CH621054A5 - - Google Patents

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CH621054A5
CH621054A5 CH718476A CH718476A CH621054A5 CH 621054 A5 CH621054 A5 CH 621054A5 CH 718476 A CH718476 A CH 718476A CH 718476 A CH718476 A CH 718476A CH 621054 A5 CH621054 A5 CH 621054A5
Authority
CH
Switzerland
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valve
dispensing device
piston
iia
reservoir
Prior art date
Application number
CH718476A
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English (en)
Inventor
Walter Meyer
Anton J Bara
Original Assignee
Trisa Buerstenfabrik Ag
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Publication date
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spendeeinrichtung zur dosierten Abgabe eines fliessfähigen Gutes mit einem Reservoir für das fliessfähige Gut, mit einer Kolbenpumpe, die einen Zylinderteil und einen Kolbenteil aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, und mit einer durch die Relativbewegung dieser Pumpenteile umsteuerbaren Ventilanordnung, die ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweist, von denen das eine Ventil im Kolbenteil und das andere Ventil im Zylinderteil angeordnet ist, sowie eine Verwendung dieser Spendeeinrichtung in einer Zahnbürste.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine solche Spendeeinrichtung, wie sie beispielsweise aus der US-PS 3 228 571 bekannt ist, so zu verbessern, dass ein unerwünschtes Ausfliessen des im Reservoir befindlichen Füllgutes vermieden wird, und zwar auch bei abwärts gerichteter Spendeeinrichtung, und dass eine genaue Dosierung des auszugebenden Gutes erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Einlassventil und das Auslassventil zum gemeinsamen, gegensinnigen Betätigen miteinander verbunden und mit einem der Pumpenteile gekoppelt sind, wobei im Ruhezustand der Kolbenpumpe das Einlassventil offen und das Auslassventil geschlossen ist und beim Betätigen der Kolbenpumpe zwecks Abgabe des Gutes das Auslassventil öffnet und das Einlassventil schliesst.
In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Spendeeinrichtung in einer Zahnbürste mit am Borstenträger befestigem Handgriff und von diesem getrennter, als Reservoir dienender auswechselbarer Patrone,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Patrone und die sie umgebende Führungshülse entlang der Linie II-II,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Patrone nach Fig. 1,
Fig. 4 im Längsschnitt und vergrössert den Bereich, in welchem Borstenträger und Patrone miteinander im Eingriff stehen, und zwar mit aus dem offenen Ende des Handgriffteils des Borstenträgers herausragender Patrone,
Fig. 5 einen ähnlichen Längsschnitt wie Fig. 4, aber mit in , den Handgriffteil des Borstenträgers eingedrückter Patrone,
Fig. 6 in perspektivischer Teilansicht eine andere Ausführungsform des im Borstenträger vorgesehenen Leitungselements und
Fig. 7 im Längsschnitt einen Teilbereich des Kolbens mit in dessen Durchlass eingesetztem Leitungselement in der Ausführungsform nach Fig. 6.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Zahnbürste besitzt als Hauptteile einen Borstenträger 3, welcher an seinem einen, vorderen Ende einen Borstenbesatz 4 trägt, während er um
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seine rückwärtige, d. h. von dem borstentragenden Ende abgewandte Stirnfläche 3a herum eine Verlängerung in Form einer gleichzeitig als Handgriff 31 dienenden, starrwandigen Hülse 5 besitzt, welche an ihrem rückwärtigen Ende 5a offen ist. Durch dieses offene Hülsenende 5a ist eine flüssiges oder pastöses Zahnreinigungsmittel enthaltende Patrone 10 eingeschoben. Durch den Borstenträger 3 erstreckt sich von dessen hinterer Stirnfläche 3a aus ein Durchlass 2 bis in das borstentragende Ende des Borstenträgers 3 und mündet durch einen seitlichen Auslasskanal 2a zwischen den Borsten 4, wobei der Querschnitt des Durchlasses 2 an einer Stelle vorzugsweise so bemessen ist, dass er auf das Zahnreinigungsmittel, abhängig von dessen Viskosität, eine angemessene Kapillarwirkung ausübt. Hierdurch wird weitgehend verhindert, dass in Nichtbetä-tigungsstellung, auch beim Schwenken oder Schütteln der mit den Borsten 4 nach unten gehaltenen Zahnbürste, Zahnpflegemittel aus der Austrittsöffnung des Auslasskanals 2a aus-fliesst.
