DE102006012898A1

DE102006012898A1 - Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium

Info

Publication number: DE102006012898A1
Application number: DE102006012898A
Authority: DE
Inventors: Peter Stadelhofer; Jürgen Greiner-Perth; Miro Daytona Beach Cater
Original assignee: Erich Pfeiffer GmbH; Ing Erich Pfeiffer GmbH
Current assignee: Aptar Radolfzell GmbH
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-20
Also published as: JP2007245145A; ATE524239T1; US8006870B2; EP1834704A2; EP1834704A3; JP5565891B2; US20070210114A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium, insbesondere zur Applikation eines Mediums in ein Auge. Zur Anpassung bekannter Austragvorrichtungen an diesen Zweck werden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, insbesondere eine Austragvorrichtung mit einer Austragöffnung (68) und einem Medienbehälter (80), die an gegenüberliegenden Enden der Austragvorrichtung zueinander entlang einer Haupterstreckungsrichtung (92) der Austragvorrichtung fluchtend angeordnet sind, und einer Pumpvorrichtung (40) mit einer Pumpkammer (46), die auf einer Seite durch einen Kolben (50) abgeschlossen ist, wobei der Kolben (50) entlang einer Pumprichtung (90) zur Erzeugung eines Austragdrucks längsbeweglich ausgebildet ist und wobei die Pumprichtung (90) mit der Haupterstreckungsrichtung (92) in etwa einen rechten Winkel einschließt.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium, insbesondere für die Applikation des Mediums in ein Auge oder eine Nase.

Solche Austragvorrichtungen weisen üblicherweise eine Pumpvorrichtung auf, mittels derer das Medium, welches in einem Medienspeicher vorgehalten wird, durch ein Austragventil ausgetragen wird. Eine Pumprichtung der Pumpvorrichtung entspricht zumeinst einer Haupterstreckungsrichtung der Austragvorrichtung, wobei die Pumpvorrichtung üblicherweise manuell in Pumprichtung betätigt wird.

Die Verwendung einer Austragvorrichtung für die Applikation eines Mediums in ein Auge führt zu einigen besonderen Anforderungen, die von den aus dem Stand der Technik bekannten Austragvorrichtungen nicht ausreichend erfüllt werden. Dazu gehört – insbesondere bei der Verwendung eines konservierungsmittelfreien Mediums – der Schutz des Mediums vor Verunreinigungen, wobei dies sowohl den Schutz des Mediums im Zuge der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung, als auch den Schutz des Mediums in der in Betrieb genommenen Austragvorrichtung während einer Zeit der ungenutzten Lagerung umfasst. Weiterhin ist von großer Bedeutung, dass bei jeder Betätigung die gleiche festgelegte Menge des Mediums ausgetragen wird und dass das Medium auch bei kraftvoller Betätigung unter geringem Druck und vorzugsweise in Tropfenform ausgetragen wird.

Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die aus dem Stand der Technik bekannten Austragvorrichtungen insbesondere in Hinblick auf die oben genannten Aspekte zu verbessern, so dass sie für eine Applikation eines Mediums in ein Auge geeignet sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Austragöffnung und einem Medienbehälter, die an gegenüberliegenden Enden der Austragvorrichtung zueinander entlang einer Haupterstreckungsrichtung der Austragvorrichtung fluchtend angeordnet sind, und mit einer Pumpvorrichtung mit einer Pumpkammer, die auf einer Seite durch einen Kolben abgeschlossen ist, wobei der Kolben entlang einer Pumprichtung zur Erzeugung eines Austragdrucks längsbeweglich ausgebildet ist und wobei die Pumprichtung mit der Haupterstreckungsrichtung in etwa einen rechten Winkel einschließt.

Die Betätigung der Pumpvorrichtung erfolgt vorzugsweise über eine Betätigungsvorrichtung, deren Betätigungsrichtung der Pumprichtung entspricht. Zu diesem Zweck kann die Betätigungsvorrichtung auch einteilig mit dem Kolben ausgeführt sein.

Die Haupterstreckungsrichtung verläuft entlang einer Hauptachse des in der Regel länglich ausgebildeten Austragvorrichtung. Bei der Anwendung wird die Austragvorrichtung vom Anwender so gehalten, dass die Haupterstreckungsrichtung in etwa in Richtung des Auges weist. Durch die quer in der Austragvorrichtung angeordnete Pumpvorrichtung und die in Pumprichtung weisende Betätigungsrichtung ist gewährleistet, dass der Anwender nicht versehentlich die Austragvorrichtung gegen das geöffnete Auge drückt, wenn er die für die Betätigung der Austragvorrichtung erforderliche Kraft aufwendet.

Da die Pumprichtung anders als bei bekannten Austragvorrichtungen nicht parallel zu einem Medienkanal von Medienbehälter zur Pumpkammer oder zu einem Medienkanal von der Pumpkammer zur Austragöffnung verläuft, ist eine kolbenseitige Abdichtung der Pumpkammer bei der erfindungsgemäßen Ausrichtung der Pumprichtung gegenüber der Haupterstreckungsrichtung mit geringerem Aufwand möglich.

Bei einer Weiterbildung der Austragvorrichtung ist der Kolben mit einer in Pumprichtung manuell eindrückbaren Betätigungsvorrichtung wirkverbunden, welche in einem Lieferzustand der Austragvorrichtung durch ein Sicherungselement in einem eingedrückten Zustand gehalten wird, in dem die Pumpkammer ein geringes Volumen aufweist.

Dabei weist Betätigungsvorrichtung zur einfachen Betätigung vorzugsweise eine Rückstellfeder auf, die die Betätigungsvorrichtung mit einer nach außen wirkenden Kraft beaufschlagt. Dies kann auch durch eine Kolbenfeder des mit der Betätigungsvorrichtung verbundenen Kolbens geschehen. Das Sicherungselement hält die Betätigungsvorrichtung entgegen der Kraft der Rückstellfeder in einem eingedrückten Zustand. Sie ist insbesondere als Transport- und/oder Orginalitätsschutz zweckmäßig. Vorzugsweise ist vor Entfernen des Sicherungselements ein Pumpvorgang dadurch unterbunden, dass der durch das Sicherungselement begrenzte Hub des Kolbens ein Einlassventil bzw. einen Einlasskanal in der Pumpkammer blockiert. In vorteilhafter Weise werden somit mediumführende Verbindungskanäle zwischen Mediumbehälter und Austrittsöffnung dichtend verschlossen Durch den eingedrückten Zustand vor Entfernen des Sicherungselements wird je nach Pumpentyp darüber hinaus erreicht, dass nach Entfernen des Sicherungselements ein Unterdruck in der Pumpkammer erzeugt wird, durch den Medium aus dem Medienbehälter in die Pumpkammer gesogen wird, so dass schon beim ersten Betätigungsdruck nach Entfernen des Sicherungselements das Medium ausgetragen wird, ohne dass es weiterer Schritte zur Inbetriebnahme bedarf.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Sicherungselement ein flexibles Sicherungsband, welches die Austragvorrichtung zumindest im Bereich der Betätigungsvorrichtung umgibt.

Ein solches Sicherungsband ist insbesondere einfach und kostengünstig. Es kann zur manuellen Entfernung beispielsweise eine perforierte Trennlinie oder eine Reißlasche aufweisen oder auch mittels einer Schere entfernbar sein. Es ist vorzugsweise als Papierband ausgebildet oder aus einem nur gering elastischen Kunststoff gefertigt. Von Vorteil ist es, wenn die Gehäusewandung der Austragvorrichtung in den an die Betätigungsvorrichtung angrenzenden Bereichen einen größeren Umfang als im Bereich der Betätigungsvorrichtung aufweist, so dass ein Abschieben des Sicherungsbandes von der Austragvorrichtung ohne Verletzung des Sicherungsbandes nicht möglich ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Sicherungselement ein lösbarer Sicherungsabschnitt eines Gehäuses der Austragvorrichtung.

