DE3702104A1 - Verschluss zur dosierten ausgabe von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeit, mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Abdich­ tungstellern, die zwischen sich einen die Dosiermenge bestimmenden Raum belassen und denen eine relativ dazu verlagerbare, zylinderartige Gegen­ dichtfläche zugeordnet ist derart, daß in der einen Endstellung der Verlagerung jeweils die eine Abdichtsitzstelle geöffnet und die andere Abdichtsitzstelle geschlossen ist, und wobei dem Raum ein seitwärts gerichteter Ausflußquerschnitt zugeordnet ist.

Volumetrische Vorrichtungen zur Abgabe abgemessener Kleinstmengen flüssigen Füllinhalts sind bspw. in Form der sogenannten Tropfen-Spen­ der bekannt, die auf dem medizinischen Gebiet und auch auf dem Kosme­ tiksektor gewisse Verbreitung gefunden haben. Die Abgabe erfolgt unter Kippen des Behälters, wobei, je nach der Fließfähigkeit des Füllinhaltes, dann in zeitlich mehr oder weniger großen Abständen die Tropfen-Folge einsetzt. Die Tropfenöffnung wird meist durch einen besonderen Deckel verschlossen.

Ein gattungsgemäßer Dosierverschluß ist durch die DE-OS 30 14 267 bekannt. Dort sitzen die den Raum in axialer Richtung begrenzenden Abdichtungsteller an einer zentralen Stange, die ausgabeseitig am Kopf eines Schiebers angreift. Der Schieber ist auf dem Verschlußgehäuse anschlagbegrenzt geführt. Seine Kopfzone setzt sich in einen den Aus­ flußquerschnitt öffnenden bzw. schließenden Deckel fort. Eine solche Ausgestaltung ist verhältnismäßig fertigungsaufwendig und im übrigen auch bedienungsnachteilig insofern, als die Betätigungskraft als Kom­ ponente eingeleitet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Verschluß zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeit in herstellungstechnisch einfacher, gebrauchsvorteilhafterer Weise so auszubilden, daß eine exakte Ausgabe selbst kleinster Mengen sicher erreicht wird.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung.

Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Dosierverschluß von erhöhtem Gebrauchswert erzielt: Dieser liegt vor allem in der ge­ brauchsstabilen, betätigungs- und führungsgünstigen Zuordnung der Funktionsteile zueinander. Der die zylinderartige Gegendichtfläche bilden­ de Topf ist von Hause aus stabil und von solcher als Drucktaste präde­ stiniert. Die Betätigungskräfte können praktisch nur in der axialen Verschieberichtung aufgebracht werden. Selbst leicht abweichender Betätigungsdruck bringt zufolge der auch innenseitigen und daher dop­ pelseitigen Führung des Topfes an den auf Abstand angeordneten Ab­ dichtungstellern eine hohe Kippsicherheit und damit einen klemmfreien, leichten Lauf. Der Topfboden steht vollflächig zur Betätigung zur Ver­ fügung aufgrund der mantelflächenseitigen Lage der den Ausflußquer­ schnitt bildenden Tülle. In der einen, der Ausgabe vorbehaltenen End­ stellung steht der Raum in Verbindung zum Eingangsquerschnitt. In dieser Stellung ist der Raum gegenüber dem Restvorrat in der Flasche oder dergleichen abgesperrt. Zufolge der Ortsunveränderlichkeit der Abdichtungsteller wird die Füllast nicht in irgendeinen Verlagerungshub umgesetzt. Dadurch, daß weiter die Tülle einen Schlitz kreuzt, welcher in dem den Topf an der Innenwand führenden Verschlußgehäuse vorge­ sehen ist, ergibt sich neben einer guten Führung des Topfes eine vor­ teilhafte Drehsicherung desselben, wenn es sich um eine rotationssymme­ trisch aufgebaute Spendermechanik handelt. Die zylinderartige Gegen­ fläche kann natürlich andererseits auch oval sein oder sogar viereckig. Um eine selbsttätige Rückstellung des die Betätigungsdrucktaste bildenden Topfes in seine Grundstellung sicherzustellen, geht vom Träger der Abdichtungsteller eine Kegelfeder aus, die sich am Topfboden abstützt. Eine Kegelfeder hat den Vorteil, daß sie sich auf das Maß einer Win­ dungsdicke komprimieren läßt. Um weiter zwischen dem Träger bzw. dem topfbodenseitigen Abdichtungsteller und dem davor liegenden, die Feder­ kammer bildenden Restraum des Topfes einen die Betätigung erschweren­ den Lufteinschluß zu vermeiden, ist in Topfboden eine Luftdurchtritts­ öffnung vorgesehen, die im Bereich der Absatzkante einer Einziehung des Topfbodens liegt, so daß der Betätigungsfinger die Luftdurchtrittsöffnung nicht verschließen kann. Die Luftdurchtrittsöffnung weist zweckmäßig einen solchen Querschnitt auf, daß sie u. U. sogar als Luftdrossel dienen kann, so daß anfänglich eine stoßdämpferartig gebremste Rückstellung des Topfes in seine Grundstellung erfolgt. Zur andererseits möglichst rei­ bungsarmen Führung des Topfes weist dieser an seinem Rand einen aus­ wärts gerichteten, in Umlaufrichtung gespaltenen Führungskragen auf, dessen äußere Kanten gefast sind, und etwa auf Höhe der Querschnitts­ ebene der Tülle einen über mehr als 180° tragenden Führungsbund besitzt mit auswärts gerichteter Anschlagflanke. Hierdurch sind die die be­ grenzte Axialverlagerung definierenden Anformungen des Topfes praktisch wulstartig nach auswärts verdickt und somit stabiler gestaltet. Zur Erzielung einer baulich einfachen haltbaren Zuordnung des Trägers am Verschlußgehäuse ist eine Druckknopfverbindung zwischen diesem und dem Träger realisiert. Es handelt sich dabei zweckmäßig um eine irre­ versible Rastverbindung.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen auf eine Flasche aufgeschraub­ ten Dosierverschluß in Schließstellung, und zwar in die Aus­ gabe-Bereitschaftsstellung gebracht durch Neigen des Flaschen­ halses,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittdarstellung in Öffnungs­ stellung zur Ausgabe einer vom Restvorrat abgetrennten, dosier­ ten Kleinstmenge,

Fig. 3 eine Herausvergrößerung der in Fig. 2 mit A bezeichneten Partie und

Fig. 4 die Draufsicht auf den Dosierverschluß.

Der auf den Hals 1 einer Flasche 2 oder dergleichen aufgeschraubte Do­ sierverschluß D zur Ausgabe einer abgeteilten Flüssigkeitsmenge des Füll­ vorrats besitzt ein bspw. aus Kunststoff gespritztes Verschlußgehäuse 3. Das Verschlußgehäuse 3 bildet flaschenseitig einen Schraubkappenteil 4 mit entsprechendem Innengewinde 5 für das passende Außengewinde 6 des Flaschenhalses 1.

Jenseits dieses durch eine Querwand 7 abgeteilten Schraubkappenteiles 4 bildet das Verschlußgehäuse 3 einen Führungsteil 8 aus. Schraubkappen­ teil 4 und Führungsteil 8 sind rotationssymmetrischen Aufbaues. Ihre Mantelwandabschnitte gehen stufenlos ineinander über. Auch besitzen beide Teile etwa gleiche axiale Länge, die jeweils etwa dem Außendurch­ messer des Verschlußgehäuses 3 entspricht.

