Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kolbenpumpe
mit einem abtrennbaren Kolben anzugeben.
Es
ist eine andere Aufgabe, eine Ausgabevorrichtung einschließlich eines
Behälters
und einer Kolbenpumpe anzugeben, die ein nicht autorisiertes Nachfüllen verhindert.
Es
ist eine weitere Aufgabe, eine Pumpe anzugeben, in der ein Einwegventil
abtrennbar an einem Kolbenbildungselement befestigt ist und zur Verwendung
entfernbar in dem Kolbenkammer-Bildungsglied befestigt werden kann.
Es
ist eine weitere Aufgabe, eine Pumpenanordnung mit einer reduzierten
Anzahl von Teilen und/oder einer vereinfachten Montage anzugeben.
Es
ist eine weitere Aufgabe, eine Pumpe anzugeben, die in der Verwendung
ein Kolbenkammer-Bildungsglied, einen Kolben und ein separates Einwegventil
umfasst, wobei der Kolben und das Einwegventil zu Beginn als einheitliches
Element in der Form von zwei trennbaren Teilen ausgebildet sind.
Die
vorliegende Erfindung gibt eine Pumpe zum Ausgeben von Fluiden an,
die umfasst:
ein Kolbenkammer-Bildungsglied mit einer Kammer um
eine Kammerachse, wobei die Kammer eine Kammerwand, ein inneres
Ende, ein offenes äußeres Ende,
einen Auslass und einen Einlass aufweist. Ein Kolbenbildungselement
ist in dem Kolbenkammer-Bildungsglied derart aufgenommen, dass es nach
innen und nach außen
zwischen einer ausgefahrenen Position und einer zurückgezogenen
Position in einem zyklischen Betrieb der Pumpe axial gleiten kann,
um Fluid über
den Einlass in die Kammer zu ziehen und Fluid über den Auslass auszugeben. Das
Kolbenbildungselement umfasst einen äußeren Teil, der sich von der
Kammer durch das offene äußere Ende
nach außen
erstreckt, einen inneren Teil, der in der Kammer innerhalb des äußeren Teils
angeordnet ist, und einen Zwischenteil, der den äußeren Teil mit dem inneren
Teil verbindet, wobei der Zwischenteil entfernbar mit dem inneren
Teil verbunden ist. In einer Anordnung kann der Zwischenteil zerbrochen werden,
um den inneren Teil von dem äußeren Teil
zu trennen. In einer anderen Ausführungsform sind der Zwischenteil
und der innere Teil jeweils zwei separate Elemente, die in einer
Schnappverbindung miteinander verbunden sind und voneinander getrennt
werden können,
indem axial ausgerichtete Kräfte
ausgeübt
werden, die größer als
die Haltekraft der Schnappverbindung sind. Vorzugsweise weist das Kolbenbildungselement
ein Kolbensperrglied auf, während
ein Kammersperrglied durch ein Kolbenkammer-Bildungsglied getragen
wird, um mit dem Kolbensperrglied verbunden zu werden, wenn das Kolbenbildungselement
relativ zu dem Kolbenkammer-Bildungsglied
bewegt wird, und eine Bewegung des Kolbensperrglieds an dem Kammersperrglied vorbei
zu verhindern, wenn Kräfte
auf den äußeren Teil
ausgeübt
werden, die gleich oder größer als
die zum Abtrennen des Zwischenteils erforderlichen Kräfte sind.
Vorzugsweise ist das Kolbensperrglied innerhalb des Zwischenteils
angeordnet. In einer Version wird das Kammersperrglied mit dem Kolbensperrglied
verbunden, wenn das Kolbenbildungselement relativ zu dem Kolbenkammer-Bildungsglied nach
außen
gleitet, und verhindert eine nach außen gerichtete Bewegung des
Kolbensperrglieds an dem Kammersperrglied vorbei, wenn axial nach
außen gerichtete
Kräfte
auf den äußeren Teil
ausgeübt
werden, die gleich oder größer als
die axial nach außen gerichteten
Kräfte
sind, die zum Abtrennen des Zwischenteils von dem inneren Teil erforderlich
sind. In einer anderen Version wird das Kammersperrglied mit dem
Kolbensperrglied verbunden, wenn das Kolbenbildungselement relativ
zu dem Kolbenkammer-Bildungsglied nach innen gleitet, und verhindert eine
nach innen gerichtete Bewegung des Kolbensperrglieds an dem Kammersperrglied
vorbei, wenn axial nach innen gerichtete Kräfte auf den äußeren Teil
ausgeübt
werden, die gleich oder größer als
die axial nach innen gerichteten Kräfte sind, die erforderlich
sind, um den Zwischenteil von dem Innenteil abzutrennen, wobei der
Zwischenteil vorzugsweise abtrennbar ist. In einigen Ausführungsformen
wird die Pumpe außer
Betrieb gesetzt, wenn der innere Teil von dem äußeren Teil getrennt wird, sodass
die Pumpe kein Fluid ausgibt, wenn das Kolbenbildungselement axial
nach innen und nach außen
zwischen der ausgefahrenen Position und der eingefahrenen Position gleitet.
Der innere Teil kann ein Ventilmechanismus sein, der mit dem Kolbenkammer-Bildungsglied zusammenwirkt,
um einen Fluss durch die Kammer nach innen und/oder nach außen im wesentlichen
zu verhindern. Der Ventilmechanismus kann eine Kolbenscheibe umfassen,
die mit der Kammerwand verbunden ist, um einen Fluss durch die Kammer
nach innen und/oder nach außen
im wesentlichen zu verhindern.
Wenn
in einer anderen Ausführungsform
der innere Teil von dem äußeren Teil
abgetrennt wird, kann die Pumpe bei einem nach innen und nach außen gerichteten
axialen Gleiten des Kolbenbildungselements zwischen der ausgefahrenen
Position und der zurückgezogenen
Position Fluid ausgeben. Der innere Teil kann einen Ventilmechanismus
umfassen, der mit dem Kolbenkammer-Bildungsglied zusammenwirkt,
um einen Fluss durch die Kammer nach innen und/oder nach außen im wesentlichen
zu verhindern. Dieser Ventilmechanismus kann ein Einwegventil sein,
das einen Fluss aus der Kammer durch den Einlass nach innen verhindert.
Die
vorliegende Erfindung gibt gemäß einem Aspekt
eine Ausgabevorrichtung an, die einen Fluidbehälter und eine Kolbenpumpe zum
Ausgeben von Fluid aus einem Auslass des Behälters umfasst, wobei ein Kolben
zwischen einer zurückgezogenen
und einer ausgefahrenen Position bewegt werden kann, um Fluid auszugeben,
wobei der Kolben einen inneren Kolbenteil umfasst, der über einen
schwächeren und
zerbrechlichen Zwischenteil mit einem äußeren Kolbenteil verbunden
ist, wobei der Zwischenteil gebrochen wird, um den inneren Kolbenteil
von dem äußeren Kolbenteil
zu trennen, wenn Kräfte
auf den äußeren Kolbenteil
ausgeübt
werden, die größer als
die für
den normalen Betrieb der Pumpe erforderlichen Kräfte sind. Falls versucht wird,
den Kolben aus einem Kolbenkammer-Bildungsglied zu entfernen, in dem
der Kolben axial gleiten kann, verbindet sich ein Sperrelement an
dem inneren Kolbenteil mit Sperrelementen an dem Kolbenkammer-Bildungsglied, sodass
eine axial nach außen
ausgeübte
Kraft auf den zerbrechlichen Zwischenteil wirkt und diesen zerbricht,
um den inneren Kolbenteil von dem äußeren Kolbenteil zu trennen.
Der abgetrennte innere Kolbenteil bleibt vorzugsweise in dem Kolbenkammer-Bildungsglied
und blockiert einen Fluidfluss in einer oder beiden Richtungen (vorzugsweise
in der Richtung nach innen). Eine hin und her erfolgende Bewegung
des Kolbenbildungselements, von dem der innere Kolbenteil gelöst wurde,
hat kein Pumpen von Fluid zur Folge.
Gemäß einem
anderen Aspekt gibt die vorliegende Erfindung eine Pumpe zum Ausgeben
von Fluid an, die umfasst: ein Kolbenkammer-Bildungsglied mit einer
Kammer um eine Kammerachse, wobei die Kammer eine Kammerwand, ein
inneres Ende, ein offenes äußeres Ende,
einen Auslass und einen Einlass aufweist, wobei ein Kolbenbildungselement
derart in dem Kolbenkammer-Bildungsglied aufgenommen ist, dass es
nach innen und nach außen
zwischen einer ausgefahrenen Position und einer zurückgezogenen
Position in einem zyklischen Betrieb der Pumpe axial gleiten kann,
um Fluid über den
Einlass in die Kammer zu ziehen und Fluid über den Auslass auszugeben,
wobei das Kolbenbildungselement umfasst: einen äußeren Teil, der sich von der
Kammer durch das offene äußere Ende
nach außen
erstreckt, einen inneren Teil, der in der Kammer innerhalb des äußeren Teils
angeordnet ist, einen Zwischenteil, der den äußeren Teil mit dem inneren
Teil verbindet, und ein Kolbensperrglied, das innerhalb des Zwischenteils
angeordnet ist, wobei der Zwischenteil zerbrechlich ist und gebrochen
werden kann, um den inneren Teil von dem äußeren Teil zu trennen, wenn
eine axial nach außen
gerichtete Kraft auf den äußeren Teil
ausgeübt
wird, wobei die Brechkraft größer als
die axial nach außen
gerichteten Kräfte
ist, die für
das Gleiten des Kolbenbildungselements von der zurückgezogenen
Position zu der ausgefahrenen Position erforderlich sind, während ein Kammersperrglied
durch ein Kolbenkammer-Bildungsglied
getragen wird und mit dem Kolbensperrglied verbunden wird, wenn
das Kolbenbildungselement nach außen relativ zu dem Kolbenkammer-Bildungsglied
wenigstens bis zu der ausgefahrenen Position gleitet, und eine nach
außen
gerichtete Bewegung des Kolbensperrglieds über das Kammersperrglied hinaus
verhindert, wenn axial nach außen
gerichtete Kräfte
auf den äußeren Teil
ausgeübt
werden, die gleich oder größer als
die Brechkraft sind, wobei wenn der innere Teil von dem äußeren Teil
abgetrennt wird, die Pumpe außer
Betrieb gesetzt wird und kein Fluid ausgibt, wenn das Kolbenbildungselement
axial nach innen und nach außen
zwischen der ausgefahrenen Position und der zurückgezogenen Position gleitet.
