Устройство для дозирования кремообразной или наносимой на поверхность путем намазывания массы
Устройство для дозирования кремообразной или наносимой на поверхность путем намазывания массы состоит из камеры с дозирующим отверстием, предназначенным для загрузки массы и пополнения ее запаса, вращающегося шпинделя, расположенного вдоль оси камеры, плунжера, соосного со шпинделем и перемещаемого благодаря его вращению, и приводного стационарного элемента, находящегося в жестком поворотном сочленении со шпинделем. При этом шпиндель вдоль его длины снабжен, по меньшей мере, двумя участками резьбы с разным шагом. Изобретение обеспечивает возможность точного дозирования продукта в виде порций небольшого объема путем однократного нажатия на пусковую кнопку. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
Настоящее изобретение касается устройства для дозирования кремообразной или наносимой на поверхность путем намазывания массы, состоящего из камеры с дозирующим отверстием, предназначенным для загрузки массы и пополнения ее запаса, расположенного вдоль оси камеры вращающегося шпинделя, соосного со шпинделем плунжера, перемещаемого благодаря вращению шпинделя, и приводного стационарного элемента, находящегося в жестком поворотном сочленении со шпинделем.
Дозирующее устройство подобного типа описано в заявке на патент Германии DE 19921662 А1, в соответствии с которой приводной элемент шпинделя состоит из расположенной вне камеры шестерни, находящейся в жестком поворотном сочленении со шпинделем, и, по меньшей мере, одной, расположенной на дозирующем устройстве пусковой кнопки, скомпонованной с толкающим элементом, причем, по меньшей мере, одна пусковая кнопка с толкающим элементом настолько подвижна относительно шестерни при переходе устройства из нерабочего положения в конечное и наоборот, что при нажатии на кнопку (переводе из нерабочего положения в конечное) толкающий элемент входит в зацепление с зубом шестерни, которая начинает вращаться. Такое дозирующее устройство потребитель удерживает в руке и приводит в действие нажатием, по меньшей мере, одной пусковой кнопки, благодаря чему шпиндель поворачивается на заданный угол, плунжер перемещается на определенное расстояние в направлении дозирующего отверстия, и продукт может выделяться из него наружу. Такие дозирующие устройства в первую очередь используют для дозирования кремов или в качестве дезодорирующих карандашей.
Обычно массу загружают в дозирующее устройство, когда плунжер находится в наиболее низком положении. При этом заполнение дозирующего устройства обычно осуществляют сверху, в связи с чем не удается избежать появления в верхней части этого устройства пустого пространства («мертвого» объема), величина которого определяется высотой дозирующего устройства и, при известных обстоятельствах, формой аппликатора, в частности, степенью его выпуклости. Аппликатор, необходимый для использования устройства при дозировании кремов, как правило, надевают или навинчивают на верхнюю часть устройства. Кроме того, величина «мертвого» объема может зависеть от особенностей загружаемого продукта, то есть объем последнего по завершении заполнения дозирующего устройства может уменьшиться, например, в связи с присутствием улетучивающихся по завершении заполнения пузырьков воздуха.
В связи с наличием «мертвого» объема в пространстве между дозирующим отверстием и загруженной в дозирующее устройство массой перед первым пуском такого устройства возникает необходимость многократного нажатия на пусковую кнопку, чтобы добиться перемещения массы в направлении дозирующего отверстия, поскольку шпиндель и плунжер сконструированы таким образом, что при однократном нажатии кнопки происходит перемещение плунжера лишь на небольшое расстояние, в связи с чем наружу выделяется лишь незначительное, точно дозированное количество продукта. В связи с этим первоначальное приведение в действие дозирующего устройства причиняет потребителю много неудобств, причем при использовании известных устройств описываемого типа, содержащих кремообразные продукты, на пусковую кнопку требуется нажать от 50 до 60 раз, прежде чем из них наружу начнет выходить загруженный продукт.
