EP3481742B1

EP3481742B1 - Dosiervorrichtung

Info

Publication number: EP3481742B1
Application number: EP17740679.0A
Authority: EP
Inventors: Kai Ruthe-Steinsiek
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: CN109153491B; DE102016212377A1; PL3481742T3; CN109153491A; US10501257B2; EP3481742A1; WO2018007536A1; US20190135524A1; ES2790323T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum dosierten Aufbringen eines hochviskosen Produkts auf einen Untergrund.
Bei dem hochviskosen Produkt kann es sich um beliebige Arten von pastösen Materialien handeln, insbesondere um solche, die als standfest beschrieben werden können. Unter einem standfesten hochviskosen Produkt versteht man ein Produkt, das beim Auftrag nicht tropft oder läuft, da es kaum fließend ist. Eine solche Eigenschaft ist vor allem beim Auftrag an senkrechten oder Überkopf-Flächen von Bedeutung. Beispiele für derartige hochviskose Produkte sind Klebstoffe, Produkte im Reinigungsmittelbereich, wie etwa ein selbsthaftendes WC-Gel, kosmetische Produkte wie beispielsweise eine Creme oder ein Gel oder auch bestimmte Lebensmittel wie Butter oder ein Streichaufstrich.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen vor allem Klebstoffe als hochviskose Produkte in Frage, insbesondere Montageklebstoffe. Dabei kann es sich beispielsweise um wasserbasierte Systeme, lösemittelhaltige Systeme oder reaktive Systeme handeln. Derartige Stoffe werden häufig in Standard-Kartuschen verkauft und der Verbraucher benötigt eine entsprechende Kartuschenpistole, um das Produkt aus der Kartusche auszubringen.
Kartuschenpistolen sind jedoch sperrig und für den ungeübten Anwender mitunter schwer zu handhaben. Darüber hinaus ist die Produktmenge, die in handelsüblichen Kartuschen verkauft wird, für kleinere Anwendungen im Heimwerkerbereich häufig zu groß, so dass der Verbraucher befürchtet, einen Teil des gekauften Produkts nicht verwerten zu können.
Alternativ zu Kartuschen werden hochviskose Produkte wie beispielweise Montageklebstoffe auch in Tuben auf den Markt gebracht. Zwar sind diese auch mit geringeren Füllmengen erhältlich, hier kann es aber zu Schwierigkeiten beim Ausbringen des Klebstoffs kommen, insbesondere, wenn es sich um ein Produkt mit besonders hoher Viskosität handelt und/oder wenn die Tube bereits teilentleert ist. Ein zufriedenstellendes und vollständiges Ausbringen ist hier häufig nur mit zusätzlichen Hilfsmitteln wie beispielsweise Tubenquetschern möglich.
Aus der WO 2011/112254 A1 ist eine Dosiervorrichtung zum Ausbringen eines selbsthaftenden WC-Gels bekannt, welche ein inneres und ein äußeres Gehäuse, ein Volumen selbsthaftenden Produkts sowie eine selbsttätige Ausgabemechanik umfasst. Die Ausgabemechanik weist einen Führungsstab mit einem Kolben auf, wobei an dem Führungsstab Rastelemente ausgebildet sind, welche mit an dem Kolben ausgebildeten Armen zusammenwirken können. Ein Federmechanismus sorgt dafür, dass die Vorrichtung nach einem Betätigungsvorgang wieder in eine Ausgangsstellung übergeht. Der Führungsstab ist innerhalb des auszubringenden Produkts positioniert und hat Kontakt mit diesem. Durch einmaliges Betätigen der Dosiervorrichtung ist eine definierte Menge an WC-Gel ausbringbar.
Die in der WO 2011/112254A1 beschriebene Vorrichtung ist für die Dosierung von Montageklebstoffen nicht geeignet, da aufgrund der Position des Führungsstabs innerhalb der Produktmasse die für Montagekleber erforderliche absolute Luft- und Wasserdampfdichtigkeit des Systems nicht gegeben ist. Über kleinste Luft- und/oder Feuchtigkeitseinschlüsse zwischen Führungsstab und Produkt oder an dem Führungsstab anhaftende Produktreste kann es vermittels einer Kapillar- oder Brückenwirkung bereits innerhalb der Dosiervorrichtung zum Aushärten des Klebers kommen.
Montagekleber, insbesondere polymerbasierte, feuchtigkeitshärtende Montagekleber, reagieren extrem auf Luft und Wasserdampf, und bei Kontakt mit diesen setzt der Aushärtemechanismus unmittelbar ein. Insofern ist bei der Lagerung und während des Aufbringens derartiger Klebstoffe auf absolute Luft- und Wasserdampfdichtigkeit im Bereich des Montageklebervorrats zu achten.
