Schließmechanismus des Einlassventils 7 in Form eines Kunststoffventils in vergrößerter Darstellung abgebildet.
Der Dosierkopf 5 ist über eine Einrastverbindung 12 mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden, wobei hier eine Abdichtung über eine erste Dichtung 14 sowie eine zweite Dichtung 15, die zwischen der Spindel 8 und der Einrastverbindung 12 angeordnet ist, erfolgt. Der Dosierkopf 5 steht dabei über eine Feder 13, die zwischen der Innenseite des Dosierkopfes 5 und der Einrastverbindung 12 angeordnet ist, mit der Einrastverbindung 12 in Verbindung.
Beim Drücken des Dosierkopfes 5 bewegt sich die Spindel 8 in Richtung des Vorratsbehälters 2 und erzeugt einen erhöhten Innendruck im Innenraum des Pumpengehäuses 6. Aufgrund des erhöhten Innendrucks schließt sich das Einlassventil 7, während sich das Auslassventil 9 schließt, indem die Kugel 17 aufgrund des Innendruckes gegen die Feder 18 gepresst wird. Hierdurch kann die Lösung aus der Öffnung 16 entweichen.
Der Vorgang der Relaxation wird in Figur 1b dargestellt. Durch das Entweichen der Lösung reduziert sich der Innendruck im Innenraum des Pumpengehäuses 6. In Folge kehrt der Feder 18 in ihren Ausgangszustand zurück und drückt die Kugel 17 nach unten, so dass das Auslassventil 9 geschlossen wird. Da die Spindel 8 sich nach oben bewegt und das Auslassventil 9 geschlossen ist, kommt es zu einer Druckabnahme im Innenraum des Pumpengehäuses 6, wodurch sich das Einlassventil 7 öffnet. Anschließend erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Pumpengehäuses 6 und dem Faltenbalg 11. In dem Moment, in dem der Dosierkopf 5 in seine Ausgangsposition zurückkehrt, ist der Innendruck im Bereich des Pumpengehäuses 6 fast ausgeglichen und das Einlassventil 7 ist geschlossen.
Bei Loslassen des Pumpkopfes erfolgt eine Aufwärtsbewegung der Spindel 8. Dadurch entsteht ein Sog im Inneren des Pumpgehäuses 6 und des Durchlasskanals 10. Dieser Sog bewirkt gleichzeitig das Einströmen von Flüssigkeit durch das Einlassventils 7 in das Innere des Pumpengehäuses 6 und des Durchlasskanals 10 und zum anderen das feste Ansaugen des oberen Ventilabschlusses, also der Kugel 17, auf die untere Auslassöffnung 22 des Spindelkanals. Dies hat zur Folge, dass das Einlassventil 7 und das Auslassventil 9 nie gleichzeitig geöffnet sind.
In Figur 2 ist eine zu Figur 1 vergleichbare Dosiervorrichtung 1 dargestellt, die anstelle eines Faltenbalgs einen Innenbeutel 40 im Vorratsbehälter 2 aufweist.
Auch hier ist in Figur 2a die Dosiervorrichtung beim Drücken des Dosierkopfes dargestellt, während Figur 1b die Dosiervorrichtung bei der Rückstellung, d.h. beim Relaxieren zeigt.
Beim Drücken des Dosierkopfes 5 bewegt sich die Spindel 8 in Richtung des Vorratsbehälters 2 und erzeugt einen erhöhten Innendruck im Innenraum des Pumpengehäuses 6. Aufgrund des erhöhten Innendrucks schließt sich das Einlassventil 7, während sich das Auslassventil 9 schließt, indem die Kugel 17 aufgrund des Innendruckes gegen die Feder 18 gepresst wird. Hierdurch kann die Lösung aus der Öffnung 16 entweichen.
Der Vorgang der Relaxation wird in Figur 2b dargestellt. Durch das Entweichen der Lösung reduziert sich der Innendruck im Innenraum des Pumpengehäuses 6. In Folge kehrt der Feder 18 in ihren Ausgangszustand zurück und drückt die Kugel 17 nach unten, so dass das Auslassventil 9 geschlossen wird. Da die Spindel 8 sich nach oben bewegt und das Auslassventil 9 geschlossen ist, kommt es zu einer Druckabnahme im Innenraum des Pumpengehäuses 6, wodurch sich das Einlassventil 7 öffnet. Anschließend erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Pumpengehäuses 6 und dem Innenbeutel 40. In dem Moment, in dem der Dosierkopf 5 in seine Ausgangsposition zurückkehrt, ist der Innendruck im Bereich des Pumpengehäuses 6 fast ausgeglichen und das Einlassventil 7 ist geschlossen.