Gemäß einem
anderen Aspekt gibt die vorliegende Erfindung eine Pumpe zum Ausgeben
von Fluid aus einem Reservoir an, die umfasst:
ein Kolbenkammer-Bildungsglied
mit einer zylindrischen Kammer, wobei die Kammer eine Kammerwand,
ein offenes äußeres Ende
und ein inneres Ende in einer Fluidkommunikation mit dem Reservoir umfasst,
eine
erste Einweg-Ventileinrichtung zwischen dem Reservoir und der Kammer,
die einen Fluidfluss durch das innere Ende der Kammer von dem Reservoir
in die Kammer gestattet,
ein Kolbenbildungselement, das gleitbar
in der Kammer für
eine hin und her erfolgende Bewegung nach innen und nach außen in einem
Zyklus mit einem Einhub und einem Aushub aufgenommen ist,
wobei
auf das Kolbenbildungselement für
eine Bewegung relativ zu dem Kolbenkammer-Bildungsglied durch das
offene Ende der Kammer zugegriffen werden kann,
eine zweite
Einweg-Ventileinrichtung zwischen der Kammer und dem Auslass, die
einen Fluidfluss von der Kammer aus dem Auslass gestattet,
wobei
das Kolbenbildungselement einen Kolbenkopf trägt, der mit der Kammerwand
verbunden wird, um (i) in einem ersten Hub, der entweder der Einhub oder
der Aushub ist, einen Druck in der Kammer zwischen der ersten Einweg-Ventileinrichtung
und der zweiten Einweg-Ventileinrichtung zu erzeugen und dadurch
die erste Einweg-Ventileinrichtung zu schließen und Fluid aus der zweiten
Einweg-Ventileinrichtung zu dem Auslass auszugeben, und um (ii)
in einem zweiten Hub, der entsprechend im Gegensatz zu dem ersten
Hub der Aushub oder der Einhub ist, ein Vakuum in der Kammer zwischen
der ersten Einweg-Ventileinrichtung
und der zweiten Einweg-Ventileinrichtung zu erzeugen und dadurch
die zweite Einweg-Ventileinrichtung zu schließen und Fluid in die Kammer
aus dem Reservoir durch die erste Einweg-Ventileinrichtung zu ziehen,
wobei
die erste Einweg-Ventileinrichtung einen Lösungsteil umfasst, der auf
dem Kolbenbildungselement getragen wird und über vorzugsweise eine Schnappverbindung
oder ein zerbrechliches Verbindungsglied trennbar mit demselben
verbunden ist,
wobei der Lösungsteil
eine Lösungsteil-Sperreinrichtung
trägt,
wobei
das Kolbenkammer-Bildungsglied eine Kammersperreinrichtung in der
Kammer trägt,
wobei
die Lösungsteil-Sperreinrichtung
und die Kammersperreinrichtung derart zusammenwirken, dass bei einem
anfänglichen
Gleiten des Kolbenbildungselements mit dem daran befestigten Lösungsteil
in die Kammer während
des Einhubs die Lösungsteil-Sperreinrichtung
und die Kammersperreinrichtung in eine Verbindung versetzt werden,
die den Lösungsteil
an der Kammer in einer Betriebsposition hält, in der die erste Einweg-Ventileinrichtung
betrieben werden kann und eine Lösung
der Verbindung der Lösungsteil-Sperreinrichtung
aus der Betriebsposition verhindert wird, wenn Kräfte auf
die Lösungsteil-Sperreinrichtung über das
zerbrechliche Verbindungsglied ausgeübt werden, die größer als
eine identische Kraft sind, die die Schnappverbindung oder das zerbrechliche
Verbindungsglied durchtrennt.
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
Weitere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht:
1 ist
eine schematische Querschnitt-Seitenansicht durch eine Ausgabevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
2 ist
eine vergrößerte Querschnitt-Seitenansicht
des Pumpenmechanismus von 1, wobei
sich der Kolben in einer vollständig
zurückgezogenen
Position befindet.
3 ist
eine 2 entsprechende Querschnittansicht, wobei sich
jedoch der Kolben in einer vollständig ausgefahrenen Position
befindet.
4 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht des Kolbens von 2,
wobei der Kolben durchtrennt ist.
5 ist
eine Ansicht der Pumpenanordnung von 2.
6 ist
eine perspektivische Seitenansicht des Kolbens von 2.
7 ist
eine vergrößerte Ansicht
des inneren Endes des Kolbens von 6.
8 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht entlang der Schnittlinie 8-8' von 7.
9 ist
eine 2 ähnliche
vergrößerte Querschnitt-Seitenansicht eines
Pumpenmechanismus gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
10 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht entlang der Schnittlinie 9-9' in 9.
11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kolbenbildungselements gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
12 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht des Kolbenbildungselements von 11 entlang
der Schnittlinie 12-12'.
13 ist
eine Explosions-Querschnittansicht, die einen Querschnitt des Kolbenbildungselements
von 11 entlang der Schnittlinie 13-13' und einen Querschnitt
durch ein Kolbenkammer-Bildungsglied zeigt.
14 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht des Kolbenbildungselements und des
Kolbenkammer-Bildungsglieds von 13, wobei
sich das Kolbenbildungselement in einer vollständig zurückgezogenen Einhub-Position
befindet.
15 ist
eine 14 ähnliche
Querschnitt-Seitenansicht,
wobei jedoch das Kolbenbildungselement getrennt gezeigt ist, wobei
der Lösungsteil
in dem Kolbenkammer-Bildungsglied
in einer Betriebsposition befestigt ist und der Kolben während eines
Aushubs nach außen
bewegt ist.
16 ist
eine Querschnittansicht entlang der Schnittlinie 16-16' von 13.
17 ist
eine 16 ähnliche
Querschnittansicht einer vierten Ausführungsform des Kolbenkammer-Bildungsglieds.
18 ist
eine 4 ähnliche
Ansicht einer fünften
Ausführungsform
einer Pumpe mit einem Auslass durch eine Seitenwand der Kammer.
19 und 20 sind 11 und 13 ähnliche
Ansichten einer sechsten Ausführungsform, die
ein inneres Einweg-Kugelventil
vorsieht.
21 und 22 sind 11 und 14 ähnliche
Ansichten einer siebten Ausführungsform, die
ein inneres Einweg-Klappenventil
vorsieht.
23 ist
eine 14 ähnliche
Querschnittansicht einer achten Ausführungsform der Erfindung mit
einem Kolbenbildungselement in einer vollständig zurückgezogenen Einhub-Position.
24 ist
eine 23 ähnliche
Querschnitt-Seitenansicht,
wobei jedoch das Kolbenbildungselement abgetrennt ist, wobei der
Befestigungsteil in dem Kolbenkammer-Bildungsglied in einer Betriebsposition
befestigt ist und der Kolben während
eines Aushubs nach außen
bewegt ist.
25 ist
eine 11 ähnliche
Ansicht einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
26 ist
eine Teilquerschnittansicht axial durch 25 und
normal zu den Einlässen
zu der Leitung.
27 ist
eine Teilquerschnittansicht axial durch 25 und
normal zu der Querschnittansicht von 26.
28 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht
des inneren Endes des Kolbenbildungselements von 26,
das in dem inneren Ende eines Kolbenkammer-Bildungsglieds aufgenommen
ist.
29 ist
eine Ansicht einer montierten Fluidausgabevorrichtung gemäß einer
zehnten Ausführungsform
der Erfindung.
30 ist
eine Explosionsansicht der Pumpenanordnung der Ausgabevorrichtung
von 29.
31 ist
eine Ansicht der teilweise montierten Ausgabevorrichtung von 29,
32 ist
eine 34 ähnliche
Querschnitt-Seitenansicht
einer elften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
33 ist
eine 24 ähnliche
Querschnitt-Seitenansicht
einer zwölften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
34 ist
eine 23 ähnliche
Querschnitt-Seitenansicht
einer dreizehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
35 ist
eine 34 ähnliche
Ansicht, wobei der Kolben ausgefahren ist.
36 ist
eine 28 ähnliche
Ansicht, wobei sich der Positionierungszapfen in einer Zwischenposition
befindet.