EP0248278 A2 betrifft einen Spender zur portionierten Einzelausgabe von Pasten oder dergleichen, mit einem Gehäuserohr und einem Druckboden zum Transport des in einem Sack enthaltenen Ausgabegutes in Richtung einer Ausgabeöffnung sowie außerhalb des Gehäuserohres eine Betätigungshandhabe zur Verlagerung des Druckbodens.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Dosiervorrichtung zum dosierten Aufbringen eines hochviskosen Produkts, insbesondere eines Montageklebers, auf einen Untergrund bereitzustellen, durch welche die Nachteile des Standes der Technik umgangen werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Spezielle Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Dosiervorrichtung zum dosierten Aufbringen eines hochviskosen Produkts auf einen Untergrund, umfassend:

ein Gehäuse mit einer Innenseite und einer Außenseite sowie einem ersten Ende, welches bei Betätigung der Dosiervorrichtung dem Untergrund zugewandt ist, und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende, wobei das Gehäuse im Bereich des ersten Endes eine Öffnung aufweist,
eine Kartusche, welche zumindest im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Aufnahmeraum für das zu dosierende hochviskose Produkt bildet, wobei die Kartusche eine im Bereich des ersten Endes des Gehäuses angeordnete Ausbringöffnung aufweist, durch welche das hochviskose Produkt aus der Dosiervorrichtung ausbringbar ist,
einen Kolben, welcher innerhalb des Gehäuses und zumindest teilweise innerhalb der Kartusche angeordnet ist und welcher eine der Austrittsöffnung gegenüberliegende Begrenzung des Aufnahmeraums bildet, wobei bei Betätigung der Dosiervorrichtung eine Bewegung des Gehäuses relativ zu der Kartusche eine Bewegung des Kolbens relativ zu der Kartusche in Richtung auf die Ausbringöffnung zu bewirkt, wodurch das hochviskose Produkt durch die Ausbringöffnung aus der Kartusche ausbringbar ist, sowie
ein Federelement, welches zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Kartusche angeordnet ist und welches bei einer Betätigung der Dosiervorrichtung durch die Bewegung des Gehäuses relativ zu der Kartusche derart vorgespannt wird, dass nach Betätigung der Dosiervorrichtung aufgrund einer Rückstellkraft des Federelements das Gehäuse bezüglich der Kartusche wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird.

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass an der Innenseite des Gehäuses wenigstens ein Rastelement ausgebildet ist und dass an dem Kolben eine Reihe einander benachbarter Rastausnehmungen ausgebildet ist, wobei sowohl das Rastelement als auch die Rastausnehmungen außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet sind, und wobei bei einer Betätigung der Dosiervorrichtung das Rastelement in eine Rastausnehmung am Kolben eingreift, so dass durch eine Bewegung des Gehäuses relativ zu der Kartusche eine Bewegung des Kolbens relativ zu der Kartusche und damit ein Ausbringen des hochviskosen Produkts aus der Dosiervorrichtung bewirkbar ist, und wobei nach einer Betätigung der Dosiervorrichtung die Rückbewegung des Gehäuses in seine Ausgangsposition einen Übergang des Rastelements aus der Rastausnehmung in eine benachbarte Rastausnehmung bewirkt.
Unter einer Betätigung der Dosiervorrichtung oder einem Betätigungsvorgang ist im Sinne der Erfindung das Aufsetzen der Dosiervorrichtung auf einen mit dem hochviskosen Produkt zu beaufschlagenden Untergrund sowie das Bewegen des Gehäuses in Richtung auf den Untergrund zu bis zum Erreichen eines Anschlagspunkts zu verstehen. Das Gehäuse der Dosiervorrichtung dient dabei einem Anwender als Griffeinheit. Der Anschlagspunkt kann dadurch definiert sein, dass das Gehäuse mit seinem ersten Ende an den Untergrund anschlägt oder dass es mit dem ersten Ende an einen anderweitig an der Dosiervorrichtung ausgeführten Anschlag anschlägt. In beiden Fällen wird die Bewegung des Gehäuses auf den Untergrund zu durch Erreichen des Anschlagspunktes begrenzt. Durch eine derartige Betätigung kann pro Betätigungsvorgang eine exakt dosierte Produktmenge aus der Dosiervorrichtung ausgebracht werden. Grundsätzlich ist auch eine Bewegung des Gehäuses möglich, die vom Anwender bereits vor Erreichen des Anschlagspunktes gestoppt wird. Allerdings wird auf diese Weise eine Produktmenge ausgebracht, die nicht der vorgesehenen Dosiermenge entspricht.
Die Erfindung sieht somit einen Rastmechanismus vor, bei welchem wenigstens ein an der Innenseite des Gehäuses ausgebildetes Rastelement in an dem Kolben ausgebildete Rastausnehmungen eingreift, wobei sowohl das Rastelement als auch die Rastausnehmungen außerhalb des Aufnahmeraums und damit auch außerhalb der Produktmasse angeordnet sind, so dass sie keinen Kontakt zu dem zu dosierenden hochviskosen Produkt haben. Auf diese Weise ist es technisch deutlich einfacher, den Aufnahmeraum luft- und wasserdampfdicht auszubilden. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung in besonderer Weise zum dosierten Ausbringen von bei Luft- und/oder Feuchtigkeitskontakt schnell aushärtenden Produkten, beispielsweise von Montagekleber. Selbstverständlich können aber, wie eingangs erwähnt, auch diverse andere hochviskose Produkte mittels der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung auf einen Untergrund aufgebracht werden.
Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch ein Verkleben oder Zusetzen der Komponenten des Rastmechanismus, d.h. des Rastelements und der Rastausnehmungen, verhindert werden, da diese stets außerhalb der Produktmasse angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein zuverlässiger Betrieb der Dosiervorrichtung gewährleistet werden.
Das Rastelement und die Rastausnehmungen wirken derart zusammen, dass bei Betätigung der Dosiervorrichtung durch Bewegung des Gehäuses auf den Untergrund zu das an der Innenseite des Gehäuses ausgebildete und in eine an dem Kolben ausgebildete Rastausnehmung eingreifende Rastelement den Kolben in Betätigungsrichtung mitbewegt. Nach Betätigung der Dosiervorrichtung, d.h. beispielsweise bei Abnehmen der Dosiervorrichtung von dem zuvor mit dem hochviskosen Produkt beaufschlagten Untergrund, kehrt das Gehäuse aufgrund der durch das Federelement hervorgerufenen Rückstellkraft bezüglich der Kartusche in seine Ausgangsposition zurück, während der Kolben insbesondere aufgrund von Reibung zwischen Kolben und Kartusche diese Rückbewegung nicht mitvollzieht. Der Kolben verbleibt vielmehr in einer bei Betätigung der Dosiervorrichtung eingenommenen, in Richtung auf das erste Ende des Gehäuses vorgeschobenen Position.
