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DOSIERVORRICHTUNG FÜR FLÜSSIGKEITEN Aufgabe, Lösung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten, wobei die Dosiervorrichtung
an der Mündung eines Behälters, insbesondere an einer Flasche zu befestigen ist.
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Durch die Erfindung soll eine Dosiervorrichtung geschaffen werden,
die aus wenigen Teilen, also preisgünstig, herstellbar ist, insbesondere aus Teilen,
die mit Hilfe einfacher Spritzwerkzeuge aus Kunststoff gespritzt werden können.
Die Dosiervorrichtung soll ferner einfach zu handhaben sein.
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Diese Aufgabe wird nach Anspruch 1 gelöst.
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(Die folgenden Ausführungen beziehen sich zum Teil auf die Wortlaute
der Ansprüche.) Dadurch, daß eine Wirkverbindung zwischen der Dosierkappe und einem
zum Verschließen der Mündung dienenden Ventil vorhanden ist, läßt sich das Ventil
in einfacher Weise von der Dosierkappe aus öffnen und schließen. Es sind also hierfür
keine weiteren Teile erforderlich. Infolge dieser einfachen Grundanordnung lassen
sich Dosiervorrichtungen nach der Erfindung aus wenigen und einfach ausgebildeten
Einzelteilen herstellen. Infolgedessen sind auch keine komplizierten Spritzwerkzeuge
erforderlich.
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Vor und nach dem eigentlichen Dosiervorgang ist der Behälter durch
das Ventil stets geschlossen, so daß sein Inhalt gegen
Verdunsten
geschützt ist. Sogar beim Ausgießen der Dosis muß der Behälter geschlossen sein.
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Weiterbildungen der Erfindung Nach Anspruch 2 läßt sich die Dosiervorrichtung
dadurch stark vereinfachen, daß zur Wirkverbindung zwischen Dosierkappe und Ventil
ein Betätigungsstab dient, worunter ein auf Druck und Zug belastbares Organ verstanden
werden soll, gleichgültig ob es als Rohr, als Stange oder sonstwie ausgebildet ist.
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Nach Anspruch 3 läßt sich innerhalb bestimmter Grenzen eine Dosis
gewünschter Größe abmessen.
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Nach Anspruch 4 läßt sich unter Verwendung einer umstülpbaren Wand
zur Halterung des Ventilkörpers erreichen, daß der Stopfen eine definierte Offenstellung
einnehmen kann, bei der der Flüssigkeitsdurchtritt freibleibt, solange bis der Stopfen
vom Benutzer wieder bewußt geschlossen wird. Unter Verwendung einer derartigen Bauweise
läßt sich wiederum die Dosiervorrichtung sehr einfach ausbilden, wobei der Betätigungsstab
mit der Kappe oder dem Ventilkörper einteilig ausgebildet sein kann.
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Nach Anspruch 5 läßt sich eine Dosiervorrichtung schaffen, bei der
zum Ausgießen der Dosis aus der Dosierkappe keine weiteren Manipulationen an der
Dosiervorrichtung erforderlich sind. Die Dosis kann einfach über den Kappenrand
ausgegossen werden.
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Während nach Anspruch 6 die Dosierkappe zum Entnehmen der Dosis abgenommen
werden muß, kann man nach Anspruch 7 in der Kappe eine Ausgießöffnung vorsehen,
wobei der Betätigungsstab selbst zum Verschließen und Öffnen der Ausgießöffnung
dient. Wiederum also eine einfache Konstruktion.
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Nach Anpruch 9 läßt sich erreichen, daß die Dosierkappe gegenüber
dem
Betätigungsstab durch ein Schraubgewinde verstellbar ist, was sich zur Betätigung
des Ventils aber auch zum Öffnen und Schließen der Ausgießöffnung ausnutzen läßt.
Außerdem wird erreicht, daß Flüssigkeit unter Umgehung des Gewindes zur Ausgießöffnung
der Dosierkappe gelangen kann.
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Nach Anspruch 11 läßt sich ein Ventil anderer Art verwenden, wobei
eine Verdrehsicherung für den Betätigungsstab die Möglichkeit gibt, durch Verdrehen
der Dosierkappe mit Hilfe des oben erwähnten Gewindes den Betätigungsstab gegenüber
der Kappe axial zu verstellen, was zum Öffnen und Schließen des Ventils und/oder
der Ausgießöffnung erforderlich ist.
