WO2008113618A1 - Bewegliches dosiersystem zur abgabe von fliess- oder streufähigen zubereitungen - Google Patents

Bewegliches dosiersystem zur abgabe von fliess- oder streufähigen zubereitungen Download PDF

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WO2008113618A1
WO2008113618A1 PCT/EP2008/050667 EP2008050667W WO2008113618A1 WO 2008113618 A1 WO2008113618 A1 WO 2008113618A1 EP 2008050667 W EP2008050667 W EP 2008050667W WO 2008113618 A1 WO2008113618 A1 WO 2008113618A1
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WO
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sensors
container
dispensing
actuator
control unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/050667
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English (en)
French (fr)
Inventor
Arnd Kessler
Salvatore Fileccia
Michael Paton
David Cross
Original Assignee
Henkel Ag & Co. Kgaa
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Publication date
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
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    • A47L15/44—Devices for adding cleaning agents; Devices for dispensing cleaning agents, rinsing aids or deodorants
    • A47L15/4445—Detachable devices
    • A47L15/4454—Detachable devices with automatic identification means, e.g. barcodes, RFID tags or magnetic strips
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    • A47L15/4463—Multi-dose dispensing arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
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    • D06F39/024—Devices for adding soap or other washing agents mounted on the agitator or the rotating drum; Free body dispensers
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    • A47L2401/00—Automatic detection in controlling methods of washing or rinsing machines for crockery or tableware, e.g. information provided by sensors entered into controlling devices
    • A47L2401/30—Variation of electrical, magnetical or optical quantities
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2501/00—Output in controlling method of washing or rinsing machines for crockery or tableware, i.e. quantities or components controlled, or actions performed by the controlling device executing the controlling method
    • A47L2501/07—Consumable products, e.g. detergent, rinse aids or salt

Definitions

  • the invention relates to a mobile dispensing and dosing system for dispensing flowable or spreadable preparations, in particular preparations containing detergents or cleaning agents, in dishwashers, washing machines, tumble dryers or the like.
  • the precise and appropriate dosage of active substances is relevant for a variety of applications.
  • the dosage of active substances is of increasing importance, which is primarily based on the exact and demand-controlled dosage of the corresponding active ingredients, which on the one hand protects the environment by conserving resources and avoidance of over- and overdoses, on the other hand, the efficiency of the drugs so dosed is optimized.
  • Detergents for dishwashers are often used today in the form of detergent tablets. Although the application and dosage for the user is relatively simple and convenient, the drug release from the tablets is not optimized in terms of rinsing and drying cycles of the respective dishwasher.
  • Dosing devices for dispensing cleaning agents during the washing cycles of a dishwasher are known, for example, from WO2006 / 021764.
  • the release of cleaning agents is controlled by a bimetal, which upon reaching a predetermined temperature, a spring mechanism triggers the release of detergents in the dishwasher.
  • a major disadvantage of this metering device is its complex mechanical structure, whereby the cost of their production are high. It is therefore regularly desirable to provide a metering device with the simplest possible mechanical configuration.
  • the device known from WO2006 / 021764 is not suitable for liberating liquid or gelatinous preparations. However, this would be particularly advantageous, since higher concentrations of active compound than in solid dosage forms such as powders or tablets can usually be realized in liquids or gels.
  • the object of the invention is therefore to overcome the disadvantages known from the prior art and to provide a dispensing and metering device that realizes the release of a defined metered amount of a flowable or spreadable product in a simple, controlled manner.
  • Movable in the sense of this application means that the dispensing and dosing system is not permanently connected to a device such as a dishwasher, washing machine, laundry dryer or the like, but can be removed, for example, from a dishwasher or positioned in a dishwasher.
  • a significant advantage of the invention is to be seen in the separation of the metering device in a control unit and in a coupled with the control unit container, whereby the control unit can be used flexibly for a variety of applications.
  • the metering device does not use any mechanical control elements such as the known from the above-described prior art spring-bimetallic arrangements for product release, the metering device can be minituriarformat such that they also in applications where the Size of the metering device is critical, as can be used, for example in Spippondosieren or toilet flushers.
  • a control unit, a sensor unit and at least actuator and dispenser is integrated.
  • the dosing of a Sphtzwassergethetem housing that the penetration of water spray, as may occur, for example, when using the dosing device according to the invention in a dishwasher, prevents the interior of the dosing.
  • the metering device may be formed from materials that are dimensionally stable up to a temperature of 120 0 C.
  • the preparations to be dosed may have a pH between 2 and 12, depending on the intended use, all components of the dosing device which come into contact with the preparations should have a corresponding acid and / or alkali resistance. Furthermore, these components should be largely chemically inert by a suitable choice of material, for example against nonionic surfactants, enzymes and / or fragrances.
  • potting materials for example, multicomponent epoxy, and acrylate potting compounds such as methacrylate esters, urethane-metha and cyanoacrylates or two-component materials can be used with polyurethanes, silicones, epoxy resins.
  • An alternative or supplement to encapsulation is the encapsulation of the components in a suitably designed, moisture-proof housing.
  • a container in the sense of this application is understood to mean a packaging material which is suitable for wrapping or holding together flowable or dispersible preparations and which can be coupled to a control device for dispensing the preparation.
  • a container can also comprise a plurality of chambers which can be filled with different compositions from each other. It is also conceivable that a plurality of containers to a unit, for example, a cartridge is arranged.
  • the container has at least one outlet opening which is arranged such that a gravity-induced product release from the container in the position of use of the dispensing system can be effected.
  • no further funding for the release of product from the container are required, whereby the structure of the metering device can be kept simple and the manufacturing cost low.
  • At least one second container is provided for receiving at least one second flowable product, the second container having at least one outlet opening arranged to effect gravity release of product from the second container in the use position of the dispensing system is effected.
  • the arrangement of a second container is particularly advantageous if in the separate containers preparations are stored, which are usually not stable to each other, such as bleaching agents and enzymes.
  • more than two, in particular three to four containers are provided in the dispensing and metering system.
  • one of the containers may be designed to deliver fragrance to the environment.
  • the containers are integrally formed.
  • the containers can be inexpensively formed in a production step, in particular by means of suitable blow molding processes.
  • the containers can in this case, for example, by webs or bridge material connected to each other.
  • the containers are formed in several pieces, so that at least one container, preferably all containers, can be removed individually from the metering device or inserted into the metering device. This makes it possible, with a different levels of consumption of a product from a container to replace an already emptied container, while the rest, which may still be filled with product, remain in the metering unit. Thus, a targeted and needs-based refilling the individual containers or their products can be achieved.
  • the multi-piece container can be fixed to each other by suitable connection methods, so that a container unit is formed.
  • the containers can be fixed by a suitable positive, non-positive or cohesive connection releasably or permanently against each other.
  • the fixation by one or more of the types of compounds from the group of snap-in compounds, Velcro, press joints, fusions, glued joints, welded joints, solder joints, screw, wedge, clamp or bounce joints can be done.
  • the fixation can also be formed by a shrink sleeve (so-called sleeve), which is pulled over the containers in a heated state at least in sections and firmly encloses the containers in the cooled state.
  • the bottom of the container may be funnel-shaped inclined towards the discharge opening.
  • the inner wall of the container can be formed by suitable choice of material and / or surface design in such a way that a low material adhesion of the product to the inner container wall is realized. Also by this measure, the residual emptiness of the container can be further optimized.
  • the containers may have the same or different filling volumes.
  • the ratio of container volumes is preferably 5: 1, and in a three container configuration it is preferably 4: 1: 1, which configurations are particularly suitable for use in dishwashers.
  • a metering chamber formed in the flow direction of the product in front of the outlet opening.
  • the dosing chamber determines the amount of product that is to be released to the environment during the release of product from the container. This is particularly advantageous if the dispenser of the dosing unit, which causes the product delivery from the container to the environment, can only be placed in a dispensing and a closure state without control of the dispensing amount.
  • the metering chamber then ensures that a predefined amount of product is released without immediate feedback of the amount of product dispensed.
  • the metering chamber may be formed integrally with the container or in several pieces.
  • one or more containers each have a liquid-tight sealable container opening. Through this container opening, it is possible, for example, to refill stored in this container product.
  • control unit may also be releasably connected to one or more of the containers.
  • snap-in or snap-in connections are preferred.
  • the volume ratio formed from the overall volume of the metering device and the filling volume of the container ⁇ 1, more preferably ⁇ 0.1, particularly preferably ⁇ 0.05. This ensures that, for a given total construction volume of metering device and container, the overwhelming portion of the construction volume is taken up by the container and the preparation contained therein.
  • the container usually has a filling volume of ⁇ 5,000 ml, in particular ⁇ 1,000 ml, preferably ⁇ 500 ml, more preferably ⁇ 250 ml, very particularly preferably ⁇ 50 ml.
  • the dosing unit can take on any spatial form. It can for example be cube-shaped, spherical or plate-like.
  • the dosing unit can in particular be adapted to the geometries of the devices on or in which they are used in order to ensure the least possible loss of useful volume.
  • the dosing unit can be plate-shaped, approximately in the dimensions of a plate.
  • the metering unit can be positioned to save space in the lower basket.
  • the correct positioning of the dosing unit opens up to the user intuitively through the plate-like shape.
  • the container In order to provide an immediate optical level control, it is advantageous to form the container at least in sections of a transparent material.
  • Another way to reduce the effect of heat on a product in a container is to isolate the container by suitable means, e.g. by the use of heat-insulating materials such as Styrofoam, which enclose the container in a suitable manner, in whole or in part.
  • suitable means e.g. by the use of heat-insulating materials such as Styrofoam, which enclose the container in a suitable manner, in whole or in part.
  • Another measure for protecting heat-sensitive substances in a container is, in a plurality of containers, their arrangement to each other.
  • the container containing a heat-sensitive product is partially or completely enclosed by at least one further container filled with a product, this product and container functioning as thermal insulation for the enclosed container in this configuration.
  • a first container containing a heat-sensitive product is partially or completely enclosed by at least one further container filled with a product, so that the heat-sensitive product in the first container has a slower temperature rise when the environment is heated than the products in the surrounding containers.
  • the containers can be arranged around each other according to the matryoshka principle, so that a multi-layered insulating layer is formed.
  • At least one product stored in an enclosing container has a thermal conductivity between 0.01 and 5 W / m * K, preferably between 0.02 and 2 W / m * k, particularly preferably between 0.024 and 1 W / m * K has.
  • the invention is particularly suitable for dimensionally stable containers such as cups, cans, cartridges, cartridges, bottles, canisters, cans, boxes, drums or tubes, but can also be used for flexible containers such as bags or sacks, in particular if they are in accordance with the bag. be used in-bottle principle.