Bei Loslassen des Pumpkopfes erfolgt eine Aufwärtsbewegung der Spindel 8. Dadurch entsteht ein Sog im Inneren des Pumpgehäuses 6 und des Durchlasskanals 10. Dieser Sog bewirkt gleichzeitig das Einströmen von Flüssigkeit durch das Einlassventils 7 in das Innere des Pumpengehäuses 6 und des Durchlasskanals 10 und zum anderen das feste Ansaugen des oberen Ventilabschlusses, also der Kugel 17, auf die untere Auslassöffnung 22 des Spindelkanals. Dies hat zur Folge, dass das Einlassventil 7 und das Auslassventil 9 nie gleichzeitig geöffnet sind.
In Figur 3 ist eine Dosiervorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel dargestellt, die analog zu Figur 2 einen Innenbeutel 30 aufweist. Zusätzlicher Unterschied dieser Dosiervorrichtung ist es, dass anstelle eines Kunststoffventils als Einlassventil 7 ein Kugelventil mit metallischer Kugel eingesetzt wird.
Beim Drücken des Dosierkopfes 5 bewegt sich die Spindel 8 in Richtung des Vorratsbehälters 2 und erzeugt einen erhöhten Innendruck im Innenraum des Pumpengehäuses 6. Aufgrund des erhöhten Innendrucks schließt sich das Einlassventil 7, indem die Kugel 20 aufgrund des Innendrucks nach unten gedrückt wird, während sich das Auslassventil 9 schließt, indem die Kugel 17 aufgrund des Innendruckes gegen die Feder 18 gepresst wird. Hierdurch kann die Lösung aus der Öffnung 16 entweichen.
Der Vorgang der Relaxation wird in Figur 3b dargestellt. Durch das Entweichen der Lösung reduziert sich der Innendruck im Innenraum des Pumpengehäuses 6. In Folge kehrt der Feder 18 in ihren Ausgangszustand zurück und drückt die Kugel 17 nach unten, so dass das Auslassventil 9 geschlossen wird. Da die Spindel 8 sich nach oben bewegt und das Auslassventil 9 geschlossen ist, kommt es zu einer Druckabnahme im Innenraum des Pumpengehäuses 6, wodurch sich das Einlassventil 7 öffnet. Anschließend erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Pumpengehäuses 6 und dem Innenbeutel 30. In dem Moment, in dem der Dosierkopf 5 in seine Ausgangsposition zurückkehrt, ist der Innendruck im Bereich des Pumpengehäuses 6 fast ausgeglichen und das Einlassventil 7 ist geschlossen.
Bei Loslassen des Pumpkopfes erfolgt eine Aufwärtsbewegung der Spindel 8. Dadurch entsteht ein Sog im Inneren des Pumpgehäuses 6 und des Durchlasskanals 10. Dieser Sog bewirkt gleichzeitig das Einströmen von Flüssigkeit durch das Einlassventils 7 in das Innere des Pumpengehäuses 6 und des Durchlasskanals 10 und zum anderen das feste Ansaugen des oberen Ventilabschlusses, also der Kugel 17, auf die untere Auslassöffnung 22 des Spindelkanals. Dies hat zur Folge, dass das Einlassventil 7 und das Auslassventil 9 nie gleichzeitig geöffnet sind.
In Figur 4 ist eine zu Figur 1 vergleichbare Dosiervorrichtung 1 dargestellt, die im Auslassventil 9 zusätzlich zu einer Feder 26 einen Konus 23 aufweist.
Ein Konus 23 mit Auslassöffnung ist beweglich zwischen der Kugel 17 und der Feder 26 gelagert und bildet den oberen Bereich des Auslassventils 9. Bei Betätigung der Pumpe wird der Konus 23 eng auf die Kugel 17 nach unten gedrückt und die Kugel 17 auf die untere Auslassöffnung 24 des Spindelkanals gedrückt.
Gleichzeitig wird das Flüssigkeitsvolumen in der Kammer des Auslassventils 9 durch den nach unten geführten Konus 23 praktisch vollständig verdrängt und entweicht durch die Auslassöffnung 25 im Konus 23 nach außen, wodurch das Restvolumen in der Ventilkammer minimiert wird. Ein Entweichen der Flüssigkeit seitlich des Konus 23 erfolgt nicht, da eine Auslassöffnung 25 im Konus 23 vorhanden ist. Nach Austritt der Flüssigkeit bleibt der Konus 23 durch die innere Feder 26 nach unten gedrückt, so dass die Kugel 17 fest auf die Auslassöffnung 24 des Spindelkanals gedrückt wird, d.h. das Ventil schließt dicht ab.
