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WO2002068287A1 - Öffnungssystem mit rückbelüftungsmechanik - Google Patents

Öffnungssystem mit rückbelüftungsmechanik Download PDF

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Publication number
WO2002068287A1
WO2002068287A1 PCT/EP2002/001845 EP0201845W WO02068287A1 WO 2002068287 A1 WO2002068287 A1 WO 2002068287A1 EP 0201845 W EP0201845 W EP 0201845W WO 02068287 A1 WO02068287 A1 WO 02068287A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
valve
ventilation
opening
substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2002/001845
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Felten
Holger Pries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beiersdorf AG
Original Assignee
Beiersdorf AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beiersdorf AG filed Critical Beiersdorf AG
Priority to JP2002567619A priority Critical patent/JP2004521036A/ja
Priority to EP02719892A priority patent/EP1363839A1/de
Publication of WO2002068287A1 publication Critical patent/WO2002068287A1/de
Priority to US10/646,328 priority patent/US20040112920A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04—Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/20—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge
    • B65D47/2018—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure
    • B65D47/2056—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type
    • B65D47/2062—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type in which the deformation raises or lowers the valve stem
    • B65D47/2075—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type in which the deformation raises or lowers the valve stem in which the stem is raised by the pressure of the contents and thereby opening the valve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04—Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/20—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge
    • B65D47/2018—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure
    • B65D47/2056—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type
    • B65D47/2081—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type in which the deformation raises or lowers the valve port

Definitions

  • the invention relates to a valve system for the metered discharge of a flowable product from a container, in particular from a container for cosmetic or dermatological products.
  • this product residue is usually contaminated with splash water, since it is used at the sink or in the shower.
  • the shampoo residues around the pouring opening have been stripped off by hand and then sweat, skin residues or other substances are also sucked into the skin.
  • nasal sprays that are sold in elastic bottles. With this application it is possible that viral nasal secretions can get into the bottle.
  • care lotions or sun milk or oil it is also possible that other substances besides air (sand, sea water, washing
  • BESTATIGUNGSKOPIE Substances are sucked back into the container after the product has been applied to the skin.
  • a special application is the use of massage heads to apply a shower product and massage the skin.
  • substances are detached from the skin during massaging and sucked into the opening of the massage head.
  • the problem of contamination of the container contents arises, for example, when applying mayonnaise to salads or sausage bread or mustard to sausage.
  • the substances sucked back can often contain bacteria, viruses or fungal germs. This makes it possible for bacteria and fungal germs in particular to multiply in the contents and thereby make them unsavory, inedible or, in extreme cases, even toxic.
  • closures with relatively small openings and favorable geometry in combination with these substances usually ensures that the problem is kept within reasonable limits.
  • Favorable geometry means that the closure is designed so that contact with the skin or other contaminated surfaces is made more difficult.
  • Airless systems usually have a pump and a container with a variable volume, for example a drag piston or inner bag (delivery by compressed air). These systems are also suitable for multi-chamber systems. The increased effort usually creates much higher costs than an elastic plastic bottle. In addition, the residual emptying of these systems is usually very bad.
  • BESTATIGUNGSKOPIE Systems with pumps use a standpipe to convey the substance out of the bottle.
  • the volume is equalized by air that enters the bottle through a separate channel.
  • the duct is attached so that it is only open when the pump is activated. This means that this channel is closed when the pump is at rest (usually by the pump piston itself) and that this provides further protection against contamination with foreign substances.
  • valves are usually designed in such a way that the flow of the applied substance is cut off when the corresponding application pressure is not reached, because the valve snaps back suddenly and closes the opening. This behavior ensures that the dispensing opening is only slightly contaminated and that there is therefore less suction.
  • WO 00/06460 describes a valve device for a container, which is attached in the region of the opening for the metered discharge of a medium.
  • WO 00/07899 and WO 00/07900 show valve systems which work with diaphragms.
  • WO 00/48921 shows a valve with a two-way function, in which the outlet of a liquid and the inlet of air are guaranteed by opening both ways simultaneously.
  • the object of the invention is to offer a valve system for a container, which ensures that the contents of the container are dispensed, enables back ventilation and
  • BESTATIGUNGSKOPIE prevents the once dispensed product from flowing into the container.
  • the disadvantages of the prior art should be avoided.
  • the claim 1 relates to a valve system for the metered discharge of a substance from a container, wherein a discharge opening is provided through at least one of the walls of the container for the discharge of the substance from the container and a ventilation opening through at least one of the walls of the container for back ventilation ,
  • This valve system has a first valve (outlet valve) which seals the discharge opening for the substance as long as a pressure difference between the inside and the outside of the container is less than a first predetermined limit value, and which opens the discharge opening for the substance when the pressure difference between the inside of the container and the outside of the container is greater than the first predetermined limit value, and a second valve (ventilation valve) which opens the ventilation opening for the back ventilation as long as a pressure difference between the inside of the container and the outside of the container is less than a second predetermined limit value, and which the ventilation opening for the Back ventilation seals when the pressure difference between the inside of the container and the outside of the container is greater than the second predetermined limit value.
  • first valve outlet valve
  • the second valve consists of a flexible material and is designed in the form of a lip, which is able to close the ventilation opening. This closing can preferably take place in such a way that the lip lies over the ventilation opening and seals it in the process.
  • the variant in which the lip or parts thereof partially penetrate into the ventilation opening and thus achieve a seal is also favorable.
  • the pressure difference between the inside and outside of the container is defined as the inside pressure of the container minus the outside pressure of the container in the correct mathematical, ie signed values.
