EP0771166B1 - Gerät zur bildung von seifenschaum und dessen verwendung - Google Patents

Gerät zur bildung von seifenschaum und dessen verwendung Download PDF

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EP0771166B1
EP0771166B1 EP95924149A EP95924149A EP0771166B1 EP 0771166 B1 EP0771166 B1 EP 0771166B1 EP 95924149 A EP95924149 A EP 95924149A EP 95924149 A EP95924149 A EP 95924149A EP 0771166 B1 EP0771166 B1 EP 0771166B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
foaming unit
lather
cylinder space
soap
Prior art date
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EP95924149A
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English (en)
French (fr)
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EP0771166A1 (de
Inventor
Markus Ehrensperger
Rupert Pachler
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CWS AG
CWS International AG
Original Assignee
CWS AG
CWS International AG
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Filing date
Publication date
Application filed by CWS AG, CWS International AG filed Critical CWS AG
Publication of EP0771166A1 publication Critical patent/EP0771166A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0771166B1 publication Critical patent/EP0771166B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K5/00—Holders or dispensers for soap, toothpaste, or the like
    • A47K5/06—Dispensers for soap
    • A47K5/12—Dispensers for soap for liquid or pasty soap
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1087—Combination of liquid and air pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45D—HAIRDRESSING OR SHAVING EQUIPMENT; EQUIPMENT FOR COSMETICS OR COSMETIC TREATMENTS, e.g. FOR MANICURING OR PEDICURING
    • A45D27/00—Shaving accessories
    • A45D27/02—Lathering the body; Producing lather
    • A45D27/10—Lather-producing devices operated by compressed air or by swirling water
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47K5/1202—Dispensers for soap for liquid or pasty soap dispensing dosed volume
    • A47K5/1204—Dispensers for soap for liquid or pasty soap dispensing dosed volume by means of a rigid dispensing chamber and pistons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
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    • A47K5/14—Foam or lather making devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0018—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam
    • B05B7/0025—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for forming Soap foam, with one operated by a single lever Soap solution dosing pump, with one in its cylinder space piston reciprocating from the lever, as well as with a coaxial to the dosing pump, mutually movable, and with this synchronously moving device for compaction and introduction of air, with closable openings and / or lines lead into a foaming unit, where fine-bubble foam portions are formed.
  • a device for dispensing corresponding to the generic term of cleaning agents or disinfectants or the like, is known from CH -A5- 676 227. This construction is based on manufacturing-technical adjustments of the constructions according to EP-A1-0 019 582 and EP-A1-0 079 853.
  • the foaming unit used here is also already known (CH -A5- 676 456) and finds its usual Use for closure and dispensing parts of mostly plastic bottles. Pressing on the bottle walls will Liquid and air in the "foamer” above pressed, swirled, foamed, through a microsieve pressed and directly as an unshaped foam structure over a Nozzle issued.
  • manufacturing technology Tolerances due to relative mobility of the components balanced to each other.
  • the known devices are relatively complex in their construction (EP-A1-0 019 582 and EP-A1-0 079 853), or leave something to be desired in their foam quality (C -A5-676 227).
  • the individual foam portions fall at slow Movements of the operating lever compared to fast movements different from; the valves and arrangements used tend to drip.
  • the in the dosing pump provided air springs, which the output should ensure the soap solution, negatively on the constancy the dosing amount.
  • the construction should be economical be designed and especially for a Suitable for mass production.
  • the design of the cylinder space according to the invention allows an accurate and synchronous dosage of liquid soap and of air, so that, regardless of the path of the lever, one similar soap foam formation results. Also results the front contacting of the piston in the cylinder chamber clear strokes and thus precisely defined delivery rates, without remaining volumes.
  • this solution Technically cheap and economical; other positive configurations of the piston and the cylinder space are also conceivable, but less cheap for one mutual coordination.
  • the embodiment according to claim 2 is manufacturing technology cheap and allows the contact area between the piston and precisely define the cylinder space without wear of the two parts is created.
  • a ball made of an elastomer has proven particularly useful, Claim 4, since this is already a with minimal spring pressure results in optimal tightness.
  • the siphon-like expansion / conditioning space, claim 6, is particularly cheap; on the one hand, it serves for compression and homogenization of the foam and, on the other hand, can can be easily cleaned in its vertical area.
  • an aperture according to claim 9 forces the soap foam to a contraction and serves, according to the subsequent repeated expansion, for its homogenization.
  • the screen acts compared to the one behind it Expansion part, after blowing off the soap foam, as a defined finish with minimal surface area and reduced thus the penetration of air into the conditioning part and into the foaming unit.
  • Claim 10 therefore serves to improve the foam quality and leads to a reproducible Portioning the foam.
  • the air spring listed in claim 11 can be simplified Form by an outer ring groove in the foaming unit realize and improve the flow conditions in the inlet area of the foaming unit.
  • the device according to the invention is outstanding for use in public washrooms, especially in toilet rooms.