Dieser Sicherungsabschnitt wird im Zuge der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung entfernt. Er ist vorzugsweise einstückig in das Gehäuse integriert. Besonders zweckmäßig es, wenn der Sicherungsabschnitt mit dünnen Kunststoffstegen mit dem restlichen Gehäuse verbunden ist, wobei die Kunststoffstege so dimensioniert sind, dass die Kraft der Rückstellfeder nicht ausreicht, um sie ohne manuelles Zutun zu durchtrennen, sie aber problemlos manuell durchtrennt werden können. Ein in das Gehäuse integrierter Sicherungsabschnitt ist insbesondere deshalb zweckmäßig, da er nur mit hohem Aufwand wiederhergestellt werden kann und dadurch insbesondere die Originalität der Austragvorrichtung zuverlässig gewährleistet. Die Entfernung des Sicherungsabschnitts kann beispielsweise durch Eindrücken des Sicherungsabschnitts erfolgen, wobei dies den Vorteil bietet, dass dadurch auch die Betätigungsvorrichtung bis in ihre Endlage mit dem geringsten Pumpkammervolumen eingedrückt wird, so dass nach anschließendem Loslassen sowohl der Sicherungsabschnitt entfernt ist als auch die Pumpkammer betriebsbereit mit dem Medium befüllt wird. Alternativ hierzu ist auch ein in etwa runder Sicherungsabschnitt zweckmäßig, der zum Entfernen um seine Mittelachse gedreht wird, so dass die Sicherungsstege brechen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn im Sicherungsabschnitt ein Eingriff vorgesehen ist, der ein sicheres Festhalten gestattet, beispielsweise in Form eines Schlitzes zur Einführung einer Münze, mittels derer der Sicherungsabschnitt dann verdreht werden kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Pumpvorrichtung, die eine Pumpkammer umfasst, die auf einer Seite durch einen längsbeweglichen Kolben abgeschlossen ist, wobei die Pumpkammer kolbenseitig gegenüber einer Umgebungsatmosphäre außerhalb der Austragvorrichtung mittels einer gasundurchlässigen und zumindest teilweise flexiblen Membran hermetisch abgedichtet ist und wobei die Membran in ihrem Randbereich fest mit einem Gehäuse der Austragvorrichtung verbunden ist.

Die Membran ist vorzugsweise als dünne Kunststoffschicht ausgebildet. Sie ist elastisch, um bei gehäusefester Einspannung an ihrem Randbereich dennoch der Hubbewegung einer Betätigungsvorrichtung bzw. des Kolbens folgen zu können. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Austragvorrichtungen, bei denen die Betätigungsvorrichtung und der Kolben gegenüber dem Gehäuse der Austragvorrichtung mittels Gleitführungen gelagert sind, gewährleistet die gehäusefeste Einspannung einen sicheren Schutz vor Verunreinigungen, insbesondere vor mikrobiologischen Verunreinigungen. Durch die stationäre Einspannung ist im Gegensatz zu gleitenden Dichtflächen eine hermetische Abdichtung erzielbar. Die Einspannung des Randbereichs erfolgt vorzugsweise durch Rast- oder Klemmmittel, durch die der Randbereich gegen eine gehäuseseitige Auflagefläche gedrückt wird, so dass die Dichtwirkung auch in diesem Einspannungsbereich gegeben ist. Durch eine Verdickung der Membran im Randbereich kann zusätzlich eine Versteifung erreicht werden, die einem Herausgleiten der Membran aus den Rast- bzw. Klemmmitteln entgegenwirkt. Alternativ zu Rast- und Klemmmitteln können auch Ausführungsformen mit einer geklebten Befestigung des Randbereichs der Membran zweckmäßig sein. Darüber hinaus sind auch Ausführungsformen von der Erfindung umfasst, bei denen die Membran einstückig mit dem Gehäuse verbunden und aus dem gleichen Material gefertigt ist, gegenüber der Gehäusewandung jedoch eine deutlich verminderte Dicke aufweist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Membran mit einer mit dem Kolben wirkverbundene Betätigungsvorrichtung verbunden oder mit der Betätigungsvorrichtung einstückig ausgebildet.

Der Randbereich der Membran ist dabei vorzugsweise an der Außenwandung der Gehäuses festgelegt, beispielsweise eingeklemmt in einer nach außen weisende Nut auf der Gehäuseoberfläche. Die Verbindung mit der Betätigungsvorrichtung erfolgt vorzugsweise einstückig, so dass die Betätigungseinrichtung aus dem gleichen Material wie die Membran gefertigt ist und die erforderliche Stabilität durch eine entsprechende stärkere Materialdicke erhält. Alternativ dazu kann die Membran aber auch als separates Bauteil vorgesehen sein, welches die Betätigungsvorrichtung in Art einer Schutzabdeckung vollständig überdeckt.

Eine solche mit der Betätigungsvorrichtung gekoppelte Membran ist insbesondere bei Austragvorrichtungen zweckmäßig, bei denen die Pump- und Betätigungsrichtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der Austragvorrichtung verläuft, da sie bei diesen Ausführungsformen sehr einfach und kostengünstig zu realisieren ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Membran mit dem Kolben verbunden oder mit dem Kolben einstückig ausgebildet.

Bei dieser Weiterbildung ist die Pumpkammer unmittelbar von der elastischen Membran abgeschlossen, so dass die Volumenänderung der Pumpkammer im Zuge der Betätigung über die elastische Verformung dieser Membran erzielt wird. Vorteilhaft an einer solchen Ausgestaltung ist, dass auch Verunreinigungen, die an anderen Stellen als an der Betätigungsvorrichtung in die Austragvorrichtung eindringen nicht bis in die Pumpkammer gelangen können. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Weiterbildung bildet der Randbereich einer solchen Membran gleichzeitig die Auflagefläche für eine Rückstellfeder der Betätigungsvorrichtung, so dass die Rückstellfeder neben der Aufgabe, die Betätigungsvorrichtung in die Ausgangsstellung zurückzudrücken, auch die Aufgabe erfüllt, die Membran gegen ihre Auflagefläche zu pressen, so dass eine sehr gute Abdichtung im Randbereich der Membran erzielt wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Membran als separates Bauteil zwischen dem Kolben und der Pumpkammer vorgesehen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird – insbesondere als Weiterbildung der oben beschriebenen Austragvorrichtung – ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Pumpvorrichtung, die eine Pumpkammer umfasst, die auf einer Seite durch einen längsbeweglichen Kolben abgeschlossen ist, bei der eine Luftauslasseinrichtung zur Abführung der in der Pumpkammer befindlichen Luft im Zuge der Inbetriebnahme vorgesehen ist, wobei die Luftauslasseinrichtung derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie bei einer das Pumpkammervolumen reduzierenden Bewegung des Kolbens in einer zweiten Hubstellung geöffnet wird, die jenseits einer ersten Hubstellung liegt, in der in einem Normalbetrieb der Flüssigkeitsdruck des Mediums in der Pumpkammer ein Öffnen eines Auslassventils der Austragvorrichtung bewirkt.

Bei einer solchen Austragvorrichtung wird bei der Inbetriebnahme der Kolben in die mit Luft gefüllte Pumpkammer hineingedrückt, bis die zweite Hubstellung erreicht ist, in der durch den Kolben die Luftauslasseinrichtung geöffnet wird. Die komprimierte Luft kann dann durch die Luftauslasseinrichtung entweichen, beispielsweise nach außen oder in den Medienbehälter. Im Zuge des Rückhubs wird die Luftauslasseinrichtung mittelbar oder unmittelbar durch den Kolben wieder geschlossen, so dass die Luft nicht zurück in die Pumpkammer gelangen kann. Stattdessen wird während des Rückhubs je nach Ausführungsform der Pumpvorrichtung unmittelbar Medium aus dem Medienbehälter in die Pumpkammer eingesogen oder ein Unterdruck in der Pumpkammer erzeugt, der bei Freigabe eines Medienkanals vom Medienbehälter zur Pumpkammer durch den Kolben schlagartig zu einer Befüllung der Pumpkammer mit dem Medium führt. Bei den nachfolgenden Betätigungen der Pumpvorrichtung im Normalbetrieb wird die zweite Hubstellung nicht oder erst nach Öffnen des Auslassventils der Austragvorrichtung und einem damit verbundenem Austragvorgang erreicht, so dass kein Medium oder nur eine geringe Menge des Mediums in der zweiten Hubstellung durch die Luftauslasseinrichtung entweicht. Die Luftauslasseinrichtung kann zusätzlich über einen Filter verfügen, der im Normalbetrieb ein ungewolltes Entweichen von flüssigem Medium durch die Luftauslasseinrichtung verhindert.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Luftauslasseinrichtung eine Aussparung in einer Seitenwandung der Pumpkammer, die derart angeordnet ist, dass der Kolben in der zweiten Hubstellung des Kolbens im Bereich der Aussparung nicht an der Seitenwandung anliegt.

