WO2013163666A2 - Abgabeeinheit für flüssige oder pastöse medien - Google Patents

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Definitions

  • Dispensing unit for liquid or pasty media
  • the invention relates to a dispensing unit for liquid or pasty media with a container, on the neck of a two-part metering pump is placed, wherein a hollow cylindrical first part of the metering pump connects to the neck and at a suction port a first one-way valve having a first valve body, said a piston-forming second part of the metering pump is provided with an outer actuating lug for a stroke of the metering pump, slidably extending in the first part, and at a suction opening aligned with the suction port, a second one-way valve having a preferably spring-loaded, second valve body, and wherein the two one-way valves open in the same direction, and the distance between the two valve bodies is variable.
  • the first one-way valve will hereinafter also be referred to as a suction valve and the second one-way valve as a dispensing valve.
  • a container with a metering pump for an unspecified liquid medium is known, wherein the container is in the delivery on the head.
  • the two valve bodies are conical and arranged at the two ends of a spring-loaded rod, wherein in the rest position the second valve is closed at the discharge opening and the first valve is open at the suction opening, so that the pump chamber is filled with the medium.
  • the first valve closes and the second opens, so that the portion contained in the pump chamber can flow out.
  • the piston-forming second part Under the action of the return spring, the piston-forming second part then returns to the starting position, wherein the second valve closes and the first opens, so that the pump chamber fills again.
  • the rigid connection of the two valve body leads to inaccuracies in the dosage, since the two valves are not optimally matched to each other, the flow properties of the medium play a role. But the rigid connection has the advantage that, for example, in the case of air trapped in the pump chamber the Dispensing valve is reliably opened even if the resulting pressure in the pump chamber is not sufficient for this purpose.
  • the invention has now taken on the task of creating an existing from the container and the associated metering pump dispensing unit, in which even in a fault inaccuracies in the dosage causing valve positions are avoided.
  • This is achieved in that the first valve body arranged in the intake opening is designed as an opening stop for the second valve body arranged in the opposite discharge opening.
  • the two valve body work over a substantial part of the stroke of the pump from each other unaffected, and it comes before the end of the stroke only in case of failure, when the second valve body is stuck in the closed position, to a direct coupling between the two valve bodies, which the dispensing valve forcibly opens. In the pump chamber trapped, compressed air can escape from the metering pump. This is especially for a first time operation of advantage.
  • the coupling of the two valves also ensures that when a dried dispensing valve, as it may be the case for a longer standstill, the second valve body is mechanically opened.
  • the closing force of the intake valve corresponds to the required opening force of the dispensing valve.
  • the second valve body has an axially projecting into the metering shaft whose free end is at a distance from the first valve body.
  • FIG. 1 is an oblique view of a dispensing unit according to the invention with covered metering pump
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the metering pump after dispensing a portion of
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through the metering pump in a disturbance
  • Fig. 5 is a longitudinal section through the metering pump of FIG. 4 before forced opening of the dispensing valve.
  • a dispensing unit in particular for head-mounted use in a dispenser for dispensing a liquid or pasty medium, comprises a rigid, ventilatable container 1 with a metering pump 5 arranged on its neck 2, which is covered by a protective cap 3 until use, as in FIG. 1 shows.
  • the metering pump 5 comprises two essential parts 1 1, 16, of which the first part 1 1 arranged on the neck 2 of the container 1, in particular unsolvable glued or welded, when the container 1 and the metering pump 5 are made of a plastic.
  • Such a dispensing unit is exchanged for a filled after emptying.
  • the first part 1 1 of the metering pump 5 is formed as a hollow cylinder and in the connection region with the container an intake opening is provided, which is assigned to an intake valve in the form of a first one-way valve 6.
  • the first valve body 7 provided in the first one-way valve is of spherical design and is loosely held in a valve cage 12 comprising a plurality of webs with inwardly projecting end protrusions.