In das erweiterte Durchlassende 2b des Durchlasses 2 in der Stirnfläche 3a des Borstenträgers 3 ist ein Kolben 7 mit Festsitz eingepresst, der einen axialen Durchlass 17 besitzt. Die in die Hülse 5 eingesetzte Zahnpflegemittelpatrone 10 besitzt an ihrer in das Innere der Hülse 5 gerichteten Stirnwand 10b eine Durchlasskammer oder einen Stutzen 8, deren Innenraum oder Durchlass 9 mit dem hohlen Innenraum 10a der Patrone 10 über die Öffnung 11 strömungsverbunden ist, und der in der inneren Stirnwand 10b der Patrone 10 so angeordnet ist und dessen Durchmesser so bemessen ist, dass beim Einschieben der Patrone 10 der Kolben 7 in den Stutzen 8 eintritt und in diesem dichtend gleiten kann. Vor dem Einschub in die Hülse 5 ist die gefüllte Patrone 10 durch eine die Öffnung 11 schliessende Membran versiegelt. Der Einschubweg der Patrone 10 ist durch eine auf ihrer Aussenwandung angebrachte Nase 10c, die in einer Nut oder Ausnehmung 5b der Wandung der Hülse 5 eingeschnappt ist, und durch das Anschlagen der Nase 10c gegen die in axialer Richtung vorwärts, d. h. nach den Borsten 4 zu, gelegene Endwandung der Nut 5b begrenzt.
In der im Inneren der Hülse 5 gelegenen rückwärtigen Stirnfläche 3a des Borstenträgers 3 und in der ihr gegenüberliegenden vorderen, d. h. nach den Borsten 4 zu gelegenen, Stirnwand 10b der Patrone 10 befinden sich miteinander fluchtende Ausnehmungen 13 und 14, welche in sich die beiden Enden einer Druckfeder 15 aufnehmen, die als Rückstellfeder dient. Die durch diese Feder 15 bewirkte Verschiebung der Patrone 10 aus dem rückwärtigen freien Ende der Hülse 5 hinaus wird durch das Auflaufen der Nase 10c der Patrone 10 gegen die rückwärtige Endwandung der Nut 5b begrenzt. Hierdurch wird auch ein Herausfallen der Patrone 10 aus der Hülse 5 verhindert. Anderseits kann bei stärkerem Ziehen am hinteren, aus dem offenen Ende der Hülse 5 herausragenden Ende der Patrone 10 die etwas flexible Nase 10c zum Ausrasten aus der Nut 5b gezwungen und damit z. B. eine leere Patrone aus der Hülse 5 entfernt werden, um sie durch eine neue, volle zu ersetzen. Anstatt die Nase 10c nachgiebig zu gestalten, kann auch die Wandung der Patrone 10 insbesondere in der Umgebung der Nase 10c etwas nachgiebig biegsam gestaltet sein. Ist nun anstelle der Nut 5b ein Fenster wie in Fig. 1 gezeigt vorgesehen, so kann z. B. mit einer Fingerkuppe die Nase 10c etwas eingedrückt und gleichzeitig aus der Nut 5b durch leichtes Auswärtsschieben ausgerastet werden, worauf sich die Patrone 10 leicht aus der Hülse 5 herausziehen lässt. Das Fenster 5b kann zu diesem Zweck auch weiter zum anderen Ende der Hülse 5, z. B. nach deren mittlerem Bereich zu, angeordnet sein. Ein aus der der Patrone 10 zugewandten Stirnseite 7a des Kolbens 7 vorspringender Dorn 19 durchstösst nun beim genügend weiten Einschieben der Patrone 10 in die Hülse 5 die weiter oben genannte Membran. Dies geschieht vorzugsweise gleichzeitig mit dem Einschnappen der Nase l()c in die Nut oder das Fenster 5b, oder aber kurz vorher.
Bei der Fabrikation des Borstenträgers 3 mit Hülse 5 bietet die Herstellung des engen, langen Durchlasses 2 Schwierigkeiten, da die hierzu erforderliche lange Kernnadel leicht abbricht oder sich verbiegt. Der Durchlass 2 wird daher mit grösserem Durchmesser hergestellt, als dies für einen kontrollierten Aus-fluss der Zahnflüssigkeit erwünscht wäre. In den breiten Durchlass 2 wird alsdann ein Leitungselement 32, vorzugsweise in Form einer Kanüle mit einem engen, mittigen Durchlasskanal 33, fest eingesetzt. Im verbreiterten, nach der Bor-stenträgerstirnwand 3a zu gelegenen Bereich 2b des Durchlasses 2 wird auf das dort herausragende Ende 32a des Leitungselements 32 das dem Borstenträger 3 zugewandte offene Ende 7c des Kolbens 7 festsitzend aufgeschoben oder in anderer Weise fest verbunden.