  • the container has an RFID tag that contains at least information about the contents of the container and that can be read by the sensor unit. This information can be used to select a dosing program stored in the control unit. In this way it can be ensured that an optimal dosing program is always used for a particular preparation. It can also be provided that in the absence of an RFID label or an RFID label with a false or faulty identifier, no dosage is carried out by the metering device and instead an optical or acoustic signal is generated that the user to the present Error indicates.
  • the containers may also have structural elements which cooperate with corresponding elements of the metering device according to the key-lock principle, so that, for example, only containers of a particular type can be coupled to the metering device. Furthermore, this configuration makes it possible for information about the container coupled to the dosing device to be transmitted to the control unit, as a result of which control of the dosing device coordinated with the contents of the corresponding container can take place.
  • the discharge openings of the containers which may be coupled to the controlled dispensing of product with one or more dispensers, are preferably arranged in a line, whereby a slender, plate-shaped design of the dispenser is possible.
  • a sensor is a measuring sensor or measuring sensor which can quantitatively record certain physical or chemical properties and / or the material quality of its environment qualitatively or as a measured variable.
  • the dosing unit has at least one sensor that can determine physical, chemical and / or mechanical parameters from the surroundings of the dosing unit.
  • the sensor unit may comprise one or more active and / or passive sensors for the qualitative and / or quantitative detection of mechanical, electrical, physical and / or chemical variables, which are passed as control signals to the control unit.
  • the sensors of the sensor unit from the group of timers, temperature sensors, infrared sensors, brightness sensors, temperature sensors, motion sensors, strain sensors, speed sensors, proximity sensors, flow sensors, color sensors, gas sensors, vibration sensors, pressure sensors, conductivity sensors, turbidity sensors, Schall Bateldrucksensoren, "Lab-on-a Chip sensors, force sensors, acceleration sensors, inclination sensors, pH sensors, humidity sensors, magnetic field sensors, RFID sensors, magnetic field sensors, Hall sensors, biochips, odor sensors, hydrogen sulfide sensors and / or MEMS sensors.
  • suitable Flow sensors may be selected from the group of orifice flow sensors, electromagnetic flowmeters, Coriolis mass flow measurement, vortex flowmetering, ultrasonic flowmeters, float flowmeters, ringbore flowmeters, mass flowmeters, or flowmeters.
  • a temperature-dependent viscosity curve of at least one preparation to be deposited in the control unit, wherein the dosage is adjusted by the control unit according to the temperature and thus the viscosity of the preparation.
  • an apparatus for direct determination of the viscosity of the preparation is provided.
  • the data line between the sensor and the control unit can be realized via an electrically conductive cable or wirelessly.
  • a wirelessly formed data line is formed in particular by the transmission of electromagnetic waves. It is preferable to form a wireless data line according to standardized standards such as Bluetooth, IrDA, IEEE 802, GSM, UMTS, etc. Enerqieuze
  • the energy source provides electrical energy.
  • the energy source may be, for example, a battery, a power supply, solar cells or the like.
  • mechanical energy sources consisting of one or more coil spring, torsion spring or torsion bar spring, spiral spring, air spring / gas spring and / or elastomer spring.
  • batteries and accumulators can be provided as the electrical energy source.
  • a battery may be selected from the group consisting of alkaline manganese batteries, zinc carbon batteries, nickel oxyhydroxide batteries, lithium batteries, lithium iron sulfide batteries, zinc air batteries, zinc chloride batteries, Mercury oxide zinc batteries and / or silver oxide zinc batteries.
  • Lead accumulators (lead dioxide / lead), nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, lithium-ion batteries, lithium-polymer batteries, alkaline manganese batteries, silver-zinc batteries, nickel batteries, etc. Hydrogen batteries, zinc bromine batteries, sodium nickel chloride batteries and / or nickel-iron batteries.
  • the accumulator can in particular be designed in such a way that it can be recharged by induction.
  • means for energy conversion can be provided in or on the dosing unit, which generate a voltage by means of which the accumulator is charged.
  • these means may be designed as a dynamo, which is driven by the water flows during a rinse cycle in a dishwasher and emits the voltage thus generated to the accumulator.
  • a control unit in the sense of this application is a device which is suitable for influencing the transport of material, energy and / or information.
  • the control unit influences actuators with the aid of information which it processes in the sense of the control target.
  • control unit may be a programmable microprocessor.
  • a plurality of dosing programs are stored on the microprocessor, which can be selected and executed according to the container coupled to the dosing device.
  • the control unit has, in a preferred embodiment, no connection to the possibly existing control of the household appliance. Accordingly, no information, in particular electrical or electromagnetic signals, is exchanged directly between the control unit and the control of the household appliance.
  • control unit is coupled to the existing control of the household appliance.
  • this coupling is wireless.
  • a sensor on or in a dishwasher preferably on or in the door of the Dishwasher positioned dosing chamber which wirelessly transmits a signal to the dosing unit, when the control of the household appliance causes the dosage of, for example, a detergent from the dosing chamber or rinse aid.
  • such dosing chambers are actuated in dishwashers by magnetic actuators, so that the opening of the dosing chamber is to be detected, for example, by a Hall sensor.
  • the control unit can store several programs for releasing different preparations or releasing products in different applications.
  • the call of the corresponding program is carried out, as described above, by appropriate RFID label or geometrical information carrier formed on the container.
  • appropriate RFID label or geometrical information carrier formed on the container for example, for metering detergent in dishwashers, for dispensing perfumes in room fragrancing, for applying cleaning substances to a toilet bowl, etc.
  • control unit can be configured in such a way that on the one hand the dosing takes place in a sufficiently short time to ensure a good cleaning result and on the other hand the dosing of the preparation does not occur so quickly.
  • This can be realized, for example, by an interval-like release, whereby the individual metering intervals are set in such a way that the corresponding metered amount dissolves completely during a cleaning cycle.
  • an actuator is a device which converts an input variable into a different output quantity and with which an object is moved or whose movement is generated, wherein the actuator is coupled to at least one dispenser such that the release of product from at least indirectly one of the containers can be effected.
  • the actuator may be driven by means of drives selected from the group of gravity drives, ionung lifting, electric drives, motor drives, hydraulic drives, pneumatic drives, gear drives, threaded spindle drives, ball screws, linear drives, roller screws, tooth worm drives, piezoelectric drives, chain drives, and / or recoil drives.
  • drives selected from the group of gravity drives, ionung lifting, electric drives, motor drives, hydraulic drives, pneumatic drives, gear drives, threaded spindle drives, ball screws, linear drives, roller screws, tooth worm drives, piezoelectric drives, chain drives, and / or recoil drives.
  • the actuator may be formed of an electric motor coupled to a transmission that converts the rotational movement of the motor into a linear motion of a carriage coupled to the transmission. This is particularly advantageous for a slim, plate-shaped design of the dosing unit.
  • At least one magnetic element can be arranged on the actuator, which causes a product discharge from the container with a magnet element with the same polarity on a dispenser as soon as the two magnetic elements are positioned against one another such that magnetic repulsion of the homopolar magnetic elements is effected and a non-contact release mechanism is realized.
  • the slide described above or the magnetic element for actuating the dispenser is preferably in a configuration of the metering with two containers in the rest or starting position between the Container openings arranged. As a result, the operation of the dispenser can be realized solely by the change of the drive direction.
  • a donor within the meaning of this application is a
  • the dispenser may be valves that may be brought into a product dispensing position or closed position by the actuator.
  • the embodiment of the dispenser and the actuator in the form of a solenoid valve, wherein the dispenser are configured by the valve and the actuator by the electromagnetic or piezoelectric drive of the solenoid valve.
  • the amount and timing of the dosage can be controlled very accurately by the use of solenoid valves.
  • An indicator in the sense of this application is an element arranged on the dosing device which is suitable for achieving or leaving certain physical, chemical, electrical or mechanical states to visually, acoustically and / or haptically indicate to a user in the metering device or its surroundings.
  • an indicator in the form of a luminous means such as an LED, or acoustic signal transmitter can be provided for monitoring the voltage of a battery.
  • the dispensing and metering device according to the invention is particularly suitable for use in dishwashers.
  • the dispensing and dosing unit in any other applications in which a controlled release of active ingredient is desired, such as in washing machines, clothes dryers, fragrance dispensers, toilet cleaning and / or disinfecting devices or the like.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of the dosing unit 1.
  • the dosing unit 1 comprises the control unit 2 and a container 3 which can be coupled to the control unit 2.
  • the control unit 2 Within the control unit 2 is at least one energy source 6, optionally one or more control elements 7, at least one sensor 8, a control unit 9, an actuator 10, optionally an indicator 11 and a dispenser 12 are arranged.
  • the control unit 2 is enclosed by a housing, so that the housing interior is protected from the entry of moisture.
  • the sensor 8 is connected to the control unit 9. It can, depending on the nature of the sensor 8, be fed from the energy source 6 with the energy possibly required to operate the sensor 8. The signals of the sensor 8 are transmitted to the control unit 9.
  • the control unit 9 which is preferably designed as a programmable microprocessor and may have various retrievable programs forms from the sensor information manipulated variables, which are forwarded to the actuator 10.
  • the control unit 9 is powered by the power source 6, which is a battery or accumulator, with electrical voltage.
  • the actuator 10 actuated by the control unit 9 converts the control signals of the control unit 9 into a movement which causes actuation of the dispenser 12 to release product from the container 3 or to close the container 3. The eventual necessary energy receives the actuator 10 from the power source. 6
  • the actuator 10 and / or the control unit 9 may be connected to an indicator 11.
  • the indicator 11 indicates operating states of the control unit 2 in a visual acoustic or other perceptible manner.
  • the control unit 2 can be operated or controlled by one or more control elements 7 by a user.
  • the controls 7 may be formed, for example, program selector switch for selecting a corresponding control program in the control unit 9 or as an on-off switch for the control unit 2.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the dosing unit 1 consisting of the container 3 and the control unit 2.
  • the container 3 is constructed from two individual containers 3a and 3b. The inner of this container 3b is enclosed by the outer container 3a. In the interior of the container 3b is a product 4b, which has a greater heat sensitivity than the product 4a in the outer container 3a.
  • both containers 3a and 3b each have an outlet opening 5a and 5b.
  • a gravity-induced release of the products 4a and 4b from the containers 3a and 3b is possible.
  • the discharge ports 5a and 5b of the container 3 are coupled to the inlet ports 13a and 13b of the controller 2.
