EP1104336B1

EP1104336B1 - Dosierspender

Info

Publication number: EP1104336B1
Application number: EP99952420A
Authority: EP
Inventors: Anton Brugger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2019-08-16
Also published as: ATE344106T1; DE19837034A1; EP1104336A1; DE59909249D1; JP4184605B2; JP2002522187A; ES2274644T3; WO2000009270A1; AU6464899A; US6464107B1; DE19981527D2

Description

Die Erfindung betrifft einen Dosierspender zum Dosieren zumindest zweier Komponenten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (vgl. z.B. WO-A-9726086).
Aus der EP 07 55 721 A2 und der DE 198 18 434 sind ein Dosierspender bekannt, bei dem das Mischungsverhältnis zweier pastöser oder flüssiger Fluidkomponenten stufenlos einstellbar ist. Ein derartiger Dosierspender läßt sich beispielsweise besonders vorteilhaft als Sonnenmilchspender einsetzen, um zwei Sonnenmilchkomponenten mit einem Lichtschutzfaktor von 1 und beispielsweise 25 zu mischen, so daß sich der Lichtschutzfaktor stufenlos im Bereich von 1 bis 25 einstellen läßt. Dieser neue Dosierspender stellt für den Verbraucher eine erhebliche Erleichterung dar, da er den Lichtschutzfaktor in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung und der Gewöhnung der Haut wählen kann und nicht mehr mehrere Behältnisse mit unterschiedlichen Lichtschutzfaktoren mit sich führen muß. Der Gegenstand der DE 198 18 434 stellt eine Weiterentwicklung des in der EP 07 55 721 A2 offenbarten Dosierspenders dar, wobei durch eine besondere Ausgestaltung der Kartuschen und der Pumpenlagerung eine Reduzierung der Axiallänge des Dosierspenders ermöglicht ist.
Bei den in der EP 0 755 721 A2 und der DE 198 18 434 vorgeschlagenen Lösungen hat der Dosierspender zwei Pumpen, denen jeweils eine auswechselbare Kartusche zugeordnet ist, in der jeweils ein Sonnenmilchtyp (z.B. Lichtschutzfaktor 1 oder Lichtschutzfaktor 25) enthalten ist. Die Pumpen werden über zwei Exzenterhebel betätigt, die in Wirkverbindung mit einem Pump- oder Düsenkopf stehen, der in einem Gehäuse des Dosierspenders gelagert ist und vom Verbraucher betätigt wird.
Die Einstellung des Mischungsverhältnisses erfolgt über eine Verstellung des Pumpenkolbenhubes. Die Pumpen sind schwenkbar gelagert, so daß sich die auf die Pumpe wirkende Hebellänge des Exzenterhebels einstellen läßt. Diese Hebellänge ist durch den Abstand zwischen dem Schwenklager und dem Angriffspunkt eines Pumpenkopfes am Exzenterhebel bestimmt. Die Verstellung erfolgt über eine mit einem Drehknopf verbundene Kulissenscheibe, deren Kulissenführung zwei Kulissenzapfen eines Führungsbügels führen. Dieser umgreift die beiden Pumpen, so daß deren simultane Verschwenkung gewährleistet ist. Die Schwenkbewegung der Pumpen wird durch ein Kugelgelenk ermöglicht.
Hinsichtlich weiterer Einzelheiten dieses Dosierspenders sei auf die DE 198 18 434.4 verwiesen; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird hier insoweit vollinhaltlich Bezug genommen.
Die bekannten Dosierspender haben sich in der Praxis bewährt; gleichwohl haftet ihnen noch der Detailmangel an, daß der Einstellmechanismus zur Einstellung des Mischungsverhältnisses einen vergleichsweise komplizierten Aufbau hat. Auch die Notwendigkeit der schwenkbeweglichen Lagerung der beiden Kartuschen in den Kugelgelenken ist vergleichsweise aufwendig und teuer.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dosierspender zu schaffen, der einen konstruktiv einfachen und im Betrieb sicheren Einstellmechanismus für die einzelnen Pumpen hat.
Diese Aufgabe wird durch einen Dosierspender mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist die Schwenkachse des Übertragungselements mit Bezug zu den Pumpeinrichtungen verstellbar, so daß das Fördervolumen der Pumpeinrichtungen in Abhängigkeit der Relativposition der Schwenkachse gegenläufig verstellbar ist. Somit wird es ermöglicht, durch Änderung der Relativposition der Schwenkachse zu den Pumpeinheiten den Angriffspunkt des Übertragungselementes an den Pumpeinheiten und somit deren Hub zu verändern. Die Lage der Schwenkachse zu den Pumpeinheiten ist dabei so gewählt, daß eine gegenläufige Änderung herbeigeführt wird, so daß lediglich das Dosierungsverhältnis unterschiedlicher Komponenten zueinander verstellt wird, während die Gesamtfördermenge vorzugsweise im wesentlichen konstant bleibt. Vorstellbar ist jedoch auch, durch Verstellung der Schwenkachse das Gesamtfördervolumen zu verstellen. Die beiden Komponenten können vermischt oder unvermischt ausgetragen werden.
Die erfindungsgemäß Lösung hat im Vergleich zu den eingangs beschriebenen Dosierspendern einen wesentlich einfacheren Aufbau, da die Pumpeinheiten nicht mehr gelenkig im Gehäuse gelagert werden müssen, so daß der Anteil der beweglichen Bauelemente reduziert ist. Durch die stehende Anordnung der Pumpeinheiten kann der Dosierspender wesentlich kompakter als die vorbeschriebenen Konstruktionen ausgeführt werden.