Bei Loslassen des Pumpkopfes erfolgt eine Aufwärtsbewegung der Spindel 8. Dadurch entsteht ein Sog im Inneren des Pumpgehäuses 6 und des Durchlasskanals 10. Dieser Sog bewirkt gleichzeitig das Einströmen von Flüssigkeit durch das Einlassventils 7 in das Innere des Pumpengehäuses 6 und des Durchlasskanals 10 und zum anderen das feste Ansaugen des oberen Ventilabschlusses, also der Kugel 17, auf die untere Auslassöffnung 24 des Spindelkanals. Dies hat zur Folge, dass das Einlassventil 7 und das Auslassventil 9 nie gleichzeitig geöffnet sind.
Alternativ kann anstelle der Kugel 17 auch ein Kunststoffventil vorhanden sein. In diesem Falle ist der Konus dann auch unten flach ausgestaltet um einen möglichst engen Kontakt mit dem Ventilverschluss auszuüben.
Figur 5 zeigt verschiedene Ausführungsformen für das Auslassventil 9.
So zeigt Figur 5a eine Variante, bei der statt einer Kugel ein Faltenbalg 27 vorgesehen ist. Dieser Faltenbalg wird bei bestehendem Innendruck nach oben gedrückt, während sich bei der Relaxation, d.h. der Reduzierung des Innendrucks im Innenraum, der Faltenbalg in Richtung der Auslassöffnung 24 des Spindelkanals bewegt und diese dicht abschließt.
Figur 5b zeigt eine Variante, bei der ein Faltenbalg 28 mit kegelförmig zulaufender Spitze 29 vorgesehen ist. Hier bewegt sich die kegelförmig zulaufende Spitze bei der Relaxation in Richtung der Auslassöffnung 24 des Spindelkanals, so dass die Auslassöffnung 24 durch die Spitze 29 verschlossen und abgedichtet wird.
Figur 5c zeigt eine Variante mit einer Feder 30, die in Richtung der Auslassöffnung mit einem Kunststoff-kegel 31 versehen ist. Hier bewegt sich der Kunststoffkegel 31 bei der Relaxation in Richtung der Auslassöffnung 24 des Spindelkanals, setzt sich auf diese und verschließt so die Auslassöffnung 24.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform für das Auslassventil 9. Hier wird gezeigt, dass statt einer Feder 18 auch ein Federbalg 19 eingesetzt werden kann, um die Rückstellkraft für die Kugel 17 zu bewirken.
Figur 7 zeigt weitere Varianten für das Auslassventil 9.
In Figur 7a ist eine Variante dargestellt mit einer Kugel 17, einem Konus 23 und einer Feder 26. Hier ist ein seitlicher Auslasskanal 32 angeordnet, über den die Lösung austreten kann.
Figur 7b zeigt eine Variante mit einem einteiligen Kunststoff-Konus 23 und einer Feder 26. Auch hier ist ein seitlicher Auslasskanal 32 angeordnet.
Figur 7c zeigt eine Variante mit einem einteiligen Kunststoff-Konus 23 und einer Feder 26. Ein Entweichen der Flüssigkeit seitlich des Konus 23 erfolgt hier nicht, da eine Auslassöffnung 25 im Konus 23 vorhanden ist.
Figur 8 zeigt nun eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung. In Figur 8a ist dabei wieder die komplette Dosiervorrichtung mit dem Dosierkopf 5 und dem Vorratsbehälter 2 dargestellt. Wesentliches Element dieser Ausführungsform ist, dass im Dosierkopf ein Faltenbalg 41 zwischen der Innenseite des Dosierkopfes 5 und der Einrastverbindung 12 angeordnet ist. Die Ausführungsform nach Figur 8a sieht dabei einen einteiligen elastischen Faltenbalg 41 vor, der zusätzlich eine integrierte Dichtfunktion beidseitig aufweist. Dazu ist der elastische Faltenbalg 41 mit Dichtelementen 43 verbunden, die dann ein optimales Abdichten des Faltenbalgs in Richtung der Innenseite des Dosierkopfes ermöglichen. Der weitere Aufbau entspricht demjenigen, wie er in den vorangegangenen Figuren detailliert beschrieben worden ist. Der Dosierkopf 5 weist als weitere Alternative hier noch eine Abwandlung in Bezug auf das Auslassventil 9 auf. Das Auslassventil 9 ist nun in Abwandlung der schon beschriebenen Ausführungsform so aufgebaut, dass hier statt der Kugel ein Ventilkolben 40 vorgesehen ist. Der Ventilkolben 40 ist dabei so ausgebildet, dass er auf seiner zur Öffnung hin gerichteten Seite eine halbkreisförmige Aufwölbung aufweist, so dass die Ventilöffnung 45 verschlossen werden kann. Ein weiterer Vorteil der Ausführungsform nach Figur 8b besteht darin, dass auch eine seitliche Ventilöffnung 42 vorgesehen sein kann, durch die dann das zu transportierende Fluid in Richtung Auslass befördert wird.