37 ist eine 28 ähnliche
Ansicht einer vierzehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche
Beschreibung der Zeichnungen
Es
wird auf 1 Bezug genommen, die eine allgemein
durch das Bezugszeichen 70 angegebene Ausgabevorrichtung
zeigt, die ein Gehäuse 78 zum
Aufnehmen und Halten einer entfernbaren Flaschenanordnung mit einer
Pumpenanordnung 10 und einem Fluidbehälter 26 aufweist.
Das Gehäuse 78 ist
mit einer Rückplatte 30 für die Montage
des Gehäuses
an einer Gebäudewand 82 gezeigt.
Eine untere Halteplatte 84 erstreckt sich von der Rückplatte
nach vorne, um die Pumpenanordnung 10 und den Behälter 26 aufzunehmen
und zu halten, indem eine Halteauflage 85 in einer ringförmigen Vertiefung 21 um
den Körper 18 der
Pumpenanordnung 12 herum aufgenommen wird. Ein Abdeckglied 85 ist
schwenkbar mit einem oberen Vorsprung 87 der Rückplatte 80 verbunden,
um eine Ersetzung der Teilanordnung der Pumpenanordnung 10 und
der Flasche 26 zu gestatten.
Das
Gehäuse 78 trägt an einem
unteren vorderen Teil einen Betätigungshebel 88,
der um eine horizontale Achse 90 geschwenkt werden kann.
Ein oberes Ende des Hebels 88 trägt einen Haken 94 für die Verbindung
mit einem Verbindungsflansch eines Kolbens 16 der Pumpenanordnung 12 und
verbindet den Hebel 88 mit dem Kolben 16, sodass
bei einer Bewegung des unteren Griffendes 96 des Hebels
aus der in durchgezogenen Linien gezeigten Position zu der in Strichlinien
gezeigten Position in der durch den Pfeil 98 angegebenen
Richtung der Kolben nach innen in einem rückkehrenden Pumphub wie durch
den Pfeil 100 angegeben gleitet. Bei einer Lösung des
unteren Griffendes 96 spannt die Feder 102 den
oberen Teil des Hebels 88 nach unten vor, sodass der Hebel 88 den
Kolben 16 nach außen
zu einer vollständig ausgefahrenen
Position herauszieht, die in 1 durch
Strichlinien angegeben ist. Der Hebel 88 und sein innerer
Haken 94 sind ausgebildet, um eine manuelle Verbindung
und Trennung des Hakens 94 in Bezug auf den Kolben 16 zu
gestatten, was erforderlich ist, um die Flaschenanordnung einschließlich der Pumpenanordnung 10 und
des Behälters 26 zu
entfernen und zu ersetzen.
Wenn
die Ausgabevorrichtung 70 während der Nutzung geleert wird,
werden der leere Behälter 26 und
die daran befestigte Pumpenanordnung 10 entfernt und wird
eine neue Flaschenanordnung mit einer Pumpenanordnung 10 und
einem Behälter 26 in
das Gehäuse
eingesetzt.
Die
Pumpenanordnung 10 umfasst wie am besten in 2 zu
erkennen einen Kolbenkammer-Bildungskörper 12 und einen
Kolben 16. Der Körper 12 weist
einen allgemein zylindrischen Querschnitt auf und ist um die Zentralachse 13 herum symmetrisch.
Der Körper 12 weist
einen äußeren zylindrischen
Nabenteil 20 auf, der einen ringförmigen und allgemein zylindrischen
Zapfenteil 21 vorsieht, mit dem ein ringförmiger Rand 27 des
Behälters 26 fix
durch zum Beispiel Ultraschallschweißen, Kleben oder Aufnehmen
in einer Schnappverbindung verbunden wird.
Der
Nabenteil 20 trägt
weiterhin eine radial nach außen
gerichtete ringförmige
Vertiefung 22 zum Aufnehmen der Halteauflage 85.
Der
Körper 12 definiert
eine gestufte Kammer als erste Kammer 30, die eine zylindrische
Seitenwand 32 aufweist und an einem offenen axial inneren
Ende 34 sowie an einem axial äußeren Ende 36 geöffnet ist.
Die Seitenwand der Innenkammer 30 sieht außer in Nachbarschaft
zu dem äußeren Ende 36,
wo sich ein ringförmiger
Sperrflansch 38 radial nach innen erstreckt, eine zylindrische
Innenfläche vor.
Weiterhin
ist eine äußere Kammer 40 vorgesehen,
die eine Seitenwand 42 und ein offenes axial äußeres Ende 44 aufweist,
das als Einlass zu der äußeren Kammer 40 dient.
Das äußere Ende 36 der
inneren Kammer 30 öffnet
sich nach außen
in ein inneres Ende und einen Einlass zu der äußeren Kammer 40.
Die
Seitenwand 42 der äußeren Kammer
ist zylindrisch. Der Durchmesser der inneren Kammer 30 ist
kleiner als der Durchmesser der äußeren Kammer 40.
Der
Kolben 16 ist koaxial in dem Körper 12 aufgenommen.
Der Kolben 16 weist einen allgemein zylindrischen Querschnitt
um die Achse 13 auf. Der Kolben 16 ist vorzugsweise
ein einheitliches Element, das vorzugsweise durch Spritzgießen vollständig aus
Kunststoff ausgebildet ist. Der Kolben 16 weist einen hohlen
Stamm 50 auf, der sich entlang der zentralen Längsachse
des Kolbens 16 erstreckt.
Eine
kreisrunde, elastische erste Scheibe 52 ist an dem innersten
Ende des Kolbens 16 angeordnet und erstreckt sich axial
von demselben. Die erste Scheibe 52 ist derart dimensioniert,
dass sie entlang des Umfangs gegen die zylindrische Seitenwand 32 der
inneren Kammer 30 stößt, um einen
nach außen gerichteten
Fluidfluss im wesentlichen zu verhindern. Die erste Scheibe 52 weist
einen elastisch verformbaren Randteil in der Nähe der Seitenwand 32 auf, der
ausgebildet ist, um von der Seitenwand 32 weg gebogen zu
werden und einen axial nach außen
gerichteten Fluidfluss über
die Scheibe 52 hinaus zu gestatten.
Eine
kreisrunde, elastische zweite Scheibe 54 ist an dem Stamm 50 axial
außerhalb
der ersten Scheibe 52 vorgesehen. Die zweite Scheibe ist
in der zweiten Kammer 40 angeordnet und ist derart dimensioniert,
dass sie entlang des Umfangs gegen die zylindrische Seitenwand 42 der äußeren Kammer 40 stößt, um einen
nach innen gerichteten Fluidfluss im wesentlichen zu verhindern.
Die zweite Scheibe 54 weist einen elastisch verformbaren
Randteil auf, der sich radial und axial nach außen erstreckt.
Eine
dritte Scheibe 56 ist an dem Stamm 50 axial außerhalb
der zweiten Scheibe 54 angeordnet. Die dritte Scheibe 56 ist
ebenfalls in der zweiten Kammer 40 angeordnet und ist derart
dimensioniert, dass sie entlang des Umfangs gegen die zylindrische Seitenwand 42 der
zweiten Kammer 40 stößt, um einen
Fluidfluss im wesentlichen zu verhindern.
Der
Kolbenstamm 50 weist eine hohle Zentralleitung 58 auf,
die sich entlang der Achse des Kolbens 60 von einem geschlossenen
inneren Ende 59 zu einem offenen Auslass 61 am äußeren Ende
des Kolbens 16 erstreckt. Ein Einlass 62 ist durch
den Stamm 50 vorgesehen und sieht eine kurze Radialleitung
von zwischen der zweiten Scheibe 54 und der dritten Scheibe 50 für eine Kommunikation
zu der zentralen Leitung 58 vor.
Der
Pumpenmechanismus 10 kann betrieben werden, um Fluid aus
dem Inneren des Behälters 26 aus
dem Auslass 61 in einem Zyklus des normalen Betriebs auszugeben,
in dem der Kolben 16 relativ zu dem Körper 12 von der zurückgezogenen
Position von 2 zu der ausgefahrenen Position
von 3 und dann zurück
zu der zurückgezogenen
Position von 2 bewegt wird. Bei der Bewegung während eines
Ausfahrhubs von der zurückgezogenen
Position von 2 zu der ausgefahrenen Position
von 3 wird Fluid aus dem Behälter 26 durch die
innere Kammer 30 in die äußere Kammer 40 gezogen,
weil das Volumen in den Kammern zwischen der ersten Scheibe 52 und
der zweiten Scheibe 54 zunimmt, wodurch ein Vakuum erzeugt
wird, das Fluid aus dem Behälter 26 nach
außen über die
erste Scheibe 52 zieht. Bei der Bewegung von der ausgefahrenen
Position von 3 zu der zurückgezogenen Position von 2 wird
Fluid zwischen der ersten Scheibe 52 und der zweiten Scheibe 54 unter Druck
gesetzt und nach außen über die
gebogene zweite Scheibe 54 zu zwischen der zweiten Scheibe 54 und
der dritten Scheibe 56 und damit über den Auslass 62 in
die Leitung 58 und aus dem Auslass 61 gedrückt.
