DE7027813U

DE7027813U - Pumpenzerstaeuber.

Info

Publication number: DE7027813U
Application number: DE7027813U
Authority: DE
Original assignee: Ing Erich Pfeiffer GmbH
Current assignee: Aptar Radolfzell GmbH
Priority date: 1969-07-28
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2050356A1

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-lng. EI D E N EI E R Dipl.-Chem. Dr. RUFF Dipl.-lng. J. BEIER

7 STUTTGART 1 Neckarstraße 5O

Telefon BHHIKI 227O51

22. Juli 197o JB/He

Anmelder: Fa.Ing.Erich Pfeiffer KG, 776 Radolfzell

Gebrauchsmust eranmeldung
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Pumpenzerstäuber

Die Erfindung betrifft einen Pumpenzerstäuber mit einem Pumpenzylinder, in dessen Innerem ein Pumpenkolben über einen von Hand betätigbaren Druckknopf verschiebbar ist, mit einem am Pumpenkolben vorgesehenen Auslaßventil, wobei ein Teil des Ventilsitzes durch den Pumpenkolben gebildet ist.

Derartige Pumpenzerstäuber sind normalerweise dazu gedacht, auf einen Parfumbehälter oder dergleichen aufgesetzt zu werden und ragen mit einem Tauchrohr in diesen hinein. Es sind Pumpenzerstäubor der eingangs erwähnten Art bekannt, deren Auslaßventil dadurch betätigt wird, daß bei der Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens und damit des Auslaßventils eine im Pumpenzylinder angeordnete Stange, die durch den hohlen Kolben hindurchragt, gegen das Auslaßventil stoßt und dieses öffnet. Diese Zerstäuber haben verschiedene Nachteile. Die Öffnung erfolgt zwangsläufig nach einem bestimmten Kolbenweg. Dabei ist nicht sichergestellt, daß schon ein ausreichender Druck aufgebaut ist, der

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eine gute Zerstäubung gewährleistet. Ferner wurde bei den bekannten Zerstäubern nicht beachtet, daß in dem Behälter ein erheblicher Oberdruck aufgebaut werden kann, wenn der Zerstäuber beispielsweise erwärmt wird oder einem geringeren Außendruck ausgesetzt wird. Unter diesen Bedingungen öffnet sich das Auslaßventil des Zerstäubers und die Flüssigkeit kann unerwünscht austreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pumpenzerstäuber der

j eingangs erwähnten Art zu schaffen, der einfach herzustel

len ist und dessen Dichtheit im Ruhezustand sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gellst, daß das Auslaßventil im Ruhezustand durch die Kraft einer Ventilfeder auf seinen Ventilsitz gepreßt ist, deren auf das Ventil ausgeübte Kraft so bemessen ist, daß das Auslaßventil nur durch die Wirkung des bei Betätigung des Drückers im Pumpenzylinder aufgebauten Druckes von seinem Ventilsitz abhebbar ist und daß sich zwischen Auslaßventil und Zerstäuberdüse nur ein geringer Flüssigkeitsraum befindet. Es ist dadurch sichergestellt, daß das Auslaßventil nur dann, offnen kann, wenn der Drücker betätigt wird, d. h. wenn eine Abgabe von Flüssigkeit beabsichtigt ist. Dadurch, daß nur ein geringer Baum zwischen dem Auslaßventil und der Zerstäuberdüse liegt, wird ebenfalls einem Verlust einer grösseren Menge der kostbaren Flüssigkeit vorgebeugt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Pumpenkolben in an sich bekannter Weise als Stufenkolben ausgebildet, dessen Stufe im Ruhezustand mit einem Absatz im Pumpenzylinder zum Abschluß eines Lüftungskanals zusammenwirkt. Hierdurch wird der dichte Abschluß im Ruhezustand vervollständigt. Bei entstehendem Überdruck im Behälter

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wird diese Abdichtung durch, den auf den Kolben wirkenden Druck loch, verstärkt.