Prinzipiell stehen zwei gleichwertige Alternativen zur Verstellung der Schwenkachse zur Verfügung. Zum einen kann die Schenkachse am Übertragungselement ausgebildet werden, so daß die Einstellung des Hubes durch Verdrehen oder Verschieben von Übertragungselement und Schwenkachse erfolgt. Alternativ dazu kann das Übertragungselement drehfest im Gehäuse aufgenommen werden, während die das Übertragungselement abstützende Schwenkachse verdreht oder verschoben wird.
Durch die Verstellung der Schwenkachse mit Bezug zu den Pumpeinheiten führt das Übertragungselement während des Verstellvorganges praktisch eine Taumelbewegung gegenüber den Pumpeinheiten durch, wobei der Angriffpunkt des Übertragungselementes an den Pumpeinheiten mit Bezug zur Schwenkachse verändert wird.
Bei beiden Varianten ist das Übertragungselement in geeigneter Weise mit einem Endabschnitt gegen die Pumpeinheiten vorgespannt, während ein davon beabstandeter Abschnitt des Übertragungselementes über die Schwenkachse im Gehäuse gelagert ist. Dabei kann die Schwenkachse in einem dreh- oder verschiebbaren Teil des Gehäuses gelagert bzw. befestigt sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schwenkachse in einem drehbaren Gehäusekopf des Dosierspenders aufgenommen ist.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn das Übertragungselement platten-, scheiben- oder ringförmig ausgebildet ist.
Insbesondere bei der Variante, bei der die Schwenkachse gemeinsam mit dem Gehäusekopf drehbar ist, wird es bevorzugt, wenn der Gehäusekopf im Abstand zur Drehachse einen Durchbruch hat, durch den hindurch sich ein Teil des Übertragungselementes erstreckt. Dadurch wird auf einfache Weise eine Handhabe zum Verschwenken des Übertragungselementes geschaffen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Spenderdüse diametral zur Handhabe angeordnet ist.
Bei dem eingangs beschriebenen Stand der Technik mußten die Komponenten aufgrund der Verschwenkbarkeit der Pumpeinheiten über Schlauchverbindungen zur Mischkammer geführt werden. Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es dagegen, die den Pumpeinheiten zugeordneten Auslaß-und Einlaßventile in Kammern auszubilden, die über feste Gehäusekanäle mit den Pumpeinheiten verbunden sind. Dabei wird es bevorzugt, wenn die Auslaßventile der Pumpeinheiten in einer gemeinsamen Auslaßkammer münden, während die zwischen Pumpeinheit und Aufnahmeabteil angeordneten Einlaßventile jeweils in einer separaten Einlaßkammer angeordnet sind.
Der Dosierspender läßt sich besonders kompakt mit geringer Axiallänge ausbilden, wenn die vorgenannten Kammern im Bereich zwischen den Pumpeinheiten angeordnet sind, so daß sich die Mischung beispielsweise mittig aus der gemeinsamen Aulaßkammer abführen läßt.
Bei der Variante, bei der das Übertragungselement drehfest im Pumpengehäuse aufgenommen ist und die Schwenkachse gegenüber dem Übertragungselement verdreht oder verschoben wird, können die Verdränger der Pumpeinheiten, beispielsweise die Kolben einer Kolbenpumpe, derart mit dem Übertragungselement verbunden werden, daß dieses zumindest einen Teil der Auslaßkammer bildet. D.h., bei dieser Variante ist das Übertragungselement als Hohlkörper ausgeführt, in dem ggf. die Auslaßventile der einzelnen Pumpeinheiten angeordnet sind. Die Mischung kann dann mittig aus dem Übertragungselement abgezogen werden.
Die Pumpeinheiten können als Kolbenpumpe, als Balgpumpe oder in einer sonstigen Bauweise ausgeführt werden.
Je nach Viskosität der Komponenten können die Aufnahmeabteile durch Kartuschen (wie beim eingangs beschriebenen Stand der Technik), als Beutel oder als Flasche mit integriertem Saugschlauch ausgeführt werden. Die letztgenannte Variante ist besonders vorteilhaft bei flüssigen Medien einsetzbar.
Bei besonderen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, wenn die Aufnahmeabteile, beispielsweise die Kartuschen axial verschiebbar im Gehäuse gelagert sind und das verstellbare Übertragungselement auf die Aufnahmeabteile wirkt, so daß der Antrieb der Pumpeinheiten über die verschiebbaren Kartuschen erfolgt. D.h., bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Verdränger der Pumpeinheiten feststehend im Gehäuse aufgenommen, während die gemeinsam mit den Verdrängern die Verdrängerräume begrenzenden Zylinder mit den axial verschiebbaren Aufnahmeabteile verbunden sind, so daß durch Verschieben der Aufnahmeteile eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Verdrängerraumes erfolgt. Diese Variante stellt praktisch eine kinematische Umkehr des herkömmlichen Antriebsprinzips mit bewegbaren Verdrängern dar.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeipiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungn näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1A bis 1F eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Verstellkonzepts, bei dem die Schwenkachse relativ zu den Pumpeinheiten verstellbar ist;
Figur 2A, 2B ein Ausführungsbeispiel bei dem das Übertragungselement drehfest im Pumpengehäuse aufgenommen ist und die Schwenkachse gegenüber dem Übertragungselement verstellbar ist;
Figur 3 eine dreidimensionale Ansicht eines Dosierspenders mit drehbarem Gehäusekopf;
Figur 4 eine Prinzipdarstellung einer Pumpeinheit mit Einlaß- und Auslaßventilen;
Figur 5A, 5B Längsschnitte durch einen Dosierspender mit zwei Pumpeinheiten in der Grundposition bzw. in einer Förderposition;
Figur 6A, 6B ein Ausführungsbeispiel eines Dosierspenders in Grund- und Förderposition, bei dem die Pumpeinheiten über axial verschiebbare Kartuschen betätigbar sind.

