DE4041136A1 - Dosier- und spraypumpe zur abgabe fluessiger, niederviskoser und pastoeser stoffe - Google Patents
Dosier- und spraypumpe zur abgabe fluessiger, niederviskoser und pastoeser stoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dosier- und Spraypumpe zur
Abgabe flüssiger, niederviskoser und pastöser, Stoffe aus
flaschen- oder dosenartigen Behältern mit einem Falten
balg aus elastischem Kunststoff, der verbindend zwischen
zwei teleskopartig gegeneinander beweglichen
Gehäuseteilen aus formstabilem Kunststoff angeordnet ist
und der als Ausgabeventil am einen Ende eine hülsen
artige Ventilringwand aufweist, welche die Mantelfläche
einer an dem die Pumphübe ausführenden ersten Gehäuseteil
angeformten, runden Ringwand dichtend und abhebbar um
schließt und der als Ansaugventil an seinem anderen Ende
ebenfalls eine hülsenförmige Ventilringwand aufweist, die
an der Mantelfläche eines runden, am zweiten Gehäuseteil
angeformten Ventilsitzes dichtend und abhebbar anliegt,
durch welchen hindurch das Pumpmedium aus dem Behälter in
den Faltenbalg angesaugt wird.
Bei einer bekannten Dosier- und Spraypumpe der gattungs
gemäßen Art (DE 38 28 811 A1) ist die an der zylindri
schen Mantelfläche eines den Ventilsitz des Ausgabeven
tils bildenden Ansatzes dichtend umschließende Ventil
ringwand nur radial elastisch und somit auch nur radial
abhebbar. Auch die Ventilringwände der dort in unter
schiedlichen Ausführungen vorgesehenen Ansaugventile las
sen sich während des Ansaughubs nur in radialer Richtung
von den ihren Ventilsitz bildenden zylindrischen Mantel
flächen elastisch abheben, damit das angesaugte Medium
zwischen der betreffenden Mantelfläche und der sie
umschließenden Ventilringwand in den Innenraum des
Faltenbalgs hineinströmen kann.
In der Praxis haben sich derartige Ausgabe- und Ansaug
ventile für Dosier- und Spraypumpen der gattungsgemäßen
Art insbesondere deshalb als unbefriedigend erwiesen,
weil einerseits bei ausreichender Schließkraft ein zu
großer Öffnungsdruck erforderlich ist und weil andrer
seits die Dichtqualität durch Partikel, die sich zwischen
die Ventilringwand und die von dieser umschlossenen Man
telfläche setzen können, beeinträchtigt werden kann.
Bei der gegebenen Kleinheit der Teile solcher Pumpen - der
Durchmesser eines Faltenbalgs beträgt etwa 12 bis 15 mm
und seine Länge etwa 30 mm -, reicht auch oft die Her
stellungsgenauigkeit nicht aus, um die erforderliche
Schließqualität der Ventile, insbesondere für flüssige
Medien, zu gewährleisten. Schon geringe, im Hundertstel-
mm-Bereich liegende Maßabweichungen können zu Ausschuß
führen.
Auch die anderen der gleichen Fundstelle entnehmbaren
Ausführungsformen von Ansaugventilen, bei denen zungen
oder plättchenartige Schließorgane zum Abdecken von
Axialbohrungen vorgesehen sind, genügen nicht den an die
Funktionssicherheit solcher Pumpen gestellten An
forderungen.
Die Dicht- bzw. Schließqualität der Ventile, ist auch
ausschlaggebend für die Möglichkeit, insbesondere auf dem
Montageautomaten eine trockene Funktionsprüfung
durchzuführen, bei der sich diese Ventile als luftdicht
erweisen müssen. Zudem werden Behälter, die mit solchen
Dosier- und Spraypumpen ausgerüstet sind,
sicherheitshalber Falltests unterzogen, bei denen sich
die Ventile ebenfalls als zuverlässig schließend erweisen
müssen, um zu bestehen.
Eine weitere entscheidende Eigenschaft, die derartige Do
sier-und Spraypumpen haben müssen, ist ihre wirtschaftli
che Herstellbarkeit. Weil sie in sehr großen Stückzahlen
produziert werden, ist es erforderlich, daß sie aus
möglichst wenig Einzelteilen mit wirtschaftlich
vertretbaren Fertigungstoleranzen bestehen, die möglichst
einfach montierbar sein sollen.
Des weiteren muß bei solchen Dosier- und Spraypumpen wäh
rend des Ansaughubs durch einströmende Luft die Entste
hung eines Vakuums im Behälter vermieden werden.
Bei einer bekannten Dosierpumpe mit Pumpenbalg (DE-PS
35 09 178 A1) ist für diesen letztgenannten Zweck eine ring
artige Dichtungslippe als radiale nach außen gerichtete
Verlängerung der untersten Falte des Faltenbalges am obe
ren Ende eines das untere Ende des Faltenbalgs bildenden
Ringbunds angeordnet. Dieser Ringbund umschließt dichtend
einen ringförmigen Kragen des mit dem Behälter verbun
denen bzw. verbindbaren Gehäuseteils. Die ringförmige
Dichtungslippe liegt in ihrer Ruhelage auf Grund ihrer
Ausgangsform dichtend an der zylindrischen Innenseite ei
ner Ringwand an, die einstückig an dem mit dem Flaschen
hals eines Behälters verbindbaren Gehäuseteils angeformt
ist. Die Funktion dieser Dichtungslippe ist die eines
Einwegventils, welches einerseits beim Ansaughub der
Pumpe Luft durch Belüftungsöffnungen in das Innere des
Behälters strömen läßt und das aber andererseits dafür
sorgt, daß von dem flüssigen oder pastösen Behälterinhalt
nichts an der Außenseite des Faltenbalgs vorbei nach au
ßen gelangen kann. Die Belüftungsöffnungen, durch welche
die angesaugte Luft an der ringförmigen Dichtungslippe
vorbei in das Behälterinnere strömen kann, sind in einer
Stirnwand des mit dem Behälter verbindbaren Gehäuseteils
angeordnet. In der Regel ist dieser Gehäuseteil mit einem
Innengewinde versehen, das auf ein entsprechendes Außen
gewinde des Halses eines dosen- oder flaschenförmigen Be
hälters aufgeschraubt werden kann.
