DE8915554U1

DE8915554U1 - Doppelt wirkende Differentialkolbenpumpe

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Publication number: DE8915554U1
Application number: DE8915554U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1990-10-18
Anticipated expiration: 1999-09-06

Description

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Sr/Sa

BESCHREIBUNG DOPPELT WIRKENDE OIFFERLNTIALKOLBEN-PüflPE

Die Erfindung bezieht sich auf eine doppelt wirkende Pumpe, nämlich sir.?? Pumpe, die in der Laos ^rst, eine Flüssigkeit in beiden Hubrichtungen ihre*. Kolbens zu fördern. Sie ist &ngr; ne Differentialkolben-Pumpe, rf., h., sie hat Kolben unterschiedlicher . &ldquor;rchmesser. Diese Pumpe soll insbesondere für "lüssigkextszerstäuber Verwendung &igr; inden, kann aber auch dazu dienen, Flüssigkeit in einem glatten S£«."-*M auszuspritzen und kann andere Anwendungsgebiete haben. Die Pumpe wird in ihrer einen Uirkungsrichtung durch eine eingebaute Feder betätigt, in ihrer anderen Uirkungsrichtung unter Spannt 1 dieser Feder durch eine von außen aufzubringende Kraft. Insbesondere läßt sie sich durch den Finger einer Hand betätigen. Zi,; Pumpe hat im übrigen die im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Merkmale. Eine Pumpe mit diesen Merkmalen ist aus der DE-PS 2>i 41 410 bekannt.

Pumpen dieser bekannten Art sind kompliziert und haben eine größere Anzahl von Bestandteilen. Dies bedeutet bei dem üblicherweise angewandten Präzisione-Spritzguß aus Kunststoff einen beträchtlichen Kostenaufwand für Werkzeuge, Spritzgießmaschinen und komplizierte Montageautomaten.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Pumpe geschaffen uerden, bei der nur ein Minimum von Bestandteilen erforderlich ist, die relativ einfach aufgebaut sind, so daß sich detan Herstellung vereinfacht. Vor allem soll sich die Montage vereinfachen.

Diese Aufgabe uird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. (In den folgenden Ausführungen uerden auch die in den Ansprüchen definierten Begriffe verwendet.)

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Dad:---eh, daß die beiden Arbeitszylinder v/om Pumpengehäuse selbst gebildet uerc^-rs, erübrigen sich Einsacztsi*a /lt -Bildung der Arbeitszylinder. Dadurch, daß die Kappe einstückig mit dem kleineren der beiden Kolben ausgebildet ist, uerden weiter« Bauteile eingespart. Dadurch, daß die Kappe an der Außenwand des Pumpengehäuses verschiebbar geführt ist, uerden Führungsteile gespart, und die Kappe sorgt auf einfachst? Weise dafür, daß der kleine Kolben bei Betätigung nicht verkantet werten kann. Der große und der kleine Kolben sind auf sehr einfache Ueise, nämlich durch eine Kolbenstange, miteinander verbunden, was dur<;h eine Steckverbindung geschieht. Durch die geringe Anzahl der Bestandteile vereinfacht sich die Montage.

Begriffe wie "oben", "unten" und dergleichen beziehen sich auf die in Figur 1 dargestellte Lage der Pumpe.

Weiterbildungen der Erfindung

ergeben sich aus den Unteransprüchen. Vorteilhafterueise kann zur weiteren Einsparung von Bauteilen der große Kolben einstückig mit der Kolbenstange ausgebildet sein.

Nach einer anderan Weiterbildung kann der Au3laß für die Flüssigkeit in der Wand des engen Zylinders an einer Stelle vorgesehen sein, die sich in allen Betrisbszuständen zwischen beiden Kolben an einer von diesen nicht erreichbaren Stelle befindet. Dies hat verschiedene Vorteile. Bei einer bekannten Anordnung nach der DE-PS 32 46 442 ist der Flüseigkeitaauslaß in der Betätigungskappe selbst untergebracht. Er muß daher beim Betätigen der Pumpe ständig hin und her bewegt werden. Dies führt bei einigen Anwandungafallen, z. B. in der Elektronik oder der Chirurgie zu Schwierigkeiten bei der Anwendung.