Wenn der Kolben bis in den Bereich dieser Aussparung gelangt ist, kann die komprimierte Luft am Kolben vorbei in einen Entlüftungskanal oder einen gegenüber der Außenatmosphäre nicht gekapselten Bereich der Austragvorrichtung gelangen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Beabstandung von der Seitenwandung im Bereich der Aussparung einerseits und des Kolbens andererseits derart gering ist, dass das Medium selbst dann nicht hindurchgelangen kann, wenn der Kolben nach der Inbetriebnahme im Normalbetrieb bis in die zweite Hubstellung gedrückt wird.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Luftauslasseinrichtung ein Auslassventil, welches in der zweiten Hubstellung des Kolbens durch den Kolben mechanisch geöffnet werden kann.

Zu diesem Zweck ist vorzugsweise am Kolben ein Betätigungselement vorgesehen, durch das das Auslassventil der Luftauslasseinrichtung in einen Öffnungszustand gedrückt wird.

Bei einer darauf aufbauenden Weiterbildung der Erfindung bildet die Luftauslasseinrichtung gleichzeitig ein Einlassventil zur Zuführung des Mediums aus einem Medienbehälter in die Pumpkammer, welches im Normalbetrieb bei Betätigung des Kolbens schließt und welches im Zuge der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung in der zweiten Hubendlage mechanisch geöffnet wird.

Das Einlassventil übernimmt dadurch eine Doppelfunktion. Es dient bei der Inbetriebnahme als Entlüftungsventil und im Betrieb als Einlassventil für das aus dem Medienbehälter stammende Medium. Besonders vorteilhaft weist dies Ventil eine Schließklappe auf, die – vorzugsweise bei Überdruck in der Pumpkammer – schließt und entweder durch Unterdruck in der Pumpkammer oder durch mechanische Kraftbeaufschlagung mittels des Kolbens öffnet. Das Einlassventil mit der Doppelfunktion ist besonders deshalb von Vorteil, da ein Öffnen des Ventils durch Kraftbeaufschlagung durch den Kolben im Normalbetrieb lediglich zu einem Rückfluss des in der Pumpkammer verbliebenen Mediums in den Medienbehälter führt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Pumpvorrichtung, die eine Pumpkammer umfasst, die auf einer Seite durch einen längsbeweglichen Kolben abgeschlossen ist, wobei die Pumpkammer auf der dem Kolben abgewandten Seite einen längsbeweglichen Gegenkolben aufweist, der mittels einer Federkraft in Richtung des Kolbens kraftbeaufschlagt ist und der die Pumpkammer in einer kolbenseitigen Endlage gegenüber einem zu einem Austragventil der Austragvorrichtung führenden Auslasskanal abschließt.

Eine solche Austragvorrichtung ermöglicht eine besonders gute Entlüftung der Pumpkammer bei der Inbetriebnahme. Die vor der Inbetriebnahme in der Pumpkammer vorhandene Luft wird bei der ersten Betätigung zwischen dem in die Pumpkammer einfahrenden Kolben einerseits und dem Gegenkolben andererseits verdichtet, bis der Gegenkolben unter der Wirkung des Luftdruck so weit entgegen der Federkraft verschoben ist, dass die Luft in den Auslasskanal, der zur Austragvorrichtung führt, entweichen kann. Sobald sie vollständig entwichen ist, liegen der Kolben und der Gegenkolben vollständig aneinander an und lösen sich im Zuge des Rückhubs erst, nachdem der Medienkanal vom Gegenkolben wieder verschlossen ist und der Gegenkolben seine Endlage in Richtung auf den Kolben hin erreicht hat. Im Zuge des weiteren Rückhubs des Kolbens bildet sich in der Pumpkammer zwischen Kolben und Gegenkolben ein Vakuum, welches schlagartig mit aus dem Medienbehälter stammenden Medium befüllt wird, sobald der Kolben soweit zurückgestellt ist, dass ein Einlasskanal in die Pumpkammer freigegeben ist.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung übersteigt der durch den kraftbeaufschlagten Gegenkolben erzeugte Druck einen Grenzdruck zum Öffnen des Austragventils.

Hierdurch ist gewährleistet, dass die Pumpkammer im Normalbetrieb vollständig entleert wird, da der Flüssigkeitsdruck des Mediums im Auslasskanal durch den Grenzdruck zum Öffnen des Austragventils begrenzt ist und somit zu niedrig ist, um den Gegenkolben entgegen der auf diesen wirkenden Federkraft auszulenken.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Austraghülse, an deren einem Ende eine Austragöffnung zum Austragen des Mediums vorgesehen ist, und mit einem in der Austraghülse vorgesehenen Schließstift, der in Abhängigkeit eines Flüssigkeitsdrucks des Mediums in einer Pumpkammer einer Pumpvorrichtung der Austragvorrichtung relativ zur Austraghülse längsverschiebbar ist und der bei einem Flüssigkeitsdruck des Mediums unterhalb eines festgelegten Grenzdrucks die Austragöffnung verschließt, wobei der Schließstift einen nach außen weisenden zylindrischen Teilabschnitt und die Austraghülse einen nach innen weisenden zylindrischen Teilabschnitt aufweist, die zylindrischen Teilabschnitte eine Übergangspassung oder eine enge Spielpassung bilden und im zylindrischen Teilabschnitt des Schließstifts und/oder der Austraghülse ein vorzugsweise schraubenförmiger Medienkanal mit geringem Strömungsquerschnitt vorgesehen ist.

Durch diesen Medienkanal wird der Flüssigkeitsstrom begrenzt, der durch die Austragöffnung austritt. Dies ist insbesondere bei Medien zur Applikation in ein Auge von Relevanz, da ein durch einen großen Flüssigkeitsstrom verursachter Sprühstrahl bei dieser Anwendung ungewünscht ist. Da jedoch das Austragventil üblicherweise druckgesteuert geöffnet wird, stellt der erfindungsgemäße Medienkanal eine vorteilhafte und konstruktiv einfache Lösung zur Reduzierung des Flüssigkeitsstroms trotz des dafür zwingend erhöhten Drucks dar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich an den Medienkanal ein Diffusor anschließt, in dem der erhöhte Druck innerhalb des Medienkanals wieder reduziert wird. Je nach konkretem Anwendungsfall können auch mehrere Medienkanäle vorgesehen werden. Eine Anpassung kann auch durch entsprechende Auslegung der Steigung und damit der Länge der Medienkanäle erfolgen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Austraghülse, an deren einem Ende eine Austragöffnung zum Austragen des Mediums vorgesehen ist, und mit einem in der Austraghülse vorgesehenen Schließstift, der in Abhängigkeit eines Flüssigkeitsdrucks des Mediums in einer Pumpkammer einer Pumpvorrichtung der Austragvorrichtung relativ zur Austraghülse längsverschiebbar ist und der bei einem Flüssigkeitsdruck des Mediums unterhalb eines festgelegten Grenzdrucks die Austragöffnung verschließt, wobei der Schließstift fest mit einem Gehäuse der Austragvorrichtung verbunden ist und die Austraghülse zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist und an ihrem der Austragöffnung gegenüberliegenden Ende mit dem Gehäuse verbunden ist, zwischen dem Gehäuse und/oder dem Schließstift einerseits und der Austraghülse andererseits eine Druckkammer zur Aufnahme des Medi ums angeordnet ist, wobei die Austraghülse durch Überschreiten eines Grenzmediendrucks in der Druckkammer elastisch verformbar ist, wobei die Verformung zu einer Verschiebung der Austragöffnung gegenüber dem Schließstift und einer Öffnung der Austragöffnung führt.

Der Schließstift ist bei dieser Ausführungsform fest und vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse verbunden. Zwischen dem Gehäuse und der Austraghülse ist eine vorzugsweise umlaufende Druckkammer vorgesehen, wobei die Austraghülse im Bereich der Druckkammer vorzugsweise kelchartig radial aufgeweitet ist und in einem sich außen daran anschließenden Bereich mit dem Gehäuse verbunden ist. Eine elastische Verformung der Austraghülse im Bereich der Druckkammer führt dann zu einer Längsverschiebung des gegenüberliegenden Teils der Austraghülse und der Austragöffnung, wodurch der Schließstift den Kontakt zur Austraghülse bzw. der Austragöffnung verliert, so dass diese dadurch geöffnet und ein Austragvorgang bewirkt wird. Diese Gestaltung der Austraghülse und des Schließstiftes ist insbesondere in Hinblick auf verschiedene Variationen von Austraghülsen mit verschiedenem gewünschten Öffnungsdruck von Vorteil, da der Öffnungsdruck über Materialwahl und Geometrie der Austraghülse leicht beeinflusst werden kann. Sie ist zudem sehr preisgünstig, da keine Feder vorzusehen ist. Dies ist auch in Hinblick auf Verunreinigungen des Mediums von Vorteil. Hinzu kommt, dass die Austraghülse auch wechselbar gestaltet sein kann, so dass dieselbe Austragvorrichtung für verschiedene Anwendungsarten mit unterschiedlichem gewünschtem Öffnungsdruck mit wenigen Handgriffen angepasst werden kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Vorrichtung zum Befestigen eines wechselbaren Medienbehälters, wobei die Befestigungsvorrichtung einen Einlasskanal aufweist, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er im Zuge der Befestigung des Me dienbehälters durch eine Wandungsfläche, insbesondere eine Membran, des Medienbehälters hindurchgedrückt wird und diesen dadurch öffnet.