  • the specification in the mathematical, signed values also applies to the specification of the first and the second specified limit value.
  • the first valve is therefore advantageously closed as long as an overpressure in the interior of the container relative to the exterior of the container is less than a first predetermined limit value, and opened when the overpressure is greater than the first predetermined limit value.
  • the second valve is open in the case of a negative pressure in the interior of the container relative to the outer side of the container and, if appropriate, is closed when this negative pressure is not present.
  • the ventilation opening should advantageously be closed by the ventilation valve, since otherwise substance can leak through the ventilation channel when the bottle is not in use.
  • the second limit value should preferably be selected accordingly, preferably approximately to zero.
  • a negative value can also be selected for the second predetermined limit value, in particular if the container is secured against leakage in some other way, for example if it is designed as a standing container.
  • the first valve has a closure part which is essentially conical, and in particular three webs which connect the closure part to the surrounding container and which consist of a resilient material.
  • valve system according to the invention can be used very cheaply for containers in which the region of the discharge opening is designed in the form of a neck, this neck preferably having a round or oval cross section, the ventilation opening being located in a side wall of this neck and the discharge opening being preferred at the end of the neck opposite the container.
  • the second valve is designed as a cuff-shaped lip which runs around the inner wall of the neck and is capable of closing all ventilation openings for sealing.
  • “As running around the inner wall of the neck” is to be understood here in such a way that the cuff is able to completely or partially fit against the inner wall when the pressure is increased or completely or partially into it to penetrate and thus to seal the openings.
  • this cuff should be against the wall, compare the details in the embodiments shown in the figures.
  • valve is thus sealed when the container is not in use ("idle state"); even with a low vacuum in the container, pressure equalization takes place due to the inflow of air.
  • Figure 1 area of the outlet opening in a container with an inventive valve system
  • Figure 3 area of the outlet opening in a container with an inventive valve system with the outlet valve open
  • Figure 4 area of the outlet opening in a container with an inventive valve system
  • Figure 5 area of the outlet opening in a second embodiment of a container with the inventive valve system
  • FIG. 1 shows a container, here in particular for cosmetic preparations, in the area of the outlet opening.
  • the container is designed in the form of a neck 1.
  • a neck 1 On this neck 1, which is provided on the outside with a screw thread 2, a top part 3 with a corresponding internal thread can be screwed on, which contains the inventive valve system.
  • the attachment part 3 is provided with a fixable component 16 which can be inserted, clipped, welded or the like into the attachment part 3, reversible fastening also being possible. This insert is attached to the top part in a sealing manner.
  • the essay consisting of parts 3 and 16 can also be made in one piece.
  • the container can be closed with a hinged lid 9, which is connected to the container by the hinge 8.
  • the attachment part 3 has a prechamber 4, which is designed in such a way that when the attachment part 3 is screwed on, the container is sealed in the area of the positions 5, so that a substance in the container can never escape here.
  • a prechamber 4 In the wall of the pre-chamber 4 there is an outlet channel 6, at the upper end of which the outlet valve 7 is located.
  • the antechamber 4 is attached to the insert 16 in a circumferentially tight manner.
  • the outlet valve 7 is designed in the form of a preferably conical closure 13 for the discharge opening 14; preferably the discharge opening 14 also has a conical shape.
  • FIG. 2 shows a top view of the valve element 7 (outlet valve).
  • the closure part 13 is connected to the container, here to the component 16, by means of several flexible or resilient webs 15. In the embodiment shown here, the connection is realized by three S-shaped webs made of a flexible material. If pressure is now exerted from the inside of the container, the closure part 13 is raised and opens the dispensing opening 14 so that the substance can escape. The closure part 13 is held in the raised position (see Figure 3).
  • the increase in the distance between the closure 13 and the surrounding component 16 is achieved in that the webs 15 give up the s-shape and are stretched during this process (in an alternative embodiment, for example, spiral springs can serve as webs, which are stretched during the process), or also generally an elastic or stretchable material). If the pressure inside the container is reduced again, the closure part 13 lowers due to the restoring force of the webs 15 and closes the dispensing opening 14 again, so that no residual substance can flow back into the container.
  • the hinged lid 9 can advantageously be designed such that it presses the closure part 13 onto the discharge opening 14 in the closed state and thus improves the seal.
  • the geometry of the closure part 16 can also deviate from the conical shape (ball, elipsoid, cylinder etc.) when the function is fulfilled.
  • ventilation openings 10 are located in the wall between the antechamber 4 and the outside of the container. In the figure shown here, these ventilation openings 10 are located in the attachment part 3. The airway (cf. Figure 4, strong broken arrow) by the screw thread 2 is guaranteed.
  • the ventilation openings 10 can be closed by a ventilation valve 11.
  • This ventilation valve 11 has the shape of a lip, here in particular a sleeve with a lip-shaped cross-section encircling the antechamber 4 and consists of a flexible material.
  • this sleeve (ventilation valve 11) is mounted in the component 16, the lower part protrudes into the antechamber 4 and is preferably shaped in such a way that it tilts in front of the ventilation openings 10. If the pressure in the container is increased, the conditions shown in FIG. 3 result: the substance in the container penetrates through inlet openings 12 in the bottom of the prechamber 4.
  • the ventilation valve 11 is pressed onto the ventilation openings 10 by the pressure increasing in the antechamber 4 (air pressure or pressure due to the substance that has entered).
  • the ventilation valve 11 is preferably thin-walled in the lower region, so that the contact pressure is greatest here.
