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EP1358944A2 - Spender zum Austrag fliessfähiger Medien - Google Patents

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Publication number
EP1358944A2
EP1358944A2 EP03009091A EP03009091A EP1358944A2 EP 1358944 A2 EP1358944 A2 EP 1358944A2 EP 03009091 A EP03009091 A EP 03009091A EP 03009091 A EP03009091 A EP 03009091A EP 1358944 A2 EP1358944 A2 EP 1358944A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
piston rod
valve
pump
dispenser according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03009091A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1358944A3 (de
Inventor
Jürgen Greiner-Perth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aptar Radolfzell GmbH
Original Assignee
Erich Pfeiffer GmbH
Ing Erich Pfeiffer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erich Pfeiffer GmbH, Ing Erich Pfeiffer GmbH filed Critical Erich Pfeiffer GmbH
Publication of EP1358944A2 publication Critical patent/EP1358944A2/de
Publication of EP1358944A3 publication Critical patent/EP1358944A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/109—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle the dispensing stroke being affected by the stored energy of a spring
    • B05B11/1092—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle the dispensing stroke being affected by the stored energy of a spring automatically released from a loaded state at the end of the loading stroke
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1038—Pressure accumulation pumps, i.e. pumps comprising a pressure accumulation chamber
    • B05B11/1039—Pressure accumulation pumps, i.e. pumps comprising a pressure accumulation chamber the outlet valve being mechanically opened after a defined accumulation stroke
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1001—Piston pumps

Definitions

  • the invention relates to a dispenser for dispensing flowable Media with a preferably manually operated pump.
  • Such pumps are intended for liquids, pastes, foams etc. either for their dosing, spraying or other discharge processes.
  • the pumps used are mostly shear piston pumps, the one over a hollow piston rod and one placed on it Pusher operated, which also the discharge opening, for example, a spray nozzle.
  • the dispensing process is always a problem when operating such dispensers independent of the individual operation by the user to make, for example, an even dosage and to produce a uniform spray pattern, particularly in the case of spray devices.
  • the object of the invention is to provide a dispenser, the discharge process largely by the type of operation by the user is independent and is relatively simple and compact. It should in particular discharge under pressure that is kept as constant as possible respectively.
  • the pump which has a pump cylinder, has a piston with a piston rod which can be actuated in one actuation direction and a feed piston element, for example, as a annular piston sleeve can be formed.
  • a pump inlet is equipped with an inlet valve, which can be used as a weight or spring-loaded ball valve can be formed.
  • the Pump outlet has an outlet duct, which in most cases is guided by the piston rod, which in turn means putting on a combined with a spray nozzle.
  • the delivery piston element is sealing and axial on the piston rod slidably guided. It is loaded by a spring element that the Media discharge is effected by being supported on the piston rod and tensioned by moving the piston rod in the direction of actuation becomes. After opening the outlet valve, it then causes the media to be discharged, by being under the force of the spring element in the direction of actuation running.
  • the delivery piston element is an annular piston sleeve, which on the piston rod and in Pump cylinder is guided sealingly. But it would also be possible Delivery piston element as a running in the hollow piston rod To form pistons, in which case the spring would also have to be arranged there.
  • the piston can be moved against the direction of actuation by a return spring element be loaded, causing the pump to act like a single-acting Pump after release of an actuator, such as a push button, returns itself to the starting position.
  • the springs in particular the spring element provided for discharge, can be relatively strongly biased.
  • the piston sleeve too their movement storing the conveying energy against the direction of actuation runs or remains almost axially unchangeable can the entire dispenser can be built relatively short. It's just that To provide span for the discharge spring element and the relative short delivery stroke of the main delivery piston, i.e. in the embodiment the piston sleeve.
  • the dispenser is tensioned by the fact that the piston rod is in the cylinder is pushed in. It clamps the discharge conveyor element and also displaces some liquid in the pump chamber, which does this is balanced that the delivery piston element under another Preload of the discharge conveyor element axially against the direction of actuation is pressed.
  • a path-controlled valve that follows kind of a slide valve can be formed. It can be on one Stamp should be provided in the manner of a hollow needle that slits laterally engages in the interior of the piston rod and together with it first seals the pump chamber against the outlet duct and if two cooperating control edges release this, the Discharge of the pressurized content of the pump chamber into the Effect outlet duct.
  • the pump chamber empties below the relatively uniform pressure that the discharge spring exerts on the delivery piston element exercises. After releasing the piston rod, the Return spring including the piston rod / delivery piston element unit the preloaded discharge spring back to the starting position and sucks in liquid through the inlet valve.