Von der Querwand 7 geht ein zwei in axialem Abstand zueinander liegende Abdichtungsteller I, II aufweisender Träger T aus. Letzterer erstreckt sich zentral, d. h. in der Längsmittelachse x-x des Dosierverschlusses D und freistehend im Führungsteil 8 des Verschlußgehäuses 3. Seine axiale Länge ist kürzer als die des Führungsteiles 8. Die Abdichtungsteller I, II wurzeln quer ausladend in einem im Querschnitt kreuzprofilierten Schaft des Trägers, dessen querwandseitiges Ende mit der Querwand 7 im Wege einer Druckknopfverbindung verbunden ist. Es handelt sich vor­ zugsweise um eine irreversible Verbindung. Das dort stark gehalste Schaftende formt einen Patrizenvorsprung 9, der eine zentrale Matrizen­ öffnung 10 der Querwand durchsetzt und sich mit steilen Rastflanken flaschenseitig hinter den Rand der Matrizenöffnung 10 legt. Die gegen­ über der Halspartie weiter ausladenden Kreuzprofilstege des Schaftes finden eine relativ großflächige Abstützung am gegenüberliegenden Rand der Matrizenöffnung 10. Die Abstützung pro Steg-Stirnfläche entspricht etwa der Fläche des Halsquerschnitts des Patrizenteiles 9.

Außenseitig des Schaftes des Trägers T weist die Querwand 7 winkel­ gleich verteilte Durchbrechungen 11 auf zum Durchtritt der auszugeben­ den Flüssigkeit. Radial anschließend befindet sich auf der der Flasche zugewandten Seite der Querwand ein etwas in die Öffnung des Halses 1 eintretender Dichtungsbund 12. Die Abdichtung erfolgt an der Innen­ kante der Halsöffnung. Der Dichtungsbund 12 weist eine konische, sich zum freien Ende hin verjüngende Mantelwand auf. Die Abmessungen sind so getroffen, daß die Stirnfläche des Halses nur in extrem stark festge­ zogener Schraubzuordnung gegen die korrespondierende Ringfläche der Querwand 7 tritt.

Die Gegendichtfläche für die Abdichtungsteller I, II ist von einem Topf 14 gebildet. Sein in Grundstellung über den Stirnrand 8′ des Führungsteiles 8 mindestens um einen vollen Betätigungshub frei vorstehender Bodenbe­ reich dient als Drucktasten-Betätigungshandhabe B. Die im vorliegenden Falle rundzylindrische Gegendichtfläche 13 befindet sich in Grundstellung (Fig. 1) in Dichtungsstellung (Abichtsitzstelle a) zum auswärts liegenden Abdichtungsteller II. Diese Partie der Gegendichtfläche 13 hebt gegen­ über der restlichen Topfinnenwandung 13′ einen etwas engeren lichten Durchmesser auf, begrenzt durch eine Einlauffase 15 und eine Auslauffase 16. Zwischen diesen Fasen wird der lippenartig verdünnte Rand der Abdichtungsteller I und II etwas stärker komprimiert. Konsequent liegt in der Grundstellung Fig. 1 die erhöhte Dichtungslage vor.

In eben dieser Grundstellung hebt der halsseitige Dichtungsteller I von der Gegendichtfläche 13 ab. Er beläßt aufgrund der Einlauffase 15 und auch des weiteren peripheren, auswärts gerichteten Versatzes des Randes 17 des Topfes 14 einen Ringspalt 18. In dieser Position kann folglich unter Kippen der Flasche 2 mit nach unten gerichtetem Hals 1 Flüssigkeit in den Abstandsbereich zwischen den beiden Abdichtungstellern I, II einfließen bzw. bei Zurückstellen der Flasche in die normale Standposition in Richtung des Vorrates zurückfließen.

Der Topf 14 weist an seinem Rand 17 einen auswärts gerichteten, in Um­ laufrichtung gespalteten Führungskragen 19 auf. Dessen äußere Kanten sind gefast. Der Kragen 17 formt das topfseitige Anschlagbegrenzungs­ mittel für die Verlagerung des Topfes 14 in Richtung des Pfeiles y, welcher Rand 17 in dieser Endstellung gegen die führungsteilseitige Fläche der Querwand 7 tritt. Die Anschlagbegrenzung in Gegenrichtung bildet ein Führungsbund 20. Letzterer bildet eine Anschlagflanke 21. Diese wirkt mit einem Vorsprung 22 zusammen, welcher gleich im Anschluß an den Stirnrand 8′ des praktisch ebenfalls topfförmig gestalteten Füh­ rungsteiles 8 zusammenwirkt. Der als Innenwulst gestaltete Vorsprung 22 weist eine Querrundung auf und läuft geführt über die korrespondierende Mantelfläche des Topfes 14 gleich wie sich die periphere Zone des Füh­ rungsbundes 20 an der zylindrischen Innenwandung des Führungsteiles 8 führt.