  • the discharge opening 5a and 5b and the inlet opening 13a and 13b are configured in such a way that forms a liquid-tight connection between the openings, which prevents unintentional leakage of the products 4a and 4b from the container 3 coupled to the control unit 2.
  • the dispensing opening and the inlet opening 13 may provide means opening the first time the container 3 in the control unit 2 to the discharge openings 5a and 5b arranged tamper-evident closures (not shown).
  • To secure the container 3 in the control unit 2 can further be formed snap, detent or plug connections.
  • the power source 6 may be formed in particular as an electrical energy source, for example as a battery or accumulator.
  • the electrical energy source 6 is connected to the sensor 8, the control unit 9, and the actuator 10 and supplies these components with an electrical voltage.
  • the Operating element 7 the voltage supply of the battery to the electrical loads can be interrupted.
  • the sensor 8 is connected to the control unit 9, wherein the control unit 9 is in turn connected to the actuator 10.
  • the actuator 10 in turn is connected to the two dispensers 12a and 12b.
  • the dispensers 12a and 12b can be designed as pumping elements, for example in the form of microdosing pumps or solenoid valves.
  • the product release from the containers 3a, 3b takes place through the dispensers 12a and 12b controlled by the control unit 9.
  • the products 4a and 4b are discharged to the environment in the dispensing position of the dispensers 12a, 12b from the outlet openings 14a and 14b.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the container 3.
  • the inner container 3c is enclosed by a second container 3b, the second container 3b in turn being surrounded by an outer container 3a.
  • an arrangement of the containers 3a, 3b, 3c similar to a Matroschkatex of nested containers results.
  • the heat-sensitive product 4c is stored in the inner container 3c.
  • the filled with the product 4b and 4a container 3a and 3b thus serve again as heat insulation.
  • the product discharge ports 5a to 5c are arranged.
  • FIG. 3 A further embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the inner container 3c is enclosed by the cross-sectional profile L-shaped containers 3a and 3b.
  • the outer containers 3a, 3b are fixed against each other by suitably selected fastening means.
  • the Be Zelleranorndung can be held together by a sleeve.
  • the release mechanism for delivering product from the container 3 to the environment is depicted in FIG.
  • the release mechanism consists of the Actuator 10 and the dispenser 12.
  • the actuator in turn consists of a bidirectional rotating motor 16 which is coupled to a transmission 17.
  • the gear 17 is designed as a worm drive, to which the carriage 18 is coupled. By transmitted to the worm drive 17 rotational movement of the motor 16, the carriage 18 can be moved linearly and parallel to the drive axis back and forth.
  • the dispenser 12 is constructed from a piston 19, at the upper end of which a first sealing element 22 is located.
  • a second sealing element 21 is secured to the piston rod at a distance therefrom.
  • the sealing member 21 sealingly closes the product discharge opening of the container 3, the sealing member 22 releasing the discharge opening 5 so that the product can flow from the container 3 into the metering chamber 15 located below.
  • the tight interference fit of Dichtungslementes 21 in this position closure is effected by the spring element 20.
  • FIG. 7 and FIG. Another possible embodiment of a product release mechanism is shown in FIG. 7 and FIG.
  • the actuator 10 instead of a carriage 18, the actuator 10 has a magnetic element 24, wherein the actuator 10 is completely enclosed by a housing.
  • a Gleichpoliges magnetic element 23 is also arranged on the piston 19 of the dispenser 12.
  • the two magnetic elements 23 and 24 are configured in such a way that the piston rod 19 against the spring force of the spring element 20 with the sealing element 22nd is pressed tightly against the discharge opening 5, as soon as the magnetic element 24 is moved by the gear 17 below the magnetic element 23.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the invention.
  • the metering chamber 15 is in this case subdivided by the wall 25 into the two metering chamber regions 15a and 15b.
  • Disposed in the first metering chamber section 15a is a first dispensing arrangement 12, in the closed position, as shown in FIG. 9, releasing the dispensing opening 5, while the outlet opening of the dispensing chamber section 15a is closed by the first dispensing element 12a.
  • FIG. 10 shows a flow diagram for a program that can be executed in the control unit 9. This program sequence is particularly suitable when using a single container 3, wherein the control unit 9 is connected to only one sensor 8. In the control unit 9, a sensor trigger threshold is stored, upon reaching the control unit
  • the actuator 10 remains in the on state until a predefined actuator position 1 is reached.
  • a predefined actuator position 1 for example, the delivery of product from the container by means of the dispenser 12 may be effected.
  • the actuator is held in this position until a predefined manipulated variable, for example, time temperature, volume flow, etc. is reached.
  • a predefined manipulated variable for example, time temperature, volume flow, etc.
  • the actuator is turned on again by the control unit 9 and moves into an actuator position 2.
  • the delivery of product to the environment by the dispenser 12 is prevented.
  • a control signal for switching off the actuator is generated by the control unit and checked again whether the predefined sensor triggering threshold is reached.
  • FIG. 11 shows a schematic program sequence for a configuration of the dosing unit 1 with a container and two mutually different sensors 8, which are connected to the control unit 9.
  • a first Sensori triggering threshold and a second Sensor2 triggering threshold are stored in the control unit 9.
  • the program flow stored in the control unit 9 is now configured in such a way that a signal for switching on the actuator is generated when the first sensor-trigger threshold value is reached and when the second sensor-2 triggering threshold value is reached.
  • the following program flow chart is with the of
  • a corresponding program sequence is shown in FIG.
  • the control unit 9 is a first Sensor trip threshold value i and a second sensor trip threshold value 2 are stored. If now the first sensor Ausliereschwellenwerti achieved, the control unit 9 generates a signal for switching on the actuator 10. The actuator is moved to a first actuator position 1 and held in this position corresponding to a predefined manipulated variable before the actuator is turned on again and in a second Aktuatorposition2 is moved. If a second sensor tripping threshold value 2 is reached, then the actuator is moved from the actuator position 2 into an actuator position 3 by a correspondingly generated signal from the control unit 9. There it is held until a predefined manipulated variable is reached. Subsequently, the actuator is turned on again until it has gone into an actuator 4.

Abstract

Bewegliches Abgabe- und Dosiersystem (1), insbesondere für Wasch- und Reinigungsmittel enthaltende Zubereitungen, umfassend wenigstens einen Behälter (3) zur Aufnahme wenigstens eines ersten fliess- oder streufähigen Produkts (4), wobei der Behälter (3) wenigstens eine Abgabeöffnung (5) aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine schwerkraftbewirkte Produktfreisetzung aus dem Behälter (3) in der Gebrauchsstellung des Abgabesystems (1) bewirkt ist, ein mit der Abgabeöffnung (5) des Behälters (3) koppelbares Steuergerät (2), das eine Dosierung und Freisetzung wenigstens des ersten fliess- oder streufähigen Produktes (4) aus dem Behälter (3) in die Umgebung steuert, umfassend wenigstens einen Sensor (8)der physikalische und/oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgrösse quantitativ erfasst, eine Steuereinheit (9), die die Signale des Sensors (8) mittels wenigstens eines in der Steuereinheit (9) gespeicherten Steuerprogramms in wenigstens ein für einen Aktuator (10) verwendbares Steuersignal umwandelt,einen Aktuator (10), der ein Steuersignal der Steuereinheit (9) in eine andersartige Ausgangsgröße umwandelt mit der ein Objekt (12, 18, 24) bewegt oder dessen Bewegung erzeugt wird, wobei der Aktuator (10) auf wenigstens einem Spender (12) mittelbar oder unmittelbar einwirkt, wenigstens einen Spender (12), auf den der Aktuator (10) mittelbar oder unmittelbar einwirkt, wobei als Folge dieses Einwirkens die Öffnung bzw. der Verschluss der Abgabeöffnung (5) des Behälters (3) bewirkt ist wenigstens eine Energiequelle (6), die wenigstens die Steuereinheit (9) und den Aktuator (10) mit einer geeigneten Energieform versorgt.

Description

Bewegliches Dosiersystem zur Abgabe von fließ- oder streufähigen
Zubereitungen
Die Erfindung betrifft ein bewegliches Abgabe- und Dosiersystem zur Abgabe von fließ- oder streufähigen Zubereitungen, insbesondere für Wasch- oder Reinigungsmittel enthaltene Zubereitungen, in Geschirrspülmaschinen, Waschmaschinen, Wäschetrockner oder dergleichen.
Stand der Technik
Die genaue und bedarfsgerechte Dosierung von Aktivsubstanzen ist für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten von Relevanz. Insbesondere im Haushaltsbereich erfährt die Dosierung von Aktivsubstanzen eine steigende Bedeutung, was voranging in der exakten und bedarfsgesteuerten Dosierung der entsprechenden Wirkstoffe begründet ist, wodurch zum einen die Umwelt durch Ressourcenschonung und Vermeidung von Fehl- und Überdosierungen geschont, zum anderen die Effizienz der so dosierten Wirkstoffe optimiert wird.
Reinigungsmittel für Geschirrspülmaschinen werden heute häufig in Form von Spülmitteltabletten verwendet. Obwohl die Anwendung und Dosierung für den Anwender vergleichsweise einfach und konvenient ist, erfolgt die Wirkstofffreisetzung aus den Tabletten jedoch nicht optimiert hinsichtlich der Spül- und Trocknungszyklen der jeweiligen Spülmaschine.
Dosiervorrichtungen zur Abgabe von Reinigungsmitteln während der Spülzyklen einer Geschirrspülmaschine sind beispielsweise aus WO2006/021764 bekannt. Die Abgabe von Reinigungsmitteln wird hierbei durch ein Bimetall gesteuert, das bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur einen Federmechanismus auslöst, der die Freigabe von Reinigungsmitteln in die Geschirrspülmaschine bewirkt.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Dosiervorrichtung ist ihr komplexer mechanischer Aufbau, wodurch die Kosten für ihre Herstellung hoch sind. Es ist daher regelmäßig wünschenswert, eine Dosiervorrichtung mit einer möglichst einfachen mechanischen Konfiguration bereitzustellen.
Des Weiteren ist die aus WO2006/021764 bekannte Vorrichtung nicht geeignet, um flüssige oder gelförmige Zubereitungen freizusetzen. Dies wäre jedoch insbesondere deshalb von Vorteil, da sich üblicherweise in Flüssigkeiten oder Gelen höhere Wirkstoffkonzentrationen als in festen Darreichungsformen wie etwa Pulvern oder Tabletten realisieren lassen.