Ferner erpeben sich an Stellen unterschiedlich starker Massenkonzentrationen des Kunststoffmaterials leicht unregelmäßige Schrumpfungen der Zylinderu^de, nämlich durch einseitige Anordnung von Teilen, die den

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Flüssigkeitsauslaß und gegebenenfalls eine Sprühvorrichtung aufnehmen. Dadurch, daO nach der Weiterbildung eine solche Stelle an einer «on den Kolben nicht erreichbaren Stelle liegt, können Schrumpfungen und Deformationen der Zylinderuände an solchen Stellen die Abdichtung zwischen Knlhsnmanschetten und Arbeitszylindern nicht beeinträchtigen.

Bei der Ouerschnittssprungstelle zwischen beiden Arbeitszylindern kann einstückig mit diesen eine quer v/erlaufende Platte vorgesehen sein, und als Widerlager für die zur Betätigung dienende Druckfeder können Stützplatten dienen, die längs Axial-Radial-Ebenan «erlaufen und an der Platte einseitig ansetzen. Auf diese Ueise kann ein Widerlager für das eine Ende der Feder auf sehr einfache Ueise, d. h. unter Verwendung einer Spritzform einfacher Bauart gebildet werden.

Die Platte kann eine Belüftungsöffnung oder deren mehrere aufweisen, wodurch in an sich bekannter Ueise Luft in den Flüssigkeitsbehälter in dem Naße nachgeführt werden kann, wie Flüssigkeit entnommen wird» Diese Belüf tungsöffnungen können außerdem dazu dienen, Flüssigkeit, die aus dem engen Zylinder in einen Raum ausgetreten ist, der die Feder enthält, wieder in den Flüssigkeitsbehälter zurückgeführt wird und nicht aus der Kappe nach außen tritt. Durch die Ausbildung der Bodenfläche der Platte in Form eines stumpfen Kegels läßt sich für eine gute Anlage der Dichtung sorgen.

Der kleine Kolben kann eine solche Länge haben, daß auch dann, wenn er woll eingeschoben ist, für einen ins Gewicht fallenden Abstand seiner Dichtungsmanschette bis zu den Uiderlagern für das untere Ende der Feder gesorgt ist, so daß sich wiederum die oben erwähnten Deformationen nicht auf die Dichtigkeit des Kolbens auswirken können.

Entsprechend kann der große Kolben ein Distanzstück haben, das beim Anschlag an die Querschnittssprungstelle zwischen beiden Arbeitszylindern für einen nennenswerten Abstand zwischen dieser Querschnittssprungstel-

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1&thgr;, die ebenfalle zu Verformungen Anlaß geben kann, und dem wirksamen Rand einer Dichtungsmanschette sorgt. Durch die größere Dichtigkeit wird auch ein höherer Wirkungsgrad der Pumpe erzielt.

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Ein Ausführungsbeispiel mit weiteren Merkmalen der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Figur 1 ist ein Axiaischnitt durch eine Pumpe nach der Erfindung mit Zerstäuber, dargestellt im unteren Totpunkt, d. h. bei maximal zusammengedrückter Feder.

Figur 2 ist eine Draufsicht auf nur den oberen Teil des Gehäuses selbst.

Das Gehäuse der Pumpe ist als Ganzes mit 1 bezeichnet. Es hat unten eine Fassung 2 zum Aufstecken auf eine Behältermündung 6 (links dargestellt) OdBr ein_B Fassung 3 mit Innengewinde zum Aufschrauben auf eine Behältermürdung 6 (rechts dargestellt).

Im Gehäuse sind zwei Arbeitszylinder vorgesehen, nämlich oben ein enger Zylinder 5, unten ein weiter Zylinder 7. Der weite Zylinder 7 hat etwa die doppelte Querschnittsfläche wie der enge Zylinder 5. Zwischen beiden ergibt sich ein ringförmiger Anschlag 9.