Anhand der Figuren 1A bis 1F soll zunächst das Grundkonzept des erfindungsgemäß Dosierspenders beschrieben werden, gemäß dem die Einstellung der Mischung durch Verdrehen oder Verschieben einer Schenkachse 40 eines Übertragungselementes 38 gegenüber mehreren Pumpeinheiten 12a, 12b erfolgt, die mittelbar oder unmittelbar über das Übertragungselement 38 angetrieben werden.Prinzipiell kann dabei die Schwenkachse 40 am Übertragungselement 38 befestigt und somit gemeinsam mit diesem gegenüber den Pumpeinheiten verstellt werden. In kinematischer Umkehr kann auch die Lage der Schwenkachse 40 gegenüber dem Übertragungselement 38 verändert werden.
Gemäß den Figuren 1A bis 1F weist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnete Einstellvorrichtung 36 für einen erfindungsgemäßen Dosierspender im wesentlichen ein Übertragungselement 38 auf, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel platten-, ring- oder scheibenförmig ausgebildet ist. Das Übertragungselement 38 ist um eine in Fig. 1A strichpunktiert veranschaulichte Hochachse H drehbar und weiterhin um eine etwa quer dazu angeordnete Schenkachse 40 schwenkbar.
Das Übertragungselement 38 liegt mit seiner Unterseite an Pumpenköpfen 26 zweier Pumpen 12a und 12b an bzw. ist mit diesen Pumpenköpfen 26 in Anlage bringbar, so daß durch Verschwenken des Übertragungselementes 38 ein Pumphub einleitbar ist.
Die Figuren 1A, 1C und 1E zeigen jeweils den Zustand, in dem das ring- oder scheibenförmige Übertragungselement 38 nicht um seine Achse 40 verschwenkt ist und die Figuren 1B, 1D und 1F zeigen jeweils Zustände, in welchen dieses Übertragungselement 38 um seine Achse 40 nach unten verschwenkt ist.
Das Verschwenken oder Niederdrücken des Übertragungselementes 38 um seine Achse 40 kann durch einen per Hand betätigbaren Düsenkopf (nicht gezeigt) erfolgen, in welchem auch die Austritts- oder Spenderdüse für die Mischung angeordnet sein kann. Weiterhin kann das Übertragungselement 38 mit diesem Düsenkopf gedreht werden, so daß sich die Lage der Schwenkachse 40 gegenüber den Pumpen 12a und 12b ändert, wie unmittelbar aus den Figuren 1A bis 1F hervorgeht. Beispielsweise kann das Übertragungselement 38 mittels der Schwennkachse 40 in einer Lagerung oder Halterung gelagert sein, welche drehfest mit dem Düsenkopf verbunden ist und bei einer entsprechenden Drehung des Düsenkopfes von außen her eine Drehung des Übertragungselementes 38 hervorruft.
Fig. 1A zeigt eine Neutralstellung des Übertragungselementes 38, in der dieses im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und keine Kraft auf die Pumpenköpfe 26 der Pumpen 12a und 12b ausübt. Diese Neutralstellung ist bevorzugt federunterstützt, d.h. das Übertragungselement 38 nimmt ohne äußere Krafteinwirkung durch z.B. Federunterstützung die Neutralstellung ein bzw. kehrt nach Krafteinwirkung in diese zurück.
Wird das Übertragungselement 38, beispielsweise durch Niederdrücken des Düsenkopfes, nach unten gedrückt oder ausgelenkt, führt es gemäß Fig. 1B eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 40 aus, so daß nur der Pumpenkopf oder Verdränger 26 der in Fig. 1B rechten Pumpe 12B niedergedrückt wird. Hierdurch hat die Pumpe 12b einen Hub oder ein Fördervolumen von 100%. Die Pumpe 12a, welche nicht mit einer Kraft beaufschlagt wird, da sie unterhalb der Schwenkachse 40 liegt, hat einen Hub- oder ein Fördervolumen von 0% (bezogen auf die Gesamtausgabemenge). Die Austragsmenge enthält nur Bestandteile der von der Pumpe 12b geförderten Komponente.
Wird das Übertragungselement 38 beispielsweise über den Düsenkopf oder eine andere geeignete Vorrichtung um 180° gegenüber der in Figur 1A gezeigten Position gedreht, nimmt das Übertragungselement 38 in seiner Neutralstellung die Lage gemäß Fig. 1C ein, in der die Schwenkachse 40 dem Pumpenkopf 26 der rechten Pumpe 12b benachbart ist bzw. über dieser zu liegen kommt. Wird ausgehend von der Position gemäß Fig. 1C das Übertragungselement 38 um seine Schwenkachse 40 nach unten verschwenkt, dann führt nunmehr die linke Pumpe 12a einen Hub durch (Fördervolumen 100 %), während die rechte unterhalb der Schwenkachse angeordnete Pumpe 12b keinen Hub durchführt oder ein Fördervolumen von 0% hat. Die Austragsmenge enthält nur Bestandteile der von der Pumpe 12a geförderten Komponente.