  • the valve seat is cone-shaped. Due to gravity, therefore, the first one-way valve 6 is open in the rest position shown in Fig. 2.
  • Other suitable intake valves are for example flap valves, umbrella valves or beak valves.
  • the second part 16 of the metering pump 5 forms the piston and is slidably disposed in the hollow cylindrical first part 1 1 against a spring 21, so that the delivery chamber 20 of the metering pump can change.
  • the intake opening in the first part 1 1 opposite is provided in the second part 16, a discharge opening, which is associated with a dispensing valve in the form of a rectified, so outwardly opening second one-way valve 8.
  • the second one-way valve 8 has a conically widening valve body 9 which has a shaft 10 extending axially into the delivery chamber 20. The shaft ends at a variable distance a, which is smaller than the stroke h of the metering pump to the first valve body 7.
  • the shaft 10 has an annular shoulder, and a closing spring 22 is clamped between the annular shoulder and the inside of the valve seat in the second part 16 , In the rest position shown in Fig. 2, therefore, the second one-way valve 8 is sealingly closed.
  • the closing spring 22 determines the opening pressure of the metering pump. 5
  • the delivery chamber 20 is reduced by raising the piston-forming second part 16.
  • the device used for this purpose is not the subject of the invention, wherein in FIG. 2 only one provided in the upside down use in a donor drive sleeve 25 is shown by dashed lines, around the second one-way valve 8 on an outer actuating lug 17 on the second part 16 of the metering pump fifth attacks. Below the discharge opening can still, optionally changeable, disc-like jet regulator 18 od. Like. Be provided to control flow rate or atomization of the escaping medium.
  • the system of the shaft 10 to the first valve body 7 helps to eliminate or avoid malfunctions that may result from the fact that the second valve body 9 in particular also hangs under the action of the closing spring 22 in the discharge opening. These malfunctions are dependent on the type and consistency of the medium contained and simultaneous air inclusion in the delivery chamber 20, especially in the first use, just before consumption of the content, or prolonged disuse by gluing the second valve body 9 in the discharge opening.
  • the lifting of the second piston-forming part 16 would in such a case empty the delivery chamber 20 only when the trapped air can be compressed to such an extent that the pressure is sufficient to release the second bonded valve body 9. If the proportion of air is too high, it would even be conceivable that the second valve body remains in its valve seat, and the metering pump is useless, since each stroke compresses only the air and each return stroke relaxes them, but not displaced.
  • FIG. 4 An accident caused mainly by air entrapment of this kind is shown in FIG. 4.
  • the first valve body 7 is pressed into the valve seat, while the second valve body 9, which is additionally acted upon by the compression spring 22 has not moved down, so that the second one-way valve 8 also remains closed.
  • the pressure in the delivery chamber 20 may increase sufficiently, and the second one-way valve 8 opens, whereupon further dosing operations take place in the desired manner.
  • a ventilation channel 14 is provided which extends into the container 1 and is provided with a further one-way valve, in particular a duckbill valve.
  • the spring 21 for the provision of the second part 16 of the metering pump 5 may be omitted if the unspecified described actuator for the metering pump 5, of which in Fig. 2, the driving sleeve 25 is shown by dashed lines, a return spring or the like, and the driving sleeve 25th the actuating lug 17 forcibly leads in both directions.

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Description

Abgabeeinheit für flüssige oder pastöse Medien
Die Erfindung betrifft eine Abgabeeinheit für flüssige oder pastöse Medien mit einem Behälter, auf dessen Hals eine zwei Teile aufweisende Dosierpumpe aufgesetzt ist, wobei ein hohlzylindrischer erster Teil der Dosierpumpe an den Hals anschließt und an einer Ansaugöffnung ein erstes Einwegventil mit einem ersten Ventilkörper aufweist, wobei ein kolbenbildender zweiter Teil der Dosierpumpe mit einem äußeren Betätigungsansatz für einen Hub der Dosierpumpe versehen ist, sich verschiebbar im ersten Teil erstreckt, und an einer mit der Ansaugöffnung fluchtenden Abgabeöffnung ein zweites Einwegventil mit einem vorzugsweise federbeaufschlagten, zweiten Ventilkörper aufweist, und wobei die beiden Einwegventile in die gleiche Richtung öffnen, und der Abstand zwischen den beiden Ventilkörpern variabel ist. Das erste Einwegventil wird nachstehend auch als Ansaugventil und das zweite Einwegventil als Abgabeventil bezeichnet.