Der Einlasskanal ist starr ausgebildet und weist vorzugsweise eine dornartige Form auf, mittels derer mit nur geringem Kraftaufwand die Membran des Medienbehälters durchstochen werden kann. Nach Befestigung des Medienbehälters an der Austragvorrichtung ragt der Einlasskanal in den Medienbehälter hinein. Je nach Typ der Austragvorrichtung kann er als Steigrohr mit entsprechender Länge ausgestaltet sein. Um Verunreinigungen an dem Einlasskanal zu verhindern, ist es zweckmäßig die Austragvorrichtung erst kurz vor dem Verbinden mit dem Medienbehälter aus einer schützenden Verpackung zu entnehmen. Die Membran des Medienbehälters kann auf dem Medienbehälter als separates Bauteil nach der Befüllung angebracht worden sein. Alternativ dazu sind auch einstückige Gestaltungen zweckmäßig, bei denen die Membran aus dem Material des Medienbehälters besteht und vorzugsweise eine verringerte Wandungsdicke aufweist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Vorrichtung zum Befestigen eines wechselbaren Medienbehälters, wobei die Befestigungsvorrichtung einen wechselbaren Einsatz aufweist, dessen Außenkontur an die Austragvorrichtung angepasst ist und dessen Innenkontur an den Medienbehälter angepasst ist.

Durch einen solchen Einsatz ist es möglich, verschiedene Medienbehälter mit dem gleichen Typ Austragvorrichtung zu nutzen. Der Einsatz wird zu diesem Zweck an die Austragvorrichtung angekoppelt und der Medienbehälter in den Einsatz eingesetzt.

In einer darauf aufbauenden Weiterbildung der Erfindung weist der wechselbare Einsatz an seiner Außenkontur einer Drehsicherung und an seiner Innenkontur ein Innengewinde auf.

Der Einsatz wird dabei vorzugsweise durch eine Klemmvorrichtung oder Rastnasen in die Austragvorrichtung eingesetzt. Die Drehsicherung kann beispielsweise in Form von einsatzseitigen Sicherungsstegen und austragvorrichtungsseitigen Aussparungen für die Sicherungsstege gebildet werden. Durch die Drehsicherung ist gewährleistet, dass der Einsatz sich beim Aufschrauben der Austragvorrichtung auf den Medienbehälter nicht relativ zur Austragvorrichtung verdreht und dadurch eine sichere Verbindung verhindert.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den nachfolgend beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsformen, bei denen jeweils verschiedene Aspekte der Erfindung verwirklicht sind.

Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in einer geschnittenen Darstellung,
2a und 2b eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in geschnittenen Darstellungen von zwei Zuständen der Betätigung,
3a bis 3d eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in geschnittenen Darstellungen von vier Zuständen der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung,
4a bis 4d eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in geschnittenen Darstellungen von vier Zuständen der Inbetriebnahme,
5 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in einer perspektivischen und geschnittenen Darstellung,
6a und 6b eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht sowie einer perspektivischen Darstellung und
7a und 7b eine Austragventilventileinheit für eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung und einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung. Diese Austragvorrichtung ist zur Applikation eines Mediums in eine Auge vorgesehen. Sie weist als wesentliche Hauptkomponenten ein Gehäuse 10 mit einer Betätigungsvorrichtung 30, einer im Gehäuse angeordneten Pumpvorrichtung 40 sowie einer Austragventileinheit 60 auf. Mittels eines an der Innenwandung des Gehäuses vorgesehenen Innengewindes 12 ist ein durch nicht näher beschriebene Rastnasen gegen Lösen gesicherter Medienbehälter 80 mit der Austragvorrichtung verbunden.
Die Verbindung des Medienbehälters 80 mit einer Pumpkammer 46 der Pumpvorrichtung 40 ist durch einen Einlasskanal 44 hergestellt, der in den Medienbehälters 80 hinein innerhalb eines Öffnungsdorns 48 ver läuft. Mittels dieses Öffnungsdorns 48 ist eine Membran 82 des Medienbehälters 80 durchstochen.
Der Einlasskanal 44 führt in eine Pumpkammer 46, die einseitig durch einen Kolben 50 abgeschlossen ist. An der dem Kolben 50 angewandten Seite der Pumpkammer 46 ist ein Auslasskanal 56 vorgesehen, der zur Austragventileinheit 60 führt. Der Kolben 50 ist durch eine Rastverbindung mit einem Hauptschaft 32 der Betätigungsvorrichtung 30 fest verbunden. Am äußeren Ende des Hauptschaftes 32 geht dieser einstückig in die in etwa halbkugelförmige elastische Membran 34 über. Diese Membran 34 geht an ihrem äußeren Ende in einen Randbereich 36 mit vergrößerter Wandungsstärke über, der durch einen einteilig am Gehäuse 10 angeformten umlaufender Raststeg 14 in einer gehäusefesten Position fixiert ist. Durch eine Rückstellfeder 38 wird die Betätigungsvorrichtung 30 stets nach außen gedrückt, wodurch der Kolben 50 in einer Hubendlage bei maximalem Volumen der Pumpkammer 46 gezogen wird. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform wird eine separate Rückstellfeder dadurch vermieden, dass die elastische Membran selbst die Rückstellkräfte aufbringt.
Die Austragventileinheit 60 weist eine einstückig am Gehäuse 10 angeformte Austraghülse 62 auf, innerhalb derer ein Schließstift 64 angeordnet ist. Wenn – wie im dargestellten Zustand – kein Überdruck in der Pumpkammer 46 und in der mit der Pumpkammer 46 durch den Auslasskanal 56 verbundenen Austragventileinheit 60 herrscht, wird der Schließstift 64 durch eine Schließfeder 66 in die Austraghülse 62 hineingedrückt, so dass eine Austragöffnung 68 am distalen Ende der Austraghülse 62 vom Schließstift 64 dicht verschlossen ist. Der Schließstift 64 weist an seiner der Austragöffnung 68 abgewandten Seite einen besonders großen kragenförmigen Druckteller 70 auf, an den sich außen ein umlaufender Auflagesteg 72 anschließt, der an der Pumpvorrichtung 40 anliegt. Der Druckteller 70 selbst ist von der Pumpvorrichtung 40 beabstandet, wobei der Zwischenraum mittels des Auflagestegs 72 nach außen abgedichtet und mit Luft gefüllt ist.
Wenn nach der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung durch Befüllen der Pumpkammer 46 mit dem Medium aus dem Medienbehälter 80 die Betätigungsvorrichtung 30 im Normalbetrieb in einer Pumprichtung 90 herabgedrückt wird, verformt sich die Membran 34, wobei der Randbereich 36 am Gehäuse 10 eingespannt bleibt. Nach etwa einem Drittel des Hubwegs ist die Verbindung des Einlasskanals 44 zur Pumpkammer 46 durch den Kolben 50 unterbrochen. Im Zuge der weiteren Kolbenbewegung wird der Flüssigkeitsdruck des in der Pumpkammer 46, im Auslasskanal 56 und in der Austragventileinheit 60 befindlichen Mediums erhöht, bis der Druck auf den Druckteller 70 ausreichend hoch ist, um den Schließstift 64 gegen die Federkraft der Schließfeder 66 zu verschieben. Aufgrund der Größe des Drucktellers 70 reicht ein vergleichsweise geringer Druck hierfür aus. Der Druckteller 70 wird durch den Druck dabei elastisch verformt.
Sobald der Schließstift 64 die Austragöffnung 68 infolgedessen freigegeben hat, entweicht das Medium in einer Haupterstreckungsrichtung 92 der Austragvorrichtung durch die Austragöffnung 68, wobei es aufgrund des geringen Drucks keinen Sprühstrahl bildet, sondern es stattdessen zu einer Tropfenbildung an der Austragöffnung 68 kommt.
Besonders vorteilhaft an der in 1 dargestellten und oben beschriebenen Austragvorrichtung ist einerseits der Aufbau, bei dem die Betätigung in Pumprichtung 90 orthogonal zur Haupterstreckungsrichtung 92 der Austragvorrichtung erfolgt, was eine bequeme und sicherere Handhabung ermöglicht. Die quer eingebaute Pumpvorrichtung 40 gestattet darüber hinaus einen vergleichsweise einfachen Aufbau in Hinblick auf die Führung des Einlasskanals 44 und des Auslasskanals 56, da diese auf gegenüberliegenden Seiten in die Pumpkammer 46 münden können.
Ebenfalls vorteilhaft ist die hermetische Abkapselung der Pumpkammer 46 von einer Außenatmosphäre durch die besondere Gestaltung der Betätigungseinrichtung 30 mit der verformbaren Membran 34, die eine Verunreinigung des Mediums in der Pumpkammer 46 wirksam unterbindet. Diese Abkapselung ist bei der orthogonalen Gestaltung der Austragvorrichtung besonders einfach zu realisieren.
2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung in zwei verschiedenen Zuständen, wobei 2a einen Zustand vor Betätigung einer Betätigungseinrichtung 130 und 2b einen Zustand während der Betätigung der Betätigungseinrichtung 130 zeigt.
Der Aufbau der Austragvorrichtung der 2a und 2b ähnelt dabei dem Aufbau der Ausführungsform der 1. Wiederum weist die Austragvorrichtung ein Gehäuse 110 mit der Betätigungseinrichtung 130 und einer Austragventileinheit 160 auf. Im dem Gehäuse 110 befindet sich eine Pumpvorrichtung 140 mit einem Kolben 150, wobei eine Pumprichtung 190 des Kolbens, die gleichzeitig die Bewegungsrichtung der Betätigungseinrichtung 130 darstellt, senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung 192 der Austragvorrichtung verläuft, die der Austragrichtung des Mediums entspricht.
Die Unterschiede zur der Ausführungsform der 1 liegen insbesondere in der Gestaltung des Kolbens 150 und der Gestaltung der Austragventileinheit 160.
Der Kolben 150 ist als flexible Membran ausgestaltet, die in einem zentralen Bereich 152 fest mit der Betätigungseinrichtung 130 verbunden ist. Am äußeren Randbereich 154 der Membran ist diese in der Pumpvorrichtung festgelegt und dichtet somit eine dadurch begrenzte Pumpkammer 146 gegen die Betätigungsvorrichtung 130 und bei dieser ein dringende Verunreinigungen ab. Da der Kolben 150 aufgrund der Festlegung im Randbereich nicht geeignet ist, einen im Wandbereich der Pumpkammer 146 eintretenden Einlasskanal für Medium im Zuge des Kolbenhubs zu verschließen, ist der Einlasskanal 144 so angeordnet, dass er an der dem Kolben 150 gegenüberliegenden Stirnseite der Pumpkammer 146 mündet. Der Kolben 150 ist in seinem zentralen Bereich 152 so geformt, dass er im Zuge der Betätigung diesen Einlasskanal 144 verschließt und dadurch den Aufbau des für den Austragvorgang erforderlichen Flüssigkeitsdrucks ermöglicht.
Die Gestaltung der Austragventileinheit 160 unterscheidet sich ebenfalls deutlich von der Ausführungsform der 1. Sie umfasst einen Schließstift 164, der einstückig am Gehäuse 110 angeformt ist. Um den Schließstift 164 herum ist auf der Gehäuseoberfläche eine kreisförmige Nut 174 vorgesehen. Eine Austraghülse 162 weist eine im Wesentlichen kelchartige Form auf und besteht aus einem elastischen Material. Ein verstärkter Randbereich 176 des Austraghülse ist in die Nut 174 eingeklemmt. Zwischen dem eingeklemmten Rand 176 und dem Schließstift 164 befindet sich eine Druckkammer 170, die durch das Gehäuse 110 einerseits und die Austraghülse 162 andererseits begrenzt wird. An der dem Randbereich 176 gegenüberliegenden Seite weist die Austraghülse 162 im Kelchgrund eine Austragöffnung 168 auf, die in dem in 2a dargestellten elastisch entspannten Zustand bündig auf der Spitze des Schließstifts 164 aufliegt, so dass dieser die Austragöffnung 168 dicht verschließt.
Wenn ausgehend von dem Ausgangszustand der 2a die Betätigungseinrichtung 130 in Pumprichtung 190 eingedrückt wird, wird dadurch auch der Kolben 150 in die Pumpkammer 146 hineingedrückt, wobei der Randbereich 154 des Kolbens gehäusefest unbeweglich eingespannt bleibt und ein Eindringen von Verunreinigungen in die Pumpkammer 146 verhindert. Der zentrale Bereich 152 des Kolbens 150 wird in den Einlasskanal 144 hineingedrückt und verschließt diesen gegenüber der Pumpkammer 146. Ab einer Hubstellung, in der Einlasskanal 144 verschlossen ist, führt die fortschreitende Hubbewegung des Kolbens zu einer Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks in der Pumpkammer 146, dem Auslasskanal 156 und der Druckkammer 170. Diese Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks führt zu einer elastischen Aufweitung der Austraghülse 162 im Bereich der Druckkammer 170, wodurch die Austragöffnung 168 von dem Schließstift 164 abgehoben wird. Die Folge ist, dass das unter Druck stehende Medium durch die Austragöffnung 168 ausgetragen wird. Dieser Austragzustand ist in 2b dargestellt.