Auf Höhe des im Mittelabschnitt des Topfes 14 umlaufenden Führungsbun­ des 20 formt der Topf 14 eine Tülle 23. Es handelt sich um eine röhr­ chenartige Anformung. Die Röhrchenmittelachse z-z erstreckt sich in einem Winkel Alpha von 120° zur Längsmittelachse x-x des Dosierver­ schlusses D. Diese der Mantelfläche des Topfes 14 entspringende Tülle 23 gelangt durch Verlagerung des die Drucktasten-Betätigungshandhabe B bildenden Topfes mit ihrem Eingangsquerschnitt in Strömungsverbindung zum axial durch die Abdichtungsteller I, II begrenzten und radial durch die Innenwandung des Topfes 14 definierten, ringförmigen Raum 24. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Öffnungskonstellation kann daher die gegen­ über dem rückwärtigen Restvorrat abgeteilte Kleinstmenge den Ausfluß­ querschnitt der Tülle 23 passieren. Der Abdichtungsteller I befindet sich nun in strammer Abdichtsitzstelle b zur engeren Gegendichtfläche 13. Dabei erstreckt sich die Achse z-z des Ausflußquerschnitts der Tülle 23 zweckmäßig in der Vertikalen.

Die Tülle 23 kreuzt einen axial gerichteten Schlitz 25 der Wandung des Führungsteils 8. Neben einer dadurch erreichten gezielten Ausbringung ohne Behinderung des Betätigungsfingers ergibt sich eine Drehsicherung zwischen Topf 14 und dem Verschlußgehäuse 3. Selbst nicht zentral bzw. in Richtung der Längsmittelachse liegende Betätigungskräfte zur Topfver­ lagerung können so nicht in eine Drehbewegung des im Querschnitt kreis­ runden Topfes umgesetzt werden. Der randoffene Schlitz kann am gegen­ überliegenden, zweckmäßig dem Querschnitt der Tülle angepaßten Ende einen zusätzlichen Begrenzungsanschlag bilden.

Um den Topf 14 jeweils zwangsgesteuert in seine aus Fig. 1 ersichtliche Grundstellung zu überführen, steht dieser unter Federbelastung. Zur Anwendung kommt entweder eine eingelagerte Kegelfeder oder aber eine dem Träger T der Abdichtungsteller I, II gleich angeformte Kegelfeder 26. Die die breitere Basis bildende endständige Federwindung der Kegel­ feder 26 stützt sich auf der Innenseite des Topfbodens 14′ ab. Die kleinere wurzelt in der korrespondierenden Stirnfläche des Trägers T.

Die Feder läßt sich auf das Breitenmaß einer Federwindung komprimieren zufolge entsprechend freien Versatzes der Federwendel.

In das Innere der breiteren Federwindung der Kegelfeder 26 ragt eine inverse Einziehung 27 des Topfbodens 14. Die durch Wandungsversatz geschaffene Einziehung bleibt im Maß einer Wandungsdicke. Die Ein­ ziehung weist eine Luftdurchtrittsöffnung 28 auf. Letztere erstreckt sich im Bereich der Absatzkante, kann also nicht vom Finger der Bedienungs­ hand verschlossen werden, so daß der Luftausgleich hier ungehindert möglich ist.

