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Title:
DOSING DEVICE FOR DISPENSING METERED DOSES OF LIQUID MEDIA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/060318
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a dosing device (D) for dispensing metered doses of liquid media from a container (1) which comprises a lid (6) which covers the container neck (3) and a cup-shaped insert (8) assigned to the neck and is immovably joined to a pump plunger (17) which fills the cup-shaped insert (8) with a liquid (2). The invention provides for a dip tube (14) which leads to the interior of the container (14) and reaches as far as the insert (8). To create a dosing device of this type which has a simpler structure and is easier to use the invention provides for the pump plunger (17) to have a hollow shaft (18). Said shaft houses the end (14') of the dip tube (14), which end protrudes beyond the base (15) of the insert (8), in such a way that a flow area (20) remains between the outside (a) of the dip tube (14) and the inner wall (b) of the plunger shaft (18). In this way liquid (2) which has flown out of the dip tube opening (21) can run off in the direction of the base (15) of the insert (8).

Inventors:
VON SCHUCKMANN ALFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/002652
Publication Date:
October 12, 2000
Filing Date:
March 25, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SCHUCKMANN ALFRED VON (DE)
International Classes:
G01F11/02; G01F11/28; (IPC1-7): G01F11/02
Domestic Patent References:
WO1994018526A11994-08-18
Foreign References:
US4272228A1981-06-09
FR2542820A11984-09-21
FR2699390A11994-06-24
Attorney, Agent or Firm:
Rieder, Hans-joachim (Corneliusstrasse 45 Wuppertal, DE)
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Claims:
ANSPRUCHE
1. Dosierer (D) zur dosierten Ausgabe flüssiger Medien aus einem Behälter (1), welcher eine Verschlußkappe (6) besitzt, die den Behälterhals (3) und einen diesem zugeordneten topfförmigen Einsatz (8) überfangt und in zugfester Verbindung steht zu einem den topfförmigen Einsatz (8) mit Flussigkeit (2) füllenden Pumpenkolben (17), wobei ein zum Behälterinneren (9) führendes, zum Einsatz (8) reichendes Steigrohr (14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daD der Pumpenkolben (17) einen hohl gestalteten Kolbenschaft (18) aufweist, in dem das den Boden (15) des Einsatzes (8) überragende Ende (14') des Steigrohres (14) verläuft derart, daß zwischen Mantelfläche (a) des Steigrohres (14) und Innenwand (b) des Kolbenschaftes (18) ein DurchfluBquerschnitt (20) verbleibt zum Abfluß der aus der Steigrohrmundung (21) getretenen Flüssigkeit (2) in Richtung des Bodens (15) des Einsatzes (8).
2. Dosierer nach Anspruch 1 oder insbesondere danach dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (8') des zylindrischen Einsatzes (8) einen Beluftungsquerschnitt (30) freilaBt und im oberen Bereich eine quergerichtete Beluftungsoffnung (28) belaßt, die in geschlossener Stellung der Verschlußkappe (6) von einem Kragen (27) der VerschluBkappe (6) verschlossen ist.
3. Dosierer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich net, daß die Außenwand (8') des Einsatzes (8) im oberen Endbereich zum dichtenden Eintritt des Kragens (27) eine Aufweitung (31) besitzt.
4. Dosierer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Verrastung zwischen Verschlußkappe (6) und Pumpenkolben (17).
5. Dosierer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich net, daB vom Inneren der VerschluBkappendecke (12) ein in das Innere des PumpenKolbenschaftes (18) eintreten der Hohlzapfen (25) ausgeht, der an der Innenfläche bzw. Innenwand (b) des PumpenKolbenschaftes (18) verrastet.
6. Dosierer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich net, daß der Pumpenkolben (17) eine Ringnut (32) zwi schen zwei Kolbenringlippen (17', 17'') ausbildet.
7. Dosierer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich net, daB das Steigrohr (14) durch eine Muffe (19) am Boden (15) des Einsatzes (8) formpassend steckgehaltert ist.
Description:
Dosierer zur Ausgabe flüssiger Medien Die Erfindung bezieht sich auf einen Dosierer zur porti- onierten Ausgabe flüssiger Medien aus einem Behälter, welcher eine Verschlußkappe besitzt, die den Behälter- hals und einen diesem zugeordneten topfförmigen Einsatz überfängt und in zugfester Verbindung steht zu einem den topfförmigen Einsatz mit Flussigkeit fullenden Pumpenkolben, wobei ein zum Behalterinneren fuhrendes, zum Einsatz reichendes Steigrohr vorgesehen ist.