Чтобы устранить эту нежелательную особенность известных дозирующих устройств, в принципе можно было бы увеличить шаг резьбы шпинделя. Однако это мероприятие вызвало бы нежелательное последствие, заключающееся в том, что нажатие пусковой кнопки после устранения «мертвого» объема сопровождалось бы перемещением плунжера в направлении загрузочного отверстия на более значительное расстояние, что, соответственно, приводило бы к дозированию содержащегося в устройстве продукта порциями большого объема, а желаемое дозирование небольшими порциями в результате однократного нажатия пусковой кнопки при дальнейшей эксплуатации устройства оказалось бы невозможным.
В связи с вышеизложенным задача настоящего изобретения состояла в создании технического решения, существенно упрощающего первоначальное дозирование продукта посредством дозирующего устройства, при последующей эксплуатации которого сохранялась бы возможность точного дозирования продукта в виде порций небольшого объема путем однократного нажатия на пусковую кнопку.
В соответствии с настоящим изобретением указанную задачу применительно к дозирующему устройству описанного выше типа решают благодаря использованию шпинделя, снабженного, по меньшей мере, двумя, расположенными вдоль его длины участками, обладающими разным шагом резьбы.
Благодаря такому конструктивному исполнению дозирующего устройства предоставляется возможность решить указанную выше проблему. В частности, нижняя, примыкающая к приводному элементу часть шпинделя может быть снабжена резьбой, обладающей более крупным шагом по сравнению с остальной частью шпинделя. Вследствие этого при пуске дозирующего устройства путем первоначального включения приводного элемента плунжер такого устройства перемещается в направлении дозирующего отверстия на более значительное расстояние, в связи с чем происходит быстрое исчезновение «мертвого» объема. После устранения «мертвого» объема плунжер оказывается в области той части шпинделя, которая снабжена резьбой с более мелким шагом, благодаря чему обеспечивается желаемое постоянное дозирование продукта малыми порциями при однократном воздействии на приводной элемент. Подразумевается, что плунжер должен иметь такое конструктивное исполнение, чтобы он был пригоден для совместного действия с теми частями шпинделя, которые снабжены резьбой, обладающей соответствующим шагом, что может быть обеспечено различными способами.
Если плунжер дозирующего устройства согласно изобретению снабдить несколькими, обладающими разным шагом резьбы участками, то наряду с указанными выше преимуществами эксплуатация такого устройства благодаря продольному перемещению плунжера на различные расстояния при каждом однократном воздействии на приводной элемент предоставляется дополнительная возможность дозирования находящейся внутри него массы различными порциями. Такая конструкция дозирующего устройства может оказаться целесообразной, например, в том случае, если находящаяся внутри него масса обладает слоистой структурой и/или состоит из разных компонентов, которые следует дозировать в виде порций разного объема. Наряду с этим возможно такое исполнение резьбы шпинделя, согласно которому свободная концевая часть резьбы обладает более крупным шагом, что обеспечивает более значительное перемещение плунжера в конце процесса дозирования и соответственно дозирование массы более крупными порциями. Использование такой конструкции дозирующего устройства предоставляет преимущества, в частности, в тех случаях, если происходит ухудшение свойств дозируемого продукта с течением времени, а также при существенном опустошении устройства, сопровождающемся автоматическим дозированием более крупных порций.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения предусматривается, что первая, расположенная ближе к приводному элементу часть резьбы шпинделя обладает более крупным шагом резьбы по сравнению со второй, примыкающей к ней частью резьбы. Благодаря этому при первом пуске дозирующего устройства в эксплуатацию предоставляется возможность решения указанной выше проблемы, связанной с наличием «мертвого» объема, благодаря приведению приводного элемента в действие, осуществляемому не более нескольких раз.
В принципе шпиндель может быть снабжен резьбой разного типа. Может быть выбрана, например, резьба с трапецеидальным профилем, пилообразная, изометрическая, резьба Витворта и другие виды резьбы, однако, особенно предпочтительной является круглая резьба.
Если для решения проблем, связанных с наличием «мертвого» объема, используют шпиндель, снабженный участками с разным шагом резьбы, то на первом участке шаг резьбы составляет от 9 до 12 мм предпочтительно 9 мм, а на втором участке около 4,5 мм.