Aus der FR 10 64 626 ist ein Behälter mit einer Dosierpumpe für ein nicht näher definiertes flüssiges Medium bekannt, wobei der Behälter bei der Abgabe am Kopf steht. Die beiden Ventilkörper sind kegelig und an den beiden Enden eines federbeaufschlagten Stabes angeordnet, wobei in Ruhestellung das zweite Ventil an der Abgabeöffnung geschlossen und das erste Ventil an der Ansaugöffnung offen ist, sodass die Pumpenkammer mit dem Medium gefüllt ist. Wird der kolbenbildende zweite Teil der Dosierpumpe angehoben, so schließt das erste Ventil und das zweite öffnet, sodass die in der Pumpenkammer enthaltene Portion ausfließen kann.
Unter der Wirkung der Rückstellfeder kehrt der kolbenbildende zweite Teil dann in die Ausgangsstellung zurück, wobei das zweite Ventil schließt und das erste öffnet, sodass sich die Pumpenkammer wieder füllt. Die starre Verbindung der beiden Ventilkörper führt zu Ungenauigkeiten in der Dosierung, da die beiden Ventile nicht optimal aufeinander abstimmbar sind, wobei die Fließeigenschaften des Mediums eine Rolle spielen. Die starre Verbindung hat aber den Vorteil, dass beispielsweise bei Lufteinschluss in der Pumpenkammer das Abgabeventil auch dann verlässlich geöffnet wird, wenn der in Pumpenkammer entstehende Druck hiefür nicht ausreicht.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine aus dem Behälter und der damit verbundenen Dosierpumpe bestehende Abgabeeinheit zu schaffen, bei der auch in einem Störungsfall Ungenauigkeiten in der Dosierung verursachende Ventilstellungen vermieden sind. Dies wird dadurch erreicht, dass der in der Ansaugöffnung angeordnete erste Ventilkörper als Öffnungsanschlag für den in der gegenüber liegenden Abgabeöffnung angeordneten zweiten Ventilkörper ausgebildet ist.
Auf diese Weise arbeiten die beiden Ventilkörper über einen wesentlichen Teil des Hubs der Pumpe voneinander unbeeinflusst, und es kommt vor Ende des Hubs nur im Störungsfall, wenn der zweite Ventilkörper in Schließstellung festsitzt, zu einer direkten Koppelung zwischen den beiden Ventil körpern, die das Abgabeventil zwangweise öffnet. In der Pumpenkammer eingeschlossene, komprimierte Luft kann dadurch aus der Dosierpumpe austreten. Dies ist gerade bei einer erstmaligen Betätigung von Vorteil. Die Kopplung der beiden Ventile stellt auch sicher, dass bei einem eingetrockneten Abgabeventil, wie es bei einem längeren Stillstand der Fall sein kann, der zweite Ventilkörper mechanisch geöffnet wird. Die Schließkraft des Ansaugventils entspricht dabei der benötigten Öffnungskraft des Abgabeventils.
Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass der zweite Ventilkörper einen axial in die Dosierpumpe ragenden Schaft aufweist, dessen freies Ende im Abstand zum ersten Ventilkörper ist.