  • the priming i.e. the first suction of those not yet filled with liquid Pump chamber is not a problem, since the outlet valve is steered is and therefore no "dead” air compression in the pump chamber takes place.
  • the necessary ventilation of the container is also via a ventilation valve possible that the sealing surface on a shoulder of the two-part Has piston rod which cooperates with a housing part and creates the ventilation path through a slot in the pump chamber.
  • the ventilation valve is only during the short actuation process open and thus the container is sealed via the pump in the idle state locked.
  • a donor for flowable media is created, which regarding the pressure build-up and the dosing quantity works independently of the user.
  • the donor can as pre-dosing device for inhalation devices or other medical devices that serve the issued batch process further.
  • FIG. 1 shows a dispenser 11 with a pump 12, which is placed on the neck 13 a container 14 designed in the manner of a glass bottle and projects into it with most of its length.
  • the pump has a base housing 15, which is by means of a crimp closure 16 is attached to the bottle neck 13.
  • An elongated cylinder body 17 is snapped into the base housing 15, namely in an axial annular groove 18 between an outer part and an inner part of the base case.
  • the cylinder body forms below its snap section a pump cylinder 20 and then a cylindrical one with a reduced diameter Cylinder section 21.
  • a piston 28 projects into the cylinder 20 and has a tubular piston rod 29, which consists of two hollow bodies firmly inserted into one another 30, 31 is composed.
  • the piston rod 29 forms in her Inside an outlet channel 32, which with a pump outlet 33 in Form of a spray nozzle 34 is connected.
  • This is in an actuator head 35 provided the same time a pusher with a finger pressure surface 36 forms for manual operation of the dispenser.
  • the Actuating head 35 is on the upper neck of the piston rod, i.e. the hollow body 31, pressed. Its outer jacket runs outside of the base housing 15.
  • a discharge spring element 42 is supported in shape on the shoulder 38 a preloaded coil spring. This presses with her other Side on a piston sleeve 43, which forms a delivery piston element.
  • the piston sleeve 43 runs with an outer sealing lip 44 the inner cylinder surface of the pump cylinder 20 and with an inner Sealing lip 45 on the outer circumference of the tubular hollow body part the piston rod 29.
  • One from there towards the coil spring and within this towering section of the piston sleeve guides the coil spring and the sleeve on the piston rod.
  • a groove is formed between the two sealing lips 44, 45, into which a Stop projection 46 of an enlarged end section 47 engages the piston rod 29.
  • This Return spring 48 which is also designed as a coil spring and is guided in the narrower cylinder section 21.
  • the return spring 48 is supported on the base portion 49 of a stamp 50 which with an inner recess the upper part of the cage 23 for the ball inlet valve forms and with a pin or needle-shaped part inside the hollow piston rods 29 engages. It forms with the piston rod together the outlet valve 51 for the pump chamber 52.
  • the stamp 50 is provided with a channel in the form of a longitudinal slot 53 provided, the sharpened at a distance from the upper Tip 54 of the stamp ends. He thus forms a control edge 55 for the exhaust valve.
  • the corresponding counter-control edge 56 is on the piston rod 29 at the inner end of a precisely calibrated, opposite the remaining outlet channel 32 bore 57 with reduced diameter is provided.
  • the dispenser 11, with the exception of the coil springs and the ball 24, is complete can be made from plastic injection molded parts.
  • the pump consists of two Housing parts 15, 17, the piston 28 with the two-part piston rod 29 and the piston sleeve 43 and the stamp 50. All parts are Easy to assemble by simply plugging or pressing together. If necessary, the metal parts can also be adjusted accordingly molded plastic parts, e.g. Plastic bellows springs, replace ..
  • Fig. 1 the rest position of the dispenser 11 is shown.
  • the Piston 28 pushed upwards under the action of the return spring 48, so that the shoulder forming a sealing surface for the ventilation valve 38 on the corresponding counter sealing surface 40 of the base housing 15 is present and seals the container against the outside air.
  • the outlet valve 51 is also closed because the stamp 50 in the Bore 57 is inserted and the control surface 55 does not reach the control surface 56 Has.
  • the coil spring 42 forming the discharge spring element is biased, but in its maximum operational extent. It presses the piston sleeve 43 against the end portion 47 of the Piston rod 29.
  • the sealing lips 44, 45 lie on the pump cylinder wall 20 and the cylindrical outer wall 58 of the piston rod 29 sealing.
  • the force of the spring is due to the annular stop projection 46 added to the end section 47, between the two Engages sealing lips. These are therefore those of the spring Relieves pressure.