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Während es nach einigen vorangehenden Weiterbildungen erforderlich
ist, daß die die Dosierkappe nicht nur drehbar sondern auch längs verschiebbar an
der Mündung gehaltert ist und daß der Kappe zusätzlich zu Drehbewegungen auch Verschiebungen
erteilt werden müssen, läßt sich nach Anspruch 13 zwischen dem eigentlichen zum
Verschließen der Mündung dienenden Ventil und der Ausgießöffnung ein Zwischenventil
vorsehen. Hierdurch erhält man eine Dosiervorrichtung, bei der durch Drehen der
Dosierkappe allein in ständig gleichem Drehsinn alle Phasen eines Dosiervorganges
einstellbar sind, nämlich zunächst das Einfüllen von Flüssigkeit in die Dosierkappe,
dann das Abschließen der Behältermündung und schließlich das Ausgießen der Dosis
aus der Dosierkappe.
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Hier verwendete Bezeichnungen wie oben", "unten" beziehen sich auf
die Lage der Teile an einer Mündung z.B. einer aufrecht stehenden Flasche.
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Ausführungsbeispiele mit weiteren Merkmalen der Erfindung werden im
folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Figur 1 zeigt in axialem Längsschnitt eine Flaschenmündung mit Stopfen
und eine erste Ausführungsform einer Dosiervorrichtung mit geschlossenem Stopfen.
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Figur 2 zeigt dieselbe Ausführungsform in Kopfstellung bei geöffnetem
Stopfen.
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Figur 3 zeigt in entsprechender Darstellung eine zweite Ausführungsform
einer Dosiervorrichtung mit einer Ausgießöffnung.
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Figur 4 zeigt in entsprechender Darstellung eine dritte Ausführungsform
einer Dosiervorrichtung mit einer offenen Dosierkappe.
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Figur 5 zeigt in entsprechender Darstellung zwei verschiedene Betriebsstellungen
einer vierten Ausführungsform einer Dosiervorrichtung, die eine Maßeinteilung hat.
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Figur 6 und 7 zeigen in zwei verschiedenen Phasen eine fünfte Ausführungsform
einer Dosiervorrichtung.
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Figur 8 ist ein Querschnitt durch die Dosiervorrichtung nach Linie
VIII-VIII in Figur 6.
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Figur 9 und 10 zeigen im Längsschnitt bzw. Querschnitt nach Linie
X-X in Figur 9 eine sechste Ausführungsform einer Dosiervorrichtung.
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Figur 11 bis 13 zeigen dieselbe Ausführungsform in verschiedenen Betriebsphasen
und zwar in Schnittebenen nach Linie IX-IX in Figur 10, also um 90 Grad gegenüber
derjenigen nach Figur 9 verdreht.
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Gleiche oder äquivalente Elemente haben in allen Figuren die gleichen
Bezugszeichen.
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Figur 1 zeigt die Mündung 1 einer Flasche, deren oberes Ende im Querschnitt
S-förmig ausgebildet ist. Sie hat demgemäß einen inneren Ringwulst 3 und nach oben
daran anschließend einen äußeren Ringwulst 5. Zum Verschließen der Mündung dient
ein Stopfen 7, der sich in den inneren Ringwulst 3 eindrücken läßt. Der Stopfen
7 ist einteilig mit einem festen Verschlußteil 9 ausgebildet und steht mit diesem
durch eine elastische, kegelstumpfförmige Wand 11 in Verbindung. Der Verschlußteil
9 ist durch eine Schnappverbindung an der Mündung 1 befestigt. Er greift nämlich
unter den äußeren Ringwulst 5 der Mündung. Durch Umstülpen der kegelstumpfförmige
Wand 11 kann der Stopfen 7 aus der dargestellten Lage aufwärts in eine Lage bewegt
werden, in der er die Öffnung der Mündung freigibt. Eine derartige Anordnung wurde
in der DE-OS 33 02 869 beschrieben, so daß sich hier nähere Ausführungen erübrigen.