Vorzugsweise ist die auf das Auslaßventil wirkende Kraft der Ventilfeder im Verhältnis zur wirksamen Ventilfläche so bemessen, daß das Ventil erst unter einem Druck öffnet, der großer ist als der zur einwandfreien Zerstäubung notwendige Druck. Damit wird vermieden, daß schon Flüssigkeit austritt, wenn der Drucker nur langsam betätigt wird. Die Flüssigkeit wurde dann in Form von Tropfchen oder als Strahl austreten.

j Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist das Aus-

ί laßventil am oberen Ende des mit seiner Kolbenstange ein-

j stückigen hohlen Pumpenkolbens angeordnet; der Ventilsitz ist

in der Kolbenbohrung ausgebildet und das Auslaßventil steht

mit dem Ventilsitz in Linienberührung. Dabei kann vorzugsweise das Auslaßventil einen konischen Ventilkorper besitzen, dessen Kegelwinkel großer ist als der Kegelwinkel des Ventilsitzes. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache und wirtschaftliche Herstellung und ist in der Funktion besonders zuverlässig. Es kann weiterhin die Wandstärke des Kolbens im Bereich des Ventilsitzes gering bzw. verringert sein. j Damit wird erreicht, daß eventuelle fertigungsbedingte oder

j nachträglich auftretende Unrundheiten an Ventilsitz oder Ven

tilkorper durch Anpassung der Form des Ventilsitzes ausgeglichen werden. Durch die Linienberührung zwischen Ventilsitz und Ventilkorper wird vermieden, daß der Ventilkorper sich evtl. am Ventilsitz festsaugt oder durch eingetrocknete Flüssigkeit festklebt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnit durch einen Pumpenzerstäuber nach der Erfindung.

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Der Zerstäuber besitzt ein Gehäuse 4, das aus einem Außenteil, einem mittleren konzentzischen Gehäuseteil 4a und einem inneren Gehäuseteil 4b aus einem Stück hergestellt ist. Die einzelnen Gehäuseteile sind durch rediale Kippen miteinander verbunden. In einem Druckknopf 1, der von Hand betätigt werden kann, ist eine an sich bekannte Zerstäuberdüse 2 eingebaut. In seinem Inneren besitzt der Druckknopf 1 einen ringförmigen Ansatz 1a. In diesem ist ein Kolben 3» der vorzugsweise aus einem relativ weichen und elastischen Material hergestellt ist, durch Pressitz eingespannt.

Der Kolben 3 besitzt eine axiale Kolbenführung, an deren oberem Ende sich ein konischer Ventilsitz Jb befindet. Mit dem Ventilsitz 3b wirkt ein Ventilkörper eines Auslaßventiles 6 zusammen. Der Ventilkörper ist durch eine keglige Ausnehmung am oberen Ende des Auslaßventils an seiner Stirnseite relativ dünnwandig ausgebildet. Seine äußere mit dem Ventilsitz yo zusammenarbeitende Fläche ist keglig, jedoch mit einem grösseren Kegelwinkel als demjenigen der öffnung 3b» ^ßo daß sich zwischen beiden nur eine Berührung längs einer Linie bzw. einer relativ kleinen Ringfläche bildet. Die Wandstärke des Kolbens 3 ist in dem Bereich des Ventilsitzes ebenfalls verringert .

Das Ventil 6 wird durch eine Ventilfeder 7 geg^en den Ventilsitz 5b gedrückt. Die Ventilfeder 7 stütz-t sieh zwischen einer Schulter des Kolbens 3 und einer elastischen Scheibe ab, die in eine Nut am unteren Ende des Ventils 6 eingeschnappt ist.

Der Pumpenzylinder besteht aus einer Hülse 5» die mit Presssitz in den inneren Hohlraum des inneren Gehäusoteils 4b eingespannt ist. Mit dem mittleren Gehäuseteil steht die Hülse über einen angeformten Dichtflansch 5a in Verbindung. In dem von der Hülse gebildeten Pumpenzylinder sind in der Innenwandung Ausnehmungen, beispielsweise Nuten, ausgebildet, die

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so angeordnet sind, daß sie von dem an der Zylinderwand anliegenden Teil des Kolbens vor dem Ende seiner Abwärtsbewegung erreicht werden. Oberhalb des Kolbens sind in der Hülse 5 seitliche öffnung⁶¹¹ 5c angeordnet, die mit dem Raum zwischen den Gehäuseteilen 4a und 4b in Verbindung stehen und somit eine Verbindung mit dem Inneren des Behälters schaffen.

