DE3586780T2 - Pumpe zur verteilung einer fluessigkeit aus einem behaelter. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine handbediente Pumpe zum Verteilen einer Flüssigkeit aus einem Behälter.
• Ausführlicher gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft eine drosselklappenfreie Pumpe, die vom Typ her mittels eines Auslösers manuell bedient wird.
• Eine herkömmliche drosselklappenfreie Pumpe zur Verteilen einer Flüssigkeit aus einem Behälter beinhaltet einen Zylinder, der einen Einlaß aufweist, um mittels eines Tauchrohres und eines wechselseitig im Zylinder verschiebbaren Kolbens Flüssigkeit aus dem Behälter aufzunehmen. Der Kolben hat eine innere Kammer mit einer Öffnung an einem ihrer Enden, um Flüssigkeit aus der Kammer zu verteilen. Ein Ventilelement ist in der Kammer angeordnet und hat ein Verteilventil an einem Endstück, welches gegen die Schließstellung der Öffnung des Kolbens vorgespannt ist. Das Ventilelement ist unter Flüssigkeitsdruck gegen die Vorspannung weg von der Öffnung bewegbar, um Flüssigkeit aus der Kammer zu verteilen.
• Herkömmliche Pumpen mit und ohne Drosselklappen haben ein Kugel-Einlaßventil, um den Einlaß des Zylinders zu öffnen und zu schließen. Obwohl verschiedene Ausführungen von Einlaßventilen nach dem Stand der Technik vorgeschlagen worden sind, weist das typische Einlaßventil eine frei bewegliche Kugel auf, welche auf einem kreisrunden Ventilsitz aufliegt. Während des manuell ausgeführten Hubs zur Verteilung mittels des Auslösers verharrt das Kugelventil, um die Kammer während der Anfangsphase des Hubs geschlossen zu halten. Weil das Ventilelement gegen eine Schließstellung der Verteilöffnung des Kolbens vorgespannt ist, wird eine Kammer definiert und das Volumen in der Kammer verringert sich, wenn der Auslöser nach unten gedrückt wird. Ein Druck wird in der Kammer aufgebaut, welcher das in der Kammer angeordnete Ventilelement unter Flüssigkeitsdruck nach unten gegen seine Vorspannung treibt, so daß Flüssigkeit aus der Kammer verteilt wird.
• Wird der Auslöser freigegeben und bewegt sich nach oben, so erhebt sich die das Ventil sperrende Kugel von ihrem Sitz, und Flüssigkeit wird durch das Tauchrohr in die Kammer angesaugt, und die Pumpe ist bereit für einen erneuten Hub zum Verteilen.
• Ein Einlaßventil mit einem Kugelrückschlag-Ventil ist aus mehreren Gründen unvorteilhaft. Während der Anfangsphase des Auslösungshubs und vor dem Aufbau des eigentlichen Druckes in der Kammer wird das Sperrventil durch die Erdanziehung in seiner schließenden Stellung gehalten. Bei Umständen, in denen die Pumpe in eine andere als die senkrechte Stellungen gedreht wird, kann das Sperrventil während der Anfangsphase des Auslösungshubs nicht aufliegen, so daß sich die Menge der zu verteilenden Flüssigkeit verringert und während einer Reihe von Betätigungen wäre die Verteilmenge unregelmäßig. Während des Füllvorganges der Kammer, wenn der Auslöser freigegeben wird und sich nach oben bewegt, neigt das Kugelrückschlag- Ventil dazu, einen gleichmäßigen Fluß der Flüssigkeit in die Kammer für den nächsten Hub zu hemmen.
• Bei verschiedenen vorbekannten Verteilpumpen ist versucht worden, den Einsatz eines Kugelrückschlag-Ventils als Einlaßventil zu vermeiden. Das U.S. Patent 4,0255,046 nach Boris offenbart ein Einlaß-Ventil, worin eine zylindrische Hülse über ein längliches vorstehendes Röhrchen gleitet. Weil jedoch das vorstehende Röhrchen länglich geformt ist, ermöglicht die zylindrische Hülse, welche zusammenwirkt um mit dem vorstehenden Röhrchen eine Dichtung bilden, Flüssigkeitszulauf in die Verteilkammer nur während einer letzteren Phase des Rückwärtshubs. Die Pumpe kann derartig betätigt werden daß ein völliger Rücklauf des Auslösers verhindert wird. Sollte beispielsweise ein Benutzer den Auslöser vollständig nach unten drücken und den Auslöser dann durch dessen Vorspannung zur Hälfte wieder herausfahren lassen, so wurde die Bewegung nicht ausreichen, das Ventil zu öffnen. Der Benutzer würde dann wiederum den Auslöser nach unten drücken, weil er erneut ein Verteilen der Flüssigkeit erwarten würde. Mit der im Boris-Patent offenbarte Vorrichtung fließt während der Anfangsphase des Rückwärtshubs keine Flüssigkeit in die Verteilerkammer und deshalb wird der Benutzer, der die Pumpe in der beschriebenen Art bedient, keine Flüssigkeit verteilen können.