Bei dosen- oder flaschenförmigen Behältern, die auf Grund
der Härte ihres Materials und/oder der Wanddicke eine
hohe Formfestigkeit aufweisen, welche auch größeren Un
terdrücken standhält, besteht die Gefahr, daß die An
saugfunktion bei unzureichender Belüftung beeinträchtigt
wird.
Bei Behältern jedoch, die so dünnwandig sind und/oder aus
flexiblem bzw. formelastischem Material bestehen, daß sie
sich schon bei geringen Unterdrücken verformen, genügen
die bisher bekannten Formen der ringförmigen Dichtungs
lippen zur Vermeidung von Behälterverformungen nicht.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die ringförmige Dich
tungslippe, um eine radial kompakte Bauweise zu erzielen,
nur eine relativ geringe radiale Ausdehnung haben soll,
durch welche ihre Formelastizität bezüglich des öffnenden
und schließenden Zusammenspiels mit der Innenfläche der
sie umgebenden Ringwand ungenügend wird.
Außerdem besteht bei dünnwandigen bzw. leicht verformba
ren Behältern aber auch die Gefahr, daß durch einen
beabsichtigten oder unbeabsichtigten radialen Druck auf
die Behälterwand ungewollt, wie beispielsweise bei einer
Zahnpastatube, die ringförmige Dichtungslippe in
Sperrichtung einem weit größeren Druck ausgesetzt wird
als dies normalerweise der Fall ist, wenn der Behälter
mit der aufgesetzten Dosierpumpe in Horizontallage ge
bracht oder auf den Kopf gestellt wird. Auch in diesem
Fall sind die herkömmlichen Formen der ringförmigen Dich
tungslippe nicht mehr geeignet ihre sperrende Wirkung zu
erbringen und dem erhöhten Druck in Ausgaberichtung
standzuhalten. Mit der Formgebung bzw. Querschnittsge
staltung allein ist das Wechselspiel zwischen Lufteinlaß
bei relativ geringem Unterdruck und dichtem Absperren in
entgegengesetzter Richtung unter erhöhtem Druck nicht
mehr lösbar.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine
Dosier- und Spraypumpe der eingangs genannten Art mit
möglichst wenig einfachen, leicht montierbaren und zuver
lässig arbeitenden Einzelteilen, an denen die
Funktionselemente angeformt sein können, dahingehend zu
verbessern, daß eine hohe Funktionssicherheit, insbeson
dere eine ausreichende, auch im trockenen Zustand über
prüfbare Schließqualität bei geringer Öffnungskraft der
Ausgabe- und Ansaugventile, gewährleistet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch daß die
Ventilringwand des Ausgabeventils und die mit einer ge
schlossenen Stirnwand versehene Ventilringwand des An
saugventils jeweils an konischen oder kalottenartigen
Mantelflächen anliegen und daß beide Ventilringwände
sowohl radial elastisch als auch in axialer Richtung fe
dernd beweglich mit dem Faltenbalg verbunden sind.
Durch das gleichzeitige Vorhandensein einer radialen Ela
stizität und einer axialen Elastizität entsteht beim
Schließvorgang aus einer zunächst linienförmigen Berüh
rung zwischen der Ventilringwand und der von ihr um
schlossenen konischen oder kalottenförmigen Mantelfläche
eine flächenhafte Berührung, indem sich der Rand der Ven
tilringwand in axialer Richtung auf die Mantelfläche
schiebt, so daß eventuell dazwischen liegende Partikel
weggeschoben werden können. Auch kann sich dabei die Ven
tilringwand selbst bei Schräglage leicht und besser
dichtend der Form der Mantelfläche anpassen.
Durch diese beiden in verschiedenen Richtungen wirksamen
Elastizitäten der Ventilringwände wird erreicht, daß sich
die Schließkräfte erhöhen, quasi verdoppeln, und die Öff
nungskräfte vermindern, quasi halbieren. Auch bezüglich
der erforderlichen Fertigungspräzision ist dadurch ein
erheblich größerer Spielraum gewonnen.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird die Öff
nungskraft des Ausgabeventils zusätzlich vermindert, in
dem der im Medium herrschende Druck beim Ausgabehub
zugleich in axialer Öffnungsrichtung auf die elastische
Ringschulter einwirkt.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 verbessert die Wir
kungsweise insofern, als die beim Ausgabehub auf den Fal
tenbalg einwirkende Schubkraft von der Ventilringwand
ferngehalten wird.
Die Anordnung des Anspruchs 4 dient ebenfalls der vor
teilhaften Weiterbildung der Erfindung, indem die Abdich
tung der zum Ausagabemundstück führenden Ringkammer, die
die Ventilringwand umgibt, auf die Funktion der Ventil
ringwand keinen nachteiligen Einfluß hat.
