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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeitsspender und insbesondere
Vorrichtungen zum dosierten Freisetzen von Flüssigkeiten wie – Reinigungs-
und/oder Auffrischmitteln – von
unter dem Rand eines Toilettenbeckens her.
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Toilettenbecken
erfordern einigen Aufwand, um hässliche
Ablagerungen, Gerüche
und das Wachstum von Bakterien zu verhindern. Traditionell hat man
sie durch Scheuern von Hand mit einem Reinigungs- und Desinfektionsmittel
in flüssiger
oder Pulverform gereinigt, desinfiziert und desodoriert. Diese Aufgabe
erforderte erhebliche Handarbeit, um die Toilettenschüssel sauber
zu halten.
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Um
das Scheuern von Hand zu eliminieren, wurden verschiedene selbsttätig und
stetig arbeitende Reinigungsprodukte vorgeschlagen. Ein solches Produkt
weist ein Reinigungs- und Auffrischmittel als massiven Stein oder
als feste Teilchen auf, der bzw. die man am Rand des Toilettenbeckens
in einem Behälter
in den Weg des Spülwassers
hängt.
Die
US-PS 3 529 309 zeigt
ein Beispiel eines derartigen Reinigungssystems für Toilettenbecken.
Die Reinigungssteine haben eine kurze Nutzungsdauer und die Abgabe
von Reinigungsmitteln und Deodorantien lässt mit dem Verbrauch des Steins
nach.
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Man
hat auch Toilettenreinigungssysteme entwickelt, die mit einem flüssigen Reinigungsmittel arbeiten.
Bspw. offenbart die europäische
Patentanmeldung
EP 0 538 957 eine
Reinigungs- und/oder Auffrischeinheit, die sich vom Rand eines Toilettenbeckens
abhängen
lässt,
um mit jeder Spülung
einen flüssigen
Wirkstoff aus einer Flasche in das Spülwasser auszugeben. Ein ähnliches
System, das zum Reinigen eines Toilettenbeckens eine Flüssigkeit
ausgibt, ist in der europäischen
Patentanmeldung
EP 0 785 315 offenbart.
Diese Anmeldung erkennt als ein Problem der Vorrichtung der
EP 0 538 957 an, dass mit
dem Flüssigkeitsstand
in der Ausgabeflasche auch die Ausgaberate der Flüssigkeit
zeitlich sinkt.
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Die
Vorrichtung der
EP 0 785 315 wurde
als Vorschlag zur Lösung
des genannten Problems entwickelt; sie weist eine Ausgabeflasche
auf, deren Aufbau sowohl ein Ausfließen der Flüssigkeit aus der Flasche als
auch ein Einströmen
von Luft von außerhalb
der Flasche in sie hinein erlaubt.
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Während die
Ausgabevorrichtung der
EP 0 785
315 eine Alternative zu den oben beschriebenen Toilettenreinigungssystemen
mit einem Stein bietet, hat sie auch Nachteile. Bspw. erfordert
die Vorrichtung der
EP 0 785
315 die Anwendung einer porösen, eine Flüssigkeit
absorbierenden Masse (d.h. eines Schwamms), die ständig in
Strömungsverbindung mit
der Reinigungsflüssigkeit
in der Flasche steht und im Weg des Spülwassers der Toilette liegt.
Dieses System ist in der Herstellung zu teuer und bietet keine präzise Kontrolle
der in das Spülwasser
abgegebenen Flüssigkeitsmenge.
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Die
WO-A-9966140 (veröffentlicht
am 23. Dezember 1999) und die WO-A-0042261 (veröffentlicht am 20. Juli 2000),
die gem. Art. 54(3) EPÜ als Stand
der Technik gelten, offenbaren eine Vorrichtung zur Abgabe einer
Flüssigkeit
vom Rand eines Toilettenbeckens her, die eine Flasche zur Aufnahme eines
flüssigen
Reinigungsmittels mit einer Mündung und
einem Verschluss für
diese, ein Gehäuse
für die Flasche,
das einen Kanal mit einem Einlassbereich enthält, der so gestaltet ist, dass
er beim Einführen den
Flaschenverschluss öffnet
und eine Strömungsverbindung
zwischen der Flaschenmündung
und dem Kanal herstellt, weiterhin eine Ausgabeplatte sowie eine
Einrichtung aufweist, mit der das Gehäuse sich vom Rand des Toilettenbeckens
abhängen
lässt.
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Es
besteht daher Bedarf an einer verbesserten Vorrichtung zum Ausgeben
eines flüssigen
Reinigungs-, Desinfektions- und Desodoriermittels in ein Toilettenbecken.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung zur Ausgabe von Flüssigkeit
bereit gestellt, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
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Es
hat sich herausgestellt, dass die Abgabe der Flüssigkeit signifikant durch
den Winkel der Ausgabeplatte zur Horizontalen, der Viskosität der ausgegebenen
Flüssigkeit
und der Intensität
des Spülvorgangs
beeinflusst wird. Die Abhängigkeit
des Ausgabeverhaltens der Vorrichtung von der Intensität des Spülvorgangs
lässt sich
durch einen geeigneten Winkel der Ausgabeplatte zur Horizontalen
sowie durch Einstellen der Viskosität der ausgegebenen Flüssigkeit
abschwächen.
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In
einer bevorzugten Form ist die Abgabevorrichtung zur Abgabe einer
Flüssigkeit
vom Rand eines Toilettenbeckens bzw. einer Toilettenschüssel her
geeignet. In dieser Form weist die Hängeeinrichtung einen Haken
und einen Führungskanal
auf, der einteilig mit der Halterung ausgebildet ist. Der Haken hat
am oberen Ende einen Hakenteil, der über den Beckenrand gehängt wird,
und ein unteres Ende, das verschiebbar in den Führungskanal eingesetzt ist,
so dass das untere Hakenende an der Innenfläche des Führungskanals angreift und die
Halterung und die Flasche unter dem oder am Beckenrand aufgehängt werden.
In dieser bevorzugten Form enthält
die Ausgabeplatte in der Oberseite eine Sammelkammer in Strömungsverbindung
mit dem Speisekanal des Unterteils und mit den Speiserillen, wobei
die Ausgabeplatte in der Oberseite auch einen Lüftungsschlitz in Strömungsverbindung
mit der Sammelkammer und eine Kante des Unterteils enthält. Der
Lüftungsschlitz lässt Umluft
in die Flasche einströmen,
um die aus ihr ausgegebene Flüssigkeit
zu ersetzen. Die Ausgabeplatte kann in dieser bevorzugten Form auch
ein Ablenkelement aufweisen, das an einer Kante der Ausgabeplatte
angebracht ist. Das Ablenkelement ist so bemessen, dass es sich
bei an den Rand des Toilettenbeckens angesetzter Ausgabevorrichtung
an die Innenfläche
des Toilettenbeckens anlegen kann. Beim Spülen der Toilette berührt ein
Teil des Spülwassers
einen Abgabeort auf der Oberseite der Ausgabeplatte und spült dabei
die Flüssigkeit
in das Spülwasser
aus.
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Das
Unterteil hält
die Flasche so, dass sie umgekehrt, also mit abwärts weisender Flaschenmündung gehaltert
wird und die Flüssigkeit
unter dem Eigengewicht die Flasche verlassen kann. Vorzugsweise
ist die Flasche flach und gedrängt
ausgeführt,
um den Kopfraum in ihr möglichst
klein zu halten. Ist die Flasche mit Flüssigkeit gefüllt, besteht
im Kopfraum der Flasche ein negativer bzw. Unterdruck (d.h. ein
Druckgleichgewicht). Nach dem Einsetzen der Flasche in das Unterteil
fließt
ein Teil der Flüssigkeit
aus ihr auf einen Ausgabeort auf der Ausgabeplatte aus. Wenn das
Spülwasser
die Flüssigkeit
vom Ausgabeort auf der Ausgabeplatte abspült, fließt weitere Flüssigkeit
aus der Flasche nach und strömt
Umluft in die Flasche hinein, um die aus der Flasche ausgeflossene
Flüssigkeit
zu ersetzen. Das Volumen der in die Flasche strömenden Umluft lässt sich
durch Lüftungsschlitze
oder -kanäle
auf oder an der Ausgabeplatte beeinflussen. Auf diese Weise dient
die Umluft als Dosierer, der ein lineares und gleichmäßiges Freisetzen
des flüssigen
Ansatzes ermöglicht,
indem gewährleistet
ist, dass der Innendruck der Flasche nach jeder Spülung wieder
ein Druckgleichgewicht annimmt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber bekannten
Flüssigkeit-Abgabevorrichtungen
wie denen der
EP 0 538 957 und
der
EP 0 785 315 dar,
in denen ein Schwamm oder ein ähnliches
poröses
absorbierendes Material im Strömungsweg
der Flüssigkeit
angeordnet ist, damit die Flüssigkeit
nicht zu schnell aus der umgekehrten Flasche ausfließen kann.