Das Rastelement geht bei Rückbewegung des Gehäuses in seine Ausgangsposition aus der Rastausnehmung in eine benachbarte Rastausnehmung über, in welcher es sodann bis zu einer nächsten Betätigung der Dosiervorrichtung verharrt. Zu diesem Zweck kann das Rastelement leicht federnd bzw. flexibel ausgebildet sein, so dass der Übergang in eine benachbarte Rastausnehmung leichter möglich ist, indem das Rastelement im Moment des Übergangs von einer Rastausnehmung in eine benachbarte leicht radial nach außen ausweichen kann.
Der beschriebene Mechanismus sorgt somit insgesamt für einen sukzessiven Vorschub des Kolbens innerhalb der Kartusche mit definierter Schrittweite, wodurch das zu dosierende hochviskose Produkt mit einer stets gleichbleibenden Dosiermenge ausgebracht werden kann.
Das Gehäuse kehrt relativ zu der Kartusche nach jedem Betätigungsvorgang der Dosiervorrichtung in seine Ausgangsposition zurück, während der Kolben bei jeder Betätigung innerhalb des Gehäuses und innerhalb der Kartusche immer weiter auf das erste Ende des Gehäuses zubewegt wird. Da der Kolben gleichzeitig eine Begrenzung des Aufnahmeraums bildet, wird dieser Aufnahmeraum mit jeder Betätigung der Dosiervorrichtung kleiner entsprechend dem mit jeder Betätigung abnehmenden verbleibenden Produktvolumen, welches sich noch innerhalb des Aufnahmeraums befindet. Nach einer Betätigung steht die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung unmittelbar für eine weitere Betätigung zur Verfügung, ohne dass der Anwender hierfür bestimmte Vorkehrungen treffen müsste.
Die bei einer Betätigung der Dosiervorrichtung ausgebrachte Produktmenge hängt von verschiedenen Parametern ab, welche für eine gegebene Dosiervorrichtung jeweils festliegen. Es handelt sich bei diesen Parametern um die Querschnittsfläche der Kartusche bzw. des Kolbens sowie um den Hub des Gehäuses, an welchen die Bewegung des Kolbens innerhalb der Kartusche gekoppelt ist. Der Hub des Gehäuses wird durch diejenige Strecke festgelegt, um welche das Gehäuse aus seiner Ausgangsposition bis zum Anschlagspunkt bewegt werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Rastausnehmungen an dem Kolben durch Rastvorsprünge begrenzt, welche eine dem zweiten Ende des Gehäuses zugewandte Oberseite und eine dem ersten Ende des Gehäuses zugewandte Unterseite aufweisen, wobei bei auf einen Untergrund aufgesetzter Dosiervorrichtung die Oberseite der Rastvorsprünge im Wesentlichen parallel zum Untergrund ausgerichtet ist, während die Unterseite in einem Winkel von 30° und 60°, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 45° bezüglich des Untergrunds ausgerichtet ist. Durch die unterschiedliche Ausrichtung von Unterseite und Oberseite der Rastvorsprünge wird sichergestellt, dass das Rastelement bei Betätigung der Dosiervorrichtung fest in die Rastausnehmung eingreift und an der Oberseite der Rastvorsprünge anliegt, um so die Übertragung der Bewegung des Gehäuses auf den Kolben zu gewährleisten, während nach Betätigung der Dosiervorrichtung und bei Übergang des Gehäuses in seine Ausgangsposition relativ zu der Kartusche die gewinkelt ausgebildete Unterseite der Rastvorsprünge ein Gleiten des Rastelements über selbige und einen Übergang des Rastelements aus der Rastausnehmung in die benachbarte Rastausnehmung ermöglicht.
Das Rastelement kann umlaufend entlang des gesamten Innenumfangs des Gehäuses oder als ein an einer Stelle des Innenumfangs angeordneter Rastarm ausgebildet sein. Im Falle eines Rastarms weist die Dosiervorrichtung in der Regel mindestens zwei als Rastarme ausgebildete Rastelemente für einen zufriedenstellenden Betrieb der Dosiervorrichtung auf. Die mindestens zwei Rastarme sind in diesem Fall vorzugsweise gleichmäßig über den Innenumfang des Gehäuses verteilt angeordnet. Es können auch mehrere, beispielsweise drei oder vier Rastarme vorgesehen sein.