Die kegelstumpfförmige Wand 11 hat Öffnungen 13, durch die nach dem Öffnen des Stopfens
7 Flüssigkeit austreten kann.
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Ein Betätigungsstab für den Stopfen 7 hat hier die Form eines Rohres
15, das einteilig mit dem Stopfen ausgebildet ist. Das obere Ende des Rohres ist
geschlossen und hat ein Außengewinde.
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Eine Dosierkappe 17 (im Folgenden oft einfach "Kappe" genannt) hat
eine zylindrische Wand 19 und eine ebene Deckplatte 21. An der Innenseite der Deckplatte
ist zentrisch eine Hülse 23 mit Innengewinde vorgesehen. Sie ist auf das obere Ende
des Rohres 15 geschraubt.
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Zum Dosieren, d. h. zur Entnahme einer abgemessenen Menge ("Dosis")
der in der Flasche enthaltenen Flüssigkeit, wird die Dosierkappe 17 in der Lage
nach Figur 1 nach oben gezogen, so daß der Stopfen 7 die Mündung freigibt. Dann
wird die Flasche samt Dosiervorrichtung auf den Kopf gestellt. Nun strömt Flüssigkeit
in die Kappe 17, solange Luft aus dem Innenraum der Kappe in die
Flasche
gelangen kann. Sobald dies nicht mehr möglich ist, weil nämlich der Flüssigkeitsspiegel
bei der Kopfstellung nach Figur 2 den oberen Rand der Öffnungen 13 erreicht hat,
hört ein weiterer Zustrom von Flüssigkeit in die Kappe 17 auf. Die sich nun in der
Kappe befindende Flüssigkeitsmenge ist die gewünschte Dosis. Der Stopfen 7 wird
dann bei Kopfstellung nach Figur 2 geschlossen, was durch Hochdrücken der Kappe
17 geschieht. Anschließend kann die Kappe von dem Rohr 15 abgeschraubt und damit
die Dosis entnommen werden.
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Die Ausführungsform nach Figur 3 gleicht weitgehend derjenigen nach
Figur 1 und 2. Die Deckplatte 21 der Kappe hat hier jedoch eine zentrale Ausgießöffnung
25, die sich durch einen Verschlußzapfen 27 (des Rohrs) mit kegelförmigem Endabschnitt
verschließen läßt. Die Hülse 23 hat, über ihren Umfang verteilt, Längsschlitze 29,
die einen Durchtritt von Flüssigkeit ermöglichen. Ist die Kappe 17 ein Stück abgeschraubt,
nach oben in Figur 3, so ermöglichen diese Längsschlitze 29, bei Kopfstellung, einen
Austritt von Flüssigkeit zwischen dem oberen Teil des Rohrs 15 und der Hülse 23
und schließlich durch die Ausgießöffnung 25. Hier hat der feste Verschlußteil 9.3
oben einen Bund 31, und die Kappe 17 hat am unteren Rande einen Innenwulst 33, der
sich nach unten erweitert. So kann die Kappe zwar über den Bund gedrückt werden;
ihr unterer Rand schnappt dann aber nach innen, und ihr Innenwulst haltert die Kappe
unverlierbar an der Mündung.
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Dosiert wird, wie es anhand der Figur 2 erläutert wurde. Anschließend
wird durch teilweises Abschrauben der Kappe die Ausgießöffnung zur Entnahme der
Dosis freigegeben.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 4 hat die Kappe 17.4 eine Zylinderwand
19.4, die einen wesentlich größeren Durchmesser hat als der Verschlußteil 9.4. Das
Rohr 15.4 ist hier einteilig mit der Kappe ausgebildet. Das untere Ende des Rohres
sitzt verschiebbar in einer Innenhülse 35 des Stopfens 7.4, und zwar so fest, daß
die kegelstumpfförmige Wand 11.4 umgestülpt, aber auch
die Kappe
auf den Flaschenhals geschoben werden kann. Dies läßt sich durch entsprechenden
Preßsitz erreichen.
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Dosiert wird in der oben beschriebenen Weise. Der Dosiervorgang ist
(bei Kopfstellung) beendet, wenn der Flüssigkeitsspiegel etwa eine Ebene 37 erreicht
hat. Die Flüssigkeit kann aus der Kappe 17.4 über deren Rand 39 ausgegossen werden.
