Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Dosiervorrichtung mit einem

Dosiervorrichtungsgehäuse, in dem ein Schlauchbeutel mit einer Pumpe auswechselbar gehalten ist, wobei der Schlauchbeutel aus Kunststofffolie ist und die Pumpe am Schlauchbeutel befestigt ist. Bei dem Schlauchbeutel inklusive Pumpe handelt es sich um Gegenstände, die für den Einmalgebrauch vorgesehen sind, also für den Einsatz in Bereichen wie beispielsweise der Gastronomie oder der Medizin, wo verderbliche Produkte oder Produkte die nicht kontaminiert werden dürfen, unter hygienisch einwandfreien Bedingungen wiederholt und portioniert oder dosiert abgegeben werden sollen. Schlauchbeutel und Pumpe werden deshalb nach Entleerung der in den Schlauchbeuteln aseptisch

verpackten Inhaltsstoffen entsorgt. Die dosierte Entleerung der Schlauchbeutel erfolgt mit der Pumpe, wobei die Pumpe mechanisch oder elektrisch angetrieben werden kann. Zweckmässigerweise ist die Pumpe dabei so gestaltet, dass sie auf einen integral mit dem Schlauchbeutel verbundenen Flansch aufschraubbar ist und zusätzlich über eine Aufschneidvorrichtung verfügt, um den bis zum Zeitpunkt des Aufschraubens bzw. bis zum Zeitpunkt des Erstgebrauchs noch unversehrten Schlauchbeutel zu öffnen.

Dosiervorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt. Allerdings gibt es auch bekannte Probleme. Diese bestehen einerseits darin, die Inhaltsstoffe des

Schlauchbeutels auch nach dem Öffnen noch möglichst lange und zuverlässig keimfrei und unverdorben zu halten. Die Gefahr der Kontamination besteht, wenn Dosierentnahmen nur in grösseren zeitlichen Abständen vorgenommen werden. Andererseits möchte man die Schlauchbeutel nach dem Öffnen aber auch möglichst vollständig entleeren, weil es sich um Einwegartikel handelt und weil man den Verlust gering halten möchte. Diese Forderungen sind, wie im Folgenden noch gezeigt wird, zum Teil antagonistisch.

Die US-5836482 zeigt eine bekannte Dosiervorrichtung, bei der ein Behältnis oder ein Schlauchbeutel mit einer daran befestigten Pumpe auswechselbar in ein Dosiervorrichtungsgehäuse einsetzbar ist. Diese Dosiervorrichtung ist allerdings nicht für Anwendungen ausgelegt, bei denen die Vermeidung von Kontamination der dosiert abzugebenden Substanz im Vordergrund steht. Die am Behältnis oder am Schlauchbeutel aufschraubbar befestigbare Pumpe hat denn auch keine Aufschneidvorrichtung um den Schlauchbeutel erst zum Zeitpunkt des

Aufschraubens zu öffnen. Die verwendete Pumpe ist eine Zahnradpumpe, bei der die dosiert abzugebende Substanz aufgrund des Verdrängungsprinzips zwar zuverlässig zum Auslass befördert wird, gleichzeitig aber auch Umgebungsluft zurück zum Pumpeneinlass befördert wird. Es handelt sich somit um ein System, bei dem mit zunehmender Entleerung des Schlauchbeutels relativ leicht Luft in denselben nachfliessen kann. Letzteres erleichtert zwar das Ausfliessen der dosiert abzugebenden Substanz, es kann aber gleichzeitig auch die Gefahr der Kontaminierung oder der chemischen Veränderung des Schlauchbeutelinhaltes erheblich verstärken.

Weiterhin hat die US-5836482 auch eine Aufhängevorrichtung für den

Schlauchbeutel. Diese dient gleichzeitig auch zur Kontaktierung von Batterien, die im Schlauchbeutel integriert sind und die zum Antrieb eines Elektromotors für die Pumpe vorgesehen sind. Die Aufhängevorrichtung ist dabei als Schlitz

ausgeformt, in den ein umfalzbarer oberer Rand des Schlauchbeutels eingesteckt wird. Die Aufhängevorrichtung der US-5836482 lässt nicht erkennen, ob eine besondere Art der Aufhängung beabsichtigt ist.