In nicht dargestellter Art und Weise kehrt die Austraghülse nach Austrag des Mediums in seine Ursprungslage und elastisch entspannte Ursprungsform zurück. Die Betätigungseinrichtung 130 wird durch eine Rückstellfeder 138 in die Ursprungslage zurückgedrückt, wobei sich ein Unterdruck in der Pumpkammer 146 einstellt. Erst wenn der zentrale Bereich 152 des Kolbens 150 den Einlasskanal 144 wieder freigibt, kann wieder Medium aus einem Medienbehälter 180 durch den entstandenen Unterdruck in die Pumpkammer 146 eingesogen werden.
Die 3a bis 3d zeigen eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung.
Bezüglich des Grundaufbaus mit einer Betätigungsrichtung und einer Pumprichtung 290 orthogonal zu einer Hauperstreckungsrichtung 292 der Austragvorrichtung entspricht diese Ausführungsform den Ausführungsformen der 1, 2a und 2b. Bezüglich der hermetischen Abdichtung einer Pumpkammer 246 mittels einer halbkugelförmigen Membran 234, die einstückig mit einer Betätigungseinrichtung 230 ausgeführt ist, entspricht sie der Ausführungsform der 1.
Die Besonderheit dieser Ausführungsform liegt einer speziellen Gestaltung der Pumpvorrichtung 240 in Hinblick auf die Inbetriebnahme. Zusätzlich zu einem ersten Kolben 250, der mit der hermetisch abdichtenden Betätigungseinrichtung 230 fest verbunden ist, weist diese dritte Ausführungsform einen Gegenkolben 260 auf, der auf der gegenüberliegenden Seite der Pumpkammer 246 angeordnet ist. Dieser ist mit einer Federkraft einer Gegenkolbenfeder 264 in Richtung einer oberen Endlage und des ersten Kolbens 250 kraftbeaufschlagt. Der Gegenkolben 260 wird mittels einer Gegenkolbenführung 262 geführt, die seine Bewegungsfreiheit begrenzt zwischen der oberen Endlage, bei der ein Auslasskanal 256 hin zu einer Austragöffnung 268 von der Pumpkammer 246 getrennt ist, und einer unteren Endlage, in der der Auslasskanal 256 mit der Pumpkammer 246 verbunden ist. Dieser Aufbau ermöglicht eine besonders vorteilhaft Entlüftung der Pumpkammer 246 im Zuge der Inbetriebnahme. Dies ist im Folgenden anhand des Ablaufs der 3a bis 3d beschrieben.
Die 3a zeigt den Auslieferungszustand, in der die Pumpkammer 246 vollständig mit Luft gefüllt ist. Der erste Kolben 250 wird durch eine Rückstellfeder 238 in seine obere Endlage gedrückt. Der Gegenkolben 260 wird durch die Gegenkolbenfeder 264 ebenfalls in seine obere Endlage gedrückt, so dass die Pumpkammer 246 von dem Auslasskanal 256 getrennt ist.
Ausgehend von dieser Ausgangslage wird der erste Kolben 250 mittels der Betätigungseinrichtung 230 manuell nach unten gedrückt. Dabei wird die Membran 234 unter Aufrechterhaltung der hermetischen Abdichtung der Pumpkammer 246 elastisch verformt. Nachdem der erste Kolben 250 an einem Einlasskanal 244 vorbeibewegt wurde, ist die Pumpkammer 246 nach außen abgedichtet. Im Zuge der weiteren Bewegung wird die Luft in der Pumpkammer 246 verdichtet, bis der Luftdruck ausreichend hoch ist, um den Gegenkolben 260 gegen die Feder kraft der Gegenkolbenfeder 264 in Richtung seiner unteren Endlage zu drücken. Sobald der Gegenkolben 260, wie in 3b dargestellt ist, in den Bereich des Auslasskanals 256 gelangt, entweicht die komprimierte Luft aus dem Pumpkammer 246. Sobald auch der erste Kolben 250 bis an den Rand des Auslasskanals 256 gelangt ist, ist die Pumpkammer vollends leer. Durch die Kraft der Gegenkolbenfeder 264 nach oben gedrückt, wird der Gegenkolben 260 bündig an den ersten Kolben 250 angepresst, so dass das Volumen der Pumpkammer 246 in diesem Zustand annähernd Null ist.
Während des Rückhubs des Kolbens 250 bleibt der Gegenkolben 260 so lange bündig an den Kolben 250 gepresst, bis der Gegenkolben 260 seine obere Endlage erreicht hat, die durch die Begrenzung der Gegenkolbenführung 262 definiert ist. Ab diese Stellung, die in der 3c dargestellt ist, vergrößert sich das Pumpkammervolumen 246 im Zuge des weiteren Rückhubs des ersten Kolbens 250 wieder, wobei ein starker Unterdruck in der Pumpkammer 246 entsteht. Sobald der erste Kolben 250 wieder im Bereich des Einlasskanals 244 angelangt ist, wird daher schlagartig Medium aus einem nicht dargestellten Medienbehälter durch den Einlasskanal 244 in die Pumpkammer 246 gesogen.
Dieser Zustand mit befüllter Pumpkammer 246 ist in 3d dargestellt. Ausgehend von diesem Zustand kann die Austragvorrichtung bestimmungsgemäß genutzt werden.
Die 4a bis 4d zeigen eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung. Die quer liegende Anordnung einer Pumpe in der Austragvorrichtung entspricht bei dieser vierten Ausführungsform den ersten drei Ausführungsformen.
Die Besonderheiten dieser vierten Ausführungsform liegen in einer speziell gestalteten Austragventileinheit 360 und Pumpvorrichtung 340.
Aus Austragventileinheit 360 weist ähnlich der Ausführungsform der 1 eine Austraghülse 362 auf, in der ein Schließstift 364 mit angeformten Druckteller 370 verschiebbar angeordnet ist. Abweichend von der Ausführungsform der 1 ist an einer Austragöffnung 368 ein nach innen weisenden und um die Austragöffnung umlaufender Diffusorsteg 369 vorgesehen, der das austretende Medium verwirbelt und die Fließgeschwindigkeit reduziert. Dies führt zu einer sehr guten und reproduzierbaren Tröpfchenbildung des austretenden Mediums.
Ebenfalls abweichend von den vorangegangenen Ausführungsformen ist eine Pumpkammer 346 gestaltet. Die Pumpkammer 346 wird auf einer Stirnseite durch einen Kolben 350 begrenzt. Die Seitenwandung der Pumpkammer wird durch einen Faltenbalg 347 gebildet. Dieser Faltenbalg 347 ist an der dem Kolben abgewandten Seite im Gehäuse festgelegt, so dass die von ihm abgeschlossene Pumpkammer 346 von Verunreinigungen frei bleibt, die im Bereich des Kolbens 350 in das Gehäuse eindringen. An der dem Kolben 350 gegenüberliegenden Stirnseite münden ein Medieneinlasskanal 344 und ein Medienauslasskanal 356 in die Pumpkammer 346, wobei am Einlasskanal 344 ein Einlassventil 330 mit einem Ventilschieber 332 vorgesehen ist. Der Ventilschieber 332 ist als einseitig geschlossener Hohlzylinder vorgesehen, an dessen offener unteren Seite sich eine umlaufende Rastkante 334 nach innen erstreckt, die ein Abgleiten des Ventilschiebers 332 von einem zylinderförmigen Ansatzstück 345 des Einlasskanals 344 verhindert. Korrespondierend zum Ventilschieber 332 ist am Kolben 350 ein Betätigungsstift 351 angeformt, der sich in einer Pumprichtung 390 erstreckt und über einer äußeren Kante der geschlossenen Seite des Ventilschiebers 332 angeordnet ist.
Die dargestellte Pumpvorrichtung 340 gestattet eine gute Entlüftung der Pumpkammer 346 im Zuge der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung.
Die Inbetriebnahme wird im Folgenden anhand der 4a bis 4d erläutert.
4a zeigt eine Ausgangsstellung der Austragvorrichtung. In diesem Auslieferungszustand hat die Pumpkammer 346 ihr maximales Volumen und ist mit Luft befüllt. Ausgehend von diesem Zustand wird der Kolben 350, der gleichzeitig eine Betätigungseinrichtung darstellt, in Pumprichtung 390 nach unten gedrückt. Hierdurch kommt es zu einer Erhöhung des Luftdrucks in der Pumpkammer mit der Folge, dass der Ventilschieber 332 auf dem Ansatzstück 345 des Einlasskanals 344 nach unten rutscht und den Einlasskanal 344 somit verschließt, wie in 4b dargestellt.
Im Zuge der weiteren Hubbewegung des Kolbens 350 wird die Luft in der Pumpkammer 346 weiter komprimiert, bis der Betätigungsstift 351 den Ventilschieber 332 erreicht. Durch die exzentrischen Kraft, die der Betätigungsstift 351 auf den Ventilschieber ausübt, wird dieser – wie in 4c dargestellt ist – verkippt, so dass der Einlasskanal 344 geöffnet wird und die unter Überdruck stehende Luft aus der Pumpkammer 346 entweichen kann.
Wie in 4d dargestellt ist, gelangt während des Rückhubs dann das Medium aus einem nicht dargestellten Medienbehälter durch den Einlasskanal 344 in die Pumpkammer, nachdem aufgrund des Unterdrucks in der Pumpkammer 346 im Zuge des Rückhubs der Ventilschieber 332 vom Einlasskanal abgezogen wurde.
Das in die Pumpkammer gelangte Medium kann dann bei der nachfolgenden Betätigung des Kolbens 350 durch die Austragöffnung 368 der Austragventileinheit 360 austreten, wobei auch in diesem Normalbetrieb der Ventilschieber 330 gewährleistet, dass der Einlasskanal 344 zum Druckaufbau in der Pumpkammer 346 geschlossen wird. Sofern bei ei ner solchen Hubbewegung im Normalbetrieb in der unteren Endlage der Einlasskanal 344 durch den Betätigungsstift 351 geöffnet wird, entweicht das restliche Medium aus der Pumpkammer 346 zurück in den Medienbehälter.
5 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung, die bezüglich des grundlegenden Aufbaus im Wesentlichen den vorangegangenen Ausführungsformen entspricht.