Insbesondere durch eine einmalige, schwallartige Dosierung (oftmals auch als „One-Shot" bezeichnet), wie sie heute weitestgehend z.B. durch Wasch-/ oder Reinigungstabletten üblich ist, kann es passieren, dass bei der Zufuhr derartiger Tensidzubereitungen beispielsweise während eines Reinigungszyklus einer Spülmaschine, die Zubereitungen unmittelbar nach der Dosierung in den Spülmaschineninnenraum und dem Kontakt mit Wasser von Gelschichten überzogen werden, die dann eine rasche Auflösung auch der von der Gelschicht eingeschlossenen Zubereitung verhindern. Dieser Effekt ist umso ausgeprägter, je größer die Dosiermenge ist, die einmalig schwallartig abgegeben wird und je kälter das Wasser ist, in dem die Zubereitung aufgelöst werden soll.
Dies kann dazu führen, dass am Ende des Spülprogramms vergelte Zubereitungsreste in der Spülmaschine oder auf dem Geschirr zurückbleiben und eventuell nicht genügend Tensid während des Spülprogramms freigesetzt wird, um eine befriedigende Reinigungsleistung der Zubereitung, insbesondere bei Niedertemperaturwasch- und -reinigungsprogrammen, zu bewirken. Es ist daher des Weiteren eine Dosiervorrichtung wünschenswert, die zur Vergelung neigende Tensidgemische derart freisetzt, dass eine Vergelung weitestgehend unterbunden oder zumindest deutlich reduziert wird.
Hierzu ist es auch erforderlich, die Freisetzung derartiger Zubereitungen bei einer definierten Temperatur zu bewirken, so dass ein rasches sowie vollständiges Auflösen der Zubereitungen in warmem Spülwasser erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und eine Abgabe- und Dosiervorrichtung bereitzustellen, die auf einfache, und kontrollierte Weise die Freisetzung einer definierten Dosiermenge eines fließ- oder streufähigen Produktes realisiert.
Die Aufgabe wird durch eine Abgabe- und Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Beweglich im Sinne dieser Anmeldung bedeutet, dass das Abgabe- und Dosiersystem nicht unlösbar mit einer Vorrichtung wie beispielsweise einer Geschirrspülmaschine, Waschmaschine, Wäschtrockner oder dergleichen verbunden ist, sondern beispielsweise aus einer Geschirrspülmaschine entnehmbar oder in einer Geschirrspülmaschine positionierbar ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist in der Trennung der Dosiervorrichtung in ein Steuergerät und in ein mit dem Steuergerät koppelbaren Behälter zu sehen, wodurch das Steuergerät flexibel für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle verwendet werden kann.
Da die Dosiervorrichtung keine mechanische Steuerungselemente wie die aus dem eingangs geschilderten Stand der Technik bekannten Feder-Bimetall- Anordnungen zur Produktfreisetzung verwendet, kann die Dosiervorrichtung derart minituriarisiert werden, dass sie auch in Applikationen, bei denen die Größe der Dosiervorrichtung kritisch ist, wie beispielsweise bei Spülmaschinendosieren oder aber auch WC-Spülern, eingesetzt werden kann.
In dem Dosiergerät ist die zum Betrieb der Dosiervorrichtung notwendige Energiequelle, eine Steuereinheit, eine Sensoreinheit sowie wenigstens Aktuator und Spender integriert. Vorzugsweise besteht das Dosiergerät aus einem sphtzwassergeschütztem Gehäuse, dass das Eindringen von Spritzwasser, wie es beispielsweise bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung in einer Geschirrspülmaschine auftreten kann, in das Innere des Dosiergeräts verhindert.
Um den Betrieb bei erhöhten Temperaturen, wie sie beispielsweise in einzelnen Waschzyklen einer Geschirrspülmaschine auftreten, zu gewährleisten, kann die Dosiervorrichtung aus Materialen geformt sein, die bis zu einer Temperatur von 1200C formstabil sind.
Da die zu dosierenden Zubereitungen je nach beabsichtigtem Verwendungszweck einen pH-Wert zwischen 2 und 12 aufweisen können, sollten alle Komponenten der Dosiervorrichtung, die in Kontakt mit den Zubereitungen kommen, eine entsprechende Säure- und/oder Alkaliresistenz aufweisen. Ferner sollten die diese Komponenten durch eine geeignete Materialauswahl weitestgehend chemisch inert, beispielsweise gegen nichtionische Tenside, Enzyme und/oder Duftstoffe sein.
Besonders vorteilhaft ist es, insbesondere die Energiequelle, die Steuereinheit sowie die Sensoreinheit derart zu vergießen, dass das Dosiergerät im Wesentlichen wasserdicht, das Dosiergerät also auch bei vollständigem Umschluss mit Flüssigkeit funktionsfähig ist. Als Vergussmaterialien können beispielsweise mehrkomponentige Epoxyd-, und Acrylat-Vergußmassen wie Methacrylatester, Urethan-Metha und Cyanacrylate oder Zweikomponenten- Materialien mit Polyurethanen, Silikonen, Epoxydharzen verwendet werden. Eine Alternative oder Ergänzung zum Vergießen stellt das Verkapseln der Bauteile in einem entsprechend ausgestalteten, feuchtigkeitsdichten Gehäuse dar.
Behälter
Unter einem Behälter im Sinne dieser Anmeldung wird ein Packmittel verstanden, das dazu geeignet ist, fließfähige oder streufähige Zubereitungen zu umhüllen oder zusammenzuhalten und das zur Abgabe der Zubereitung an ein Steuergerät koppelbar ist.
Insbesondere kann ein Behälter auch mehrere Kammern umfassen, die mit voneinander verschiedenen Zusammensetzungen befüllbar sind. Auch ist es denkbar, dass eine Behältermehrzahl zu einer Einheit, beispielsweise zu einer Patrone, angeordnet wird.
Es ist vorteilhaft, dass der Behälter wenigstens eine Auslassöffnung aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine schwerkraftbewirkte Produktfreisetzung aus dem Behälter in der Gebrauchsstellung des Abgabesystems bewirkt werden kann. Hierdurch werden keine weiteren Fördermittel zur Freisetzung von Produkt aus dem Behälter benötigt, wodurch der Aufbau der Dosiervorrichtung einfach und die Herstellungskosten niedrig gehalten werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist wenigstens ein zweiter Behälter zur Aufnahme wenigstens eines zweiten fließ- oder streufähigen Produkts vorgesehen, wobei der zweite Behälter wenigstens eine Auslassöffnung aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine schwerkraftbewirkte Produktfreisetzung aus dem zweiten Behälter in der Gebrauchsstellung des Abgabesystems bewirkt ist. Die Anordnung eines zweiten Behälters ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in den voneinander getrennten Behältern Zubereitungen bevorratet sind, die üblicherweise nicht miteinander lagerstabil sind, wie beispielsweise Bleichmittel und Enzyme. Des Weiteren ist es vorstellbar, dass mehr als zwei, insbesondere drei bis vier Behälter im Abgabe- und Dosiersystem vorgesehen sind. Insbesondere kann einer der Behälter zur Abgabe von Duftstoff an die Umgebung ausgestaltet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Behälter einstückig ausgebildet. Hierdurch lassen sich die Behälter insbesondere durch geeignete Blasformverfahren kostengünstig in einem Herstellungsschritt ausbilden. Die Behälter können hierbei beispielsweise durch Stege oder Material brücken miteinander verbunden sein.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Behälter mehrstückig ausgeformt sind, so dass wenigstens ein Behälter, vorzugsweise alle Behälter, einzeln aus der Dosiervorrichtung entnehmbar oder in die Dosiervorrichtung einsetzbar sind. Hierdurch ist es möglich, bei einem unterschiedlich starken Verbrauch eines Produktes aus einem Behälter, einen bereits entleerten Behälter auszutauschen, während die übrigen, die noch mit Produkt befüllt sein können, in der Dosiereinheit verbleiben. Somit kann ein gezieltes und bedarfsgerechtes Nachfüllen der einzelnen Behälter bzw. deren Produkte erreicht werden.
Die mehrstückig ausgebildeten Behälter können durch geeignete Verbindungsmethoden aneinander fixiert sein, so dass eine Behältereinheit gebildet ist. Die Behälter können durch eine geeignete formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung lösbar oder unlösbar gegeneinander fixiert sein. Insbesondere kann die Fixierung durch eine oder mehrere der Verbindungsarten aus der Gruppe der Snap-In Verbindungen, Klettverbindungen, Pressverbindungen, Schmelzverbindungen, Klebverbindungen, Schweißverbindungen, Lötverbindungen, Schraubverbindungen, Keilverbindungen, Klemmverbindungen oder Prellverbindungen erfolgen. Insbesondere kann die Fixierung auch durch einen Schrumpfschlauch (sog. Sleeve) ausgebildet sein, der in einem erwärmten Zustand zumindest abschnittsweise über die Behälter gezogen wird und die Behälter im abgekühlten Zustand fest umschließt. Um vorteilhafte Restentleerungseigenschaften des Behälters bereitzustellen, kann der Boden des Behälters trichterförmig zur Abgabeöffnung hin geneigt sein. Des weiteren kann die Innenwand des Behälters durch geeignete Materialwahl und/oder Oberflächenausgestaltung in derart ausgebildet sein, dass eine geringe Materialanhaftung des Produkts an der inneren Behälterwand realisiert ist. Auch durch diese Maßnahme lässt sich die Restentleerbarkeit des Behälters weiter optimieren.
Die Behälter können gleiche oder voneinander verschiedene Füllvolumina aufweisen. Bei einer Konfiguration mit zwei Behältern beträgt das Verhältnis der Behältervolumina bevorzugt 5:1 , bei einer Konfiguration mit drei Behältern bevorzugt 4:1 :1 , wobei diese Konfigurationen insbesondere zur Verwendung in Geschirrspülmaschinen geeignet sind.
In oder an einem Behälter kann eine Dosierkammer, in Fließrichtung des Produktes vor der Austrittsöffnung ausgebildet sein. Durch die Dosierkammer wird die Produktmenge, die bei der Freisetzung von Produkt aus dem Behälter an die Umgebung abgegeben werden soll, festgelegt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Spender der Dosiereinheit, der die Produktabgabe aus dem Behälter an die Umgebung bewirkt, nur in einen Abgabe- und einen Verschlusszustand ohne Kontrolle der Abgabemenge versetzt werden kann. Durch die Dosierkammer wird dann gewährleistet, dass ohne eine unmittelbare Rückkopplung der abgegebenen Produktmenge eine vordefinierte Produktmenge freigesetzt wird.
Die Dosierkammer kann einstückig mit dem Behälter oder mehrstückig ausgeformt sein.