Außerhalb
der dritten Scheibe 56 trägt der Stamm 50 vier
sich axial erstreckende äußere Bänder 64,
die entlang des Umfangs zueinander beabstandet sind und dazu dienen,
die Seitenwand 42 der äußeren Kammer 40 zu
befestigen und dabei zu helfen, den Kolben 16 axial in
der äußeren Kammer 40 zentriert
zu halten. Axial außerhalb
des Bandes 64 trägt
der Stamm einen Verbindungsflansch 66, der für eine Verbindung
mit dem Haken 94 des Hebels 88 von 1 ausgebildet
ist, um den Kolben 16 zwischen der ausgefahrenen und der
zurückgezogenen Position
zu bewegen.
Innerhalb
der zweiten Scheibe 54 trägt der Stamm 50 vier
sich axial erstreckende innere Bänder 68,
die sich radial von dem Stamm 50 erstrecken, um mit der
radial inneren Peripherie des ringförmigen Sperrflansches 38 verbunden
zu werden und dabei zu helfen, den Kolben 16 axial zentriert
in der inneren Kammer 30 zu halten. In der gezeigten Ausführungsform
sind die äußeren Bänder 64 und
die inneren Bänder 68 jeweils
in der Form von vier Bändern
mit jeweils diametral gegenüberliegenden
Paaren vorgesehen.
Die
inneren Bänder 68 enden
jeweils an einem axial inneren Ende 69, von dem sich ein
Strebeglied 71 axial erstreckt, um jedes der vier inneren Bänder 68 mit
einem entsprechenden Kolbensperrglied 72 zu verbinden,
das sich von einem inneren Teil des Stamms 50 radial nach
außen über die
Bänder 68 und
in eine Gleitverbindung mit der Seitenwand 32 der ersten
Kammer 30 erstreckt. Jedes der Kolbensperrglieder 72 sieht
eine axial nach außen gerichtete
Kolbensperrschulter 73 vor. Der ringförmige Sperrflansch 38 der
ersten Kammer 30 sieht eine axial nach innen gerichteten
Kammersperrschulter vor. Wenn der Kolben 16 zu der ausgefahrenen
Position von 3 gleitet, verbinden sich die
Kolbensperrschulter 74 und die Kammersperrschulter, um eine
Bewegung der Kolbensperrschulter 73 nach außen über die
Kammersperrschulter hinaus zu verhindern. Die Kolbensperrschulter 73 weist
einen radial innersten Rand auf, der radial innerhalb eines radial äußersten
Rands der Kolbensperrschulter angeordnet ist.
Wenn
sich der Kolben 16 in der ausgefahrenen Position von 3 erstreckt
und axial gerichtete Kräfte
auf den Kolben ausgeübt
werden, verhindert die Verbindung zwischen dem Kolbensperrglied 72 und
dem Kammersperrflansch 38 eine weitere nach außen gerichtete
Bewegung des Kolbens 16, wobei die axial gerichteten Kräfte von
dem Verbindungsflansch 66 durch den Kolben 16 und über die
vier Strebeglieder 71 zu dem Kolbensperrglied 72 übertragen
werden.
Weil
das Kolbenglied 16 durch Spritzgießen als ein einstückiges Glied
aus Kunststoff ausgebildet ist, brechen die Strebeglieder 71,
wenn sie axial nach außen
gerichteten Kräften
ausgesetzt werden, die größer als
eine Brechkraft sind, sodass jedes der vier inneren Bänder 68 von
dem entsprechenden Kolbensperrglied 72 getrennt wird. Die
Strebeglieder 71 bildet dabei einen zerbrechlichen Zwischenteil
des Kolbens, der zwischen einem inneren Kolbenteil 100 einschließlich des
Kolbensperrglieds 72 und der ersten Scheibe 52 und
einem äußeren Kolbenteil 102 einschließlich von
unter anderem den inneren Bändern 68,
der zweiten Scheibe 54, der dritten Scheibe 56, den äußeren Bändern 54 und
dem Verbindungsflansch 66 angeordnet ist.
Es
wird im Folgenden auf 8 Bezug genommen, die eine Querschnitt-Seitenansicht
entlang der Schnittlinie 8-8' ist
und einen Querschnitt der vier Strebeglieder 71 als schraffierte
Kreise zeigt, weil jedes der Strebeglieder konisch ausgebildet ist. 8 zeigt
weiterhin die Querschnittfläche
der Bänder 68, die
viel größer als
die Summe der Querschnittflächen der
Strebeglieder 71 ist.
In
der gezeigten bevorzugten Ausführungsform
ist die Summe der Querschnittflächen
der Strebeglieder 71 im wesentlichen kleiner als die Summe der
Querschnittfläche
durch einen anderen Teil des Stamms 50 axial außerhalb
der Strebeglieder 71. Wenn dementsprechend axial nach außen gerichtete Kräfte auf
den Kolben 16 und auf den Verbindungsflansch 66 axial
außerhalb
der Strebeglieder 71 ausgeübt werden, werden diese Kräfte über die
Strebeglieder 71 ausgeübt.
Wenn eine nach außen
gerichtete Bewegung der Kolbensperrglieder 72 verhindert wird
und eine ausreichende Kraft auf den Verbindungsflansch 66 ausgeübt wird,
brechen die zerbrechlichen Strebeglieder 71, sodass der äußere Teil 102 des
Kolbens von dem inneren Teil 100 getrennt wird.
Es
wird im Folgenden auf 4 Bezug genommen, die einen
Zustand der Pumpenanordnung 10 zeigt, wenn der äußere Teil 102 des
Kolbens 16 von dem inneren Teil 100 getrennt wurde.
Der innere Teil 100 umfasst das Kolbensperrglied 72 und
die erste Scheibe 52, die in der inneren Kammer 30 aufgenommen
bleiben und dazu dienen, den Fluidfluss nach innen zu beschränken.
Der äußere Teil 102 des
Kolbens 16 kann frei nach außen aus dem offenen äußeren Ende 44 der äußeren Kammer 40 entfernt werden.
Eine hin und her erfolgende Bewegung des äußeren Teils 102 des Kolbens 16 in
dem Kolben 12 hat kein Pumpen von Fluid aus dem Behälter 26 zur
Folge.
Bei
dem Betrieb des bevorzugten Ausführungsform
kann während
des normalen Hubs der Kolben 16 zwischen einer zurückgezogenen
Position und einer ausgefahrenen Position bewegt werden. Die ausgefahrene
Position muss nicht die in 3 gezeigte
Position sein, in der das Kolbensperrglied 72 mit dem Kammersperrflansch 38 verbunden
ist. Vorzugsweise erreicht bei einem vollständigen Hub des Kolbens 16 in Übereinstimmung
mit der Steuerung durch den Hebel 88 der Kolben 16 eine
ausgefahrene Position, die axial innerhalb der vollständig ausgefahrenen
Position liegt und damit sicherstellt, dass während des normalen Betriebs
der Kolbenpumpe durch die Bewegung des Hebels 88 das Kolbensperrglied 72 nicht
in eine Verbindung mit dem ringförmigen
Sperrflansch 38 gerät.
Bei
dem normalen Betrieb der Pumpe, der eine Bewegung des Kolbens 16 zwischen
einer zurückgezogenen
Position und einer ausgefahrenen Position vorsieht, werden axiale
Kräfte
auf den äußeren Teil 102 der
Kolbenpumpe ausgeübt.
Bei dem normalen Betrieb umfassen derartige Kräfte normale axial nach außen gerichtete
Kräfte,
die den Kolben von einer zurückgezogenen
Position zu einer ausgefahrenen Position während eines normalen Pumpens bewegen
und kleiner als eine axial nach außen gerichtete Kraft sind,
die bei einer Einwirkung auf den Kolben 16 die Strebeglieder 71 bricht.
Anders gesagt, ist die auf die zerbrechlichen Strebeglieder 71 ausgeübte Brechkraft
größer als
die axial nach außen
gerichteten Kräfte,
die erforderlich sind, um den Kolben 16 von der zurückgezogenen
zu der ausgefahrenen Position und damit die Pumpe 16 für eine normalen Betrieb
der Pumpenanordnung 10 zu bewegen.
Die
Strebeglieder 71 können
unterschiedliche Formen aufweisen. Vorzugsweise erstrecken sich
die Strebeglieder 71 wie gezeigt normal zu der Achse 13,
wobei jedes Strebeglied eine ähnliche Querschnittfläche und
Form aufweist.
In
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Kolbensperrglieder 72 für die Montage der Pumpenanordnung 10 derart
ausgebildet, dass sie nach innen in die Innenkammer 30 an
dem ringförmigen Sperrflansch 38 entlang
bewegt werden. Dabei trägt der
ringförmige
Sperrflansch 38 der ersten Kammer 30 eine nach
außen
gerichtete Fläche,
die sich verjüngt
und sich axial nach innen und radial nach innen erstreckt, um eine
abgeschrägte
Nockenfläche
vorzusehen, die ausgebildet ist, um mit einer oberen Nockenfläche auf
der Innenseite der Kolbensperrglieder 72 verbunden zu werden.
Die Verbindung der Fläche des
Nockens mit den Nockenflächen
unterstützt
ein Biegen der Kolbensperrglieder 72 nach innen und/oder
des ringförmigen
Sperrflansches 38 nach außen, sodass die Kolbensperrglieder 72 nach
oben in die innere Kammer 30 in der Anordnung gelangen können. Entsprechend
ist die erste Scheibe 52 auf dem inneren Kolbenteil 100 ausgebildet,
um über
den Kammersperrflansch 38 nach innen zu gelangen.
