WO2018090068A1 - In eine behälteröffnung einsetzbares verschlusselement, und behälter - Google Patents

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    • B67D7/0288—Container connection means
    • B67D7/0294—Combined with valves

Definitions

  • the invention relates to an insertable into a container opening closure element, which is provided with a cylinder having at least one lateral opening and a piston sealed in the piston displaceable in the initial position prevents the release of a flowable medium from the container.
  • Such a closure element is known for example from EP 1571 122.
  • the piston has between two manufacturedswulsten an annular groove into which a piston seal is inserted in the form of an O-ring.
  • the container is particularly intended for use in a dispenser, in the container receptacle he inverted, so with his closure element down, is used.
  • an actuating part in particular a plunger or the like is arranged, which engages in the closure element and raises the piston when actuated, so that the lowermost of at least two openings is released and medium can flow out of the container. Since the container is not compressible but stiff, the actuation of the actuating part also releases an upper ventilation opening through which air can penetrate into the container.
  • the most diverse, to be dispensed in portions by the dispenser media are filled, for example, detergents, disinfectants, etc., which come mainly in concentrated form for delivery and are diluted for use.
  • the container and closure element consist of a material inert to the filled medium.
  • this also applies to the used piston seal, for which usually a second inert material has to be found.
  • the invention has now set itself the task to remedy this situation and suggests that the piston diameter is greater than the cylinder diameter, and the cylinder is designed to be elastically expandable at least in a region corresponding to the displacement length of the piston.
  • a piston seal can be omitted as a separate component, since the seal is made directly by the radial elastic contact pressure of the cylinder wall to the piston circumference.
  • the piston and cylinder can be made of the same material, for example of a polyethylene or polypropylene with a correspondingly high chemical resistance.
  • the two circumferential beads lie in the closing or initial position of the piston on both sides of the lateral opening of the cylinder. In this way it is prevented that the medium penetrates in the closed starting position in the return spring receiving part of the cylinder.
  • 1 is a container in an oblique view from below
  • 2 shows an insertable into the container opening closure element in an oblique view
  • FIG. 5 shows a detail of FIG. 4 in a high magnification
  • FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 4 with the closure element in FIG
  • FIG. 7 to 9 representations of FIG. 6 with different positions of a liftable plunger and in these possible flow paths.
  • Fig. 1 shows a container 1, in whose opening a closure element 2 is inserted and usually glued or welded to the container.
  • the container is used to hold a concentrated or diluted flowable medium, such as a cleaning agent, disinfectant or other chemical substance, which is only relevant insofar as the material of the container 1 and the closure element with the content should not or should not react
  • the container 1 is usually inserted head-on, ie in the position shown in FIG. 1, into a receptacle of a dispenser or a metering device so that the medium can flow out by gravity when the closure element 2 is opened.
  • the closure element 2 is provided with a central recess 3, in which engages a liftable plunger 20 or the like, which is provided in the container receptacle of the dispenser.
  • the closure element 2 comprises a lid-like insert with a cylinder 4, in which a piston 10 between the closed or initial position shown in Fig. 4 in the open or end position shown in Fig. 6 is movable.
  • a lower flange of the cylinder 4 is provided with locking projections 9 for connection to the lid-like insert. This is followed by an area 6, in which openings 7 and 8 are provided one above the other.
  • a slightly tapered upper part closes the cylinder 4 upwards and is provided with a bottom 5, which serves as an abutment for a return spring 12 arranged in the interior.
  • the wall thickness d is greater than in the region 6 with the smaller wall thickness rd, which is elastically expandable.
  • the number of Openings 7 and 8 in the region 6 are arbitrary and depend on the nature and characteristics of the flowable medium, ie, it is also possible in each case a ring of openings 7, 8 conceivable.
  • the arranged in the cylinder 4 piston 10 has a central, downwardly open recess 13 and a more central annular groove 14 which is at least one hole 15 with the recess 13 in conjunction.
  • An upper groove serves to receive or support the return spring 12.
  • the two areas above and below the annular groove 14 are each provided with a pair of counselswulsten 1 1.
  • the outer diameter of the piston 10 is slightly larger than the inner diameter of the region 6 of the cylinder 4. From the greatly enlarged section (Fig. 5) it can be seen that each circumferential bead 1 1 by an amount due to the diameter difference 16 pushes into the region 6 of the cylinder wall, resulting in a so-called hard-on-hard seal, which eliminates the need to arrange their own sealing rings or the like.
  • the opening 7 opens between the two manageswulsten 1 1 in the lower part of the piston 10 and is thereby sealed sealing. Since the wall thickness rd of the area 6 is substantially reduced, each circumferential bead 1 1 when lifting the piston 10 under wave-like elastic expansion of the area 6 in this move to the dispensing position shown in Fig. 6, so that the opening 7 is released and the medium can flow down under the influence of gravity.
  • the upper pair of therapeuticswulsten 1 1, the upper opening 8 closes in the starting position of Fig.
  • FIGS. 7 to 9 show two embodiments of an actuating plunger 20, which engages in the central recess 3 of the closure element 2 and includes a fluid channel 21 and an air channel 22 parallel to each other.
  • the lateral outlet openings of the fluid channel 21 and of the air channel 22 are arranged at a distance one above the other, which deviates from the center distance between the openings 7 and 8.
  • Fig. 9 shows an embodiment in which the plunger 20 is longer, and the distance between the lateral outlet openings of the fluid channel 21 and the air channel 22 corresponds to the distance between the openings 7 and 8 in the expandable portion 6 of the cylinder 4.
  • both flow paths are open at the same time in the delivery position of the piston 10, as the arrows in Fig. 9 show.