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Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, rechts in Schließstellung,
links in Offenstellung. Die Kappe 17.5 besteht aus durchsichtigem Kunststoff und
hat eine Maßeinteilung 41, z. B. in ml. In der Deckplatte 21 der Kappe ist wiederum
eine Ausgießöffnung 25 vorhanden, und das Rohr 15.5 hat an seinem oberen Ende einen
Verschlußzapfen 27 mit kegelförmigem Endabschnitt zum Abdichten der Ausgießöffnung.
Der Stopfen ist, wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen, an einer kegelstumpfförmigen
Wand 11 mit Öffnungen 13 beweglich gehaltert. Im oberen Ende der Kappe 17.5 ist
eine Innenkappe 43 geringer axialer Höhe befestigt, deren Mittelöffnung (nach Überschnappen)
einen Stiel 44 umgibt, der oben am Rohr 15.5 ansetzt, einen kleineren Durchmesser
hat als dieses und den Verschlußzapfen 27 trägt. Somit ist die Dosierkappe 17.5
unverlierbar am Rohr 15.5 gehaltert.
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Dosiert wird wiederum in Kopfstellung. Beim Abziehen der Dosierkappe
17.5 nimmt die in dieser Kappe festsitzende Innenkappe 43 den Verschlußzapfen 27
des Rohrs 15.5 und damit das Rohr und den Stopfen 7 mit, wodurch die Mündung der
Flasche geöffnet wird.
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Entsprechend der Maßeinteilung läßt sich eine gewünschte Flüssigkeitsmenge
in die Dosierkappe füllen. Dann wird der Stopfen 7 durch Hochdrücken (in Kopfstellung)
der Dosierkappe geschlossen.
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Die Dosiervorrichtung befindet sich dann in der rechts in Figur 5
dargestellten Lage. Wird anschließend die Dosierkappe nur so weit abgezogen, daß
der Stopfen noch geschlossen bleibt, so kann die Flüssigkeitsdosis durch die Ausgießöffnung
25 ausfließen.
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Nach dem Loslassen. nimmt die Dosierkappe von selbst eine Stellung
ein,
bei der sich der Verschlußzapfen 27 zwischen seinen beiden Endstellungen befindet,
die in Figur 5 links und rechts dargestellt sind. In dieser Stellung kann Flüssigkeit
ausgegossen werden. Die Flüssigkeit kann also einerseits durch eine Mittelöffnung
45 der Innenkappe 43 strömen, andererseits den Verschlußzapfen 27 umströmen.
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Bei. der Ausführungsform nach Figur 6 bis 8 ist anstelle eines Verschlußstopfens
wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen eine Verschlußplatte 47 vorgesehen.
Auf der Mündung 1.6 einer Flasche ist hier ein fester Verschlußteil 49 befestigt,
hier durch einen aufgebördelten Befestigungsteil 51, z. B. aus Blech.
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Der feste Verschlußteil hat einen zylindrischen Abschnitt 49a, und
einen Ventilsitz 49b. Dieser wirkt mit der Verschlußplatte 47 zusammen. Als Betätigungsstab
dient hier eine Stange 53, an der die Verschlußplatte 47 befestigt ist. An der Stange
53 und der Verschlußplatte 47 sind radiale ebene Flügel 55 vorgesehen, die in entsprechenden
achsparallelen Schlitzen 57 (Figur 8) des Ventilsitzes 49b axial verschiebbar geführt
sind. Auf diese Weise ist die Stange 53 axial verschiebbar aber unverdrehbar im
festen Verschlußteil 49 geführt.
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Die Dosierkappe 17.6 hat unten einen erweiterten zylindrischen Abschnitt
59, der unten in einen Innenwulst mit innerer Abschrägung ausläuft. Die Kappe kann
so auf die Mündung 1.6 und über deren Befestigungsteil 51 geprellt werden und hält
dann dort unverlierbar fest, bleibt aber um ein Stück axial verschiebbar.
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Die Kappe hat eine zentrale Ausgießöffnung 25, passend zu einem in
einen Kegel auslaufenden Verschlußzapfen 61 der Stange 53.