• Das U.S. Patent 4,212332 nach Kutik et al offenbart eine manuelle Pumpe, worin das Flußventil relativ zu dem Auslöser verschiebbar ist. Das Flußventil hat eine allgemein zylindrische Form mit nach innen gebogenen Fingern im oberen Bereich, die durch Reibung auf die Außenseite des zylindrischen Auslösers einwirken, jedoch Flüssigkeitsfluß zwischen den Finger gestatten. Jeder Finger ist vorgespannt, um fest aber nachgebend auf den Auslöser einzuwirken, um es dem Auslöser zu ermöglichen relativ zu dem Ventil zu gleitet, wenn eine konische Ventilspitze am unteren Ende des Flußventils auf dem Ventilsitz aufliegt. Mit der Pumpe, offenbart im Patent nach Kutik et al, ist der Flüssigkeitsdruck im Inneren des Flußventils gleich dem Flüssigkeitsdruck an der Außenseite des Flußventils, wenn erst einmal die konische Spitze auf dem Ventilsitz aufliegt, weil es Durchlässe gibt, die eine Flüssigkeitsausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Ventils zulassen. Wegen diesem Flüssigkeitsausgleich würde das Ventil, offenbart in dem Patent nach Kutik et al, in einer herkömmlichen drosselklappenfreien Pumpe nicht funktionieren, weil ein Druckunterschied nötig ist, um das Ventilelement zu bewegen.
• US-A-4144987 und DE-A-2711795 vermeiden beide den Gebrauch eines Kugelrückschlag-Ventils. In der, in DE-A- 2711795 beschriebenen Verteilerpumpe, enthält das Ventil zum Öffnen und Schließen des Einlasses des Zylinders der den Kolben enthält, eine zylindrische Hülse, welche reibend und abdichtend auf die äußere, zylindrische Oberfläche des Ventilelements einwirkt und relativ zum Ventilelement gleitet, bis sie den Einlaß abdichtet, und diese dann zwischen dem Einlaßventil und dem Ventilelement gleitet, da das Ventilelement durch den Abwärtshub des Kolbens nach unten weiter wandert.
• Andere U.S. Patente von Interesse sind U.S. Patent 4,230,240 nach Meshberg und U.S. Patent 4,122,982 nach Giuffredi.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt eine verbesserte Pumpe zur Verteilung einer Flüssigkeit aus einem Behälter vorzusehen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine drosselklappenfreie Pumpe zum Verteilen einer Flüssigkeit aus einem Behälter vorgesehen, mit einem Zylinder, der einen Einlaß aufweist, um Flüssigkeit von dem Behälter aufzunehmen, die einen wechselseitig verschiebbaren Kolben in dem Zylinder aufweist, wobei der Kolben eine innere Kammer in Längsrichtung und eine Öffnung an einem Ende zum Verteilen von Flüssigkeit aus der Kammer aufweist, wobei der Kolben bei einem Abwärtshub und einem Aufwärtshub gegen eine Vorspannung verschiebbar ist, wobei ein Ventilelement in der Kammer angeordnet ist, welches an einem Endstück ein Verteilerventil aufweist, das gegen eine Schließstellung der Öffnung vergespannt ist, wobei das Ventilelement unter Flüssigkeitsdruck gegen die Vorspannung weg von der Öffnung bewegbar ist, um Flüssigkeit aus der Kammer zu verteilen, wobei das Ventilelement ein zweites Endstück mit einer zylindrischen Oberfläche hat; ein Einlaßventil zum Öffnen und Schließen des Einlasses des Zylinders, wobei das Einlaßventil eine zylindrische Hülse mit zylindrischer Oberfläche aufweist, deren Durchmesser der Führung exakt angepaßt ist und eine Flüssigkeitsdichtung ergibt, die in Hinsicht auf die zylindrische Oberfläche des Ventilelements gleitend ist, wobei sich das Einlaßventil mit dem zweiten Ventilelement-Endstück bewegt, bis es auf dem Einlaß aufsitzt, wobei das Einlaßventil bezüglich dem Ventilelement-Endstück bei weiterer Bewegung des Ventilelementes relativ zu dem Zylinder gleitet, wobei der Zylinder ein Unterteil aufweist, der an den Einlaß anliegt, wodurch Bewegung des Kolbens das Volumen der Kammer verringert und Druck in der Kammer vergrößert wird, um einen Druckunterschied zwischen der Kammer und dem Behälter zu erzielen, wobei der Druckunterschied die zylindrische Hülse zu einem Ventilsitz treibt und den Einlaß sperrt, wobei das Einlaßventil zusammen mit dem Ventilelement verschiebbar ist, um während des ersten Moments des aufwärtigen Hubs des Kolbens den Einlaß zu öffnen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß eine Öffnung aufweist, die von einem Ring umgeben ist, der von dem Unterteil nach unten absteht und dessen äußerer Durchmesser so bemessen ist, daß er in die zylindrische Hülse paßt, wobei der Druckunterschied die zylindrische Hülse radial inwärtig gegen den Ring hin treibt, um die Einlaßöffnung zu sperren.
• In Übereinstimmung mit der Erfindung treibt der Druckunterschied das Einlaßventil gegen den Einlaß, um die Kammer gegenüber dem Behälter abzudichten. Der Überdruck bewirkt eine feste Dichtung, wodurch Durchsickern von Flüssigkeit zurück in den Flüssigkeitsbehälter während des Verteilungshubs vermieden wird.
• Da das Einlaßventil nicht nach einem Schwerkraftprinzip arbeitet, kann die Pumpe in geneigter Stellung betätigt werden, wodurch ein deutlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Kugelrückschlag-Ventilen erzielt werden kann.
• Wenn der Druck der Hand auf dem Spender verringert wird und das Ventilelement sich unter seiner Vorspannung aufwärts bewegt, zieht die Reibwirkung des Ventilelementes mit dem Einlaßventil unverzüglich das Einlaßventil aus seinem Ventilsitz und ermöglicht dadurch das Ansaugen von Flüssigkeit aus dem Behälter. Somit wird Flüssigkeit während des gesamten Rückwärtshubes des Spenders aus dem Behälter angesaugt. Wenn eine Person, die die Pumpe wiederholt betätigt, den Spender niederdrückt, ohne es dem Spender zu gestatten, wieder in seine oberste Stellung zurückzukehren, spendet die Pumpe, die während des Rückwärtshubes angesaugte Flüssigkeit. Wenn der Spender losgelassen wird, wird das Einlaßventil, welches in Reibkontakt mit dem Ventilelement steht, durch die Reibung nach oben gezogen, ebenso wie eine Saugkraft, um den Einlaß sofort zu öffnen. Der Ring, welcher die Einlaßöffnung umgibt, hat eine verhältnismäßig geringe Höhe, so daß das Ansaugen von Flüssigkeit an dem Anfangsabschnitt des Aufwärtshubes der Hülse gestattet wird.
• Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Pumpe luftdicht, das heißt die Pumpe ist nicht belüftet. Da das Volumen der verteilten Flüssigkeit nicht durch Luft ersetzt ist, bildet sich teilweise Vakuum in dem Behälter. Durch die Konstruktion der Pumpenkomponenten und die Verwendung eines Einlaßventiles, das nicht nach dem Schwerkraftprinzip arbeitet, funktioniert eine Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Teilvakuum in dem Behälter.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend beispielsweise Ausführungsformen, unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1, 2, 3 und 4 Längsschnittansichten einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen;
• Fig. 1 zeigt die Pumpe in ihrer Ausgangsposition;
• Fig. 2 zeigt die Pumpe in einer Stellung, bei der Flüssigkeit verteilt wird;
• Fig. 3 zeigt die Pumpe, wobei der Spender vollkommen niedergedrückt ist;
• Fig. 4 zeigt die Pumpe in einer Stellung, bei welcher die Flüssigkeit aus dem Behälter gesaugt wird; und
• Fig. 5 zeigt eine Explosionsansicht einer Befestigungskappe, einen Abdichtungskragen und Bördelrand des Behälters, welcher Flüssigkeit faßt;
• Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teilausschnittes der in den Fig. 1 bis 5 in der Stellung von Fig. 4 dargestellten Pumpe;
• Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teilschnitts der in den Fig. 1 bis 5 in der Stellung von Fig. 2 dargestellten Pumpe; und
• Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Teilschnitts einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe.
• In den Fig. 1 bis 7 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Pumpe dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht der Pumpe in ihrer Ruheposition. Die Pumpe 10 weist einen daran befestigten Spender 12 auf und ist mittels einer Befestigungskappe 16 mit einem Behälter 14 fest verbunden. Ein Abdichtungskragen 18 dichtet die Pumpe gegenüber dem Behälter 14 und gegenüber dem Kolbenstiel 10 ab, um eine Verdunstung der Flüssigkeit aus dem Behälter und ein Verderben der in dem Behälter aufbewahrten Flüssigkeit durch über eine undichte Stelle in den Behälter gelangte Luft zu verhindern oder zu reduzieren.
• Der Spender 12 umfaßt sowohl eine obere Fläche 20 zur Fingerbetätigung, als auch eine Düse 22, um Flüssigkeit in einen feinen Arosol-Spray zu verteilen, wie durch das Bezugszeichen 24 in Fig. 2 gezeigt. Der Spender weist eine zylindrische Ausnehmung 26 auf, um den oberen Teil 28 der Pumpe 10 passend aufzunehmen.
• Die Pumpe 10 wird nachfolgend genauer beschrieben. Die Pumpe umfaßt einen Zylinder 30 mit einem Einlaß 32, um Flüssigkeit aus dem Behälter 14 aufzunehmen. In dem Einlaß ist eine längliche Tauchröhre 34 befestigt, welche sich bis zu dem Boden des Behälters 14 erstreckt und als ein Kanal zum Liefern von Flüssigkeit an die Pumpe dient. Ein Kolben 36 ist innerhalb des Zylinders 30 verschiebbar. Der Kolben umfaßt einen unteren Saum 38 mit einem Durchmesser, der so dimensioniert ist, daß dieser enganliegend mit der Innenwand 40 des Zylinders 30 in Kontakt steht. Der Kolben ist wechselseitig in dem Zylinder 30 verscheibbar und weist entlang seiner Länge eine Innenkammer 42 auf. Der Kolben weist an einem Ende eine Öffnung 44 auf, um Flüssigkeit aus der Kammer zu zerstäuben und ist durch einen Abwärtshub von der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die von Fig. 3 gezeigte Stellung verschiebbar. Wenn der Fingerdruck auf den Spender 12 verringert wird, bewegt sich der Kolben unter Federvorspannung von der in Fig. 3 gezeigten Stellung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung.
• Ein Ventilelement 46 ist in der Kammer 42 untergebracht. Das Ventilelement 46 umfaßt ein Zerstäuberventil 48, das an einem Endabschnitt gegen eine die Öffnung 44 des Kolbens schließende Stellung vorgespannt ist. Das Ventilelement umfaßt einen radialen Vorsprung 50, der unterhalb einen ringförmigen Absatz 52 bildet, um die oberste Wicklung 54 der Schraubenfeder 56 aufzunehmen. Die Schraubenfeder 56 spannt das Ventilelement aufwärts gegen die in Fig. 1 gezeigte Stellung. Da das Zerstäubungsventil an der Spitze des Ventilelementes in Kontakt mit dem oberen Teil des Kolbens steht, spannt die Schraubenfeder ebenfalls den Kolben in seine oberste Stellung, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Ventilelement 46 ist unter Flüssigkeitsdruck gegen die Vorspannung der Feder 56 von der Ausgabeöffnung 44 wegbewegbar, um Flüssigkeit aus der Kolbenkammer zu verteilen. Folglich wird Flüssigkeit nur abgegeben, wenn ausreichend Druck aufgebaut ist, um das Ventilelement 46 gegen die Vorspannung der Schraubenfeder 56 zu bewegen. Sobald der Druck durch das Abgeben von Flüssigkeit abgebaut wird, kehrt das Ventilelement durch die Federkraft zurück, um Tropfen der Flüssigkeit zu verhindern oder zu minimieren. Diese Art von Druck betätigter Pumpe wird eine "klappenlose Pumpe" genannt.