Der Kolben 3 wird durch eine Feder 8 in seine obere Ruhelage zurückgedrückt,, Am unteren Ende der Pumpenkainmer ist ein Ansaugventil angeordnet, das aus einer Kugel 1o und einem konischen Sitz 4c bssteht, der am unteren Ende des inneren Gehäuseteils 4b angeordnet ist. Der Sitz 4c der Kugel wird durch einen Ansatz 4d für ein Steigrohr, das aus einem Kunststoffschlauch bestehen kann, verlängert. J)as Gehäuse 4 trägt an seinem unteren Ende ein Gewinde, das in Aufschrauben auf einen beliebigen Behälterhals ermöglicht. Eine Dichtung 11 bevjirkt die Abdichtung der gepamten A Ordnung gegen die Mündung des Behälters. Das Gehäuse ist an seiner äußeren Fläche mit einer metallischen Verkleidung 13 versehen_s die das Aussehen verbessert und die Festigkeit erhöht.

Der Pumpenzerstäuber arbeitet wie folgt: Der KoIt jn 3 ist an seinem unteren Ende erweitert und bildet eine Dichtmanschet" e zur Anlage an dem Pumpenzylinder„ Bei Abwärtsbewegung des Kolbens legt jich die Dichtmanschette abdichtend an die Wanduig des Pumpenzylinders 5 an und verdrängt die unter ihm befindliche Flüssigkeit unter Druck zur Zerstäuberdüse, wo sie fein zerstäubt erreicht. Im Ruhezustand ist der Zerstäuber vollkommen dicht, so daß keine Flüssigkeit des Behälters nach aussen entweichen kann. Uies geschieht einerseicj dadurch, daß das Ventil 6 von der Ventilfeder 7 fest auf seinen \^ntilsitz 3b gepreßt wird und andererseits indem sich, eine konische Stufe 3a am Außenumfang des Kolbens 3 gegen den Dichtflansch 5& abdichtend anlegt, der einen Absatz am Ende des Pumpenzylindcrs bildet. Die Anpressung der Stufe 3& sea den Dichtflansch 5a

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geschieht durch die auf den Kolben einwirkende Jeder 8, die im Pumpenzylinder angeordnet ist.

Wenn der Druckknopf 1 von Hand abwärts gedruckt wird, so wird der Kolben 3, der in dem Ansatz 1a des Druckknopfes eingespannt ist, nach unten verschoben. Der Druck in der Pumpenkammer steigt an, bis er einen relativ hoch liegenden Wert erreicht, der ausreichend ist, um das Ventil 6 durch Flüssigkeitsdruck gegen die Kraft der Ventilfeder 7 von dem Ventilsitz 5b abzuheben. Die Flüssigkeit kann dann durch die Kolbenbohrung strömen und zur Düse gelangen, wo sie zerstäubt wird. Kurz vor dem Erreichen des unteren Totpunktes gelange der Kolben mit seiner Dichtimnschette in den Bereich der Ausnehmungen 5b, die am inneren Umfang des Pumpenzylinders 5 angeordnet sind. Die im Pumpenzylinder komprimierte Flüssigkeit kann, dann nach oben in den Raum oberhalb des Kolbens entweichen, wodurch der Druck der Flüssigkeit schlagartig zusammenbricht. Das Ventil 6 schließt dann schlagartig, indem ^s unter der Uraft der Feder 7 wieder gegen den Ventilsitz 3b gedrückt wird. Die Zuführung von Flüssigkeit zur Düse 2 wird dadurch schlagartig unterbrochen und das störende Nachtropfen der Düse wird vermieden.

Wenn der Druckknopf losgelassen wird oder die Kraft der Feder 8 axe auf den Druckknopf von Hand ausgeübte Kraft überwiegt, bewegt «ich der Druckknopf zusammen mit dem Kolben 3 unter der Wirkung der Feder 8 nach oben. Da das Auslaßventil geschlossen ist, entsteht im Pumpenzylinder, sowie die Ausnehmungen 5b überlaufen sind, ein Unterdruck, der Flüssigkeit durch das Steigrohr 12 und das Einlaßventil, das aus dem konischen Sitz 4c und der Kugel 1o besteht, in dem Pumpenzylinder saugt« Dieser ist also wieder für den nächsten Druckhub mit !Flüssigkeit gefüllt.