Während es auch ohne weiteres, allerdings mit einem er
höhten Montageaufwand, möglich wäre, die Ventilringwand
des Ansaugventils als separates Bauteil zu fertigen und
mittels entsprechender Verbindungsmittel mit dem Falten
balg zu verbinden, bietet die Lösung nach Anspruch 5 den
erheblichen Vorteil, die Ventilringwand und deren Verbin
dungselemente einstückig am Faltenbalg anzuspritzen. Au
ßerdem ist durch die gewählten Verbindungselemente
zugleich eine für die gewünschte Funktionsweise vorteil
hafte hohe Elastizität und funktionelle Flexibilität ge
währleistet.
Die Ausgestaltungen der Ansprüche 6 und 7 begünstigen die
funktionsgerechte Schließfunktion des Ansaugventils.
Damit einerseits durch den während des Ansaughubes im Be
hälterinneren entstehenden Unterdruck auch bei dünnwandi
gen bzw. leicht verformbaren Behältern keine ungewollte
Behälterverformung entsteht und damit andererseits bei
der Ausübung von äußerem Druck auf die Behälterwand, so
lange dieser die Zerstörungsgrenze nicht übersteigt,
nichts vom Behälterinhalt nach außen dringen kann, ist
die Ausgestaltung nach Anspruch 8 vorgesehen.
Der besondere Vorteil, der dadurch erzielt wird, besteht
darin, daß durch den Faltenbalg selbst während des Ausga
behubs die Ringrippe in Öffnungsrichtung verschoben wird
und erst am Ende des Ansaughubs wieder in ihre Schließ
stellung zurückkehrt. Andererseits besteht aber zugleich
die Möglichkeit, die Ringrippe so formstabil zu gestal
ten, daß sie in entgegengesetzter Richtung, d. h. in
Sperrichtung einem erhöhten Druck standhält und kein
Medium an ihr vorbei nach außen dringen läßt.
Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 9 ist
zudem sichergestellt, daß beim Auftreten eines von außen
auf die Behälterwand einwirkenden Druckes oder beim Auf
treten eines Fallstoßes auch nichts vom Behälterinhalt
durch den Faltenbalg und das Ausgabeventil hindurch zum
Ausgabemundstück gelangen kann.
Bei den bekannten Dosierpumpen der gattungsgemäßen Art
ist auch diese Sicherheit nicht gegeben, weil das
Schließorgan des ausgabeseitigen Auslaßventils in der Re
gel nur mit geringem Federdruck auf seiner Ventilsitzflä
che ruht, so daß zu seinem Öffnen nur eine geringe in
Ausgaberichtung wirkende Kraft genügt.
Die Ansprüche 10 bis 16 betreffen vorteilhafte Ausgestal
tungen der Erfindung, die, wie anhand des nachstehend nä
her beschriebenen Ausführungsbeispieles noch näher erläu
tert wird, insbesondere zur Erzielung eines kompakten,
einfachen konstruktiven Aufbaues und zu einer einfachen,
funktionssicheren Handhabung beitragen.
Zu beachten ist auch, daß durch die erfindungsgemäße Lö
sung keine zusätzlichen Kosten und auch kein zusätzlicher
Raumbedarf entsteht, daß also eine preiswerte und zudem
kompakter bauende Formgebung möglich ist.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Dosier-und Spraypumpe im Schnitt in Ruhe
stellung;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1;
Fig. 3 die Dosier-und Spraypumpe der Fig. 1 in
Schnittdarstellung am Ende eines Ausgabe
pumphubes;
Fig. 4 das Ansaugventil in vergrößerter Schnittdar
stellung;
Fig. 5 die Ansicht V aus Fig. 4;
Fig. 6 das Ansaugventil in vergrößerter, teilweise
geschnittener Perspektivdarstellung.
In der Zeichnung ist eine Dosier-und Spraypumpe, die zur
Ausgabe flüssiger oder niederviskoser, insbesondere
pastöser, Stoffe aus flaschen- oder dosenartigen Behäl
tern dient, in ihrer üblichen Gebrauchslage bzw. Handha
bungslage dargestellt. Sie besteht aus einem ersten obe
ren ersten Gehäuseteil 1 und einem zweiten unteren Gehäu
seteil 2, - wobei oben und unten in der Zeichnung auch
der normalen Handhabungslage entsprechen, - sowie aus ei
nem verbindend zwischen diesen beiden Gehäuseteilen 1 und
2 angeordneten Faltenbalg 3.
Während die beiden Gehäuseteile 1, 2 jeweils aus formsta
bilem Kunststoff hergestellt sind, besteht der Faltenbalg
3 aus einem gummiartig elastischem Kunststoff, dessen
Elastizität aber eine ausreichende Formstabilität und an
dererseits eine ausreichend hohe Rückstellkraft für die
Ausganghübe zu erbringen in der Lage ist.
Sowohl der Faltenbalg 3 als auch die beiden Gehäuseteile
1 und 2 sind jeweils im Spritzgußverfahren einstückig
hergestellt.
Das Gehäuseteil 1 ist mit einem seitlich radial vorsprin
genden, rohrartigen Ausgabemundstück 4 versehen, dessen
Ausgabekanal 5 in einer Ringkammer 6 mündet, die zwischen
einer äußeren zylindrischen Führungswand 7 und einer in
neren, sich nach unten konisch verjüngenden Ringwand 8
angeordnet und durch eine diese beiden verbindende Stirn
wand 9 nach oben verschlossen ist. Auf dieser Stirnwand 9
ist mittels einer Rast- oder Schnappverbindung eine mit
einem Schnappansatz 10 versehene Verschlußkappe 11 aufge
setzt, die das obere Ende der inneren Ringwand 8 ver
schließt.