Wie oben ausgeführt,
erlaubte die in diesen bekannten Ausgabevorrichtungen verwendete
poröse
Masse keine präzise
Kontrolle über
das in das Spülwasser
aus gegebene Flüssigkeitsvolumen,
da bei der Herstellung des porösen
Mediums zu weite Toleranzen herrschen.
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Die
vorliegende Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass sie eine
Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
schafft, mit der sich eine Flüssigkeit
aus einem Reservoir an einen Ausgabeort auf einer Ausgabeplatte
auf kontrollierte und gleichmäßige Weise
ausgeben lässt.
Insbesondere ist sie dahingehend vorteilhaft, dass sich mit ihr
vom Rand eines Toilettenbeckens her bei jeder Spülung eine kontrollierte Flüssigkeitsmenge
gleichmäßig ausgeben
lässt.
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Diese
und andere Besonderheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich klarer aus der foglenden ausführlichen
Bechriebung sowie den beigefügten
Ansprüchen
und Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Perspektive einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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2 ist
eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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3 ist
ein rechtsseitiger Aufriss einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung, deren linksseitiger
Ansicht hierzu spiegelbildlich ist;
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4 ist
eine Unteransicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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5 ist
eine rückseitige
Ansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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6 ist
eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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7 zeigt
als Sprengdarstellung die Bestandteile einer Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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8 ist
ein Schnitt in der Ebene 8-8 der 2;
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9 ist
ein Teilschnitt durch eine Flasche und einen Unterteil einer Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
unmittelbar vor dem Aufsetzen der Flasche auf das Unterteil;
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10A ist ein Schnitt durch eine erste Version einer
Ausgabeplatte einer Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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10B ist ein Schnitt durch eine zweite Version
einer Ausgabeplatte;
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10C ist ein Schnitt durch eine dritte Version
einer Ausgabeplatte;
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11A ist eine Draufsicht einer Ausgabeplatte aus
der Ebene 11A-11A der 8;
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11B ist eine Draufsicht auf eine andere Ausgabeplatte;
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11C ist eine Draufsicht auf eine noch andere Ausgabeplatte;
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11D ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausgabeplatte;
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11E zeigt eine andere Variante einer Ausgabeplatte;
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12 zeigt
als schaubildlichen Schnitt eine erfindungsgemäße Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung an
einem Toilettenbecken mit offenem Rand angesetzt;
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13 zeigt
als schaubildlichen Schnitt eine erfindungsgemäße Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung an
einem Toilettenbecken mit geschlossenem Rand angesetzt;
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14 ist
ein vergrößerter Teilschnitt
durch eine erfindungsgemäße Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung,
die an ein Toilettenbecken angesetzt ist;
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15 zeigt
als vergrößerten Teilschnitt
eine andere Version einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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15A ist ein Schnitt in der Ebene 15A-15A;
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16 ist
ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform;
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17 zeigt
als Perspektive eine andere Version einer erfindungsgemäßen Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung;
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18 zeigt
als Frontalaufriss die Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
nach 17;
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19 zeigt
als rechtsseitigen Aufriss die Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung der 17,
wobei die linksseitige Ansicht spiegelbildlich zu dieser ist;
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20 ist
eine Unteransicht der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17;
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21 ist
eine Rückansicht
der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17;
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22 ist
eine Draufsicht der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17;
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23 zeigt
als Sprengdarstellung die Bestandteile der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17;
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24 ist
ein Schnitt in der Ebene 24-24 der 18;
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25 ist
ein Teilschnitt durch eine Flasche und den Unterteil der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17 unmittelbar vor dem Aufsetzen der Flasche auf
das Unterteil;
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26 ist
ein Schnitt in der Ebene 26-26 der 27;
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27 ist
eine Draufsicht auf einen Unterteil der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17 aus der Ebene 27-27 der 25;
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27A zeigt als Draufsicht eine andere Version des
Unterteils der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
der 17 aus der Ebene 27-27 der 25;
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28 ist
eine Draufsicht einer Ausgabeplatte aus der Ebene 28-28 der 24;
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29a ist ein Schnitt durch einen Kapillarkanal
in der Ebene 29a-29a der
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28;
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29b ist ein anderer Schnitt durch einen Kapillarkanal
in der Ebene 29a-29a
der 28;
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29c ist ein noch anderer Schnitt durch einen Kapillarkanal
in der Ebene 29a-29a der 28;
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29d ist ein noch anderer Schnitt durch einen Kapillarkanal
in der Ebene 29a-29a der 28;
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29e ist ein weiterer Schnitt durch einen Kapillarkanal
in der Ebene 29a-29a der 28;
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29f ist ein zusätzlicher Schnitt durch einen
Kapillarkanal in der Ebene 29a-29a der 28;
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30 ist
ein schaubildlicher Schnitt durch eine erfindungsgemäße Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
an ein Toilettenbecken mit offenem Rand angesetzt; und
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31 ist
ein schaubildlicher Schnitt durch eine erfindungsgemäße Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
an ein Toilettenbecken mit geschlossenem Rand angesetzt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Zunächst zeigen
die 1–9 eine Vorrichtung 10 zum
Ausgeben einer Flüssigkeit
vom Rand eines Toilettenbeckens her. Die Ausgabevorrichtung 10 weist
eine Flasche 18 zur Aufnahme einer Flüssigkeit, ein Unterteil 24 zum
Haltern der Flasche 18 und einen Haken 12 auf,
mit dem das Unterteil 24 und die Flasche 18 vom
Rand einer Toilette abhängbar
ist.
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Zur
leichteren Herstellbarkeit sind der Haken 12, die Flasche 18 und
das Unterteil 24 als separate Teile ausgebildet, wie die 7 zeigt.
Während
zum Herstellen des Hakens 12, der Flasche 18 und
des Unterteils 24 verschiedene Werkstoffe verwendbar sind,
wird für
sie vorzugsweise ein opakes thermoplastisches Material wie pigmentiertes
Polyethylen oder Polypropylen eingesetzt. Die in der Ausgabevorrichtung
verwendete Flüssigkeit
kann ein beliebiger flüssiger
Ansatz mit den für
die jeweilige Toilettenreirugungsanwendung geforderten Reinigungs-, Schäum-, Desinfizier-
und Beduftungseigenschaften sein.
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In
einer bevorzugten Form der Flasche 18 – vergl. die 5 – weist
diese einen klaren bzw. transparenten Sichtstreifen 23 auf,
der sich vertikal auf einem Teil der ansonsten opaken Flasche 18 erstreckt. Der
Sichtstreifen 23 ermöglicht
dem Benutzer, den in der Flasche verbleibenden Flüssigkeitsstand 18 zu erkennen.
In einer bevorzugten Form ist die Flasche 18 vor dem Aufhaken
auf den Toilettenrand mit etwa 45 ml des Flüssigansatzes gefüllt.
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Das
Unterteil 24 weist ein langgestrecktes stehendes Element 26 auf, über dessen
gesamte Länge
sich innen ein Führungskanal 25 erstreckt. Beim
Ansetzen des Unterteils 24 und der Flasche 18 an
einen Toilettenrand wird der Haken 12 in den Führungskanal 25 eingeschoben.
Ein unteres Ende 13 des Hakens 12 hat eine Nase 14,
die sich beim Einsetzen des Hakens 12 in den Führungskanal 25 an dessen
Innenfläche
anpresst, so dass der Haken 12 am Unterteil 24 angesetzt
bleibt. Es sollte klar sein, dass die Teleskopanordnung des Führungskanals 25 und
des Hakens 12 erlaubt, die Ausgabevorrichtung 10 an
vielfältig
ausgestaltete Toilettenränder
anzusetzen.
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Das
Unterteil 24 weist weiterhin eine rückseitige Wand 36 auf,
die oben zu einer Kante 32 ausläuft. Die rückseitige Wand 36 und
die obere Kante 32 bilden eine Aufnahme 60, die
bei auf das Unterteil 24 aufgesetzter Flasche 18 letztere
haltert. Auf einem Mittelteil der Aufnahme 60 ist, wie
in 7 gezeigt, ein Kanal 37 ausgebildet,
der einen Stechdorn 27 ringförmig umgibt, mit dem bei an
einen Toilettenrand angesetzter Ausgabevorrichtung 10 Flüssigkeiten aus
der Flasche 18 herausführbar
sind.