  • the valve for the substance in the container closes tightly, the ventilation openings 10 are closed. An escape of substance is not possible in this way.
  • FIG. 4 shows the path of the penetrating air with the ventilation valve 11 open for the embodiment of the invention shown here by an interrupted arrow (in the area of the screw thread 2, the air can penetrate along this screw thread 2).
  • FIG. 5 shows an example of a container with an inventive valve system, in which the outlet valve 7 is designed alternatively with an otherwise similar construction of the container.
  • the fixable component 16 here contains one or more discharge openings 20 which can be closed or opened by the outlet valve 7.
  • This valve consists of a valve disk 18 made of a flexible material, preferably rubber, for example, and has a passage opening 19 which is positioned such that in the closed state the discharge openings 20 of the component 16 and the passage opening 19 of the valve disk 18 do not lie one above the other.
  • the valve disk 18 is fastened to the component 16 on its outer edge.
  • valve disc 18 If the pressure in the interior of the container is increased, the valve disc 18 is raised and releases the passage for the substance to be dispensed from the interior of the container by first flowing through the discharge openings 20, then between the valve discs 18 and the component 16 to the passage opening 19 and through it can pass through to the outside.
  • the valve disk 18 can be fastened to the component 16 in different ways, only a few examples being mentioned below.
  • the edge of the valve disk 18 can be glued to the component 16, it can be embedded in a corresponding recess in the component 16, an additional bonding being advantageous here as well, alternatively or additionally, the valve disk 18 can be attached to the component 16 by means of corresponding retaining rings be fixed.
  • the valve disk 18 can be produced in one piece with the component 16 in multi-component injection molding.
  • a further variant is to design the lips of the ventilation valve 11 and the valve disk 18 in one piece by injection molding this one-piece component, whereby it is partially cast into corresponding recesses in the component 16.
  • a dispenser with the inventive valve system allows, for example
  • valve system Integration of the valve system in special applicators.
  • inventive valve system or one of its embodiments are constructed in such a way that a product once it has been dispensed cannot flow back from the applicator surface into the container.
  • she are therefore suitable for containers for flowable substances of all kinds, but also offer great advantages for containers which are intended to dispose of perishable substances or which have to meet high hygienic requirements.
  • Toothbrushes with integrated dispensing opening Cleaning brushes with integrated storage container Grinding and polishing applicators in the corresponding auxiliary container
  • shower gel applicators in particular also with massage head, • mascara brushes,
  • Applicators of shoe polish or other cleaning and care / preserving substances in particular those with a brush or a sponge on the container for cleaning clothes,
  • the valve system is also ideally suited for conventional container closures and applicators. These include, for example, containers for washing and care substances (shampoo, shower gel, sun milk, care lotion, etc.). Due to the almost excluded contamination of the contents, the proportion of preserving and stabilizing substances can be greatly reduced. In addition, the contents are not clouded, which is perceived as a quality deficiency in many areas.
  • Another application for the inventive valve system is in the food sector, for example for jam, honey, ketchup and mayonnaise, mustard, sauces and such foods.
  • Such a design of the closure reduces the loss of volatile substances such as perfume, alcohol, essential oils, etc., even if the lid is not closed carefully or if the container is designed without a hinged lid.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Abstract

Ventilsystem zum dosierten Auslassen einer Substanz aus einem Behälter, wobei für das Auslassen der Substanz aus dem Behälter eine Abgabeöffnung (14) durch zumindest eine der Wände des Behälters und für eine Rückbelüftung eine Belüftungsöffnung (10) durch zumindest eine der Wände des Behälters vorgesehen ist; mit einem ersten Ventil (7), welches die Abgabeöffnung (14) für die Substanz abdichtet, solange eine Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräusseren kleiner als ein erster vorgegebener Grenzwert ist, und welches die Abgabeöffnung für die Substanz öffnet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräusseren grösser als der erste vorgegebene Grenzwert ist, sowie mit einem zweiten Ventil (11), welches die Belüftungsöffnung für die Rückbelüftung öffnet, solange eine Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräusseren kleiner als ein zweiter vorgegebener Grenzwert ist, und welches die Belüftungsöffnung für die Rückbelüftung abdichtet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräusseren grösser als der zweite vorgegebene Grenzwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (11) aus einem flexiblen Material besteht und in Form einer Lippe ausgebildet ist, welche in der Lage ist, die Belüftungsöffnung (10) zu verschliessen.

Description

Beiersdorf Aktiengesellschaft Hamburg
Beschreibung
Öffnunqssystem mit Rückbelüftungsmechanik
Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem zum dosierten Auslassen eines fließfähigen Pro- duktes aus einem Behälter, insbesondere aus einem Behälter für kosmetische oder dermatologische Produkte.
Viele flüssige und cremeartige kosmetische Produkte, aber auch solche aus den Bereichen Lebensmittel, Medizin, Haushalt, Chemie und Technik, werden in elastischen Fla- sehen aus Kunststoff angeboten (oder in ähnlichen Behältnissen wie Kunststofftuben, Kanistern oder dergleichen). Diese sind meist mit einem Verschluss, vorzugsweise aus Kunststoff, versehen. Zur Entnahme wird der Behälter geneigt, und speziell bei etwas dickflüssigeren Produkten drückt man den Behälter zusammen, um Produkt auszutragen. Ein Beispiel ist Haarshampoo, welches durch Druck auf den Behälter aus einer relativ kleinen Öffnung herausgedrückt wird und der Behälter mit einem sogenannten Klappdeckel versehen ist. Wenn genügend Shampoo ausgebracht wurde, verringert man den Druck, und der Behälter nimmt seine ursprüngliche Gestalt wieder ein. Das fehlende ausgetragene Volumen wird durch Einsaugen von Luft ausgeglichen. Dabei werden auch Reste des Produktes, die sich im Bereich der Entnahmeöffnung befinden, mit in die Fla- sehe zurückgezogen. Bei dem Beispiel Haarshampoo ist dieser Produktrest meist mit Spritzwasser kontaminiert, da die Anwendung am Waschbecken oder unter der Dusche erfolgt. Es ist aber auch möglich, daß die Shampooreste um die Ausgießöffnung herum mit der Hand abgestreift wurden und dann Schweiß, Hautreste oder andere Substanzen auf der Haut mit eingesaugt werden.