  • the ventilation valve 39 is opened by the one sealing surface forming shoulder 38 has lifted from the end face 40 and over the gap 37 and the opening 41 in the pump cylinder a connection is established between the outside air and the container 14.
  • Fig. 3 already shows the final position of the discharge process, in which the outer sealing lip 44 on the formed between the cylinder parts 20 and 21 Level 63 belches.
  • the actuation started by finger pressure on the printing surface 36 So there is a pressure point-like actuation process. He presses the actuating head 35 and thus the piston rod into the pump without that something happens initially.
  • the spraying process is released without further notice To do out.
  • the spraying process is not just one quite constant and precisely determinable pressure takes place, but the dosing quantity also meets high accuracy requirements.
  • the volume of the pump chamber 52 increases again, so that through the vacuum inlet opened by the vacuum 24 and the suction pipe 26 medium 59 into the pump chamber 52 is sucked up.
  • the outlet valve is then, as can be seen from FIG. 1, closed again.
  • the first priming is done by one or a few Operating strokes. If the pump chamber is not filled with liquid there is no significant pressure in this and therefore the piston sleeve remains 43 also when depressed in actuation direction 60 (Fig. 2) relative to the piston rod in its position according to Fig. 1. When reached 3, the outlet valve 51 is opened and the slightly compressed air in the pump chamber 52 via the outlet duct 32 pushed out. Depending on how big it is in the cylinder section 51 formed dead space of the pump can be done with a few strokes the entire pump chamber should be filled with liquid.

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Abstract

Es wird ein Spender für fließfähige Medien geschaffen, der bezüglich des Druckaufbaus und der Dosiermenge benutzerunabhängig arbeitet. Beim Druck auf einen Betätigungskopf (35) wird eine Kolbenstange (29) in einen Pumpenzylinder gedrückt. Da über ein Auslassventil (51), das wegabhängig als Schieberventil arbeitet, die Pumpenkammer (52) abgeschlossen ist, baut sich unter der Wirkung einer Feder (42), die auf eine Kolbenmanschette (43) drückt ein Druck in der Pumpenkammer (52) auf, der bei Öffnung des Auslassventils nach einer vorgegebenen Wegstrecke freigesetzt wird. Durch Vorspannung der Feder (42) kann ein relativ konstanter Druck über die gesamte Austragphase erreicht werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spender zum Austrag fließfähiger Medien mit einer vorzugsweise handbetätigten Pumpe. Derartige Pumpen sind für Flüssigkeiten, Pasten, Schäume etc. vorgesehen, und zwar entweder zu ihrem Dosieren, Versprühen oder anderen Austragvorgängen. Bei den verwendeten Pumpen handelt es sich meist um Schubkolbenpumpen, die über eine hohle Kolbenstange und einen darauf aufgesetzten Drücker betätigt werden, der gleichzeitig auch die Austragöffnung, beispielsweise eine Sprühdüse, trägt.
Bei der Betätigung derartiger Spender ist es stets ein Problem, den Austragvorgang von der individuellen Betätigung durch den Benutzer unabhängig zu machen, um beispielsweise eine gleichmäßige Dosierung und insbesondere bei Sprühvorrichtungen, ein einheitliches Sprühbild zu erzeugen.
Es sind daher Spender entwickelt worden, die so arbeiten, dass sie bei der Betätigung durch den Benutzer zuerst eine Feder spannen, wonach dann ein von der Feder betätigter Austragvorgang folgt. Hier sei beispielsweise die US 6 145 710 A erwähnt, bei der beim Niederdrücken des Austragnippels ein mit diesem verbundener Kolben in einem Zylinder größeren Durchmessers einen in einem daran anschließenden Zylinder kleineren Durchmessers laufenden Kolben gegen eine Federkraft verdrängt. Nach Öffnen des Auslassventiles durch Freigeben eines eingespannten Kopfes kann dann die Flüssigkeit unter dem Druck einer auf den kleineren Kolben wirkenden Feder ausgegeben werden.
Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spender zu schaffen, dessen Austragvorgang von der Art der Betätigung durch den Benutzer weitgehend unabhängig ist und relativ einfach und kompakt aufgebaut ist. Es soll insbesondere ein Austrag unter möglichst konstant gehaltenem Druck erfolgen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Spender nach dem Anspruch 1 gelöst. Die Pumpe, die einen Pumpenzylinder aufweist, hat einen Kolben mit einer in einer Betätigungsrichtung betätigbaren Kolbenstange und einem Förderkolbenelement, das beispielsweise als eine ringförmige Kolbenmanschette ausgebildet sein kann. Ein Pumpeneinlass ist mit einem Einlassventil versehen, das beispielsweise als gewichts- oder federbelastetes Kugelventil ausgebildet sein kann. Der Pumpenauslass hat einen Auslasskanal, der in den meisten Fällen durch die Kolbenstange geführt ist, was wiederum das Aufsetzen eines mit einer Sprühdüse kombinierten Drückers ermöglicht.