Der Faltenbalg 3 ist am Ende seiner obersten Ringfalte
3/1 mit einem außen liegenden Dichtring 12 versehen, der
unmittelbar oberhalb einer an der Führungswand 7 innen
umlaufenden, dünnen Rippe 13 an der Innenfläche dieser
Führungswand 7 dichtend anliegt. Oberhalb des äußeren
Dichtrings 12 ist in einem geringen axialen Abstand davon
eine radial nach außen vorspringende dünnwandige und des
halb axial-elastische Ringschulter 14 angeordnet, über
welche eine im wesentlichen zylindrische und radial-ela
stische Ventilringwand 15 mit dem Faltenbalg 3 bzw. mit
dem Dichtring 12 einstückig verbunden ist. Diese Ventil
ringwand 15 liegt mit ihrer oberen Endkante 16 mit einer
gewissen sowohl axial als auch radial wirksamen Vorspan
nung dichtend an der konischen Mantelfläche 17 der inne
ren Ringwand 8 an und bildet einerseits im Zusammenwirken
mit dieser inneren Ringwand 8 das bewegliche Schließorgan
eines Ausgabeventils 18 bildet und andrerseits die Trenn
wand zwischen der Ringkammer 6 und dem Innenraum 19 des
Faltenbalgs 3.
Der Innenraum 19 des Faltenbalgs 3 ist weitgehend ausge
füllt durch einen im Durchmesser mehrfach stufenweise ab
gesetzten, hohlzylindrischen Verdrängungskörper 16, der
als Verlängerung einstückig an die innere Ringwand 8 des
Gehäuseteils 1 angeformt ist und über seine gesamte Länge
ringsum einen radialen Abstand von der Wandung des Fal
tenbalgs 3 aufweist, damit das auszugebende Medium zwi
schen dem Verdrängungskörper 20 und der Wandung des Fal
tenbalgs 3 hindurchströmen kann.
Lediglich im Bereich der obersten inneren Ringfalte 3/2
des Faltenbalgs 3 ist der Verdrängungskörper 20 mit meh
reren an seinem Umfang verteilt angeordneten Stütznocken
21 versehen, die sich auf einer inneren Radialschulter 22
dieser Ringfalte 3/2 axial abstützen.
Diese Stütznocken 21 haben die Aufgabe den in Richtung
des Pfeiles 67 wirksamen Pumpdruck beim Ausgabehub des
Gehäuseteils 1 vom oberen Abschnitt des Faltenbalgs 3,
insbesondere aber von der Ventilringwand 15 und der Ring
schulter 14 fernzuhalten, damit deren Funktion nicht
beinträchtigt wird.
An seinem unteren Ende weist der Verdrängungskörper 20
einen sich konisch erweiternden Randabschnitt 23 auf, der
durch eine gegenüber der Randkante 24 axial nach oben
versetzt angesetzte Stirnwand 25 verschlossen ist. Dieser
Verdrängungskörper 20 ist, soweit er als Verlängerung der
konischen Ringwand 8 in den Faltenbalg 3 ragt, mit einem
kleineren Durchmesser versehen als die Ringwand 8.
Die Führungswand 7 des Gehäuseteils 1 ist an ihrem unte
ren Ende mit einem nach innen vorspringenden Ringbund 26
versehen, der formschlüssig einen nach außen vorspringen
den Ringbund 27 einer Führungswand 28 des Gehäuseteils 2
so untergreift, daß die beiden Führungswände 7 und 28 te
leskopartig ineinander geführt sind und eine teleskopar
tige axiale Relativbewegung gegeneinander ermöglichen,
die einem Pumphub entspricht. Begrenzt wird diese axiale
Relativbewegung durch Axialanschläge, die in der einen
Richtung von den beiden Ringbünden 26 und 27 gebildet
werden und in der anderen Richtung von einer Ringschulter
29 des Gehäuses 2, auf welcher der Ringbund 26 des Gehäu
seteils 1 am Ende des Pumphubes aufsitzt.
Der Ringbund 27 des Gehäuseteils 2 ist nach oben mit ei
nem im Durchmesser gegenüber der Rippe 13 der Führungs
wand 7 verjüngten Kragen 30 versehen, durch welchen bei
der Montage der Dichtring 12 von unter her über die Rippe
13 geschoben wird. Die Aufgabe der Rippe 13 ist es, den
Dichtring 12 in der in der Zeichnung dargestellten Posi
tion zu halten.
Die Durchmesser der Ringbünde 26, 27 und die Durchmesser
der Führungswände 7, 28 sind so aufeinander abgestimmt,
daß einerseits eine ausreichende Führung zwischen den
beiden Gehäuseteilen 1 und 2 gewährleistet ist, daß aber
andrerseits an den jeweiligen Berührungsstellen ein aus
reichender Luftaustausch zwischen der Umgebung und dem
gemeinsamen Gehäuse- Innenraum 31 bei den Hubbewegungen
stattfinden kann.