Die Besonderheit dieser Austragvorrichtung gegenüber den vorangegangenen liegt in der speziellen Formgebung einer zylindrischen Pumpkammerwandung 447, die eine Pumpkammer 446 einer Pumpvorrichtung 440 seitlich begrenzt. Diese Pumpkammerwandung 447 weist im Bereich der unteren Endlage eines Kolbens 450 eine Aussparung 448 auf. Wenn der Kolben bei der Inbetriebnahme 450 der Austragvorrichtung in die Pumpkammer 446 eingeschoben wird, wird die Luft in der Pumpkammer 446 komprimiert. Sobald der Kolben 450 die Aussparung erreicht, kann die komprimierte Luft im Bereich der Aussparung 448 am Kolben 450 vorbei entweichen. Im Normalbetrieb wird die Endlage üblicherweise nicht erreicht, da der Flüssigkeitsdruck des Mediums in der Pumpkammer schon vorher den Grenzdruck zum Öffnen einer Austragventileinheit 460 erreicht und das Medium dann durch eine Austragöffnung 468 entweicht.
Die Austragvorrichtung nach 5 weist eine Betätigungsvorrichtung auf, die ein seitlich an einem Pumpengehäuse angeordnetes und quer zu einer Längsausrichtung des Pumpengehäuses schiebebeweglich gelagertes Betätigungsglied 480 aufweist, das nach Art eines Drucktasters ausgeführt ist. Das Betätigungsglied 480 weist einen zentrisch angeordneten und in die Pumpkammer 446 hineinragenden Zapfenfortsatz 441 auf, der rotationssymmetrisch zu der Betätigungsachse des Betätigungsgliedes 480 ausgeführt ist.
Der Zapfenfortsatz 441 bildet zusammen mit einer Kolbenmanschette 451 der Pumpvorrichtung 440 ein Schieberventil. Dazu ist der Zapfenfortsatz mit einem mittleren zylindrischen Abschnitt 442 und mit einem sich zu seinem freien Stirnende hin konisch erweiternden Anlaufabschnitt versehen, der nicht näher bezeichnet ist. Zudem schließt an den zylindrischen Mittelabschnitt 442 gegenüberliegend zu dem sich konisch erweiternden Anlaufabschnitt ein weiterer, sich konisch erweiternder Abschnitt an, der einen Dichtabschnitt 443 bildet. Die Kolbenmanschette 441 ist innenseitig ebenfalls mit einem zylindrischen Führungsabschnitt 454 versehen, an den ein sich konisch erweiternder Dichtsitz 453 einstückig anschließt. Der Zapfenfortsatz 441 und der so gebildete Ventilbereich der Kolbenmanschette 451 sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Kolbenmanschette relativ zu dem Zapfenfortsatz 441 geringfügig schiebebeweglich ist. In einer mittleren Stellung von Kolbenmanschette 451 und Zapfenfortsatz 441 zueinander ergibt sich zwischen dem zylindrischen Mittelabschnitt 442 des Zapfenfortsatzes 441 und dem zylindrischen Führungsabschnitt 454 der Kolbenmanschette ein schmaler Ringraum, durch den Medium in einen Strömungsweg 470, 471 zwischen der Kolbenmanschette 451 und dem Betätigungsglied 480 eindringen kann. Um zu vermeiden, dass in diese Strömungskanäle 470, 471 geströmtes Medium aus dem Pumpengehäuse austreten kann, ist das Betätigungslied 480 mit einer glockenartig ausgeführten Dichthülse 481 versehen, die im Bereich ihres freien Stirnendes eine umlaufende Dichtlippe 482 aufweist. Die Dichtlippe 482 liegt dicht an der Pumpkammerwandung des Gehäuses an. Außenseitig an der Kolbenmanschette 451 in den Strömungskanälen 470, 471 befindliches Medium kann unmittelbar vor der äußeren, umlaufenden Dichtlippe der Kolbenmanschette, die an der Pumpkammerwandung anliegt, über den ringförmigen Strömungskanal 471 und die Einlassöffnung 452 aus dem Mediumspeicher angesaugt werden. Sobald die Kolbenmanschette 451 relativ zu dem Zapfenfortsatz 441 von der Pumpkammer weg nach hinten verschoben ist, dichten die konischen Abschnitte 443, 453 den Strömungs weg ab, so dass kein Medium mehr in die Strömungskanäle 470, 471 dringen kann.
Eine nicht dargestellte, schraubenförmige Druckfeder, die in dem in 5 erkennbaren Freiraum des Pumpengehäuses angeordnet ist, drückt das Betätigungsglied 480 in die unbelastete Ausgangsstellung gemäß 5. Die Reibung zwischen der Kolbenmanschette 451 und der Pumpkammerwandung des Pumpengehäuses ist größer als die Reibung zwischen dem Ventilbereich der Kolbenmanschette und dem Zapfenfortsatz 441, da dort aufgrund des Ringspaltes eine Spielpassung vorliegt. Sobald die Druckfeder daher das Betätigungsglied 480 in die unbelastete Ausgangslage zurückschiebt, verschiebt sich der Zapfenfortsatz 441 relativ zu der Kolbenmanschette 451 nach außen, so dass der zum Stirnende des Zapfenfortsatzes 441 gewandte konische Anlaufbereich sich dichtend gegen den Ventilbereich der Kolbenmanschette drückt. Bei einer erneuten Druckbetätigung des Betätigungsgliedes 480 bewegt sich der konische Anlaufabschnitt des Zapfenfortsatzes 441 wieder geringfügig axial relativ zu dem Ventilbereich der Kolbenmanschette 451, so dass Medium durch den schmalen Ringspalt zwischen den mittleren Bereichen 442, 454 hindurchströmen kann, bis der Druck in der Pumpkammer 446 so groß ist, dass der Ventilbereich der Kolbenmanschette sich mit seinem Dichtabschnitt 453 gegen den Dichtabschnitt 443 des Zapfenfortsatzes 441 presst. Dann ist erneut der Mediumdurchgang zwischen Zapfenfortsatz 141 und Kolbenmanschette 451 abgedichtet. Dadurch wird auch bei einem durch die Druckfeder bewirkten Rückhub des Betätigungsgliedes 480 eine kontinuierliche Mediumströmung in die Pumpkammer hinein aufrechterhalten.
Die beschriebene Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft, um ein kontinuierliches Ansaugen von Medium aus dem Mediumspeicher auch bei einem Rückhub des Betätigungsgliedes 480 zu ermöglichen. Es ist auch möglich, diese Ausführung zum Priming einzusetzen, bei dem be vorzugt Luft und damit gasförmiges Medium aus der Pumpkammer in den Mediumspeicher zurückgefördert werden kann. Die beschriebenen Strömungswege 470, 471 sowie der Ringspalt zwischen den Mittelabschnitten 454 der Kolbenmanschette 451 und 442 des Zapfenfortsatzes 441 sind vorzugsweise so dimensioniert, dass auch ein hochviskoses Medium durch diese hindurchströmen kann. Die entsprechenden Dichtlippen der glockenartigen Dichthülse 481 einerseits und der Kolbenmanschette 451 andererseits, die in der Pumpkammerwandung 447 anliegt, hingegen sind wenigstens flüssigkeitsdicht und vorzugsweise gasdicht ausgeführt.
Die 6a und 6b zeigt eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung. Gegenüber den oben beschriebenen Ausführungsformen weist diese Austragvorrichtung zwei Besonderheiten auf.
Zum einen weist die Austragvorrichtung einen Transport- und Orginalitätsschutz in Form eines umlaufenden geschlossenen Sicherungsbandes 511 auf, welches auf Höhe einer Betätigungsvorrichtung 530 die Austragvorrichtung umgibt. Es verhindert, dass die Austragvorrichtung in Betrieb genommen wird, bevor das Sicherungsband 511 entfernt wird. In dem dargestellten gesicherten Zustand ist die Betätigungseinrichtung 530 eingedrückt, so dass ein mit der Betätigungsvorrichtung 530 verbundener Kolben 550 sich in etwa in seiner untersten Endlage befindet, in der Volumen der Pumpkammer 546 minimal ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei dem ersten Rückhub nach Entfernen des Sicherheitsbandes 511 ein Unterdruck in einer Pumpkammer 546 erzeugt wird, der zu einem Einsaugen von Medium aus einem Medienbehälter 580 führt.
Die zweite Besonderheit liegt in der Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung für den Medienbehälter 580. Dieser ist in einen Einsatz 574 eingeschraubt, der wiederum durch eine Rastkante 512 in der Austrag vorrichtung eingerastet ist. Die Austauschbarkeit des Einsatzes 574 gestattet die Verwendung der Austragvorrichtung mit Medienbehältern verschiedener Größe und Anschlusseinrichtungen. Im Einsatz 574 ist auch ein Luftfilter 576 vorgesehen, der zur Reinigung einströmender Luft nach der Austragung des Mediums dient. Die Anordnung des Luftfilters 576 im Einsatz 574 gewährleistet eine leichte Zugänglichkeit zum Luftfilter 576, so dass dieser nach Herausnehmen des Einsatzes leicht ausgetauscht werden kann.
Die 7a und 7b zeigen eine Austragventilventileinheit 660 für eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung und einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.
Die Austragventileinheit umfasst eine Austraghülse 662, die bei der dargestellten Ausführungsform einstückig mit einem Gehäuse der Austragvorrichtung ausgebildet ist, sowie einen in der Austraghülse 662 angeordneten Schließstift 664.
Die Austraghülse weist an ihrem oberen Ende eine Austragöffnung 668 auf, durch die das Medium bei der Verwendung der Austragvorrichtung entweichen kann. Diese Austragöffnung 668 ist im nicht betätigten Zustand durch einen am oberen Ende des Schließstifts 664 angeordneten Dichtabschnitt 665 verschlossen. In einem sich unterhalb des Dichtabschnitts anschließenden Zylinderabschnitt 666, der an einem korrespondierenden Zylinderabschnitt 663 der Austraghülse 662 anliegt oder mit diesem eine enge Spielpassung bildet, ist eine schraubenförmige Nut 667 vorgesehen, die eine Kanal für das entweichende Medium bildet.
Bei Betätigung der Austragvorrichtung wird der Schließstift 664 in einer in den 7a und 7b nicht näher dargestellten Art und Weise durch einen erhöhten Flüssigkeitsdruck des Mediums in die Richtung 694 relativ zur Austraghülse 662 verschoben, so dass die Austragöffnung 668 vom Dichtabschnitt 665 am oberen Ende des Schließstifts 664 freigegeben wird. Das unter Druck stehende Medium gelangt dann durch die Nut 667 hindurch bis zur geöffneten Austragöffnung 668, wobei die Nut in Art eines Drosselventils den Flüssigkeitsstrom des Mediums verringert, so dass gewährleistet ist, dass das Medium nicht als ungewünschter Sprühstrahl aus der Austragöffnung 668 entweicht.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Nut im austraghülsenseitigen Zylinderabschnitt statt im Zylinderabschnitt des Schließstifts vorgesehen. Darüber hinaus sind auch andere Formgebungen möglich, im einfachsten Falle z.B. gerade und in Längsrichtung der Schließstifts ausgerichtete Nuten.