  • the device is largely maintenance-free; the replacement
  • the soap solution bottle can, depending on the frequency, at intervals from several days to several weeks.
  • a soap foam dispenser is shown, which is compatible with the previous model, which has been manufactured a million times according to EP -A1- 0 019 582 and EP -A1- 0 079 853.
  • Reference number 1 is a metering pump with a cylinder space 2 designated for soap solution.
  • This cylinder space 2 has a flat surface on the front. Plan around this Are an overhead inlet valve 4 with a surface floatable ball 4a and below, opposite, one Exhaust valve 5 with a ball 5a.
  • Corresponding inputs and Outlet bores are labeled 21 and 22 and are tangent a bevel 20 in the cylinder space 2.
  • Piston head 24 executed at the same angle
  • Piston head 24, with its also flat end face 23 has a seal 26, a commercially available O-ring on, and is via an elastically designed piston rod 27 driven with cavity 28.
  • the piston rod has at the end 27 a pressure sliding surface 29 on which a cam 30 a yoke 31 serving to actuate the dispenser, with struts 32 and an annular actuating lever 33 lies on.
  • An air pump 12 is arranged concentrically with the metering pump, which via a compression spring supported on its housing 13 an elastic piston 14, with double lips and an O-ring seal 15, in the drawn rest position presses.
  • a support / adapter serves as the housing cover for the air pump 12 36, which on the one hand has a rear side bearing 34 (drawn) and a front side bearing 35 (not drawn) for the yoke 31 and on the other hand with its back Mounting rail 37 for mounting - by pushing it in -
  • notoriously known apparatus housing serves.
  • the ball 5a of the exhaust valve 5 is through a valve spring 9 is pressed into a corresponding valve seat, the second end of the valve spring 9 in a - drawn in plan view - drilling of a foaming unit 18 is stored.
  • Below the foaming unit 18, connected to a mixing nozzle, the expansion part 19a an expansion / conditioning room, with a first Cross section q1.
  • the expansion part 19a leads to a conditioning part 19b, with an aperture 19c, in rectangular Form between which the two parts 19a and 19b is inserted.
  • the cylindrical cross section present in part 19b is q2 larger than the likewise cylindrical cross section q1.
  • an air outlet 16 is provided, which with the Interior of a wind boiler 17 is operatively connected, in which the foaming unit 18 is arranged concentrically.
  • the inlet valve 4 is connected to the interior via a bore 4 ' a housing 38 connected, which serves as an intermediate soap storage serves.
  • This interim storage facility is fed by a notoriously known bottle, not shown liquid soap, which is screwed into a connector 39 is part of a cover 40 of the housing 38.
  • a blow-out valve 6 Located at the end of the blow-out line 45 ' a blow-out valve 6, with a corresponding valve ball. Below the valve 6 is a cylindrical inflow part provided which is concentric with the upper end of the Conditioning part 19b is arranged.
  • the mode of operation of the device according to FIG. 1 is as follows:
  • the soap foam thus formed first expands in the Mixing nozzle 53 of the foaming unit 18 and then in the horizontal region of the expansion part 19a; more flowing Foam presses the foam formed first over the vertical, cylindrical area of the expansion part 19a, is contracted in the aperture 19c, can with an expanded cross section q2 expand again and undergoes conditioning in part 19b before it goes through the Exhaust nozzle 10 exits.
  • the conditioned one discharged via the outlet nozzle 10 Foam is of high homogeneity and delicacy and is in its volume stabilized.
  • the spring 13 presses the Piston 14 backwards, in the sense of a double-acting Piston air compresses via lines 41 to 45 'flows into the inflow part 46 and here in the expansion part 19a completely pushes out the existing foam.
  • valves used are arranged so that the rest position corresponds to the sealing position. So that is ensures that even with very small currents (quasi-static) their function is fulfilled.
  • the ball guide designed for a small gap width of approx. 0.5 mm; the ball guide is made in a manner known per se achieved by four delimiting surfaces, so that a possible Already glue through those acting on the ball hydraulic forces is canceled again.
  • the pressure range, measured at the outlet of the metering pump, is to a maximum of 1.5 bar; the air pressure, measured at the outlet of the air cylinder, shows a maximum pressure of 0.2 bar.
  • the typical amount of time to operate the foam dispenser moves in the range of one second. Shorter or slower Activities do not adversely affect the Foam quality.
  • the optimal dosing volume has been found to be 0.4 ml of soap solution per stroke, with an approximately 30-fold increase in volume in the foam. Due to its high consistency, the resulting foam volume of 12.5 cm 3 creates the "illusion" of a bar of soap.
  • the foaming unit is known per se 18 (CH -A5- 676 456) from an inner flange 61 surrounded, which in turn partially by one Outer flange 62 enclosed and below in the outflow direction the valve 5 is centered, detachably mounted.
  • the flow body 56 has one at its upper end deep, circumferential groove, which acts as an inner air spring 55 acts and, like the wind boiler 60, a uniform Introducing the air into the mixture line 54 causes. - This type of flow against the foaming element 18 is decisive for the continuous swirling described above responsible and thereby initiates the qualitative high quality foam generation.