Das Förderkolbenelement ist an der Kolbenstange abdichtend und axial verschiebbar geführt. Es ist durch ein Federelement belastet, das den Medienaustrag bewirkt, indem es an der Kolbenstange abgestützt ist und durch Bewegung der Kolbenstange in der Betätigungsrichtung gespannt wird. Nach Öffnung des Auslassventils bewirkt es dann den Medienaustrag, indem es unter der Kraft des Federelementes in Betätigungsrichtung läuft.
Besonders einfach und sinnfällig ist es, wenn das Förderkolbenelement eine ringförmige Kolbenmanschette ist, die auf der Kolbenstange und im Pumpenzylinder abdichtend geführt ist. Es wäre aber auch möglich, das Förderkolbenelement als ein in der hohlen Kolbenstange verlaufenden Kolben auszubilden, wobei dann auch die Feder dort anzuordnen wäre.
Der Kolben kann durch ein Rückhol-Federelement entgegen der Betätigungsrichtung belastet sein, wodurch sich die Pumpe nach Art einer einfachwirkenden Pumpe nach Freigabe eines Betätigungselementes, wie eines Drückers, selbst wieder in die Ausgangsstellung rückstellt.
Bei dem Spender nach der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, dass die Federn, und zwar insbesondere das zum Austrag vorgesehene Federelement, relativ stark vorgespannt sein können. Dadurch ist die Spannkraft der Feder über den gesamten Förderhub relativ konstant, weil nur ein kleiner Ausschnitt der Federkennlinie benutzt wird. Trotzdem muss die Feder nicht übermäßig lang sein. Da die Kolbenmanschette zu ihrer die Förderenergie speichernden Bewegung entgegen der Betätigungsrichtung läuft bzw. nahezu axial unveränderlich stehen bleibt, kann der gesamte Spender relativ kurz gebaut werden. Es ist lediglich der Spannweg für das Austrag-Federelement vorzusehen und der relativ kurze Förderhub des Hauptförderkolbens, d.h. im Ausführungsbeispiel der Kolbenmanschette.
Gespannt wird der Spender dadurch, dass die Kolbenstange in den Zylinder hineingedrückt wird. Dabei spannt sie das Austragförderelement und verdrängt auch etwas Flüssigkeit in der Pumpenkammer, was dadurch ausgeglichen wird, dass das Förderkolbenelement unter weiterer Vorspannung des Austragförderelementes axial entgegen der Betätigungsrichtung gedrückt wird.
Am Ende des so vorgenommenen Spannhubes wird die Austragbetätigung dadurch ausgelöst, dass die bisher dicht verschlossene Pumpenkammer über das Auslassventil in Richtung auf den Auslasskanal freigegeben wird.
Dies geschieht vorzugsweise durch ein weggesteuertes Ventil, das nach Art eines Schieberventils ausgebildet sein kann. Es kann an einem Stempel vorgesehen sein, der nach Art einer Hohlnadel, die seitlich geschlitzt ist, ins Innere der Kolbenstange eingreift und mit dieser zusammen zuerst die Pumpenkammer gegen den Auslasskanal abdichtet und dann, wenn zwei zusammenwirkende Steuerkanten dies freigeben, den Austrag des unter Druck stehenden Inhalts der Pumpenkammer in den Auslasskanal bewirken. Dabei entleert sich die Pumpenkammer unter dem relativ gleichmäßigen Druck, den die Austragfeder auf das Förderkolbenelement ausübt. Nach Freigabe der Kolbenstange bewegt die Rückholfeder die Einheit Kolbenstange/Förderkolbenelement einschließlich der vorgespannten Austragfeder wieder in die Ausgangslage und saugt dabei über das Einlassventil Flüssigkeit nach.
Das Priming, d.h. das erste Ansaugen der noch nicht mit Flüssigkeit gefüllten Pumpenkammer, ist unproblematisch, da das Auslassventil weggesteuert ist und daher keine "tote" Luftkompression in der Pumpenkammer stattfindet.
