DE69205001T2

DE69205001T2 - Dosiervorrichtung fur flussigkeiten.

Info

Publication number: DE69205001T2
Application number: DE69205001T
Authority: DE
Inventors: Evans Santagiuliana
Original assignee: Taplast SRL
Current assignee: Taplast SRL
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2012-05-16
Also published as: JP2598863B2; ATE128227T1; EP0586430A1; US5407104A; WO1992021942A1; JPH06504127A; IT1247089B; ITVI910094A0; ITVI910094A1; EP0586430B1; CA2108483C; DE69205001D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung für Flüssigkeiten, die an die Abgabeöffnung von Behältern angebracht werden kann und dazu dient, Flüssigkeiten zu dosieren, insbesondere für Haushaltszwecke wie Detergenzien, Öle oder chemische Produkte im allgemeinen, die in vorbestimmten Dosen eingesetzt werden müssen.
Das an die chemische Industrie gestellte Erfordernis, Behälter mit Dosierern zur Verfügung zu stellen, beruht darauf, daß die Leistungen des in den Behältern aufgenommenen Produktes optimiert und unkontrollierte Verwendungen des Produktes verhindert werden müssen. Einerseits würde dies nämlich zu Ergebnissen führen, die schlechter sind als die, die mit einer regelrechten Dosis erreicht werden können, und andererseits zu ökologischen Problemen durch eine Verschmutzung der Umwelt. Aus diesen Gründen werden Flüssigkeitsdosierer an Behältern von der Industrie immer häufiger gefordert.
Es sind Dosiereinrichtungen bekannt, die aus Spendern mit Kanälen bestehen, in denen beispielsweise eine Kugel beweglich ist, die in die zu dosierende Flüssigkeit eintaucht und über eine vorbestimmte Strecke abrollt. Wenn der Behälter aus der stehenden Position in die Abgabestellung für Flüssigkeit gedreht wird, läuft Flüssigkeit über einen Zeitraum aus, den die Kugel benötigt, um die Abgabeöffnung zu erreichen, bis diese die Öffnung schließt. Eine solche Vorrichtung ist in der DE-C 93 250 beschrieben. Die Nachteile beim Einsatz derartiger Einrichtungen beruhen darauf, daß der Weg der Kugeln von der Dichte der Flüssigkeit abhängt, in welche die Kugeln eintauchen, so daß deren Gewicht in Abhängigkeit von der abzugebenden Flüssigkeit verändert werden muß. Hierzu ist es erforderlich, entweder den Werkstoff der Kugeln oder deren Abmessungen zu variieren, was zu Problemen bei der Herstellung der Dosierer mit unterschiedlichen Dimensionen führt. Hinzu kommt, daß diese Bauart von Dosierern mit Ungenauigkeiten behaftet ist, da die Geschwindigkeit der Kugel beim Schließen auch von der Druckhöhe der darüberstehenden Flüssigkeit abhängt, so daß während der Abgabephase der Flüssigkeit aus dem Behälter auch die vom Dosierer abgegebene Flüssigkeitsmenge schwankt.
Aus der DE-A 37 15 617 sind die Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, die darin bestehen, daß eine Verschlußkappe mit einem axial beweglichen Abgabesystem vorhanden ist, das ein Gewinde aufweist. Zwischen dem Abgabesystem und dem äußeren Teil der Kappe ist allerdings kein verschiebbares Dosierelement vorgesehen.
Gegenstand der US-A 1 687 705 ist eine Abgabeeinrichtung, bei der die Dosierkammer selbst nicht gleitet, in der aber ein gleitendes Ringventil auf der Außenseite einer festen Dosierkammer beweglich ist.