Claims

Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit – mit einer Austragöffnung (68; 168; 268; 368; 468; 568) und einem Medienbehälter (80; 580), die an gegenüberliegenden Enden der Austragvorrichtung zueinander entlang einer Haupterstreckungsrichtung (92; 192; 292; 392) der Austragvorrichtung fluchtend angeordnet sind, und – einer Pumpvorrichtung (40; 140; 340; 440) mit einer Pumpkammer (46; 146; 246; 346; 446; 546), die auf einer Seite durch einen Kolben (50; 150; 250; 350; 450; 550) abgeschlossen ist, wobei der Kolben (50; 150; 250; 350; 450; 550) entlang einer Pumprichtung (90; 190; 290; 390) zur Erzeugung eines Austragdrucks längsbeweglich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumprichtung (90; 190; 290; 390) mit der Haupterstreckungsrichtung (92; 192; 292; 392) in etwa einen rechten Winkel einschließt.
Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (550) mit einer in Pumprichtung manuell eindrückbaren Betätigungsvorrichtung (530) wirkverbunden ist, welche in einem Lieferzustand der Austragvorrichtung durch ein Sicherungselement (511) in einem eingedrückten Zustand gehalten wird, in dem die Pumpkammer (546) ein geringes Volumen aufweist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (511) ein flexibles Sicherungsband (511) ist, welches die Austragvorrichtung zumindest im Bereich der Betätigungsvorrichtung (530) umgibt.
Austragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement ein lösbarer Sicherungsabschnitt eines Gehäuses der Austragvorrichtung ist.
Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Pumpvorrichtung (40; 140; 340), die eine Pumpkammer (46; 146; 246; 346) umfasst, die auf einer Seite durch einen längsbeweglichen Kolben (50; 150; 250; 350) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpkammer (46; 146; 246; 346) kolbenseitig gegenüber einer Umgebungsatmosphäre außerhalb der Austragvorrichtung mittels einer gasundurchlässigen und zumindest teilweise flexiblen Membran (34; 50; 234; 347) hermetisch abgedichtet ist, wobei die Membran (34; 50; 234; 347) in ihrem Randbereich (36; 154) fest mit einem Gehäuse (10; 110) der Austragvorrichtung verbunden ist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (34; 234) mit einer mit dem Kolben (50; 250) wirkverbundene Betätigungsvorrichtung verbunden ist oder mit der Betätigungsvorrichtung (30; 230) einstückig ausgebildet ist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (150) mit dem Kolben (150) verbunden ist oder mit dem Kolben (150) einstückig ausgebildet ist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran als separates Bauteil zwischen dem Kolben und der Pumpkammer vorgesehen ist.
Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 oder dem Oberbegriff von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austragvorrichtung eine Luftauslasseinrichtung (330; 448) zur Abführung der in der Pumpkammer (346; 446) befindlichen Luft im Zuge der Inbetriebnahme vorgesehen ist, wobei die Luftauslasseinrichtung (330; 448) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie bei einer das Pumpkammervolumen reduzierenden Bewegung des Kolbens (350; 450) in einer zweiten Hubstellung geöffnet wird, die jenseits einer ersten Hubstellung liegt, in der in einem Normalbetrieb der Flüssigkeitsdruck des Mediums in der Pumpkammer (346; 446) ein Öffnen eines Auslassventils (360; 460) der Austragvorrichtung bewirkt.
Austragvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftauslasseinrichtung (446) eine Aussparung (448) in einer Seitenwandung der Pumpkammer umfasst, die derart angeordnet ist, dass der Kolben (450) in der zweiten Hubstellung des Kolbens (450) im Bereich der Aussparung (448) nicht an der Seitenwandung anliegt.
Austragvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftauslasseinrichtung (330) ein Auslassventil (330) umfasst, welches in der zweiten Hubstellung des Kolbens (350) durch den Kolben (350) mechanisch geöffnet werden kann.
Austragvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftauslasseinrichtung (330) gleichzeitig ein Einlassventil zur Zuführung des Mediums aus einem Medienbehälter in die Pumpkammer (346) bildet, welches im Normalbetrieb bei Betätigung des Kolbens (350) schließt und welches im Zuge der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung in der zweiten Hubendlage mechanisch geöffnet wird.
Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 oder dem Oberbegriff von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpkammer (246) auf der dem Kolben (250) abgewandten Seite einen längsbeweglichen Gegenkolben (260) aufweist, der mittels einer Federkraft in Richtung des Kolbens (250) kraftbeaufschlagt ist und der die Pumpkammer (246) in einer kolbenseitigen Endlage gegenüber einem zu einem Austragventil der Austragvorrichtung führenden Auslasskanal (256) abschließt.
Austragvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den kraftbeaufschlagten Gegenkolben (260) erzeugte Druck einen Grenzdruck zum Öffnen des Austragventils übersteigt.
Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit – einer Austraghülse (662), an deren einem Ende eine Austragöffnung (668) zum Austragen des Mediums vorgesehen ist, und – einem in der Austraghülse (662) vorgesehenen Schließstift (664), der in Abhängigkeit eines Flüssigkeitsdrucks des Mediums in einer Pumpkammer einer Pumpvorrichtung der Austragvorrichtung relativ zur Austraghülse (662) längsverschiebbar ist und der bei einem Flüssigkeitsdruck des Mediums unterhalb eines festgelegten Grenzdrucks die Austragöffnung verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstift (664) einen nach außen weisenden zylindrischen Teilabschnitt (666) und die Austraghülse (662) einen nach innen weisenden zylindrischen Teilabschnitt (663) aufweist, wobei die zylindrischen Teilabschnitte (663, 666) eine Übergangspassung oder eine enge Spielpassung bilden und wobei im zylindrischen Teilabschnitt (663, 666) des Schließstifts (664) und/oder der Austraghülse (662) ein vorzugsweise schraubenförmiger Medienkanal (667) vorgesehen ist.
Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium nach dem Oberbegriff von Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass – der Schließstift (164) fest mit einem Gehäuse (110) der Austragvorrichtung verbunden ist und – die Austraghülse (162) zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist und an ihrem der Austragöffnung (168) gegenüberliegenden Ende (176) mit dem Gehäuse (110) verbunden ist, wobei zwischen dem Gehäuse (110) und/oder dem Schließstift (164) einerseits und der Austraghülse (162) andererseits eine Druckkammer (170) zur Aufnahme des Mediums angeordnet ist, wobei die Austraghülse (162) durch Überschreiten eines Grenzmediendrucks in der Druckkammer (170) elastisch verformbar ist, wobei die Verformung zu einer Verschiebung der Austragöffnung (168) gegenüber dem Schließstift (164) und einer Öffnung der Austragöffnung (168) führt
Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium mit einer Vorrichtung zum Befestigen eines wechselbaren Medienbehälters (80), dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung einen Einlasskanal (44) aufweist, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er im Zuge der Befestigung des Medienbehälters (80) durch eine Wandungsfläche, insbesondere eine Membran (82), des Medienbehälters (80) hindurchgedrückt wird und diesen dadurch öffnet.
Austragvorrichtung für ein fließfähiges Medium nach Anspruch 17 oder dem Oberbegriff von Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung einen wechselbaren Einsatz (574) aufweist, dessen Außenkontur an die Austragvorrichtung angepasst ist und dessen Innenkontur an den Medienbehälter (580) angepasst ist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der wechselbare Einsatz (574) an seiner Außenkontur eine Drehsicherung und an seiner Innenkontur ein Innengewinde aufweist.