  • the flow body 56 is held by a carrier flange 57 and held by the circumferential clamping part 58 and positioned axially symmetrically in a centering bushing 59.
  • Fig. 3 shows a foam dispenser, although in the known housing would fit, but has a soap bottle 70, which is larger in volume than that in the array 1 used bottles.
  • the device housing 71 is provided for mounting on a wall W, mostly determined over a wash basin etc.
  • the metering pump 1 has one fixed piston head 24, with two through it guided outlet bores 22 '.
  • the previously described exhaust valve 5 which in the here horizontally arranged foaming unit 18 with a Spring 9 over the bore 22 ', with its ball on one Valve seat rests.
  • the foaming unit 18 points again the outflow aids described in the air chamber 17 on.
  • the mixing nozzle 53 lying horizontally here flows the expansion / conditioning room also designed as a siphon via the expansion part 19a in the transverse direction.
  • the cam 30 acts on the vertically arranged one Air pump 12.
  • the other parts correspond to the devices already described; only the intake valve 7 here arranged asymmetrically to the cylinder space 11. the horizontal running air supply is designated 44.
  • This device has the advantage of hygienic operation and, due to its compact construction, a larger soap bottle 70 and a larger intermediate soap store Record 38 '.
  • the device also intended for wall mounting, Fig. 5, is constructed in an analogous manner to the previous ones.
  • actuated via an actuating button 33 ' emerges from the device housing 71 with the piston rod 27 '.
  • the air flow for the blow-out process also takes place here asymmetrical over air supply lines shown in dashed lines 43 'and a ring line 42'. Further here is a relatively massive central warehouse 74 is provided which If the actuating force P does not act axially on the button 33 ', or on the piston rod 27' the resulting Record moments and transfer them to the housing 71 can.
  • the device can also be used as a table model build up.
  • the components previously discussed visible, as well as the reinforced central warehouse 74, and one that dips into the underlying soap bottle 70 ' Intake pipe 73.
  • the short one is advantageous here Air supply 44 ', which also has an inflow part 46
  • the conditioning part 19b flows coaxially, so that one a hand of foam under the outlet nozzle 10 is administered.
  • the housing 71 ' is to be made stable and possibly to be glued to the table T.
  • the device is therefore very environmentally friendly in use and clean (drip-free), ergonomically favorable and due to its Functional safety is ideal for installation in public places Suitable for washrooms.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Bildung von Seifenschaum, mit einer durch einen einzigen Hebel betätigten Seifenlösungs-Dosierpumpe, mit einem in ihrem Zylinderraum vom Hebel hin- und herbewegbaren Kolben, sowie mit einer koaxial zur Dosierpumpe gegenseitig beweglich angeordneten, und mit dieser synchron bewegten Vorrichtung, zur Verdichtung und Einfuhrung von Luft, wobei verschliessbare Öffnungen und/oder Leitungen in eine Verschäumungseinheit münden, wo feinblasige Schaum-Portionen gebildet werden.
Eine dem Oberbegriff entsprechende Einrichtung zur Abgabe von Reinigungs- oder Desinfektionsmitteln oder dergleichen, ist bekannt aus CH -A5- 676 227. Diese Konstruktion beruht auf fabrikationstechnischen Anpassungen der Konstruktionen nach EP -A1- 0 019 582 und EP -A1- 0 079 853.
Die hier verwendete Verschäumungseinheit ist ebenfalls bereits bekannt (CH -A5- 676 456) und findet ihren üblichen Einsatz bei Verschluss- und Ausgabeteilen von meist Kunststoff-Flaschen. Durch Drücken auf die Flaschenwände wird Flüssigkeit und Luft in den darüber angebrachten "Verschäumer" gepresst, verwirbelt, verschäumt, durch ein Mikrosieb gepresst und direkt als ungeformtes Schaumgebilde über eine Düse ausgegeben.
In allen Ausführungsformen werden aus fertigungstechnischen Gründen notwendige Toleranzen, durch eine relative Beweglichkeit der Komponenten, zueinander ausgeglichen.