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Abstract

Bei einem in eine Behälteröffnung einsetzbaren Verschlusselement (2), das mit einem zumindest eine seitliche Öffnung (7) aufweisenden Zylinder (4) und einem im Zylinder (4) gedichtet verschiebbaren Kolben (10) versehen ist, der in Ausgangsstellung die Abgabe eines fließfähigen Mediums aus dem Behälter (1) verhindert, ist der Kolbendurchmesser größer als der Zylinderdurchmesser, und der Zylinder (4) zumindest in einem der Verschiebelänge des Kolbens (10) entsprechenden Bereich (6) elastisch aufweitbar ausgebildet.

Description

In eine Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement
Die Erfindung betrifft ein in eine Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement, das mit einem zumindest eine seitliche Öffnung aufweisenden Zylinder und einem im Zylinder gedichtet verschiebbaren Kolben versehen ist, der in Ausgangsstellung die Abgabe eines fließfähigen Mediums aus dem Behälter verhindert.
Ein derartiges Verschlusselement ist beispielsweise aus der EP 1571 122 bekannt. Der Kolben weist zwischen zwei Umfangswulsten eine Ringnut auf, in die eine Kolbendichtung in Form eines O-Rings eingelegt ist. Der Behälter ist insbesondere zur Verwendung in einem Spender vorgesehen, in dessen Behälteraufnahme er kopfstehend, also mit seinem Verschlusselement nach unten, eingesetzt wird. In der Behälteraufnahme ist ein Betätigungsteil, insbesondere ein Stößel oder dergleichen angeordnet, der in das Verschlusselement eingreift und bei Betätigung den Kolben anhebt, sodass die unterste von zumindest zwei Öffnungen freigegeben wird und Medium aus dem Behälter ausfließen kann. Da der Behälter nicht kompressibel sondern steif ist, wird durch die Betätigung des Betätigungsteiles auch eine obere Belüftungsöffnung freigegeben, durch die Luft in den Behälter eindringen kann.
In derartige Behälter werden die verschiedensten, durch den Spender portionsweise abzugebende Medien eingefüllt, beispielsweise Reinigungsmittel, Desinfektionsmittel, etc., die vor allem in konzentrierter Form zur Abgabe kommen und für die Verwendung verdünnt werden. Es ist selbstverständlich, dass Behälter und Verschlusselement aus einem zum eingefüllten Medium inerten Material bestehen. Dies gilt natürlich ebenso für die verwendete Kolbendichtung, für die meist ein zweites inertes Material gefunden werden muss.
Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, hier Abhilfe zu schaffen und schlägt vor, dass der Kolbendurchmesser größer als der Zylinderdurchmesser ist, und der Zylinder zumindest in einem der Verschiebelänge des Kolbens entsprechenden Bereich elastisch aufweitbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine Kolbendichtung als eigener Bauteil entfallen, da die Abdichtung durch die radiale elastische Anpressung der Zylinderwand an den Kolbenumfang unmittelbar erfolgt. Beim Verschieben des Kolbens wird der elastisch aufweitbare Bereich der Seitenwand fortlaufend in der Art einer Wellenbewegung erweitert und wieder rückgestellt.
Insbesondere in dieser Ausführung ergibt sich der Vorteil, dass Kolben und Zylinder aus demselben Material hergestellt werden können, beispielsweise aus einem Polyethylen oder Polypropylen mit entsprechend hoher Chemikalienbeständigkeit.