Bei einer Verdrehung des Übertragungselementes 38 ausgehend von der Position gemäß Fig. 1A oder 1C um 90° wird eine Ausrichtung der Schwenkachse 40 gemäß Fig. 1 E erhalten, wobei diese im Parallelabstand zur Verbindungslinie der beiden Pumpen 12a, 12b verläuft. Wird ausgehend von der Position gemäß Fig. 1E das Übertragungselement 38 nach unten gedrückt, werden die beiden Verdränger 26 der Pumpen 12a und 12b um den gleichen Weg nach unten gedrückt, so daß beide Pumpen einen identischen Hub oder ein Fördervolumen von 50% der Gesamtausgabemenge haben. Die Mischung enthält gleiche Teile der beiden Komponenten.
Bei entsprechenden Zwischenlagen des Übertragungselementes 38 bzw. seiner Achse 40 ergeben sich entsprechende Zwischenverhältnisse zwischen den Hüben oder Fördervolumina der Pumpen 12a und 12b, so daß diese für jede Komponente zwischen 0%:100% und 100%:0% stufenlos änderbar sind.
Bei der vorbeschriebenen Konstruktion ist die Schwenkachse 40 als tangential aus der Umfangskante des ring- oder plattenförmigen Übertragungselementes 38 hervorstehende Lagerzapfen ausgebildet. D.h., die Änderung der Relativposition der Schwenkachse 40 wird durch gemeinsames Verdrehen des Übertragungselementes 38 und der Schwenkachse 40 bewirkt.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine kinematische Umkehr dahingehend, daß das Übertragungselement 38 drehfest, aber verschwenkbar in einem angedeuteten Gehäuse 42 eines Dosierspenders 44 aufgenommen ist. Auf diesem etwa zylinderförmigen Gehäuse 42 ist ein drehbarer Gehäusekopf 46 gelagert, an dessen Innenumfangswandung die Schwenkachse 40 befestigt ist. D.h. die Schwenkachse 40 durchsetzt den vom Gehäusekopf 46 umgriffenen Innenraum zumindest abschnittsweise. Das schwenkbar im Gehäuse 42 gelagerte Übertragungselement 38 ist mit einem Umfangsabschnitt 48 auf der Schwenkachse 40 abgestützt, so daß es bei Aufbringen einer Kraft auf einen von der Schwenkachse 40 beabstandeten Bereich des Übertragungselementes verschenkbar ist.
Die beiden Pumpeinheiten 12a, 12b liegen mit den Verdrängern 26 an der in Figur 2 unteren Stirnfläche des Übertragungselementes 38 an.
Das Übertragungselement 38 ist beim dargestellten Konstruktionskonzept als scheibenförmiger Hohlkörper ausgebildet, der mit den Verdrängern 26 verbunden ist. Die Förderung der Komponenten erfolgt durch die Verdränger hindurch in einen Querkanal 43 des drehfesten Übertragungselements 38. In diesem Querkanal mündet ein Axialkanal 45 über den die Komponenten zur nicht dargestellten Spenderdüse geführt werden. Das Übertragungselement 38 ist somit Teil einer auslaßseitigen Mischkammer. Bei der in Figur 2A dargestellten Drehposition des Gehäusekopfes 46 liegt eine gedachte Verbindungslinie zwischen beiden Verdrängerachsen im Parallelabstand X zur Schwenkachse 40. D.h., in dieser Relativposition werden beim Verschwenken des Übertragungselementes 38 beide Verdränger 26 um den gleichen Hub bewegt, so daß die über die Spenderdüse ausgetragene Menge zu gleichen Teilen aus beiden Komponenten besteht.
In der Darstellung gemäß Figur 2B ist der Gehäusekopf 46 gegenüber dem Gehäuse 42 verdreht, so daß die Schwenkachse 40 schräg zur gedachten Verbindungslinie der Pumpeinheiten 12a, 12b (in der Grundstellung gemäß Figur 2A) angestellt wird. D.h., durch Veränderung der Lage der Schwenkachse 40 ändert sich der Auflagepunkt des drehfest gelagerten Übertragungselementes 38, so daß dieses bei der Verdrehung des Gehäuseskopfes 46 eine Art "Taumelbewegung" durchführt. Durch diese Taumelbewegung wird der Angriffspunkt des Übertragungselment 38 an der rechten Pumpeinheit 12b gegenüber dem Maß X verringert, während der Angriffspunkt des Übertragungselementes 38 an der links dargestellten Pumpeinheit 12a gegenüber diesem Maß X vergrößert wird. Entsprechend führt der Verdränger 26 der Pumpeinheit 12a bei einer Verschwenkung des Übertragungselementes 38 einen größeren Hub als der Verdränger 26 der Pumpeinheit 12b durch, so daß die Austragsmenge mehr Anteil der über die Pumpeinheit 12a geförderten Komponente aufweist. Der Anteil der von der Pumpeinheit 12b geförderten Komponente geht gegen 0, wenn die Schwenkachse etwa die Achse der Pumpeinheit 12b schneidet. Der Anteil der von der Pumpeinheit 12b geförderten Komponente läßt sich durch Verdrehen der Schwenkachse 40 hin zur Pumpeinheit 12a vergrößern.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen beruht das Prinzip darauf, die Relativposition einer Schwenkachse 40 mit Bezug zu mehreren Pumpeinheiten 12 zu verändern und sämtliche Pumpeinheiten über ein gemeinsames Übertragungselement 38 zu betätigen. Es spielt für das erfindungsgemäße Prinzip keine Rolle, ob die Schwenkachse gemeinsam mit dem Übertragungselement oder mit Bezug zum Übertragungselement verschoben oder verdreht wird.