Um eine mögliche Kontamination des Schlauchbeutelinhalts möglichst zu verhindern, gibt in neuerer Zeit Bestrebungen, Dosiervorrichtungen der eingangs genannten Art mit auswechselbaren Schlauchbeuteln und mit an den

Schlauchbeuteln integrierten Pumpen zum Einmalgebrauch anzubieten, bei denen während der Entleerung kein oder nur ein sehr geringer Rückfluss von Luft durch die Pumpe zurück in den Schlauchbeutel erfolgt. Das kann durch geeignete und an sich bekannte Pumpenkonstruktionen erreicht werden. Auf diese Weise soll der Schlauchbeutelinhalt vor Kontamination durch Bestandteile in der rückfliessenden Luft geschützt werden. Systeme dieser Art haben allerdings den Nachteil, dass die weichen Schlauchbeutel beim Aussaugen oftmals in Undefinierter und

unkontrollierter Art zusammenschrumpfen und in sich zusammensacken, was zur Folge hat, dass in den entstehenden Schrumpffalten oftmals eine beträchtliche Menge des Schlauchbeutelinhalts gefangen bleibt, so dass eine auch nur annähernd vollständige Entleerung schliesslich unmöglich wird. Dies ist

insbesondere dann der Fall, wenn aufrecht stehende Schlauchbeutel verwendet werden, und es bedeutet letztlich natürlich eine völlig unerwünschte

Materialverschwendung. Oftmals lassen sich mit Dosiervorrichtungen dieser Art deshalb nur Schlauchbeutelentleerungsraten im Bereich von etwa 80-90% erreichen.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Dosiervorrichtung zur

auswechselbaren Halterung eines Schlauchbeutel aus Kunststofffolie und einer daran befestigte Pumpe anzugeben, bei der sich selbst bei Verwendung von Pumpen mit minimalem Rückluftfluss hohe Schlauchbeutelentleerungsraten erreichen lassen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Lösung beinhaltet im Wesentlichen, dass die verwendeten Schlauchbeutel im Dosiervorrichtungsgehäuse aufgespannt werden, wobei die Aufspannung im Wesentlichen über drei Spannpunkte erfolgt.

Dazu sind am Dosiervorrichtungsgehäuse und am Schlauchbeutel je zwei

Formschlusshaltemittel vorhanden, an denen der Schlauchbeutel mit dem

Dosiervorrichtungsgehäuse direkt oder indirekt miteinander verbindbar sind, wobei die Formschlusshaltemittel zwei obere Spannpunkte für den Schlauchbeutel bilden. Weiterhin ist am Dosiervorrichtungsgehäuse eine formschlüssige

Aufnahme in der Form einer Einschiebhülse für die am Schlauchbeutel befestigte Pumpe vorhanden, wobei diese formschlüssige Aufnahme einen unteren

Spannpunkt für den Schlauchbeutel bildet. Der Schlauchbeutel ist zwischen diesen drei Spannpunkten aufgespannt gehalten und die Formschlusshaltemittel sind dabei so angeordnet, dass sich die Pumpe im aufgespannten Zustand des Schlauchbeutels am tiefsten Punkt des Schlauchbeutels befindet.

Durch die Dreipunkt-Aufspannung des Schlauchbeutels wird ein unkontrolliertes Zusammenschrumpfen des Schlauchbeutels bei der Entleerung weitgehend vermieden. Geeignete Schlauchbeutel können, wie im Folgenden gezeigt wird, entweder eine symmetrische oder eine asymmetrische Form aufweisen. Bei asymmetrischen Formen, also beispielsweise bei liegend angeordneten Schlauchbeuteln, bei denen die Pumpe nicht mittig, sondern seitlich angeordnet ist, muss der

Anfordernis, wonach sich die Pumpe im aufgespannten Zustand des

Schlauchbeutels am tiefsten Punkt des Schlauchbeutels befinden soll, natürlich besondere Beachtung geschenkt werden. Das lässt sich jedoch mit geeigneter Anordnung der verwendeten Formschlusshaltemittel problemlos erreichen. Der Begriff Formschlussmittel wird lediglich verwendet um zu zeigen, dass zum Zweck der Erreichung einer leichten Auswechselbarkeit des Schlauchbeutels im

Dosiervorrichtungsgehäuse vorteilhaft formschlüssig wirkende Mittel am

Schlauchbeutel wie auch am Dosiervorrichtungsgehäuse verwendet werden. Derartige Formschlussmittel können beispielsweise runde Löcher am

Schlauchbeutel und entsprechend Stifte mit rundem Querschnitt am

Dosiervorrichtunsgehäuse sein. Andere Mittel, wie etwa Schlaufen und Haken sind natürlich ebenfalls möglich.