Im medizinischen Bereich gibt es Nasensprays, die in elastischen Flaschen verkauft werden. Bei dieser Anwendung ist es möglich, daß virenhaltiges Nasensekret mit in die Flasche gelangt. Bei der Anwendung von Pflegelotionen oder Sonnenmilch oder -öl ist ebenfalls möglich, daß außer Luft noch weitere Substanzen (Sand, Meerwasser, Wasch-
BESTATIGUNGSKOPIE Substanzen) in den Behälter zurückgesaugt werden, nachdem das Produkt auf die Haut appliziert wurde.
Eine besondere Anwendung ist die Verwendung von Massageköpfen, um ein Duschpro- dukt aufzutragen und die Haut zu massieren. Dabei besteht verstärkt die Möglichkeit, daß beim Massieren Substanzen von der Haut gelöst werden und in die Öffnung des Massagekopfes eingesaugt werden. Im Lebensmittelbereich tritt das Problem der Verunreinigung des Behälterinhaltes beispielsweise beim Auftragen von Mayonnaise auf Salate oder Wurstbrote oder Senf auf Bratwurst auf. Die zurückgesaugten Substanzen können oft Bakterien, Viren oder Pilzkeime enthalten. Dadurch ist es möglich, daß sich insbesondere Bakterien und Pilzkeime im Füllgut vermehren und es dadurch unappetitlich, ungenießbar oder im Extremfall sogar toxisch machen.
Die am häufigsten bei bisherigen Produkten umgesetzte, weil meist auch kostengüns- tigste Lösung für die vorstehende Problematik ist die Verwendung von konservierenden und stabilisierenden Substanzen (Benzoesäure, Formaldehydbildner, Nitrate, Nitrite, An- tioxidantien, Ascorbinsäure....etc.).
Weitere Bestrebungen gehen in den Bereich der Entwicklung technischer beziehungs- weise bauartbedingter Vermeidung der Kontamination von Behälterinhalten.
Die Verwendung von Verschlüssen mit relativ kleinen Öffnungen und günstiger Geometrie in Kombination mit diesen Substanzen sorgt meist dafür, das Problem im erträglichen Rahmen zu halten. Günstige Geometrie bedeutet, daß der Verschluss so gestaltet wird, daß ein Kontakt mit der Haut oder anderen kontaminierten Flächen erschwert wird.
Ebenfalls ist es möglich, den Behälter so zu gestalten, daß keine Luft nachgezogen wird, diese Ausführungen werden als Airless-Systeme bezeichnet. Airless-Systeme verfügen meist über eine Pumpe und einen Behälter mit variablem Volumen, beispielsweise Schleppkolben oder Innenbeutel (Ausbringung durch Druckluft). Diese Systeme sind auch für Mehrkammersysteme geeignet. Der erhöhte Aufwand erzeugt meist sehr viel höhere Kosten als eine elastische Kunststoffflasche. Außerdem ist die Restentleerung dieser Systeme meist sehr schlecht.
BESTATIGUNGSKOPIE Systeme mit Pumpen fördern mit einem Steigrohr die Substanz aus der Flasche. Der Ausgleich des Volumens erfolgt durch Luft, die über einen separaten Kanal in die Flasche gelangt. Meist ist der Kanal so angebracht, daß er nur bei betätigter Pumpe geöffnet ist. Dies bedeutet, daß dieser Kanal im Ruhezustand der Pumpe (meist durch den Pumpenkolben selbst) verschlossen ist und daß dadurch eine weitere Sicherung gegen Kontamination mit Fremdsubstanzen gegeben ist.
Pumpsysteme sind etwas günstiger als Airless-Systeme, aber immer noch teurer als einfache Flaschen mit Verschluss. Auch der Aufwand zur Abfüllung ist höher.
Eine weitere Entwicklung für Abgabesysteme von Behältern betrifft den Einbau von Ventilsystemen zur kontrollierten Abgabe von fließfähigen oder ähnlichen Stoffen. Bei den auf dem Markt befindlichen Membranventil-Behältern ist die Öffnung des Gefäßes durch ein elastisches Ventil verschlossen. Durch Druck auf die Flasche erhöht sich der Druck im Behälter und das Ventil öffnet sich. Lässt der Druck nach, schließt das Ventil wieder selbstständig. Allerdings ist auch hier eine Rückbelüftung nötig, die auch bei entsprechendem Unterdruck in der Flasche über dieses Ventil geschieht, wobei für eine solche Ventilkonstruktion auch Produktreste und eventuell Verschmutzungen zurückgesaugt werden. Bei diesem System ist gewährleistet, daß der Behälter bei NichtVerwendung geschlossen ist und weder Produkt austritt noch fremde Substanzen eindringen. Außerdem sind diese Ventile meist so gestaltet, daß der Strom der ausgebrachten Substanz abreißt, wenn ein entsprechender Ausbringdruck unterschritten wird, weil dann das Ventil schlagartig zurückschnappt und die Öffnung verschließt. Dieses Verhalten sorgt dafür, daß die Ausgabeöffnung nur gering verschmutzt wird und somit auch das Zurücksaugen geringer ist.