• Das untere Endteil 58 des Ventilelementes, welches ebenfalls als "Schwanz" benannt ist, weist eine längliche zylindrische Fläche 60 auf. Das Einlaßventil ist zum Schließen und Öffnen des Einlasses 32 vorgesehen. Das Einlaßventil 62 umfaßt eine zylindrische Fläche 64, welche einen für Reibkontakt bemessenen Durchmesser 66 besitzt, schafft eine Flüssigkeitsdichtung und gleitet bezüglich der Zylinderfläche 60 des Schwanzes 58 des Ventilelementes. Das Einlaßventil 62 umfaßt eine im wesentlichen zylindrische Hülse mit einer zylindrischen Oberfläche 64 an ihrer Innenseite.
• Der Zylinder 30 hat einen Boden 70, angrenzend an dem Einlaß 32. Die Einlaßöffnung 32 ist von einem ringförmigen Ring 72 umgeben, welcher nach oben hin von dem Boden 70 vorsteht. Der Ring 72 weist einen äußeren Durchmesser auf, der in die Hülse paßt, das heißt, sein Durchmesser ermöglicht es der Hülse 62, den Ring in Fig. 2 gezeigt komplett zu umfassen.
• Gemäß eines bevorzugten Gesichtspunktes der Erfindung umfaßt der Ring 72 eine äußere Flache 74, die mit zunehmendem Abstand vom Boden nach innen verjüngt ist. Die äußere Fläche 74 bildet einen Sitz, auf welchem die innere zylindrische Fläche 64 der Hülse aufsitzt, um den Einlaß zu verschließen. Wie ein Vergleich zwischen Fig. 1 und 2 zeigt, wird die Hülse, wenn sie die äußere Fläche 74 des Rings 72 berührt, geringfügig radial nach außen deformiert und schafft damit einen dichten Sitz zwischen der Hülse und der äußeren Wand 74 des Ringes. Es sollte erwähnt werden, daß der Ring 72 derart verjüngt ist, daß, wenn die Hülse nach oben bewegt wird, ein Flüssigkeitsfluß durch den Einlaß gestattet wird, sobald der Spender sich durch Verringern des Fingerdruckes nach oben bewegt.
• Die innere zylindrische Fläche des Zylinders 30 umfaßt einen abgesetzten Teil 80, welcher das Ende der Spiralfeder 56 zwischen sich und der Zylinderhülse einsperrt. Die Feder bildet einen Vorsprung an ihrer untersten Wicklung, der die Aufwärtsbewegung der Hülse begrenzt. Die Hülse besitzt eine ringförmige Anschlagsfläche 82, die radial nach außen von der äußeren Fläche der Hülse vorsteht. Wenn sich die Hülse nach oben bewegt, berührt diese Anschlagsfläche die Entwicklung der Spiralfeder 56 und verhindert eine weitere Aufwärtsbewegung der Hülse.
• Nachfolgend werden die aufeinanderfolgenden Betriebszustände der Pumpe beschrieben. Wenn die Pumpe zum erstenmal benützt wird, ist die innere Kammer mit Luft gefüllt, und die Pumpe muß zunächst vorgepumpt werden. Da der durch Abwärtsbewegung des Kolbens in der Kammer entwickelte Luftdruck nicht ausreichend ist, um das Ventilelement zu betätigen und es von der Sprühöffnung 44 wegzubewegen, ist eine Gratfläche 90 auf der Zylinderinnenfläche vorgesehen. Wenn sich der Saum 38 des Kolbens über das Gratgebiet 90 bewegt, wird ein Freiraum geschaffen, welcher es Luft erlaubt, hinter den Kolben in ein leeres Volumen 92 und durch einen Raum 94 zwischen dem Behälter und der Außenwand des Zylinders 30 zu gelangen (Fig. 3). Der Weg der Luft ist in Fig. 3 mit den Pfeilen 96a und 96b dargestellt. Der Raum 92 wird durch Fehlen des Ringflansches 98 zumindest eines Winkelausschnitts geschaffen. Genauer, der Ringflansch 98 verläuft im ganzen Umfang um die Spitze des Zylinders mit Ausnahme von einem oder mehreren Punkten wo ein Spalt oder Raum 92 vorgesehen ist.