Bei einer Lösung dieser Art (DE-OS 28 27 585) ist das Steigrohr als Kapillar-Röhrchen gestaltet, um das sofor- tige RückflieBen der hochgesaugten Flüssigkeit in den Behälter zu vermeiden. Dies verlangsamt die Betätigung und bringt eine Beschädigungsgefahr für die Pumpentei- le, wenn das Abnehmen der Verschlusskappe schneller erfolgt als die Flussigkeit durch das Kapillarröhrchen strömen kann. Zurückdrücken in den Behälter lasst sich die Flüssigkeit praktisch überhaupt nicht. Eine genaue Dosierung scheidet aus, da die Kapillarkraft den sich ergebenden Unterdruck im Behälter nicht vollständig neutralisieren kann.

Ein Dosierer dieser Art ist durch das DE-GM 94 11 522 bekannt. In Grundstellung steht dort der Pumpenkolben direkt uber dem Mündungsende des mit dem Boden des Einsatzes abschließenden Steigrohres. Die Lösung sieht ein Ventil am oberen Endedes Steigrohres vor. Dies ist aufwendig und stõrungsanfallig. Auch dort kann ein einmal gefullter Einsatz nur durch Auskippen geleert werden und nicht durch Zuruckdrucken in den Behalter.

Durch die EP 0 484 528 existiert der Vorschlag, das Steigrohr tuber den Boden des Einsatzes hinausgehen zu lassen. Der so freistehend in die Dosierkammer reichen- de Röhrchenstiel schließt oberseitig mit einer Prall- wand ab. Unterhalb der Prallwand sind Querschlitze belassen. Die durch Quetschen des Behältnisses in die Dosierkammer eingebrachte Flüssigkeit läuft bezüglich ihres überschüssigen Anteils über diese als Füllbegren- zer fungierenden Querschlitze zurück. Das an der Prall- wand auftretende Verspritzen wird allgemein als störend empfunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Dosierer einfacher und gebrauchsvorteilhafter auszubil- den.

Diese Aufgabe ist zunachst und im wesentlichen bei einem Dosierer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge- löst, wobei darauf abgestellt ist, daß der Pumpenkolben einen hohl gestalteten Kolbenschaft aufweist, in dem das den Boden des Einsatzes überragende Ende des Steig- rohres verläuft derart, daß zwischen Mantelfläche des Steigrohres und Innenwand des Kolbenschaftes ein Durch- fluBquerschnitt verbleibt zum Abfluß der aus der Steig- rohrmündung getretenen Flüssigkeit in Richtung des Bodens des Einsatzes. Hierdurch liegt ein gebrauchsvor- teilhafter Dosierer vor. Seine Betätigungskraft fallt moderater aus. Die Saugfläche des Pumpenkolbens ist ebenenverteilt. Dem Saugstrom wird ein längerer, die Handhabung elastischer gestaltenden Weg eingeräumt. Den gefüllten Einsatz kann man durch Aufsetzen der Kappe auch wieder in den Behälter zurück entleeren. Förder- lich ist dabei ein Restluft-Zwischenpolster, welches aus der Schließbewegung im Steigrohr ansteht. Die über die Steigrohrmündung zugehende Flüssigkeit wird über den vorgesehenen Rücklaufweg gleichsam am Boden des Einsatzes verspritzungsfrei"abgelegt". Der Hohlschaft des Pumpenkolbens selbst stellt eine Art Spritzschutz- haube dar. Sodann ist vorgesehen, daß die Außenwand des zylindrischen Einsatzes einen Belüftungsquerschnitt freiläßt und im oberen Bereich eine quergerichtete Belüftungsöffnung beläßt, die in geschlossener Stellung der Verschlußkappe verschlossen ist. In vorteilhafter Weise besitzt die Außenwand des Einsatzes im oberen Endbereich zum dichtenden Eintritt des Kragens eine Aufweitung. Letztere stellt zugleich einen gunstigen Findungstrichter für den Pumpenkolben beim Wiederzuord- nen der Verschlußkappe. Weiter ist eine vorteilhafte Ausgestaltung erzielt durch eine Verrastung zwischen VerschluBkappe und Pumpenkolben. Obwohl in bestimmten Fällen auch eine Einteiligkeit zugrundeliegen könnte, ist es im Hinblick auf die Nutzung bestimmter Material- eigenschaften gunstig, die Zweiteiligkeit anzuwenden.