Wenn das Medium aus dem Behälter portionsweise abgegeben werden soll, ist die oftmalige Verschiebung des Kolbens bis zur Entleerung des Inhaltes notwendig. In diesem Fall ist es von Vorteil, im Verschlusselement eine Rückstellfeder vorzusehen, die den Kolben in die eine Schließstellung bildende Ausgangsstellung beaufschlagt und sich insbesondere an einem Boden des Zylinders abstützt.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die beiden Umfangswulste in der Schließ- bzw. Ausgangstellung des Kolbens beiderseits der seitlichen Öffnung des Zylinders liegen. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Medium in der verschlossenen Ausgangsstellung in den die Rückstellfeder aufnehmenden Teil des Zylinders eindringt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung, in der während der Abgabe von Medium aus dem Behälter durch eine zweite Öffnung in der Seitenwand Luft in den Behälter eintreten kann, ist vorgesehen, dass am Kolben pro Öffnung je ein Paar von Umfangswulsten ausgebildet ist, deren Mittelabstand dem Mittelabstand der Öffnungen entspricht. Dadurch sind in der Ausgangsstellung beide Öffnungen verschlossen und öffnen sich, wenn der Kolben verschoben wird. Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der Figuren durch beiliegende Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
Fig. 1 ein Behälter in Schrägansicht von unten, Fig 2 ein in die Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement in Schrägansicht,
Fig 3 einen Längsschnitt durch den Zylinder des Verschlusselements,
Fig 4 vergrößert die Ausgangsstellung des in der Behälteröffnung angeordneten
Verschlusselementes im Längsschnitt,
Fig 5 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 4 in starker Vergrößerung,
Fig 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 4 mit dem Verschlusselement in
Abgabestellung, und
Fig. 7 bis 9 Darstellungen gemäß Fig. 6 mit verschiedenen Positionen eines anhebbaren Stößels und in diesen möglichen Strömungswegen.
Fig. 1 zeigt einen Behälter 1 , in dessen Öffnung ein Verschlusselement 2 eingesetzt und üblicherweise mit dem Behälter verklebt oder verschweißt ist. der Behälter dient zur Aufnahme eines konzentrierten oder verdünnten fließfähigen Mediums, beispielsweise eines Reinigungsmittels, Desinfektionsmittels oder einer anderen chemischen Substanz, wobei dies nur insofern von Bedeutung ist, als das Materials des Behälters 1 und des Verschlusselementes mit dem Inhalt keine Reaktion eingehen sollte bzw. darf. Der Behälter 1 wird üblicherweise kopfüber, also in der in Fig. 1 gezeigten Lage, in eine Aufnahme eines Spenders oder einer Dosiereinrichtung eingesetzt, sodass das Medium durch Schwerkraftwirkung ausfließen kann, wenn das Verschlusselement 2 geöffnet wird. Zur Betätigung bzw. Öffnung ist das Verschlusselement 2 mit einer mittigen Vertiefung 3 versehen, in die ein anhebbarer Stößel 20 oder dergleichen eingreift, der in der Behälteraufnahme des Spenders vorgesehen ist. Wie Fig. 2 zeigt, umfasst das Verschlusselement 2 einen deckelartigen Einsatz mit einem Zylinder 4, in dem ein Kolben 10 zwischen der in Fig. 4 gezeigten Schließ- oder Ausgangsstellung in die in Fig. 6 gezeigte Offen- oder Endstellung bewegbar ist. Ein unterer Flansch des Zylinders 4 ist mit Riegelvorsprüngen 9 zur Verbindung mit dem deckelartigen Einsatz versehen. Daran schließt ein Bereich 6 an, in dem übereinander Öffnungen 7 und 8 vorgesehen sind. Ein sich etwas verjüngender Oberteil schließt den Zylinder 4 nach oben ab und ist mit einem Boden 5 versehen, der als Widerlager für eine im Inneren angeordnete Rückstellfeder 12 dient. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist im sich verjüngenden Oberteil des Zylinders 4 die Wandstärke d größer als im Bereich 6 mit der geringeren Wandstärke rd, der elastisch aufweitbar ist. Die Anzahl der Öffnungen 7 und 8 im Bereich 6 ist beliebig und richtet sich nach Art und Eigenschaft des fließfähigen Mediums, d. h. es ist auch jeweils ein Kranz von Öffnungen 7, 8 denkbar. Der im Zylinder 4 angeordnete Kolben 10 weist eine zentrale, nach unten offene Vertiefung 13 und eine eher mittige Ringnut 14 auf, die über zumindest ein Loch 15 mit der Vertiefung 13 in Verbindung ist. Eine obere Rille dient der Aufnahme bzw. Abstützung der Rückstellfeder 12. Die beiden Bereiche