• Sobald die Pumpe vorgepumpt ist, ist der Spender 12 durch Fingerkraft auf die obere Fläche 20 in den Behälter 14 niedergedrückt. Wie durch einen Vergleich der beiden Fig. 1 und 2 hervorgeht, wird der Kolben, wenn der Spender 12 nach unten bewegt wird, ebenfalls nach unten gezwungen und gleitet relativ zu dem Zylinder 30. Der Schwanzendabschnitt 58 des Ventilelementes bewegt die Hülse 62 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Wenn der Spender 12 weiter niedergedrückt wird, baut sich der Flüssigkeitsdruck in der Verteilerkammer auf und drückt die Hülse radial nach innen gegen den Ring 72. Eine weitere Bewegung des Kolbens liefert ausreichend Kraft, um die Reibverbindung zwischen dem Schwanz 58 des Ventilelementes und der Zylinderinnenfläche der Hülse 62 derart zu überwinden, daß der Schwanz des Ventilelementes relativ zu der Hülse aus der in Fig. 2 gezeigten Position in die in Fig. 3 gezeigte Position gleitet. Es ist wichtig zu wissen, daß während der Bewegung der zahlreichen Komponenten der Pumpe von der Stellung in Fig. 2 zu der Stellung in Fig. 3 der Innendruck P1 innerhalb der zylindrischen Hülse beibehalten wird auf einem Druck, der im wesentlichen gleich dem in dem Kopfraum der Flasche oder des Behälters 14, während der Druck P2 auf der Außenseite der Hülse 62 zunimmt. Wegen dieses positiven Überdruckes wird die federnd verformbare Hülse fest gegen den Ring 72 und das Schwanzende 58 gedrückt und dichtet die Kammer 42 gegenüber dem Behälter 14 ab. Dazu ist es wichtig, daß die zylindrische Hülse bemessen ist, um eine Flüssigkeitsdichtung zwischen sich und dem Schwanz des Ventilkörpers zu schaffen, so daß der Druck in der Hülse auf dem Druck des Behälters beibehalten wird, und Flüssigkeit am Zurückfließen in den Behälter gehindert wird. Beibehalt des niedrigen Druckes in der zylindrischen Hülse ermöglicht es auch dem Ventilelement 46 bedingt durch den Druckunterschied zwischen der Kammer und der Innenseite der Hülse 42 sich zu verschieben.
• Wenn der Sprühhub des Spenders beendet ist, wie in Fig. 3 gezeigt, und der Fingerdruck von dem Spender genommen wird, bringt die Feder 46 den Kolben und den Ventilkörper nach oben. Unter besonderem Bezug auf Fig. 3, wird bemerkt, daß das untere Ende der Hülse 62 in Kontakt mit der Außenfläche 74 des Ringes 72 steht. Sobald der Spender entlastet ist, wird die Hülse durch das Ventilelement 46 und von dem Ring 72 nach oben gezogen, wodurch es das Ansaugen von Flüssigkeit ermöglicht, wie mit den Pfeilen 88 in Fig. 4 gezeigt. Es kann festgestellt werden, daß weil die Bewegung der Hülse 62 unabhängig Schwerkraft ist, die Pumpe in verschiedenen Winkeln außerhalb der Vertikalen betrieben werden kann und die Hülse gut abdichtend funktioniert. Dies ist bei einem herkömmlichen Kugelrückschlagventil nicht der Fall.
• Wenn sich die Hülse nach oben bewegt, kontaktiert die Anschlagfläche 82 die unterste Wicklung der Spiralfeder 56 und wird an der weiteren Aufwärtsbewegung gehindert. Die Anschlagsfläche hält die Hülse in unmittelbarer Umgebung des Ringes 72, so daß, wenn der Spender erneut niedergedrückt wird, sofort ein Abdichten stattfindet.
• Bevorzugt wird die Pumpe in einer solchen Weise betrieben, daß sich der Spender und die inneren Komponenten über einen vollen Hub die in Fig. 3 dargestellte Stellung bewegen. Jedoch können Personen die Pumpe durch Bewegen des Spenders über lediglich einen Teil des Hubes betätigen. Bei einer erfindungsgemäßen Pumpe dichtet die Hülse die Innenkammer gegenüber dem Behälter, sobald die Abwärtsbewegung des Spenders beginnt, ermöglicht damit das Sprühen infolge Druckaufbaus. Sobald der Spender beginnt, sich aufwärts zu bewegen, bewegt sich die Hülse weg von dem Ring und Flüssigkeit wird es ermöglicht in die Sprühkammer gesaugt zu werden. Hiermit findet ein Sprühen selbst dann noch statt, wenn die Pumpe unsachgemäß über nur einen Teil ihres Hubes betätigt wird.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nun ein Abdichtungskragen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Abdichtungskragen 18 weist einen federnden Körper aus Polyäthylen oder anderem federndem Material auf. Der Kragen hat eine zentrale Öffnung 100, um den Kolben 10 der Pumpe aufzunehmen. Der Kragen weist an seinem äußeren Rand einen runden Abdichtungsring 102 mit einem im allgemeinen U-förmigen Querschnitt auf. Der Ring weist einen Boden 104, eine innere Seitenwand 106 und eine äußere Seitenwand 108 auf. Die Seitenwände 106 und 108 schließen eine Raum 110 zwischen sich ein, um die Wulst 115 auf der oberen Fläche 112 des Flansches 114 aufzunehmen, wenn die Pumpe zusammengebaut wird. Die Wulst 115 steht nach oben von der oberen Fläche 112 des Flansches 114 vor und verläuft in einem Kreis um den Flansch.
• Die ringförmige äußere Seitenwand 108 umfaßt an ihrem Boden ein Dichtungselement 109, das einen keilförmigen Querschnitt hat. Dieses Dichtungselement erstreckt sich um den gesamten Rand des Abdichtungskragens. Das keilförmige Abdichtungselement 109, wie es später beschrieben wird, wird in einen Raum zwischen der Hontagekappe 16 und dem abgerundeten Flansch der Flasche eingetrieben, um eine flüssigkeits- und luftdichte Abdichtung zwischen dem Abdichtungskragen und dem Flaschenflansch zu schaffen.
• Wie in Fig. 5 dargestellt, hat die Befestigungskappenwand 17 einen inneren Durchmesser 116, der kleiner ist als der Außendurchmesser 118 der äußeren Seitenwand des u-förmigen Ringes. Ferner ist, wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt, ist die Höhe der äußeren Seitenwand 108 derart bemessen, daß sie axial zusammengepreßt wird, wenn die Befestigungskappe 16 an dem Behälterflansch 114 befestigt wird. Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist die Befestigungskappe 16 aus den Flaschenflansch aufgecrimpt. Jedoch kann auch jegliche andere Art von Sicherung benutzt werden, wie z. B. eine Befestigungskappe mit Innengewinde, die auf ein Gewinde des Flaschenflansches aufgeschraubt wird.