Entsprechend können auch die Rastausnehmungen am Kolben entweder umlaufend am Kolben ausgebildet sein oder, bei Ausbildung des Rastelements als mindestens ein einzelner Rastarm, lediglich in denjenigen Bereichen des Kolbens, welche dem mindestens einen Rastarm des Gehäuses gegenüberliegen.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Das gesamte Gehäuse weist damit eine zylinderförmige Gestalt auf. Eine solche Gehäuseform liegt dem Anwender besonders gut in der Hand und erleichtert die Anwendung. Korrespondierend zu einem Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt weisen idealerweise auch die Kartusche sowie der Kolben einen kreisförmigen Querschnitt auf. Grundsätzlich sind auch andere Querschnittsformen möglich, beispielsweise elliptische oder eckige, solange die Querschnittsformen von Gehäuse, Kartusche und Kolben derart aufeinander abgestimmt sind, dass das hochviskose Produkt bestimmungsgemäß ausgebracht werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse der Dosiervorrichtung auf seiner Außenseite rutschhemmend ausgebildet, so dass ein Benutzer die Dosiervorrichtung betätigen kann, ohne auf dem als Griffeinheit fungierenden Gehäuse abzurutschen. Zu diesem Zweck kann die Außenseite des Gehäuses beispielsweise senkrecht zur Anwendungsrichtung verlaufende Rillen oder über einen gewissen Bereich verteilt aufgebrachte Noppen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das Gehäuse mit einer gummiartigen Beschichtung versehen sein. Das Gehäuse kann auf seiner Außenseite zusätzlich oder alternativ auch Griffmulden aufweisen, wodurch die Handhabung der Dosiervorrichtung weiter erleichtert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ist eine Abdeckkappe vorgesehen, durch welche die Ausbringöffnung verschließbar ist. Die Abdeckkappe kann auf die Kartusche und/oder das Gehäuse aufgesetzt werden, so dass in jedem Falle die Ausbringöffnung der Kartusche verschlossen wird und das in dem Aufnahmeraum vorgehaltene hochviskose Produkt gegen vorzeitiges Aushärten geschützt wird. An der Abdeckkappe und an der Kartusche bzw. an dem Gehäuse können korrespondierende Rastmittel und/oder Dichtmittel vorgesehen sein, so dass die Abdeckkappe durch Einrasten sicher an der Dosiervorrichtung gehalten wird und den Aufnahmeraum noch besser abdichtet, um so die Wahrscheinlichkeit für einen Luft- und/oder Feuchtigkeitseintritt weiter zu minimieren. Gleichzeitig kann die Abdeckkappe in aufgesetztem Zustand als Standfläche für die Dosiervorrichtung beispielsweise während der Lagerung oder der Präsentation auf einer Verkaufsfläche dienen.
Ein Vorschlag der Erfindung sieht vor, dass an dem Kolben mindestens ein Dichtelement für eine Abdichtung zwischen dem Kolben und der Kartusche ausgebildet ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das hochviskose Produkt innerhalb des Aufnahmeraums verbleibt und nicht an dem Kolben vorbei in den Bereich des Rastelements und der Rastausnehmungen gelangt. Das mindestens eine Dichtelement kann beispielsweise als entlang des Umfangs des Kolbens angeordneter Dichtring ausgebildet sein, wobei der Kolben für die Aufnahme eines derartigen Dichtrings eine entsprechend umlaufende Aufnahmenut aufweisen kann. Es kann lediglich ein einziges Dichtelement vorgesehen sein, es können aber auch mehrere im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Dichtelemente vorgesehen sein. Neben der Dichtwirkung bezüglich des hochviskosen Produkts bewirkt das mindestens eine Dichtelement zudem eine Erhöhung der Reibung zwischen dem Kolben und der Kartusche, so dass der Kolben, wie oben bereits ausgeführt, nach Betätigung der Dosiervorrichtung und bei Rückbewegung des Gehäuses in seine Ausgangsposition diese Rückbewegung nicht mitvollzieht sondern vielmehr in der im Zuge der Betätigung der Dosiervorrichtung eingenommenen, innerhalb des Gehäuses vorgeschobenen Position verharrt, bis eine neuerliche Betätigung der Dosiervorrichtung den Kolben weiter auf das erste Ende des Gehäuses zubewegt.
Es kann vorgesehen sein, dass das die Ausbringöffnung aufweisende Ende der Kartusche als auf den Untergrund aufsetzbarer Auftragskopf ausgebildet ist. Ein solcher Auftragskopf kann derart ausgebildet sein, dass er als Abstandshalter zwischen der Ausbringöffnung und dem Untergrund fungiert, so dass die Ausbringöffnung nicht in direkten Kontakt mit dem Untergrund kommt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kartusche austauschbar ist. In diesem Fall wird die Dosiervorrichtung nach vollständigem Entleeren der Kartusche nicht als Ganzes entsorgt. Vielmehr kann lediglich die entleerte Kartusche aus dem Gehäuse entnommen und entsorgt werden, während der Rest der Dosiervorrichtung weiter verwendet werden kann. Dazu wird eine neue Kartusche in das Gehäuse eingebracht, wobei gegebenenfalls vorhandene Schutzfolien oder dergleichen, welche bei einer als Nachfüllpack ausgebildeten Kartusche ein unbeabsichtigtes Austreten des hochviskosen Produkts verhindern, zunächst zu entfernen sind. Es kann ein Verriegelungsmechanismus, beispielsweise in Form einer am Gehäuse ausgebildeten Sperrklinke, vorgesehen sein, über welchen eine eingeführte Kartusche innerhalb des Gehäuses gesichert werden kann, und welcher gelöst werden kann, um eine entleerte Kartusche aus dem Gehäuse zu entnehmen. Auf diese Weise ist eine Wiederverwendbarkeit der Dosiervorrichtung möglich, wodurch Abfall reduziert werden kann. Zudem bietet die Nachfüllbarkeit der Dosiervorrichtung für den Verbraucher einen Preisvorteil, da lediglich neue Kartuschen angeschafft werden müssen, nicht aber die gesamte Dosiervorrichtung. Schließlich ist es auch denkbar, nach Entnahme einer entleerten Kartusche bei entsprechendem Bedarf eine ein anderes Produkt enthaltende Kartusche in die Dosiervorrichtung einzusetzen, wodurch eine sehr große Flexibilität bei der Verwendung der Dosiervorrichtung erreicht wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse Bereiche aufweist, in denen eine Füllmenge des hochviskosen Produkts ablesbar ist. Bei den Bereichen kann es sich um Öffnungen in der Gehäusewand handeln, es kann sich aber auch um Bereiche des Gehäuses handeln, die aus einem durchscheinenden Material ausgebildet sind, so dass eine verbleibende Füllmenge bzw. anhand einer Skala eine mit der Dosiervorrichtung noch durchführbare Anzahl an Betätigungsvorgängen ablesbar ist. Eine derartige Skala kann beispielsweise auf dem Kolben angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein Anwender leicht errechnen, ob die verbleibende Füllmenge für ein geplantes Vorhaben ausreicht, was insbesondere im Falle von Klebstoffen von Bedeutung ist.
