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Auf dem Markt sind Flaschen für flüssige Spülmittel bekannt, deren Flaschenhals eine Verschlusskappe trägt, welche mit einem Schieberventil ausgestattet ist. Durch axiales Verlagern des Schieberventilkörpers kann ein Auslass der Verschlusskappe freigegeben oder verschlossen werden.
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Zuweilen werden Flüssigkeits-Vorratsbehälter auch in Verbindung mit Dosierautomaten verwendet, die elektrisch gesteuert jeweils eine vorgegebene Flüssigkeitsmenge abgeben. Typischerweise sind in derartigen Flüssigkeitsseendern die Vorratsflaschen mit nach unten weisendem Hals in einem Flaschen-Tragteil eingesetzt. Beim Einsetzen von neuen Vorratsflaschen und beim Abnehmen nicht vollständig geleerter Vorratsflaschen kann es somit dazu kommen, dass Flüssigkeit unbeabsichtigt abgegeben wird.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Zapfeinheit für einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter angegeben werden, bei welcher beim Aufsetzen des Behälters auf ein Tragteil automatisch der Auslass des Behälters geöffnet wird, während er beim Abnehmen des Behälters automatisch geschlossen wird.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zapfeinheit mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bei der erfindungsgemäßen Zapfeinheit ist typischerweise der Außendurchmesser des Basisteiles der Zapfeinheit etwas kleiner als der Innendurchmesser einer Aufnahmekammer des Tragteils, in welche die Zapfeinheit eingesetzt werden soll. Erfindungsgemäß hat nun das Betätigungselement der Zapfeinheit einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Basisteiles. Auf diese Weise kann das Betätigungselement in die Aufnahmekammer des Tragteiles eingeführt werden, ohne dass auf das Betätigungselement von der Kammerwand eine Kraft ausgeübt wird. Eine in Öffnungsrichtung des Schieberventiles wirkende Kraft wird auf das Betätigungselement des Ventilkörpers dadurch ausgeübt, dass das Betätigungselement mit seiner Unterseite in Anlage an eine Schulter kommt, die Teil der Aufnahmekammer ist, z. B. eine Bodenfläche derselben. Der Abstand zwischen dem äußeren Rand des Betätigungselementes und der Innenfläche der Aufnahmekammer ist aber so klein, dass er durch kleinhubige Rastelemente überbrückt werden kann. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Abnehmen der Flasche das Betätigungselement in der Aufnahmekammer zurückgehalten wird, wodurch der Ventilkörper des Schieberventiles beim Abnehmen des Behälters zunächst in seine Schließstellung bewegt wird. Bei weiterem Abheben des Behälters können dann die Rastmittel der Aufnahmekammer überwunden werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Bei einer Zapfeinheit gemäß Anspruch 2 brauchen die an der Aufnahmekammer vorgesehenen Rastmittel nur sehr kleine Abmessungen zu haben. Kleine Federwege sind ausreichend, um das Ventilkörper-Betätigungselement wieder von den Rastelementen der Aufnahmekammer frei zu bekommen. Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ermöglicht es, die Rastelemente der Aufnahmekammer starr auszubilden. Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick darauf vorteilhaft, auch bei Herstellung des Betätigungselementes aus einem verhältnismäßig harten Kunststoff die gewünschte radiale Verformbarkeit des Randes des Betätigungselementes zu gewährleisten.
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Gemäß Anspruch 5 hat das Betätigungselement in Umfangsrichtung gleiche Verformbarkeit.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, dass die radiale Nachgiebigkeit des Betätigungselementes in der Umfangsrichtung im Wesentlichen gleich bleibt, da zwischen Ausnehmungen verbleibende Stege ihrerseits dann federnd an radial noch weiter innenliegenden Abschnitten des Betätigungselementes abgestützt sind.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird. erreicht, dass dem Inneren des Behälters automatisch Luft zugeführt wird, wenn sich im Inneren des Behälters auf Grund der Abgabe von Flüssigkeit ein Unterdruck aufzubauen beginnt.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf das einfache Herstellen einer dichten Verbindung zwischen Behälterhals und Zapfeinheit von Vorteil. Darüber hinaus erhält man so auch eine präzise Positionierung der Zapfeinheit auf dem Behälterhals. Mit der im Anspruch 9 angegebenen Maßnahme wird auf einfache Weise eine zuverlässige Schließstellung des Schieberventiles der Zapfeinheit gewährleistet.