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Die 9 zeigt
das Aufsetzen der Flasche 18 auf das Unterteil 24 ausführlich.
Der Stechdorn 27 des Unterteils 24 weist einen
hohlzylindrischen Abschnitt 28 auf, durch den ein Speisekanal 31 verläuft. Ein
oberes Ende 29 des Abschnitts 28 läuft schräg zu einer
elliptischen Mündung
aus.
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Die
Flasche 18 hat eine kreisförmige Mündung 19, die von
einem Verschluss 20 abgedeckt ist, der den Flüssiginhalt
der Flasche 18 zum Versand und zur Lagerung dicht einschließt. In der
in der 9 gezeigten Version der Flasche ist der Verschluss 20 eine
Kappe aus einem thermoplastischen Werkstoff mit einem Kanal, der
einen kreisförmigen Flansch
an der Mündung 19 der
Flasche 18 umgibt. Andere Verschlüsse wie bspw. Metall- oder
Kunststofffolien wären
zum Verschließen
der Mündung 19 der
Flasche 18 ebenfalls geeignet. Mittig im Verschluss der 9 liegt
ein aufreißbarer
Verschlussbereich 21 mit einer kreis förmigen Fläche 22 verringerter
Dicke. Beim Einsetzen wird die Flasche 18 über dem
Stechdorn 27 des Unterteils 24 so ausgerichtet,
dass die kreisförmige
Innenwand des Verschlusses 20 etwa über der kreisförmigen Außenwand
des Stechdorns 27 liegt, und dann die Flasche in der Richtung
A bewegt, bis der Stechdorn 27 mit seinem oberen Ende 29 die
Kreisfläche 22 des
aufreißbaren
Verschlusses 21 durchstößt. Der
Zufuhrkanal 31 des Unterteils steht dann in Strömungsverbindung
mit der Mündung 19 der
Flasche 18, und Flüssigkeit
kann aus ihr durch den Speisekanal 31 und die Austrittsöffnung 38 am
unteren Ende des Stechdorns 27 unter dem Eigengewicht ausfließen. Durch geeignetes
Bemessen des Stechdorns 27 sowie des Verschlusses 20 und
der Mündung 19 der
Flasche 18 erreicht man beim Aufsetzen der Flasche auf
das Unterteil 24 einen flüssigkeitsdichten Abschluss.
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Unten
am Unterteil 24 befindet sich eine Flüssigkeit-Ausgabeplatte 40,
die das Austeilen des Flüssigansatzes
in das Spülwasser
unterstützt.
Die Ausgabeplatte 40 kann ein separates, an das Unterteil
angesetztes Bauteil oder auch mit diesem einteilig sein. Sie ist
vorzugsweise aus nicht porösem
thermoplastischem Werkstoff wie pigmentiertem Poylethylen oder Polypropylen
hergestellt.
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Die 8, 10A, 10B, 10C sowie 11A zeigen
die Ausgestaltung einer ersten Version der Ausgabeplatte 40 und
deren Anordnung am Unterteil 24. Die 11A zeigt die Ausgabeplatte 40 auf der
Oberseite 42 mit einer Folge von Kapillarkanälen 48,
die strahlenförmig
von einer Sammelkammer 44 ausgehen und in der Oberseite 42 von der
Kante des Unterteils 24 einwärts beabstandet ausgebildet
sind. Die Kapillarkanäle 48 können mit verschiedener
Querschnittsgestalt ausgeführt
sein und weisen vorzugsweise einen Quadrat-, Rechteck- oder Dreieckquerschnitt
auf.
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Wie
die 10A, 10B, 10C zeigen, können
die Kapillarkanäle
auch verschieden tief sein. In 10A liegt
der Boden 49 des Kapillarkanals 48 koplanar mit
dem Boden der Sammelkammer 44, und zwar von dieser bis
zu seinem äußeren Ende,
so dass die Tiefe des Kapillarkanals 48 im wesentlichen gleich
der der Sammelkammer 44 ist. In der 10B fällt jedoch
der Boden 49B des Kapillarkanals 48 vom Boden 52 der
Sammelkammer 44 zu seinem äußeren Ende 50 schrittweise
ab. In der 10C liegt der Boden 49C des
Kapillarkanals 48 von der Sammelkammer 44 bis
zu seinem äußeren Ende 50 unter
deren Boden, so dass der Kapillarkanal 48 tiefer liegt als
die Sammelkammer 44.
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Andere
Tiefengestaltungen der Kapillarkanäle 48 sind ebenfalls
möglich.
Bspw. kann der Boden 49 des Kapillarkanals 48 zum äußeren Ende 50 hin bezüglich des
Bodens 52 der Sammelkammer 44 abwärts geneigt
sein. Alle diese Tiefenausgestaltungen der Kapillarkanäle können dazu
dienen, die Verteilung der Flüssigkeit
in der Toilette zu kontrollieren, wie weiter unten beschrieben ist.
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Die 11A, 11B,11C, 11D und 11E zeigen, wie verschiedene Layouts der Kapillarkanäle 48 und
der Sammelkammer in der Oberseite 42 der Ausgabeplatte 40 ebenfalls
möglich sind.
In 11A ist die Sammelkammer 44 länglich und
im wesentlichen parallel zur Hauptachse der Ausgabeplatte 40 angelegt
und die Kapillarkanäle 48 verlaufen
von einer Seite der länglichen
Sammelkammer 44 her strahlenartig auswärts. In der 11B ist eine Sammelkammer 44B sichelförmig mit
zu der Ausgabeplatte 40b im wesentlichen paralleler Hauptachse
angelegt und die Kapillarkanäle 48B verlaufen
von einer Seite der sichelförmigen Sammelkammer 44B weg
strahlförmig
auswärts.
In der 11C ist die Sammelkammer 44C länglich mit zu
der einen Ausgabeplatte 40C im wesentlichen paralleler
Hauptachse ausgebildet und die Kapillarkanäle 48C verlaufen von
einer Seite der länglichen Sammelkammer 44C strahlenartig
auswärts,
wobei ihre Breite mit der Entfernung von der Sammelkammer 44C zunimmt.
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In
der 11D hat eine Sammelkammer 44D eine
längliche
Gestalt mit zu der einen Ausgabeplatte 40D im wesentlichen
rechtwinkliger Hauptachse, und Kapillarkanäle 48D verlaufen von
beiden Seiten der länglichen
Sammelkammer 44D strahlenartig so nach auswärts, dass
ein Hauptteil mindestens einiger der Kapillarkanäle 48D im wesentlichen
parallel zur Hauptachse einer Ausga beplatte 40D verläuft. In der 11E ist eine Sammelkammer 44E länglich mit
im wesentlichen parallel zu der einen Ausgabeplatte 40E verlaufender
Hauptachse sowie Kapillarkanälen 48E,
die strahlenartig von einer Seite der länglichen Sammelkammer 44E regellos
auswärts weg
verlaufen.
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Die 8 zeigt
die Anordnung der Ausgabeplatte 40 bezüglich des Rests des Unterteils 24.
Die Ausgabeplatte 40 ist an das Unterteil (als separater Schritt
oder bei seiner Formgebung) so angesetzt, dass ihre Sammelkammer 44 in
Strömungsverbindung
mit dem Speisekanal 31 des Unterteils 24 steht. In
der in der 8 gezeigten Version der Erfindung dient
das Austrittsloch 38 am unteren Ende des Stechdorns 27 dazu,
einen Fließweg
zwischen dem Speisekanal 31 und der Sammelkammer 44 der
Ausgabeplatte 40 herzustellen. Infolgedessen fließt Flüssigkeit
aus der Flasche 18 in den Speisekanal 31 des Unterteils 24 und
durch das Austrittsloch 38 in die Sammelkammer 44 der
Ausgabeplatte 40. Sodann fließt sie aus der Sammelkammer 44 der
Ausgabeplatte 40 in die Kapillarkanäle 48 auf der Oberseite 42 der
Ausgabeplatte 40 und schließlich weiter zum äußeren Ende 50 der
Kapillarkanäle 48,
von wo sie in die Toilette ausgegeben wird, wie weiter unten beschrieben.
Verschiedene Einrichtungen und Mittel sind anwendbar, um die Flüssigkeit
aus der Sammelkammer 44 der Ausgabeplatte 40 in
die Kapillarkanäle 48 zu
transportieren. Erstens dient die von der Haftung der Flüssigkeit
an den Seiten der Kapillarkanäle 48 ausgeübte Kapillarwirkung
dazu, die Flüssigkeit zu
deren äußeren Enden 50 zu
leiten. Zweitens können
die Kapillarkanäle 48 tiefer
sein als die Sammelkammer 44, wie in den 10B, 10C gezeigt und
oben beschrieben, so dass die Flüssigkeit
aus der Sammelkammer 44 zu den äußeren Enden 50 der
Kapillarkanäle 48 transportiert
wird.