Als Material für das Gehäuse, die Kartusche sowie den Kolben kann beispielsweise Hart-Polyethylen (HDPE) verwendet werden. HDPE ist ein extrem stabiler und widerstandsfähiger thermoplastischer Kunststoff. Das Federelement kann beispielsweise als Schraubenfeder aus Metall ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung ist insbesondere auf den Heimwerkerbereich ausgerichtet. Das Gehäuse weist typischerweise eine Länge zwischen 10 cm und 25 cm und einen Außendurchmesser zwischen 2 cm und 7 cm, vorzugsweise einen Außendurchmesser zwischen 3 cm und 4 cm auf. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Dosiervorrichtung gut in der Hand liegt und einhändig betrieben werden kann.
Das Füllvolumen einer typischen Dosiervorrichtung liegt bei 15 bis 50 g, vorzugsweise bei etwa 30 g. Dabei kann die Dosiervorrichtung beispielsweise darauf ausgelegt sein, 20 Dosiseinheiten ä 1,5 g zu liefern. Aufgrund des exakten Dosiermechanismus kann der Anwender leicht errechnen, wie viele Dosiseinheiten des Produkts er für einen gewünschten Zweck ausbringen muss. Im Falle eines Klebers ist im Allgemeinen bekannt bzw. auf der Verpackung angegeben, welche Klebstoffmenge zur Halterung welchen Gewichts benötigt wird. Aufgrund der leichten und exakten Dosierbarkeit kann der Anwender so die erforderliche Menge an Klebstoff leicht bestimmen und exakt ausbringen.
Es wird auch eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung mit einem hochviskosen Produkt, beispielsweise einem Montagekleber, offenbart.
Die Ausbringöffnung kann als kreisförmige oder elliptische Öffnung ausgebildet sein. Sie kann aber auch eine von diesen Formen abweichende, symmetrische oder unsymmetrische Form aufweisen. So kann sie beispielsweise sternförmig oder als ein beliebiges Vieleck ausgebildet sein.
Mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung können hochviskose Produkte auf beliebig ausgerichtete Untergründe aufgebracht werden, d.h. sowohl auf horizontal ausgerichtete Werkstücke, Unterlagen, Böden oder Decken als auch auf vertikal oder unter einem beliebigen anderen Winkel zur Horizontalen ausgerichtete Werkstücke, Unterlagen oder Wände. Die Betätigung der Dosiervorrichtung kann dabei stets mit einer Hand erfolgen. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die den Rastmechanismus bildenden Komponenten außerhalb der Produktmasse angeordnet sind und keinen Kontakt zu dieser haben. Auf diese Weise können auch luft- und feuchtigkeitshärtende hochviskose Produkte mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung punktgenau und ohne weitere Hilfsmittel dosiert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1:: Eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung;
Figur 2:: Eine Darstellung der Dosiervorrichtung aus Figur 1 im Längsschnitt;
Figur 3:: Eine Schnittdarstellung einer Dosiervorrichtung während eines Betätigungsvorgangs;
Figur 4:: Eine Schnittdarstellung einer Dosiervorrichtung nach Abschluss eines Betätigungsvorgangs.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Dosiervorrichtung zum dosierten Aufbringen von Montagekleber auf einen Untergrund 2 dargestellt.
Die Dosiervorrichtung 1 umfasst ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 3, welches ein erstes Ende 4 und ein zweites Ende 5 sowie eine Außenseite 6 und eine dem Innenraum des Gehäuses 3 zugewandte Innenseite 7 aufweist. Auf seiner Außenseite 6 ist das Gehäuse 3 mit Rillen 8 versehen, die rutschhemmend wirken. Weiterhin weist das Gehäuse 3 eine Öffnung 9 auf, durch welche eine Skala sichtbar ist, über welche eine Füllmenge des im Inneren des Gehäuses 3 vorgehaltenen Montageklebers ablesbar ist. Die Skala gibt dabei an, wie viele Betätigungsvorgänge mit der Dosiervorrichtung 1 noch ausgeführt werden können. Im Beispiel der Figur 1 sind mit der Dosiervorrichtung 1 noch 20 Betätigungsvorgänge ausführbar.
Eine Kartusche 10 ist im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. Von der Kartusche 10 ist in Figur 1 lediglich ein an dem ersten Ende 4 aus dem Gehäuse 3 heraustretender unterer Bereich 11 zu sehen. Die im Wesentlichen zylinderförmige Kartusche 10 bildet einen Aufnahmeraum 14 für den zu dosierenden Montagekleber. Sowohl das Gehäuse 3 als auch die Kartusche 10 sind an dem ersten Ende 4 bzw. im unteren Bereich 11 glockenförmig ausgestellt. Mit anderen Worten nimmt der Querschnitt der Kartusche 10 und des Gehäuses 3 in diesen Bereichen zu. Das Gehäuse 3 ist bezüglich der Kartusche 10 in durch die Pfeile A angedeuteten Richtungen beweglich.
In dem unteren Bereich 11 der Kartusche ist eine Ausbringöffnung 12 angeordnet, durch welche der Montagekleber aus der Kartusche 10 ausbringbar ist. In der Darstellung der Figuren 1 und 2 ist die Ausbringöffnung 12 durch eine Abdeckkappe 13 verschlossen.