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Alternativ kann dies durch die im Anspruch 10 angegebene Maßnahme erreicht werden.
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Gemäß Anspruch 11 ist auf einfache Weise eine zuverlässige Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Schieberventil und dem Inneren des Behälters gegeben. Zugleich wird der Ventilkörper auch mechanisch einfach bei seinem dem Behälterinneren zugewandten Ende geführt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Schlauchpumpe mit einem endlosen Förderband als bewegliches Abstützmittel;
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2 einen Schnitt durch eine Schlauchpumpe mit einer Rollenbahn als bewegliches Fördermittel;
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3 einen Fluidspender mit Schlauchpumpe und Vorratsbehälter, der mit deren Pumpschlauch verbunden ist; und
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4 eine vergrößerte Darstellung eines Tragteiles für einen Fluidbehälter mit Kraftsensor.
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5 eine ähnliche Ansicht wie 1, in welcher Schlauchpumpe und Vorratsbehälter eines abgewandelten Flüssigkeitsspenders wiedergegeben sind;
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6 eine weitere axiale Schnittansicht durch die in 5 gezeigte Einheit an einer zur Ebene von 5 senkrechten Schnittebene, gesehen in 5 von rechts;
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7 das Detail X aus 5 in vergrößertem Maßstab;
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8 das Detail Y von 6 in vergrößertem Maßstab;
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9 eine perspektivische Darstellung eines Vorratsbehälter-Tragteiles der Einheit nach den 5 und 6 sowie einen axialen Schnitt derselben, eine seitliche Ansicht derselben und eine Auf sicht auf die Unterseite derselben; und
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10 eine perspektivische Ansicht eines Ventilkörpers der Einheit nach den 5 bis 9, so wie eine seitliche Ansicht desselben und eine axiale Aufsicht auf denselben.
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In 1 ist mit 10 insgesamt eine Schlauchpumpe bezeichnet. Diese umfasst einen Pumpschlauch 12, einen Rotor 14 mit als Quetschrollen ausgebildeten Quetschteilen 16 sowie ein Schlauchbett 18.
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Letzteres umfasst ein endloses Förderband 20, das zusammen mit einem mit ihm zusammenarbeitenden Stützkörper 24 ein in Längsrichtung bewegliches Abstützmittel 22 bildet.
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Das endlose Förderband 20 mit seinem Rücktrum 26 ist zur besseren Erkennbarkeit in 1 separat herausgezeichnet.
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Der Rotor 14 der Pumpe 10 mit den Quetschrollen 16 wird durch den Antrieb 28 in Rotation versetzt. Der Antrieb 28 wird durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert.
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2 zeigt eine wiederum mit 10 bezeichnete Schlauchpumpe, bei der jedoch das bewegliche Abstützmittel 22 des Schlauchbettes 18 durch eine eine Vielzahl kleiner Rollen im Stützkörper 24 umfassende Rollenbahn 32 gebildet wird. Im Übrigen sind gleichartige Teile dieser Pumpe in 2 wieder mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1.
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3 zeigt im Teil 3a einen Fluidspender mit einer Schlauchpumpe 10 nach 1. Zusätzlich ist ein Batteriefach 34 für Batterien oder Akkumulatoren gezeigt, welche der Stromversorgung von Steuerung 30 und Antrieb 28 der Pumpe 10 dienen.
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Ferner zeigt 3 einen Behälter 36 für das zu pumpende Fluid, der mit dem Pumpschlauch 12 über Verbindungsmittel 38 einer Verschlusskappe 40 des Behälters 36 lösbar verbunden ist.
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Im Ausführungsbeispiel der 3 ist an dieser Verbindung zwischen Behälter 36 und Schlauch 12 zusätzlich ein Unterdruckventil 42 angeordnet, das erst dann öffnet und den Weg für das Fluid freigibt, wenn im Schlauch 12 ein niedrigerer Druck herrscht als im Inneren des Behälters 36.
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Um umgekehrt zu verhindern, dass sich im Behälter 36 bei Fluidentnahme ein Unterdruck bildet, ist ferner in der Verschlusskappe 40 des Behälters 36 ein Belüftungsventil 44 eingebaut.