Die bekannten Geräte sind relativ aufwendig in ihrer Konstruktion (EP -A1- 0 019 582 und EP -A1- 0 079 853), oder lassen in ihrer Schaumqualität zu wünschen übrig (C -A5-676 227). Die einzelnen Schaumportionen fallen bei langsamen Bewegungen des Betätigungshebels, gegenüber schnellen Bewegungen unterschiedlich aus; die verwendeten Ventile und Anordnungen neigen zum Nachtropfen. Zudem wirken sich die in der Dosierpumpe vorgesehenen Luftfedern, welche den Ausstoss der Seifenlösung gewahrleisten sollen, negativ auf die Konstanz der Dosiermenge aus.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, eine hohe Betriebssicherheit ergibt und auch nach längeren Unterbrüchen einen einwandfreien, feinporigen Schaum liefert. Gleichzeitig soll die Konstruktion wirtschaftlich ausgelegt sein und sich insbesondere für eine Massenfertigung eignen.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass der Zylinderraum stirnseitig plan ausgebildet ist, dass im stirnseitigen Bereich des Zylinderraums ein Kugel-Einlassventil und ein federbelastetes Kugel-Auslassventil einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass der Kolbenkopf stirnseitig plan ist, und dass der Hebel den Kolben in seiner Endstellung, im Zylinderraum stirnseitig, formschlüssig kontaktiert.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Zylinderraums erlaubt eine genaue und synchrone Dosierung von Flüssigseife und von Luft, so dass, unabhängig vom Weg des Hebels, eine gleichartige Seifenschaumbildung resultiert. Zudem ergibt die stirnseitige Kontaktierung des Kolbens im Zylinderraum eindeutige Hübe und damit genau definierte Fördermengen, ohne dass Restvolumina entstehen. Ausserdem ist diese Lösung fabrikationstechnisch günstig und wirtschaftlich; andere formschlüssige Ausgestaltungen des Kolbens und des Zylinderraums sind ebenfalls denkbar, aber weniger günstig für ein gegenseitiges aufeinander Abstimmen.
Ebenfalls entscheidend für die reproduzierbare Dosierung der Seifenlösung ist die optimale Anordnung der Ventile.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist fertigungstechnisch günstig und erlaubt die Kontaktfläche zwischen dem Kolben und dem Zylinderraum genau zu definieren, ohne dass eine Abnutzung der beiden Teile entsteht.
Die Wahl der Kugel des Einlassventiles, gemäss Anspruch 3, führt zu einer in der Seifenlösung schwimmenden und damit optimal betriebsbereiten Ventilkugel.
Besonders bewährt hat sich eine Kugel aus einem Elastomer, Anspruch 4, da diese mit minimalem Federdruck bereits eine optimale Dichtigkeit ergibt.
Die Nachschaltung eines Expansions-/Konditionierungsraums an eine an sich bekannte Verschäumungseinheit ergibt eine verbesserte Schaumqualität und erlaubt, die Verschäumungseinheit vor ihrem Eintrocknen zu schützen, vgl. Anspruch 5.
Der syphonartige Expansions-/Konditionierungsraum, Anspruch 6, ist besonders günstig; er dient einerseits der Verdichtung und Homogenisierung des Schaums und kann andererseits in ihrem vertikalen Bereich leicht gereinigt werden.
Der Einbezug eines koaxialen Ausblasens des Konditionierungsteils, gemäss Anspruch 7, erhöht die Betriebsbereitschaft des Gerätes, insbesondere nach längeren Stillstandszeiten.
Besonders günstig ist die Nutzung der in der Luftpumpe erzeugten Druckluft zum Ausblasen, bzw. zur Druckerzeugung, Anspruch 8.
Die Zwischenschaltung einer Blende nach Anspruch 9 zwingt den Seifenschaum zu einer Kontraktion und dient, nach der anschliessenden wiederholten Expansion, zu dessen Homogenisierung. Zudem wirkt die Blende gegenüber dem dahinterliegenden Expansionsteil, nach dem Abblasen des Seifenschaums, als definierter Abschluss mit minimaler Oberfläche und verringert somit das Eindringen von Luft in das Konditionierungsteil und in die Verschäumungseinheit.
Die Zuschaltung eines Windkessels gewährleistet eine gleichmässige koaxiale Anströmung der an sich bekannten Verschäumungseinheit. Anspruch 10 dient demzufolge zur Verbesserung der Schaumqualität und führt zu einer reproduzierbaren Portionierung des Schaums.
Die in Anspruch 11 aufgeführte Luftfeder lässt sich in einfacher Form durch eine äussere Ringnut in der Verschäumungseinheit realisieren und verbessert die Strömungsverhältnisse im Einlassbereich der Verschäumungseinheit.
Aufgrund des sehr geringen Verbrauchs an Seifenlösung eignet sich das erfindungsgemässe Gerät hervorragend für den Einsatz in öffentlichen Waschräumen, insbesondere in Toilettenräumen. Das Gerät ist weitgehend wartungsfrei; der Ersatz der Seifenlösungs-Flasche kann, je nach Frequenz, in Abständen von mehreren Tagen bis mehreren Wochen erfolgen.
In nachfolgenden Zeichnungen werden praktische Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Gleiche Funktionsteile sind in allen Zeichnungen mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in mehreren Zeichnungen auf die sonst übliche Schraffur verzichtet; sie sind deshalb als Quasi-Schnittdarstellungen bezeichnet.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Schaumspender mit Hebelbetätigung, in perspektivischer Darstellung, als Quasi-Schnitt,
Fig. 2
eine vergrösserte Darstellung einer Verschäumungseinheit der Fig. 1, mit ihren sie direkt umgebenden Bestandteilen, in üblicher Schnittdarstellung,
Fig. 3
eine Weiterentwicklung eines Schaumspenders, unter Ausnutzung des gesamten, in einem vorgegebenen Gehäuse vorhandenen Volumens, im Quasi-Schnitt,
Fig. 4
eine Variante eines Schaumspenders, vorgesehen für eine Fussbetätigung,
Fig. 5
eine weitere Variante eines Schaumspenders, vorgesehen für eine Betätigung über einen Druckknopf und
Fig. 6
einen ebenfalls durch einen Druckknopf betätigbaren Schaumspender, ausgebildet als Tischmodell.