Auch die notwendige Belüftung des Behälters ist über ein Belüftungsventil möglich, das eine Dichtfläche an einer Schulter der zweigeteilten Kolbenstange aufweist, die mit einem Gehäuseteil zusammenwirkt und den Belüftungsweg über einen Schlitz in der Pumpenkammer herstellt. Das Belüftungsventil ist nur während des kurzen Betätigungsvorganges offen und somit ist der Behälter über die Pumpe im Ruhezustand dicht verschlossen.
Es wird also ein Spender für fließfähige Medien geschaffen, der bezüglich des Druckaufbaus und der Dosiermenge benutzerunabhängig arbeitet. Als Benutzer ist im Zusammenhang mit der Erfindung sowohl eine Person, als auch eine mechanische oder in anderer Weise angetriebene Vorrichtung zu verstehen, die den Betätigungsvorgang der Pumpe bewirkt. So kann der Spender z.B. als Vor-Dosierer für Inhalationsgeräte oder andere medizinische Geräte dienen, die die ausgegebene Charge weiter verarbeiten.
Beim Druck auf einen Betätigungskopf wird eine Kolbenstange in einen Pumpenzylinder gedrückt. Da über ein Auslassventil, das wegabhängig als Schieberventil arbeitet, die Pumpenkammer abgeschlossen ist, baut sich unter der Wirkung einer Feder, die auf eine Kolbenmanschette drückt, ein Druck in der Pumpenkammer auf, der bei Öffnung des Auslassventils nach einer vorgegebenen Wegstrecke freigesetzt wird. Durch Vorspannung der Feder kann ein relativ konstanter Druck über die gesamte Austragphase erreicht werden.
Die vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Bei manueller Betätigung ist auch eine Hebelübertragung auf den Pumpenantrieb möglich, z.B. eine Ausführung mit seitlichem Betätigungsgriff wie er in der DE 100 32 976 A beschrieben ist, auf die zur näheren Erläuterung ausdrücklich Bezug genommen wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 bis 3
drei verschiedene Arbeitsphasen eines im Längsschnitt dargestellten Spenders nach der Erfindung,
wobei in Figur 1 ein Spender einschließlich der Drücker/Sprühdüsenkombination des Behälters dargestellt ist und in den Figuren 2 und 3 nur die Pumpe. Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt einen Spender 11 mit einer Pumpe 12, die auf den Hals 13 eines nach Art einer Glasflasche ausgebildeten Behälters 14 aufgesetzt ist und in diesen mit dem größten Teil ihrer Längserstreckung hineinragt. Die Pumpe hat ein Basisgehäuse 15, das mittels eines Krimpverschlusses 16 am Flaschenhals 13 befestigt ist.
In das Basisgehäuse 15 ist ein langgestreckter Zylinderkörper 17 eingeschnappt, und zwar in eine axiale Ringnut 18 zwischen einem Außenteil und einem Innenteil des Basisgehäuses. Der Zylinderkörper bildet unterhalb seines Einschnappabschnittes einen Pumpenzylinder 20 und daran anschließend einen im Durchmesser verringerten, ebenfalls zylindrischen Zylinderabschnitt 21. Dieser endet in einem Boden 22, an dem nach Innen ein Teil eines Käfigs 23 für ein Kugel-Einlassventil 24 ausgebildet ist, während sich, damit verbunden, nach außen ein Stutzen 25 erstreckt, in den ein Saugrohr 26 eingesteckt ist, das bis zum Boden 27 des Behälters reicht.
In den Zylinder 20 hinein ragt ein Kolben 28, der eine rohrförmige Kolbenstange 29 aufweist, die aus zwei fest ineinander gesteckten Hohlkörpern 30, 31 zusammengesetzt ist. Die Kolbenstange 29 bildet in ihrem Inneren einen Auslasskanal 32, der mit einem Pumpenauslass 33 in Form einer Sprühdüse 34 in Verbindung steht. Diese ist in einem Betätigungskopf 35 vorgesehen, der gleichzeitig einen Drücker mit einer Finger-Druckfläche 36 für die manuelle Betätigung des Spenders bildet. Der Betätigungskopf 35 ist auf den oberen Stutzen der Kolbenstange, d.h. den Hohlkörper 31, aufgepresst. Sein Außenmantel verläuft außerhalb des Basisgehäuses 15.
An dem oberen Hohlkörperabschnitt 31 der Kolbenstange 29, der unter Bildung eines Luftspalts 37 durch die Mittelöffnung des Basisgehäuses 15 hindurchragt, ist am zum Pumpenzylinder weisenden Ende eine flanschartige, abgeschrägte Schulter 38 angeformt, die eine Dichtfläche für ein Belüftungsventil 39 bildet, und zwar im Zusammenwirken mit der inneren, zum Pumpenzylinder hinweisenden Stirnfläche 40 des Basisgehäuses 15. Zur Funktion des Belüftungsventils gehört ein Durchbruch 41 in der Pumpenzylinderwandung.