Наиболее простым способом решения проблемы функционального взаимодействия плунжера со шпинделем, снабженным резьбой с разным шагом, предпочтительно является снабжение внутренней части плунжера выдавленными углублениями, обладающими формой сегментов с различным наклоном поверхностей прилегания относительно резьб шпинделя, обладающих разным шагом, для чего предпочтительно используют от трех до пяти соответствующих сегментов.
Выдавленные, обладающие формой сегментов углубления на поверхности плунжера могут иметь разную конфигурацию, например ромбовидную или прямоугольную. Наиболее предпочтительной является прямоугольная конфигурация таких углублений.
В качестве поясняющего настоящее изобретение примера представлены следующие чертежи.
Фиг.1. Вид на дозирующее устройство сбоку.
Фиг.2. Вид на дозирующее устройство сбоку.
Фиг.3. Разрез III-III (смотри фиг.1).
Фиг.4. Разрез IV-IV (смотри фиг.2).
Фиг.5. Вид на плунжер дозирующего устройства сверху.
Фиг.6. Вид на плунжер дозирующего устройства сбоку.
Фиг.7. Увеличенная деталь В, изображенная на фиг.5.
Фиг.8. Продольный разрез через плунжер.
Фиг.9. Увеличенная деталь D, изображенная на фиг.8.
Фиг.10. Шпиндель дозирующего устройства.
Фиг.11. Увеличенное изображение нижней части шпинделя.
В состав изображенного на фиг.1 и 2 дозирующего устройства 1 входит наружный корпус 2, снабженный верхней съемной крышкой 3. На приведенном примере конструктивного исполнения крышка 3 и корпус 2 обладают поперечным сечением овальной формы. На боковых поверхностях корпуса 2 выполнены два расположенные диаметрально друг относительно друга отверстия, через которые с наружной стороны дозирующего устройства 1 вставляют по одной пусковой кнопке 4. Поверхности пропускаемых через отверстия пусковых кнопок 4 плотно смыкаются и их контуры являются продолжением конфигурации примыкающей к ним наружной поверхности корпуса 2.
Как следует из рассмотрения фиг.3 и 4, внутри корпуса 2 находится камера 5. Камера 5 обладает поперечным сечением овальной формы и ограничена боковыми стенками 6, а снизу донной перегородкой 7. По периметру примыкающих к донной перегородке 7 боковых стенок выполнена выступающая закраина 8, края которой, направленные в сторону пусковых кнопок 4, обладают большим расстоянием до боковых стенок 6 по сравнению с краями, направленными в сторону продольных сторон. Закраина 8 входит в зацепление с краевой частью 9 наружного корпуса 2, чтобы зафиксировать камеру 5 относительно верхнего края корпуса 2. Таким образом, камера 5 вставляется сверху в корпус 2, имеющий днище. Периметр закраины 8 совпадает с периметром загрузочного отверстия 10 камеры 5.
В центральной части донной перегородки 7 выполнено отверстие, окруженное первой цилиндрической стенкой 11. Вторая цилиндрическая стенка 12 находится на определенном расстоянии от первой цилиндрической стенки 11, причем обе стенки соединяются поверхностью 13, обладающей кольцеобразной формой. Вторая цилиндрическая стенка 12 соединена с донной перегородкой 7 камеры 5 таким образом, что эта перегородка и кольцеобразная поверхность 13 образуют чашеобразное углубление донной перегородки 7. Обращенная внутрь камеры 5 краевая зона 14 первой цилиндрической стенки 11 обладает небольшим наклоном и разделена на отдельные сегменты соответствующими прорезями. Сегменты прилегают к задней выточке 15 шпинделя 16, который проходит сквозь отверстие и камеру 5 и располагается вдоль продольной оси этой камеры, обладая способностью вращаться. Направленная внутрь камеры сторона шпинделя 16 скомпонована с шестерней 17, что предотвращает их вращение относительно друг друга, причем предпочтительной является совместная компоновка шестерни 17 и шпинделя 16. Область заднего среза 15 и обращенная внутрь камеры 5 поверхность шестерни 17 отстоят друг от друга на таком расстоянии, чтобы обеспечить отсутствие осевого перемещения шпинделя 16 через краевую зону 14 и кольцеобразную поверхность 13 камеры 5.