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Das Tragteil 46 für den Behälter umschließt einerseits die Verschlusskappe 40 und bildet andererseits einen Tragboden 48 in Form einer horizontalen Auflage für die Verschlusskappe 40. Am Tragboden 48 ist ein Zuführkonus 50 angeformt, durch welchen bei einem Wechsel des Behälters der neue Pumpschlauch leicht eingeführt werden kann.
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3b zeigt einen Austauschbehälter 136, der über seine Verschlusskappe 40 mit einem Pumpschlauch 12 verbunden ist. Im Schnitt der Verschlusskappe 40 sind auch hier ein Unterdruckventil 42 zwischen Behälterinnerem und Pumpschlauch 12 sowie ein Belüftungsventil 44 zu erkennen.
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In 4 ist das Tragteil 46 für den Behälter 36 mit Tragboden 48 und Zuführkonus 50 teilweise aufgeschnitten, so dass ein Kraftsensor 52 sichtbar wird. Im rechten Teil von 4 ist der Antrieb 28 und die Steuerungseinrichtung 30 der Schlauchpumpe 10 schematisch angedeutet.
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Um einen neuen Fluidbehälter 36 mit daran befestigtem Pumpschlauch 12 einzusetzen, geht man folgendermaßen vor:
Das freie Schlauchende des Pumpschlauches 12 wird durch das Tragteil 46 mit daran angeformtem Zuführkonus 50 so weit in die Pumpe 10 eingeführt, dass deren Quetschrollen 16 bei Rotation des Rotors 14 das Ende des Pumpschlauches 12 erfassen können. Dann wird der Pumpenantrieb 28 in Vorwärtsrichtung gestartet, so dass die Quetschrollen 16 den Schlauch 12 gegen das bewegliche Abstützmittel 22 drücken und somit dieses bewegliche Abstützmittel 22 zusammen mit dem Schlauchende in Bewegung setzen. Hierdurch wird der Schlauch 12 eingeführt.
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Sobald der Pumpschlauch 12 komplett eingeführt ist, erzeugen die Quetschrollen 16 bei der weiteren Drehung des Rotors 14 eine Zugkraft im Schlauch, welche die Verschlusskappe 40 des Behälters 36 entgegen der Federkraft des Kraftsensors 52 bis auf den Tragboden 48 des Tragteiles 46 einzieht. Hierdurch wird der Steuerung 30 angezeigt, dass Pumpschlauch 12 und Behälter 36 mit seiner Verschlusskappe 40 in die richtige Position gebracht sind. Die Steuerungseinrichtung 30 schaltet sodann den Antrieb 28 ab.
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Im normalen Pumpbetrieb wird die Pumpe 10 durch Antrieb 28 in derselben Richtung angetrieben. Hierdurch bleibt der Kraftsensor 52 beständig im selben Schaltzustand und meldet somit der Steuerungseinrichtung 30 die Anwesenheit eines Vorratsbehälters 36 mit Schlauch 12.
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Durch Drehen des Rotors 14 mit den Quetschrollen 16 wird im Pumpschlauch 12 eingangsseitig ein Unterdruck erzeugt, der dazu führt, dass sich das Unterdruckventil 42 öffnet. Fluid kann nun durch Schwerkraft aus dem Behälter 36 in das obere Ende des Pumpschlauches einfliessen bzw. von der Schlauchpumpe angesaugt und durch die Pumpe zum offenen unteren Ende gefördert werden. Gleichzeitig öffnet sich das Belüftungsventil 44 und verhindert die Entstehung eines ständigen Unterdrucks im Inneren des Fluidbehälters
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Soll ein Behälter 36 ausgetauscht werden, so wird dieser manuell eine kurze Strecke nach oben aus dem Tragteil 46 angehoben. Hierdurch verringert sich plötzlich die vom Kraftsensor 52 erfasste Kraft; gleichzeitig wird das eingangsseitige Ende des Pumpschlauches 12 nach oben gedehnt. Durch die plötzliche Änderung des Ausgangssignales des Kraftsensors 52 wird die Steuerungseinrichtung 30 veranlasst, den Pumpantrieb 28 in Rückwärtsrichtung zu starten und für eine voreingestellte Zeit so lange rückwärts laufen zu lassen, bis der Pumpschlauch 12 nach oben aus der Pumpe 10 heraus geschoben ist. Auch hierbei wird wieder das bewegliche Abstützmittel durch den Schlauch mitbewegt.
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Bei der in den 5 ff. gezeigte Dosiereinheit eines abgewandelten Flüssigkeitsspenders sind Komponenten, die obenstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Sie brauchen nachstehend nicht nochmals detailliert beschrieben zu werden.