Auf der Schulter 38 stützt sich ein Austrags-Federelement 42 in Form einer vorgespannten Schraubenfeder ab. Diese drückt mit ihrer anderen Seite auf eine Kolbenmanschette 43, die ein Förderkolbenelement bildet. Die Kolbenmanschette 43 läuft mit einer äußeren Dichtlippe 44 auf der inneren Zylinderfläche des Pumpenzylinders 20 und mit einer inneren Dichtlippe 45 auf dem Außenumfang des rohrförmigen Hohlkörperteils der Kolbenstange 29. Ein von dort in Richtung auf die Schraubenfeder und innerhalb dieser hoch ragender Abschnitt der Kolbenmanschette führt die Schraubenfeder und die Manschette auf der Kolbenstange.
Zwischen den beiden Dichtlippen 44, 45 ist eine Nut gebildet, in die ein Anschlagvorsprung 46 eines im Durchmesser vergrößerten Endabschnittes 47 der Kolbenstange 29 eingreift. Auf diesem stützt sich eine Rückholfeder 48 ab, die ebenfalls als Schraubenfeder ausgebildet ist und in dem schmaleren Zylinderabschnitt 21 geführt ist. Die Rückholfeder 48 stützt sich auf dem Basisabschnitt 49 eines Stempels 50 ab, der mit einer inneren Ausnehmung das Oberteil des Käfigs 23 für das Kugel-Einlassventil bildet und mit einem stift- oder nadelförmigen Teil ins Innere der hohlen Kolbenstangen 29 eingreift. Er bildet mit der Kolbenstange zusammen das Auslassventil 51 für die Pumpenkammer 52.
Dazu ist der Stempel 50 mit einem Kanal in Form eines Längsschlitzes 53 versehen, der in einigem Abstand von der oberen zugeschärften Spitze 54 des Stempels endet. Damit bildet er eine Steuerkante 55 für das Auslassventil.
An der Kolbenstange 29 ist die entsprechende Gegen-Steuerkante 56 am inneren Ende einer genau kalibrierten, gegenübem den übrigen Auslasskanal 32 im Durchmesser verringerten Bohrung 57 vorgesehen. Der zwischen der Spitze 54 und der Steuerkante 55 am Stempel liegende Abschnitt greift passgenau und dichtend in die Bohrung 57 ein.
Der Spender 11 ist, bis auf die Schraubenfedern und die Kugel 24, ganz aus Kunststoff-Spritzgußteilen herstellbar. Die Pumpe besteht aus zwei Gehäuseteilen 15, 17, dem Kolben 28 mit der zweiteiligen Kolbenstange 29 und der Kolbenmanschette 43 und dem Stempel 50. Alle Teile sind montagegünstig durch bloßes Zusammenstecken bzw. -pressen montierbar. Gegebenenfalls ließen sich auch die Metallteile durch entsprechend geformte Kunststoffteile, z.B. Kunststoff-Balgfedern, ersetzen..
Funktion
In Fig. 1 ist die Ruhestellung des Spenders 11 gezeigt. Dabei ist der Kolben 28 unter der Wirkung der Rückholfeder 48 aufwärts geschoben, so dass die eine Dichtfläche für das Belüftungsventil bildende Schulter 38 an der entsprechenden Gegen-Dichtfläche 40 des Basisgehäuses 15 anliegt und den Behälter gegen die Außenluft abschließt.
Auch das Auslassventil 51 ist geschlossen, da der Stempel 50 in der Bohrung 57 steckt und die Steuerfläche 55 nicht die Steuerfläche 56 erreicht hat. Die das Austrags-Federelement bildende Schraubenfeder 42 ist zwar vorgespannt, jedoch in ihrer maximalen Betriebserstreckung. Sie drückt die Kolbenmanschette 43 gegen den Endabschnitt 47 der Kolbenstange 29. Die Dichtlippen 44, 45 liegen an der Pumpenzylinderwand 20 und der zylindrischen Außenwand 58 der Kolbenstange 29 dichtend an. Die Kraft der Feder wird durch den ringförmigen Anschlagvorsprung 46 am Endabschnitt 47 aufgenommen, der zwischen beide Dichtlippen eingreift. Diese sind daher von der von der Feder ausgeübten Druckkraft entlastet.
Es sei angenommen, dass die Pumpenkammer 52 bereits mit Medium 59 aus dem Behälter 14 gefüllt ist.