Weiter bringt die Erfindung in Vorschlag, daß vom Inne- ren der Verschlußkappendecke ein in das Innere des Pumpen-Kolbenschaftes eintretender Hohlzapfen ausgeht, der an der Innenfläche des Pumpen-Kolbenschaftes verrastet. Der Hohlzapfen hat den Vorteil der Material- ersparnis und im übrigen auch der Erhöhung der Verrastungselastizität. Hinzu kommt, daB durch diesbe- zügliche Vermeidung einer Materialanhäufung auch die störenden Schrumpfmarken an der Außenseite der Decke der Schraubkappe nicht auftreten. Sodann ist vorgese- hen, daß der Pumpenkolben eine Ringnut zwischen zwei Kolbenringlippen ausbildet. Das hat dichtende Wirkung und erhöht die Dosiergenauigkeit. Endlich besteht noch ein baulich vorteilhaftes Merkmal darin, daß das Steig- rohr durch eine Muffe am Boden des Einsatzes formpas- send steckgehaltert ist. Hier genügt eine reibschlüssi- ge Zuordnung.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausfuhrungsbeispie- les naher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den erfindungs- gemäBen Dosierer, vergrößert und in Schließ- stellung, Fig. 2 den Dosierer in gleicher Darstellung nach abgeschlossener Dosierung.

Der dargestellte Dosierer D dient zur dosierten Ausgabe eines flüssigen Mediums aus einem Behälter 1. Die Flüs- sigkeit trägt das Bezugszeichen 2.

Der Behälter 1 ist starr. Er kann als Glasflasche realisiert sein und geht in einen verengten Behälter- hals 3 tuber. Der trägt Außengewinde 4. Letzteres wirkt mit Innengewinde einer Schraubkappe 6 zusammen.

Eine im wesentlichen zylindrische Öffnung 7 des Behal- ters 1 nimmt einen topfförmigen Einsatz 8 auf. Der ragt auch noch etwas tuber die Öffnung 7 hinausgehend in das Behälterinnere 9 hinein.

Der topfförmige Einsatz 8 weist einen den maximalen Querschnitt des Einsatzes 8 überragenden Stutzflansch 10 auf. Der tritt gegen eine korrespondierende Ring- stirnfläche 11 des Behälterhalses 3. Er fungiert zu- gleich als Ringdichtung gegenüber der Innenseite einer Decke 12 der Schraubkappe 6.

Der topfförmige Einsatz 8 bildet den Pumpenzylinder 13 einer Pumpeinrichtung P des Dosierers D. Zugleich stellt das Innere des Pumpenzylinders 13 einen Becher zum Ausgießen der darin eingebrachten Dosiermenge, reproduzierbar abgeteilt von der Restmenge der Flüssig- keit 2. Als diesbezüglicher Hebeweg dient ein Steig- rohr 14. Das erstreckt sich, einen Boden 15 des topf- förmigen Einsatzes 8 durchsetzend, in das Behalterinne- re 9. Es reicht mit seinem unteren, freien Ende bis vor einen Boden 16 des Behälters 1.

Saugwirkend dabei ist ein Pumpenkolben 17. Der läßt sich via Schraubkappe 6 axial verlagern. Ein Schaft 18 des Pumpenkolbens 17 greift dabei im Zentrum der Schraubkappe 6 an. Er ist zugfest damit verbunden. Es kann sich um eine integrale Zuordnung handeln.

Die Längsmittelachse des im wesentlichen rotationssymme- trisch gestalteten Dosierers D ist mit x-x bezeichnet.

Sie fällt mit der Längsachse des Kolbenschaftes 18 zusammen ebenso mit der des bis in das Innere des Ein- satzes 8 weitergeführten Steigrohres 14. Das den Boden 15 des Einsatzes 8 überragende Ende des Steigrohres 14 ist mit 14'bezeichnet. Es steht frei und ist oben endoffen.

Zur stabilen Fesselung des Steigrohres 14 am Einsatz 8 ist der bodenseitige Durchtrittsbereich verlängert.