• In Fig. 2 ist der Abdichtungskragen 18 im mit anderen Komponenten der Pumpe zusammengebauten Zustand dargestellt. Da die Befestigungskappe 16 über die untere Lippe 113 des Flansches 114 gecrimpt ist, ist die äußere Seitenwand 108 axial derart zusammengepreßt, daß die keilförmige Dichtung 109 nach unten in den Raum zwischen dem abgerundeten Segment des Flansches 114 und der inneren Fläche der Wand 17 der Befestigungskappe 16 gedrückt wird. Diese keilförmige Dichtung 109 schafft eine Flüssigkeitsund luftdichte Dichtung zwischen dem Flansch 114 der Flasche und dem Abdichtungskragen. Zusätzlich wird bei der Montage die Wulst 115 nach oben in den Boden 104 des Abdichtungskragens gedrückt und wie in einem Vergleich der beiden Fig. 2 und 5 hervorgeht, verformt sich der Boden nach oben in den Raum 110. Diese zweite Verformung schafft eine zusätzliche Dichtung, um Flüssigkeits- und Luft- Undichtheiten zu verhindern.
• Ein nach außen gebogener Rand 126 erstreckt sich radial einwärts von der inneren Seitenwand 106 des U-förmigen Rings. Ein radial vorstehender Flansch 98 des Zylinders 30 paßt über den nach außen umgebogenen Rand 126 und hält den Rand in Kontakt mit dem Behälterflansch 114. Ebenfalls die innere Seitenwand 106 ist zusammengepreßt und radial nach unten gedrückt, um den Boden 104 in Kontakt mit der oberen Fläche des Flansches 114 zu drucken. Da beide Seitenwände 106 und 108 axial zusammengepreßt sind und nach unten gegen die obere Fläche des Flansches 114 gedrückt sind, wird eine Dichtung mit 2 abgegrenzten Kontaktgebieten geschaffen, die eine effektive Flüssigkeits- und Luftdichtung bewirkt.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe nicht ventiliert. Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt die zentrale Öffnung 100 des Abdichtungskragens 18 eine Hülse 132, welche nach unten und radial nach innen derart vorsteht, daß wenn der Kolben in der Öffnung 100 positioniert ist, die Hülse geringfügig deformiert ist und den Kolben an seinen Außenumfang berührt. Die Hülse bleibt während der Pumpbetätigung in Kontakt mit dem Kolben, so daß sie das Eindringen von Luft in den Behälter verhindert oder minimiert. Die Hülse wirkt außerdem als ein Wischer, um das Entweichen von Flüssigkeit aus dem Behälter zu verhindern oder zu verringern. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weist der Kolben eine ringförmige Nut 138 auf, in welcher die Hülse 132 sitzt, wenn die Pumpe in Ausgangssteilung ist. Der Sitz der Hülse in der ringförmigen Nut 138 verhindert das Eindringen von Luft in den Behälter, wenn das Zerstäubergerät über längere Zeit gelagert wird. Die Hülse 132 ist bevorzugt einstückig mit dem Abdichtungskragen 18 ausgebildet und, wie in Fig. 4 gezeigt, auf einem Vertikalpfosten 133 gelagert, welcher eine ringförmige Gestalt besitzt. Eine radial verlaufende Brücke 135 sichert die Hülse 132 an dem vertikalen ringförmigen Pfosten 133. Da der Abdichtungskragen 18 aus einem federnden Kunststoffmaterial hergestellt ist, und die Hülse 132 relativ geringe Dicke aufweist, bleibt die Hülse 132 während der Pumpbetätigung flexibel. Wie in Fig. 5 gezeigt, hat die Hülse 132 eine frustokonikale Gestalt bevor der Kolben in die Öffnung 100 eingesetzt ist. Wenn der Kolben wie in Fig. 4 gezeigt eingesteckt ist, ist die Hülse 132 leicht radial nach außen verformt und steht in Kontakt mit der Fläche des Kolbens.
• In einer herkömmlichen Pumpe ist ein Ventil vorgesehen, um Lufteintritt in den Behalter zu ermöglichen, um die Flüssigkeitsentnahme im Behälter zu ersetzen. Eine herkömmliche Pumpe schafft eine Belüftung, so daß ein Vakuum im Behälter nicht aufgebaut wird, ist jedoch deshalb nachteilig, weil Flüssigkeit über die Belüftung auslaufen kann. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe nicht belüftet, und ein Aufbau von einem Teilvakuum in einem Behälter ist gestattet. Der Vorteil eines Vakuums in dem Behälter ist derjenige, daß die in Kontakt mit der Flüssigkeit stehende Luftmenge reduziert ist, und das Austreten von Flüssigkeit nicht stattfindet. Flüssigkeit, welche schnell oxidiert oder an der Luft verdorben ist, kann über eine relativ lange Zeitdauer gelagert werden. Zum Beispiel bei Parfümen ist es wünschenswert, Oxidation der Flüssigkeit, welche den Duft des Parfums altern könnte, zu verhindern. Das Teilvakuum tritt auf, wenn Flüssigkeit versprüht ist.
• Eine nichtbelüftete Pumpe gemäß diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit einem Vakuum in dem Behälter betätigt werden, weil der Durchmesser des Stamms 28 des Kolben 36 in seiner Große reduziert ist, wodurch die Kraft des Vakuums auf den Kolben verringert wird. Eine Pumpe in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine relativ kleinere Durchmesserkolbenstange 28 haben. Wenn eine Kolbenstange mit einem großen Durchmesser bei einer nicht ventilierten Pumpe verwendet wird, worin ein Vakuum in dem Behälter entsteht, können die Kräfte auf den Kolben so sein, daß eine stärkere Schraubenfeder erforderlich ist, die folglich größeren Fingerdruck zur Betätigung erfordert.