Die Führungswand 28, die den Faltenbalg 3 mit geringem
radialem Abstand umschließt, weist eine unterhalb der in
Fig. 1 und 2 dargestellten Ruheposition und im axialen
Bewegungsbereich der zweituntersten äußeren Ringfalte 3/3
des Faltenbalgs 3 liegende Durchmessererweiterung 33 auf,
die im Zusammenspiel mit einer an dieser Ringfalte 3/3
angeordneten Ringrippe 34 ein zwangsbetätigtes Belüf
tungsventil zwischen dem gemeinsamen Innenraum 31 und ei
nem im Bereich der Durchmessererweiterung 33 liegenden
Stauraum 36.
Die Führungswand 28 ist auf einem Ringsteg 37 des Gehäu
seteils 2 wie alle anderen Bestandteile, außer dem Ausga
bemundstück 4, konzentrisch zur gemeinsamen Achse 32 ein
stückig angeformt. Auf dessen axialer Gegenseite ist eine
mit einem Innengewinde 38 versehene Aufschraubkappe 39
angeformt, durch welche die gesamte Dosier-und Spraypumpe
auf den nicht dargestellten Gewindehals eines dosen- oder
flaschenartigen Pasten- oder Flüssigkeitsbehälters aufge
schraubt werden kann.
An den Ringsteg 37 ist außerdem im Innern der Aufschraub
kappe 39 konzentrisch ein zylindrischer Topfkörper 40 an
geformt, dessen stirnseitige Bodenwand 41 einen zentra
len, nippelartig nach oben gerichteten Höhlkörper 42 mit
einer Ansaugbohrung 45 und mit einer kalottenförmigen,
als Ventilsitz dienenden Mantelfläche 43 aufweist und der
mit einem nach unten gerichteten Ansaugstutzen 44
versehen ist. Letzterer kann zum Ansaugen eines flüssigen
Mediums mit einem nicht dargestellten Ausaugschlauch
versehen werden. Behälter mit pastösen Stoffen sind in
der Regel mit einem Nachlaufkolben versehen.
In diesem Topfkörper 40 sitzt spielfrei passend eine ein
stückig mit dem Faltenbalg 3 verbundene Zylinderwand 46,
an deren oberem Ende ein radial nach innen vorspringender
Ringbund 47 und die Ringfalten des Faltenbalgs einstückig
angeformt sind.
Die bereits erwähnte Ringrippe 34 hat die Aufgabe, wäh
rend des Ansaughubs des Faltenbalges 3, also wenn der
Faltenbalg 3 aus der in Fig. 2 dargestellten Pumphub-End
lage in Richtung des Pfeiles 48 in die in Fig. 1 darge
stellte Ruhelage zurückkehrt, aus dem den Faltenbalg 3
umgebenden Innenraum 31, der durch die nicht luftdichte
Verbindung zwischen den beiden Führungswänden 7 und 28
auch mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht, Luft zu
Belüftungsöffnungen 49 des Ringsteges 37 und durch diese
in den Innenraum der Aufschraubkappe 39 bzw. in den Be
hälter gelangen zu lassen, auf welchen die Aufschraub
kappe 39 aufgeschraubt ist. Diese Ringrippe 34 hat aber
zudem auch die Aufgabe, zu verhindern, daß das sich im
Behälter befindende Medium flüssiger oder pastöser Art,
in den Innenraum 31 gelangen kann, wenn der Behälter
statt der normalen Vertikallage eine Horizontallage ein
nimmt, also z. B. umfällt, oder wenn der Behälter mit ei
ner verformbaren Wand versehen ist und auf diese von au
ßen Druck ausgeübt wird. Sie hat also die Aufgabe, den
Stauraum 36, der durch die Belüftungsöffnungen 49 mit dem
Behälter ständig verbunden ist, dichtend vom Innenraum 31
zu trennen.
Die Ringrippe 34 bildet somit im Zusammenwirken mit der
Innenfläche der Führungswand 28 ein während der Hubbewe
gungen des ersten Gehäuseteils 1 offenes und in der Ruhe
stellung geschlossenes Belüftungsventil, das die Eigen
schaft hat, in Sperrichtung einem relativ großen Druck
standzuhalten und in Ansaugrichtung während des Ansaughu
bes des Faltenbalges Ansaugluft durchzulassen ohne daß im
Behälterinnern ein Unterdruck entsteht, der ausreichen
würde, dünne und leicht verformbare Behälterwände nach
innen zu verformen.
Durch die vorstehend beschriebene Formgebung, die keine
zusätzlichen Kosten verursacht, wird überdies eine radial
sehr kompakte Bauweise erreicht.
Die Zylinderwand 46 des Faltenbalgs 3 weist einen auf der
Bodenwand 41 des Topfkörper 40 aufsitzenden verstärkten
Stirnrand 50 aufweist, an dem eine erste Gruppe von drei
axial nach oben gerichteten, in Umfangsrichtung jeweils
um 120° zueinander versetzten, fingerartigen Verbindungs
stegen 51 angeformt ist. Die oberen Enden dieser Verbin
dungsstege 51 sind einstückig mit einem sowohl radial als
auch axial elastischen Verbindungsring 52 verbunden, der
seinerseits durch eine zweite Gruppen von Verbindungsste
gen 53, die im wesentlichen radial verlaufen und jeweils
um 60° gegenüber den Verbindungsstegen 51 versetzt ange
bracht sind, mit einer zylindrischen Ventilringwand 54
verbunden und an ihrem oberen Ende mit einer ihren Hohl
raum 56 abschließenden Stirnwand 57 versehen ist. Die
Ventilringwand 54 ist dünnwandig ausgebildet, und sie
sitzt mit ihrer unteren, offenen Randkante 55 radial-ela
stisch federnd und dichtend auf der kalottenförmigen Man
telfläche 43 des Hohlkörpers 42 auf.