Плунжер 18 находится внутри камеры 5 и обладает центральным отверстием, снабженным резьбой, о чем более подробно сообщается ниже. Благодаря наличию этой резьбы при вращении шпинделя 16 плунжер 18 обладает способностью перемещаться вверх и вниз.
Пусковые кнопки 4 снабжены фиксирующими перемычками 20, обращенными в сторону дозирующего отверстия 10 и обеспечивающими крепление пусковых кнопок к корпусу 2, которые обладают способностью вращаться вокруг поворотных осей 21. Поворотные оси 21 являются центрами вращения пусковых кнопок 4, играющих роль своеобразных рычагов. Другими концами этих рычагов являются толкающие элементы 22, соединенные с пусковыми кнопками 4 соответствующими фиксирующими перемычками 23. Толкающие элементы 22 обладают основной частью в виде перемычек или стержней, скомпонованных совместно с фиксирующими перемычками 23. На основных частях выполнены выступы 25, обращенные своими окончаниями к шестерне 17 для вхождения в пространство между зубьями 24. При соблюдении дополнительного расстояния от соответствующих фиксирующих перемычек 23 в качестве выступов 25 на одной стороне толкающих элементов 22 выполнены делительные перемычки, не приведенные на схемах. Сравнимая конструкция толкающего элемента 22 приведена в немецкой заявке на патент DE 19921662 А1. Делительные перемычки, отогнутые в противоположном окончанию выступа 25 направлении, выступают над поверхностью толкательных элементов 22.
Пусковые кнопки 4 предпочтительно изготавливают из полимерного материала в виде одного целого со всеми дополнительными элементами. Расположение и монтаж пусковых кнопок 4 на соответствующих поворотных осях 21, соединенных с наружным корпусом 2, осуществляют таким образом, чтобы при изображенном на схеме нейтральном положении этих кнопок толкающие элементы 22 тангенциально прилегали к шестерне 17, при этом выступы 25 входили в свободное пространство, образованное соответственно двумя зубьями 24 шестерни 17.
Для эксплуатации дозирующего устройства согласно изобретению потребитель нажимает пусковые кнопки 4 в направлении, указанном стрелкой 26. Благодаря этому толкающие элементы 22 также перемещаются в направлении стрелки 26, зацепляют своими выступами 25 зубья 24 шестерни 17 и поворачивают ее на заданный угол, пока не толкнут делительные перемычки, и толкающие элементы 22 благодаря присущей им внутренней эластичности отклоняются настолько, что выступы 25 выходят из зацепления с зубьями 24 шестерни 17. Благодаря вращению шестерни 17 вследствие перевода пусковых кнопок 4 из начального положения в конечное происходит одновременное вращение шестерни 17 и прочно соединенного с ней шпинделя 16, и плунжер 18 перемещается на определенное расстояние в направлении дозирующего отверстия 10.
Дозирующее отверстие 10 закрыто герметично прилегающей к боковым стенкам 6 выпуклой крышкой 27, края которой снабжены перемычками. Согласно представленному на соответствующих схемах примеру осуществления изобретения масса в виде крема или геля при пуске дозирующего устройства 1 в эксплуатацию выходит наружу через отверстие 28 в крышке 27. Если дозирующее устройство выполнено в виде дезодорирующего карандаша, отверстие 28 отсутствует, и крышку 27 снимают вместе с крышкой 3, закрывающей дозирующее отверстие 10 и корпус 2, который в этом случае предпочтительно бывает прочно соединен с крышкой 3.
Как наилучшим образом видно из фиг.10 и 11, шпиндель 16 по всей его длине снабжен резьбой, по меньшей мере, два участка которой обладают разным шагом. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения ближе к шестерне 17 располагается первый участок 16а с резьбой, обладающей более крупным шагом, к которой примыкает второй участок 16b с резьбой, обладающей меньшим шагом. Оба указанные участка обладают круглой резьбой, причем ее шаг на первом участке (16а) предпочтительно составляет около 9 мм, а на втором (16b) около 6,5 мм.