• Es ist wünschenswert, die Federkraft unter 2 Pfund (9,81 N) zu halten. Daher war bei den herkömmlichen Pumpen eine Belüftung derart vorgesehen, daß ein Vakuum nicht entstehen könnte und die Größe der Feder reduziert werden könnte. Bei Konstruktion der vorliegenden Pumpe funktioniert mittels der Auswahl eines Kolbenstammes mit einem relativ kleinem Durchmesser die Pumpe mit einem Vakuum in einem Behälter, weil die Kraft der Federvorspannung die Kraft des Teilvakuums auf den Kolben überwiegt.
• Mit Bezug auf Fig. 8 ist eine alternative Ausführungsform eines Einlaßventiles offenbart. Der obere Teil der Pumpe bleibt gleich wie in den Fig. 1 bis 7 beschrieben. Jedoch wurde das Einlaßventil derart verändert, daß die zylindrische Hülse innerhalb des Schwanzes des Ventilelementes eher gleitet als außerhalb des Schwanzes des Ventilelementes. Das Ventilelement 246 umfaßt einen länglichen zylindrischen hohlen Teil 245, welcher die zylindrische Hülse 247 aufnimmt. Der Außendurchmesser der Hülse 247 ist so bemessen, um dicht innerhalb des inneren Durchmessers des Ventilelementes 246 zu passen und der ringförmige Ring 248 erstreckt sich nach oben von dem Boden 249 des Zylinders 250. Die Hülse 247 umfaßt Anschlagsflächen 251, welche in einer ähnlichen Weise funktionieren wie die Anschlagsflächen 82 und begrenzen die Aufwärtsbewegung der zylindrischen Hülse.
• Eine erfindungsgemäße Pumpe weist eine verringerte Anzahl an Komponenten auf, da ein komplizierter klappenloser Mechanismus eliminiert wurde und diese Funktion wird mit dem Rückschlagventil ergänzt. Ebenfalls, wenn gewünscht, kann die gesamte Pumpe aus gummifreien Materialien gebaut sein, welche in herkömmlichen Pumpen zur Verunreinigung des zu versprühenden Produktes führen kann.
• Zusammenfassend ist eine Pumpe in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch besonders vorteilhaft, weil sie in mehreren Stellungen betätigt werden kann und das Rückschlagventil für die Betätigung nicht von der Gravitation abhängt. Der in der Sprühkammer aufgebaute Druck drückt das Einlaßventil gegen sein Ventilsitz und bildet dabei eine feste, flüssigkeitsdichte Dichtung während des Sprühhubes.
• Sobald der Fingerdruck auf den Spender verringert wird, bewegen sich der Kolben, das Ventilelement und die Einlaßventilhülse unter Federvorspannung aufwärts. Die Hülse kommt sofort aus ihrem Ventilsitz, und ermöglicht damit unverzüglich das Ansaugen von Flüssigkeit in die Kammer.
• Der Abdichtungskragen und eine Dichtungsbaugruppe, welche den Abdichtungskragen und die Befestigungskappe umfaßt, bildet den Gegenstand der Ansprüche der Europäischen Patentanmeldung Nr. 88117695.2 (Offenlegungs Nr. 0309001), welche aus der vorliegenden Erfindung ausgeschieden wurden.
• Es ist zu bedenken, daß obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung hierin detailliert beschrieben wurden, eine solche Beschreibung, sofern sie nur für den Zweck der Illustration und Modifikationen vom Fachmann gemacht werden können, liegen diese alle innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung, der in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert ist.

Claims (11)

1. Drosselklappenfreie Pumpe zum Verteilen von Flüssigkeit aus einem Behälter (14), die einen Zylinder (30) aufweist, die einen Einlaß (32) aufweist, um Flüssigkeit von dem Behälter (14) zu erhalten, die einen wechselseitig verschiebbaren Kolben (36) in dem Zylinder (30) aufweist, wobei der Kolben (36) eine innere Kammer in Längsrichtung und eine Öffnung (44) an einem Ende zum Verteilen von Flüssigkeit aus der Kammer (42) aufweist, wobei der Kolben (36) gegen eine Vorspannung verschiebbar durch einen abwärtigen Hub und einen aufwärtigen Hub geführt wird, wobei ein Ventilelement (46) in der Kammer (42) angeordnet ist, welches ein Verteilerventil (48) aufweist, dessen eines vorgespanntes Endstück gegen eine Schließstellung der Öffnung (44) gerichtet ist, wobei das Ventilelement (46) unter Flüssigkeitsdruck hin zu der Vorspannung und weg von der Öffnung (44) verschiebbar ist, um Flüssigkeit aus dem Behälter (14) zu verteilen, wobei das Ventilelement (46) ein zweites Endstück (58) aufweist, welches eine zylindrische Oberfläche (60) hat, wobei ein Einlaßventil (62) den Einlaß (32) des Zylinders (30) öffnet und schließt, wobei das Einlaßventil (62) eine zylindrische Muffe mit zylindrischer Oberfläche (64) aufweist, deren Durchmesser (66) der Führung exakt angepaßt ist und eine Flüssigkeitsdichtung ergibt, die in Hinsicht auf die zylindrische Oberfläche (60) des Ventilelementes (46) gleitend ist, wobei sich das Einlaßventil (62) mit dem zweiten Endstück (58) des Ventilelementes (46) bewegt, bis es auf dem Einlaß (32) liegt, wobei das Einlaßventil (62) in Hinsicht auf das Ventilelement-Endstück (58) bei weiterer Bewegung der Ventilkammer (46) in Hinsicht auf den Zylinder (30) gleitet, wobei der Zylinder (30) ein Unterteil (70) aufweist, an dem der Einlaß (32) anliegt, wodurch die Bewegung des Kolbens (36) das Volumen der Kammer (42) verringert und der Druck in der Kammer (42) vergrößert wird, um einen Druckunterschied zwischen der Kammer (42) und dem Behälter (14) zu erzielen, wobei der Druckunterschied die zylindrische Muffe zu einem Ventilsitz treibt und den Einlaß (32) sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (62) zusammen mit dem Ventilelement (46) verschiebbar ist, um während des ersten Momentes des aufwärtigen Hubs des Kolbens (36) den Einlaß (32) zu öffnen, daß der Einlaß (32) eine Öffnung (32) aufweist, die von einem Ring (72) umgeben ist, der von dem Unterteil (70) nach unten absteht und dessen äußerer Durchmesser so bemessen ist, daß er in die zylindrische Muffe paßt, wobei der Druckunterschied die zylindrische Muffe einwärts in Längsrichtung zu dem Ring (72) hin treibt, um die Einlaßöffnung zu sperren.