Die WO 00/06460 beschreibt eine Ventilvorrichtung für einen Behälter, welche im Bereich der Öffnung zum dosierten Auslassen eines Mediums angebracht ist. Die WO 00/07899 und die WO 00/07900 zeigen Ventilsysteme, welche mit Diaphragmen arbeiten. In der WO 00/48921 ist ein Ventil mit Zweiwegefunktion gezeigt, bei welchem der Auslaß einer Flüssigkeit und der Einlass von Luft durch gleichzeitiges Öffnen beider Wege gewährieistet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventilsystem für einen Behälter anzubieten, welche eine Abgabe des Behälterinhaltes gewährleistet, eine Rückbelüftung ermöglicht und ein Rück-
BESTATIGUNGSKOPIE fließen des einmal abgegebenen Produktes in den Behälter verhindert. Die Nachteile des Standes der Technik sollen dabei vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch das erfinderische Ventilsystem, wie es im Hauptanspruch dargelegt wird. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfinderischen Ventilsystems.
Der Anspruch 1 betrifft ein Ventilsystem zum dosierten Auslassen einer Substanz aus einem Behälter, wobei für das Auslassen der Substanz aus dem Behälter eine Abgabe- Öffnung durch zumindest eine der Wände des Behälters und für eine Rückbelüftung eine Belüftungsöffnung durch zumindest eine der Wände des Behälters vorgesehen ist. Dieses Ventilsystem weist ein erstes Ventil (Auslaßventil), welches die Abgabeöffnung für die Substanz abdichtet, solange eine Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren kleiner als ein erster vorgegebener Grenzwert ist, und welches die Abgabeöffnung für die Substanz öffnet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren größer als der erste vorgegebene Grenzwert ist, sowie ein zweites Ventil (Belüftungsventil), welches die Belüftungsöffnung für die Rückbelüftung öffnet, solange eine Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren kleiner als ein zweiter vorgegebener Grenzwert ist, und welches die Belüftungsöffnung für die Rückbelüftung abdichtet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren größer als der zweite vorgegebene Grenzwert ist, auf. Das zweite Ventil besteht hierbei aus einem flexiblen Material und ist in Form einer Lippe ausgebildet, welche in der Lage ist, die Belüftungsöffnung zu verschließen. Dieses Verschließen kann bevorzugt derart geschehen, daß die Lippe sich dabei über die Belüftungsöffnung legt und diese dabei abdichtet. Günstig ist auch die Variante, bei der die Lippe oder Teile hiervon teilweise in die Belüftungsöffnung dringen und derart eine Abdichtung erzielen.
Zur Vermeidung von Mißverständnissen wird die Druckdifferenz zwischen dem Behälter- inneren und dem Behälteräußeren definiert als Behälterinnendruck abzüglich Behälteraußendruck in den korrekten mathematischen, also mit Vorzeichen behafteten Größen. Die Angabe in den mathematischen, mit Vorzeichen behafteten Größen gilt ebenfalls für die Angabe des ersten und des zweiten vorgegebenen Grenzwertes. Das erste Ventil ist also vorteilhaft geschlossen, solange ein Überdruck im Behälterinneren gegenüber dem Behälteräußeren kleiner als ein erster vorgegebener Grenzwert ist, und geöffnet, wenn der Überdruck größer als der erste vorgegebene Grenzwert ist. Entsprechend ist das zweite Ventil bei einem Unterdruck im Behälterinneren gegenüber dem Behälteräußeren geöffnet und günstigenfalls geschlossen, wenn dieser Unterdruck nicht vorhanden ist.
Die Belüftungsöffnung sollte in dem Zustand, bei welchem der Behälterinnendruck in etwa dem Außendruck entspricht, vorteilhaft durch das Belüftungsventil verschlossen sein, da ansonsten bei der im nicht verwendeten Zustand liegenden Flasche Substanz durch den Belüftungskanal auslaufen kann. Der zweite Grenzwert ist bevorzugt entsprechend zu wählen, bevorzugt etwa zu Null. Dabei kann für den zweiten vorgegebenen Grenzwert auch ein negativer Wert gewählt werden, insbesondere, wenn der Behälter anderweitig gegen Auslaufen gesichert ist, beispielsweise als Standbehälter gestaltet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfinderischen Ventilsystems weist das erste Ventil ein Verschlussteil auf, welches im wesentlichen konusförmig gestaltet ist, sowie insbesondere drei Stege, welche das Verschlussteil mit dem umgebenden Behälter verbinden und welche aus einem rückstellfähigen Material bestehen.
Sehr günstig ist das erfinderische Ventilsystem einzusetzen für Behälter, bei welchen der Bereich der Abgabeöffnung in Form eines Halses ausgebildet ist, wobei dieser Hals bevorzugt einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist, wobei die Belüftungsöffnung sich in einer Seitenwand dieses Halses befindet und wobei sich die Abgabeöffnung bevorzugt an dem Ende des Halses befindet, welches dem Behälter gegenüberliegt.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn sich im Bereich des Halses mehrere Belüftungsöffnungen befinden, welche für die Rückbelüftung vorgesehen sind.