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Drittens
kann die Ausgabeplatte 40 abwärts geneigt sein, so dass die
Sammelkammer 44 höher liegt
als die Kapillarkanäle 48.
Wie bspw. aus 8 ersichtlich, verläuft die
Ausgabeplatte 40 unter einem Winkel χ abwärts zur Horizontalen H. In
dieser Anordnung der Ausgabeplatte 40 liegt die Sammelkammer 44 höher als
die Kapillarkanäle 48 und
fließt
die Flüssigkeit
aus der Sam melkammer 44 abwärts in die Kapillarkanäle 48.
Es hat sich herausgestellt, dass, wenn der Winkel χ zwischen
der Ausgabeplatte 40 und dem Unterteil 24 zwischen
etwa 10° und
etwa 30° beträgt, sich
verbesserte Fließeigenschaften
für die
Flüssigkeit
erreichen lassen. Der Abwärtswinkel der
Ausgabeplatte 40 dient auch dazu, im Einsatz eine Wasseraufnahme
durch die Flasche 18 möglichst
gering zu halten. Natürlich
lassen sich diese Verfahren zur Kontrolle des Flüssigkeitsflusses aus der Sammelkammer 44 in
die Kapillarkanäle 46 einzeln
oder gemeinsam mit anderen einsetzen.
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Bei
der Untersuchung der optimalen Konfiguration der Ausgabevorrichtung
wurden die tatsächlichen
Funktionsmechanismen genauer geprüft. Während die Anmelderin nicht
durch eine bestimmte Theorie gebunden sein will, hält sie dafür, dass
die Ausgabevorrichtung nach dem Prinzip eines Luft-Flüssigkeit-Austauschs arbeitet.
Beim ersten Aktivieren fließt
Wirkstoff-Flüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter
in die Kapillarkanäle
aus, und zwar hauptsächlich
unter dem kombinierten Einfluss der Schwerkraft und von Kapillarkräften. Dabei
entsteht im Kopfraum über
der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter ein
Unterdruck, der den Schwerkraft- und Kapillarkräften entgegenwirkt, die die
Flüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter
ziehen wollen, so dass der Ausfluss abnimmt und schließlich vollständig unterbunden wird,
wenn der Unterdruck hoch genug geworden ist. Von diesem Punkt an
wird Flüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter
nur dann ausgegeben, wenn Luft in den Kopfraum dringt und den Unterdruck
schwächt. Dringt
Wasser in den Vorratsbehälter
ein, wird der Wirkstoff nur verdünnt,
aber sein Füllstand
nicht gesenkt. Beim Spülen
tritt jedoch ein Luft-Wasser-Gemisch
in den Vorratsbehälter
ein, so dass dessen Inhalt sowohl verdünnt als auch der Flüssigkeitsstand gesenkt
wird. Das Mengenverhältnis
der Luft und des Wassers, die beim Spülen in den Vorratsbehälter eindringen,
bestimmt das Ausmaß der
Verdünnung
der Flüssigkeit
wie auch das Absinken von deren Standhöhe. Idealerweise würde beim
Spülen
nur Luft in den Vorratsbehälter
gelangen. Zusätzlich
zu den sich aus den diskutierten Kräften ergebenden Strömen spielen
für den
Ausfluss aus dem Vorratsbehälter
andere Faktoren eine Rolle – bspw.
das Gefälle
der Oberflächenspannung
auf der Flüssigkeit
in den Kapillarkanälen
sowie die Diffusion der grenzflächenaktiven
Stoffe, Farbstoffe und anderer Bestandteile der Flüssigkeit.
Solche letzteren Faktoren werden aber den Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter nicht
senken. Folglich ist der Zufluss von Luft in den Kopfraum des Vorratsbehälters eine
notwendige Bedingung.
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Es
wurden mehrere Parameter untersucht – bspw. der Winkel der Ausgabeplatte 40 zur
Horizontalen, die Viskosität
der ausgegebenenen Flüssigkeit,
die Intensität
der Spülung
und die Rolle der Kapillarkanäle.
Diese Parameter wurden mit einer Vorrichtung untersucht, bei der
sich der Gewichtsverlust der Flüssigkeit
in der Ausgabevorrichtung als Funktion der Anzahl der Spülungen (d.h.
der Freisetzrate) bestimmt, bei der der Winkel der Ausgabeplatte
zur Horizontalen zwischen 0 und 30° verändert werden kann und bei der
sich die Viskosität
der ausgegebenen Flüssigkeit
mit entweder 50 ml oder 250 ml Wasser pro Spülung zwischen 2000 cP und 4000
cP verändern
lässt,
wobei die Ausgabeplatten mit oder ohne Kapillarkanälen angewendet
werden konnten.
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Bezüglich der
Intensität
der Spülung
sei darauf hingewiesen, dass diese sich in der Praxis abhängig vom
Anbringungsort unter dem Rand des Toilettenbeckens ändert. Wie
erwartet, hat sich herausgesellt, dass die Freisetzung der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
mit der Spülintensität zunimmt.
M.a.W. Die Freisetzung beim Spülen
mit 250 ml ist höher
als beim Spülen
mit 50 ml. Bei höherer
Spülintensität nimmt
gewöhnlich
auch die Turbulenz im Bereich zwischen der Kapillarplatte und dem
Austrittsloch des Vorratsbehälters
zu. Diese höhere
Turbulenz sollte zu einem höheren
Luftanteil im beim Spülen
in den Vorratsbehälter
eindringenden Wasser führen. Der
Nettoeffekt aller dieser Einflüsse
ist, wie oben ausgeführt,
eine höhere
Freisetzung. Das Spülen
bewirkt zusätzlich
zur Turbulenz mechanische Schwingungen der Ausgabevorrichtungen,
die den Luft-Flüssigkeit-Meniskus
bzw. die Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche am Austrittsloch
des Vorratsbehälters
destabilisieren. Je instabiler sie wird, desto leichter können Luftblasen
in den Kopfraum eindringen. Die Größe der Differenz der Freisetzungen
hängt jedoch
auch von anderen Faktoren ab – bspw.
dem Winkel der Ausgabeplatte und der Viskosität der Flüssigkeit.
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Beim
Untersuchen des Winkels zwischen der Kapillarplatte und der Horizontalen
wurde der Winkel zwischen ersterer und der Achse des Vorratsbehälters unverändert gehalten,
so dass sich der Einfluss etwa beobachteter Änderungen isolieren ließ. Der Effekt
des Winkels der Kapillarplatte auf die Freisetzrate ist ausgeprägt. Bei
0° zwischen
der Platte und der Horizontalen und sowohl 50 ml als auch 250 ml
Wasser war nach 112 Spülungen
dem Vorratsbehälter
sehr wenig Flüssigkeit
entnommen worden. M.a.W.: Nach 112 Spülungen mit entweder 50 ml oder
250 ml Wasser pro Spülung
verblieben etwa 95 % der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter.
Wurde der Winkel auf 30° geändert, verblieben
nach 112 Spülungen mit
50 ml pro Spülung
nur etwa 20 % der Flüssigkeit und
bei 250 ml pro Spülung
nach nur 80 Spülungen nur
20 % der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter.
Folglich sollte der Winkel zwischen der Ausgabeplatte und der Horizontalen
größer als
etwa 5° – vorzugsweise zwischen
etwa 10° und
etwa 30° und
meistbevorzugt zwischen etwa 20° und
etwa 30° – sein.
Der Grund für
diese unterschiedliche Reaktion auf unterschiedliche Winkel der
Ausgabeplatte zur Horizontalen ist, dass mit zunehmendem Winkel
der Meniskus des herabhängenden
Tropfens, der sich am Austrittsloch des Vorratsbehälters bildet,
von der Axialsymmetrie abweicht. Mit zunehmender Abweichung entsteht eine
Situation, in der der Meniskus bezüglich der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
auf eine Seite des Austrittslochs abwärts konkav und auf der anderen
Seite aufwärts
konvex wird. Dadurch wird es für
eine Luftblase leichter, wegen der beim Spülen verursachten Schwingungen
und Turbulenz in den Kopfraum einzudringen. Übersteigt der Winkel einen
kritischen Wert, kann die Flüssigkeit
sogar stetig ausfließen, während auf
der anderen Seite des Austrittslochs Luft stetig eindringt. Dieser
kritische Winkel hängt von
Faktoren wie der Größe des Austrittslochs,
der Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
und dem Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Innenfläche des
Vorratsbehälters
ab.