Das Gehäuse hat oberhalb des Anschlages 9 eine quer zur Längsachse der Zylinder verlaufende Platte 13, von der aus sich nach unten die Fassung 2 oder 3 erstreckt. Nach oben ragt ein Außenzylinder 11, der in seinem oberen Teil eine Gleitführung für den Mantel 15 einer Kappe 16 bildet. Die Kappe 16 ist einstückig mit dem kleineren dar beiden Arbeitskolben, Kolben 17 ausgebildet, der selbst wiederum einstückig mit einer Dichtungsmanschette 18 aus geschmeidigem Kunststoffnaterial ausgebildet ist. Der kleine Kolben 17 ist durch die Kappe 16 zu betätigen. Ihr Hantel 15 rutscht dabei auf dem Außenzylinder 11 und sichert den kleinen Kolben 17 gegen Verkanten.

Im weiten Zylinder 7 ist ein großer Kolben 20 untergebracht, der einstückig mit einer Dichtungsmanschette 22 ausgebildet ist. Er hat oberhalb des oberen Randes der Dichtungsmanschette ein Distanzstück 23 und ist mit diesem sowie einer nach oben ansetzenden Kolbenstange 25 ein-

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stückig ausgebildet. An ihrem oberen Ende hat sie einen abgesetzten Abschnit¹" 26 von verringertem Durchmesser, an dem oben ein Sceckzapfen 28 ansetzt, der sich nach oben erweitert. Der Abschnitt 26 hat oben einen ringförmigen Anschlag 30, passend zu einem entsprechenden Anschlag des kleinen Kolbens 17. Der kleine Kolben 17 ist hohl und im Bereich des Steckzapfens entsprechend geformt, so daß der Stöükzapfsri rssch dsm Einführen elastisch festgehalten wird, wobei der untere Anschlag des kleinen Kolbens 17 am Anschlag 3G anliegt. Zwischen dsn Innenwandungen der beiden Zylinder 5, 7 einerseits und dem großen Kolben 20 mit Kolbenstange 25 andererseits befindet sich unten ein weiter Druckraum 31u, oben ein enger Druckraum 31e.

Zum Hochdrücken der Kappe 16 dient eine schraubenförmige Druckfeder 32, die sich oben am Boden 34 der Kappe 16 öbstüt.t und unten links am oberen Rand einer zylindrischen Kapsel 35 souie an den oberen Rändern von drei Stützplatten 38, die den engen Zylinder 5 mit dem Außenzy.¹ inder 11 verbindan und nach unten bis zur Platte 13 reichen. Die Platte 13 ist von vier Belüftungsöffnungen 40 durchbrochen.

Die untere Uandung der Platte ist eine Kegelfläche 44, die mit e>.ner Radialebene einen Winkel alpha bildet. Eine scheibenförmige Dichtung 42 mit zylindrischem Ansatz sitzt unter der Platte 13 so, daß ihr innerer Ringabschnitt nach dem Einführen abwärts gedrückt uird und so die Belüftungsöffnungen 40 unter elastischer Spannung abschlJ.3f:.. Der zylindrische Abschnitt der Dichtung 42 stützt sich nach dem Aufsetzen der Fassung 2, 3 auf dem oberen Rand der Behältermündung 6 ab.

Figur 1 zeigt die tiefste Stellung, die die Dichtungsmanschette 18 des kleinen Kolbens erreichen kann. Diese Stelle liegt um einen Abstand h2 oberhalb des oberen Randes der Kapsel 36 und oberhalb der oberen Ränder 45 der Stützplatten 38. Als Flüssigkeitsauslaß dient ein Austrittskanal 46, der die Uand des engen Zylinders 5 durchbricht und in das Innere einer Düsenkappe 48 führt, die innerhalb eines Angusses 4? untsrgebracht ist. Die Düsenkappe 48 hat eine an sich bekannte Einrichtung zum Verwirbeln der Flüssigkeit, so daß ein Sprühstrahl gebildet wird.

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Die Aufuärtsbeuegung der beiden Kolben uird begrenzt durch Gegeneinanderstoßen der beiden Anschläge 24 und E. Dann hat der obere Rand der Dichtungsmanschette 22 des großen KolbBns noch einen Abstand h1 vom Anschlag 9.

PIit dem Bereich der beiden Zylinder 5 und 7 in der Nähe der Platte 13, uo Verformungen zu eruarten sind, kommen beide Dichtungsmanschetten 18 und 22 also nicht in Berührung. Der Austrittskanal 46 liegt in einem Bereich, der von keiner der Dichtungsmanschetten erreicht werden kann.