Bei einer sehr bevorzugten Ausführungsform des erfinderischen Ventilsystems ist das zweite Ventil als an der Innenwand des Halses umlaufende manschettenförmige Lippe ausgebildet, welche in der Lage ist, zur Abdichtung alle Belüftungsöffnungen zu verschließen. „Als an der Innenwand des Halses umlaufend" soll hierbei derart verstanden werden, daß die Manschette in der Lage ist, sich bei Druckerhöhung an die Innenwand vollständig oder teilweise anzulegen beziehungsweise vollständig oder teilweise in diese zu dringen und damit eine Abdichtung der Öffnungen hervorzurufen. In dem Fall, in dem die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren nicht größer als der zweite vorgegebene Grenzwert ist, sollte diese Manschette an der Wand anliegen, vergleiche hierzu auch die näheren Ausführungen bei den in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformen.
Damit ist das Ventil im unbenutzten Zustand des Behälters („Ruhezustand") abgedichtet; schon bei geringem Unterdruck in dem Behälter erfolgt ein Druckausgleich durch Einströmen von Luft.
Die Erfindung soll im folgenden durch Abbildungen näher veranschaulicht werden, ohne sich durch die Wahl der dargestellten Ausführungsform unnötig einschränken zu wollen.
Es zeigen:
Figur 1 Bereich der Auslaßöffnung bei einem Behälter mit einem erfinderischen Ventilsystem
Figur 2 Ventilelement des erfinderischen Ventilsystems
Figur 3 Bereich der Auslaßöffnung bei einem Behälter mit einem erfinderischen Ventilsystem mit geöffnetem Auslaßventil
Figur 4 Bereich der Auslaßöffnung bei einem Behälter mit einem erfinderischen Ventilsystem; Weg der eindringenden Luft bei der Rückbelüftung durch das geöffnete Lippenventil
Figur 5 Bereich der Auslaßöffnung bei einer zweiten Ausführungsform eines Behälters mit dem erfinderischen Ventilsystem
Die Figur 1 zeigt einen Behälter, hier insbesondere für kosmetische Zubereitungen, im Bereich der Auslaßöffnung. In diesem Bereich ist der Behälter in Form eines Halses 1 ausgebildet. Auf diesen Hals 1 , welcher an seiner Außenseite mit einem Schraubgewinde 2 versehen ist, lässt sich ein Aufsatzteil 3 mit entsprechendem Innengewinde aufschrauben, welches das erfinderische Ventilsystem beinhaltet. In der hier dargestellten Ausfüh- rungsform ist das Aufsatzteil 3 mit einem fixierbaren Bauteil 16 versehen, welches in das Aufsatzteil 3 eingesteckt, eingeklippt, verschweißt oder dergleichen angebracht sein kann, wobei auch eine reversible Befestigung möglich ist. Dieser Einsatz ist umlaufend abdichtend zum Aufsatzteil befestigt. Der Aufsatz bestehend aus den Teilen 3 und 16 kann aber auch einteilig ausgeführt sein. Der Behälter kann mit einem Klappdeckel 9, welcher mit dem Behälter durch das Scharnier 8 verbunden ist, verschlossen werden. Das Aufsatzteil 3 weist eine Vorkammer 4 auf, welche derart gestaltet ist, daß bei aufgeschraubtem Aufsatzteil 3 der Behälter im Bereich der Positionen 5 abgedichtet ist, so daß hier zu keiner Zeit eine sich im Behälter befindliche Substanz ausdringen kann. In der Wand der Vorkammer 4 befindet sich ein Auslaßkanal 6, an dessen oberen Ende sich das Auslaßventil 7 befindet. Die Vorkammer 4 ist umlaufend dicht zum Einsatz 16 angebracht.
Das Auslaßventil 7 ist in Form eines bevorzugt konusförmig zulaufenden Verschlusses 13 für die Abgabeöffnung 14 ausgebildet; vorzugsweise besitzt auch die Abgabeöffnung 14 eine Konusform. Eine Draufsicht auf das Ventilelement 7 (Auslaßventil) zeigt die Figur 2. Das Verschlussteil 13 ist mit mehreren flexiblen oder federnden Stegen 15 mit dem Behälter, hier mit dem Bauteil 16 verbunden. In der hier dargestellten Ausführungsform wird die Verbindung realisiert durch drei s-förmige Stege aus einem flexiblen Material. Wird nun vom Behälterinneren ein Druck ausgeübt, so wird das Verschlussteil 13 angehoben und gibt die Abgabeöffnung 14 frei, so daß die Substanz austreten kann. Das Verschlussteil 13 wird in der angehobenen Position gehalten (vergleiche hierzu Figur 3). Die Vergrößerung des Abstandes des Verschlusses 13 zu dem umliegenden Bauteil 16 wird dadurch erzielt, daß die Stege 15 bei diesem Vorgang die s-Form aufgeben und gestreckt werden (in einer alternativen Ausführungsform können als Stege beispielsweise Spiralfedern dienen, welche bei dem Vorgang gedehnt werden, oder auch allgemein ein elastischer beziehungsweise dehnbarer Werkstoff). Wird der Druck im Behälterinneren wieder verringert, so senkt sich das Verschlussteil 13 aufgrund der Rückstellkraft der Stege 15 ab und verschließt die Abgabeöffnung 14 wieder, so daß keine Restsubstanz in den Behälter zurückfließen kann. Der Klappdeckel 9 kann vorteilhaft derart gestaltet sein, daß er im geschlossenen Zustand das Verschlussteil 13 auf die Abgabeöffnung 14 drückt und so die Abdichtung verbessert.