oberhalb und unterhalb der Ringnut 14 sind jeweils mit einem Paar von Umfangswulsten 1 1 versehen. Gemessen an jedem Umfangswulst 1 1 ist der Außendurchmesser des Kolbens 10 geringfügig größer als der Innendurchmesser des Bereichs 6 des Zylinders 4. Aus dem stark vergrößerten Ausschnitt (Fig. 5) ist ersichtlich, dass sich jeder Umfangswulst 1 1 um einen aus der Durchmesserdifferenz bedingten Betrag 16 in den Bereich 6 der Zylinderwand eindrückt, woraus sich eine sogenannte hart-auf-hart-Dichtung ergibt, die die Anordnung eigener Dichtringe oder dergleichen erübrigt.
In der Ausgangs- bzw. Schließstellung, die in Fig. 4 gezeigt ist, mündet die Öffnung 7 zwischen den beiden Umfangswulsten 1 1 im unteren Teil des Kolbens 10 und ist dadurch dichtend abgeschlossen. Da die Wandstärke rd des Bereichs 6 wesentlich reduziert ist, kann jeder Umfangswulst 1 1 beim Anheben des Kolbens 10 unter wellenähnlicher elastischer Aufweitung des Bereiches 6 sich in diesem in die in Fig. 6 gezeigte Abgabestellung verschieben, sodass die Öffnung 7 freigegeben wird und das Medium unter Schwerkrafteinfluss nach unten ausfließen kann. Das obere Paar von Umfangswulsten 1 1 , das in der Ausgangsstellung nach Fig. 4 die obere Öffnung 8 in gleicher Weise verschließt und auch dort den Behälter abdichtet, gibt beim Anheben des Kolbens 10 in die Abgabestellung die obere Öffnung 8 ebenfalls frei, da der Mittelabstand zwischen den Paaren von Umfangswulsten 1 1 dem Mittelabstand zwischen den Öffnungen 7 und 8 entspricht. Bei nach oben verschobenem Kolben 10 ist somit auch eine Strömungsverbindung zwischen der Öffnung 8 über die Ringnut 14 in die mittige Vertiefung 13 vorhanden, über die Luft in den Behälter 1 einströmen kann, wenn ein Rückschlagventil, das das Abfließen von Medium durch die Öffnung 8 verhindert, vorgesehen ist. Dieses kann an jeder geeigneten Stelle, insbesondere im Betätigungsstößel 20 des Spenders vorgesehen sein. Die Fig. 7 bis 9 zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines Betätigungsstößels 20, der in die mittige Vertiefung 3 des Verschlusselementes 2 eingreift und einen Fluidkanal 21 sowie einen Luftkanal 22 parallel nebeneinander enthält. In der Ausführung nach Fig. 7 und 8 sind die seitlichen Austrittsöffnungen des Fluidkanales 21 und des Luftkanales 22 in einem Abstand übereinander angeordnet, der vom Mittelabstand zwischen den Öffnungen 7 und 8 abweicht. Somit wird nach einem ersten Hub gemäß Fig. 7 nur die Verbindung zwischen dem Fluidkanal 21 und der seitlichen Öffnung 7 geöffnet, wodurch eine bestimmte Menge von Fluid aus dem Behälter 1 ausfließen kann, ohne dass Luft eindringt, und der im Behälter entstehende Unterdruck die Abgabe des Mediums begrenzt. Wird der Stößel 20 weiter in die Stellung nach Fig. 8 angehoben, so wird die Öffnung 7 verschlossen, und Luft kann über den Luftkanal 22 und die Öffnung 8 in den Behälter 1 einströmen, bis der Unterdruck wieder ausgeglichen ist.
Fig. 9 zeigt eine Ausführung, in der der Stößel 20 länger ist, und der Abstand zwischen den seitlichen Austrittsöffnungen des Fluidkanales 21 und des Luftkanales 22 dem Abstand zwischen den Öffnungen 7 und 8 im aufweitbaren Bereich 6 des Zylinders 4 entspricht. In dieser Ausführung sind in der Abgabestellung des Kolbens 10 beide Strömungswege gleichzeitig offen, wie die Pfeile in Fig. 9 zeigen. Nach Abgabe der gewünschten Menge aus dem Behälter 1 wird der Betätigungsstößel 20 der Spenderaufnahme entlastet und der Kolben 10 aus der Abgabestellung der Fig. 6 durch die Rückstellfeder 12 in die Ausgangsstellung nach Fig. 4 zurück geschoben, wobei die„Aufweitungswellen" im Bereich 6 wieder zurück laufen. Gegen Chemikalien beständige Materialien, wie Polyethylene und Polypropylene sind ausreichend elastisch, sodass sich Dichtelemente erübrigen.