Von besonderer Bedeutung ist auch, dass die Formschlussmittel am

Dosiervorrichtungsgehäuse federelastisch gehalten sein können. Es muss nämlich beachtet werden, dass die Abstände der Spannpunkte je nach

Schlauchbeutelkonstruktion im vollen oder im leeren Zustand des Schlauchbeutels verschieden sind, dass die Aufspannung aber in allen Entleerungszuständen möglichst straff erfolgen soll.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 die prinzipielle Anordnung eines Schlauchbeutels mit symmetrisch daran befestigter Dosierpumpe in einer Dosiervorrichtung,

Fig. 2 die prinzipielle Anordnung eines Schlauchbeutels mit asymmetrisch daran befestigter Dosierpumpe in einer Dosiervorrichtung,

Fig. 3 die Anordnung von Fig. 1 mit federelastischer Halterung der

Formschlussmittel, Fig. 4 die Anordnung von Pumpe und Einschiebhülse,

Fig. 5 ein Schlauchbeutel mit Formschlusshaltemitteln und mit Pumpe in einer Frontansicht, und Fig. 6 der Schlauchbeutel von Fig. 5 in einer Seitenansicht.

Die Figur 1 zeigt die prinzipielle Anordnung eines Schlauchbeutels 1 mit einer symmetrisch daran befestigten Pumpe 3 in einer Dosiervorrichtung 2. Der

Schlauchbeutel 1 hat an einer Auslassposition die Pumpe 3, die mit dem

Schlauchbeutel 1 fest verbunden oder fest verbindbar ist. Auf die Art dieser Verbindung wird im Folgenden noch weiter eingegangen werden, es handelt sich aber eine Lösung, bei der die Schlauchbeutelhülle bis zum Zeitpunkt des

Einsatzes in der Dosiervorrichtung 2 intakt, also vollständig geschlossen ist und der Schlauchbeutelinhalt somit aseptisch bleibt. Sowohl der Schlauchbeutel 1 wie auch die Pumpe 3 sind für den Einmalgebrauch vorgesehen und können nach der Entleerung des Schlauchbeutels 1 entsorgt oder rezykliert werden. Der Schlauchbeutel 1 mit der Dosierpumpe 3 ist in der Dosiervorrichtung 2 auswechselbar gehalten und in der Gebrauchslage stehend aufgespannt. Die Dosiervorrichtung 2 hat ein Dosiervorrichtungsgehäuse 4, das hier mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist und das konstruktionsbedingt natürlich verschiedenste Formen aufweisen kann. In einem Auslassbereich hat das

Dosiervorrichtungsgehäuse 4 eine formschlüssige Aufnahme 5, die vorzugsweise als Einschiebhülse gestaltet ist. Der Schlauchbeutel 1 mit der daran befestigten Pumpe 3 ist somit, wie in der Fig. 1 dargestellt, so in das

Dosiervorrichtungsgehäuse 4 einsetzbar, dass die Pumpe 3 in die formschlüssige Aufnahme 5 einschiebbar ist.

Sowohl am Dosiervorrichtungsgehäuse 4 wie am Schlauchbeutel sind zudem je zwei Formschlusshaltemittel 6 vorhanden, die in den Figuren lediglich symbolisch dargestellt sind. Mittels der Formschlusshaltemittel 6 ist der Schlauchbeutel 1 direkt oder indirekt mit dem Dosiervorrichtungsgehäuse 4 verbindbar. Die

Formschlusshaltemittel 6 bzw. die beiden Paare von Formschlusshaltemitteln die an einer der Auslassposition gegenüberliegenden Seite des Schlauchbeutels 1 angeordnet sind, bilden zwei obere Spannpunkte die an zwei gegenüberliegenden Endbereichen einer Schweissnaht oder einer Schweissfläche des

Schlauchbeutels 1 angeordnet sind. Die formschlüssige Aufnahme 5 bildet einen unteren Spannpunkt für den Schlauchbeutel. Der Schlauchbeutel ist somit effektiv zwischen den drei Spannpunkten aufgespannt, und zwar in einer Weise, dass im aufgespannten Zustand des Schlauchbeutels 1 sich die Pumpe 3 am tiefsten Punkt des Schlauchbeutels 1 befindet. Der Schlauchbeutel 1 ist somit durch die Dreipunktaufspannung flächig aufgespannt und nicht nur in einer Richtung. Im aufgespannten Zustand des Schlauchbeutels soll zudem von jedem Punkt im Schlauchbeutel ein Gefälle zur Pumpe hin bestehen. Die beiden oberen

Spannpunkte dienen also nicht nur der Aufhängung des Schlauchbeutels sondern vielmehr auch der Aufspannung, was sicherstellen soll, dass der weiche

Schlauchbeutel beim Aussaugen nicht in Undefinierter und unkontrollierter Art zusammenschrumpft oder gar in sich zusammensackt, was zur Folge hätte, dass in den entstehenden Schrumpffalten eine beträchtliche Menge des

Schlauchbeutelinhalts gefangen bliebe.