Figur 3 zeigt eine stark vereinfachte Ansicht eines erfindungsgemäßen Dosierspenders 44 mit einem Gehäuse 42, in dem im folgenden noch näher beschriebene Aufnahmeabteile für die Komponenten aufgenommen sind. Das Gehäuse 42 trägt den drehbaren Gehäusekopf 46, an dem eine Spenderdüse 52 ausgebildet ist. Durch diese tritt die über den Hub der Pumpeinheiten 12 eingestellte Mischung aus. Die Einstellung der Mischung erfolgt durch Verdrehen des Gehäusekopfes 46 mit Bezug zum Gehäuse 42, wobei beispielsweise am Gehäusekopf 46 eine Markierung 56 aufgebracht ist, die mit einer Skala 58 in Überdeckung gebracht wird, um ein vorbestimmtes Dosierverhältnis einzustellen. Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel soll das anhand der Figuren 1A bis 1F angedeutete Erfindungskonzept realisiert sein d.h., das Übertragungselement 38 wird gemeinsam mit der strichpunktiert angedeuteten Schwenkachse 38 über dem Gehäusekopf 46 verdreht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Umfangskante der Stirnfläche 54 ein Durchbruch 60 ausgebildet, so daß ein Bestätigungsabschnitt 62 des Übertragungselementes 38 freigeschnitten wird. Dieser Betätigungsabschnitt 62 steht im Abstand zur Schwenkachse 38, so daß das Übertragungselement 38 durch Aufbringen einer Betätigungskraft F auf den Betätitgungsabschnitt 62 verschwenkbar und somit ein Förderhub der Pumpeinheiten 12 herbeiführbar ist. Selbstverständlich kann der freigeschnittene Gehäusekopf 46 auch bei dem in Figur 2A, 2B dargestellten Ausführungsbeispiel mit drehfestem Übertragungselement verwendet werden.
Alternativ könnte der Gehäusekopf 46 auch axial verschiebbar auf dem Gehäuse 42 geführt sein, wobei beispielsweise an der Innenfläche des Gehäusekopfes 46 ein Betätigungsbolzen ausgebildet ist, der durch das Axialverschieben des Gehäusekopfes 46 in Anlage an den Betätigungsabschnitt 62 des Übertragungselementes 38 bringbar ist, so daß ebenfalls eine Verschwenkung um die Schwenkachse 38 erfolgt.
Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine der Pumpeinheiten 12. Dabei ist die Pumpeinheit 12 als Kolbenpumpe ausgeführt. Wie bereits eingangs erwähnt, kann diese Pumpeinheit jedoch auch nach anderen Wirkprinzipien beispielsweise als Balgpumpe, Membranpumpe oder ähnliches ausgeführt sein.
Gemäß Figur 4 ist der Verdränger oder Kolben 26 axial verschiebbar in einem Zylinder 66 geführt, so daß durch den Kolben und den Zylinder 66 ein Verdrängerraum 68 begrenzt ist. Bei den eingangs genannten bekannten Lösungen wurde die Komponente durch den Kolben 26 hindurch gefordert, der im Auslaßbereich mit einem geeigneten Auslaßventil verbunden war. Der Ausgang dieses Auslaßventils war über einen Schlauch mit einer Mischkammer verbunden. Nachteilig bei dieser Variante ist, daß die Montage dieses Schlauches und der Aufbau des Kolben 26 vergleichsweise kompliziert ist, so daß ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich ist. Desweiteren können bei dieser bekannten Lösung erhebliche Druckverluste auftreten, die das Fördern von hochviskosen Komponente erschweren.
Die Ausbildung des über einen Schlauch gebildeten Auslaßkanals war durch die Verschwenkung der Pumpeinheiten erforderlich. Da beim erfindungsgemäßen Konzept die Pumpeinheit 12 feststehend im Gehäuse aufgenommen sind, kann auf die Verwendung derartiger Schläuche verzichtet werden, so daß der Aufbau wesentlich einfacher ist.
Erfindungsgemäß mündet im Verdrängerraum 68 ein durch eine Gehäusewandung gebildeter Einlaßkanal 70, in dem ein Einlaßventil 72 angeordnet ist, so daß bei einem Saughub des Kolbens 26 eine Komponente in Pfeilrichtung aus einem Aufnahmeabteil in den Verdrängerraum 68 ansaugbar ist. Bei einer Verkleinerung des Verdrängeraums 68 (Förderhub) wird das als Rückschlagventil gebildete Saugventil 72 geschlossen und die mit Druck beaufschlagte Komponente über einen Druckkanal 74 aus dem Verdrängerraum 68 abgeführt. Dieser Druckkanal 74 mündet in einer folgenden noch näher beschriebenen Dosier- oder Mischkammer, in der die einzelnen Komponenten zusammengeführt werden, hierbei kann eine Durchmischung der Komponenten erfolgen; sie können jedoch auch unvermischt die Dosier-/Mischkammer durchlaufen. Eine Rückströmung der druckbeaufschlagten Komponente wird über ein ebenfalls als Rückschlagventil ausgeführtes Druckventil 76 verhindert.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Ventile 72, 76 als Kugelventile ausgeführt, selbstverständlich sind auch andere Ventilkonstruktionen, beispielsweise Plattenventile etc. einsetzbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sämtliche Kanäle zur Führung der Komponente durch feste Gehäusewandungen ausgebildet, so daß die Montage und Herstellung gegenüber der eingangs genannten Lösung vereinfacht ist.