In Fig. 1 ist ein Seifenschaumspender dargestellt, welcher kompatibel ist zum millionenfach hergestellten Vorgängermodell nach EP -A1- 0 019 582 und EP -A1- 0 079 853. Mit der Bezugsziffer 1 ist eine Dosierpumpe mit einem Zylinderraum 2 für Seifenlösung bezeichnet. Dieser Zylinderraum 2 weist stirnseitig eine plane Fläche auf. Im Bereich dieser planen Fläche sind ein oben liegendes Einlassventil 4 mit einer schwimmfähigen Kugel 4a und unten, gegenüberliegend, ein Auslassventil 5 mit einer Kugel 5a. Entsprechende Ein- und Auslassbohrungen sind mit 21 bzw. 22 bezeichnet und tangieren eine Anschrägung 20 im Zylinderraum 2. Ein ebenfalls mit der im gleichen Winkel ausgeführten Anschrägung 25 versehener Kolbenkopf 24, mit seiner ebenfalls planen Stirnfläche 23, weist eine Dichtung 26, einen handelsüblichen O-Ring auf, und wird über eine elastisch ausgestaltete Kolbenstange 27 mit Hohlraum 28 angetrieben. Endseitig besitzt die Kolbenstange 27 eine Druck-Gleitfläche 29, auf welcher ein Nocken 30 eines der Betätigung des Spenders dienenden Jochs 31, mit Streben 32 und einem ringförmigen Betätigungshebel 33 aufliegt.
Konzentrisch zur Dosierpumpe ist eine Luftpumpe 12 angeordnet, welche über eine an ihrem Gehäuse abgestützte Druckfeder 13 einen elastischen Kolben 14, mit Doppel-Lippen und einer O-Ring-Dichtung 15, in die gezeichnete Ruhelage drückt.
Als Gehäusedeckel für die Luftpumpe 12 dient ein Support/Adapter 36, welcher einerseits ein hinteres Seitenlager 34 (gezeichnet) und ein vorderes Seitenlager 35 (nicht gezeichnet) für das Joch 31 trägt und andererseits mit seiner rückseitigen Montage-Schiene 37 zur Aufnahme - durch Einschieben - in ein nicht dargestelltes, notorisch bekanntes Apparategehäuse dient. Die Kugel 5a des Auslassventiles 5 ist durch eine Ventilfeder 9 in einen entsprechenden Ventilsitz gedrückt, wobei das zweite Ende der Ventilfeder 9 in einer - in Draufsicht gezeichneten - Bohrung einer Verschäumungseinheit 18 gelagert ist. Unterhalb der Verschäumungseinheit 18, an eine Mischdüse angeschlossen, ist das Expansionsteil 19a eines Expansions-/Konditionierungsraums, mit einem ersten Querschnitt q1. Das Expansionsteil 19a führt zu einem Konditionierungsteil 19b, wobei eine Blende 19c, in rechteckiger Form, zwischen die beiden Teile 19a und 19b eingefügt ist. Der im Teil 19b vorhandene zylindrische Querschnitt q2 ist gegenüber dem ebenfalls zylindrischen Querschnitt q1 grösser. Im stirnseitigen Bereich des Zylinderraums 11 der Luftpumpe 12 ist ein Luftauslass 16 vorgesehen, welcher mit dem Innenraum eines Windkessels 17 wirkverbunden ist, in welchem die Verschäumungseinheit 18 konzentrisch angeordnet ist.
Das Einlassventil 4 ist über eine Bohrung 4' mit dem Innenraum eines Gehäuses 38 verbunden, welcher als Seifenzwischenlager dient. Gespeist ist dieses Zwischenlager durch eine notorisch bekannte, nicht dargestellte Flasche mit flüssiger Seife, welche in einem Anschluss 39 eingeschraubt ist, der Bestandteil eines Deckels 40 des Gehäuses 38 ist.
Im Gehäuse 38 befindet sich ein mit der Rückseite der Luftpumpe 12 verbundener Luftdurchlass 41, der zu einer im Deckel 40 eingelassenen Ringleitung 42 geführt ist, welche ihrerseits mit einer senkrecht angeordneten Luftzuführung 43, einer horizontalen Zuführung 44 und mit Ausblasleitungen 45, 45' verbunden ist. Am Ende der Ausblasleitung 45' befindet sich ein Ausblasventil 6, mit einer entsprechenden Ventilkugel. Unterhalb des Ventiles 6 ist ein zylindrisches Anströmteil vorgesehen, welches konzentrisch zum oberen Ende des Konditionierungsteiles 19b angeordnet ist.