Hierzu dient eine unterhalb des Bodens 15 angeformte Muffe 19. Die nimmt den Steigrohrquerschnitt steckgehaltert auf. Eine solche reibungsschlüssige Steckhalterung reicht, wie gefunden wurde, aus. Sie ist auch in Bezug auf die noch zu erklärende Unterdruck- situation im Pumpenzylinder 13 dicht.

Kolbenschaft 18 und einsatzseitiges Ende 14'des Steig- rohres 14 durchdringen einander. Der Kolbenschaft 18 des Pumpenkolbens 17 ist dazu hohl gestaltet. Die Höhlung ist im Bereich der Pumpeinrichtung P so groß gewählt, daß zwischen einer Mantelfläche a des Steigroh- res 14 und der korrespondierenden Innenwand b des Kol- benschaftes 18 ein deutlicher Durchflußquerschnitt 20 verbleibt. Der dient zum Abfluß der unter Kolbenverla- gerung aus der Steigrohrmundung 21 getretenen Flüssig- keit 2 in Richtung des Bodens 15 des Einsatzes 8. Auch vor der Steigrohrmündung 21 ist eine ausreichende Star6- mungsfreizone 22 belassen als Anschluß an den Durchfluß- querschnitt 20.

Im Bereich einer gegen den Boden 15 gerichteten Stirn- fläche 23 weitet sich der Durchflußquerschnitt 20 zu einer Art Trichter 24. Der wirkt in Bezug auf die Steigrohrmündung 21 steckzentrierend.

Das der Stirnflache 23 des Pumpenkolbens 17 abgewandte Ende ist, wie schon angedeutet, an der Decke 12 der Schraubkappe 6 gehaltert. Hierzu dient ein in der Verschlußkappen-Decke 12 wurzelnder Hohlzapfen 25. Der ist auf eine Verrastung zwischen Verschlußkappe 6 und dortigem Ende des Pumpenkolbens 17, genauer des Kolben- schaftes 18, eingerichtet. Mantelwandseitige Rastvor- sprünge 26 des Hohlzapfens 25 halten sich an Gegenaus- nehmungen an der Innenfläche bzw. Innenwand b des Kol- benschaftes 18. Dessen Material ist ausreichend flexi- bel, so daß sich diese Vertiefungen auch durchaus selbst drucken können.

Gleichfalls in der Decke 12 wurzelnd, in das Innere der Verschlußkappe 6 ragend, ist ein ringförmiger Kragen 27. Der erstreckt sich konzentrisch zum zentralen Hohlzapfen 25 und ebenso konzentrisch zur Wandung des Pumpenzylinders 13 der Pumpeinrichtung P.

Der Kragen 27 fungiert als Verschlußorgan einer Luftaus- gleichseinrichtung LA. Es tritt bei geschlossener Schraubkappe 6 verschließend in Wirkung. Es halt dann eine radiale Belüftungsöffnung 28 zu. Die ist im obe- ren Bereich, und zwar nahe der Ringstirnfläche 11 des Einsatzes 8 angeordnet. Die in diesem Bereich querge- richtete Beluftungsöffnung 28 nimmt Anschluß an einen Längskanalabschnitt 29 in der Außenwand 8'des zylindri- schen Einsatzes 8. Der Längskanalabschnitt 29 setzt sich behälterseitig in einen ringspaltförmigen Beluf- tungsquerschnitt 30 fort. Letzterer nimmt Anschluß an das Behälterinnere 9.

Der ringspaltartige Belüftungsquerschnitt 30 entsteht dadurch, daß der Einsatz 8 ab dem Ausgang des Längska- nals 29 gegenüber der korrespondierenden Wandung der Öffnung 7 des Behälterhalses 3 zurückspringt. Im dar- tuber sich befindlichen Abschnitt des Einsatzes 8 liegt eine stopfenartige Anlage des außendurchmessergrößeren Parts des Einsatzes 8 vor. Der Übergang ist als rotationssymmetrischer Schräg-Wandungsversprung reali- siert. Die entsprechend kegelstumpfartige Übergangszo- ne ist aus der Zeichnung deutlich erkennbar. Die Ver- jüngung liegt dem Behalterinneren 9 zugewandt. Der erwahnte Versatz führt dazu, daß die Außenwand 8'des Einsatzes 8 im oberen Endbereich eine Aufweitung 31 formt. In die tritt stopfenartig und dichtend der Kragen 27 der Schraubkappe 6.