Es kann vorteilhaft sein, die Dosierkammern einstückig mit dem Behälter auszuformen, wodurch eine kostengünstige Herstellung von Behälter und Dosierkammer durch einen integralen Fertigungsschritt erreicht wird. Es sind jedoch auch Anwendungsfälle denkbar, in denen ein einfaches und variables Einstellen unterschiedlicher Dosierverhältnisse zwischen den verschiedenen Zubereitungen gewünscht ist. Hierzu ist es dann von Vorteil, die Dosierkammern und den Behälter zweistückig auszubilden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung, weist einer oder weisen mehrere Behälter jeweils eine flüssigkeitsdichte verschließbare Behälteröffnung auf. Durch diese Behälteröffnung ist es beispielsweise ermöglicht, in diesem Behälter aufzubewahrendes Produkt nachzufüllen.
Ein Nachfüllen eines Behälters kann jedoch vom Anwender auch als inkonvinient empfunden werden. Um dennoch eine Mehrfachverwendung der Steuereinheit zu erlauben, kann die Steuereinheit auch lösbar mit einem oder mehreren der Behälter verbunden sein. Hierbei sind insbesondere Schnapp- bzw. Rastverbindungen bevorzugt.
Bevorzugt beträgt das Volumenverhältnis gebildet aus dem Bauvolumen des Dosiergeräts und dem Füllvolumen des Behälters <1 , besonders bevorzugt <0,1 , insbesondere bevorzugt <0,05. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem vorgegebenen Gesamtbauvolumen von Dosiergerät und Behälter, der überwiegende Anteil des Bauvolumens durch den Behälter und die darin enthaltene Zubereitung in Anspruch genommen wird.
Der Behälter weist üblicherweise ein Füllvolumen von <5.000 ml, insbesondere <1.000 ml, bevorzugt <500ml, besonders bevorzugt <250 ml, ganz besonders bevorzugt < 50 ml auf.
Die Dosiereinheit kann jede beliebige Raumform annehmen. Sie kann beispielsweise würfelartig, kugelförmig oder plattenartig ausgebildet sein. Die Dosiereinheit kann insbesondere den Geometrien der Geräte an oder in denen sie angewendet wird angepasst sein um einen möglichst geringen Nutzvolumenverlust zu gewährleisten.
Zur Verwendung der Dosiereinheit in Geschirrspülmaschinen ist es besonders vorteilhaft, die Dosiereinheit in Anlehnung an in Geschirrspülmaschinen zu reinigendem Geschirr auszuformen. So kann die Dosiereinheit beispielsweise plattenförmig, in etwa in den Abmessungen eines Tellers, ausgebildet sein. Hierdurch kann die Dosiereinheit platzsparend im Unterkorb positioniert werden. Ferner erschließt sich die richtige Positionierung der Dosiereinheit dem Benutzer unmittelbar intuitiv durch die tellerartige Formgebung.
Es gleichen Erwägungen heraus, ist es auch denkbar, die Dosiereinheit in Becherform auszubilden.
Um eine unmittelbare optische Füllstandskontrolle bereitzustellen, ist es von Vorteil, den Behälter zumindest abschnittsweise aus einem transparenten Material zu formen.
Um hitzeempfindliche Bestandteile eines in einem Behälter befindlichen Produktes vor Wärmeeinwirkung zu schützen, ist es von Vorteil, den Behälter aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit herzustellen.
Eine weitere Möglichkeit zur Verminderung des Hitzeeinflusses auf ein Produkt in einem Behälter ist es, den Behälter durch geeignete Maßnahmen zu isolieren z.B. durch die Verwendung von Wärmedämmmaterialien wie etwa Styropor, die den Behälter in geeigneter Weise ganz oder teilweise umschließen.
Eine weitere Maßnahme zum Schutz hitzeempfindlicher Substanzen in einem Behälter ist, bei einer Mehrzahl von Behältern, deren Anordnung zueinander. So ist es beispielsweise denkbar, das der Behälter, der ein hitzeempfindliches Produkt beinhaltet, teilweise oder vollständig von wenigstens einem weiteren, mit einem Produkt befüllten Behälter umschlossen ist, wobei dieses Produkt und dieser Behälter in dieser Konfiguration als Wärmeisolation für den umschlossenen Behälter fungieren. Dies bedeutet, dass ein erster Behälter, der ein hitzeempfindliches Produkt beinhaltet, teilweise oder vollständig von wenigstens einem weiteren, mit einem Produkt befüllten Behälter umschlossen ist, so dass das hitzeempfindliche Produkt im ersten Behälter bei Erwärmung der Umgebung einen langsameren Temperaturanstieg aufweist, als die Produkte in den umgebenden Behältern.
Um eine weitere Verbesserung der Wärmeisolation herbeizuführen, können bei der Verwendung von mehr als zwei Behältern, die Behälter nach dem Matroschka-Prinzip umeinander angeordnet werden, so dass eine mehrschichtige Isolationsschicht gebildet ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass wenigstens ein Produkt, dass in einem umschließenden Behälter bevorratet ist, eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,01 und 5 W/m*K, bevorzugt zwischen 0,02 und 2 W/m*k, insbesondere bevorzugt zwischen 0,024 und 1 W/m*K aufweist.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet für formstabile Behältnisse wie Becher, Dosen, Kartuschen, Patronen, Flaschen, Kanister, Kannen, Schachteln, Trommeln oder Tuben, kann jedoch auch für flexible Behältnisse wie Beutel oder Säcke verwendet werden, insbesondere, wenn sie gemäß des bag-in-bottle- Prinzips verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, weist der Behälter ein RFID-Etikett auf, dass zumindest Informationen über den Inhalt des Behälters beinhaltet und das durch die Sensoreinheit auslesbar ist. Diese Informationen können verwendet werden, um ein in der Steuereinheit gespeichertes Dosierprogramm auszuwählen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass stets ein für eine bestimmte Zubereitung optimales Dosierprogramm verwendet wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass bei nicht Vorhandensein eines RFID-Labels oder bei einem RFID-Label mit einer falschen oder fehlerhaften Kennung, keine Dosierung durch die Dosiervorrichtung erfolgt und statt dessen ein optisches oder akustisches Signal erzeugt wird, dass den Benutzer auf den vorliegenden Fehler hinweist.
Um einen Fehlgebrauch der Behälter auszuschließen, können die Behälter auch strukturelle Elemente aufweisen, die mit korrespondierenden Elementen des Dosiergeräts nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zusammenwirken, so dass beispielsweise nur Behälter eines bestimmten Typs an das Dosiergerät koppelbar sind. Ferner ist es durch diese Ausgestaltung möglich, dass Informationen über den an das Dosiergerät gekoppelten Behälter an die Steuereinheit übertragen werden, wodurch eine auf den Inhalt des dementsprechenden Behälters abgestimmte Steuerung der Dosiervorrichtung erfolgen kann.
Die Abgabeöffnungen der Behälter die zur kontrollierten Abgabe von Produkt mit einem oder mehreren Spendern gekoppelt sein können, sind bevorzugt auf einer Linie angeordnet, wodurch eine schlanke, tellerförmige Ausbildung des Dosierspenders ermöglicht ist.
Bei einer topfförm igen oder becherförmigen Ausbildung der Behälter bzw. deren topfförmigen oder becherförmigen Gruppierung kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Abgabeöffnungen der Behälter kreisbogenförmig anzuordnen.
Sensor
Ein Sensor im Sinne dieser Anmeldung ist ein Messgrößenaufnehmer oder Messfühler, der bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann.
Die Dosiereinheit weist wenigstens einen Sensor auf, der physikalische, chemische und/oder mechanische Parameter aus der Umgebung der Dosiereinheit bestimmen kann. Die Sensoreinheit kann einen oder mehrere aktive und/oder passive Sensoren zur qualitativen und/oder quantitativen Erfassung mechanischer, elektrischer, physikalischer und/oder chemischer Größen umfassen, die als Steuersignale an die Steuereinheit geleitet werden.
Insbesondere können die Sensoren der Sensoreinheit aus der Gruppe der Zeitgeber, Temperatursensoren, Infrarotsensoren, Helligkeitssensoren, Temperatursensoren, Bewegungssensoren, Dehnungssensoren, Drehzahlsensoren, Näherungssensoren, Durchflusssensoren, Farbsensoren, Gassensoren, Vibrationssensoren, Drucksensoren, Leitfähigkeitssensoren, Trübungssensoren, Schallwechseldrucksensoren, „Lab-on-a-Chip"-Sensoren, Kraftsensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, pH-Wert- Sensoren, Feuchtigkeitssensoren, Magnetfeldsensoren, RFID-Sensoren, Magnetfeldsensoren, Hall-Sensoren, Bio-Chips, Geruchssensoren, Schwefelwasserstoffsensoren und/oder MEMS-Sensoren ausgewählt sein.
Insbesondere bei Zubereitungen deren Viskosität temperaturabhängig stark schwankt, ist es zur Volumen- bzw. Massenkontrolle der dosierten Zubereitungen von Vorteil, Durchflusssensoren in der Dosiervorrichtung vorzusehen. Geeignete Durchflusssensoren können aus der Gruppe der Blenden-Durchflusssensoren, magnetisch-induktiven Durchflussmessern, Massendurchflussmessung nach dem Coriolis-Verfahren, Wirbelzähler-Durchflussmessverfahren, Ultraschalldurchflussmessverfahren, Schwebekörperdurchflussmessung, Ringkolbendurchflussmessung, thermische Massendurchflussmessung oder Wirkdruckdurchflussmessung ausgewählt sein.
Es ist auch denkbar, dass in der Steuereinheit eine von der Temperatur abhängige Viskositätskurve wenigstens einer Zubereitung hinterlegt ist, wobei die Dosierung entsprechend der Temperatur und somit der Viskosität der Zubereitung durch die Steuereinheit angepasst wird.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zur direkten Bestimmung der Viskosität der Zubereitung vorgesehen.
Die vorab aufgeführten Alternativen zur Bestimmung der Dosiermenge bzw. der Viskosität einer Zubereitung dienen zur Erzeugung eines Steuersignals, dass durch die Steuereinheit derart zur Steuerung eines Spenders verarbeitet wird, dass im wesentlichen eine konstante Dosierung einer Zubereitung bewirkt wird.
Die Datenleitung zwischen Sensor und Steuereinheit kann über ein elektrisch leitendes Kabel oder kabellos realisiert sein.