Im
Folgenden wird auf 9 Bezug genommen, die eine zweite
Ausführungsform
eines Pumpenmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. In 10 werden ähnliche Bezugszeichen wie in
der ersten Ausführungsform
verwendet, um ähnliche
Elemente anzugeben.
In 9 ist
der Körper 12 derart
modifiziert, dass keine zweite Kammer 30 vorhanden ist
und ein äquivalenter
sich radial innen erstreckender ringförmiger Flansch 38 auf
der Wand 42 der Kammer 40 vorgesehen ist. Der
Kolben 16 wurde jedoch modifiziert, sodass keine innere
Scheibe 52 der ersten Ausführungsform und auch keine Teile
des Stammes 50 innerhalb des Kolbensperrglieds 72 vorhanden
sind. Anstatt der inneren Scheibe 52 ist ein Einwegventil 104 über das
innere Ende der inneren Kammer 30 vorgesehen. Die Kolbensperrglieder 72 sind
als ein oberer Teil der Bänder 68 ausgebildet,
wobei dazwischen keine zerbrechlichen Teile vorgesehen sind. Statt
dessen ist wie in dem Querschnitt von 10 gezeigt
die Seitewand des Stammes 50 zwischen der zweiten Scheibe 54 und
der dritten Scheibe 56 reduziert, um vergrößerte Öffnungen 62 vorzusehen,
die durch eine Vielzahl von Strebegliedern 63 mit reduziertem
Querschnitt überbrückt sind,
die eine reduzierte Stärke
aufweisen und damit diese zerbrechlich sind. In der Ausführungsform
von 9 umfasst der innere Teil der Pumpe, der nach
der Abtrennung des Körpers 12 zurückbleibt,
den Teil innerhalb der zerbrechlichen Strebeglieder 63 und
damit die zweite Scheibe 54 und das innere Band 68,
das das Kolbensperrglied 72 trägt. Der abgetrennte äußere Teil
umfasst die dritte Scheibe 56, das Band 64 und
den Verbindungsflansch 66.
1 zeigt
die erste Ausführungsform
der Erfindung in Verbindung mit einem faltbaren Behälter 26,
wobei die erste Ausführungsform
jedoch auch mit starren Behältern
verwendet werden kann, die verschiedene Lüftungsmechanismen durch die
Behälterwand
oder durch den Pumpenmechanismus aufweisen können. Der zerbrechliche Kolben
der bevorzugten Ausführungsformen
kann in vielen verschiedenen Pumpen mit Kammern verwendet werden,
in denen der Kolben gleiten kann.
Im
Folgenden wird auf 11 bis 16 Bezug
genommen, die eine Pumpe 110 zeigen, die wie am besten
in 13 gezeigt, ein Kolbenkammer-Bildungsglied 112 und
ein Kolbenbildungselement 111 umfasst.
Das
Kolbenkammer-Bildungsglied 112 ist kreisrund um eine zentrale
Achse 123 im Querschnitt normal zu der Achse ausgebildet.
Das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 weist eine Kammerwand 113 auf,
die eine interne Kammer 114 definiert, in der eine äußere Kammer 119 und
eine innere Kammer 120 enthalten sind. Die Kammer 114 weist
ein offenes äußeres Ende 117 und
ein inneres Ende 115 mit einer Einlassöffnung 116 durch das
innere Ende 115 auf. Ein Flansch 118 erstreckt
sich radial von der Kammerwand 113 nach außen und
ist zum Beispiel ausgebildet, um dazu zu helfen, das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 an
einem Reservoir zu sichern, um die Einlassöffnung 116 in Kommunikation
mit dem Fluid aus dem Reservoir zu versetzen.
Die
Wand um den inneren Kammerteil 120 trägt auf ihrer radial nach innen
gerichteten Fläche drei
ringförmige
Vertiefungen 121, die jeweils Sperrflächen 122 vorsehen,
die wenigstens teilweise axial nach innen gerichtet sind. Eine ringförmige Stoppschulter 124 ist
in Nachbarschaft zu der Verbindung zwischen dem äußeren Kammerteil 119 und
dem inneren Kammerteil 120 vorgesehen und sieht radial nach
außen
gerichtete Stoppschulterflächen
vor.
Das
Kolbenbildungselement 111 umfasst einen Kolben 130 und
einen Lösungsteil 150,
die durch eine Vielzahl von zerbrechlichen Verbindungsgliedern 160 miteinander
verbunden werden.
Der
Kolben 130 umfasst einen hohlen Stamm 131 mit
einer zentralen Leitung 138, die an einem äußeren Ende
am Auslass 140 geschlossen und an einem blinden inneren
Ende 139 geschlossen ist. Eine erste Kolbenscheibe 133 erstreckt
sich von dem Stamm 131 in Nachbarschaft zu dem inneren
Ende des Kolbens 130 radial nach außen. Eine zweite Kolbenscheibe 134 erstreckt
sich von dem Stamm 131 mit einem Abstand außerhalb
der ersten Kolbenscheibe 133 radial nach außen. Eine
Vielzahl von sich radial und axial nach außen erstreckenden Bändern 135 sind
auf dem Stamm 131 vorgesehen, um dabei zu helfen, den Kolben 130 innerhalb
der äußeren Kammer 119 koaxial
zu halten. Ein kreisrunder und sich radial erstreckender Flansch 136 ist
an dem äußeren Ende
der Bänder 135 vorgesehen.
Der Verbindungsflansch 136 trägt eine axial nach innen gerichtete
Stoppfläche,
deren Durchmesser größer als der
Durchmesser der Kammerwand 113 ist, um die Kammerwand 113 an
dem offenen äußeren Ende 117 des
Kolbenkammer-Bildungsglieds 112 zu halten und eine nach
innen gerichtete Bewegung des Kolbens 130 zu begrenzen.
Die Einlässe 141 sind
durch die rohrförmige
Wand des Stamms 131 vorgesehen, der sich axial zwischen
der ersten Kolbenscheibe 133 und der zweiten Kolbenscheibe 134 erstreckt, um
eine Kommunikation in die zentrale Leitung 138 vorzusehen.
Der
Kolben 130 weist einen allgemein kreisrunden Querschnitt
um die Achse 132 in dem Querschnitt normal zu der Achse
auf.
Die
erste Kolbenscheibe 133 weist einen elastisch verformbaren
Randteil auf, der sich radial nach außen koaxial zu der Achse 132 erstreckt
und ausgebildet ist, um mit der zylindrischen Wand der äußeren Kammer 119 verbunden
zu werden und einen Fluidfluss an der ersten Kolbenscheibe 133 vorbei
nach innen zu verhindern, wobei sich die erste Kolbenscheibe 133 elastisch
von der zylindrischen Wand weg verformt, um einen Fluidfluss an
der ersten Kolbenscheibe 133 nach außen zu gestatten.
Die
zweite Kolbenscheibe 134 erstreckt sich radial nach außen koaxial
zu der Achse 132 und weist einen elastisch verformbaren
Randteil auf, um mit der zylindrischen Wand um die äußere Kammer 119 entlang
des Umfangs verbunden zu werden und dadurch einen Fluidfluss zu
verhindern.
Der
Lösungsteil 150 umfasst
einen Positionierungszapfen 151, ein Federglied 152 und
eine Ventilscheibe 153. Der Positionierungszapfen 151 wird
durch vier sich radial und axial erstreckende Zapfenpositionierungsbänder 154 gebildet,
die an einem gemeinsamen Zentrum um die Achse 132 verbunden
sind. Jedes der Zapfenpositionierungsbänder 154 weist ein
nach außen
gerichtetes äußeres Ende 155 auf.
Es sind vier zerbrechliche Verbindungsglieder 160 vorgesehen.
Jedes Verbindungsglied 160 ist eine kurze und sich axial
erstreckende zylindrische Stange, die an einem Ende mit dem äußeren Ende 155 eines
der Zapfenpositionierungsbänder 154 verbunden
ist und an dem anderen Ende mit einer axial nach innen gerichteten
Endwand der ersten Kolbenscheibe 133 verbunden ist.
Jedes
Zapfenpositionierungsband 154 weist ein radial nach außen gerichtetes
Seitenende 156 für eine
Verbindung mit der Wand der Innenkammer 120 auf. Jede Seitenwand 156 trägt sich
radial nach außen
erstreckende Lösungssperrglieder 158,
die axial nach außen
gerichtete Lösungssperrschulter 159 und
Nockenflächen 157 vorsehen.
Jedes Seitenende 156 trägt
weiterhin in Nachbarschaft zu seinem axial äußeren Ende ein Lösungsstoppglied 161,
das eine axial nach innen gerichtete Lösungsstoppfläche 162 vorsieht.
Jedes
Zapfenpositionierungsband 154 weist ein inneres Ende 163 auf.
Die
Ventilscheibe 153 umfasst eine kreisrunde, flexible Scheibe,
die sich radial nach außen
koaxial um die Achse 132 erstreckt und einen elastisch verformbaren
Randteil aufweist, der mit dem Wandteil der inneren Kammer 120 entlang
des Umfangs verbunden wird, um einen Fluidfluss an der Ventilscheibe 153 vorbei
in der Richtung nach innen zu verhindern, wobei sich die Ventilscheibe 153 elastisch
weg von der Wand verformt, um einen Fluidfluss an der Ventilscheibe 153 vorbei
in der Richtung nach außen
zu gestatten.