Die Betätigung des Kolbens 26 erfolgt durch Verschwenken des strichpunktiert angedeuteten Übertragungselement 38. Der Kolben 26 ist über eine Druckfeder 78 in seine Anlageposition gegen das Übertragungselement 38 vorgespannt.
Figur 5 zeigt einen Schnitt durch einen Gehäusekopf 46 gemäß Figur 3, in dem zwei Pumpeinheiten 12a, 12b gemäß Figur 4 aufgenommen sind.
Figur 5A zeigt den Dosierspender in seiner Grundstellung, während bei Figur 5B die Pumpeinheiten 12a, 12b in Ihrer Förderposition dargestellt sind.
Der Gehäusekopf 46 hat eine Umfangswandung 80 und einen Boden 82, an dem zwei Anschlußflansche 84 ausgebildet sind. An diesen können die Aufnahmeabteile, beispielsweise Kartuschen, Gläser, Beutel für die Komponenten der Mischung befestigt werden. Der stirnseitige Abschluß des Gehäusekopfes 46 wird durch die Stirnfläche 54 gebildet. In dem Gehäusekopf 46 sind die Zylinder 66 der beiden Pumpeinheiten 12a, 12b derart befestigt, daß zwischen dem Boden 82 und den Zylindern 66 und den Kolben 26 der Verdrängerraum 68 ausgebildet ist. Jeder Verdrängerraum 68 ist über einen Durchbruch 86 mit dem vom Anschlußflansch 84 umgriffenen Saugkanal 70 verbunden.
Die Durchbrüche 86 bilden jeweils einen Ventilsitz für das Einlaßventil 72, dessen Ventilfeder an einer Ringschulter 88 des Zylinders 66 abgestützt ist.
Der Druckkanal 74 erstreckt sich etwa in Richtung zur Achse des Gehäusekopfes 46, wobei in einer Wandung ein weiterer Durchbruch 90 ausgebildet ist, über den der Druckkanal 74 mit einer Mischkammer 92 verbunden ist. Der Durchbruch 90 bildet wiederum einen Sitz für den Ventilkörper des Auslaßventils 76, dessen Ventilfeder an einer Schulter der Mischkammer 92 abgestützt ist. Wie aus der Darstellung gemäß den Figuren 5A, 5B hervorgeht, sind die Ventile 72, 76 im Bereich zwischen den beiden Pumpeinheiten 12a, 12b angeordnet, so daß der Dosierspender 44 mit einer wesentlich geringeren Axiallänge ausführbar ist, als dies bei den eingangs genannten Lösungen der Fall war, bei denen die Ventileinrichtungen in Axialrichtung gesehen vor bzw. nach den Pumpeinheiten 12a ausgebildet waren.
Die Druckkanäle 74 beider Pumpeinheiten 12a, 12b münden in der gemeinsamen Dosier- oder Mischkammer 92, in der zur Verbesserung einer Mischung noch ein statischer Mischer 94 angeordnet sein kann.
Die einzelnen Räume des Gehäusekopfes 46 werden durch vorzugsweise in Spritzgießtechnik hergestellte Bauelemente begrenzt, die durch geeignete Rast- oder Schraubverbindungen miteinander verbunden werden. Die geometrische Ausgestaltung dieser einzelnen Bauelemente des Gehäusekopfes ist für das Verständnis der Erfindung von untergeordneter Bedeutung, so daß weitere Ausführungen unter Hinweis auf die Zeichnung entbehrlich sind.
Die vermischten Komponenten werden über einen zentralen Dosierkanal 96 zur Spenderdüse 52 geführt, die radial aus dem Gehäusekopf 46 austritt.
Die Betätigung der Kolben 26 der Pumpeinheiten 12a, 12b erfolgt über das - bei diesem Ausführungsbeispiel ringförmige - Übertragungselement 38, das um die gepunktet angedeutete Schwenkachse 40 verschwenkbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schwenkachse 40 einstückig mit dem Übertragungselement 38 ausgebildet und auf nicht näher dargestellte Weise im Gehäusekopf 46 gelagert. Das ringförmige Übertragungselement 38 hat eine Innenausnehmung 98, die von dem zur Spenderdüse 52 führenden Mischkanal 96 durchsetzt wird.