Die Kartusche 10 ist in ihrem unteren Bereich 11 als Auftragskopf ausgebildet, welcher nach Abnahme der Abdeckkappe 13 bei einer Betätigung der Dosiervorrichtung 1 mit einem umlaufenden Rand 15 auf den Untergrund 2 aufsetzbar ist. Die Ausbringöffnung 12 ist gegenüber dem umlaufenden Rand 15 zurückversetzt angeordnet, so dass bei Aufsetzen der Dosiervorrichtung 1 mit dem Rand 15 auf einen Untergrund 2 die Ausbringöffnung 12 keinen direkten Kontakt zum Untergrund 2 hat. Dies wird insbesondere in Figur 3 deutlich, in welcher die Dosiervorrichtung 1 während eines Betätigungsvorgangs dargestellt ist.
In dem unteren Bereich 11 weist die Kartusche 10 darüber hinaus einen umlaufenden Vorsprung 16 auf, welcher während eines Betätigungsvorgangs der Dosiervorrichtung 1 als Anschlag für das Gehäuse 3 dient, wie weiter unten noch erklärt werden wird.
Zwischen der Kartusche 10 und dem Gehäuse 3 ist eine metallene Schraubenfeder 17 angeordnet, deren Windungen um die Kartusche 10 herum verlaufen. Die Schraubenfeder 17 liegt an ihrem der Ausbringöffnung 12 zugewandten Ende auf einem an der Kartusche 10 ausgebildeten umlaufenden Rand 18 auf und stützt sich gegen diesen ab. An dem der Ausbringöffnung 12 abgewandten Ende der Schraubenfeder 17 können an der Innenseite 7 des Gehäuses 3 angeordnete Vorsprünge 19 angreifen, welche bei einer Bewegung des Gehäuses 3 bezüglich der Kartusche 10 die Schraubenfeder 17 zusammendrücken, wie noch genauer erläutert werden wird.
An ihrem der Ausbringöffnung 12 abgewandten Ende ist in die Kartusche 10 ein Kolben 20 eingeführt. Der Kolben 20 begrenzt den Aufnahmeraum 14 in einer der Ausbringöffnung 12 gegenüberliegenden Richtung. Der Kolben 20 weist Rastausnehmungen 21 auf. In diese Rastausnehmungen 21 können an der Innenseite 7 des Gehäuses 3 ausgebildete Rastarme 22 eingreifen. Die Rastausnehmungen 21 werden durch Rastvorsprünge 23 begrenzt, die eine dem zweiten Ende 5 des Gehäuses 3 zugewandte Oberseite 24 und eine dem ersten Ende 4 des Gehäuses 3 zugewandte Unterseite 25 aufweisen. Bei auf einen Untergrund 2 aufgesetzter Dosiervorrichtung 1 ist die Oberseite 24 der Rastvorsprünge 23 im Wesentlichen parallel zum Untergrund 2 ausgerichtet, während die Unterseite 25 der Rastvorsprünge 23 in einem Winkel von etwa 45° bezüglich des Untergrunds 2 ausgerichtet ist.
Im Bereich seines der Ausbringöffnung 12 zugewandten Endes 28 sind an dem Kolben 20 umlaufende Dichtelemente 27 für eine Abdichtung zwischen dem Kolben 20 und der Kartusche 10 ausgebildet. Mit anderen Worten wird durch die Dichtelemente 27 verhindert, dass Montagekleber aus dem durch die Kartusche 10 definierten und durch das Ende 28 des Kolbens 20 begrenzten Aufnahmeraum 14 in Richtung auf das zweite Ende 5 des Gehäuses austritt. Insbesondere wird durch die spezielle Anordnung verhindert, dass der Montagekleber in Kontakt mit den Rastarmen 22 und den Rastausnehmungen 21 kommt.
Die in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Dosiervorrichtung 1 weist eine Länge a von etwa 150 mm auf, einen Gehäusedurchmesser b von etwa 32 mm und einen Durchmesser c der Abdeckkappe 13 von etwa 45 mm. Je nach Dichte des verwendeten Montagekleber kann so eine Füllmenge von etwa 30 g Montagekleber in der Kartusche 10 aufgenommen werden.
Im Folgenden wird ein Betätigungsvorgang der Dosiervorrichtung 1 beschrieben. Zum Aufbringen von Montagekleber auf den Untergrund 2 wird zunächst die Abdeckkappe 13 abgenommen. In dieser Ausgangsposition befinden sich die Rastarme 22 jeweils in einer Rastausnehmung 21. Die Dosiervorrichtung 1 wird sodann mit dem an der Kartusche 10 ausgebildeten Rand 15 auf den Untergrund 2 aufgesetzt, wobei ein Benutzer die Dosiervorrichtung 1 im Bereich des mit Rillen 8 ausgestatteten Gehäuses 3 greift. Das Gehäuse 3 wird nun auf den Untergrund 2 zubewegt. Aufgrund der Verrastung zwischen Rastarmen 22 und Rastausnehmungen 21 wird der Kolben 20 mit dem Gehäuse 3 mitbewegt. Der Kolben 20 wird somit innerhalb der Kartusche 10 auf die Ausbringöffnung 12 der Kartusche 10 zubewegt und drückt so eine definierte Menge an Montagekleber aus der Ausbringöffnung 12 heraus.