Die Flüssigkeit, die am unteren Ende des Kolbenhuoes durch die

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Ausnehmungen 5b in den Raum oberhalb des Kolbens gelangt, kann durch die seitlichen öffnungen $c in der Pumpenzylinderwandung austreten und durch den Baum zwischen dem inneren Gehäuseteil 4b und dem mittleren Gehäuseteil 4a in den Flüssigkeitsbehälter zurückgelangen.

Während der Betätigung des Druckknopfes 1 ist das Innere des Flüssigkeitsbehälters über die seitlichen öffnungen 5c '2nd dem Spalt zwischen dem Dichtflansch 5a und dem Kolben 3 mit der Außenluft in Verbindung, so daß ein der entnommenen Flüssigkeitsmenge entSprecherdes Luftvolumen in den Behälter einströmen kann. Im Ruhezustand wird der Kolben 3» wie bereits erwähnt, durch die Feder 8 nach oben gedrückt und legt sich mit der konischen Schulter 3a an dem inneren Rand des Dichtflansches 5& an» so daß der Luftausgleich geschlossen ist.

Bei Erwärmung des Flüssigkeitsbehälters kann in diesem ein tiberdruck entstehen, der sich über das Steigrohr 12 und das Einlaßventil in den Pumpenzylinder hinein überträgt. Dieser Überdruck ist ebenfalls bestrebt, das Ventil 6 gegen die Kraft der Ventilfeder 7 anzuheben und den Durchgang der Flüssigkeit zur Düse freizugeben. Die Überdrücke, die durch ErwärafÖla^/äußere Druckdifferenzen im Flüssigkeitsbehälter entstehen, sind jedoch wesentlich geringer als der 3)ruck,der durch die Betätigung des Druckkopf es in der Pumpenkammer entsteht. Die Kraft der Ventilfeder 7 ist daher im Verhältnis zu der wirksamen Ventilfläche so bemessen, daß der Ventilkegel 6 sich nur dann öffnet, wenn der Druckknopf nach unten gedrückt wird und man dadurch einen entsprechend erhöhten Druck in der Pumpenkammer erzeugt. Die üblichen Pumpenzerstäuber bewirken normalerweise nur dann eine ausreichende Zerstäubung, wenn man sie kräftig betätigt, weil die Flüssigkeit mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit in die Düse einströmen muß, um eine feine Zerstäubung des Flüssigkeit sstromes zu erreichen. Wenn man einen Zerstäuber der

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bekannten Art mit zu geringer Kraft bzw. zu langsam betätigt, ist der in dem Pumpenzylinder erzeugte Druck zu gering und die Einströmgeschwindigkeit der Flüssigkeit in die Düse zu gering, um eine ausreichende Zerstäubung zu bewirken. Die Flüssigkeit tritt dann aus der Düse in Form von großen Tropfen oder als feiner Strahl aus.

Auch diese Nachteile sind bei dem Pumpenzerstäuber nach der Erfindung beseitigt, indem die Kraft der Ventilfeder, die völlig unabhängig von der Rückstellkraft der Feder 8 ist, ebenfalls im Verhältnis zur wirksamen Ventilfläche so bemessen ist, daß sie das Auslaßventil so lange geschlossen hält, bis der Druck für eine feine Zerstäubung ausreichend hoch ist. Insofern hat die Dimensionierung eine Eoppelfunktion. Die absolute Kraft der Feder ist, wie bereits erwähnt, von der wirksamen Ventilfläche und auch von dem Flüssigkeitsdruck abhängig, der benötigt wird, um eine feine Zerstäubung zu erreichen. Insofern muß bei der Bemessung auch die jeweilige Düsenkonstruktion berücksichtigt werden. Bei Beachtung der obigen Merkmale ist es jedoch dem Fachmann möglich, die für jeden Anwendungsfall erforderliche Federkraft zu errechnen oder durch Versuch zu bestimmen.

Es ist ferner zu erkennen, daß das Auslaßventil 3h, 6 nahe der Düse 2 angeordnet ist. Dadurch wird der nach einmaliger Betätigung vor der Düse verbleibende Hest der u. ü. recht kostbaren Flüssigkeit auf ein Minimum herabgesetzt.