Die Funktionsweise ist, kurz zusammengefaßt, wie folgt:

Durch Kippen der FIasche 2 in die Stellung gemäß Fig. 1 gelangt über den Ringspalt 18 Flüssigkeit durch den Hals hindurch unter Passieren der Durchbrechungen 11 der Querwand 7 in die praktisch eine Vorkammer bildende flaschenseitige Hälfte des Führungsteiles 8, um von dort den Raum 24 zwischen den beiden Abdichtungstellern I und II zu fluten. Dies geschieht weitestgehend schlagartig. In dieser Stellung erfolgt noch keine Ausgabe der Flüssigkeit. Es bedarf vielmehr der Verlagerung des Topfes 14 in Richtung des Pfeiles y. Dies geschieht entgegen der Kraft der Kegelfeder 26. Dabei überläuft die Gegendichtfläche 13 des Topfes 14 die raumbildenden Abdichtungsteller I, II. Da die axiaIe Länge der Gegendichtfläche 13 etwas größer ist als das entsprechende Abstandsmaß zwischen den Tellerlippen, wird die vom Vorrat abgetrennte Flüssigkeits­ menge im Raum 24 gehalten, bis dieser Raum 24 in den Eingangsquer­ schnitt E der Tülle 23 gelangt. In dieser aus Fig. 2 ersichtlichen Öff­ nungsstellung wird der Kopfbereich durch den topfbodenseitigen Abdich­ tungsteller II geschlossen gehalten, indem der Teller in den bodenseitigen oberen Rand des Eingangsquerschnitts gerät. Ein Druckpolster kann sich dort nicht ausbilden im Restraum zufolge der Luftdurchöffnung 28. Dagegen schließt der nun in den enger kalibrierten Bereich der Innen­ wand des Topfes getretene flaschenseitige Abdichtungsteller I den Rest­ vorrat zurück.

In dieser Weise lassen sich selbst kleinste Dosiervolumina exakt aus­ bringen.

Durch pumpartige Bewegungen der Drucktasten-Betätigungshandhabe B können in der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung bedarfsweise weitere Kleinstmengen ausgebracht werden. Nach Aufhebung der Betätigungsbe­ lastung tritt der Topf 14 wieder in seine anschlagbegrenzte Ausfahrstel­ lung, wie sie sich aus Fig. 1 ergibt.

Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den An­ sprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (7)

1. Verschluß zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeit, mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Abdichtungstellern, die zwischen sich einen die Dosiermenge bestimmenden Raum belassen und denen eine relativ dazu verlagerbare, zylinderartige Gegendichtfläche zugeordnet ist derart, daß in der einen Endstellung der Verlagerung jeweils die eine Abdichtsitzstelle geöffnet und die andere Abdichtsitzstelle geschlossen ist, und wobei dem Raum ein seitwärts gerichteter Ausflußquerschnitt zugeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die relativ zu den ortsfest sitzenden Abdich­ tungstellern (I, II) verschiebliche, zylinderartige Gegendichtfläche (13) als Topf (14) gestaltet ist mit aus der Mantelfläche vorstehender, den Ausflußquerschnitt bildender Tülle (23), deren Eingangsquerschnitt (E) in der einen Endstellung in Verbindung zum Raum (24) liegt.

2. Dosierverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle (23) einen Schlitz (25) kreuzt, welcher in dem den Topf (14) an der Innenwand führenden Verschlußgehäuse (3) vorgesehen ist.

3. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine vom Träger (T) der Abdichtungs­ teller (I, II) ausgehende Kegelfeder (26), die sich am Topfboden (14′) abstützt.

4. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (T) von einer Quer­ wand (7) des Verschlußgehäuses (3) ausgeht.

5. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine Luftdurchtrittsöffnung (28) im Topf­ boden (14′), die im Bereich der Absatzkante einer Einziehung (27) des Topfbodens (14′) liegt.

6. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (14) an seinem Rand (17) einen auswärts gerichteten, in Umlaufrichtung gespaltenen Füh­ rungskragen (19) aufweist, dessen äußere Kanten gefast sind, und etwa auf Höhe der Querschnittsebene der Tülle (23) einen über mehr als 180° tragenden Führungsbund (20) besitzt mit auswärts gerichteter Anschlag­ flanke (21).

7. Dosierverschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine Druckknopfverbindung zwischen Träger (T) und der Querwand (7).