Die Länge der Strecke x, um die das Gehäuse 3 und mit diesem der Kolben 20 bei einem Betätigungsvorgang bewegt werden, auch als Hub des Gehäuses 3 bezeichnet, ist durch den an der Kartusche 10 ausgebildeten umlaufenden Vorsprung 16 begrenzt, an den das Gehäuse 3 mit seinem ersten Ende 4 schließlich anschlägt, siehe Figuren 2 und 3. In der Figur 2 ist die Dosiervorrichtung 1 in ihrer Ausgangsposition, allerdings noch mit aufgesetzter Abdeckkappe 13, dargestellt. Hier ist die Strecke x zu erkennen, um die das Gehäuse 3 aus seiner Ausgangsposition heraus und begrenzt durch den umlaufenden Vorsprung 16 bewegt werden kann. In Figur 3 ist die Dosiervorrichtung 1 in einer Position gezeigt, in der das erste Ende 4 des Gehäuses 3 an dem umlaufenden Vorsprung 16 anschlägt.
Die Strecke x, um die das Gehäuse 3 und damit der Kolben 20 pro Betätigungsvorgang bewegt wird, ist somit durch die Position des umlaufenden Vorsprungs 16 festgelegt, so dass auf diese Weise gleichzeitig das pro Betätigungsvorgang durch den Kolbenvorschub ausgebrachte Montageklebervolumen festgelegt ist. Im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels wird pro Betätigungsvorgang ein Klebepunkt 26 von etwa 1,5 g Montagekleber ausgebracht. Je nach Viskosität des verwendeten Montageklebers kann ein solcher Klebepunkt 26 eine Fläche von etwa 7 bis 12 cm² abdecken. Bei einer gesamten Füllmenge von etwa 30 g Montagekleber können auf diese Weise mit der Dosiervorrichtung 1 20 Klebepunkte 26 ausgebracht werden. Ein derartiger Klebepunkt 26 kann typischerweise eine Klebekraft von etwa 330 g aufweisen.
Während der Bewegung des Gehäuses 3 auf den Untergrund 2 zu wird die Schraubenfeder 17 zusammengedrückt. Wie bereits erwähnt, liegt die Schraubenfeder 17 an ihrem der Ausbringöffnung 12 zugewandten Ende auf einem umlaufenden Rand 18 auf. An der Innenseite 7 des Gehäuses 3 angeordnete Vorsprünge 19 greifen an dem der Ausbringöffnung 12 abgewandten Ende der Schraubenfeder 17 an und drücken die Schraubenfeder 17 bei einer auf den Untergrund 2 gerichteten Bewegung des Gehäuses 3 zusammen. Die im Zuge der Betätigung der Dosiervorrichtung 1 erreichbare maximale Kompression der Schraubenfeder 17 ist erreicht, wenn das Gehäuse 3 an dem umlaufenden Vorsprung 16 anschlägt. Diesen Zustand zeigt Figur 3, allerdings ist die Kompression der Schraubenfeder 17 hier nur ansatzweise angedeutet und nicht im richtigen Maße dargestellt.
Sobald das Gehäuse 3 an dem umlaufenden Vorsprung 16 angeschlagen ist, ist die vorgesehene Dosis an Montagekleber aus der Ausbringöffnung 12 ausgebracht worden und die Dosiervorrichtung 1 kann von dem Untergrund 2 abgenommen werden, wobei der ausgebrachte Klebepunkt 26 bestimmungsgemäß auf dem Untergrund 2 verbleibt, vergleiche Figur 4. Durch Lösen der Dosiervorrichtung 1 von dem Untergrund 2 bewegen sich das Gehäuse 3 und die Kartusche 10 aufgrund der Rückstellkraft der Schraubenfeder 17 relativ zueinander zurück in ihre Ausgangsposition, so dass das erste Ende 4 des Gehäuses 3 von dem umlaufenden Vorsprung 16 wieder den Abstand x aufweist.
Der Kolben 20 hingegen verbleibt bei dieser Rückbewegung des Gehäuses 3 relativ zu der Kartusche 10 aufgrund der durch die Dichtelemente 27 hervorgerufenen Reibungskräfte zwischen dem Kolben 20 und der Kartusche 10 in der innerhalb der Kartusche 10 um die Strecke x vorgeschobenen Position. Die an dem Gehäuse 3 ausgebildeten Rastarme 22 gleiten dabei aus ihrer jeweiligen Rastausnehmung 21 in die in Richtung auf das zweite Ende 5 des Gehäuses benachbart angeordnete Rastausnehmung 21, vergleiche hierzu die Figuren 3 und 4. Dieses Gleiten ist aufgrund der oben beschriebenen unterschiedlichen Ausrichtungen von Unterseite 25 und Oberseite 24 der Rastvorsprünge 23 sowie einer leicht flexiblen Ausbildung der Rastarme 22 besonders gut möglich. Die unterschiedlichen Ausrichtungen von Oberseite 24 und Unterseite 25 bewirken, dass die Rastarme 22 bei Betätigung der Dosiervorrichtung 1 jeweils fest in eine Rastausnehmung 21 eingreifen und an der Oberseite 24 des entsprechenden Rastvorsprungs 23 anliegen, um so die Übertragung der Bewegung des Gehäuses 3 auf den Kolben 20 zu gewährleisten, während nach Betätigung der Dosiervorrichtung 1 und bei Übergang des Gehäuses 3 in seine Ausgangsposition die gewinkelt ausgebildete Unterseite 25 der Rastvorsprünge 23 ein Gleiten der Rastarme 22 über selbige und einen Übergang der Rastarme 22 aus der jeweiligen Rastausnehmung 21 in eine benachbarte Rastausnehmung 21 ermöglicht.
In dieser Position steht die Dosiervorrichtung 1 nunmehr für eine neuerliche Betätigung bereit, wobei gemäß den obigen Ausführungen der Kolben 20 von Betätigungsvorgang zu Betätigungsvorgang immer weiter auf die Ausbringöffnung 12 zu vorgeschoben wird, während das Gehäuse 3 und die Kartusche 10 nach jedem Betätigungsvorgang relativ zueinander wieder ihre Ausgangsposition einnehmen.