Am Schaft kann ein Widerlager für die Feder ausgebildet sein, die den zweiten Ventilkörper in Schließstellung beaufschlagt, sodass das Abgabeventil dicht ist und das Medium nicht nachtropft. Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Abgabeeinheit mit abgedeckter Dosierpumpe,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Dosierpumpe in Ruhestellung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Dosierpumpe nach Abgabe einer Portion des
Mediums,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Dosierpumpe in einer störungsbedingten
Schließstellung beider Ventilkörper, und
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Dosierpumpe gemäß Fig. 4 vor Zwangsöffnung des Abgabeventils.
Eine Abgabeeinheit, insbesondere zur kopfstehenden Verwendung in einem Spender für die Abgabe eines flüssigen oder pastösen Mediums umfasst einen steifen, belüftbaren Behälter 1 mit einer auf dessen Hals 2 angeordneten Dosierpumpe 5, die bis zur Verwendung von einer Schutzkappe 3 abgedeckt ist, wie Fig. 1 zeigt. Die Dosierpumpe 5 umfasst zwei wesentliche Teile 1 1 , 16, von denen der erste Teil 1 1 am Hals 2 des Behälters 1 angeordnet, insbesondere unlösbar verklebt oder verschweißt ist, wenn der Behälter 1 und die Dosierpumpe 5 aus einem Kunststoff gefertigt sind. Eine derartige Abgabeeinheit wird nach Entleerung gegen eine gefüllte getauscht. Es wäre aber auch denkbar, die Dosierpumpe 5 lösbar am Behälter 1 anzubringen, sodass die Abgabeeinheit wieder befüllt und verwendet werden kann.
Der erste Teil 1 1 der Dosierpumpe 5 ist hohlzylindrisch ausgebildet und im Verbindungsbereich mit dem Behälter ist eine Ansaugöffnung vorgesehen, der ein Ansaugventil in Form eines ersten Einwegventils 6 zugeordnet ist. Für die in den Figuren gezeigte kopfstehende Anordnung ist der im ersten Einwegventil vorgesehene erste Ventilkörper 7 kugelig ausgebildet und in einem mehrere Stege mit nach innen vorstehenden Endvorsprüngen umfassenden Ventilkäfig 12 lose gehalten. Der Ventilsitz ist kegelförmig. Aufgrund der Schwerkraft ist daher das erste Einwegventil 6 in der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung offen. Andere geeignete Ansaugventile sind beispielsweise Klappenventile, Schirmventile oder Schnabelventile.
Der zweite Teil 16 der Dosierpumpe 5 bildet deren Kolben und ist im hohlzylindrischen ersten Teil 1 1 gegen eine Feder 21 verschiebbar angeordnet, sodass der Förderraum 20 der Dosierpumpe sich verändern kann. Der Ansaugöffnung im ersten Teil 1 1 gegenüberliegend ist im zweiten Teil 16 eine Abgabeöffnung vorgesehen, der ein Abgabeventil in Form eines gleichgerichteten, also nach außen öffnenden zweiten Einwegventils 8 zugeordnet ist. Das zweite Einwegventil 8 hat einen sich konisch erweiternden Ventilkörper 9, der einen sich axial in den Förderraum 20 erstreckenden Schaft 10 aufweist. Der Schaft endet in einem variablen Abstand a, der kleiner als der Hub h der Dosierpumpe ist, zum ersten Ventilkörper 7. Der Schaft 10 weist eine Ringschulter auf, und eine Schließfeder 22 ist zwischen der Ringschulter und der Innenseite des Ventilsitzes im zweiten Teil 16 eingespannt. In der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung ist daher das zweite Einwegventil 8 dichtend geschlossen. Die Schließfeder 22 bestimmt den Öffnungsdruck der Dosierpumpe 5.