Wenn nun, wie in Fig. 2 dargestellt, die Kolbenstange 29 über den Betätigungskopf 35 in die Pumpe hineingedrückt wird, dann baut sich in der Pumpenkammer 52 ein Druck auf. Dieser rührt einerseits daher, dass über die Schulter 38 und die Feder 42 ein axialer Druck auf die Kolbenmanschette 43 ausgeübt wird und andererseits der untere Abschnitt der Kolbenstange in die Pumpenkammer hineinfährt und somit Volumen verdrängt. Da das Auslassventil 51 bis zu der in Fig. 2 gezeigten Position noch geschlossen ist, bewirkt die Verdrängung dieses Volumenteils der Flüssigkeit, dass die Kolbenmanschette axial entgegen der Betätigungsrichtung 60 und unter weiterer Spannung der Feder 42 aufwärts gedrückt wird. Durch die in Betätigungsrichtung 60 aufgebrachte Federkraft wird außerdem auch die Rückholfeder 48 zusammengedrückt. Der in der Pumpenkammer 52 gebildete Druck drückt ferner die Kugel 61 des Einlassventils 24 auf ihren Ventilsitz und hält dieses geschlossen.
Dagegen ist das Belüftungsventil 39 geöffnet, indem die eine Dichtfläche bildende Schulter 38 von der Stirnfläche 40 abgehoben hat und über den Spalt 37 und den Durchbruch 41 im Pumpenzylinder eine Verbindung zwischen der Außenluft und dem Behälter 14 hergestellt ist.
In dieser Position ist zwar noch kein Medium durch den Auslasskanal 32 geflossen, aber der Spender ist nun zur Durchführung eines automatischen Austragvorganges gespannt.
Dieser wird, wie in Fig. 3 dargestellt, dadurch ausgelöst, dass die Steuerkanten 55 und 56 des Auslassventils 51 einander passieren und somit, wie durch den strichlierten Pfeil 62 angedeutet, Medium aus der Pumpenkammer 52 über das Auslassventil 51 in den Auslasskanal 32 strömen kann, und zwar unter dem von der Feder 52 über die Kolbenmanschette 43 erzeugten Druck. Dieser ist wegen der Vorspannmöglichkeit der Schraubenfeder 42 sehr gleichmäßig und kann genau auf die optimalen Zerstäubungsverhältnisse an der Düse 34 eingestellt werden. Das Medium strömt durch den Auslasskanal 32 zur Düse 33 und wird dort, von Drallkanälen in Rotation versetzt, als kegeliger Sprühkegel zerstäubt.
Fig. 3 zeigt bereits die Schlussposition des Austragvorganges, in der die äußere Dichtlippe 44 auf der zwischen den Zylinderteilen 20 und 21 gebildeten Stufe 63 aufstößt. Für den Benutzer, der den Betätigungsvorgang durch Fingerdruck auf die Druckfläche 36 begonnen hat, ergibt sich also ein druckpunktartiger Betätigungsablauf. Er drückt den Betätigungskopf 35 und damit die Kolbenstange in die Pumpe hinein, ohne dass anfänglich etwas passiert. An einer durch die Lage der beiden Steuerkanten 55, 56 zueinander vorgegebenen Position, meist nahe an der Endposition nach Fig. 3, löst sich der Sprühvorgang ohne sein weiteres Zutun aus.
Es ist also zu erkennen, dass der Sprühvorgang nicht nur mit einem recht konstanten und genau vorher bestimmbaren Druck erfolgt, sondern auch die Dosiermenge hohe Anforderungen an die Genauigkeit erfüllt. Sie kann im übrigen durch die Lage der Steuerkanten, und damit bei der Herstellung durch eine einfache Bearbeitung von Formteilen für unterschiedliche Anforderungen vorgegeben werden. So könnten beispielsweise unterschiedliche Stempel 50 hergestellt werden und damit unterschiedliche Dosiermengen bei im übrigen unveränderter Pumpenausführung erzeugt werden.
Nach dem Entlasten des Betätigungskopfes 35 drückt die Rückholfeder 48 den gesamten Kolben, also die zweiteilige Kolbenstange 29, die Kolbenmanschette 43 und die Feder 42 (ohne sie erneut über ihre vorgebene Vorspannung hinaus zu komprimieren) in die Position nach Fig. 1 zurück. Dabei vergrößert sich das Volumen der Pumpenkammer 52 wieder, so dass über das durch den Unterdruck geöffnete Kugeleinlassventil 24 und das Saugrohr 26 Medium 59 in die Pumpenkammer 52 nachgesaugt wird. Das Auslassventil ist dann, wie aus Fig. 1 zu erkennen, wieder geschlossen.