Die Geometrie des Verschlussteils 16 kann bei Erfüllung der Funktion auch von der Ke- gelform abweichen (Kugel, Elipsoid, Zylinder etc.).
Die Rückbelüftung zur Erzielung eines Druckausgleiches zwischen Behälterinnerem und Behälteräußerem erfolgt über Belüftungsöffnungen 10, welche sich in der Wand zwischen der Vorkammer 4 und dem Behälteräußeren befinden. In der hier dargestellten Figur befinden sich diese Belüftungsöffnungen 10 in dem Aufsatzteil 3. Der Luftweg (vgl. auch Figur 4, starker unterbrochener Pfeil) durch das Schraubgewinde 2 ist hierbei gewährleistet.
Die Belüftungsöffnungen 10 können durch ein Belüftungsventil 11 verschlossen werden. Dieses Belüftungsventil 11 hat die Form einer Lippe, hier insbesondere einer in der Vorkammer 4 umlaufenden Manschette mit lippenförmigem Querschnitt und besteht aus einem flexiblen Material. Im oberen Bereich ist diese Manschette (Belüftungsventil 11) in dem Bauteil 16 angebracht, der untere Teil ragt in die Vorkammer 4 und ist bevorzugt derart geformt, daß er sich vor die Belüftungsöffnungen 10 neigt. Wird der Druck in dem Behälter erhöht, so ergibt sich die in Figur 3 gezeigten Verhältnisse: Durch Eintrittsöffnungen 12 im Boden der Vorkammer 4 dringt die in dem Behälter befindliche Substanz ein. Durch den sich in der Vorkammer 4 erhöhenden Druck (Luftdruck bzw. Druck durch die eingetretene Substanz) wird das Belüftungsventil 11 auf die Belüftungsöffnungen 10 gedrückt. Bevorzugt ist das Belüftungsventii 11 im unteren Bereich dünnwandig gestaltet, so daß die Anpreßwirkung hier am größten ist. Im Bereich der Positionsziffern 17 schließt das Ventil für die im Behälter befindliche Substanz dicht ab, die Belüftungsöffnungen 10 sind dabei verschlossen. Ein Austreten von Substanz ist auf diesem Wege nicht möglich ist.
Ist die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck des Behälters und dem Außendruck kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, so öffnet das Belüftungsventil 11 und ermöglicht das Eindringen von Luft durch die Belüftungsöffnungen 10 und nach unten aus dem Belüftungsventil 11 heraus in die Vorkammer 4 hinein, bis der Unterdruck im Behälter nahezu ausgeglichen ist. In Figur 4 ist der Weg der eindringenden Luft bei geöffnetem Be- lüftungsventil 11 für die hier dargestellte Ausführungsform der Erfindung durch einen unterbrochenen Pfeil dargestellt (Im Bereich des Schraubgewindes 2 kann die Luft entlang dieses Schraubgewindes 2 eindringen).
Durch die umlaufende, manschettenförmige Gestaltung des Belüftungsventils 11 ist ge- währleistet, daß bei Erhöhung des Innendrucks des Behälters der Druck auf dieses Belüftungsventil 11 gleichmäßig ausgeübt wird und damit ein gleichmäßiges Verschließen der Belüftungsöffnungen 10 erfolgt. Damit kann eine bestmögliche Abdichtung erzielt werden. Figur 5 zeigt beispielhaft einen Behälter mit einem erfinderischen Ventilsystem, bei dem das Auslaßventil 7 bei ansonsten ähnlicher Bauweise des Behälters alternativ gestaltet ist.
Das fixierbare Bauteil 16 beinhaltet hier eine oder mehrere Abgabeöffnungen 20, welche durch das Auslaßventil 7 verschlossen beziehungsweise geöffnet werden können. Dieses Ventil besteht aus einer Ventilscheibe 18 aus einem flexiblen Material, bevorzugt beispielsweise Gummi, und besitzt eine Durchlaßöffnung 19, welche derart positioniert ist, daß im verschlossenen Zustand die Abgabeöffnungen 20 des Bauteils 16 und die Durchlaßöffnung 19 der Ventilscheibe 18 nicht übereinanderliegen. Die Ventilscheibe 18 ist dabei an ihrem Außenrand an dem Bauteil 16 befestigt.
Wird der Druck im Behälterinneren erhöht, so wird die Ventilscheibe 18 angehoben und gibt den Durchlaß für die abzugebende Substanz aus dem Behälterinneren frei, indem diese zunächst durch die Abgabeöffnungen 20, dann zwischen der Ventilscheiben 18 und dem Bauteil16 entlang bis zur Durchlaßöffnung 19 fließen und durch diese hindurch nach außen treten kann.
Die Befestigung der Ventilscheibe 18 am Bauteil 16 kann auf unterschiedliche Weise geschehen, nachfolgend seien nur einige Beispiele genannt. So kann der Rand der Ven- tilscheibe 18 mit dem Bauteil 16 verklebt sein, er kann in eine entsprechende Einfräsung im Bauteil 16 eingelassen sein, wobei auch hier eine zusätzliche Verklebung vorteilhaft ist, alternativ oder zusätzlich kann die Ventilscheibe 18 durch entsprechende Halteringe am Bauteil 16 fixiert werden. Weiterhin kann die Ventilscheibe 18 mit dem Bauteil 16 im Mehrkomponentenspritzguß einteilig hergestellt werden. Eine weitere Variante ist, die Lippen des Belüftungsventils 11 und die Ventilscheibe 18 einteilig zu gestalten, indem dieses einteilige Bauteil im Spritzguß hergestellt wird, wobei es in entsprechende Aussparungen im Bauteil 16 teilweise eingegossen wird.