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Auch
die Rheologie der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
beeinflusst einige Parameter, die ihrerseits in das Verhalten der
Vorrichtung eingehen. Für eine
gegebene Gesamt-Antriebskraft bietet die Viscosität der Flüssigkeit
den Hauptwiderstand gegen ein Freisetzen derselben. Sowohl die Viscosität als auch
die Elastizitätseigenschaften
der Flüssigkeit wirken
sich auf die Zunahme der Instabilität am Luft-Flüssigkeit-Meniskus
aus, der sich für
einen gegebenen Plattenwinkel beim Spülen oder in Folge der Entwicklung
eines ausreichenden Unterdrucks im Kopfraum des Vorratsbehälters bildet.
So bestimmen die Viscosität
und die Elastizitätseigenschaften,
ob eine Luftblase in den Kopfraum aufsteigen kann; ist dies der
Fall, bestimmen sie die Geschwindigkeit, mit der die Blase sich
bewegt. Hat die Flüssigkeit
eine hohe Fließfestigkeit,
ist die Luftblase u.U. nicht in der Lage, in den Kopfraum aufzusteigen.
Die Elastizitätseigenschaften – bspw.
die Fließfestigkeit – der in
der Ausgabevorrichtung verwendeten Flüssigkeit wurden zwar nicht
gemessen; es wurden jedoch die Viskositäten zwischen 2000 cP und 4000
cP variiert, um die Freisetzraten der Ausgabevorrichtung für zwei verschiedene
Plattenwinkeln (15° und
30°) zu
bestimmen. Für
jede der vier Kombinationen der Viskosität der Flüssigkeit im Vorratsbehälter mit
dem Plattenwinkel wurden 100 Spülungen
angesetzt. Jeweils nach Abschluss der 100 Spülungen wurde der prozentuale
Anteil der im Vorratsbehälter
verbleibenden Flüssigkeit
ermittelt. Es ergab sich, dass von einer bei 10° ausgegebenen 3500cP-Flüssigkeit
etwa 94,5 %, von einer bei 10° ausgegebenen
2000cP-Flüssigkeit
etwa 91 %, von einer bei 20° ausgegebenen 3500cP-Flüssigkeit
etwa 82,5 % und von einer bei 20° ausgegebenen
2000cP-Flüssigkeit
etwa 80,5 % zurück
blieben. Wie also ersichtlich, hat die Viskosität einen eindeutigen Effekt
auf die Ausgaberate, wobei Flüssigkeiten
mit niedrigerer Viskosität
schneller ausgegeben werden, und ergeben größere Winkel zwischen der Ausgabeplatte
und der Horizontalen ebenfalls eine schnellere Ausgabe. In der vorliegenden
Erfindung hat die Flüssigkeit
eine Viskosität
zwischen etwa 2000 cP und etwa 4000 cP.
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Die
Rolle der Kapillarkanäle
in der Ausgabeplatte auf die Freisetzung wurde ebenfalls untersucht.
An Platten mit und ohne Kapillarkanälen wurden Versu che durchgeführt, um
die Freisetzraten der Ausgabevorrichtung bei zwei verschiedenen
Plattenwinkeln (15° und
30°) und
zwei verschiedenen Viskositäten
(2000 cP und 4000 cP) zu ermitteln. Wie sich ergab, wird die Freisetzung
von den Kapillarkanälen – insbesondere
bei niedrigen Viskositäten
und großen
Plattenwinkeln – stark
beeinflusst.
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Nach
der Art und Weise, wie die Flüssigkeit aus
der Flasche 18 an einen Ort auf der Oberseite 42 der
Ausgabeplatte 40 bewegt wird, kann nun an Hand der 12 und 13 die
Anwendung der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung 10 beschrieben
werden. Die 12 zeigt die Anordnung der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung 10 an
einer Toilette 16B mit offenem Rand. Bei an den Rand der
Toilette 16B gehängter
Ausgabevorrichtung 10 gerät, wie ersichtlich, der Spülwasserstrom
W bei jeder Spülung
in Kontakt mit der Ausgabeplatte 40. Die 13 zeigt
die Anordnung der Ausgabevorrichtung 10, wenn sie an eine
Toilette 16A mit geschlossenem Rand gehängt ist. Bei an den Rand der
Toilette 16A gehängter
Ausgabevorrichtung 10 gerät bei jeder Spülung der
Spülwasserstrom
W ebenfalls in Berührung
mit der Ausgabeplatte 40. Berührt das Spülwasser die Ausgabeplatte 40,
wie in 12 und 13 gezeigt,
mischt es sich mit der Flüssigkeit
in den Kapillarkanälen 48 auf
der Oberseite 42 der Ausgabeplatte 40 und wird von
dort in der Toilette verteilt.
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Nachdem
das Spülwasser
Flüssigkeit
von einem Ausgabebereich der Ausgabevorrichtung 40 in die
Toilette gespült
hat, gelangt frische Flüssigkeit aus
der Flasche 18 in die Kapillarkanäle 48, wie oben beschrieben.
Damit Luft aufwärts
in die Flasche 18 gelangen kann, wenn Flüssigkeit
in das Spülwasser gegeben
wird, enthält
die Oberseite 42 der Ausgabeplatte 40 einen Lüftungsschlitz 46 (am
besten aus den 8, 10A und 11A ersichtlich), der zwischen der Sammelkammer 44 und
der Kante des Unterteils 24 einen Strömungsweg bildet. Der Strömungsweg
ermöglicht
der Umluft, in die Flasche 18 aufzusteigen und aus ihr
ausgegebene Flüssigkeit
zu ersetzen.
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Die 14 zeigt
eine optionale Besonderheit der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung 10,
mit der sich die Ausgabe des Flüssigansatzes
in das Spülwasser
kontrollieren lässt.
Insbesondere ist eine Leitfläche 55 an
die Kante der Ausgabeplatte 40 angesetzt, um die Ausgabe
des Flüssigansatzes
in das Spülwasser
weiter zu kontrollieren. Die Leitfläche 55 erlaubt der
Ausgabevorrichtung 10 den Einsatz in einer breiten Vielfalt
von Beckenkonturen, die sich auf dem Markt finden. In einer Version
ist die Leitfläche 55 aus
einem flexiblen Werkstoff ausgebildet und wirkt als flexible Membran,
die sich an die Gestalt der Innenfläche des Toilettenbeckens anpasst,
dadurch Spülwasser
aus der Toilette auf die Ausgabeplatte 40 lenkt und somit
gewährleistet,
dass der Flüssigansatz
bei jeder Spülung
in die Toilette ausgewaschen wird. Diese Version der Leitfläche 55 lässt sich
nach einem Mehrfach-Spritzformverfahren herstellen, bei dem zwei
verschiedene thermoplastische Werkstoffe – ein weiches Wischmaterial
für die
flexible Leitfläche und
ein härterer
Werkstoff für
die Ausgabeplatte – gemeinsam
geformt werden. In einer anderen Version der Leitfläche wird
diese gelenkig an die Kante der Ausgabeplatte angesetzt derart,
dass die Leitfläche sich
der Gestalt der Innenfläche
des Toilettenbeckens anpassen kann. In einer noch anderen Version der
Leitfläche
sind diese und die Ausgabeplatte so konfiguriert, dass die Ausgabeplatte
Führungsschlitze
enthält,
in denen die Leitfläche
zur Kante der Ausgabeplatte hin und von ihr weg gleiten kann, so
dass sich die Leitfläche
der Innenfläche
des Toilettenbeckens anpassen kann, Die 15, 15A zeigen eine alternative Ausführungsform
des Stechdorns der Ausgabevorrichtung. In dieser Ausführungsform enthält der Stechdorn 27A einen
zentralen Lüftungskanal 28A sowie
Stege 30, die vom zentralen Lüftungskanal 28A auswärts verlaufen.
Der zentrale Lüftungskanal 28A und
die Stege 30 bilden Speisekanäle 31A. Ein oberes
Ende 29a des zentralen Lüftungskanals 28A des
Stechdorns 27A dient dazu, den Verschluss 20 der
Flasche zu öffnen,
indem es den kreisrunden Bereich 22 des aufreißbaren Verschlusses 21 durchstößt. Die
Speisekanäle 31A werden
dann in Strömungsverbindung
mit der Mündung 19 der
Flasche 18 gebracht und Flüssigkeit kann aus der Flasche 18 durch
die Speisekanäle 31A auf
die Oberseite 42 der Ausgabeplatte 40 fließen. In
dieser Ausführungsform
des Stechdorns 27A gelangt durch ein Loch 35 in
der Ausgabeplatte und durch den zentralen Läftungskanal 28A Luft
aufwärts
in die Flasche, wenn Flüssigkeit
in das Spülwasser
ausgegeben wird.