Der beschriebene Rastmechanismus bewirkt, dass bei jedem Betätigungsvorgang stets die gleiche, definierte Menge an Montagekleber ausgebracht wird, wobei durch die spezielle Anordnung der einzelnen Komponenten des Rastmechanismus außerhalb des Montageklebervolumens ein vorzeitiges Aushärten desselben innerhalb der Kartusche 10 verhindert werden kann. Durch den sukzessiven Vorschub des Kolbens 20 innerhalb der Kartusche 10 ist es darüber hinaus auf einfache Weise möglich, das Montageklebervolumen vollständig aus der Kartusche 10 auszubringen, ohne dass hierzu weitere Hilfsmittel, wie es beispielsweise bei entsprechenden Klebstofftuben der Fall ist, benötigt würden. Die Betätigung der Dosiervorrichtung 1 kann dabei stets mit einer Hand erfolgen.

Claims

Dosiervorrichtung (1) zum dosierten Aufbringen eines hochviskosen Produkts auf einen Untergrund (2), umfassend:
- ein Gehäuse (3) mit einer Innenseite (7) und einer Außenseite (6) sowie einem ersten Ende (4), welches bei Betätigung der Dosiervorrichtung (1) dem Untergrund (2) zugewandt ist, und einem dem ersten Ende (4) gegenüberliegenden zweiten Ende (5), wobei das Gehäuse (3) im Bereich des ersten Endes (4) eine Öffnung aufweist,

- eine Kartusche (10), welche zumindest im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist und einen Aufnahmeraum (14) für das zu dosierende hochviskose Produkt bildet, wobei die Kartusche (10) eine im Bereich des ersten Endes (4) des Gehäuses (3) angeordnete Ausbringöffnung (12) aufweist, durch welche das hochviskose Produkt aus der Dosiervorrichtung (1) ausbringbar ist,

- einen Kolben (20), welcher innerhalb des Gehäuses (3) und zumindest teilweise innerhalb der Kartusche (10) angeordnet ist und welcher eine der Austrittsöffnung (12) gegenüberliegende Begrenzung des Aufnahmeraums (14) bildet, wobei bei Betätigung der Dosiervorrichtung (1) eine Bewegung des Gehäuses (3) relativ zu der Kartusche (10) eine Bewegung des Kolbens (20) relativ zu der Kartusche (10) in Richtung auf die Ausbringöffnung (12) bewirkt, wodurch das hochviskose Produkt durch die Ausbringöffnung (12) aus der Kartusche (10) ausbringbar ist,

- ein Federelement (17), welches zwischen der Innenseite (7) des Gehäuses (3) und der Kartusche (10) angeordnet ist und welches bei einer Betätigung der Dosiervorrichtung (1) durch die Bewegung des Gehäuses (3) relativ zu der Kartusche (10) derart vorgespannt wird, dass nach Betätigung der Dosiervorrichtung (1) aufgrund einer Rückstellkraft des Federelements (17) das Gehäuse (3) bezüglich der Kartusche (10) wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (7) des Gehäuses (3) wenigstens ein Rastelement (22) ausgebildet ist und dass an dem Kolben (20) eine Reihe einander benachbarter Rastausnehmungen (21) ausgebildet ist, wobei sowohl das Rastelement (22) als auch die Rastausnehmungen (21) außerhalb des Aufnahmeraums (14) angeordnet sind, und wobei bei einer Betätigung der Dosiervorrichtung (1) das Rastelement (22) in eine Rastausnehmung (21) am Kolben (20) eingreift, so dass durch eine Bewegung des Gehäuses (3) relativ zu der Kartusche (10) eine Bewegung des Kolbens (20) relativ zu der Kartusche (10) und damit ein Ausbringen des hochviskosen Produkts aus der Dosiervorrichtung (1) bewirkbar ist, und wobei nach einer Betätigung der Dosiervorrichtung (1) die Rückbewegung des Gehäuses (3) in seine Ausgangsposition einen Übergang des Rastelements (22) aus der Rastausnehmung (21) in eine benachbarte Rastausnehmung (21) bewirkt.
Dosiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmungen (21) an dem Kolben (20) durch Rastvorsprünge (23) begrenzt sind, welche eine dem zweiten Ende (5) des Gehäuses (3) zugewandte Oberseite (24) und eine dem ersten Ende (4) des Gehäuses (3) zugewandte Unterseite (25) aufweisen, wobei bei auf einen Untergrund (2) aufgesetzter Dosiervorrichtung (1) die Oberseite (24) der Rastvorsprünge (23) im Wesentlichen parallel zum Untergrund (2) ausgerichtet ist, während die Unterseite (25) in einem Winkel von 30° bis 60° bezüglich des Untergrunds (2) ausgerichtet ist.
Dosiervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rastelement (22) als ein entlang des gesamten Innenumfangs des Gehäuses (3) umlaufendes Rastelement (22) ausgebildet ist.
Dosiervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rastelement (22) als Rastarm ausgebildet ist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) auf seiner Außenseite (6) rutschhemmend ausgebildet ist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckkappe (13) vorgesehen ist, durch welche die Ausbringöffnung (12) verschließbar ist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kolben (20) mindestens ein Dichtelement (27) für eine Abdichtung zwischen dem Kolben (20) und der Kartusche (10) ausgebildet ist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Ausbringöffnung (12) aufweisende Ende der Kartusche als auf den Untergrund (2) aufsetzbarer Auftragskopf ausgebildet ist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (10) austauschbar ist.
Dosiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) Bereiche aufweist, in welchen eine Füllmenge des hochviskosen Produkts ablesbar ist.