Claims

Patentansprüche
1 . In eine Behälteröffnung einsetzbares Verschlusselement (2), das mit einem zumindest eine seitliche Öffnung (7) aufweisenden Zylinder (4) und einem im Zylinder (4) gedichtet verschiebbaren Kolben (10) versehen ist, der in einer Ausgangsstellung die Abgabe eines fließfähigen Mediums aus dem Behälter (1 ) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbendurchmesser größer als der Zylinderdurchmesser ist, und der Zylinder (4) zumindest in einem der Verschiebelänge des Kolbens (10) entsprechenden Bereich (6) elastisch aufweitbar ausgebildet ist.
2. Verschlusselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand des Zylinders (4) im elastisch aufweitbaren Bereich (6) eine reduzierte Wandstärke (rd) aufweist.
3. Verschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) einen Boden (5) aufweist, an dem eine Rückstellfeder (12) für den Kolben (10) abgestützt ist.
4. Verschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kolben (10) ein Paar von Umfangswulsten (1 1 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umfangswulste (1 1 ) in der Ausgangstellung des Kolbens (10) beiderseits der seitlichen Öffnung (7) des Zylinders (4) liegen.
5. Verschlusselement nach Anspruch 4, bei dem im elastisch aufweitbaren Bereich (6) des Zylinders (4) zwei Öffnungen (7, 8) in Verschieberichtung nacheinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolben (10) pro Öffnung (7, 8) je ein Paar von Umfangswulsten (1 1 ) ausgebildet ist, deren Mittelabstand dem Mittelabstand der Öffnungen (7, 8) entspricht.
6. Verschlusselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgabestellung des Kolbens (10) zur Entnahme des fließfähigen Mediums aus dem Behälter (1 ) ein Fluidkanal (21 ) mit der der Ausgangstellung näheren, ersten Öffnung (7) kommuniziert.
7. Verschlusselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgabestellung des Kolbens (10) zum Einbringen von Luft in den Behälter (1 ) ein Luftkanal (22) mit der von der Ausgangstellung weiter entfernten, zweiten Öffnung (8) kommuniziert.
8. Verschlusselement nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (21 ) und der Luftkanal (22) in einem in einer Behälteraufnahme ein- oder zweistufig anhebbaren Stößel oder dergleichen angeordnet sind.
9. Mit einem fließfähigen Medium gefüllter Behälter (1 ), der mit einem Verschlusselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.
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