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Durch lotrechte Relativbewegung von Dosierkappe und Stange läßt sich
die Ausgießöffnung verschließen oder öffnen. Die Dosierkappe hat innen eine Hülse
63, die den oberen Abschnitt und den Verschlußzapfen 61 der Stange 53 umgibt. Der
untere Abschnitt 64 der Hülse 63, der mehr als die Hälfte von deren Länge einnimmt,
hat ein Innengewinde und außerdem, über seinen Umfang verteilt,
Längsschlitze
65 zum Durchtritt von Flüssigkeit. Die Stange 53 hat einen Bund 68 mit einem Außengewinde,
passend zum Innengewinde der Hülse 63.
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Zum Dosieren werden Flasche und Dosierkappe wiederum auf den Kopf
gestellt. Aus der Schließstellung nach Figur 6 heraus wird die Kappe gedreht, so
daß sich das Ventil 69 aus Verschlußplatte 47 und Ventilsitz 49b öffnet. In dieser
Lage bleibt aber der zylindrische Teil des Verschlußzapfens 61 noch innerhalb des
oberen, engen Teils der Innenhülse 63, dichtet also ab (Figur 7).
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Flüssigkeit kann nun aus der Flasche in die Dosierkappe strömen, während
Luft in die Flasche perlt. Ist die gewünschte Dosiermenge erreicht, so wird die
Dosierkappe in Richtung des Pfeils 70 in .Figur 7 bewegt, also gegenüber der Flasche
auswärts gezogen.
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Hierdurch wird das Ventil 69 geschlossen, aber die Ausgießöffnung
25 der Dosierkappe geöffnet. Flüssigkeit kann nun (bei Kopfstellung) durch die Schlitze
65, vorbei an dem Verschlußzapfen 61, durch die Ausgießöffnung 25 ins Freie gelangen.
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Reicht der Durchflußquerschnitt für ein schnelles Entleeren der Dosierkappe
nicht aus, so kann die Kappe noch ein Stück weiter abgeschraubt werden. Nach Entnahme
der Flüssigkeitsdosis wird die Dosierkappe durch Zurückschieben und gegebenenfalls
Zurückschrauben wieder in die Grundstellung nach Figur 6 gebracht, bei der sowohl
die Flasche gegenüber der Dosierkappe abgeschlossen, als auch die Dosierkappe gegenüber
dem Außenraum verschlossen ist.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 9 bis 13 ist wiederum ein fester
Verschlußteil (72) vorgesehen, der durch einen Befestigungsteil 51 an der Mündung
1.9 einer Flasche befestigt ist. Der Verschlußteil 72 hat einen Ventilsitz 72b,
der zur Bildung eines Ventils 69 (Figur 11) mit einer Verschlußplatte 47 zusammenwirkt.
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Die Dosierkappe 17.9 ist auf den Befestigungsteil geprellt und ist
diesem gegenüber drehbar aber nicht längs verschiebbar.Die Verschlußplatte ist wiederum
an einer zentrischen Stange (74)
befestigt. Die Stange hat Flügel
55, wie bei der Ausführungsform nach Figur 6 bis 8. Die Flügel sind jedoch nicht
in Längsschlitzen des Ventilsitzes geführt. Vielmehr umgeben je zwei benachbarte
Flügel 55 eine von zwei inneren Längsrippen 76 einer Hülse 72a des Verschlußteils
72. Die Längsrippen 76 haben eine Querschnitts form, die in den Raum zwischen zwei
Flügeln 55 hineinpaßt. Auf diese Weise ist die Stange 74 wiederum axial verschiebbar
aber unverdrehbar im Verschlußteil 72 geführt. Zwischen der Hülse 72a einerseits
und der Stange 74 mit ihren Flügeln 55 andererseits befindet sich genügend freier
Raum zum Durchtritt von Flüssigkeit.