Als entscheidender Vorteil dieser Ausführungsform ist zu nennen, dass der Faltenbalg 41 als elastischer Faltenbalg ausgebildet ist und durch seine integrierte Dichtfunktion einen optimalen Betrieb der Dosiervorrichtung erlaubt.

Claims

Dosiervorrichtung (1) zur dosierten Abgabe eines Fluids, umfassend einen Vorratsbehälter (2) mit einer, auf der dem Boden (3) gegenüberliegenden Seite, angeordneten Öffnung (4), einen im Betriebszustand mit der Öffnung (4) verbundenen Dosierkopf (5) mit einem Auslassventil, ein mit der Innenseite der Öffnung (4) verbundenem Pumpengehäuse (6) mit einem in Richtung des Inneren des Vorratsbehälters (2) angeordneten Einlassventil (7), wobei der Dosierkopf (5) eine Spindel (8) aufweist, die einen das Auslassventil (9) und das Einlassventil (7) verbindenden Durchgangskanal (10) aufweist, wobei das Einlassventil (7) ein Kunststoffventil und kein Kugelventil ist.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (8) im Dosierkopf (5) und Pumpengehäuse (6) geführt ist und eine zentrale Bohrung aufweist, die den Durchgangskanal (10) bildet.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (10) in Richtung des Einlassventils (7) aufgeweitet ist.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (10) in Richtung des Auslassventils (9) so dimensioniert ist, dass das Auslassventil (9) eingreifen kann.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorratsbehälter (2) ein Faltenbalg (11) oder ein Folienbeutel (30) angeordnet ist, der dichtend mit dem Pumpengehäuse (6) verbunden ist.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (2) ein zylindrischer Behälter ist und die Öffnung (4) in einem verjüngten Bereich, der als Hals ausgebildet ist, angeordnet ist.
Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Öffnung (4) des Vorratsbehälters (2) eine Einrastverbindung (12) vorgesehen ist, die das Pumpengehäuse (6) mit dem Vorratsbehälter (2) und dem Dosierkopf (5) verbindet.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Dosierkopf (5) ein Faltenbalg (41) mit integrierter Dichtfunktion oder eine Feder (13) zwischen der Innenseite des Dosierkopfes (5) und der Einrastverbindung (12) angeordnet ist und in Wirkverbindung mit der Einrastverbindung (12) steht.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrastverbindung (12) über eine erste Dichtung (14) mit der Öffnung (4) des Vorratsbehälters (2) verbunden ist.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einrastverbindung (12) und der Spindel (8) eine zweite Dichtung (15) vorgesehen ist.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (9) durch eine Öffnung (16) im Dosierkopf (5), die mit einer Kugel (17), mit einer Feder (18), einem Faltenbalg (19) oder einem Ventilkolben (40) zusammenwirkt oder durch einen Kunststoff-Kegel (30) mit Feder (31) gebildet ist.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (17) eine silberbeschichtete Stahlkugel, eine Glaskugel, eine Silber-Kupfer-Kugel oder eine Keramik-Kugel ist.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (18), mit der das Auslassventil (9) zusammenwirkt, eine Metallfeder, eine mit Kunststoff beschichtete Metallfeder oder eine Kunststofffeder ist.
Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (9) durch einen Konus (23) mit einer Auslassöffnung (25), die mit einer Kugel (17) und einer Feder (26) zusammenwirkt, gebildet ist.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorratsbehälter (2) ein Faltenbalg (11) angeordnet ist, der dichtend mit dem Pumpengehäuse (6) verbunden ist, wobei der im Vorratsbehälter (2) angeordnete Faltenbalg (11) einen Schleppkolben aufweist.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorratsbehälter (2) ein Faltenbalg (11) angeordnet ist, der dichtend mit dem Pumpengehäuse (6) verbunden ist, wobei der im Vorratsbehälter (2) angeordnete Faltenbalg (11) an mindestens einer Falte eine Kontaktvorrichtung aufweist, die mit der Innenseite des Vorratsbehälters (2) in Kontakt steht.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (11) oder der Folienbeutel (40) aus Kunststoffen, ausgewählt aus PA, PET, PTEE, PP, PE oder PU, besteht.
Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Dosierkopfes (5), des Pumpengehäuses (6) und des Vorratsbehälters (2) aus den folgenden Kunststoffen ausgewählt ist: PA, PET, PTEE, PP, PE oder PU.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Dosierkopfes (5) bevorzugt im Bereich der Auslassöffnung (16) Silber als Additiv enthält.
Verwendung der Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19 als Dosiervorrichtung für flüssige oder halbfeste Inhalte, wie z.B. Gele, Salben, Cremes, etc.