Die Wirkungsweise des Gerätes gemäss Fig. 1 ist folgende:
Wird der Betätigungshebel 33 von Hand in Pfeilrichtung P gezogen, so betätigt dieser die Kolbenstange 27, auf welcher der elastische Kolben 14 und der Kolbenkopf 24 angeordnet sind. Dadurch wird gleichzeitig - bei gefülltem Zylinderraum 2 - Seifenlösung und Luft gefördert; das Ansaugventil 7, mit Ventildeckel 8, schliesst sich bei Beginn des Hubes der Kolbenstange. Die Seife drückt die schwimmenden und elastisch ausgebildeten Kugeln 4a nach oben, bzw. die Kugel 5a nach unten, d.h. es wird gleichzeitig Seifenlösung in die Verschäumungseinheit 18 und Druckluft gefördert und hier zu Schaum umgewandelt.
Der derart gebildete Seifenschaum expandiert zuerst in der Mischdüse 53 der Verschäumungseinheit 18 und anschliessend im horizonalen Bereich des Expansionsteils 19a; nachfliessender Schaum drückt den zuerst gebildeten Schaum über den senkrechten, zylindrisch ausgeführten Bereich des Expansionsteils 19a, wird in der Blende 19c kontrahiert, kann sich bei einem erweiterten Querschnitt q2 wieder expandieren und erfährt im Teil 19b eine Konditionierung, bevor er über die Auslassdüse 10 austritt.
Der über die Auslassdüse 10 ausgestossene konditionierte Schaum ist von hoher Homogenität und Feinheit und ist in seinem Volumen stabilisiert.
Nach dem Loslassen des Hebels 33 drückt die Feder 13 den Kolben 14 wieder nach hinten, wobei im Sinne eines doppelwirkenden Kolbens Luft verdichtet über die Leitungen 41 bis 45' ins Anströmteil 46 strömt und hier den im Expansionsteil 19a vorhandenen Schaum restlos ausschiebt.
Damit ist das Gerät wieder betriebsbereit, da bereits beim Einsetzen des Rückhubes die schwimmende Ventilkugel 4a durch den im Zwischenlager befindlichen statischen Seifendruck von ihrem Ventilsitz abgehoben wurde, so dass sich der Zylinderraum 2, unterstützt durch den Unterdruck, vollständig mit Seife füllt.
Die verwendeten Ventile sind derart angeordnet, dass die Ruhestellung jeweils der Dichtposition entspricht. Damit ist gewährleistet, dass auch bei sehr kleinen Strömungen (quasi-statisch) ihre Funktion erfüllt ist. Zusätzlich ist die Kugelführung auf eine geringe Spaltbreite von ca. 0,5 mm ausgelegt; die Kugelführung wird in an sich bekannter Weise durch vier begrenzende Flächen erzielt, so dass ein eventuelles Verkleben bereits durch die auf die Kugel wirkenden hydraulischen Kräfte wieder aufgehoben wird.
Besonders bewährt haben sich handelsübliche Kugeln aus Elastomer, insbesondere aus Silikongummi.
Der Druckbereich, gemessen am Ausgang der Dosierpumpe, beläuft sich im Maximum auf 1,5 bar; der Luftdruck, gemessen am Ausgang des Luftzylinders, zeigt einen Maximaldruck von 0,2 bar.
Die typische Zeitdauer für die Betätigung des Schaumspenders bewegt sich im Bereich von einer Sekunde. Kürzere oder langsame Betätigungen wirken sich nicht nachteilig auf die Schaumqualität aus.
Als optimales Dosiervolumen haben sich 0,4 ml Seifenlösung pro Hub, bei einer zirka 30-fachen Volumenvergrösserung im Schaum, erwiesen. Das resultierende Schaumvolumen von 12,5 cm3 bewirkt aufgrund seiner hohen Konsistenz die "Illusion" eines Stücks Seife.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die an sich bekannte Verschäumungseinheit 18 (CH -A5- 676 456) von einem Innenflansch 61 umgeben, welcher seinerseits teilweise von einem Aussenflansch 62 umschlossen und in Ausströmungsrichtung unterhalb des Ventils 5 zentriert, lösbar montiert ist.
Es ist leicht ersichtlich aus Fig. 2, dass die dosierte Menge Seifenlösung über eine zentrale Gemischleitung 54 in einem Strömungskörper 56 in die Verschäumungseinheit 18 einströmt. Gleichzeitig wird ein synchron hierzu verdichtetes Luftvolumen über einen sogenannten Windkessel 60 geführt, strömt ebenfalls in die Gemischleitung 54 ein und trifft hier auf einen kegelförmigen Abweiskörper 50; die Schaumbildung beginnt, in Folge einer kontinuierlichen Verwirbelung von Seifenlösung und Luft, unterbruchsfrei. Anschliessend dringt der derart gebildete Grobschaum über sechs koaxiale Bohrungen in ein Mischelement 51 in eine Mischkammer 52 mit einem vorgeschalteten, aus Darstellungsgründen nicht gezeichneten, handelsüblichen Mikrosieb (Vlies) und wird hier verfeinert. Der Schaum tritt über eine Mischdüse 53 in das gegenüber dieser Dose 53 vergrösserte Volumen des Expansionsteils 19a ein und wird durch den nachfliessenden Schaum über die rechteckige Blende 19c in das Expansionsteil 19b umgelenkt und, wie oben beschrieben, über die Auslassdüse 10 ausgegeben.