2. Pumpe nach Anspruch 1, worin die zylindrische Oberfläche (64) der zylindrischen Muffe entsprechend dem Inneren der Muffe geformt ist, wobei der innere Durchmesser der Muffe der Führung durch die zylindrische Oberfläche (60) des Ventilelementes (46) exakt angepaßt ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, worin die zylindrische Oberfläche (64) der zylindrischen Muffe entsprechend dem Äußeren der Muffe geformt ist, wobei der äußere Durchmesser der Muffe der Führung durch die zylindrische Oberfläche (60) des Ventilelementes (46) exakt angepaßt ist.

4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin der Ring (72) eine äußere Oberfläche hat, dessen Außenkante konisch geformt ist, freigegeben von dem Unterteil (70), wenn dieses sich aufwärts wegbewegt, wobei die äußere Oberfläche (74) einen Ventilsitz ergibt, auf welchem die innere zylindrische Oberfläche der Muffe liegt, wenn die Einlaßöffnung (32) geschlossen ist.

5. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, welche Vorrichtungen (52) einschließt, die den Weg der Muffe zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung beschränken.

6. Pumpe nach Anspruch 5, worin die Vorrichtungen zur Beschränkung des Weges eine Auswölbung (82), die in Längsrichtung nach außen von der Muffe absteht, und einen Anschlag (56) zur Sicherung des Zylinders aufweisen, um durch die Auswölbung (82) eine Beschränkung des aufwärtigen Weges zu erreichen.

7. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Führung zwischen dem Ventilelement (46) und der Muffe für aufwärtige Bewegung der Muffe sorgt, wenn der Kolben (36) abgeschrägt ist und sich aufwärts bewegt, um das Füllen der Kammer (42) im wesentlichen während des gesamten aufwärtigen Hubs des Kolbens (36) zu erreichen.

8. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Muffe aus elastischem, verformbarem Material besteht, wobei der innere Durchmesser der Muffe kleiner ist als der äußere Durchmesser des Ringes (72), am Unterteil (70) und größer ist als der äußere Durchmesser am oberen Teil des Ringes (72), wobei sich die Muffe während des Pumpvorganges abwärts bewegt und dann auf dem Ring (72) in mittiger Position mit dem Oberteil und dem Unterteil sitzt und wobei die Muffe äußerlich in Längsrichtung durch den Ring (72) verformt wird und in Hinsicht auf den Ring (72) eine für Flüssigkeit undurchlässige Dichtung ergibt.

9. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Kolben (36) einen ringförmigen Aufsatz (38) beinhaltet, wobei der Aufsatz (38) an dem Zylinder (30) sitzt und mit diesem eine Dichtung ergibt, wobei der Kolben (36), der im Hub beweglich angeordnet ist, ein Endstück aufweist, wobei der Zylinder (30) eine Vorrichtung (90) beinhaltet, welche den Aufsatz (38) verformt, während das Endstück durch den Hub die Dichtung öffnet und Luftdurchgang ermöglicht.

10. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, beinhaltend Vorrichtungen zur Dichtung (18) zwischen dem Zylinder (30) und dem Behälter (14) sowie zwischen dem Kolben (36) und dem Zylinder (30), um im wesentlichen eine für Luft und Flüssigkeit undurchlässige Dichtung während des Pumpvorganges zu erzielen und dem Kolben (36) in Hinsicht auf den Zylinder (30) das Gleiten zu ermöglichen, wobei der Kolben (36) so bemessen ist, daß die Kraft eines Teilvakuums, welches sich in dem Behälter (14) aufbaut, wenn Flüssigkeit verteilt wird, durch die Gegenspannung überwunden wird.

11. Pumpe nach Anspruch 10, worin Dichtungsvorrichtungen für den Kolben und den Zylinder aus einem elastischen Dichtungskragen bestehen, der eine zentrische Öffnung (100) besitzt, um eine gleitende Führung für den Zylinder (36) zu erzielen, wobei der Kragen (18) eine Muffe in Form eines Kegelstumpfes (132) aufweist und abwärtig und in Längsrichtung inwärtig aus der Öffnung (100) herausragt, wobei der Kolben (36) eine zylindrische äußere Oberfläche aufweist und die Muffe (132) in Form eines Kegelstumpfes führt und verformt, um eine zylindrische Auflagefläche zwischen der Muffe (132) und dem Kolben (36) während des Pumpvorganges zu erzielen.