Der in Figur 3 angedeutete Betätigungsabschnitt 62 des Übertragungselementes 38 erstreckt sich aus der Ausnehmung 60 des Gehäusekopfes 46 heraus. Durch Aufbringen der Betätigungskraft F läßt sich das Übertragungselement 38 um die Schwenkachse 40 verschwenken und in die Figur 5B dargestellte Position bringen, so daß die beiden Pumpeinheiten 12a, 12b in Abhängigkeit von der Relativposition der Schwenkachse betätigt werden. Dabei werden die Komponenten aus dem Verdrängerraum 68 über den Druckkanal 74, die von den zugeordneten Ventilsitzen 90 abgehobenen Auslaßventile 76, die Mischkammer 92 und den Dosierkanal 96 zur Spenderdüse 52 gefördert. Beim Entlasten des Übertragungselementes 38 werden die Pumpeinheiten durch die Kraft der Druckfedern 78 in ihren in Figur 5A dargestellte Grundposition zurückbewegt, so daß die Komponenten über den Saugkanal 70 und die von den Durchbrüchen 86 abgehobenen Saugventile 72 in die jeweiligen Verdrängerräume 68 der Pumpeinheiten 12a, 12b angesaugt werden.
Bei dem in den Figuren 5A, 5B dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Übertragungselement 38 mit einer Umfangsfläche 100 versehen, so daß die Ausnehmung 60 zum Innenraum hin abgedeckt ist. Beim Verschwenken des Übertragungselementes 38 taucht diese Umfangsfläche 100 in einen Raum zwischen dem Zylinder 66 und der Umfangswandung 80 ein.
Bei sämtlichen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die Verdränger 26 der Pumpeinheiten 12a, 12b mittelbar oder unmittelbar über das Übertragungselement 38 betätigt.
D.h., die kinematische Umkehr kann beispielsweise darin bestehen, daß das Übertragungselement auf die bewegbar im Gehäuse geführten Aufnahmeabteile wirkt und diese wiederum die Pumpeinheiten beaufschlagen. Dabei können die Verdränger feststehend im Gehäuse gelagert sein, während die Zylinderdurchmesser mit den Aufnahmeabteilen verschiebbar sind. Umgekehrt können auch die Verdränger mit den Aufnahmeabteilen verbunden und die Zylinder feststehend im Gehäuse gelagert sein.
Auch beim eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel könnte man die Zylinder über das Übertragungsgelement gegenüber feststehenden Verdrängern verschieben.
Ein auf einer kinematischen Umkehr basierendes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 6A, 6B schematisch dargestellt.
Demgemäß sind in dem Gehäuse 42 des Dosierspenders 44 wiederum zwei Pumpeinheiten 12a, 12b aufgenommen, die in Kolbenbauweise ausgeführt sind. Die Kolben 26 sind feststehend im Gehäuse 42 gelagert und als sogenannte Hohlkolben ausgeführt, wobei die Auslaß- oder Druckventile in einem mit dem Kolben 26 verbundenen Druckkanal 74 ausgebildet sind. Die einzelnen Druckkanäle 74 der Pumpeinheiten 12a, 12b können in einem gemeinsamen Mischkanal 96 münden. Die Zylinder 66 der Pumpeinheiten sind axial verschiebbar im Gehäuse 42 angeordnet und an jeweils einer Kartusche 102 befestigt, in denen die Komponenten aufgenommen sind. Im Übergangsbereich zwischen der Kartusche 102 und dem Zylinder 66 ist das Saugventil 72 ausgebildet, so daß eine Rückströmung der Komponente vom Verdrängerraum 68 in die Kartusche 102 verhindert ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist jede Kartusche 102 mit einem Dichtkolben 104 versehen, der sich mit zunehmender Entleerung der Kartusche 102 aus der dargestellten Position nach links zum Einlaßventil 72 hin bewegt. Die Kartuschen 102 und die Zylinder 66 sind axial verschiebbar im Gehäuse 42 geführt.
Das Übertragungselement 38 ist in dem von den Pumpeinheiten 12a, 12b entfernten Bodenbereich des Gehäuses 42 gelagert und wiederum um eine verstellbare Schwenkachse 40 verschwenkbar. Im Unterschied zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen wirkt das Übertragungselement 38 demnach nicht auf die Verdränger 26 sondern auf die Kartuschen 102, so daß diese bei einer Verschwenkung des Übertragungselementes 38 in Axialrichtung verschoben werden. Durch diese Axialverschiebung der Kartuschen 102 werden auch die zugeordneten Zylinder 66 gegenüber den Verdrängern 26 verschoben, so daß der Verdrängerraum 68 verkleinert (Förderhub) bzw. vergrößert wird (Saughub). Die Übertragung der Schwenkbewegung des Übertragungselementes 38 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über Anlagezapfen 106, die an den Böden der Kartuschen 102 ausgebildet sind.
Die Verschwenkung des Übertragungselementes 38 erfolgt über eine nicht dargestellte Handhabe, die sich durch den Boden 108 des Gehäuses 42 erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel müssen die Kartuschen 102 hinreichend steif ausgeführt werden, um die Verschwenkung des Übertragungselementes 38 in eine Axialverschiebung der Zylinder 66 umzusetzen.
Um die Bediensicherheit des Dosierspenders 44 zu erhöhen, können den Pumpeinheiten 12a, 12b oder dem Übertragungselement 38 Sperrelemente zugeordnet sein, die eine Betätigung bei einer übermässigen Schräglage des Dosierspenders 44 verhindern. Derartige Sperrelemente können beispielsweise als durch Schwerkraft betätigte Sperrklinken, ähnlich wie bei einem Sicherheitsgurt - ausgebildet sein. Diese Variante ist besonders bei der Förderung von niedrigviskosen Komponenten (Flüssigkeiten) vorteilhaft, bei denen die Aufnahmeabteile durch Flaschen mit Saugschläuchen gebildet sind. Die Betätigung der Pumpeinheiten 12a, 12b wird nur dann freigegeben, wenn über den Saugschlauch der Flasche Flüssigkeit angesaugt werden kann.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die Komponenten einer gemeinsamen, zentralen Mischkammer 92 zugeführt.Prinzipiell könnten die einzelnen Komponenten jedoch auch getrennt voneinander zur Spenderdüse geführt werden, so daß keine innere Durchmischung stattfindet. Die Spenderdüse 52 kann in Radialrichtung oder zentral aus der Stirnfläche 54 des Gehäusekopfes 46 austreten.