Am seinem oberen Ende weist der Strömungskörper 56 eine tiefe, umlaufende Nut auf, welche als innere Luftfeder 55 wirkt und, ebenso wie der Windkessel 60, eine gleichmässige Einführung der Luft in die Gemischleitung 54 bewirkt. - Diese Art der Anströmung des Verschäumungselementes 18 ist massgeblich für die oben beschriebene kontinuierliche Verwirbelung verantwortlich und initiiert dadurch die qualitativ hochwertige Schaumerzeugung.
Der Strömungskörper 56 ist von einem Trägerflansch 57 gefasst und durch dessen umlaufendes Klemmteil 58 gehalten und in einer Zentrierbuchse 59 axialsymmetrisch positioniert.
Sämtliche Teile gemäss Fig. 2 sind ineinander passend dimensioniert und werden über nicht dargestellte Schrauben und Dichtungen an die Dosierpumpe Fig. 1, über entsprechende Flansche fixiert. Ebenso ist das Ende der Ausblasleitung 45' an das übrige Teil der Leitung Fig. 1 angepasst.
Während der Seifenschaumspender Fig. 1 und Fig. 2 zu einem bestehenden Modell, bzw. in dessen Gehäuse passend ausgeführt ist, stellen die Konstruktionen nach Fig. 3 bis Fig. 6 eigene und entsprechend anders ausgestaltete Lösungen zum Erfindungsgegenstand dar.
Fig. 3 zeigt einen Schaumspender, der zwar im bekannten Gehäuse Platz finden würde, aber eine Seifenflasche 70 aufweist, welche ein grösseres Volumen als die in der Anordnung nach Fig. 1 verwendeten Flaschen besitzt.
Das Gerätegehäuse 71 ist zur Montage an einer Wand W vorgesehen, meist über einem Lavabo etc. bestimmt.
Die aus Fig. 1 und 2 bekannten Komponenten sind hier wiederum vorhanden, jedoch besitzt die Dosierpumpe 1 einen feststehenden Kolbenkopf 24, mit zwei durch diesen hindurch geführten Auslassbohrungen 22'. Axial verschiebbar angeordnet und mit dem bereits beschriebenen elastischen Kolben 14, mit seiner Lippendichtung 15', kombiniert, ist eine Kolbenstange 27' mit ihrem darin enthaltenen Zylinderraum 2. In axialer Richtung angeordnet ist am Ende der Auslassbohrung 22' das vorher beschriebene Auslassventil 5, welches in der hier horizontal angeordneten Verschäumungseinheit 18 mit einer Feder 9 über der Bohrung 22', mit seiner Kugel auf einem Ventilsitz aufliegt. Die Verschäumungseinheit 18 weist wieder die beschriebenen Ausströmungshilfen im Windkessel 17 auf. Die hier horizontal liegende Mischdüse 53 strömt den ebenfalls syphonartig ausgebildeten Expansions-/Konditionierungsraum über das Expansionsteil 19a in Querrichtung an.
Sämtliche übrigen Teile entsprechen der Anordnung Fig. 1; einzig die Ausblasleitung 45' ist durch eine Variante einer Ringleitung 42' mit dem Luftauslass 16, der durch die Feder 13 vorgespannten Luftpumpe 11, anders verlaufend, verbunden.
Das Gerät nach Fig. 4 ist ebenfalls für eine Montage an einer Wand W vorgesehen; die Betätigungskraft P wirkt hier senkrecht auf den Hebel 31, bzw. 31' und wird über einen Bowdenzug 72 ausgeübt. Dieses Modell ist hauptsächlich für eine Betätigung mittels einer hier nicht dargestellten Fussraste (Pedal, Drucktaste etc.) vorgesehen.
In dieser Variante wirkt der Nocken 30 auf die senkrecht angeordnete Luftpumpe 12. Die übrigen Teile entsprechen den bereits beschriebenen Geräten; einzig das Ansaugventil 7 ist hier asymetrisch zum Zylinderraum 11 angeordnet. die horizontal verlaufende Luftzuführung ist mit 44 bezeichnet.
Dieses Gerät besitzt den Vorteil einer hygienischen Betätigung und kann zudem, aufgrund seiner gedrängten Bauweise, eine grössere Seifenflasche 70 und ein grösseres Seifen-zwischenlager 38' aufnehmen.
Das ebenfalls für eine Wandmontage vorgesehene Gerät, Fig. 5, ist in analoger Art aufgebaut wie die Vorherigen. Hier erfolgt die Betätigung über einen Betätigungsknopf 33', der mit der Kolbenstange 27' aus dem Gerätegehäuse 71 hervortritt.