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Die 16 zeigt
eine andere Version einer Vorrichtung 10A zur Ausgabe einer
Flüssigkeit
vom Rand eines Toilettenbeckens her. In dieser Version der Erfindung
dient ein modifiziertes Unterteil 24A zur Aufnahme der
Flasche 18. Das Unterteil 24A hat im Prinzip die
gleichen Merkmale wie das oben beschriebene Unterteil 24 der 1–9.
Mittig am unteren Ende des Stechdorns 27 des Unterteils 24A ist
jedoch ein Loch 38A vorgesehen, und das Unterteil 24A hat
eine untere Platte 34, die sich von einer Wand des Stechdorns
weg abwärts
erstreckt. Die Unterseite der unteren Platte 34 enthält eine
Fließnut 39,
die dazu dient, Flüssigkeit
vom Ausgabeloch 38A zur Kante der Platte 34 zu
leiten. Die Ausgabevorrichtung 10A weist weiterhin eine
Ausgabeplatte 40A auf, die beabstandet zur Platte 34 des
Unterteils 24A einteilig mit ihm ausgeführt oder daran angesetzt ist. In
dieser Ausgestaltung übernimmt
die Ausgabeplatte 40A auf der Oberseite 42G Flüssigkeit
aus dem Speisekanal 31 durch das Ausgabeloch 38A.
Die Ausgabevorrichtung 10A ist so gestaltet, dass sich der
Abstand zwischen der Oberseite 42G der Ausgabeplatte 40A und
der unteren Platte 34 des Unterteils 24A über die
Länge der
Ausgabeplatte 40A ändert. Wie
aus 16 ersichtlich, ist die Strecke D1 größer als
die Strecke D2 zwischen der Ausgabeplatte 40A und der unteren
Platte 34 des Unterteils 24A.
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Bei
an einen Beckenrand angesetzter Ausgabevorrichtung 10A nach 16 liegen
die der Innenfläche
des Toilettenbeckens nächstliegende
Kante der Ausgabeplatte 40A und die der Innenfläche des
Beckens nächstliegende
Kante der unteren Platte 34 am dichtesten beieinander,
wie in 16 mit der Strecke D3 gezeigt.
Mit zunehmendem Abstand der Ausgabeplatte 40A und der unteren
Platte 34 von der Innenfläche des Toilettenbeckens nimmt
auch der Abstand zwischen der Ausgabeplatte 40A und der
unteren Platte 34 zu. An der von der Innenfläche des
Toilettenbeckens am weitesten entfernten Kante der Ausgabeplatte
und der von der Innenfläche
des Toilettenbeckens am weitesten beab standeten Kante der unteren
Platte 34 ist ein Lüftungsraum 58 zwischen
der Ausgabeplatte 40A und der unteren Platte 34 belassen,
durch den beim Ausgeben von Flüssigkeit
in das Spülwasser
Luft durch den Speisekanal 31 aufwärts in die Flasche 18 gelangen
kann.
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Es
hat sich ergeben, dass die Ausgabeplatte 40A und die untere
Platte 34 abwärts
geneigt sein sollten, damit sich auf der Ausgabeplatte 40A und
der unteren Platte 34 Flüssigansatz ansammeln kann, wo
deren Abstand am geringsten ist. Daher ist bei an den Rand des Toilettenbeckens
angesetzter Ausgabevorrichtung die untere Platte 34 bezüglich einer
Innenfläche
des Toilettenbeckens geneigt. Vergl. hierzu die 16,
wo die untere Platte 34 unter einem Winkel Y bezüglich der
Horizontalen H abwärts
verläuft.
Weiterhin ist die Ausgabeplatte 40A bezüglich einer Innenfläche des
Toilettenbeckens geneigt, wenn die Ausgabevorrichtung an den Rand
des Toilettenbeckens angesetzt ist. Es hat sich herausgestellt,
dass durch Anordnen der Ausgabeplatte 40A und der unteren
Platte 34 unter einem Winkel Y zwischen 10° und 30° sich ein
verbessertes Fließverhalten
für die
Flüssigkeit
erreichen lässt.
Zusätzlich
lässt sich
mit einer Neigung der Ausgabeplatte 40A und der unteren
Platte 34 relativ zur Innenfläche des Toilettenbeckens die
Wasseraufnahme minimieren. Man kann auch eine flexible Leitfläche 55A an
die Kante der Ausgabeplatte 40A ansetzen, um die Ausgabe des
Flüssigansatzes
in das Spülwasser
zusätzlich
zu kontrollieren, wie oben beschrieben.
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Der
Abstand zwischen der Ausgabeplatte 40a und der unteren
Platte 34 ist abhängig
von der Art der Flüssigkeit
in der Flasche 18 variabel. Insbesondere hat sich ergeben,
dass die Viskosität
und die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
die kritischen Faktoren zum Bestimmen des Sollabstands zwischen
der Ausgabeplatte 40A und der unteren Platte 34 an
verschiedenen Punkten entlang derselben sind. Indem man den Abstand
zwischen der Ausgabeplatte 40A und der Platte 34 in
Abhängigkeit
von den Werten der Viskosität
und der Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
ansetzt, lässt
sich der Zufluss der Flüssigkeit
zur Kante der Ausgabeplatte 40A und damit die in jeder
Spülung
ausgegebene Flüssigkeitsmenge
beeinflussen.
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Die 17–28 zeigen
eine weitere Vorrichtung 110 zur Ausgabe einer Flüssigkeit
vom Rand eines Toilettenbeckens her. Die Ausgabevorrichtung 110 weist
eine Flasche 118 für
eine Flüssigkeit,
ein Unterteil 124, einen Einsatz 193, der am Unterteil 124 ansetzbar
ist, um eine Halterung 160 für die Flasche 118 zu
bilden, und einen Haken 112 auf, mit dem sich die Halterung 160 und
die Flasche 118 an den Rand einer Toilette hängen lassen.
Zur leichteren Herstellung lassen der Haken 112, die Flasche 118,
der Einsatz 193 und das Unterteil 124 sich als
separate Teile herstellen, wie in 23 gezeigt.
Zur Fertigung des Hakens 112, der Flasche 118,
des Einsatzes 193 und des Unterteils 124 sind
diverse Werkstoffe einsetzbar – vorzugsweise
ein opaker thermoplasticher Kunststoff wie pigmentiertes Polyethylen
oder Polypropylen. Bei der in der Ausgabevorrichtung verwendeten Flüssigkeit
kann es sich um einen beliebigen Flüssigansatz mit den für die jeweilige
Reinigungsanwendung gewünschten
Reinigungs-, Schäum-,
Desinfektions- und Beduftungseigenschaften handeln.
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In
einer bevorzugten Form der Flasche 118 – vergl. 21 und 22 – enthält diese
einen klaren bzw. transparenten Sichtstreifen 123, der
vertikal über
einen Teil der sonst opaken Flasche 118 verläuft. Der
Sichtstreifen ermöglicht
dem Benutzer, den Flüssigkeitsrest
in der Flasche 118 zu erfassen. Der genaue Ort und die
Abmessungen des Sichtstreifens bezüglich der Breite der Flasche 118 sind
nicht kritisch, sofern der Benutzer den Flascheninhalt eindeutig
erkennen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Flasche 118 etwa 45
ml Flüssignasatz,
bevor man die Vorrichtung zum Einsatz an den Rand eines Toilettenbeckens
hängt.
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Der
Einsatz 193 und das Unterteil 124 werden zur Halterung 160 der
Flasche 118 zusammengesetzt. Wie in 23 gezeigt,
erstreckt sich eine zylindrische Wand 180 vom unteren Ende
des Einsatzes 123 weg unter Bildung eines Ring kanals 137 um den
den Speisekanal 131 bildenden Stechdorn 127 herum,
mit dem bei an den Rand einer Toilette gehängter Ausgabevorrichtung 110 Flüssigkeit
aus der Flasche 118 geleitet wird. Die zylindrische bzw.
ringförmig
umlaufende Kanalwand 180, die die Außenwand des Ringkanals 137 darstellt,
legt sich, wenn die Flasche 118 auf den Stechdorn 127 gesetzt
wird, an die Außenfläche von
deren Mündung
an, wie auch der Stechdorn 127 sich an die Innenfläche der
Flaschenmündung
anlegt, so dass ein dicht abschließender Kontakt des Stechdorns
mit der Flaschenmündung
entsteht. Die umlaufende Wand 180 des Einsatzes 193 weist
auswärts
vorstehende, diametral gegenüber
liegende Nasen 182 sowie eine flexible Eingriffseinrichtung 183 auf,
die ein einwandfreies und festes Positionieren des Unterteils 124,
ein Fixieren der Flasche in der Solllage relativ zum Unterteil wie
auch das Zusammensetzen der Bestandteile der Ausgabevorrichtung
unterstützt.