Am unteren Ende des ueiten Zylinders 7 befindet sich ein Ansaugventil 52 mit einer Kugel 53. Das obere, sich erweiternde Ende eines Saugrohrs 50 ist unter Spannung in das untere Ende dee Zylinders 7 eingeschoben.

Die Pumpe besteht aus nur uenigen Einzelteilen, die alle mit Hilfe einfacher Spritzgußformen hergestellt werden können. Das Gehäuse 1 bildet selbst die beiden Zylinder 5 und 7 sowie den Außenzylinder 11, der zur Führung des flantels 15 der Kappe 16 dient. Kappe und kleiner Zylinder bilden einen einzigen, leicht zu formenden Bautei¹ Ebenso der große Kolben, die Kolbenstange und der Steckzapfen 28.

Zur Montage uird zunächst die Druckfeder 32 in den Federraum 33 gelegt, dann die Kappe 16 aufgesteckt. Dann uird von unten her der große Kolben 20 mit seiner Kolbenstange 25 eingesteckt, uobei der Steckzapfen 28 im Inneren des kleinen Kolbens 17 einschnappt. Dann uird das Saugrohr 50 mit der Kugel 53 von unten her eingesteckt. Schließlich uird die Dichtung 42 von unten her eingeführt. Schließlich uird die Düsenkappe 48 von der Seite her eingesteckt. Damit ist die Pumpe fertig montiert.

Die Kappe 16 uird in Ruhestellung von der Druckfeder 32 nach oben gedrückt, und zuar nur so weit, bis sich die Anschläge 9 und 24 berühren. Die Kappe kann durch zusätzliche, nicht dargestellte flittel in der dargestellten unteren Endlage gehalten werden.

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Die Pumpe arbeitet uie folgt:

Uird die Kappe 16 zusammen mit beiden Kolben aus der in FitjUr 1 dargestellten Lage aufwärts bewegt, uras durch Entspannen der Druckfeder 32 geschieht, so uird Flüssigkeit durch das Ansaugventil 52 gesaugt. Befindet sich von vorangehenden Pumpvorgängen bereits Flüssigkeit in den Druckräumfaii 31 &bgr; und 31u zwischen den Dichtungsmanschetten 18 urtu 22, so uird ein Tail davon durch den Austrittskanal 46 gedrückt, denn beim Aufuärtsbeuegen der Kolben verkleinert sich der Druckraum 31u uegen seiner größeren Breito um mehr als sich der obere Druckraum 31e vergrößert.

Werden die Kolben anschließend durch Druck auf die Kappe 16 abuärts beuegt, so uird die Dichtungsmanschette 22 des großen Kolbens uirkungslos, jährend das Ansaugventil 52 schließt. Entscheidend ist nun der Gesamtraum zwischen der Manschette 1B des kleinen Kolbens und dem Ansaugventil. Da dieser Gesamtraum verkleinert uird, uird uiederum Flüssigkeit durch den Austrittskanal 46 gedrückt.

Flüssigkeit, die bei einer eventuellen Undichtigkeit der Dichtungsmanschette 18 oben aus dem engen Zylinder 5 tritt, gelangt in den Federraum 33, fließt dort nach unten bis auf die Platte 13 und uird bei der nächsten Abuärtsbeuegung der Kappe 16 nach unten durch die Belüftungsöffnungen 40, vorbei an der sich öffnenden Dichtung 42 in die Mündung des Flüssigkeitsbehälters gedruckt. Außerdem uird hierbei die erforderliche Ersatzluft in den Behälter geführt. Im Runezustand dichtet die Dichtung 42 den Flüssigkeitsbehälter 4 nach oben ab.