Die Luftführung für den Ausblasvorgang erfolgt hier ebenfalls asymetrisch über gestrichelt dargestellte Luftzuführungen 43' und eine Ringleitung 42'. Im weiteren ist hier ein relativ massives Zentrallager 74 vorgesehen, welches im Falle eines nicht axialen Einwirkens der Betätigungskraft P auf den Knopf 33', bzw. auf die Kolbenstange 27' die resultierenden Momente aufnehmen und auf das Gehäuse 71 übertragen kann.
Gemäss Fig. 6 lässt sich das Gerät auch als Tisch-Modell aufbauen. Hier sind wiederum die vorher diskutierten Komponenten ersichtlich, ebenso das verstärkte Zentrallager 74, sowie ein in die darunterliegende Seifenflasche 70' hineintauchendes Ansaug-Rohr 73. Vorteilhaft ist hier die kurze Luftzuführung 44' welche ebenfalls über ein Anströmteil 46 koaxial das Konditionierungsteil 19b anströmt, so dass einer unter der Auslassdüse 10 befindlichen Hand eine Schaumportion verabreicht wird.
Selbstverständlich ist das Gehäuse 71' standfest zu gestalten und evtl. mit dem Tisch T zu verkleben.
Im Gegensatz zu den vorher besprochenen Geräten handelt es sich bei den beiden letzten um solche für eine Zwei-Hand-Bedienung.
Es hat sich gezeigt, dass der Erfindungsgegenstand in der Kombination einer reproduzierbar arbeitenden Dosierpumpe ohne Toträume, in Verbindung mit exakt schliessenden Ventilen, mit einer impulsfrei, gekapselten und koaxial angeströmten Verschäumungseinheit eine hervorragende Schaumqualität produziert, bei einem sehr geringen Seifenverbrauch. Langzeitversuche haben gezeigt, dass mit 400 ml Seifenlösung mindestens 1000 mal die Hände einwandfrei waschbar sind.
Das Gerät ist daher sehr unweltfreundlich im Gebrauch und sauber (tropffrei), ergonometrisch günstig und aufgrund seiner Funktionssicherheit bestens für eine Aufstellung in öffentlichen Waschräumen geeignet.

Claims (12)

  1. Gerät zur Bildung von Seifenschaum, mit einer durch einen einzigen Hebel (31, 33) betätigten Seifenlösungs-Dosierpumpe (2, 24, 25, 27), mit einem in ihrem Zylinderraum (2) vom Hebel hin- und herbewegbaren Kolben (24, 25, 27), sowie mit einer koaxial zur Dosierpumpe (2, 24, 25, 27) gegenseitig beweglich angeordneten und mit dieser synchron bewegten Vorrichtung zur Verdichtung und Einführung von Luft (12), wobei verschliessbare Öffnungen und/oder Leitungen (22, 16) in eine Verschäumungseinheit (18) münden, wo feinblasige Schaum-Portionen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderraum (2) stirnseitig plan ausgebildet ist, dass im stirnseitigen Bereich des Zylinderraums ein Kugel-Einlassventil (4) und ein federbelastetes Kugel-Auslassventil (5) einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass der Kolbenkopf (24) stirnseitig plan ist, und dass der Hebel (31, 33) den Kolben (24, 25, 26, 27), in seiner Endstellung, im Zylinderraum (2) stirnseitig, form-schlüssig kontaktiert.
  2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (24, 25, 26, 27) und der Zylinderraum (2) stirnseitig, peripher je eine aufeinander abgestimmte Anschrägung (25; 20) aufweisen.
  3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (4a) des Einlassventiles (4) eine gegenüber der zu dosierenden Seifenlösung geringere Dichte aufweist.
  4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (4a) des Einlassventils (4) aus einem Elastomer besteht.
  5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Verschäumungseinheit (18) ein zylinderförmiger Expansions-/Konditionierungsraum (19) angeschlossen ist.
  6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansions-/Konditionierungsraum (19) syphonartig ausgebildet ist und in seinem lotrecht angeordneten Konditionierungsteil (19b) einen gegenüber dem Expansionsteil (19a) grösseren lichten Querschnitt (q1; q2) aufweist.
  7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das lotrechte Konditionierungsteil (19b) mittels einer Ausblasleitung (45, 45') koaxial durch einen Ausblasluftstrom mit einem Druck (p) beaufschlagt wird.
  8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblasleitung (45, 45') an einen Ausgang der Luftpumpe (12) angeschlossen ist.
  9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Expansionsteil (19a) und dem Konditionierungsteil (19b) eine Blende (19c) zwischengeschaltet ist.
  10. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschäumungseinheit (18) ein Windkessel (60) vorgeschaltet ist.
  11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verschäumungseinheit (18), zusätzlich zum Windkessel (60), eine innere Luftfeder (55) vorgesehen ist.
  12. Verwendung des Gerätes nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 in öffentlichen Waschräumen.
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