Из рассмотрения фиг.7, 8 и 9 следует, что отверстие 19 плунжера 18 снабжено тремя выдавленными сегментами 31 ромбовидной формы. Эти сегменты 31 образуют соответствующие плоскости прилегания 29, 30 к участкам шпинделя 16а и 16b, обладающим разным шагом резьбы.
Описанная конструкция шпиндельного привода обладает следующим преимуществом. Подлежащая дозированию масса поступает в камеру 5 находящегося в исходном состоянии дозирующего устройства 1 через дозирующее отверстие 28. При этом по разным причинам не удается избежать образования «мертвой» зоны в верхнем объеме дозирующего устройства 1, находящимся над крышкой 27. Это приводит к тому, что при первоначальном пуске дозирующего устройства 1 продукт не выделяется наружу, а перемещается в направлении отверстия 28. В связи с тем, что в первоначальный период плунжер 18 перемещается посредством той части шпинделя, которая обладает резьбой с более крупным шагом (16а), перемещение плунжера 18 в этот период бывает относительно большим, что требует лишь однократного нажатия на кнопки управления 4, обеспечивающего начальное дозирование продукта. При этом перемещение плунжера и соответствующее вращение шпинделя зависят от длительности нажатия на кнопки управления 4. В дальнейшем плунжер 18 переходит во вторую зону резьбы шпинделя 16b с более мелким шагом, благодаря чему плунжер перемещается медленнее, поскольку в связи с небольшим шагом резьбы шпинделя его вращение при однократном нажатии на кнопки управления 4 становится менее значительным. Благодаря этому нажатие на кнопки управления 4 обеспечивает желательное дозирование продукта небольшими порциями.
Настоящее изобретение, разумеется, не ограничивается представленным примером его осуществления. Возможны и иные варианты конструктивного исполнения дозирующего устройства, однако, изложенная выше основная идея сохраняется при этом неизменной. В частности, вдоль длины шпинделя 16 могут находиться еще несколько участков с различным шагом резьбы, если необходимо целенаправленное обеспечение разной скорости перемещения плунжера, например, при дозировании продуктов, состоящих из нескольких слоев. Кроме того, элемент управления шпинделем 16 может состоять не из соответствующих кнопок 4 в сочетании с шестерней, а иметь иное конструктивное исполнение, например форму диска или другой вариант исполнения.
1. Устройство для дозирования кремообразной или наносимой на поверхность путем намазывания массы, состоящее из камеры с дозирующим отверстием, предназначенным для загрузки массы и пополнения ее запаса, расположенного вдоль оси камеры вращающегося шпинделя, соосного со шпинделем плунжера, перемещаемого благодаря вращению шпинделя, и приводного стационарного элемента, находящегося в жестком поворотном сочленении со шпинделем, отличающееся тем, что шпиндель (16) вдоль его длины снабжен, по меньшей мере, двумя участками резьбы (16а, 16b), обладающей разным шагом.
2. Устройство для дозирования по п.1, отличающееся тем, что первый, расположенный ближе к приводному элементу участок (16а) шпинделя (16) обладает резьбой с более крупным шагом по сравнению со вторым участком (16b), граничащим с первым.
3. Устройство для дозирования по п.1 или 2, отличающееся тем, что оба участка шпинделя (16а, 16b) обладают круглой резьбой.
4. Устройство для дозирования по п.1, отличающееся тем, что внутренняя сторона плунжера (18) снабжена выдавленными сегментами (31), которые образуют обладающие разным наклоном плоскости прилегания (29, 30) к снабженным резьбой участкам (16а, 16b) шпинделя (16).
5. Устройство для дозирования по п.4, отличающееся тем, что на плунжере (18) выдавлены от трех до пяти сегментов (31).
6. Устройство для дозирования по п.4 или 5, отличающееся тем, что выдавленные на плунжере (18) сегменты (31) обладают ромбовидной конфигурацией.
7. Устройство для дозирования по п.6, отличающееся тем, что шаг резьбы на первом участке (16а) составляет около 9 мм, а на втором (16b) около 4,5 мм.
8. Устройство для дозирования по пп.1, 4 или 5, отличающееся тем, что шаг резьбы на первом участке (16а) составляет около 9 мм, а на втором (16b) около 4,5 мм.