Die PCT/EP90/02106 (WO-A 91/10115) des Patentinhabers betrifft eine Dosiereinrichtung mit einem im wesentlichen rohrförmigen Außenkörper, einem in diesem Außenkörper verschiebbaren Dosierelement, einer Abgabeleitung, die koaxial in dem Außenkörper verläuft, und einer Vordosierkammer für die Flüssigkeit, welche zwischen der Innenfläche des Außenkörpers und der Außenfläche der Abgabeleitung definiert ist. Nachdem eine vorgewählte Dosis in das verschiebbare Dosierelement gelangt ist, bewirkt ein Umdrehen des Behälters aus der aufrechten in die umgekehrte Stellung einer Verschiebung des Dosierers in Richtung auf den Ausgang, so daß die Verbindung zwischen dem Innenraum des Behälters und der Abgabeleitung geschlossen wird, während die im Dosierelement enthaltene Flüssigkeit nach außen abgegeben wird und die im Behälter aufgenommene Flüssigkeit in die Dosierkammer gelangt.
Diese Vorrichtung vermeidet die oben erläuterten Nachteile, bereitet jedoch gewisse Schwierigkeiten bei der Konstruktion, da zusätzlich zu den drei erwähnten Bauelementen, d.h. dem Innenkörper, dem Außenkörper und dem verschieblichen Dosierelement, notwendigerweise auch ein Verbindungselement zwischen dem Außenkörper und dem Hals des Behälters, der auch den Verschluß aufweist, vorgesehen werden muß. Die Dosiereinrichtung der zuvor genannten Erfindung besteht somit im wesentlichen aus vier unabhängig voneinander gespritzten und danach montierten Einzelteilen.
Das beständige Bedürfnis nach Reduzierung der Produktionskosten bei gleichbleibenden Leistungen hat den Erfinder veranlaßt, eine Dosiereinrichtung für Flüssigkeiten zu schaffen, deren Hauptziel darin besteht, die Dosiergenauigkeiten der Vorrichtung gemäß PCT/EP/9002106 beizubehalten und gleichzeitig die Konstruktion zu vereinfachen, um auf diese Weise eine Dosiereinrichtung mit Verschluß zur Verfügung zu stellen, die aus nur drei anstatt vier Teilen besteht, um dadurch den Vorteil einer Materialersparnis und einer kürzeren Montagezeit zu gewinnen.
Gemäß einem weiteren Ziel der Erfindung soll die Dosiereinrichtung exakt arbeiten, ohne daß der Behälter jedesmal in eine genau vertikale Lage nach unten gedreht werden muß. Ferner soll ein dichter Abschluß erreicht werden, wenn das verschiebliche Dosierelement den festen Teil des Dosierers erreicht, um zu vermeiden, daß sich die vordosierte Flüssigkeit mit der Flüssigkeit in dem Behälter vermischt und dadurch die Dosismenge verändert.
Diese und weitere Ziele, die nachstehend näher erläutert sind, werden mit einer Dosiereinrichtung für Flüssigkeiten erreicht, die aus einem Kunststoff besteht und an die Abgabeöffnung eines Behälters angebracht werden kann, wobei sich die hauptsächlichen Kennzeichen aus dem Patentanspruch 1 ergeben.
Eigenschaften und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
Figur 1 eine axonometrische Ansicht des oberen Elementes mit Verschlußkappe,
Figur 2 eine axonometrische Darstellung des verschiebbaren Dosierelementes,