Das
Federglied 152 verbindet die Ventilscheibe 153 mit
dem Positionierungszapfen 151. Das Federglied 152 umfasst
zwei vertikal gegenüberliegende
Arme 165, die jeweils an einem äußeren Ende 166 mit
dem Positionierungszapfen 151 an diametral gegenüberliegenden
radial äußersten
Teilen des inneren Endes 163 von zwei Zapfenpositionierungsbändern 154 befestigt
sind. Die Federarme 165 sind an einem inneren Ende 167 mit
einer äußeren Seite der
Ventilscheibe 153 radial innerhalb des flexiblen Randteils 168 befestigt.
Die Arme 165 sind wie in der Seitenansicht von 11 und 13 gezeigt
länglich
von einem äußeren Ende 166 zu
einem inneren Ende 167 ausgebildet und weisen einen relativ
kleinen rechteckigen Querschnitt auf, wobei sie wie in 11 und 13 gezeigt
eine V-Form bilden. Die Federarme 165 können gebogen werden, um einen Scheitel 164 jedes
Federarms näher
an die Achse 132 zu bewegen, wodurch ein Kippen der Ventilscheibe 153 zu
einer Position gestattet wird, in der diese nicht koaxial zu der
Achse 132 angeordnet ist.
Das
Kobenkammer-Bildungsglied 112 ist vorzugsweise als einstückiges Element
durch Spritzgießen
aus Kunststoff ausgebildet.
Das
Kolbenbildungselement 111 einschließlich des Kolbens 130,
der zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 und des Lösungsteils 150 ist
ebenfalls vorzugsweise als einstückiges
Glied aus Kunststoff durch Spritzgießen ausgebildet.
Im
Folgenden werden die Montage und die Verwendung des Kolbenbildungselements 111 und des
Kolbenkammer-Bildungsglieds 112 erläutert.
13 zeigt
das Kolbenbildungselement 111, das für ein anfängliches Einstecken in das
Kolbenkammer-Bildungsglied 112 ausgerichtet ist. Aus der
in 13 gezeigten Position wird das Kolbenbildungselement 111 koaxial
in das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 zu
der in 14 gezeigten vollständig eingesteckten
Position geschoben. In der vollständig eingesteckten Position
von 14 wird der Lösungsteil 150 in
der inneren Kammer 120 aufgenommen und gehalten. Dabei
wird der Positionierungszapfen 151 in einer Schnappverbindung
in dem inneren Teil 120 gehalten, indem die Lösungssperrglieder 158 mit
den Rillen 121 verbunden werden und indem insbesondere
die axial nach innen gerichteten Sperrflächen 122 mit den axial
nach außen
gerichteten Lösungssperrschultern 159 verbunden
werden. Eine nach innen gerichtete Bewegung des Lösungsteils 150 in
die innere Kammer 120 wird durch die Lösungsstoppglieder 161 und
deren mit den Kammerstoppschultern 124 verbundenen Lösungsstoppflächen 162 begrenzt.
Wenn der Lösungsteil 150 wie
in 14, 15 und 16 in
einer Schnappverbindung in der inneren Kammer 120 gehalten
wird, befindet sich der Lösungsteil 150 in
einer Betriebsposition der Pumpe. In dieser Betriebsposition wirkt
die Ventilscheibe 153 mit der inneren Kammer 120 zusammen,
um einen ersten inneren Einweg-Ventilmechanismus vorzusehen, der
einen Fluidfluss durch das innere Ende 115 der Kammer 114 von
dem Fluidreservoir in die Kammer 114 gestattet und einen Fluidfluss
nach außen
durch das innere Ende 115 der inneren Kammer 120 an
der Ventilscheibe 153 vorbei verhindert.
Nach
dem Einstecken des Kolbenbildungselements 111 in das Kolbenkammer-Bildungsglied 112,
wodurch der Lösungsteil 150 in
die Betriebsposition versetzt wird, werden axial nach außen gerichtete
Kräfte
auf den Verbindungsflansch 136 des Kolbens 130 ausgeübt, um den
Kolben 130 nach außen zu
ziehen. Derartige axial nach außen
gerichtete Kräfte
werden von dem Kolben 130 durch die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 zu
dem Lösungsteil 150 übertragen.
Die Axialkräfte,
die kumulativ durch die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 getragen
werden können,
werden derart gewählt,
dass sie kleiner als die axial nach außen gerichteten Kräfte sind,
die erforderlich sind, um den Positionierungszapfen 151 aus
der Befestigung in der inneren Kammer 120 zu lösen. Daraus
resultiert, dass durch die Ausübung
derartiger Kräfte
die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 gebrochen werden
und damit der Kolben 130 von dem Lösungsteil 150 getrennt
wird, sodass der Kolben 130 frei koaxial in der äußeren Kammer 119 nach
innen und nach außen
gleiten kann, wie zum Beispiel in 15 gezeigt. Das
Durchtrennen der zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 wird
vorzugsweise einfach bewerkstelligt, indem axial gerichtete Kräfte auf
den Kolben 130 ausgeübt
werden. Das Durchtrennen kann aber auch bewerkstelligt werden, indem
einfach Drehkräfte
auf den Kolben 130 ausgeübt werden, wobei der Lösungsteil
reibend in dem Kolbenkammer-Bildungsglied 112 gegen eine
Drehung um die Achse 123 verbunden ist, wenn nicht Drehkräfte ausgeübt werden, die
größer sind
als diejenigen, die erforderlich sind, um die Verbindungsglieder 160 zu
durchtrenne. Natürlich
kann auch eine Kombination aus axial gerichteten Kräften und
Drehkräften
verwendet werden. Vorzugsweise können
das Einstecken des Kolbenbildungselements 111 und das Ausüben der
Kräfte
zum Durchtrennen der Verbindungsglieder 160 jeweils durch
axiale Kräfte
bewerkstelligt werden, weil in vielen Anwendungen lediglich axiale
Kräfte
während des
anfänglichen
und folgenden Betriebs der Ausgabemechanismen zum Ausgeben von Fluid
erzeugt werden.
Nach
dem anfänglichen
Trennen des Kolbens 130 von dem Lösungsteil 150 ist
der Kolben 130 anschließend frei für eine koaxiale hin und her
erfolgende Bewegung nach innen und nach außen in der Kammer in einem
Zyklus mit einem Einhub und einem Aushub. Bei einer derartigen hin
und her erfolgenden Bewegung des Kolbens 130 dient die
erste Kolbenscheibe 133 als zweites, äußeres Einwegventil in der Kammer 114 innerhalb
der zweiten Kolbenscheibe 134 und gestattet einen Fluidfluss
nach außen
an der ersten Kolbenscheibe 133 vorbei zwischen die erste
Kolbenscheibe 133 und die zweite Kolbenscheibe 134 und
damit durch die Einlässe 141 in
die zentrale Leitung 138 und über die zentrale Leitung 138 aus
dem Auslass 140 heraus. Die zweite Kolbenscheibe 134 dient
als Kolbenkopf, der mit der zylindrische Kammerwand 113 in
der äußeren Kammer 119 verbunden
wird, um während
eines Einhubs einen Druck in der Kammer 114 zwischen dem
durch die Ventilscheibe 153 gebildeten inneren Einwegventil
und dem durch die erste Kolbenscheibe 153 gebildeten äußere Einwegventil
zu erzeugen, wobei durch diesen Druck das innere Einwegventil geschlossen wird,
indem die Ventilscheibe 153 in eine geschlossene Position
gegen die Wand der inneren Kammer 120 gedrückt wird,
und Fluid aus dem äußeren Einwegventil
ausgegeben wird, d.h. an der gebogenen ersten Kolbenscheibe 133 vorbei
und damit aus der zentralen Leitung 138 zu dem Auslass 140.
Während
eines Aushubs dient die erste Kolbenscheibe 133 als Kolbenkopf,
um effektiv ein Vakuum oder einen Sog in der Kammer 114 innerhalb
der ersten Kolbenscheibe 133 zu erzeugen, wodurch das durch
die erste Kolbenscheibe 133 gebildete Einwegventil geschlossen
wird und aufgrund der Biegung der Ventilscheibe 153 Fluid
in die Kammer 114 durch die Einlassöffnung 116 und durch
das innere Einwegventil gezogen wird. Ein Fluidfluss wird axial
durch den Lösungsteil 150 durch
sich axial erstreckende Leitungen zwischen benachbarten Zapfenpositionierungsbänder 154 gestattet.
Im
Folgenden wird auf 16 Bezug genommen, die eine
Querschnittansicht durch das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 entlang
der Schnittlinie 16-16' in 13 zeigt,
die die Innenkammer 120 mit einer allgemein zylindrischen
Innenwand zeigt.
Im
Folgenden wird auf 17 Bezug genommen, die einen 16 ähnlichen
Querschnitt einer alternativen Ausführungsform des Kolbengkammer-Bildungsglieds 112 zeigt,
die mit der Ausführungsform
von 13 bis 16 identisch
ist, wobei jedoch zusätzlich
vier sich radial nach innen erstreckende und sich wenigstens teilweise
axial erstreckende Stopprippen 169 innerhalb der inneren
Kammer 120 vorgesehen sind, um mechanisch die Drehung des
Lösungsteils 150 relativ
zu dem Kolbenkammer-Bildungsglied 112 zu begrenzen. Derartige Stopprippen 169 stören nach
dem anfänglichen
Einstecken das Biegen und/oder Kippen der Ventilscheibe 153 nicht.