In Bezug auf den Pumpenkolben 17 bleibt noch auszufuh- ren, daß dieser zweilippig gestaltet ist mit gegenläu- fig gerichteten Auslippungen. Die Kolbenlippen sind mit 17'und 17"bezeichnet. Die erstere befindet sich in der dem Boden 15 zugewandten Stirnflache 23 des Pumpenkolbens 17. Die durch die Kolbenlippen 17', 17'' entstehende Ringnut des Pumpenkolbens 17 trägt das Bezugszeichen 32. Die Kolbenlippen 17', 17''sind freistehend gestaltet zufolge kolbenschaftseitig vorge- nommener Ausräumungen. Die erscheinen als V-förmigen Querschnitt aufweisende, rotationssymmetrische Gräben mit jeweils axial gegenläufig gerichteter Weitung. Das ergibt einen besonders flexiblen, dichtgeführten Pumpen- kolben 17.

Die Funktion ist wie folgt : Durch Abschrauben der Schraubkappe 6 wird der damit in zugfester Verbindung stehende Pumpenkolben 17 in Aufwärtsrichtung des Dosierers D verlagert. Vor der Stirnfläche 23 des Pumpenkolbens kommt es dabei zu einem Unterdruck. Der läßt Flüssigkeit 2 aus dem Vorrat kommend ansteigen.

Der Flüssigkeitsstrom quillt über die Steigrohrmündung 21 aus, gelangt gegenläufig in den Durchflußquerschnitt 20 und wird vor der Stirnfläche 23 des zunehmend stei- genden Pumpenkolbens 17 in die becherbildenden Pumpen- kammer 33 eingebracht, wo das Niveau kontinuierlich ansteigt. Der Strömungsweg ist mit Linie y bezeichnet.

Auf demselben Weg y kann man durch Aufschrauben der Kappe die Flussigkeit größtenteils wieder in den Behäl- ter zurückbringen. Der befüllend wirkende Unterdruck reißt ab, sobald die untere Kolbenlippe 17'ihre Füh- rung an der Innenwandung des Pumpenzylinders 13 ver- liert. Das ist der Fall, wenn der Pumpenkolben 18 in die aus Fig. 2 ersichtliche Situation gelangt, also in die Aufweitung 31 des Einsatzes gerät.

Bei diesem Öffnen der Schraubkappe 6 wird über die Luftausgleichseinrichtung LA das Entnahmevolumen gegen LuftanschluB (vergl. Linie z) ausgeglichen. Das setzt sofort ein, wenn die Überlappung zwischen dem Kragen 27 und der Belüftungsoffnung 28 aufgehoben ist, also schon praktisch kurz nach Beginn der Drehung der Schraubkappe 6.

Der gleiche Weg wird noch einmal ausgleichend benutzt, wenn, ausgehend aus Fig. 2, nach Entleeren der abgeteil- ten Flüssigkeitsmenge der Dosierer D wieder geschlossen werden soll. Die ab der Stufe 34 zum Einsatz 8 hin eingeschlossene Luft im Pumpenzylinder 13 wird über das Steigrohr 14 verdrängt. Sie passiert den Spiegel der Flüssigkeit 2 und tritt über die Luftausgleichseinrich- tung LA, über den Längskanal 29 und die Belüftungsoff- nung 28 gehend, aus dem Einsatz 8 aus, und zwar so lange, bis schlieBlich der Kragen 27 wieder in die aus Fig. 1 ersichtliche Verschlußstellung tritt. In dieser hat der Pumpenkolben 17 wieder die Nahe zum Boden 15 des Einsatzes 8 erreicht. Die in der Pumpenkammer 33 noch gefangene Restluft, anschließend an das Innere des Steigrohres 4, bleibt als geringfügiges Luftpolster im Pumpsystem. Ihr Volumenanteil ist von der gesogenen Flüssigkeits-Abteilmenge abzuziehen, mit anderen Wor- ten : Das Niveau der abgeteilten Menge im Becher liegt tiefer als die von der Stufe 34 definierte Ebene bzw. der der Steigrohrmündung 21. Es kommt also nie zu einer Überfullung, die in sich die Gefahr eines Vergießens hatte. Der Becher kann so stets in die ordnungsgemäße Kipplage gebracht werden, ehe sein In- halt im Zuge des Ausgießens freigegeben wird.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich.

In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori- tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt- lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.