Figur 3 eine axonometrische Darstellung des Zwischenelementes, das mit dem oberen Element zusammenwirkt und das verschiebbare Dosierelement führt,
Figur 4 einen Schnitt durch die Dosiereinrichtung beim ersten Füllvorgang, d.h. bei der Überführung der ersten Flüssigkeitsdosis aus dem Innenraum des Behälters in die Vordosierkammer,
Figur 5 einen Schnitt durch die Dosiereinrichtung in aufrechter Stellung während der Übergabe der vordosierten Menge aus der Vordosierkammer in das verschiebliche Dosierelement,
Figur 6 einen Schnitt durch die Dosiereinrichtung bei der Abgabephase der vordosierten Menge aus dem verschiebbaren Dosierer und bei der erneuten Dosierung aus dem Inneren des Behälters in die Vordosierkammer und
Figur 7 einen Schnitt in der Ebene VII-VII der Figur 6.
Die Figuren 1, 2 und 3 der Zeichnung zeigen, daß die Einrichtung gemäß der Erfindung im wesentlichen nur aus drei Teilen besteht, nämlich einen oberen Element 10 gemäß Figur 1, einem in Figur 3 gezeigten Zwischenelement 20 und einem verschiebbaren Dosierelement 30, das in Figur 2 dargestellt ist.
Das obere Element 10 besteht aus einer zylindrischen Außenwand 11 und einem nach oben gerichteten Kegelstumpfteil 12 mit einer zentrischen Öffnung 13, die von einer Zylinderwand 16 begrenzt wird. Der ebene Verbindungsabschnitt 14 zwischen der vertikalen, zylindrischen Außenwand 11 und dem Kegelstumpfteil 12 ist innen so breit, daß er der Dicke des Randes 21 des Zwischenelementes 20 entspricht und diesen aufnehmen kann. Zur Verbindung zwischen dem oberen Element 10 und dem Zwischenelement 20 dient ein Vorsprung 15, der in eine in Figur 3 gut zu erkennende Ringnut 22 eingreift. Auf diese Weise ergibt sich eine feste Verbindung zwischen dem oberen Element 10 und dem Zwischenelement 20.
Das Zwischenelement 20 hat eine nach oben weisende, zylindrische Wand 23 und eine nach unten gerichtete, sich verjüngende Wand 24 geringeren Durchmessers, mit der das Zwischenelement 20 in der Öffnung des Behälters 41 geführt wird. Koaxial zu der zylindrischen Wand 24 und außerhalb dieser befindet sich eine weitere zylindrische Wand 241 mit einem ringförmigen Vorsprung 242, der in eine entsprechende Aussparung am Hals des Behälters 41 eingreift und damit eine feste Verbindung zwischen dem Zwischenelement 20 und dem Behälter 41 herstellt. Das Zwischenelement 20 kann am Hals des Behälters auch über ein Gewinde oder über eine Klebverbindung zwischen einer Wand des Zwischenelementes und einer geeigneten Wand des Behälters in der Nähe der Öffnung befestigt werden. Von der Innenseite der Wand 24 stehen mit regelmäßigen Abständen Zungen 25 ab, die sich in Längsrichtung nach unten erstrecken. Diese Zungen haben eine im wesentlichen glatte und bogenförmige Wand, so daß sie eine freie, geführte Verschiebebewegung des Dosierelementes 30 innerhalb der Wand ermöglichen.