Weitere Einzelheiten des Einsatzes 193 gehen aus den 24–27 hervor,
die zeigen, wie der Stechdorn 127 den Speisekanal 131 umschließt, der
zu einer unteren Bodenfläche 186 ausläuft. Wie
die 24–27 zeigen,
bildet die untere Fläche 186 den
unteren Abschluss des zylindrischen Kanals 131; sie enthält ein Austrittsloch 138,
das kreisförmig sein
kann oder auch länglich,
wie in 27A mit dem Austrittsloch 138A gezeigt.
Weiterhin enthält
die Bodenläche 186 einen
aufwärts
ragenden Vorsprung 184, der über eine obere Kante 129 des
Stechdorns 127 hinaus vorsteht. Ein Abstandhalter 187 auf
der Bodenfläche 186 des
Speisekanals 186 hält
diese von der Oberseite 142 der Ausgabeplatte 140 beabstandet.
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Der
Einsatz 193 und das Unterteil 124 werden wie folgt
zusammengesetzt. Wie die 23 zeigt,
weist das Unterteil 124 ein mit ihm einteiliges längliches
stehendes Element 126 auf, das den Einsatz 193 aufnimmt.
Der Einsatz 193 wird abwärts in das Element 126 eingeschoben,
bis die auswärts
vorstehenden und vorzusgweise diametral gegenüber liegenden Nasen 182 auf
der zylindrischen Wand 180 unter die Halteclips 178 rasten,
die vom Unterteil 124 aufwärts vorstehenden (26).
Gleichzeitig rastet die Nase 183 unter das Unterteil 124 und
sorgt für
zusätzliche
Sicherheit der Halterung. Bei diesem Vorgang bildet sich über die
Länge des
stehenden Elements 126 verlaufend zwischen diesem und dem
Einsatz 193 ein Führungskanal 125,
in den der Haken 112 eingesetzt wird, wenn das Unterteil 124 und
die Flasche 118 an einen Toilettenrand angesetzt werden.
Eine Nase 114 am unteren Ende 113 des Hakens 112 legt
sich beim Einsetzen des Hakens 112 in den Führungskanal 125 in
einer Presspassung an letzteren an, so dass der Haken 112 am
Unterteil 124 angesetzt bleibt, wie in den 25 und 26 gezeigt.
Es sollte klar sein, dass in Folge der Teleskopanordnung der Führungsanordnung 125 und
des Hakens 112 die Ausgabevorrichtung an eine breite Vielfalt
von Beckenrandgestaltungen anpassbar ist. Aus der 23 ist
ersichtlich, dass das Unterteil 124 auch eine rückseitige
Wand 136 hat, die zu einer oberen Kante 132 ausläuft, wobei
ein Abschnitt der Halterung 160 entsteht, der die Flasche
beim Aufsetzen derselben auf das Unterteil 124 abstützt.
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Die 25 zeigt
das Aufsetzen der Flasche 188 auf die Halterung 160 ausführlich.
Der Stechdorn 127 des Einsatzes 193 weist einen
hohlzylindrischen Abschnitt 128 auf, der den Speisekanal 131 bildet.
An der oberen Kante 129 des Abschnitts 128 läuft dieser schräg zu einer
elliptischen Mündung
aus.
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Die
Flasche 118 hat eine kreisrunde Mündung 119, die von
einem Verschluss 120 abgedeckt ist, der den Flüssiginhalt
der Flasche 118 zum Versand und zur Lagerung bis zur Anwendung
dicht abschließt.
In der in 25 gezeigten Version der Flasche
handelt es sich beim Verschluss um eine Kappe aus thermoplastischem
Kunststoff mit einem Kanal, in den ein kreisförmiger Flansch an der Mündung 119 der
Flasche 118 eingreift. Andere Verschlüsse – bspw. aus Metall- oder Kunststofffolie – sind zum
Verschließen
der Flaschenmündung
ebenfalls geeignet. In der Mitte enthält der Verschluss 120 – vergl. 25 – einen
aufreißbaren
Bereich 121 mit einer kreisrunden Fläche 122 verringerter
Dicke. Beim Aufsetzen wird die Flasche 118 mit dem Stechdorn 127 so
gehalten, dass die kreisförmige
Innenwand des Verschlusses 127 mit der runden Außenfläche des Steckdorns 127 angenähert ausgerichtet
ist und die Flasche dann in der Richtung A zum Unterteil 124 hin bewegt,
bis der Stechdorn 127 mit der Oberkante den Kreisbereich 122 des
aufreißbaren
Verschlusses 121 durchstößt. Der auf wärts ragende
Vorsprung 184 auf der Bodenfläche 186 des Einsatzes 193 hält den aufreißbaren Verschluss 121 von
der oberen Kante 129 des Stechdorns 127 beabstandet,
so dass die Verschlussfläche
die elliptische Mündung
des Speisekanals 131 nicht wieder verschließen kann,
während Flüssigkeit
aus der Mündung 119 der
Flasche 118 durch den Speisekanal 131 und durch
das Austrittsloch 138 in der Bodenfläche 186 ausfließt. Gleichzeitig
wird die Mündung 119 der
Flasche 118 in den Ringkanal 137 zwischen der
Wand 180 und dem hohlzylindrischen Abschnitt 128 des
Stechdorns 127 eingeschoben. Bei entsprechender Bemessung
des Stechdorns 127, des Verschlusses 120 und der
Mündung
der Flasche 118 entsteht mit dem Aufsetzen der Flasche
auf das Unterteil 124 ein flüssigkeitsdichter Abschluss.
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Die 17–28 zeigen,
dass sich unten am Unterteil 124 eine Flüssigkeit-Ausgabeplatte 140 befindet,
die das Austeilen des Flüssigansatzes
in das Spülwasser
unterstützt.
Diese Ausgabeplatte kann ein separates Bauteil und an das Unterteil
angesetzt oder mit diesem einteilig ausgebildet sein, wie gezeigt.
Die Ausgabeplatte 140 ist vorzugsweise aus einem nicht
porösen
thermoplastischen Material wie pigmentiertem Polyethylen oder Polypropylen hergestellt.
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Die 28 zeigt
die Ausgestaltung der Ausgabeplatte 140. Wie ersichtlich,
hat die Ausgabeplatte 140 einen Rand 166 um ihre
Oberseite 142 herum, die eine Folge von Kapillarkanälen 148 enthält, die strahlenartig
von einer Sammelkammer 144 ab verlaufen, die in der Oberseite 142 der
Ausgabeplatte von einer Kante 143 des Unterteils 124 einwärts beabstandet
ausgebildet ist.
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Aus
den 29a–29f ist
ersichtlich, das die Kapillarkanäle 148 schräg verlaufende
Seitenwände 177 aufweisen
können,
die unter verschiedenen eingeschlossenen Winkeln verlaufen, bspw.
dem Winkel A1 in den 29a und 29c–29f und dem Winkel A2 in 29b. Die Kapillarkanäle können auch unterschiedlich tief
sein – bspw.
D1 in 29b–29f und D2 in 29a. In der Mitte jedes dieser Kapillarkanäle kann
sich auch ein aufwärts
ragender Vorsprung – vergl. 179A in 29c -, der zur Oberseite 142 der Ausgabeplatte 140 emporragt
und mit dem Radius R1 abgerundet ausläuft, oder
Vorsprünge
wie der Vorsprung 179B der 29d befinden,
der zu einer Höhe
H1 über
die Oberseite 142 der Ausgabeplatte 140 hinaus
vorsteht. Der untere Teil jedes Kapillarkanals kann auch zu einer
mit dem Radius R2 abgerundeten Bodenfläche auslaufen,
wie in 29e gezeigt. In der Ausgabeplatte 140 lassen
sich alle der in den 29a–29f gezeigten
Ausgestaltungen der Kapillarkanäle
verwenden, um eine Ausgabevorrichtung mit bestimmten Ausgabeeigenschaften
für die Reinigungsflüssigkeit
zu erreichen – bspw.
Viscosität, Dicke
und Oberflächenspannung.