Die Stopprippen 169 sind vorgesehen, um mit den Seitenflächen 170 oder 171 der
Zapfenpositionierungsbänder 154 verbunden
zu werden, um eine Drehung des Positionierungszapfens 151 um
die Achse 123 in der Kammer 120 an einer Position
vorbei zu verhindern, in der ein Zapfenpositionierungsband 54 über seinen
Verbindungsflansch 136 mit einer Stopprippe 69 verbunden
wird. Nach dem anfänglichen
Einstecken des Kolbenbildungselements 111 zur Positionierung
des Lösungsteils 150 in der
Betriebsposition in der inneren Kammer 120 kann das Kolbenbildungselement
durch eine Drehung des Verbindungsflansches 136 gedreht
werden, sodass nicht nur der Kolben 130, sondern auch der
Lösungsteil 150 durch
eine Übertragung
der Reibungskräfte durch
die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 gedreht wird.
Wenn die Reibung gegen die relative Drehung des Lösungsteils 150 in
der inneren Kammer selbst nicht ausreicht, um das zerbrechliche
Verbindungsglied 160 zu berechen, können an den Zapfenpositionierungsbändern 154,
die mit den Stopprippen 169 verbunden sind und eine weitere
Drehung des Lösungsteils 150 verhindern,
zusätzliche
Drehkräfte auf
den Kolben 130 ausgeübt
werden, die ausreichen, um das flexible Verbindungsglied 160 zu
durchtrennen.
Die
Stopprippen 169 in der inneren Kammer 120 können vorzugsweise
mit axial nach außen
gerichteten Nockenflächen
versehen werden, die bei einem anfänglichen Einstecken der Zapfenpositionierungsbänder 154 axial
mit den Stopprippen 169 ausgerichtet werden und verbunden
werden, wobei die Nockenflächen
bei einer nach innen gerichteten Bewegung des Lösungsteils 150 den
Positionierungszapfen 151 drücken und um die Achse 123 drehen, um
eine Störung
zu vermeiden und um ein axiales Gleiten des Lösungsteils 150 in
die Betriebsposition zu gestatten.
Im
Folgenden wird auf 18 Bezug genommen, die eine
Ausführungsform ähnlich wie
in 14 zeigt, wobei jedoch der Auslass 140 über eine
Auslassöffnung 175 in
der Seitenwand 113 der äußeren Kammer 119 vorgesehen
ist, wobei der Kolben 130 eine einzelne Kolbenscheibe 176 trägt, die einen
Fluidfluss in beiden Richtungen verhindert, und wobei ein separates äußeres Einweg-Auslassventil 178 über die
Auslassöffnung 75 von
der Seite der Kammer her vorgesehen ist, um einen nach außen gerichteten
Fluidfluss zu gestatten und, einen nach innen gerichteten Fluidfluss
zu verhindern. In dieser Ausführungsform
erfolgt die Ausgabe über
den Auslass 140 auf der Seite der Kammer 114 und
nicht über
einen Auslass 140 zentral von dem äußeren Ende des Kolbens 130 wie
in 14 gezeigt.
Im
Folgenden wird auf 19 und 20 Bezug
genommen, die eine Ausführungsform
zeigen, die im wesentlichen identisch mit der Ausführungsform
von 11 und 13 ist,
wobei jedoch eine Kugel 195 als separates Element vorgesehen
ist, wobei die innere Wand 115 einen ringförmigen Ventilsitz 196 aufweist,
der um die Einlassöffnung 116 vorgesehen
ist und mit der Kugel 195 verbunden werden kann, um eine
Dichtung gegen einen nach innen gerichteten Fluidfluss vorzusehen,
und wobei der Lösungsteil 150 modifiziert
ist, indem die Ventilscheibe 153 durch einen Ring 197 ersetzt
ist, der nicht mit der Wand der inneren Kammer 120, sondern
in seinem Zentrum mit der Kugel 195 verbunden ist und diese durch
die Feder 152 nach innen drückt. Der Ring 197 und
die Feder 152, die die Kugel zu dem Ventilsitz 196 drücken, können auch
nicht vorhanden sein, wenn die Pumpenanordnung in einer gegenüber 19 und 20 auf
den Kopf gestellten Anordnung verwendet wird, sodass die Kugel aufgrund
der Schwerkraft auf dem ringförmigen
Ventilsitz 196 ruht.
Im
Folgenden wird auf 21 und 22 Bezug
genommen, die eine Ausführungsform
zeigen, die derjenigen von 11 und 14 ähnlich ist, wobei
jedoch der Lösungsteil 150 auf
dem Zapfenpositionierungsband 154 einen sich axial nach
innen erstreckenden Arm 198 trägt, der eine biegungsfähige Lasche 199 trägt. Wenn
der Lösungsteil 150 in
der Betriebsposition von 22 gesichert
ist, sitzt die Lasche 199 auf einem ringförmigen Ventilsitz 200,
der durch das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 getragen
wird und eine Einlassöffnung 116 mit
einem kleineren Durchmesser als die Lasche 199 vorsieht.
Die Lasche 199 ruht auf dem Sitz 200, um einen
nach innen gerichteten Fluidfluss zu verhindern, und kann wie durch
die Strichlinien angegeben nach außen gebogen werden, um einen
nach außen
gerichteten Fluidfluss vorzusehen.
Im
Folgenden wird auf 23 und 24 Bezug
genommen, die eine Ausführungsform
zeigen, die im wesentlichen identisch mit derjenigen von 11 bis 15 ist,
wobei jedoch die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 anders
beschaffen sind. In der Ausführungsform
von 23 und 24 weist
der Positionierungszapfen 151 einen zentralen Teil auf,
an dem die vier Zapfenpositionierungsbänder 154 entfernt
sind und radial innere Positionierungsbänder 254 fest mit
der Endwand der ersten Kolbenscheibe 133 verbunden sind.
Die radial inneren Positionierungsbänder 254 weisen radial
nach außen
gerichtete Flächen 256 auf,
die von den radial nach innen gerichteten Flächen 260 auf den radial äußeren Positionierungsbändern 154 beabstandet sind.
Es sind vier zerbrechliche Verbindungsglieder 160 vorgesehen,
die jeweils ein entsprechendes äußeren Positionierungsband 154 mit
einem inneren Positionierungsband 254 verbinden und sich
zwischen der radial nach außen
gerichteten Fläche 256 der
inneren Bänder 254 und
dem radial nach innen gerichteten Rand der äußeren Positionierungsbänder 154 erstrecken.
Die inneren Positionierungsbänder 254 erstrecken
sich axial nach innen zu einem inneren Ende 264, das axial
von einem axial inneren Ende 265 der äußeren Positionierungsbänder 154 beabstandet
ist, um dazwischen einen axialen Raum 266 vorzusehen. Gemäß dieser
Erfindung können die
Verbindungsglieder 160 vorzugsweise gebrochen werden, indem
der Kolben 130 nach innen relativ zu dem Positionierungszapfen 151 bewegt
wird, nachdem der Positionierungszapfen 151 in dem inneren Kammerteil 120 gegen
eine weitere Bewegung fixiert wurde, wobei die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 durch
eine Bewegung des Kolbens 10 axial nach innen relativ zu
dem Lösungsteil
gebrochen werden können,
was zum Beispiel in Ausgabevorrichtungen vorteilhaft ist, in denen
ein manuell betätigter
Hebel einen manuellen Druck empfängt,
um den Kolben 130 axial nach innen zu bewegen, während in
anderen Ausgabevorrichtungen ein Federdruck verwendet werden kann,
um den Kolben 130 axial nach innen zu bewegen. Die Ausführungsform
von 23 und 24 ist
vorzugsweise für
ein Brechen des zerbrechlichen Verbindungsglieds 160 bei
einer axial nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens 130 ausgebildet,
wobei die Verbindungsglieder 160 jedoch auch brechen können, wenn
der Kolben 130 axial nach außen bewegt wird. Um jedoch
die Verbindungsglieder 160 bei einer axial nach außen gerichteten
Bewegung zu brechen, müssen
die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 bei Ausübung von Kräften brechen,
die kleiner sind als die Kräfte,
mit denen der Positionierungszapfen 151 in dem inneren Kammerteil 120 gehalten
wird.
Im
Folgenden wird auf 25 bis 28 Bezug
genommen, die eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen, wobei das Brechen der zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 zwischen
dem Lösungsteil 150 und
dem Kolben 130 vorzugsweise durch eine axial nach innen
gerichtete Bewegung des Kolbens 130 bewerkstelligt wird,
während
der Positionierungszapfen 151 fix in dem inneren Kammerteil 120 befestigt
ist. Wie in 23 bis 28 gezeigt,
trägt die
Endwand der ersten Kolbenscheibe 133 zwei sich nach hinten
erstreckende radial innere Bänder 254,
die jeweils mit einem von zwei diametral gegenüberliegenden äußeren Positionierungsbändern 154 an
einem relativ dünnen
Schnittpunkt eines radial nach außen und axial nach innen gerichteten
Rands der inneren Positionierungsscheibe 254 mit einer
radial nach innen gerichteten Fläche
der äußeren Positionierungsbänder 154 verbunden
sind. Wie in 25 bis 28 gezeigt,
bildet diese Verbindung effektiv zwei zerbrechliche Verbindungsglieder 160.