Da die in Längsrichtung verlaufenden Zungen 25 zwischen der zylindrischen Wand 24 des Zwischenelementes 20 und der äußeren Zylinderwand 31 des verschiebbaren Dosierelementes 30 liegen, wird ein Zwischenraum erzeugt, d.h. Durchtrittschlitze 27, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum 40 des Behälters 41 und der Vordosierkammer 50 herstellen, welche definiert ist durch die Verbindung zwischen dem oberen Element 10 und dem Zwischenelement 20. Genauer gesagt ist die Dosierkammer 50 ein Raum, der in der Mitte begrenzt ist durch die Zylinderwand 16 und den oberen Rand 17, ferner durch den Kegelstumpfteil 12, die äußere, zylindrische Wand 23 und eine weitere, konische Übergangsfläche 23a des Zwischenelementes 20.
Gemäß Figur 4 ist die Vordosierkammer 50 nach oben offen, wenn sich das verschiebbare Dosierelement 30 am Rand 18 des Zylinders 16 abstützt. Wenn dann der Behälter in die in Figur 5 gezeigte, aufrechte Stellung gebracht wird, gleitet das Dosierelement 30 nach unten und stützt sich auf der schrägen Wand 26 ab, die Teil der Zungen 25 ist, so daß der konische Rand 32 des verschiebbaren Dosierelementes 30 durchgehend den offenen Ringraum abschließt. Damit kann die in der Kammer 50 vordosierte Flüssigkeitsmenge in den Innenraum 33 gelangen, der als Sammelraum für die Flüssigkeit des Dosierelementes 30 wirkt.
Bei einer nochmaligen Drehung des Behälters 41 in die Stellung der Figur 6 kann erneut Flüssigkeit 40 in die Vordosierkammer 50 strömen, während gleichzeitig die Flüssigkeit aus dem Innenraum 33 des Dosierelementes 30 über die Abgabeöffnung 13 nach außen fließen kann.
Um zu vermeiden, daß sich die vordosierte Flüssigkeit in dem Raum 33 mit der Flüssigkeit vermischt, die aus dem Innenraum 40 des Behälters in die Dosierkammer strömt, hat das verschiebbare flosierelement 30 einen ringförmigen Einschnitt 34, der in den Übergangsbereich zwischen der Zylinderwand 31 und der konischen Randfläche 32 eingearbeitet ist. Dieser ringförmige Einschnitt 34 legt sich auf den Rand 18 der Zylinderwand 16 der Abgabeöffnung, die zu dem oberen Element 10 gehört. Auf diese Weise ergibt sich eine einwandfreie Abdichtung zwischen den verschiebbaren Dosierelement und dem Abgabekananl, so daß jede Vermischung der vordosierten Flüssigkeit mit der noch zu dosierenden Flüssigkeit vermieden wird.
Am oberen Element 10 ist eine Verschlußkappe 19 angebracht, die aus Kunststoff besteht und zusammen mit dem oberen Element gespritzt ist. Diese dient zum Verschließen der Öffnung 13, wenn der Behälter 41 keine Flüssigkeit abgeben sdll.
Mit den erläuterten Maßnahmen sind alle Ziele der Erfindung erreicht, unter anderem auch die Schaffung einer Dosiereinrichtung für Flüssigkeiten, die äußerst einfach aufgebaut ist und aus nur drei miteinander zu verbindenden Einzelteilen besteht.
Die Dosiereinrichtung ist sehr genau hinsichtlich der zu dosierenden Menge, weil sich das Dosierelement auf kurzen, aber genauen Führungen bewegt, die klemmfrei sind. Damit öffnet und schließt das Dosierelement bei seiner Bewegung die Vordosierkammer 50, die eine Verbindung mit der Abgabeleitung herstellt, ohne daß diese dabei mit anderen, noch zu dosierenden Flüssigkeiten in Berührung kommt.
Über das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel hinaus kann die Dosiereinrichtung konstruktive Änderungen erfahren, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke gemäß den Patentansprüchen verlassen wird.