Die Formschlusshaltemittel 6 können naturgemäss verschiedenartig ausgestaltet sein. In einem einfachen und bevorzugten Fall können die Formschlusshaltemittel am Schlauchbeutel runde Löcher 6' und die Formschlusshaltemittel am

Dosiervorrichtungsgehäuse Stifte 6" mit rundem Querschnitt sein, wobei der Durchmesser der Stifte 6" und der Durchmesser der Löcher 6' mindestens annähernd gleich sind. Dies erlaubt dann, ähnlich wie bei der Pumpe 3 und der formschlüssigen Aufnahme 5, eine einfache formschlüssige Verbindung und dadurch eine zuverlässige Aufspannung des Schlauchbeutels zwischen den Spannpunkten. Die Formschlusshaltemittel 6 können auch mittelbar miteinander in Wirkverbindung stehen, so etwa mittels Schlaufen und Haken die an den Löchern 6' oder an den Stiften 6" einhängbar sind und die eine indirekte Verbindung zwischen den Formschlusshaltemitteln darstellen.

Die Figur 2 zeigt die prinzipielle Anordnung eines Schlauchbeutels 1 mit asymmetrisch daran angeordneter Dosierpumpe 3 in einer Dosiervorrichtung 2. Schlauchbeutel 1 können, wie bereits erwähnt, verschiedenartig geformt oder auch verschiedenartig in passenden Dosiervorrichtungen 2 angeordnet sein. Bei diesem in Gebrauchslage liegenden Schlauchbeutel 1 ist die Pumpe

asymmetrisch versetzt seitlich am unteren Teil des Schlauchbeutels angeordnet. Deshalb ist es gerade bei solchen Anordnungen wichtig, dass sich die Pumpe stets am tiefsten Punkt des Schlauchbeutels befindet, um eine vollständige Entleerung sicher zu stellen.

Eine Möglichkeit zur Sicherstellung der vollständigen Entleerung besteht darin, dass die Formschlusshaltemittel am Schlauchbeutel bezüglich der Kante an der sie in der mindestens einen Schweissnaht oder Schweissfläche angeordnet sind, auf derselben Höhe liegen, während die Formschlusshaltemittel des

Dosiervorrichtungsgehäuses auf unterschiedlichen Höhen bezüglich der

Horizontalen angeordnet sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Sicherstellung der vollständigen Entleerung besteht darin, dass die Formschlusshaltemittel am Schlauchbeutel bezüglich der Kante an der sie in der mindestens einen Schweissnaht angebracht sind, auf

unterschiedlichen Höhen angebracht sind, während die Formschlusshaltemittel des Dosiervorrichtungsgehäuse bezüglich der Horizontalen auf gleicher Höhe angeordnet sind.

Da die beiden genannten Möglichkeiten leicht zu realisieren sind, sind sie in den Figuren nicht dargestellt. Effektiv handelt es sich aber lediglich um eine leichte Schrägstellung des Schlauchbeutels 1 um wenige Grad Neigung zur Horizontalen um eine vollständige Entleerung zu bewirken.

Die Figur 3 zeigt noch die Anordnung von Figur 1 mit einer federelastischen Aufspannung mittels der der Formschlusshaltemittel 6. Angedeutet ist hier, dass sich in oder an den Formschlussmitteln 6 Federelemente 7 befinden, deren Aufgabe es ist, den Schlauchbeutel 1 in allen Entleerungszuständen möglichst straff gespannt zu halten. Hier kommt als Formschlussmittel beispielsweise auch eine am Dosiervorrichtungsgehäuse angeordnete oder angeformte Oese in Frage. Als Federelement 7 kann dann eine sowohl in diese Oese als auch in die Löcher 6' einhängbare beliebige Zugfeder eingesetzt werden. Wie bereits erwähnt, muss nämlich beachtet werden, dass die Abstände der Spannpunkte am Schlauchbeutel je nach Schlauchbeutelfüllzustand im vollen, teilweise geleerten oder im leeren Zustand des Schlauchbeutels meist verschieden sind. Werden Schlauchbeutel eingesetzt, die entlang der Ränder im Wesentlichen dehnungsresistente