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B E Z Ü G S Z E I C H E N

1	Gehäuse
2, 3	Fassung
4	Flüssigkei tsbefiül ter
5	enger Zylinder
6	Beh'rH termündung
	Ljsi" ^r Zylinder
9	Anschlag
11	Au3efizyi.i>K<^
13	Platte
"5	Mantel
16	Kappe
17	kleiner Kolben
18	Dichtungsmanschette
20	großer Kolben
22	Dich tungsmansche t te
23	Distanzstück
24	Anschlag
25	Kolbenstange
26	Abschnitt
28	Steckzapfen
30	Anschlag
31 &bgr;	enger Druckraum
31 u	weiter Druckraum
32	Druckfeder >
33	Federraum
34	Boden
36	Kapsel
38	Stutzplatte
40	Belüf tungsöffnung
42	Dichtung
44	KegelflMche
	• * * t * » · ·

hdk/10/de/	45	*-L-*
	46	oberer Rand
	47	Austrittskanal
	48	Anguß
	S3	Ousenkappe
	52	Saugrohr
	53	Ansaugventil
	Kugel

Claims

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Sr/Sa

-A ANSPRÜCHE

Doppelt wirkende Differentialkolben-Pumpe (Pumpe), insbesondere für Flüssigkeitszerstäuber, die in der einen Uirkungsrichtung durch ei-&eegr;&bgr; eingebaute Feder, in der anderen Uirkungsrichtung durch eine von außen auf2Ubringende Kraft, insbesondere Fingerkraft betätigbar ist, mit folgenden Merkmalen:

a) zuei ineinander übergehende Arbeitszylinder (ueiter Zylinder 7, enger Zylinder 5) unterschiedlichen Innendurchmesser,

b) im weiten und im engen Zylinder ist je ein einseitig wirkender Arbeitskolben (großer Kolben 20, kleiner Kolben 17) verschiebbar untergebracht,

c) die Kolben haben Dichtungsmanschetten (22, 18), die, sich erweiternd, gegeneinander gerichtet sind,

d) beide Kolben sind durch eine Kolbenstange (25) starr miteinander verbunden,

e) der weite Zylinder (7) hat jenseits beider Kolben einen Einlaß, der durch ein Ansaugventil (52) verschließbar ist,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

f) die beiden Zylinder (5, 7) werden vom Pumpengehäuse (Gehäuse 1) selbst gebildet,

q) »ine an der Außenwandung des Gehäuses (1) verschiebbar geführte Betätigunqskappe (Kappe 16) ist einstückig mit dem kleinen Kolben (17) ausgebildet,

h) der große Kolben (20) ist durch die Kolbenstange (25) und eine Steckverbindung mit dem kleinen Kolben (17) und durch ihn mit der Kappe (16) verbunden.

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2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der mit dem großen Kolben einstückig ausgebildeten Kolbenstange (25) durch Steckverbindung in dem freien Ende des hohl ausgebildeten kleinen Kolbens (17) verankert ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsauslaß in der Uand da &ogr; engen Zylinders (5) an einer Stelle vorgesehen ist, die sich in allen Betriebszuständen zwischen beiden Kolben (17, 20) an einer von den Kolben nicht erreichbaren Stelle befindet.
4. Pumpe nach AnsDruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Gehäuse ist bei der Querschnittssprungstella zwischen beiden Zylindern einstückig mit einer quer verlaufenden Platte (13) versehen,

b) vom engen Zylinder (5) und von der Platte (13) abstehende axial-radial verlaufende Stützplatten (3B) und der Boden (34) der Kappe (16) bilden Uiderlaqer für eine zur Betätigung dienende Druckfeder (32).
5. Pumpe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Platte (13) ist außerhalb der Zylinder (5, 7) zur Bildung mindestens einer Belüftungsöffnung (40) durchbrochen,

b) die Piatte (13) hat als Widerlager für eine scheibenförmige Dichtung (42) eine gegen den ueiten Zylinder abfallende Bodenfläche (44) von der Form eines stumpfen Kegels.
6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Kolben (17) eine solche Länge hat, daß dann, uenn er voll eingeschoben ist, ein Abstand n2 vom wirksamen Rand seiner Dichtungsmanschette (18) bis zu einer Kapsel (36) zur Aufnahme einer Düsenkappe (4B) und/oder den oberen Rändern der Stützplatten (38) für die Druckfeder (32) verbleibt.

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7. Pumpe nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der große Kolben (20) ein Distanzstück (23) hat, das beim Anschlag an die Querschnittssprungstelle für einen Abstand h1 zwischen dieser und dem wirksamen Rand der Dichtungsmanschette (22) des großen Kolbens sorgt.