Das erstmalige Ansaugen (Priming) geschieht einfach über ein oder wenige Betätigungshübe. Bei nicht flüssigkeitsgefüllter Pumpenkammer entsteht in dieser kein wesentlicher Druck und deswegen bleibt die Kolbenmanschette 43 auch beim Niederdrücken in Betätigungsrichtung 60 (Fig. 2) relativ zur Kolbenstange in ihrer Position nach Fig. 1. Beim Erreichen der Position nach Fig. 3 wird das Auslassventil 51 geöffnet und die leicht komprimierte Luft in der Pumpenkammer 52 über den Auslasskanal 32 herausgedrückt. Je nach dem, wie groß der in dem Zylinderabschnitt 51 gebildete Totraum der Pumpe ist, kann mit wenigen Hüben die gesamte Pumpenkammer mit Flüssigkeit gefüllt werden.

Claims (9)

  1. Spender zum Austrag fließfähiger Medien (59) mit
    1.1 einer Pumpe (12) mit einem Pumpenzylinder (20),
    1.2 die einen Kolben (28) mit einer in einer Betätigungsrichtung (60) betätigbaren Kolbenstange (29) und einem Förderkolbenelement (43),
    1.3 sowie einen Pumpeneinlaß mit einem Einlaßventil (24) und
    1.4 einen Pumpenauslass (33) mit einem Auslaßventil (51) und einem Auslasskanal (33), der vorzugsweise durch die Kolbenstange (29) verläuft, aufweist,
    1.5 wobei das Förderkolbenelement (43) an der Kolbenstange (29) abdichtend und
    1.6 axial verschiebbar geführt ist und
    1.7 das Förderkolbenelement (43) durch ein an der Kolbenstange (29) abgestütztes,
    1.8 durch Bewegung der Kolbenstange (29) in der Betätigungsrichtung (60) gespanntes
    1.9 und nach Öffnung des Auslaßventils (51) den Medienaustrag (62) mittels des Förderkolbenelements (43) bewirkendes Federelement (42) in Betätigungsrichtung (60) belastet ist.
  2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderkolbenelement (43) eine ringförmige Kolbenmanschette ist, die auf der Kolbenstange (29) und in dem Pumpenzylinder (20) abdichtend geführt ist.
  3. Spender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (28) durch ein Rückhol-Federelement (48) entgegen der Betätigungsrichtung (60) belastet ist.
  4. Spender nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (42, 48), insbesondere das Austrag-Federelement (42), vorgespannt sind.
  5. Spender nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (29) nach Art eines in der Kolbenmanschette (43) geführten Verdrängerkolbens ausgebildet ist und vorzugsweise an seinem in der Betätigungsrichtung (60) liegenden Endabschnitt (47) eine Anschlagstufe aufweist, die insbesondere einen eine Abdichtlippe (45) der Kolbenmanschette (43) hintergreifenden Anschlagvorsprung (46) aufweist.
  6. Spender nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (51) ein weggesteuertes Ventil, vorzugsweise ein Schieberventil, ist.
  7. Spender nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (51) als Ventilkörper einen in die hohle Kolbenstange (29) eingreifenden, mit einem Ventilkanal (53) und einer Ventil-Steuerkante (55) versehenen Stempel (50) aufweist, wobei vorzugsweise eine zugehörige Gegensteuerkante (56) in der hohlen Kolbenstange (29) ausgebildet ist und insbesondere der Stempel (50) in einem ggf. gegenüber dem Pumpenzylinder (20) im Durchmesser verringerten Gehäuseabschnitt (21) mit einem Basisabschnitt (49) aufgenommen und von einer Rückholfeder (48) umgeben ist, wobei bevorzugt der Basisabschnitt (49)einen Teil eines Käfigs (23) für das Einlassventil (24) bildet.
  8. Spender nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (29) aus zwei ineinander gesteckten Hohlkörpern (30, 31) aufgebaut ist, von denen der eine eine an seinem Außenumfang eine Laufbahn (58) für die Kolbenmanschette (43) bildet und der andere eine Abstützung (38) für das Austrag-Federelement (42) enthält.
  9. Spender nach einer der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kolbenstange (29) eine Dichtfläche eines Belüftungsventils (39) für einen das Medium enthaltenden Behälter (14) vorgesehen ist, die mit einer Gehäusefläche (40) zusammenwirkt, wobei vorzugsweise ein Durchbruch (41) in dem Pumpenzylinder (20) die Verbindung der Außenluft über das Belüftungsventil (39) zu dem Behälter (14) herstellt.
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