An seiner dem Reservoir 10 zugekehrten Stirnfläche 7a ist der Kolben 7 mit einem umlaufenden elastischen Dichtungsrand 7b, der dichtend und führend an der Innenwandung 8a der Durchlasskammer 9 des Stutzens 8 anliegt, versehen.
Der durch den Kolben 7 führende axiale Durchlass 17 öffnet am einen Ende in der Mitte der Kolbenstirnwand 7a und besitzt in der Mitte des Kolbens 7 eine konisch abgeschrägte Ringschulter 16, die als Ventilsitz dient und die in den Durchlassbereich 17b von erweitertem Durchmesser übergeht, der sich von dieser Ringschulter 16 aus bis zur nach den Borsten 4 hin gerichteten Durchlassöffnung 17a erstreckt.
Im Durchlass 17 ist ein Ventilkörper 18 untergebracht, der ein Dichtungsteil 18a grösseren Durchmessers und eine Dichtungsanlegscheibe 20 aufweist, von denen die letztere sich dichtend an die Innenseite der das Innere der Durchlasskammer 8 vom Reservoirinneren 10a trennenden Querwand IIa legen kann und dabei die in dieser Querwand IIa befindliche Öffnung 11 verschliesst. Auf der Anlegscheibe 20 ist der Dorn 19 vorgesehen und ragt in die Öffnung 11 hinein bzw. durch die letztere hindurch ins Innere 10a des Reservoirs 10. Der Dorn 19 weist einen etwas kleineren Durchmesser auf als die Öffnung 11.
Die nach den Borsten 4 hin gewandte Unterseite 18b des Dichtungsteils 18a kann an der Stirnwand 7a des Kolbens zur Anlage gebracht werden und trägt einen in den Kolbendurch-lass 17 bis über den Ventilsitz 16 in Richtung auf die Borsten 4 zu hineinragenden Ventilstössel 21, der an seinem Ende in Form eines Kopfes 22 verdickt ist und auf der von seinem Ende abgewandten Kopfseite eine vorzugsweise konische abgeschrägte Ventildichtungsfläche 22a aufweist. Diese ist so ausgebildet, dass sie dichtend auf den Ventilsitz 16 aufsitzen kann.
Der Abstand zwischen der Dichtfläche der Dichtungsanlegscheibe 20 und der Dichtfläche 22a am Kopf 22 des Ventilkörpers 18 einerseits und der Abstand zwischen der Stirnfläche 7a und dem Ventilsitz 16 anderseits sind so bemessen, dass beim dichtenden Aufsitzen des Kolbens 7 mit seiner Stirnwand 7a auf der Unterseite 18b des Dichtungsteils 18a und ver-schliessendem Anliegen der Aussenseite der Anlegscheibe 20 an die die Öffnung 11 enthaltende Querwand IIa der Durchlasskammer 8 der Ventilkopf 22 vom Ventilsitz 16 abgehoben ist. Dies geschieht entgegen der Wirkung einer Ventilrückstellfeder 23, die zwischen der nach dem Kolben 7 zu gerichteten Unterseite der Anlegscheibe 20 und der Stirnwand 7a des Kolbens 7 angebracht ist und die bestrebt ist, den Ventilkopf 22 an den Ventilsitz 16 dichtend anzudrücken.
An Stelle eines einzigen mittigen Durchlasskanals 33 können in der Aussenwandung des Leitungselements 32 auch zwei oder mehr, z. B. vier, Längsnuten 33a vorgesehen sein, wie dies in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Diese Längsnuten 33a sind im Endbereich 32a des Leitungselements 32 durch die Innenwandung des Durchlasses 17 im offenen Endbereich 7c des
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Kolbens 7 und anschliessend durch die Innenwandung des Durchlasses 2 im Borstenträger 3 überdeckt und bilden so eine Mehrzahl von Durchlasskanälen, deren Einzelquerschnitte durch entsprechend flachen oder engen Querschnitt der Nuten 33a so klein gehalten werden können, dass sie eine gewünschte Kapillarwirkung auf die Zahnputzflüssigkeit auszuüben vermögen.