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In der in Figur 9 dargestellten Grundstellung reicht die Stange 74
bis an den oberen Rand der Kappe und verschließt die Ausgießöffnung 25. Die Stange
sitzt mit einem Gewindeabschnitt 78 schraubbar in einer Hülse 63 der Kappe. Achsparallele
Schlitze 65 der Hülse gestatten wiederum den Durchtritt von Flüssigkeit, sobald
die Stange 74 die Ausgießöffnung 25 freigibt. Ein Zwischenventil 80 ist in Ausströmrichtung
zwischen dem Ventil 69 und der verschließbaren Ausgießöffnung 25 angeordnet. Es
wird durch einen Ventilsitz 72b, nämlich einen verengten Endabschnitt der Hülse
72a und einen Ventilkörper gebildet, desssen zylindrischer Abschnitt 82 in den Ventilsitz
paßt, während dessen Kopf 84 sich gegen den freien Rand des Ventilsitzes 72b drücken
läßt, wie es Figur 13 zeigt.
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Dosiert wird wiederum in Kopfstellung von Flasche und Dosierkappe.
Durch Drehen der Kappe, ständig im gleichen Drehsinn, ergibt sich folgendes: a)
Die Flasche wird gegen die Dosierkappe geöffnet (Figur 11).
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Flüssigkeit kann durch das geöffnete Ventil 69 fließen und weiter
zwischen Stange 74 und Flügeln 55 einerseits und der Hülse 72a andererseits in die
Dosierkappe strömen. Die Flüssigkeit kann nun die Dosierkappe beliebig weit füllen.
Luft
aus der Dosierkappe kann zwischen der Befestigungskappe 51
und der Dosierkppe 17.9 ins Freie gelangen.
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b) Wird die Dosierkappe weitergedreht, so schließt das Ventil 80 (Figur
12). Bei weiterem Drehen wird von der Stange 74 die Ausgießöffnung 25 freigegeben,
so daß die Flüssigkeitsdosis nun ausfließen kann (Figur 13).
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Durch Zurückdrehen der Kappe ergibt sich wieder die Grundstellung
nach Figur 9.
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Bei dieser Ausführungsform wird ein betrügerisches Einfüllen von Flüssigkeit
in die Flasche verhindert. Zwar läßt sich in der Relativstellung von Figur 13 bei
aufrecht stehender Flasche durch die Ausgießöffnung 25 und die Schlitze 65 Flüssigkeit
in die Kappe gießen. Diese Flüssigkeit kann aber nicht in die Flasche gelangen,
auch nicht in der Relätivstellung nach Figur -11, was durch Versuche bestätigt wurde.
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Alle Bestandteile der beschriebenen Ausführungsbeispiele können aus
Kunststoff gefertigt werden, Einzelteile jedoch aus Metall, z. B. die Befestigungskappe
51 nach Figur 6 und 9 und/oder z. B. die Stange 53 mit Verschlußplatte 47 nach Figur
6 oder die entsprechenden Teile nach Figur 9.
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BEZUGSZEICHEN Bezeichnungen mit Ziffern hinter einem Punkt, wie "1.6"
oder "7.4" beziehen sich auf Bestandteile etwas abgewandelter Form, wie sie in bestimmten
Figuren, hier Figur 6 bzw. 4 zu finden sind.
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1 Mündung 3, 5 Ringwulst 7 Stopfen 9 fester Verschlußteil 11 kegelstumpfförmige
Wand 13 Öffnung 15 Rohr 17 Dosierkappe (Kappe) 19 Zylinderwand 21 Deckplatte 23
Hülse 25 Ausgießöffnung 27 Verschlußzapfen 29 Längsschlitz 31 Bund 33 Innenwulst
35 Innenhülse 37 Ebene 39 Rand 41 Maßeinteilung 43 Innenkappe 44 Stiel 45 Mittelöffnung
47 Verschlußplatte 49 fester Verschlußteil 49a zylindrischer Abschnitt 49b Ventilsitz
51 Befestigungskappe
53 Stange 55 Flügel 57 Schlitz 59 Abschnitt
61 Verschlußzapfen 63 Hülse 64 Abschnitt 65 Schlitz 68 Bund 69 Ventil 70 Pfeil 72
fester Verschlußteil 72a Hülse 72b Ventilsitz 74 Stange 76 Längsrippe 78 Gewindeabschnitt
80 Zwischenventil 82 zylindrischer Abschnitt 84 Kopf
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