Schweissnähte aufweisen, so verlaufen diese im vollen Zustand des

Schlauchbeutels gewellt und die Federelemente 7 dienen der Straffung der Schweissnähte. Ist dies aber nicht der Fall, so leisten Federelemente 7 dennoch einen wichtigen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Aufspannung des

Schlauchbeutels 1. Konstruktiv kann die Aufspannung bei Schlauchbeuteln aus elastischem Folienmaterial auch dadurch verbessert werden, dass der Abstand zwischen den beiden Formschlussmitteln am Schlauchbeutel etwas geringer ist als der Abstand zwischen den Formschlussmitteln am Dosiervorrichtungsgehäuse. Die Differenz der Abstände liegt dabei zwischen 0.5% und 5%.

Die Figur 4 zeigt die Anordnung von Pumpe 1 und formschlüssiger Aufnahme 5 anhand eines weiter konkretisierten Ausführungsbeispiels. Dargestellt ist das offene Dosiervorrichtungsgehäuse 4, das halbschalenartig ausgebildet ist und im Auslassbereich die formschlüssige Aufnahme 5 für die Pumpe aufweist. Ebenso dargestellt ist die Pumpe 1 sowie weitere Teile, die am Schlauchbeutel 1 befestigt sind. Nicht dargestellt ist der Schlauchbeutel selbst um die Übersichtlichkeit der Darstellung nicht zu beeinträchtigen. Aus der Darstellung ist aber ersichtlich (siehe strichpunktierte Verbindungslinie) wie der Schlauchbeutel 1 mit der Pumpe 3 in das Dosiervorrichtungsgehäuse eingelegt bzw. eingeschoben werden muss. Am Schlauchbeutel 1 selbst ist ein Flansch 8 mit einem Stutzen 9, der ein

Innengewinde aufweist, angebracht (vorzugsweise angeschweisst). Die Pumpe 1 ist eine Einwegpumpe aus Kunststoff und hat ausgangsseitig ein Auslassteil 10 und eingangsseitig einen Ansaugstutzen mit einem Aussengewinde. Der

Ansaugstutzen der Pumpe 1 ist mit einem endständig angeformten Schneidorgan 11 versehen. Die Pumpe 1 ist mit dem Ansaugstutzen auf den Stutzen 9 des Flansches 8 aufschraubbar, und zwar in einer Weise, dass mit dem Aufschrauben des Ansaugstutzens auf den Stutzen 9 die Pumpe 1 am Schlauchbeutel 1 befestigbar ist und gleichzeitig auch die Folie der Schlauchbeutelhülle im

Flanschbereich aufgeschnitten wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Schlauchbeutelhülle bis zum Zeitpunkt des Einsatzes in der Dosiervorrichtung 2 intakt und der Schlauchbeutelinhalt somit aseptisch bleiben kann.

Schliesslich zeigen die Figuren 5 und 6 noch einen für diese Art der Aufspannung geeigneten Schlauchbeutel 1 mit den Formschlusshaltemitteln 6 und mit der Pumpe 3 in einer Frontansicht und einer Seitenansicht. Daraus ist ersichtlich, dass der Schlauchbeutel 1 mindestens eine Schweissnaht 12 oder mindestens eine Schweissfläche 13 aufweist und die Formschlusshaltemittel 6 am Schlauchbeutel 1 in der mindestens einen Schweissnaht 12 oder Schweissfläche 13 angeordnet sind.

Handelt es sich um einen Schlauchbeutel von der Art wie er in Fig. 1 dargestellt ist, so weist der Schlauchbeutel 1 zwei lange, seitliche Schweissnähte 12 auf sowie eine kurze Schweissnaht 12, die jener Fläche gegenüberliegt, an der die Pumpe 3 angeordnet ist. Handelt es sich jedoch um einen Schlauchbeutel von der Art wie er in Fig. 2 dargestellt ist, so weist der Schlauchbeutel zwei kurze, seitliche Schweissnähte 12 auf sowie eine lange Schweissnaht 12, die jener Fläche gegenüberliegt, an der die Pumpe 3 angeordnet ist. Andere Schlauchbeutelformen kommen

selbstverständlich auch in Frage,