Der Innendurchmesser der Ventilringwand 54 ist etwa dop
pelt so groß wie der Durchmesser der Ansaugbohrung 45
aber nur wenig kleiner als der Außendurchmesser des Hohl
körpers 42.
Auf Grund der sowohl radialen als auch axialen Elastizi
tät des Verbindungsringes 52 kann sich die Ventilringwand
54 auch bei ungenauer Fertigung oder schiefer Lage immer
dichtend an die Mantelfläche 43 anlegen, auch dann, wenn
diese statt kalottenförmig konisch geformt wäre.
Diese Elastizität oder Federeigenschaft des
Verbindungsringes 52 stellt auch sicher, daß die
Ventilringwand 54 nach einem beendeten Ansaughub wieder
selbsttätig in ihre Schließstellung zurückkehrt. Die
Mantelfläche 43 des Hohlkörpers 42 und die Ventilringwand
54 bilden somit das Ansaugventil 58 der Dosier- und
Spraypumpe, während die Ventilringwand 15 im
Zusammenwirken mit der inneren Ringwand 8 des oberen
Gehäuseteiles 1 das Ausgabeventil 18 bildet.
Während bei der vorstehend beschriebenen, bevorzugten
Ausführungsform die Ventilringwand 54, die Verbindungs
stege 51, 53 und der Verbindungsring 52 einstückig am un
teren Stirnrand 50 des Faltenbalgs 3 angeformt sind, be
steht auch die Möglichkeit, die äußeren Verbindungsstege
51 mit einem weiteren vorzugsweise stabileren Ring zu
versehen, der in eine entsprechende Aufnahme des Stirn
randes 50 eingesetzt wird. Die Ventilringwand 54 könnte
somit zusammen mit den Verbindungsstegen 51, 53, dem Ver
bindungsring 52 und dem zusätzlichen Ring als separates
Bauteil hergestellt werden.
Die Materialelastizität des Faltenbalgs 3 bewirkt auch
eine selbsttätige Rückkehr des ersten Gehäuseteils 1 in
seine ausgezogene Ruheposition, sobald keine Axialkraft
mehr auf es ausgeübt wird, d. h., wenn es nach einem in
Richtung des Pfeiles 67 erfolgten Ausgabehub losgelassen
wird. Diese Rückbewegung in Richtung des Pfeiles 48 ist
der Ansaughub, während dessen die Ventilringwand 54 axial
federnd von der Mantelfläche 43 abgehoben wird, damit Me
dium aus dem Behälter in den Innenraum 60 der Zylinder
wand 46 und der Ringfalten des Faltenbalgs 3 strömen
kann.
Da sowohl das Ansaugventil 58 als auch das Ausgabeventil
18 bei Auftreten eines in Richtung des Pfeiles 48, d. h.
in Ausgaberichtung wirksamen Druckes öffnen und dieser
Druck auch dadurch entstehen kann, daß dünne verformbare
Wände des Behälters, auf den die Dosier- und Spraypumpe
aufgesetzt ist, zusammengepreßt werden, besteht bei sol
chen dünnwandigen bzw. mit verformbaren Wänden versehenen
Behältern die Gefahr, daß durch den genannten Preßdruck,
der die Behälterwände verformt, unkontrolliert Medium
durch die Dosier- und Spraypumpe hindurch herausgepreßt
wird. Dasselbe kann auch vorkommen, wenn ein mit einer
solchen Dosier- und Spraypumpe versehener Behälter kopf
über fallend auf einer harten Unterlage auftrifft.
Um dieses ungewollte Auslaufen oder Auspressen von Medium
zu verhindern, ist dem Ansaugventil 58 in Form des Ring
bundes 47 und des konischen unteren Randabschnittes 23
des Verdrängungskörpers 20 ein Sperrventil 59 nachgeord
net, durch welches der Innenraum 60 der Zylinderwand 46
vom Innenraum 19 der Ringfalten des Faltenbalgs 3
dichtend abgetrennt ist, so lange sich der obere Gehäuse
teil 1 in seiner oberen Endlage befindet, die in Fig. 1
und Fig. 2 dargestellt ist. In dieser Position bzw. Funk
tionslage liegt nämlich die konische Außenfläche des
Randabschnitts 23 am Ringbund 23 dichtend an. Sobald je
doch der Pumphub, d. h. die Bewegung des oberen Gehäuse
teils 1 in Richtung des Pfeiles 57 beginnt, wird dieser
konische Randabschnitt 23 nach unten vom Ringbund 47 weg
bewegt, so daß Medium zwischen dem Ringbund 47 und dem in
diesem Bereich im Durchmesser kleineren Verdrängungskör
per 20 hindurch in den Innenraum 19 des Faltenbalgs 3
strömen kann.
Der Verdrängungskörper 20 preßt bei seiner Abwärtsbewe
gung in Richtung des Pfeiles 57 somit das sich im Innen
raum 60 befindende Medium zunächst in den Innenraum 19
des Faltenbalgs 3 und danach durch die Ventilringwand 15
des Ausgabeventils 18 hindurch in die Ringkammer 6 bzw.
anschließend in den Ausgabekanal 5 des Ausgabemundstücks
4.