Um die Betätigungskräfte beim Mischen hochviskoser Komponenten zu erniedrigen, können geeignete Handhaben am Übertragungselement befestigt werden, durch die sich eine größere Hebelwirkung einstellen läßt.
Offenbart ist ein Dosierspender zur Dosierung von zumindest zwei Komponenten, die über jeweils eine Pumpeinheit aus einem zugeordneten Aufnahmeabteil gefördert werden. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses erfolgt über ein Übertragungselement, dessen Angriffspunkt mit Bezug zu den beiden Pumpeinheiten verstellbar ausgeführt ist.

Claims

Dosierspender zur Dosierung von zumindest zwei in jeweils einem Aufnahmeabteil (102) aufgenommenen Komponenten mit einer mit jedem der Aufnahmeabteile (102) verbundenen Pumpeinrichtung (12a, 12b), einer mit den Pumpeinrichtungen (12a, 12b) in Wirkverbindung stehenden Einstelleinrichtung zur Einstellung des Mengenverhältnisses der Komponenten und einer Spenderdüse (52) zum Austragen der Komponenten, wobei die Einstelleinrichtung ein schwenkbares Übertragungselement (38) aufweist, welches mittelbar oder unmittelbar an den Pumpeinrichtungen (32a, 12b) zu deren Betätigung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (40) des Übertragungselements (38) mit Bezug zu den Pumpeinrichtungen (12a, 12b) verstellbar ist, so daß das Fördervolumen der Pumpeinrichtungen in Abhängigkeit der Relativposition der Schwenkachse (40) gegenläufig einstellbar ist.
Dosierspender nach Anspruch 1, wobei die Schwenkachse (40) am Übertragunselement (38) ausgebildet und drehbar in einem Gehäuse (42) gelagert ist.
Dosierspender nach Patentanspruch 1, wobei die Relativposition der Schwenkachse (40) zum Übertragungselement (38) veränderbar ist.
Dosierspender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Übertragungselement platten-, scheiben- oder ringförmig ausgebildet ist.
Dosierspender nach Anspruch 2, wobei die Schwenkachse (40) als diametral aus dem Übertragungselement vorstehende Lagerzapfen ausgebildet ist, deren Endabschnitte im Gehäuse (42) gelagert sind.
Dosierspender nach Anspruch 3, wobei die Schwenkachse (40) am Gehäuse ausgebildet ist und als Auflage für das drehfest mit Bezug zum Gehäuse (42) gelagerte Übertragungselement (38) wirkt.
Dosierspender nach Anspruch 6, wobei die Schwenkachse (40) an der Innenumfangswandung eines drehbaren Gehäusekopfes (46) ausgebildet ist.
Dosierspender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Umfangswandung des Gehäusekopfes (46) eine Ausnehmung (60) ausgebildet ist, durch die ein Betätigungsabschnitt (62) des Übertragungselementes (38) zum Verschwenken zugänglich ist.
Dosierspender nach Anspruch 8, wobei die Spenderdüse (52) diametral zum Betätigungsabschnitt (62) angeordnet ist.
Dosierspender nach Anspruch 8 oder 9, wobei an dem Betätigungsabschnitt (62) eine Handhabe befestigt ist.
Dosierspender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit jeweils einem einer Pumpeinrichtung zugeordneten Saugkanal (70), der über ein Einlaßventil (72) mit einem Verdrängerraum (68) der Pumpeinheit (12a, 12b) verbunden ist, und mit zumindest einer auslaßseitigen Kammer (74, 92), die über ein Auslaßventil (76) mit dem Verdrängerraum (68) verbunden ist und an die die Spenderdüse (52) angeschlossen ist, wobei die Kammern vorzugsweise im Bereich zwischen den Pumpeinheiten (12a, 12b) angeordnet sind.
Dosierspender nach Anspruch 10, wobei eine gemeinsame Dosier- oder Mischkammer (43, 92) über jeweils ein Auslaßventil (76) mit den Pumpeinrichtungen (12a, 12b) verbunden ist.
Dosierspender nach Anspruch 12, wobei die Mischkammer (43, 92) in dem Übertragungselement (38) ausgebildet ist, das seinerseits mit den Verdrängern (26) der Pumpeinheit (12a, 12b) verbunden ist.
Dosierspender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpeinheit (12a, 12b) als Kolben-, Membran- oder Balgpumpe ausgebildet ist.
Dosierspender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeabteile als Kartuschen (102) mit integriertem Kolben, als Beutel oder als Flasche mit Saugschlauch ausgebildet sind.
Dosierspender nach einem der vorhergehenden Anspruche, wobei die Aufnahmeabteile (102) verschiebbar im Gehäuse (42) aufgenommen und mit den die Verdränger (26) aufnehmenden Zylindern (66) oder Verdrängern (26) verbunden sind, wobei das Übertragungselement (38) zur Bewirkung eines Hubes auf die Aufnahmeabteile (102) wirkt.