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Der Vorratsbehälter 36 trägt über seinen mit Gewinde versehenen hülsenförmigen Hals 37 nun einen Ventilkopf 54, der ein einem normalen Flaschendeckel ähnliches Verschlussteil 54 trägt, welches auf der Innenseite seiner Umfangswand mit einem Gewinde versehen ist, welches zum Gewinde auf der Außenseite der Hülse 37 passt.
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Auf die mit 56 bezeichnete Endwand des Verschlussteiles 54 ist ein Einsatzteil 58 aufgesetzt, welches im Wesentlichen topfförmig ist. Die Umfangswand des Einsatzteiles 58 ist geringfügig kegelförmig, wie aus 7 gut ersichtlich ist. Das Einsatzteil 58 hat bei seinem unteren Rand einen radialen Flansch 60, der bei aufgesetztem Verschlussteil 54 zwischen der Endwand 56 und der freien Stirnfläche der Hülse 37 liegt.
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Das Einsatzteil 58 hat eine den Flansch 60 tragende äußere Umfangswand 62 sowie eine innere Umfangswand 64. Diese beiden Wände sind durch eine in der Zeichnung oben liegende Endwand 66 miteinander verbunden.
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Die innere Umfangswand 64 übergreift einen Rohrstutzen 68, der von der Oberseite der Endwand 56 getragen ist. Durch den Rohrstutzen 68 ist ein hohler stabförmiger Ventilkörper 70 gelagert, der an seinem oberen Ende einen angeformten Stababschnitt 72 aufweist. Letzterer ist bei seinem freien Ende in einem Lagerkranz 74 geführt, der durch eine Vielzahl an radialer Einwärtsrichtung verlaufender Lagerarme 76 gebildet ist, zwischen denen Zwischenräume 78 verbleiben.
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Ein Sicherungsring 80 hält den Ventilkörper 70 unverlierbar am Einsatzteil 58 und begrenzt dessen Abwärtshub. In der unteren Endstellung des Ventilkörpers 70, die in 7 gezeigt ist, liegt Bohrungen 82, die in der Umfangswand des Ventilkörpers 70 vorgesehen sind, ein Ring 84 gegenüber, der eine Verlängerung des Rohrstutzens 68 darstellt. Zwischen dem Ring 84 und der oberen ringförmigen Endfläche des Rohrstutzens 68 liegt ein O-Ring 88. Ein weiterer O-Ring 90 liegt zwischen der oberen Endfläche des Ringes 84 und einer Schulter 81 der inneren Umfangswand 64 des Einsatzteiles 58. Am unteren Ende des Ventilkörpers 70 ist ein Schlauchstutzen 92 vorgesehen, auf welchen der Pumpschlauch 12 der Schlauchpumpe 10 aufgeschoben wird. Zur Sicherung des Endes des Pumpschlauches 12 auf dem Schlauchstutzen 92 dient eine Sicherungshülse 94, die unter Betriebsbedingungen über das aufgeschobene Schlauchende geschoben ist.
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Bei einer hier nicht eigens gezeigten Abwandlung sind keine O-Ringe 88 und 90 und kein Ring 84 vorhanden. Stattdessen sind in die Innenmantelfläche des Einsatzteiles 58 umlaufende Dichtkragen als ringförmige Dichtkonturen integriert, die in einer der Position der O-Ringe 88 und 90 entsprechenden Höhe angeordnet sind.
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Die obere Endwand 66 des Einsatzteiles 58 trägt ein Rückschlagventil 96, welches einen pilzförmigen Ventilkörper aufweist, dessen freier Rand zusammen mit der Oberseite der Endwand 66 die Ventilfunktion erfüllt. Ein Schaft des Ventilkörpers ist durch eine Öffnung in der Endwand 66 durchgeführt und unter der Endwand 66 verdickt ausgeführt, wodurch das Rückschlagventil 96 unverlierbar an der Endwand 66 angebracht ist. Der zwischen den Umfangswänden 62 und 64 liegende Innenraum des Einsatzteiles 58 steht über eine Bohrung 98 in der unteren Endwand des Verschlussteiles 54 mit dem Inneren einer Aufnahmekammer 100 des Tragteiles 46 in Verbindung.