Weil die Ventilringwand 15 am Außenrand der ebenfalls
dünnwandigen und deshalb in axialer Richtung elastischen
Ringschulter 14 angeformt ist, ist sie auch in der Lage,
axiale Bewegungen relativ zur Mantelfläche 17 der Ring
wand 8 auszuführen, so daß die Öffnungs- und Schließvor
gänge leichter und schneller erfolgen können. Wichtig da
bei ist aber auch, daß sich der beim Ausgabehub im Medium
aufbauende Druck in Öffnungsrichtung auf die radiale
Ringschulter 14 auswirkt und somit ein schnelleres Öffnen
des Ausgabeventils 18 stattfindet.
Der Verdrängungskörper 20 hat somit nicht nur die Auf
gabe, den Innenraum 19 des Faltenbalgs 3 im Bereich der
Ringfalten möglichst kleinvolumig zu halten, sondern er
dient auch als Sperrventil, wenn er seine obere Endlage
eingenommen hat.
Eine weitere Funktion, die der Verdrängungskörper 20
übernimmt, besteht darin, daß der konische Randabschnitt
23, so weit er sich unterhalb des Ringbundes 47 er
streckt, im Zusammenwirken mit der Zylinderwand 46 eine
zusätzliche Führung des oberen Gehäuseteiles 1 im unteren
Gehäuseteil 2 übernimmt. Zu diesem Zweck ist der sich un
terhalb des Ringbundes 47 erstreckende Teil des Randab
schnitts 23 auf einen Durchmesser erweitert, der zumin
dest annähernd dem Innendurchmesser der Zylinderwand 46
entspricht. Damit trotzdem das aus dem Innenraum 60 in
den Innenraum 19 zu befördernde Medium relativ ungehin
dert der Zylinderwand 46 entlang nach oben strömen kann,
ist der sich in Ruhelage unterhalb des Ringbundes 47 er
streckende Teil des Randabschnitts 23 auf seinem Umfang
mit mehreren schlitzförmigen Ausnehmungen 62 versehen,
die aber auf einem Durchmesser enden, der kleiner ist als
der Innendurchmesser des Ringbundes 47, damit die Sperr
ventilwirkung erhalten bleibt.
Auf Grund der Tatsache, daß dieser führende Randabschnitt
23 von dem ebenfalls führenden Ringbund 26 der Führungs
wand 7 axial um Hublänge versetzt ist, sind die beiden
Gehäuseteile 1, 2 auch in der Ruhelage (Fig. 1) so gut
ineinander geführt, daß keine Behinderungen für die
axiale Hubbewegung auftreten können, ohne daß zusätzli
che, sich in axialer Richtung über eine längere Strecke
überlappende Führungsflächen an den beiden Gehäuseteilen
1 und 2 erforderlich sind.
Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung ist eine Dosier-und
Spraypumpe für flüssige und niederviskose bzw. pastöse
Stoffe geschaffen, welche bei relativ weiten Fertigungs
toleranzen eine störungsfreie Pumpfunktion gewährleistet
und auch bei dünnwandigen, leicht verformbaren flaschen-
bzw. dosenartigen Behältern vorteilhaft anwendbar ist und
die sicherstellt, daß bei funktionsgerechter Handhabung
keine Verformung der Behälterwände erfolgt und daß ein
unkontrolliertes Herauspressen oder Ausfließen von Medium
aus dem Behälter durch die Dosier-und Spraypumpe hindurch
durch unsachgemäße Ausübung eines Preßdruckes auf eine
flexible Behälterwand verhindert wird. Durch die
verbesserte Pumpfunktion, die auf die besondere
Ausgestaltung der beiden Pumpventile 48 und 54
zurückzuführen ist, wird die erfindungsgemäße Dosier- und
Spraypumpe auch universell sowohl für flüssige als auch
für pastöse Medien einsetzbar. Das anfängliche Ansaugen
von Medium aus eine Behälter erfolgt sicher nach nur we
nigen Pumphüben, und es ist eine trocken Funktionskon
trolle der gesamten Pumpe möglich.
Es ist auch ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße
Ausbildung der Ventile 18, 58 bei einer Dosier- und
Spraypumpe einzusetzen, bei welcher der Behälter des
Mediums anstatt eine Gewindekappe 39 aufzuweisen,
unmittelbar am Gehäuseteil 2 angeformt ist.
Claims (16)
1. Dosier- und Spraypumpe zur Abgabe flüssiger, nieder
viskoser und pastöser, Stoffe aus flaschen- oder
dosenartigen Behältern mit einem Faltenbalg aus
elastischem Kunststoff, der verbindend zwischen zwei
teleskopartig gegeneinander beweglichen Gehäuseteilen
aus formstabilem Kunststoff angeordnet ist und der
als Ausgabeventil am einen Ende eine hülsenartige,
Ventilringwand aufweist, welche die Mantelfläche
einer an dem die Pumphübe ausführenden ersten
Gehäuseteil angeformten, runden Ringwand dichtend und
abhebbar umschließt und der als Ansaugventil an
seinem anderen Ende ebenfalls eine hülsenförmige
Ventilringwand aufweist, die an der Mantelfläche
eines runden, am zweiten Gehäuseteil angeformten
Ventilsitzes dichtend und abhebbar anliegt, durch
welchen hindurch das Pumpmedium aus dem Behälter in
den Faltenbalg angesaugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilringwand (15) des Ausgabeventils (18)
und die mit einer geschlossenen Stirnwand (57) verse
hene Ventilringwand (54) des Ansaugventils jeweils an
konischen oder kalottenartigen Mantelflächen (17, 43)
anliegen und daß beide Ventilringwände (15, 54)
sowohl radial elastisch als auch in axialer Richtung
federnd beweglich mit dem Faltenbalg (3) verbunden
sind.
2. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 1, dadurch ge
kenzeichnet, daß die Ventilringwand (15) des Ausgabe
ventils (18) über eine im wesentlichen radial nach
außen vorspringende, vom Pumpdruck des Pumpmediums in
Öffnungsrichtung beaufschlagbare, elastische Ring
schulter (14) mit dem Faltenbalg (17) verbunden ist.
3. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß an einer in den Faltenbalg (3)
hineinragenden Verlängerung des von der Ventil
ringwand (15) umschlossenen inneren Ringwand (8) des
die Pumphübe ausführenden Gehäuseteils (1) mit Stütz
nocken (21) versehen ist, die in axialer Richtung des
Ausgabehubs an der Innenseite des Faltenbalgs (3)
axial mitnehmend anliegen.
4. Dosier- und Spraypumpe nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung
zwischen der Ventilringwand (15) des Ausgabeventils
(18) und den Stütznocken (21) am Umfang des Falten
balgs (3) ein Dichtring (12) angeordnet ist, der von
der offenen Seite her hinter eine umlaufende Rippe
(13) einer zylindrischen Führungswand (7) des ersten
Gehäuseteils (1) geschoben ist und an der Innenseite
dieser Führungswand (7) ringsum dichtend anliegt.
5. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ventilringwand (5) des Ansaug
ventils (58) über eine zweite Gruppe von wenigstens
drei in Umfangsrichtung verteilten fingerartigen Ver
bindungsstegen (53) mit einen axial-elastischen Ver
bindungsring (52) einstückig verbunden ist, der sei
nerseits über eine erste Gruppe von wenigstens drei,
gegenüber den Verbindungsstegen (53) der zweiten
Gruppe in Umfangsrichtung versetzten Verbindungsste
gen (51) mit dem ansaugseitigen Endabschnitt (50) des
Faltenbalgs (3) verbunden ist.
6. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der ansaugseitige Ventilsitz des
zweiten Gehäuseteils (2) als nippelartiger Hohlkörper
(42) ausgebildet ist, der in den ansaugseitigen
Endabschnitt (50) des Faltenbalgs (3) hineinragt und
mit einer zentralen Ansaugbohrung (45) versehen ist.
7. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Durchmesser der Ansaugbohrung
(45) etwa dem halben Durchmesser der sie umschließen
den Ventilringwand (54) entspricht.
8. Dosier- und Spraypumpe nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang einer von
einer zylindrischen Führungswand (28) des zweiten Ge
häuseteils (2) umschlossenen äußeren Ringfalte (3/3)
des Faltenbalgs (3) eine umlaufende Ringrippe (34)
angeformt ist, die im Ruhezustand des Faltenbalgs (3)
an der Innenfläche der Führungswand (28) anliegt und
die während des Ausgabehubs des Faltenbalgs (3) frei
werdend axial in einen erweiterten Bereich (33) der
Führungswand (28) bewegt wird.
9. Dosier- und Spraypumpe nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (3) an
seinem ansaugseitigen Ende ein dem Ansaugventil (54)
nachgeschaltetes, in Ausgaberichtung sperrendes
Sperrventil (59) aufweist, dessen unbeweglicher Ring
bund (47) einstückig am Faltenbalg angeformt ist und
dessen bewegliches Schließorgan (23) mit dem ersten
Gehäuseteil (1) so in Verbindung steht, daß es bei
jedem Pumphub öffnet.
10. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Faltenbalg (3) mit einer als
untere Verlängerung ausgebildeten Zylinderwand (46)
versehen ist, welche als Teil des Sperrventils (56)
einen Ringbund (47) aufweist, an dem ein konisch nach
außen vorspringender Randabschnitt (23) eines den
Faltenbalg (3) konzentrisch durchragenden, an seinem
unteren Ende als Schließorgan des Sperrventils (59)
ausgebildeten mit dem ersten Gehäuseteil verbundenen
Verbindungskörpers (20) in Ruhelage ventilsitzartig
dichtend anliegt.
11. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zylinderwand (46) sich axial
wenigstens über die Länge eines Pumphubs erstreckt
und in einem zylindrischen Topfkörper (40) des mit
dem Behälter verbundenen oder verbindbaren zweiten
Gehäuseteils (2) anliegend angeordnet ist.
12. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Randabschnitt (23) des mit dem
ersten Gehäuseteil (1) verbundenen Verbindungskörpers
(20) mit geringem Radialspiel in der Zylinderwand
(46) geführt ist.
13. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Topfkörper (40) im Inneren ei
ner mit einem Innengewinde (38) versehenen Auf
schraubkappe (39) angeordnet ist.
14. Dosier- und Spraypumpe nach einem der Ansprüche 9 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungskör
per (20) als Verdrängungskolben ausgebildet ist, der
den Faltenbalg (3) mit radialem Spiel durchragt.
15. Dosier- und Spraypumpe nach einem der Ansprüche 9 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse
teile (1, 2) jeweils teleskopartig ineinander ge
führte Führungswände (7, 28) aufweisen, deren Länge
der Pumphublänge entspricht und die an ihren einander
zugekehrten Enden jeweils Ringbünde (26, 27) aufwei
sen, die sich gegenseitig untergreifen.
16. Dosier- und Spraypumpe nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Verlängerungskörper (20) des
ersten Gehäuseteils (1) um etwa die Pumphublänge län
ger ist als die Führungswand (7) dieses Gehäuseteils
(1).
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