Die Rückbelüftung erfolgt bei dieser Ausführungsform in analoger Weise zu der weiter oben dargestellten Variante (Figur 4).
Eine Abgabevorrichtung mit dem erfinderischen Ventilsystem erlaubt beispielsweise die
Integration des Ventilsystem in spezielle Applikatoren. Das erfinderische Ventilsystem oder eine seiner Ausführungsformen sind derart konstruiert, daß ein Zurückfließen einmal abgegebenen Produktes von der Applikatorfläche in den Behälter nicht möglich ist. Sie sind damit geeignet für Behälter für fließfähige Stoffe aller Art, bieten aber zusätzlich große Vorteile für Behälter, welche zur Abgabe leicht verderblicher Stoffe vorgesehen sind oder welche hohen hygienischen Ansprüchen genügen müssen. Einige Beispiele für derartige Anwendungsbereiche, ohne den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, sind:
Zahnbürsten mit integrierter Spendeöffnung Reinigungsbürsten mit integriertem Vorratsbehälter Schleif- und Polierapplikatoren im entsprechendem Hilfsmittelbehälter Duschgelapplikatoren, insbesondere auch mit Massagekopf, • Mascarabürsten,
Aufträger von Schuhcreme oder sonstigen reinigenden und pflegenden/konservierenden Substanzen, insbesondere solche mit einer Bürste oder einem Schwamm auf dem Behälter zur Reinigung von Kleidung,
• Deoroller, • Aufträger von Nagellack oder Korrekturflüssigkeit,
• Aufträger von Klebstoffen,
• Aufträger von Farben, Schutzlacken, Rostentfemer, Anlauger etc.
Weiterhin ist das Ventilsystem hervorragend für die herkömmlichen Behälterverschlüsse und -applikatoren geeignet. Hierzu zählen beispielsweise Behältnisse für Wasch- und Pflegesubstanzen (Shampoo, Duschgel, Sonnenmilch, Pflegelotion usw.). Durch die nahezu ausgeschlossene Kontamination des Füllgutes lässt sich der Anteil der konservierenden und stabilisierenden Substanzen stark verringern. Außerdem wird das Füllgut nicht eingetrübt, was in vielen Bereichen als Qualitätsmagel empfunden wird. Eine weitere Anwendung für das erfinderische Ventilsystem ergibt sich im Lebensmittelbereich, beispielsweise für Konfitüre, Honig, Ketchup und Mayonnaise, Senf, Soßen und derartige Nahrungsmittel.
Eine derartige Gestaltung des Verschlusses verringert den Verlust an leicht flüchtigen Substanzen wie Parfüm, Alkohol, ätherische Öle etc., auch wenn der Deckel nicht sorgfältig verschlossen wird oder auch bei Ausführungen des Behälters ohne Klappdeckel.

Claims

Patentansprüche
1. Ventilsystem zum dosierten Auslassen einer Substanz aus einem Behälter, wobei für das Auslassen der Substanz aus dem Behälter eine Abgabeöffnung (14) durch zu- mindest eine der Wände des Behälters und für eine Rückbelüftung eine Belüftungsöffnung (10) durch zumindest eine der Wände des Behälters vorgesehen ist; mit einem ersten Ventil (7), welches die Abgabeöffnung (14) für die Substanz abdichtet, solange eine Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren kleiner als ein erster vorgegebener Grenzwert ist, und welches die Abgabeöff- nung für die Substanz öffnet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren größer als der erste vorgegebene Grenzwert ist, sowie mit einem zweiten Ventil (11), welches die Belüftungsöffnung für die Rückbelüftung öffnet, solange eine Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren kleiner als ein zweiter vorgegebene Grenzwert ist, und welches die Belüf- tungsöffnung für die Rückbelüftung abdichtet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem
Behälterinneren und dem Behälteräußeren größer als der zweite vorgegebene Grenzwert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (11) aus einem flexiblen Material besteht und in Form einer Lippe ausgebildet ist, welche in der Lage ist, die Belüftungsöffnung (10) zu verschließen.
2. Ventilsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (7) ein Verschlussteil (13), welches im wesentlichen konusförmig gestaltet ist, sowie insbesondere drei Stege (15), welche das Verschlussteil (13) mit dem umgebenden Behälter (16) verbinden und welche aus einem rückstellfähigen Material bestehen, aufweist.
3. Ventilsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (7) in Form einer flexiblen Abdeckung (18) für die Abgabeöffnung (20) gestaltet ist.
4. Ventilsystem nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter im Bereich der Abgabeöffnung in Form eines Halses (1) ausgebildet ist, wobei dieser Hals (1) bevorzugt einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist, wo- bei die Belüftungsöffnung (10) sich in einer Seitenwand dieses Halses (1) befindet
BESTATIGUNGSKOPIE und wobei sich die Abgabeöffnung (14) bevorzugt an dem Ende des Halses (1) befindet, welches dem Behälter gegenüberliegt.
5. Ventilsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Bereich des Halses (1) mehrere Belüftungsöffnungen (10) befinden, welche für die Rückbelüftung vorgesehen sind.
6. Ventilsystem nach zumindest einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (11) als an der Innenwand des Halses (1) umlaufende manschet- tenförmige Klappe ausgebildet ist, welche in der Lage ist, zur Abdichtung alle Belüftungsöffnungen (10) zu verschließen.
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