Eine kabellos ausgebildete Datenleitung ist insbesondere durch die Übertragung elektromagnetischer Wellen ausgebildet. Es ist bevorzugt, eine kabellose Datenleitung nach normierten Standards wie beispielsweise Bluetooth, IrDA, IEEE 802, GSM, UMTS etc. auszubilden. Enerqiequelle
Im Sinne dieser Anmeldung wird als Energiequelle ein Bauelement der Dosiervorrichtung verstanden, welches zweckmäßig ist, eine zum autarken Betrieb der Dosiervorrichtung geeignete Energie bereit zu stellen.
Vorzugsweise stellt die Energiequelle elektrische Energie zur Verfügung. Bei der Energiequelle kann es sich beispielsweise um eine Batterie, ein Netzgerät, Solarzellen oder dergleichen handeln.
Besonders vorteilhaft ist es, die Energiequelle austauschbar auszuführen, zum Beispiel in Form einer auswechselbaren Batterie.
Es ist jedoch auch denkbar, mechanische Energiequellen bestehend aus einer oder mehrerer Schraubenfeder, Torsionsfeder oder Drehstabfeder, Biegefeder, Luftfeder/Gasdruckfeder und/oder Elastomerfeder auszubilden.
Als elektrische Energiequelle können insbesondere Batterien und Akkumulatoren vorgesehen sein.
Eine Batterie kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Alkali- Mangan-Batterien, Zink-Kohle-Batterien, Nickel-Oxyhydroxid-Batterien, Lithium- Batterien, Lithium-Eisensulfid-Batterien, Zink-Luft-Batterien, Zink-Chlorid-Batterien, Quecksilberoxid-Zink-Batterien und/oder Silberoxid-Zink- Batterien.
Als Akkumulator eignen sich beispielsweise Bleiakkumulatoren (Bleidioxid/Blei), Nickel-Cadmium-Akkus, Nickel-Metallhydrid-Akkus, Lithium-Ionen-Akkus, Lithium-Polymer-Akkus, Alkali-Mangan-Akkus, Silber-Zink-Akkus, Nickel- Wasserstoff-Akkus, Zink-Brom-Akkus, Natrium-Nickelchlorid-Akkus und/oder Nickel-Eisen-Akkus. Der Akkumulator kann insbesondere in derart ausgestaltet sein, dass er durch Induktion wideraufladbar ist.
Ferner können in oder an der Dosiereinheit Mittel zur Energieumwandlung vorgesehen sein, die eine Spannung erzeugen, mittels derer der Akkumulator aufgeladen wird. Beispielsweise können diese Mittel als Dynamo ausgebildet sein, der durch die Wasserströme während eines Spülgangs in einer Geschirrspülmaschine angetrieben wird und die so erzeugte Spannung an den Akkumulator abgibt.
Steuereinheit
Eine Steuereinheit im Sinne dieser Anmeldung ist eine Vorrichtung, die geeignet ist, das Transportieren von Material, Energie und/oder Information zu beeinflussen. Die Steuereinheit beeinflusst hierzu Aktuatoren mit Hilfe von Informationen, die sie im Sinne des Steuerungsziels verarbeitet.
Insbesondere kann es sich bei der Steuereinheit um einen programmierbaren Mikroprozessor handeln. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf dem Mikroprozessor eine Mehrzahl von Dosierprogrammen gespeichert, die entsprechend dem an das Dosiergerät gekoppelten Behälter auswählbar und ausführbar sind.
Die Steuereinheit weist in einer bevorzugten Ausführungsform keine Verbindung zur möglicherweise vorhandenen Steuerung des Haushaltsgeräts auf. Es werden demnach keine Informationen, insbesondere elektrische oder elektromagnetischen Signale, direkt zwischen der Steuereinheit und der Steuerung des Haushaltsgeräts ausgetauscht.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit mit der vorhandenen Steuerung des Haushaltsgeräts gekoppelt. Bevorzugt ist diese Kopplung kabellos ausgeführt. Beispielsweise ist es möglich, einen Sensor an oder in einer Geschirrspülmaschine, vorzugsweise auf oder an der in der Tür der Geschirrspülmaschine eingelassenen Dosierkammer zu positionieren, der drahtlos ein Signal an die Dosiereinheit überträgt, wenn die Steuerung des Haushaltsgeräts die Dosierung bspw. eines Reinigungsmittels aus der Dosierkammer oder von Klarspüler bewirkt.
Häufig werden derartige Dosierkammern in Geschirrspülmaschinen durch Magnetaktuatoren angesteuert, so dass das Öffnen der Dosierkammer beispielsweise durch einen Hall-Sensor zu erfassen ist.
In der Steuereinheit können mehrere Programme zur Freigabe von unterschiedlichen Zubereitungen oder zur Freigabe von Produkten in unterschiedlichen Anwendungsfällen gespeichert sein.
Der Aufruf des entsprechenden Programms erfolgt, wie eingangs beschrieben, durch entsprechende RFID-Label oder am Behälter ausgeformte geometrische Informationsträger. So ist es beispielsweise möglich, die gleiche Steuereinheit für eine Mehrzahl von Anwendungen zu verwenden, beispielsweise zur Dosierung von Reinigungsmittel in Geschirrspülmaschinen, zur Abgabe von Parfümen bei der Raumbeduftung, zur Applikation von Reinigungssubstanzen in ein Toilettenbecken etc.
Zur Dosierung von insbesondere zur Vergelung neigenden Zubereitungen kann die Steuereinheit derart konfiguriert sein, dass einerseits die Dosierung in hinreichend kurzer Zeit erfolgt um ein gutes Reinigungsergebnis zu gewährleisten und andererseits die Zubereitung nicht so schnell dosiert, dass Vergelungen des Zubereitungsschwalls auftreten. Dies kann beispielsweise durch eine intervallartige Freisetzung realisiert sein, wobei die einzelnen Dosierungsintervalle so eingestellt sind, das sich die entsprechend dosierte Menge vollständig während eines Reiniungszyklus auflösen. Aktuator
Im Sinne dieser Anmeldung ist ein Aktuator eine Vorrichtung die eine Eingangsgröße in eine andersartige Ausgangsgröße umwandelt und mit der ein Objekt bewegt oder dessen Bewegung erzeugt wird, wobei der Aktuator derart mit wenigstens einem Spender gekoppelt ist, dass mittelbar oder unmittelbar die Freigabe von Produkt aus wenigstens einem der Behälter bewirkt werden kann.
Der Aktuator kann mittels Antrieben ausgewählt aus der Gruppe der Schwerkraftantriebe, lonenanthebe, Elektroantriebe, Motorenantriebe, Hydraulikantriebe, pneumatischen Antriebe, Zahnradantriebe, Gewindespindelantriebe, Kugelgewindetriebe, Linearantriebe, Rollengewindetriebe, Zahnschneckenantriebe, piezoelektrische Antriebe, Kettenantriebe, und/oder Rückstoßantriebe angetrieben sein.
Insbesondere kann der Aktuator aus einem Elektromotor, der mit einem Getriebe gekoppelt ist, dass die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung eines an das Getriebe gekoppelten Schlittens umwandelt, ausgebildet sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einer schlanken, tellerförmigen Ausbildung der Dosiereinheit.
An dem Aktuator kann wenigstens ein Magnetelement angeordnet sein, dass mit einem gleichgepolten Magnetelement an einem Spender eine Produktabgabe aus dem Behälter bewirkt, sobald die beiden Magnetelemente derart gegeneinander positioniert sind, dass eine magnetische Abstoßung der gleichpoligen Magnetelemente bewirkt und ein berührungsloser Freisetzungsmechanismus realisiert ist.
Der eingangs beschriebene Schlitten oder auch das Magnetelement zur Betätigung des Spenders ist bei einer Konfiguration des Dosierelements mit zwei Behältern in der Ruhe- bzw. Ausgangsposition bevorzugt zwischen den Behälteröffnungen angeordnet. Hierdurch kann die Betätigung des Spenders alleine durch die Änderung der Antriebsrichtung realisiert werden.
Spender
Bei einem Spender im Sinne dieser Anmeldung handelt es sich um ein
Bauelement, auf dass der Aktuator einwirkt und dass als Folge dieses Einwirkens die Öffnung bzw. den Verschluss der Produktabgabeöffnung des Behälters bewirkt.
Bei dem Spender kann es sich beispielsweise um Ventile handeln, die durch den Aktuator in eine Produktabgabestellung oder Verschlussstellung gebracht werden können.
Besonders bevorzugt ist die Ausführung des Spenders und des Aktuators in Form eines Magnetventils, bei der der Spender durch das Ventil und der Aktuator durch den elektromagnetischen oder piezoelektrischen Antrieb des Magnetventils ausgestaltet sind. Insbesondere bei der Verwendung einer Mehrzahl von Behältern und somit zu dosierenden Substanzen, lässt sich durch die Verwendung von Magnetventilen die Menge sowie die Zeitpunkte der Dosierung sehr genau regeln.
Es ist daher vorteilhaft, die Abgabe von Produkt aus jeder Produktabgabeöffnung eines Behälters mit einem Magnetventil zu steuern, indem das Magnetventil mittelbar oder unmittelbar die Freigabe von Produkt aus der Produktabgabeöffnung bestimmt.
Indikator
Ein Indikator im Sinne dieser Anmeldung ist ein an der Dosiervorrichtung angeordnetes Element, dass geeignet ist, das Erreichen oder Verlassen bestimmter physikalischer, chemischer, elektrischer oder mechanischer Zustände in der Dosiervorrichtung oder deren Umgebung einem Benutzer optisch, akustisch und/oder haptisch anzuzeigen.
Beispielsweise kann ein Indikator in Form eines Leuchtmittels, wie eine LED, oder akustischen Signalgebers zur Überwachung der Spannung einer Batterie vorgesehen sein.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, einen Indikator zur Füllstandsüberwachung der Behälter vorzusehen, insbesondere wenn der Behälter opak ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Abgabe- und Dosiervorrichtung ist insbesondere zur Verwendung in Geschirrspülmaschinen geeignet. Es ist jedoch auch denkbar, die Abgabe- und Dosiereinheit in beliebigen weiteren Anwendungsfällen, in denen eine gesteuerte Wirkstofffreisetzung erwünscht ist, zu verwenden, wie beispielsweise in Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Duftstoffabgabevorrichtungen, WC-Reinigungs- und/oder Desinfektionsvorrichtungen oder dergleichen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Dabei werden auch besonders bevorzugte Ausgestaltungen und besonders bevorzugte Kombinationen von Merkmalen im Einzelnen weiter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Dosiereinheit 1. Die Dosiereinheit 1 besteht aus dem Steuergerät 2 sowie einen mit dem Steuergerät 2 koppelbaren Behälter 3. Innerhalb des Steuergerätes 2 ist mindestens eine Energiequelle 6, optional ein oder mehrere Bedienelemente 7, wenigstens ein Sensor 8, eine Steuereinheit 9, ein Aktuator 10, optional ein Indikator 11 sowie ein Spender 12 angeordnet. Das Steuergerät 2 ist von einem Gehäuse umschlossen, so dass das Gehäuseinnere vor dem Eintritt von Feuchtigkeit geschützt ist.