Der Förderraum 20 wird durch Anheben des kolbenbildenden zweiten Teiles 16 verkleinert. Die hiefür verwendete Einrichtung ist nicht Gegenstand der Erfindung, wobei in Fig. 2 nur eine in der kopfstehenden Verwendung in einem Spender vorgesehene Mitnahmehülse 25 strichliert gezeichnet ist, die rund um das zweite Einwegventil 8 an einem äußeren Betätigungsansatz 17 am zweiten Teil 16 der Dosierpumpe 5 angreift. Unterhalb der Abgabeöffnung kann noch ein, gegebenenfalls wechselbarer, scheibenartiger Strahlregler 18 od. dgl. vorgesehen sein, um Fließgeschwindigkeit bzw. Zerstäubung des austretenden Mediums zu kontrollieren.
Wird die Mitnahmehülse 25 aus der Stellung nach Fig. 2 angehoben, so wird im Förderraum 20 eingeschlossenes Medium über das zweite Einwegventil 8 durch die Abgabeöffnung ausgedrückt, da das erste Einwegventil 6 den Weg in den Behälter 1 sperrt. Am Ende des Hubs liegt der Schaft 10 des zweiten Ventilkörpers 9 am ersten Ventilkörper 7 an. Wird die Dosierpumpe 5 in der komprimierten Stellung, die in Fig. 3 gezeigt ist, wieder freigegeben, so vergrößert sich unter der Wirkung der Feder 21 der Förderraum 20, wobei zu Beginn des Rückhubs aufgrund der Anlage des Schafts 10 am Ventilkörper 7 durch das noch offene zweite Einwegventil 8 ein im Ventilbereich hängender Rest des Mediums in den Förderraum 20 rückgesaugt wird, sodass ein Nachtropfen vermieden wird. Nach diesem kurzen Augenblick entfernt sich bei fortschreitendem Rückhub der Schaft 10 vom ersten Ventilkörper 7, sodass sich einerseits das zweite Einwegventil 8 schließen und andererseits das erste Einwegventil 6 öffnen kann. Nunmehr wird Medium aus dem Behälter 1 angesaugt, bis der Rückhub abgeschlossen ist und die Ruhestellung nach Fig. 2 wieder erreicht ist.
Die Anlage des Schaftes 10 an den ersten Ventilkörper 7 hilft Funktionsstörungen zu beheben oder zu vermeiden, die sich daraus ergeben können, dass der zweite Ventilkörper 9 insbesondere auch unter der Wirkung der Schließfeder 22 in der Abgabeöffnung hängen bleibt. Diese Funktionsstörungen sind abhängig von der Art und Konsistenz des enthaltenen Mediums und gleichzeitigem Lufteinschluss im Förderraum 20, vor allem bei der Erstverwendung, knapp vor Aufbrauch des Inhalts, oder bei längerem Nichtgebrauch durch Verkleben des zweiten Ventilkörpers 9 in der Abgabeöffnung. Das Anheben des zweiten kolbenbildenden Teiles 16 würde in einem derartigen Fall den Förderraum 20 erst dann entleeren, wenn die eingeschlossene Luft so weit komprimiert werden kann, dass der Druck ausreicht, um den zweiten verklebten Ventilkörper 9 zu lösen. Ist der Luftanteil zu hoch, so wäre es sogar denkbar, dass der zweite Ventilkörper in seinem Ventilsitz verbleibt, und die Dosierpumpe unbrauchbar ist, da jeder Hub nur die Luft komprimiert und jeder Rückhub sie wieder entspannt, aber nicht verdrängt.