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Wie aus 7 gut ersichtlich, ist der Außendurchmesser des Verschlussteiles 54 etwas kleiner als der Innendurchmesser der Aufnahmekammer 100, so dass hier eine spaltförmige Verbindung zur Umgebungsatmosphäre entsteht.
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Der Ventilkörper 70 trägt etwa 25% seiner axialen Länge vom unteren Ventilkörperende entfernt, eine Betätigungsplatte 102, die in der Zeichnung in der 7 so wiedergegeben ist, dass sie gerade mit ihrer Unterseite in Anlage an eine Bodenwand 104 der Aufnahmekammer 100 gekommen ist. Dieser Zustand wird dann erreicht, wenn ein neuer Behälter 36 mit seinem Verschlussteil 54 um eine erste Strecke in die Aufnahmekammer 100 eingeführt ist.
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Führt man den Behälter 36 noch weiter nach unten, so bleibt die Betätigungsplatte 104 stehen, während das Einsatzteil 58 weiter nach unten bewegt wird. Damit durchquert derjenige Abschnitt des Ventilkörpers 70, in welchem die Ventilbohrungen 82 vorgesehen sind, den oberen O-Ring 90, und die Ventilbohrungen 82 kommen dann über die zwischen den Lagerarmen 76 liegenden schlitzförmigen Zwischenräume 78 in Strömungsverbindung zum Inneren des Behälters 36.
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Nun kann Flüssigkeit unter Schwerkraft aus dem Behälter 36 in den Ventilkörper 70 und von diesem in das auf dem Schlauchstutzen 92 festgelegte speiseseitige Ende des Pumpschlauches 12 strömen. Wird nun der Antrieb 28 angeschaltet, so wird zunächst im Pumpschlauch 12 noch befindliche Luft durch die Schlauchpumpe 10 gefördert, bis dann die nachfolgende Flüssigkeitssäule im Pumpschlauch 12 den Rotor 14 erreicht hat.
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Ab diesem Zeitpunkt führt dann jede Aktivierung des Antriebes 28 für eine vorgegebene Zeitspanne zur Abgabe einer vorgegebenen Flüssigkeitsmenge.
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Baut sich durch Entnahme von Flüssigkeit im Inneren des Behälters 36 ein Unterdruck auf, so wird das Rückschlagventil 96 geöffnet und Luft strömt über den Spalt zwischen Verschluss 54 und Aufnahmekammer 100 durch die Bohrung 98 und das Rückschlagventil 100 ins Flascheninnere, wo sie dann über den Flüssigkeitspegel aufsteigt und ein oberes Luftvolumen im Behälter bildet.
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Damit der Ventilkörper 70 beim Abnehmen des Behälters 36 von der Aufnahmekammer 100 automatisch wieder in die Schließstellung zurück bewegt wird, sind in der Umfangswand der Aufnahmekammer 100 Rastnasen 106 vorgesehen, die mit dem Rand der Betätigungsplatte 102 zusammenarbeiten.
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Eine elastische Rastwirkung kann dadurch erhalten werden, dass die Rastnasen 106 auf federnden Stegen der Aufnahmekammer 100 ausgebildet sind, oder auch dadurch, dass sich die Betätigungsplatte 102 elastisch so verformen kann, dass sie über die Rastnasen 106 hinweg bewegbar ist.
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Ein Beispiel für eine derartige Betätigungsplatte ist in 10 gezeigt. Sie hat zwei konzentrische Sätze von in Umfangsrichtung um eine halbe Teilung versetzten Schlitzen 108 bzw. 110, durch welche der Rand der Betätigungsplatte 102 eine Elastizität in radialer Richtung erhält, so dass sich die Betätigungsplatte 102 unter Verformung über die durch die Rastnasen 106 gebildete Engstelle hinweg bewegen kann.
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Somit wird in einer ersten Phase des Abhebens des Behälters 36 von der Aufnahmekammer 100 die Betätigungsplatte 102 noch zurückgehalten, wodurch der Ventilkörper 70 in seine Schließstellung bewegt wird, und man erreicht wieder einen Zustand, der dem in 7 gezeigten entspricht.
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Zieht man nun den Behälter 36 weiter nach oben, so verhindert der Sicherungsring 80 eine weitere Relativbewegung zwischen dem Ventilkörper 70 und Verschlussteil 54, und nun wird die Betätigungsplatte 102 unter elastischer Verformung ihres Randes über die Rastnasen 106 gezogen, wodurch der Behälter 36 vollständig frei kommt.