Der Sensor 8 ist mit der Steuereinheit 9 verbunden. Er kann, je nach Art des Sensors 8, aus der Energiequelle 6 mit der zum Betrieb des Sensors 8 eventuell erforderlichen Energie gespeist werden. Die Signale des Sensors 8 werden an die Steuereinheit 9 übermittelt.
Die Steuereinheit 9, die bevorzugt als programmierbarer Mikroprozessor ausgebildet ist und über verschiedene abrufbare Programme verfügen kann, bildet aus den Sensorinformationen Stellgrößen, die an den Aktuator 10 weitergeleitet werden. Die Steuereinheit 9 wird durch die Energiequelle 6, bei der es sich um eine Batterie bzw. Akkumulator handelt, mit elektrischer Spannung versorgt.
Der von der Steuereinheit 9 angesteuerte Aktuator 10 formt die Stellsignale der Steuereinheit 9 in eine Bewegung um, die eine Betätigung des Spenders 12 zur Freigabe von Produkt aus dem Behälter 3 oder zum Verschluss des Behälters 3 bewirkt. Die hierzu eventuellen notwendige Energie erhält der Aktuator 10 von der Energiequelle 6.
Zur Kontrolle des Betriebszustandes des Steuergerätes 2 können der Aktuator 10 und/oder die Steuereinheit 9 mit einem Indikator 11 verbunden sein. Der Indikator 11 gibt Betriebszustände des Steuergerätes 2 auf optische akustische oder sonstige wahrnehmbare Weise wieder.
Das Steuergerät 2 kann durch ein oder mehrere Bedienelemente 7 von einem Benutzer bedient bzw. gesteuert werden. Die Bedienelemente 7 können beispielsweise Programmwahlschalter zur Auswahl eines entsprechenden Steuerprogramms in der Steuereinheit 9 oder aber als Ein- und Ausschalter für das Steuergerät 2 ausgebildet sein. Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Dosiereinheit 1 bestehend aus dem Behälter 3 und dem Steuergerät 2. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der Behälter 3 aus zwei Einzelbehältern 3a und 3b aufgebaut. Der innere dieser Behälter 3b wird dabei von dem äußeren Behälter 3a umschlossen. In dem inneren des Behälters 3b befindet sich ein Produkt 4b, welches eine größere Hitzeempfindlichkeit aufweist, als das Produkt 4a in dem äußeren Behälter 3a.
Durch diese Konfiguration bildet der äußere Behälter 3a mit der in dem Behälter 3a bevorrateten Zubereitung 4a eine Isolation aus, die den inneren Behälter 3b vor thermischen Einflüssen schützt. Bodenseitig weisen beide Behälter 3a und 3b jeweils eine Auslassöffnung 5a und 5b auf. Durch die bodenseitige Anordnung der Abgabeöffnung 5a und 5b ist eine schwerkraftbewirkte Freisetzung der Produkte 4a und 4b aus den Behältern 3a und 3b ermöglicht.
Die Abgabeöffnung 5a und 5b des Behälters 3 sind den Einlassöffnungen 13a und 13b des Steuergerätes 2 kuppelbar. Die Abgabeöffnung 5a und 5b sowie die Einlassöffnung 13a und 13b sind dabei in derart konfiguriert, daß sich zwischen den Öffnungen eine flüssigkeitsdichte Verbindung ausbildet, die ein unbeabsichtigtes Auslaufen der Produkte 4a und 4b aus dem an dem Steuergerät 2 gekoppelten Behälter 3 verhindert ist.
Des weiteren kann die Abgabeöffnung und die Einlaßöffnung 13 Mittel vorsehen, die beim erstmaligen Einsetzen des Behälters 3 in das Steuergerät 2 an den Abgabeöffnungen 5a und 5b angeordnete Originalitätsverschlüsse (nicht abgebildet) öffnet. Zur Sicherung des Behälters 3 in der Steuereinheit 2 können des weiteren Schnapp-, Rast-, oder Steckverbindungen ausgebildet sein.
Innerhalb des Steuergerätes 2 befindet sich eine Energiequelle 6. Die Energiequelle 6 kann insbesondere als elektrische Energiequelle beispielsweise als Batterie oder Akkumulator ausgebildet sein. Die elektrische Energiequelle 6 ist mit dem Sensor 8, der Steuereinheit 9, sowie dem Aktuator 10 verbunden und versorgt diese Bauelemente mit einer elektrischen Spannung. Durch das Bedienelement 7 kann die Spannungszufuhr der Batterie zu den elektrischen Verbrauchern hin unterbrochen werden.
Der Sensor 8 ist mit dem Steuergerät 9 verbunden, wobei das Steuergerät 9 wiederum in Verbindung mit dem Aktuator 10 steht. Der Aktuator 10 wiederum ist mit den beiden Spendern 12a und 12b verbunden. Wie in Figur 2 gezeigt können die Spender 12a und 12b als Pumpelemente, beispielsweise in Form von Mikrodosierpumpen oder Magnetventilen, ausgebildet sein.
Die Produktfreisetzung aus den Behältern 3a, 3b erfolgt durch die durch die Steuereinheit 9 angesteuerten Spender 12a und 12b. Die Produkte 4a und 4b werden in der Abgabeposition der Spender 12a, 12b aus den Auslassöffnungen 14a und 14b an die Umgebung abgegeben.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Behälters 3. Der innere Behälter 3c wird dabei von einem zweiten Behälter 3b umschlossen, wobei der zweite Behälter 3b seinerseits wiederum von einem äußeren Behälter 3a umschlossen ist. Somit ergibt sich eine Anordnung der Behälter 3a, 3b, 3c ähnlich einem Matroschkaprinzip von ineinander schachtelbaren Behältern. Bei dieser Anordnung ist das hitzeempfindliche Produkt 4c im inneren Behälter 3c bevorratet. Die mit dem Produkt 4b bzw. 4a befüllten Behälter 3a und 3b dienen somit wiederum als Wärmeisolation. Am Boden der Behälter sind die Produktabgabeöffnung 5a bis 5c angeordnet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Figur 4 abgebildet. Der innere Behälter 3c wird dabei von den im Querschnittsprofil L-förmig ausgebildeten Behältern 3a und 3b umschlossen. Die äußeren Behälter 3a, 3b sind durch geeignet gewählte Befestigungsmittel gegeneinander fixiert. Insbesondere kann die Behälteranorndung durch einen Sleeve zusammengehalten werden.
Der Freigabemechanismus zur Abgabe von Produkt aus dem Behälter 3 an die Umgebung ist in Figur 5 abgebildet. Der Freigabemechanismus besteht aus dem Aktuator 10 und dem Spender 12. Der Aktuator besteht wiederum aus einem bidirektional drehenden Motor 16, der an ein Getriebe 17 gekoppelt ist. Das Getriebe 17 ist als Schneckentrieb ausgebildet, an das der Schlitten 18 gekoppelt ist. Durch die auf den Schneckentrieb 17 übertragene Drehbewegung des Motors 16 kann der Schlitten 18 linear und parallel zur Antriebsachse hin- und her bewegt werden.
Der Spender 12 ist aufgebaut aus einem Kolben 19, an dessen oberen Ende sich ein erstes Dichtungselement 22 befindet. Davon beabstandet ist ein zweites Dichtungselement 21 an der Kolbenstange befestigt. In der gezeigten Verschlussposition des Spenders 12 verschließt das Dichtungselement 21 die Produktabgabeöffnung des Behälters 3 dichtig, wobei das Dichtungselement 22 die Abgabeöffnung 5 freigibt, so das Produkt aus den Behälter 3 in die darunter angeordnete Dosierkammer 15 einströmen kann. Der dichtige Presssitz des Dichtungslementes 21 in dieser Verschlußposition wird durch das Federelement 20 bewirkt.
In der Abgabeposition des Spenders 12, wie sie in Figur 6 gezeigt ist, ist der Schlitten 18 des Aktuators unterhalb des Kolbens positioniert und hebt diesen entgegen der Federkraft des Federelements 20 nach oben an, so daß das Dichtungselement 22 die Abgabeöffnung 5 verschließt, womit ein Nachlaufen von Produkt aus dem Behälter 3 in die Dosierkammer 15 verhindert ist und das Dichtungselement 21 die Produktabgabeöffnung zur Abgabe von Produkt an die Umgebung freigibt.
Eine weitere mögliche Ausgestaltungsform eines Produktfreigabemechanismus ist in Figur 7 und Figur 8 gezeigt. Der Aktuator 10 weist hierbei anstelle eines Schlittens 18 ein Magnetelement 24 auf, wobei der Aktuator 10 vollständig von einem Gehäuse umschlossen ist. An dem Kolben 19 des Spenders 12 ist ebenfalls ein gleichpoliges Magnetelement 23 angeordnet. Die beiden Magnetelemente 23 und 24 sind in derart konfiguriert, das die Kolbenstange 19 entgegen der Federkraft des Federelements 20 mit dem Dichtungselement 22 dichtig gegen die Abgabeöffnung 5 gedrückt wird, sobald das Magnetelement 24 durch das Getriebe 17 unterhalb des Magnetelements 23 bewegt wird. Durch diese magnetische Kopplung von Aktuator 10 und Spender 12 ist es möglich, eine berührungslose Wirkverbindung dieser beiden Bauelemente zu realisieren und den Aktuator vollständig, insbesondere flüssigkeitsdicht in einem Gehäuse zu umschließen.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Die Dosierkammer 15 ist hierbei durch die Wand 25 in die zwei Dosierkammerbereiche 15a und 15b unterteilt. Im ersten Dosierkammerabschnitt 15a ist eine erste Spenderanordnung 12 angeordnet, in der Verschlußstellung wie sie in Figur 9 gezeigt ist, die Abgabeöffnung 5 freigibt, während die Auslaßöffnung des Dosierkammerabschnitts 15a durch das erste Spenderelement 12a verschlossen ist.
In dieser Position fließt Produkt aus dem Behälter 3 durch die Abgabeöffnung 5 in den ersten Dosierkammerabschnitt 15a ein, wobei nach Überschreiten einer Füllstandshöhe die der Höhe der Wand 25 entspricht, das Produkt ebenfalls in den Dosierkammerabschnitt 15b einfließt. Somit sind am Ende dieses Prozesses beide Kammer 15a und 15b mit Produkt gefüllt.