Der Gebrauch der Zahnbürste geschieht wie folgt: Zunächst wird beim Einführen der Patrone 10 unter Durchstos-sen der die Öffnung 11 verschliessenden Membran mittels des Dorns 19, der dank der Anlage des Dichtungsteils 18a an der Kolbenstirnwand 7a in bezug auf die Patrone 10 feststeht, die in Fig. 5 gezeigte Stellung von Borstenträger 3 und Patrone 10 eingenommen. Hierbei verschliesst die Anlegscheibe 20 die Öffnung 11, gegen die sie bereits etwas vor Erreichen der Stellung nach Fig. 5 mittels der zusammengedrückten Ventildruckfeder 23 angepresst wird. Wird nun unter der Wirkung der starken Rückstellfeder 15 die Patrone 10 in der Hülse 5 von der Stirnfläche 3 a des Borstenträgers 3 wegbewegt, so bewegt sie sich auch gegenüber dem Kolben 7, der hierbei mit seinem Dichtungskragen 7b an der Innenwandung 8a der Durchlasskammer 8 dichtend in Anlage bleibt, mit ihrer Öffnung 11 weg, bis sie die in Fig. 4 gezeigte Stellung erreicht hat. Bei dieser Bewegung hält die Anlegscheibe 20 zunächst noch die Öffnung 11 eine Weile verschlossen, indem die Feder 23 nicht völlig entspannt ist, auch während der Ventilkopf 22 den Ventilsitz 16 schon erreicht hat.
Dadurch entsteht ein Unterdruck im Pumpraum der von der Wandung 8a umgebenen, als Zylinder für den Kolben 7 dienenden Durchlasskammer 8, und bei weiterem Anheben der Patrone 10 durch die Druckfeder 15 wird der Ventilkörper 18 über die Ventildichtungsfläche 22a am Ventilsitz 16 festgehalten und Dichtungsscheibe 20 gibt die Öffnung 11 frei; hierdurch wird bei mit den Borsten 4 nach unten gehaltener Zahnbürste Flüssigkeit in den Pumpraum 9 hineingesogen. Etwa im Pumpraum 9 vorhandene Luft steigt in Form von Blasen an das äussere, obere Ende lOd der Patrone 10 (Fig. 1).
Wird nun durch Drücken auf das herausragende Ende lOd der Patrone 10 der Kolben 7 wieder in die in Fig. 5 gezeigte Stellung in der Durchlasskammer 8 überführt, so wird zunächst die Öffnung 11 durch In anlagekommen der Anlegscheibe 20 s geschlossen und alsdann im weiteren Verlauf der Patronenbzw. Kolbenbewegung die Feder 23 zusammengedrückt und dabei der Ventilsitz 16 vom Ventilkopf 22 wegbewegt, wodurch der letztere in den verbreiterten Bereich 17b des Durchlasses 17 hineinragt und mit fortschreitendem Eindringen des io Kolbens 7 in den Pumpraum 9 Flüssigkeit aus dem letzteren zwischen Ventilsitz 16 und Ventilkopf 22 vorbei in den Durchlasskanal 33 gedrückt wird, bis die Stirnwand 7a gegen die Unterseite 18b des Ringteils 18a anläuft.
Bei Wiederloslassen der Patrone kehren Durchlasskammer 15 8 und Kolben 7 aus der in Fig. 5 gezeigten Stellung wieder in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zurück, und die Spendeeinrichtung ist wiederum zur Ausgabe einer neuen Dosis Zahnreinigungsflüssigkeit auf die Borsten 4 bereit.
20 Eine Zahnbürste mit in ein starrwandiges, rückwärtig geschlossenes Reservoir einschiebbarem Kolbenteil und in der Stirnwand des Kolbenteils untergebrachtem Ventil wurde bisher nur in der US-PS 3 227 165 vön Costanza beschrieben. Bei dieser Zahnbürste ist jedoch das Ventil ein Gummischlitz-25 ventil, welches eine dosierte Ausgabe von Zahnreinigungsflüssigkeit auf die Borsten nicht gestattet. Auch lässt sich diese Zahnbürste nur schwierig mit moderner Spritzgusstechnik herstellen.