In einer alternativen Ausführungsform
kann die Kapillarplatte eine Vertiefung enthalten, in die ein Kissen
aus gesintertem porösem
Kunststoff eingelegt ist, die ebenfalls wie ein Docht wirken kann.
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Wie
wiederum die 28 zeigt, hat die Ausgabeplatte 140 zwei
Besonderheiten, die dazu dienen, das Aufsteigen von Spülwasser
in die Flasche 118 mittels der Sammelkammer 144 einzuschränken. Zunächst weist
die Ausgabeplatte 140 um einen Teil der Sammelkammer 144 herum
mindestens eine Sperrwand 154 auf. Die Sperrwände 154 verhindern, dass
Wasser seitlich oder von der Rückseife
der Sammelkammer 144 her in diese eindringt. Zweitens enthält die Ausgabeplatte 140 ein
Paar Ablaufleitungen 152, die durch die Ausgabeplatte 140 hindurch verlaufen
und Wasser aus dem Bereich der Ausgabeplatte 140 nahe den
Sperrwänden 154 ablassen. Zusätzlich sind
in den Abstandhalter 187 unter der Bodenfläche 186 des
Speisekanals 131 Kerben bzw. Öffnungen 188 eingeschnitten,
um den Fluss der Flüssigkeit
aus dem Austrittsloch 138 über die Oberseite 142 des
Unterteils 124 und durch die Kanäle 148 zu verbessern.
Durch selektives Entfernen von Vorder- und Seitenteilen des Abstandhalters
auf der Bodenfläche – also durch
Einschneiden von Kerben oder Öffnungen – lassen
sich das Lüften
der Flaschen und das Ableiten von überschüssigem Wasser von der Ausgabevorrichtung
weg verbessern.
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Die 24 zeigt
die Anordnung insbesondere der Ausgabeplatte 140 bezüglich der
anderen Teile des Unterteils 124. Die Ausgabeplatte 140 wird
als separater Schritt oder bei der Formgebung des Unterteils so
angesetzt, dass die Sammel kammer 144 in Strömungsverbindung
mit dem Speisekanal 131 des Einsatzes 193 gerät. In der
in der 24 gezeigten Version bildet
das Austrittsloch 138 am unteren Ende des Stechdorns 127 einen
Durchgang vom Speisekanal 131 zur Sammelkammer, in Folge
dessen Flüssigkeit
aus der Flasche 118 in den Speisekanal 131 des
Unterteils 124, durch das Austrittsloch 138 und
in die Sammelkammer 144 der Ausgabeplatte 140 fließt. Sodann
fließt
sie aus der Sammelkammer 144 in die Kapillarkanäle 148 auf
der Oberseite 142 der Ausgabeplatte 140. Die Flüssigkeit
fließt
dann in Richtung auf das äußere Ende 150 der
Kapillarkanäle 148 und
wird von dort mit dem Spülwasser
in die Toilette ausgegeben, wie unten beschrieben.
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Die
Ausgabeplatte 140 kann auch einen vertikalen Pfosten 181 aufweisen,
der von ihr in das Austrittsloch 138 und den Speisekanal 131 emporragt, um
die Oberflächenspannung
der ausgegebenen Flüssigkeit
aufzubrechen und so deren Fließeigenschaften
zu verbessern. Wie die 24 und 25 zeigen,
ist der die Oberflächenspannung
aufbrechende Pfosten 181 vorzugsweise, aber nicht unbedingt im
Austrittsloch 138 zentriert und kann geringfügig über die
Oberseite der Bodenfläche 186 hinaus
vorstehen.
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Unterschiedliche
Mittel sind einsetzbar, um die Flüssigkeit aus der Sammelkammer 144 der
Ausgabeplatte durch die Kapillarkanäle zu deren äußeren Enden 150 zu
transportieren. Zunächst
bewegt die Kapillarwirkung in Folge des Anhaftens der Flüssigkeit
an den Seitenflächen
der Kanäle 148 dieselbe zu
den äußeren Enden
der Kapillarkanäle.
Darüber hinaus
können
die Kanäle 148 tiefer
sein als die Sammelkammer 144, was die Flüssigkeit
zum äußeren Ende
der Kapillarkanäle
hin bewegt. Vorzugsweise ist die Ausgabeplatte 140 unter
einem Winkel von etwa 10° bis
etwa 30° aus
der Horizontalen abwärts geneigt,
so dass die Sammelkammer 144 höher liegt als die äußeren Enden 150 der
Kapillarkanäle.
Natürlich
lässt sich
jede dieser Methoden allein oder mit anderen gemeinsam anwenden,
um die Strömung der
Flüssigkeit
aus der Sammelkammer 144 in die und entlang der Kapillarkanäle zu deren äußersten Bereichen 150 hin
zu beeinflussen.
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Nach
der Beschreibung der Mittel zum Flüssigkeitstransport aus der
Flasche 118 auf die Oberseite 142 der Ausgabeplatte 140 kann
nun an Hand der 30 und 31 die
Anwendung der Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung 110 erläutert werden.
Die 30 zeigt die Anordnung einer Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung 110 in
der Anwendung an einer Toilette 116B mit offenem Rand.
Bei angehängter
Ausgabevorrichtung 110 wird, wie ersichtlich, bei jeder
Spülung
der Spülwasserstrom
W die Ausgabeplatte 140 berühren und Flüssigkeit von deren Oberseite 142 in die
Toilettenschüssel
mitnehmen. Entsprechend zeigt die 31 die
Anordnung einer Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung 110 an
den Rand einer Toilette 116A mit geschlossenem Rand gehängt, wobei der
Spülwasserstrom
W ebenfalls bei jeder Spülung die
Ausgabeplatte 140 berührt.
Ist dies der Fall, mischt sich das Spülwasser mit der Flüssigkeit
in den Kapillarkanälen 148 auf
der Oberseite 142 der Ausgabeplatte 140 und wird
dann in die Toilettenschüssel ausgegeben.
Nachdem das Spülwasser
Flüssigkeit vom
Ausgabebereich der Ausgabeplatte 140 in das Toilettenwasser
ausgewaschen hat, wird frische Flüssigkeit aus der Flasche 118 in
die Kapillarkanäle 148 gegeben,
wie hier beschrieben. Damit Luft in die Flasche 118 eindringen
kann, wenn Flüssigkeit
auf die Ausgabeplatte ausgegeben worden ist, ist in der Oberseite 142 der
Ausgabeplatte 140 und in der Hinterkante 143 der
Platte ein Lüftungsschlitz 146 vorgesehen,
wie am besten in 28 dargestellt. Dieser Lüftungsschlitz 146 stellt
einen Strömungsweg
zwischen der Sammelkammer 144 und der Umluft her, auf dem
Luft in die Flasche 118 einströmen und die ausgegebene Flüssigkeit
ersetzen kann.
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Die
erfindungsgemäß in den
Ausgabevorrichtungen 10, 110 realisierte Anwendung
von Kapillar-Ausgabekanälen
bewirkt die Ausgabe einer linearen und gleichmäßigen Flüssigkeitsmenge in das Spülwasser.
Eine Ausführungsform
der Ausgabevorrichtung ist auf eine durchschnittliche Nutzungsdauer von
etwa einem Monat ausgelegt und bietet von der ersten bis zur letzten
Spülung
ein gleichmäßiges Schäumen, Reinigen,
Desinfizieren und Beduften. Es hat sich herausgestellt, dass die
Anwendung von Kapillarkanälen
auf der Ausgabeplat te, wie offenbart, signifikant ist für ein stetiges
Duftniveau zwischen den Spülungen,
denn die Oberfläche
der Kapillarkanäle gewährleistet,
dass nach jeder Spülung
eine angemessene Duftstoffmenge an die Umluft abgegeben wird.
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Für den Fachmann
ist einzusehen, dass die vorliegende Erfindung sich auch in anderen
als den bevorzugten Ausführungsformen
realisieren lässt, die
zur Erläuterung,
nicht zur Eingrenzung der Erfindung beschrieben sind. Bspw. lässt die
Flüssigkeit-Ausgabevorrichtung
sich zur Abgabe von Flüssigkeiten
an anderen Orten als dem Rand einer Toilettenschüssel (bspw. einer Badewanne)
verwenden. Daher sind die beigefügten
Ansprüche
nicht als auf die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
beschränkt
aufzufassen.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
Erfindung ist zur Ausgabe von Flüssigkeiten
aus einem Voratsbehälter
oder einer Flasche und insbesondere zur dosierten Ausgabe flüssiger Reinigungs- und/oder Auffrischmittel
vom Rand einer Toilettenschüssel
her einsetzbar.