Claims

1. Dosiereinrichtung aus Kunststoff für Flüssigkeiten, die am Hals des Ausgangs am oberen Ende eines im übrigen geschlossenen Behälters angebracht werden kann, umfassend:

- eine im wesentlichen ringförmige Vordosierkammer (50), die von ringförmigen Wänden und einer weiteren Wand (12, 17) umschlossen ist und dazu dient, eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge beim Kippen des Behälters aus seiner aufrechten Stellung aufzunehmen,

- ein im wesentlichen zylindrisches Dosierelement (30) das in Richtung der Vertikalachse des Behälters relativ zu den festen Teilen der Einrichtung beweglich ist und das die vorbestimmte Menge oder Dosis aufnimmt, wenn der Behälter (41) in seine aufrechte Stellung zurückgekippt wird, wobei diese Dosis abgegeben wird, wenn der Behälter nochmals gekippt wird,

- eine im wesentlichen zylindrische Abgabeleitung (13), die koaxial zu der Vordosierkammer und dem Dosierelement verläuft,

- eine Verschlußkappe (19), die verstellt-werden kann, um die Abgabeöffnung zu verschließen,

wobei die Vordosierkammer (50) und die Abgabeleitung (13) an einem oberen Element (10) ausgebildet sind, das in der aufrechten Stellung des Behälters nach oben weist, die Vordosierkammer als Ringraum zwischen zwei im wesentlichen zylindrischen Wänden (11) ausgebildet ist, die über die genannte weitere Wand (12, 17) miteinander verbunden sind, und das obere Element (10) eine zentrale, den Abgabekanal (13) begrenzende Öffnung hat und zusammen mit der Verschlußkappe (19) ein einziges Spritzteil bildet,

gekennzeichnet durch ein Zwischenelement (20), das mit dem oberen Element (10) verbunden und so angeordnet ist, daß es das Dosierelement (30) aufnehmen kann, und das Mittel zu seiner Verbindung mit dem Hals des Behälters sowie eine Reihe sich in Längsrichtung nach unten erstreckender Zungen (25) aufweist, die das Dosierelement (30) führen und in dem Zwischenelement (20) eine Gleitbewegung für das Dosierelement ermöglichen, wobei die genannte weitere Wand einen kegelstumpfförmigen Außenteil (12) hat.

2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordosierkammer (50) eine Zylinderwand (16) hat, daß die weitere Wand von einem oberen Rand (17) begrenzt ist und daß die kegelstumpfförmige Außenwand (12) in Richtung auf den oberen Rand (17) konvergiert, wobei alle Wände Teile des oberen Elementes (10) sind und die äußerste Wand der Dosierkammer auch durch einen Teil der zylindrischen Wand (23) des Zwischenelementes begrenzt ist, die einen unteren, konischen Wandbereich (23a) aufweist, der in Richtung auf das Dosierelement hin konvergiert.

3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Zwischenelementes (20) mit dem oberen Element (10) über einen ringförmigen Vorsprung (15) am unteren Rand des oberen Elementes hergestellt wird, der in eine vollständig umlaufende Ringnut (22) in der zylindrischen Wand (23) des Zwischenelementes (20) eingreift, das auf das obere Ende des Behälters aufgesetzt ist und von diesem nach oben absteht, oder über einen Vorsprung des Zwischenelements, der in eine Ringnut des oberen Elementes eingreift.

4. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Zungen (25) des Zwischenelementes (20) zusammen mit der Außenwand des Dosierelementes (30) und der Wand (24) des Zwischenelementes, das mit der Öffnung des Behälters verbunden ist, einen Zwischenraum mit Durchtrittsöffnungen (27) bilden, durch welche die Flüssigkeit aus dem Behälter in die Vorderdosierkammer strömt.

5. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement (30) in der aufrecht stehenden Position des Behälters einen konischen oberen Rand (32) hat, der in Richtung auf die Vordosierkammer (50) divergiert und an dem am Übergang zwischen der Zylinderwand (31) und dem kegelstumpfförmigen Teil (32) des Dosierelementes ein ringförmiger Einschnitt (34) ausgebildet ist, der den entsprechenden Rand (18) am inneren Ende der Abgabeleitung (16) aufnimmt, wenn der Behälter mit seinem oberen Teil nach unten gedreht ist, wobei dann das Dosierelement (30) nach unten gleitet und die Einrichtung Flüssigkeit abgibt.

6. Dosiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einschnitt (34) des Dosierelementes (30) und der entsprechend ausgebildete Rand (18) der Abgabeleitung (16) ein im wesentlichen dreieckiges Querschnittsprofil haben.

7. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur festen Verbindung zwischen der Einrichtung und dem Hals des Behälters (41), auf dem die Einrichtung aufgesetzt ist, ein innerer, ringförmiger Vorsprung (242) an der zylindrischen Wand (241) des Zwischenelementes (20) ausgebildet ist, der in eine entsprechende Nut am Hals des Behälters eingreift.

8. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Einrichtung mit dem Hals des Behälters (41), auf den diese aufgesetzt ist, ein Schraubgewinde vorgesehen ist.

9. Dosiereinrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Einrichtung mit dem Hals des Behälters (41), auf den diese aufgesetzt ist, eine Klebeverbindung zwischen der Wand des Zwischenelementes (20) und einer geeigneten Wand des Behälters (41) in der Nähe von dessen Ausgang vorgesehen ist.