Der gute Abschluss der Öffnung 11 der Patrone 10 ist von 30 entscheidender Bedeutung für das sichere Funktionieren, insbesondere auch genau dosierter Flüssigkeitsabgabe, der Spendeeinrichtung. Hierzu ist eine genügend starke Feder 23 und ein genügend enger Zwischenraum zwischen Ventilstempel 21 und der Innenwandung des axialen Durchlasses 17 erforder-35 lieh.
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4 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

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1. Spendeeinrichtung zur dosierten Abgabe eines fliessfähi-gen Gutes mit einem Reservoir (10) für das fliessfähige Gut, mit einer Kolbenpumpe (7, 8), die einen Zylinderteil (8) und einen Kolbenteil (7) aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, und mit einer durch die Relativbewegung dieser Pumpenteile (7, 8) umsteuerbaren Ventilanordnung (18), die ein Einlassventil (IIa, 20) und ein Auslassventil (16, 22) aufweist, von denen das eine Ventil im Kolbenteil (7) und das andere Ventil im Zylinderteil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (IIa, 20) und das Auslassventil (16, 22) zum gemeinsamen, gegensinnigen Betätigen miteinander verbunden und mit einem der Pumpenteile (7, 8) gekoppelt sind, wobei im Ruhezustand der Kolbenpumpe (7, 8) das Einlassventil (IIa, 20) offen und das Auslassventil (16, 22) geschlossen ist und beim Betätigen der Kolbenpumpe (7, 8) zwecks Abgabe des Gutes das Auslassventil (16, 22) öffnet und das Einlassventil (IIa, 20) schliesst.
2. Spendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung einen Ventilkörper (18) aufweist, der durch zwei Abschlusselemente (20, 22), die über einen Stössel (21) miteinander verbunden sind, gebildet ist, wobei jedes Abschlusselement (20, 22) mit einem am Zylinderteil (8) bzw. am Kolbenteil (7) angeordneten Ventilsitz (IIa, 16) zur Bildung des Auslass- bzw. Einlassventils zusammenwirkt.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Spendeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderteil (8) mit dem Reservoir (10) verbunden ist und einen Zylinderraum (9) aufweist, der mit dem Reservoirinnern (10a) durch eine, durch das Einlassventil (IIa, 20) verschliessbare, Öffnung (11) verbunden ist.
4. Spendeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18) mit dem Kolbenteil (7) gekoppelt und relativ zu diesem gegen den Druck eines Federelementes (23) verschiebbar ist.
5. Spendeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (23) im Ruhezustand der Kolbenpumpe (7, 8) das Auslassventil (16, 22) geschlossen hält und nach dem Schliessen des Einlassventils (IIa, 20) gespannt wird.
6. Spendeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (23) einerseits am Kolbenteil (7) und anderseits am Ventilkörper (18) des Einlassventils (IIa, 20) abstützt.
7. Spendeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18) in seiner Bewegung entgegen der Kraft des Federelementes (23) durch Anschläge (18b, 7a) begrenzt ist.
8. Spendeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (18b, 7a) durch eine Absetzung (18b) des Ventilkörpers (18) und durch den Kolbenboden (7a) gebildet sind.
9. Spendeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderteil (8) durch einen die Öffnung (11) umgebenden Stutzen (8) gebildet ist, der am Reservoir (10) befestigt ist.
10. Spendeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenteil (7) eine zentrale Ausnehmung (17) mit dem Ventilsitz (16) aufweist, in die sich der Stössel (21) hineinerstreckt.
11. Spendeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (16) und/oder das Abschlusselement (22) des Auslassventils elastisch deformierbar sind, so dass das Abschlusselement (22) durch den Ventilsitz (16) durchsteckbar ist.
12. Spendeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischem dem Auslassventil (22, 16) und dem Zylinderraum (9) eine Drosselstelle (21,17) vorgesehen ist.
13. Spendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, mit einem als auswechselbare Patrone ausgebildeten Reservoir, dadurch gekennzeichnet, dass die die Öffnung (11) zwischen Zylinderraum (9) und Reservoirinnern (10a) umschlies-sende Wandung (IIa) des Reservoirs (10) trennbar mit einem Verschluss (IIb) für die Öffnung (11) verbunden ist.
14. Spendeeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18) einen der Öffnung (11) zugekehrten Dorn (19) aufweist.
15. Verwendung der Spendeeinrichtung nach Anspruch 1 in einer Zahnbürste zur dosierten Abgabe eines fliessfähigen Zahnreinigungsmittels.
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