Der Ventilkörper des Ventiles 6 kann auch andere Formen als die besonders vorteilhafte keglige Form, z. B. eine kuglige oder tellerartige Form, haben. Beachtet werden sollte dabei jedoch, daß die Abdichtung an einer verhältnismäßig kleinen Fläche im Bereich des größten Durchmessers des Ventilkörpers stattfindet. Die daurch erreichten Schließkräfte sind verhältnismäßig hoch und es wird vermieden, daß sich der Ventilkörper auf seinem Sitz festsaugt oder durch eingetrocknete Flüssig-

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keit verklebt. Wenn darüber hinaus die Wandstärke des Kolbens (evtl. auch des Yentilkörpers) im entsprechenden Bereich der konischen Öffnung Jb verkleinert wird, wird ein Teil des Ventils elastischer und kann sich zur Anpassung an das jeweils andere Teil leichter verformen. Auch aus diesem Grund ist es vorteilhaft, daß der Ventilsitz 5b Teil des Kolbens ist, da dieser aus einem relativ elastischen Material besteht. Es kann daher ein besonderer elastischer Ventileinsatz eingespart werden. Sank dieser Maßnahmen ist es möglich, die Teile, aus denen der Zerstäuber besteht, in Serienfertigung mit verhältnismäßig geringen Toleranzen herzustellen, und zwar aus Kunststoffspritzguß.

Claims

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Schutzansprüche

1. Pumpenzerstäuber mit einem Pumpenzylinder, in dessen Innerem ein Pumpenkolben über einen von Hand betätigbaren Druckknopf verschiebbar ist, mit einem am Pumpenkolben vorgesehenen Auslaßventil, wobei ein Teil des

! Ventilsitzes durch den Pumpenkolben gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (Jb, 6) im ] Ruhezustand durch die Kraft einer Ventilfeder (7) auf

■ seinen Ventilsitz (3b) gepreßt ist, deren auf das Ven-

j til (6) ausgeübte Kraft so bemessen ist, daß das Aus-

! laßventil nur durch die Wirkung des bei Betätigung des

Druckknopfes (1) im Pumpenzylinder (5) aufgebauten Drukkes von seinem Ventilsitz(3b) abhebbar ist und daß sich

zwischen Auslaßventil (3h, 6) und Zerstäuberdüse (2) nur ein geringer Plüssigkeitsraum befindet.

2. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (3) in an sich bekannter Weise als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Stufe (3a) im Ruhezustand mit einem Absatz (5a) im Pumpenzylinder (5) zum Abschluß eines Belüftungskanals (5c) zusammenwirkt.

3· Pumpenzerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (3) durch eine von der Ventilfeder (7) unabhängige Feder (8; belastet ist, die den Pumpenkolben (3) in seine Ruhestellung zurückstellt und den Anpreßdruck zum Abschluß des Belüftungskanals (5c) liefert.

Pumpenzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Auslaßventil (6) wirkende Kraft der Ventilfeder (7) im Verhältnis zur wirksamen Ventilfläche so bemessen ist, daß das Ventil (6) erst unter einem Druck öffnet, der größer ist als der zur einwandfreien Zerstäubung notwendige Druck.

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5· Pumpenzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (3b, 6) am oberen Ende des mit seiner Kolbenstange einstückigen hohlen Pumpenkolbens (3) angeordnet ist, daß der Ventilsitz (3b) in der Kolbenbohrung ausgebildet ist und daB das Auslaßventil (6) mit dem Ventilsitz in Linienberührung steht.

6. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (6) einen konischen Ventilkorper besitzt, dessen Kegelwinkel großer ist als der Kegelwinkel des Ventilsitzes (3b).

7. Pumpenzerstäuber nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Kolbens (3) im Bereich des Ventilsitzes (3b) gering bzw. verringert ist.

8. Pumpenzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (6) die Form einer Stange besitzt, die durch die Kolbenbohrung in den Pumpenzylinder (5) hineinragt, an deren oberem Ende der den Ventilkörper bildende Teil angeordnet ist und an deren unterem Ende die sich an dem Pumpenkolben (3) abstützende Ventilfeder (7) angreift.

9. Pumpenzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pumpenzylinderwanaung Ausnehmungen (5b) angeordnet sind, die der Kolben (3)

j vor Erreichen seines unteren Totpunktes erreicht und die

in dieser Kolbenstellung einen Flüssigkeitsweg an den Kolben vorbei schaffen.

1o. Pumpenzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (5c) in der

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Pumpenzylinderwand (5) gleichzeitig eine Verbindung zwischen Behalterinnerem und Belüftungskanal und eine Huckführung für überschüssige Flüssigkeit bildet.