Ein vor allem durch Lufteinschluss bedingter Störfall dieser Art ist aus Fig. 4 ersichtlich. Zu Beginn des Hubes schließt das erste Einwegventil 6, und der erste Ventilkörper 7 wird in den Ventilsitz gedrückt, während der zweite Ventilkörper 9, der ja zusätzlich von der Druckfeder 22 beaufschlagt ist, sich nicht nach unten bewegt hat, sodass das zweite Einwegventil 8 ebenfalls geschlossen bleibt. Beim weiteren Anheben kann sich der Druck im Förderraum 20 ausreichend erhöhen, und das zweite Einwegventil 8 öffnet, worauf weitere Dosiervorgänge in der gewünschten Weise ablaufen. Reicht dies aber nicht aus, so stößt der Schaft 10 des zweiten Ventilkörpers 9 nach etwa zwei Drittel des Hubs h - der Ventilkörper 9 liegt ja höher und näher zum ersten Einwegventil 6, als wenn er geöffnet hätte - an den ersten Ventilkörper 7. Dieser Moment ist in Fig. 5 dargestellt. Der verbleibende Resthub h-a überführt den Ventilkörper 9 zwangsläufig in die offene Stellung gemäß Fig. 3, sodass die Dosierpumpe 5 wieder funktionsfähig wird und bleibt, und bei der nächsten Betätigung eine vollständige Portion abgegeben wird.
Damit in einen Behälter 1 , der nicht durch äußeren Luftdruck zusammengedrückt werden soll, Luft einströmen kann, wenn das Medium in den Förderraum 20 abgesaugt wird, ist in dem am Hals 2 fixierten Bereich des ersten Teiles 1 1 der Dosierpumpe 5 ein Belüftungskanal 14 vorgesehen, der sich in den Behälter 1 erstreckt und mit einem weiteren Einwegventil, insbesondere einem Entenschnabelventil versehen ist. Die Feder 21 für die Rückstellung des zweiten Teiles 16 der Dosierpumpe 5 kann entfallen, wenn die nicht näher beschriebene Betätigungseinrichtung für die Dosierpumpe 5, von der in Fig. 2 die Mitnahmehülse 25 strichliert gezeichnet ist, eine Rückstellfeder oder dergleichen aufweist, und die Mitnahmehülse 25 den Betätigungsansatz 17 in beide Richtungen zwangführt.

Claims

Patentansprüche:
Abgabeeinheit für flüssige oder pastöse Medien mit einem Behälter (1 ), auf dessen Hals (2) eine zwei Teile (1 1 , 16) aufweisende Dosierpumpe (5) aufgesetzt ist, wobei ein hohlzylindrischer erster Teil (1 1 ) der Dosierpumpe (5) an den Hals (2) anschließt und an einer Ansaugöffnung ein erstes Einwegventil (6) mit einem ersten Ventilkörper (7) aufweist, wobei ein kolbenbildender zweiter Teil (16) der Dosierpumpe (5) mit einem äußeren Betätigungsansatz (17) für einen Hub (h) der Dosierpumpe (5) versehen ist, sich verschiebbar im ersten Teil (1 1 ) erstreckt, und an einer mit der Ansaugöffnung fluchtenden Abgabeöffnung ein zweites Einwegventil (8) mit einem vorzugsweise federbeaufschlagten, zweiten Ventilkörper (9) aufweist, und wobei die beiden Einwegventile (6, 8) in die gleiche Richtung öffnen, und der Abstand (a) zwischen den beiden Ventilkörpern (7, 9) variabel ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Ansaugöffnung angeordnete erste Ventilkörper (7) als Öffnungsanschlag für den in der gegenüber liegenden Abgabeöffnung angeordneten zweiten Ventilkörper (9) ausgebildet ist.
Abgabeeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (9) einen axial in die Dosierpumpe (5) ragenden Schaft (10) aufweist, dessen freies Ende im Abstand (a) zum ersten Ventilkörper (7) ist.
Abgabeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einwegventil einen konischen Ventilsitz und einen kegeligen Ventilkörper (9) aufweist.
Abgabeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilkörper (7) kugelig ausgebildet ist.
Abgabeeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für eine kopfstehende Verwendung der erste Ventilkörper (7) in einem im ersten Teil (1 1 ) der Dosierpumpe (5) vorgesehenen Ventilkäfig (12) lose gehalten ist.
6. Abgabeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1 ) nichtkompressibel ist und der erste Teil (1 1 ) einen mit einem Einwegventil bestückten Lufteinlasskanal (14) aufweist.
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