Wird nun der Schlitten durch die Getriebeanordnung 17 unter die erste Spenderanordnung 12a bewegt und der Spender somit in eine Produktabgabeposition gebracht, fließt zunächst Produkt aus dem Dosierkammerabschnitt 15a in die Umgebung aus. Der Dosierkammerabschnitt 15b bleibt zunächst mit dem Produkt gefüllt. Wird der Schlitten nachfolgend weiter auch unter die Spenderanordnung 12b bewegt, so daß auch diese in eine Produktabgabelage gebracht wird, so fließt auch nachfolgend Produkt aus der Kammer 15b an die Umgebung ab. Durch diese Konfiguration ist insbesondere eine einfache zeitversetzte Freigabe eines Produktes aus dem Behälter 3 ermöglicht. In Figur 10 ist ein Ablaufdiagramm für ein in der Steuereinheit 9 ausführbares Programm wiedergegeben. Dieser Programmablauf eignet sich insbesondere bei der Verwendung eines einzigen Behälters 3, wobei die Steuereinheit 9 mit nur einem Sensor 8 verbunden ist. In der Steuereinheit 9 ist ein Sensorauslöseschwellenwert gespeichert, bei dessen Erreichen die Steuereinheit
9 ein Signal zum Einschalten des Aktuators 10 erzeugt. Der Aktuator 10 bleibt solange im eingeschalteten Zustand, bis eine vordefinierte Aktuatorposition 1 erreicht ist. In dieser Aktuatorposition 1 kann beispielsweise die Abgabe von Produkt aus dem Behälter mittels des Spenders 12 bewirkt sein. Der Aktuator wird in dieser Position solange gehalten, bis eine vordefinierte Stellgröße zum Beispiel Zeittemperatur, Volumenfluß etc. erreicht ist. Nach Erreichen dieser Stellgröße wird der Aktuator durch die Steuereinheit 9 erneut eingeschaltet und bewegt sich in eine Aktuatorposition 2. In dieser Aktuatorposition 2 ist die Abgabe von Produkt an die Umgebung durch den Spender 12 verhindert. Nachfolgend wird ein Steuersignal zum Ausschalten des Aktuators durch die Steuereinheit erzeugt und erneut überprüft, ob der vordefinierte Sensorauslöseschwellenwert erreicht ist.
In Figur 11 ist ein schematischer Programmablauf für eine Konfiguration der Dosiereinheit 1 mit einem Behälter sowie zwei voneinander unterschiedlichen Sensoren 8, welche mit der Steuereinheit 9 verbunden sind, abgebildet. In der Steuereinheit 9 ist ein erster Sensori -Auslöseschwellenwert sowie ein zweiter Sensor2-Auslöseschwellenwert hinterlegt. Der in der Steuereinheit 9 hinterlegte Programmablauf ist nun in der Gestalt konfiguriert, daß beim Erreichen des ersten Sensori -Auslöseschwellenwerts und beim Erreichen des zweiten Sensor2-Auslöseschwellenwerts ein Signal zum Einschalten des Aktuators erzeugt wird. Das nachfolgende Programmablaufschema ist mit dem aus Figur
10 bekannten Programmablauf identisch.
Für eine Konfiguration der Dosiereinheit 1 mit zwei unterschiedlichen Behältern sowie einem mit der Steuereinheit verbundenen Sensor, ist ein entsprechender Programmablauf in Figur 12 abgebildet. In der Steuereinheit 9 ist ein erster Sensor-Auslöseschwellenwerti und ein zweiter Sensor-Auslöseschwellenwert2 hinterlegt. Wird nun der erste Sensor-Auslöseschwellenwerti erreicht, erzeugt die Steuereinheit 9 ein Signal zum Einschalten des Aktuators 10. Der Aktuator wird in eine erste Aktuatorposition 1 bewegt und in dieser Position entsprechend einer vordefinierten Stellgröße gehalten, bevor der Aktuator erneut eingeschaltet und in eine zweite Aktuatorposition2 bewegt wird. Wird ein zweiter Sensor- Auslöseschwellenwert2 erreicht, so wird der Aktuator durch ein entsprechend erzeugtes Signal der Steuereinheit 9 aus der Aktuatorposition 2 in eine Aktuatorposition 3 bewegt. Dort wird er solange gehalten, bis eine vordefinierte Stellgröße erreicht ist. Anschließend wird der Aktuator erneut eingeschaltet bis er sich in eine Aktuatorposition 4 begeben hat.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den in den Ansprüchen definierten Bereich zu verlassen.
Bezugszeichen
1 Dosiereinheit
2 Steuergerät
3 Behälter
4 Produkt
5 Abgabeöffnung
6 Energiequelle
7 Bedienelement
8 Sensor
9 Steuereinheit
10 Aktuator
11 Indikator
12 Spender
13 Einlassöffnung
14 Auslassöffnung
15 Dosierkammer
16 Motor
17 Getriebe
18 Schlitten
19 Kolben
20 Federelement
21 Dichtungselement
22 Dichtungselement
23 Magnetelement
24 Magnetelement
25 Wand

Claims

Patentansprüche
1. Bewegliches Abgabe- und Dosiersystem (1 ), insbesondere für Wasch- und Reinigungsmittel enthaltende Zubereitungen, umfassend
D Wenigstens einen Behälter (3) zur Aufnahme wenigstens eines ersten fließ- oder streufähigen Produkts (4), o wobei der Behälter (3) wenigstens eine Abgabeöffnung (5) aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine schwerkraftbewirkte Produktfreisetzung aus dem Behälter (3) in der Gebrauchsstellung des Abgabesystems (1 ) bewirkt ist,
D ein mit der Abgabeöffnung (5) des Behälters (3) koppelbares Steuergerät (2), das eine Dosierung und Freisetzung wenigstens des ersten fließ- oder streufähigen Produktes (4) aus dem Behälter (3) in die Umgebung steuert, umfassend
o wenigstens einen Sensor (8)der physikalische und/oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfasst,
o Eine Steuereinheit (9), die die Signale des Sensors (8) mittels wenigstens eines in der Steuereinheit (9) gespeicherten Steuerprogramms in wenigstens ein für einen Aktuator (10) verwendbares Steuersignal umwandelt,
o Einen Aktuator (10), der ein Steuersignal der Steuereinheit (9) in eine andersartige Ausgangsgröße umwandelt mit der ein Objekt (12, 18, 24) bewegt oder dessen Bewegung erzeugt wird, wobei der Aktuator (10) auf wenigstens einem Spender (12) mittelbar oder unmittelbar einwirkt, o Wenigstens einen Spender (12), auf den der Aktuator (10) mittelbar oder unmittelbar einwirkt, wobei als Folge dieses Einwirkens die Öffnung bzw. der Verschluss der Abgabeöffnung (5) des Behälters (3) bewirkt ist
o Wenigstens eine Energiequelle (6), die wenigstens die Steuereinheit (9) und den Aktuator (10) mit einer geeigneten Energieform versorgt.
2. Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Behälter (3a,3b), insbesondere bevorzugt drei Behälter (3a, 3b, 3c) zur Aufnahme von voneinander verschiedenen Produkten (4a,4b,4c) umfasst.
3. Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3a, 3b,3c) jeweils eine Abgabeöffnung (5a, 5b, 5c) aufweisen, die derart angeordnet sind, dass eine schwerkraftbewirkte Produktfreisetzung aus dem Behälter (3) in der Gebrauchsstellung des Abgabesystems (1 ) bewirkt ist.
4. Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Behälter (3a,3b,3c) zur Abgabe von Duftstoff an die Umgebung ausgestaltet ist.
5. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3a,3b,3c) einstückig ausgeformt sind.
6. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3a, 3b, 3c) mehrstückig ausgeformt sind.
7. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Behälter (3a,3b,3c) eine Dosierkammer (15) angeordnet ist.
8. Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierkammer (15) einstückig mit dem Behälter (3a, 3b, 3c) ausgebildet ist.
9. Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierkammer (15) zwei- oder mehrstückig mit dem Behälter (3a, 3b, 3c) ausgebildet ist.
10. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Behälter (3b, 3c), der ein hitzeempfindliches Produkt (4b,4c) beinhaltet, teilweise oder vollständig von wenigstens einem weiteren, mit einem Produkt (4a,4b) befüllten Behälter (3a, 3b) ganz oder teilweise in derart umschlossen ist, dass das hitzeempfindliche Produkt (4b,4c) im ersten Behälter (3b,3c) bei Erwärmung der Umgebung einen langsameren Temperaturanstieg aufweist, als die Produkte (4a,4b) in den umgebenden Behältern (3a, 3b).
11.Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (4a) bzw. die Produkte (4a, 4b) in dem umschließenden Behälter (3a) bzw. den umschließenden Behältern (3a, 3b) eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,01 und 5 W/m*K, bevorzugt zwischen 0,02 und 2 W/m*k, insbesondere bevorzugt zwischen 0,024 und 1 W/m*K aufweist bzw. aufweisen.
12. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der Sensoren (8) ausgewählt ist aus der Gruppe der Zeitgeber, Temperatursensoren, Infrarotsensoren, Helligkeitssensoren, Temperatursensoren, Bewegungssensoren, Dehnungssensoren, Drehzahlsensoren, Näherungssensoren, Durchflusssensoren, Farbsensoren, Gassensoren, Vibrationssensoren, Drucksensoren, Leitfähigkeitssensoren, Trübungssensoren, Schallwechseldrucksensoren, „Lab-on-a-Chip"-Sensoren, Kraftsensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, pH-Wert-Sensoren, Feuchtigkeitssensoren, Magnetfeldsensoren, RFID-Sensoren, Magnetfeldsensoren, Hall-Sensoren, Bio-Chips, Geruchssensoren, Schwefelwasserstoffsensoren und/oder MEMS-Sensoren.
13. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle (6) als elektrische Energiequelle, insbesondere als Batterie oder Akkumulator, ausgebildet ist.
14. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9) ein programmierbaren Mikroprozessor umfasst.
15. Abgabe- und Dosiersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Mikroprozessor eine Mehrzahl von Dosierprogrammen gespeichert sind, die entsprechend dem an das Dosiergerät gekoppelten Behälter auswählbar und ausführbar sind.
16. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (10) als Elektromotor, insbesondere als bidirektional drehender Elektromotor, ausgebildet ist.
17. Abgabe- und Dosiersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spender (12) und der Aktuator (10) als Magnetventil ausgestaltet sind.
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