Durch eine axial nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens 130 relativ
zu dem Positionierungszapfen 151, wobei der Positionierungszapfen 151 in
einem inneren Kammerteil fixiert ist, werden diese zwei zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 durchtrennt
und gleiten die zwei inneren Positionierungsbänder 254 nach innen in
die Vertiefung 266 in den Positionierungsbändern 154.
Das axial innere Ende 264 jedes inneren Bandes 254 ist
ausgebildet, um mit dem axial inneren Ende 265 der Positionierungsbänder 154 verbunden zu
werden und dadurch sicherzustellen, dass der Positionierungszapfen 151 vollständig in
den inneren Kammerteil 120 gedrückt wird und vollständig darin sitzt.
Im
Zentrum von zwei der Positionierungsbänder 154 erstreckt
sich ein zentrales Fingerglied 268 axial nach außen. Ein
U-förmiger
Haltegurt 270 ist mit einer Biegung 272 und zwei
Armen 273 und 274 vorgesehen, wobei der äußere Arm 273 an seinem
Ende mit der Endwand der ersten Kolbenscheibe 133 in Nachbarschaft
zu dem Zentrum der Scheibe 133 verbunden ist, und der innere
Arm 274 mit dem zentralen Finger 268 an dem Positionierungszapfen 151 zwischen
den zwei inneren Positionierungsbändern 254 verbunden
ist. Der Haltegurt 270 ist ein faltbares scharnierartiges
Glied, das dazu dient, den Kolben 130 an dem Lösungsteil 150 zu halten,
nachdem die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 durchtrennt
wurden, und ein unerwünschtes vollständiges Herausziehen
des Kolbens 130 aus dem äußeren Kammerteil zu verhindern.
Der Haltegurt 270 sorgt also dafür, dass das Durchtrennen der zerbrechlichen
Verbindungsglieder 160 nicht gestört wird und trotzdem ein unbeabsichtigtes
Herausziehen und Entfernen des Kolbens 130 aus dem äußeren Kammerteil
verhindert wird.
In
der Ausführungsform
von 25 bis 28 trägt die Ventilscheibe 153 auf
ihrem inneren Ende ein Positionierungsglied 280 mit einer
Vielzahl von sich radial und axial erstreckenden Positionierungsbändern 282 mit
jeweils radial nach außen
gerichteten Flächen 284 für eine Gleitbewegung
innerhalb eines zylindrischen innersten Kammerteils 286, der
wie nur in 28 sichtbar als eine axial innere Erweiterung
des inneren Kammerteils 120 vorgesehen ist, um die Ventilscheibe 153 koaxial
in dem inneren Kammerteil 120 angeordnet zu halten. 28 zeigt
außerdem,
dass auf einer Übergangsschulter 288 zwischen
dem innersten Kammerteil mit kleinerem Durchmesser und dem Kammerteil 120 mit
größerem Durchmesser
ein sich axial nach außen
erstreckender ringförmiger
Flansch 290 für
eine verbesserte Verbindung durch eine radial nach außen und
axial nach innen gerichtete Peripherie der Ventilscheibe 153 vorgesehen
ist.
Im
Folgenden wird auf 29 bis 31 Bezug
genommen, die eine Seifenausgabevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen, die eine Flasche 180 umfasst,
die vorzugsweise faltbar konfiguriert ist. Die Flasche 180 trägt einen
nach oben stehenden Hals 181 an einem Ende, der eine Auslassöffnung 182 vorsieht.
Ein Kolbenkammer-Bildungsglied 112 ist ausgebildet, um
in dem Hals 81 über
die Auslassöffnung 182 befestigt
zu werden. Ein Kolbenbildungselement 111 ist im wesentlichen
identisch zu dem Kolbenbildungselement von 11 bis 15 vorgesehen,
wobei es jedoch eine etwas andere axiale Proportion aufweist und
kein Verbindungsflansch 136 vorhanden ist. Der Auslass 140 des
Kolbenbildungselements 111 ist ein zylindrisches Auslassrohr 187.
Es
ist eine Ausgabetülle 183 vorgesehen,
in der sich eine zentrale Leitung von einem zylindrischen Einlassrohr 184 zu
einem längeren
Ausgaberohr 185 erstreckt, das als Ausgabeauslass 186 dient.
Das Einlassrohr 184 ist ausgebildet, um in einer Schnappverbindung
an dem Auslassrohr 187 um den Auslass 140 des
Kolbenbildungselements 111 herum befestigt zu werden.
Bei
der Montage wird das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 an
dem Hals 181 der Flasche 180 befestigt. Das Kolbenbildungselement 111 wird dann
in das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 wie
für die
erste Ausführungsform
von 11 bis 15 beschrieben
eingesetzt. Die Ausgabetülle 183 wird dann
an dem Auslassrohr 187 befestigt. Das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 ist
mit einem einstückigen sich
radial nach außen
erstreckenden Flansch 188 versehen, der zwei sich axial
nach oben erstreckende Positionierungsarme 189 aufweist,
die dazwischen einen axialen Schlitz 190 vorsehen, in dem das
sich allgemein radial erstreckende Ausgaberohr 185 für eine axiale
Führung
gegen eine relative Drehung der Ausgabetülle 183 um die Achse 123 des Kolbenkammer-Bildungsglieds 112 positioniert
werden kann.
Die
Flasche 180 von 29 und 31 weist
eine Vertiefung 191 in einer Seitenfläche auf, in der die Ausgabetülle 183 entfernbar
etwa durch eine Schnappverbindung für die Lagerung und den Versand
wie in 31 gezeigt befestigt werden
kann. Die Flasche 180 kann vorzugsweise eine faltbare Flasche
sein, wobei es sich jedoch auch um eine starre Flasche mit einer
Lüftung
handeln kann.
Eine
Pumpe gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf die Verwendung für eine Ausgabe von dem oberen
Ende einer Flasche 180 wie in 29 gezeigt
beschränkt,
sondern kann statt dessen verwendet werden, um eine Ausgabe in vielen verschiedenen
Ausrichtungen vorzusehen. Zum Beispiel kann die Flasche wie in der
Ausführungsform von 11 bis 15 gezeigt
auf den Kopf gestellt werden.
Im
Folgenden wird auf 32 Bezug genommen, die eine
Ausführungsform
zeigt, die mit derjenigen von 23 und 24 identisch
ist, wobei jedoch der Stamm 131 mit vier Einlässen 141 für jeweils
vier diametral gegenüberliegende
Seiten versehen ist, wobei die Dicke der Wand des Stamms 131 in
der radialen Richtung zwischen der inneren Scheibe 133 und
der äußeren Scheibe 134 reduziert ist,
um einen zweiten zerbrechlichen Teil des Kolbenbildungselements
für eine
Trennung des Stamms 131 zwischen der ersten Scheibe 133 und
der zweiten Scheibe 134 vorzusehen. Außerdem weist das Kolbenkammer-Bildungsglied 112 um
sein oberes offenes Ende 117 herum einen radial nach innen
gerichteten Verbindungsflansch 301 auf, der eine axial nach
innen gerichtete Sperrschulter 303 vorsieht. Der Flansch 301 weist
vorzugsweise eine axial nach außen
gerichtete abgeschrägte
Fläche
auf, um eine Bewegung des Kolbenbildungselements 111 nach
innen beim anfänglichen
Einsetzen zu gestatten. Der Kolben kann derart eingesteckt werden,
dass der Positionierungszapfen 151 darin befestigt wird
und das zerbrechliche Verbindungsglied 160 durchtrennt wird,
wenn sich der Kolben 130 axial nach innen relativ zu dem
Lösungsteil 150 und
dessen Positionierungszapfen 151 bewegt. Nachdem der Kolben 130 von
dem Lösungsteil 150 getrennt
wurde, kann der Kolben nach innen und nach außen, aber vorzugsweise nicht
nach außen über die
in 32 gezeigte ausgefahrene Position hinaus bewegt
werden. Wenn versucht wird, den Kolben 130 aus dem äußeren Kammerteil 119 zu
entfernen, wird die äußere Peripherie
der inneren Scheibe 133 mit der Verbindungsschulter 303 des
Verbindungsflansches verbunden und verhindert eine weitere nach
außen
gerichtete Bewegung des Kolbens. Die Verbindung zwischen der Scheibe 133 und
dem Flansch 301 ist größer als die
Kräfte,
die erforderlich sind, um die sekundäre zerbrechliche Verbindung 304 mit
der inneren Scheibe 133 und der äußeren Scheibe 134 zu
durchtrennen. Daraus resultiert, dass der Kolben durchtrennt wird,
sodass der äußere Teil
der Scheibe von dem zerbrechlichen Teil 305 getrennt wird
und der Teil des Kolbens einschließlich der inneren Scheibe 113 innerhalb
des zerbrechlichen Teils 305 in dem äußeren Kammerteil 119 gehalten
wird. Durch das Trennen des Kolbens 130 in zwei Teile wird
die Pumpe außer Betrieb
gesetzt, wobei auch durch das Wiedereinsetzen des entfernten Teils
des Kolbens 130 die Pumpe nicht wieder in Betrieb gesetzt
werden kann.
Im
Folgenden wird auf 33 Bezug genommen, die eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung zeigt, deren Funktion ähnlich wie bei der Ausführungsform
von 32 ist. In der Ausführungsform von 33 ist
der Verbindungsflansch 136 durch sekundäre zerbrechliche Verbindungsglieder 307 mit dem
Rest des Kolbens verbunden. Wie in dem Fall von 32 trägt der äußere Kammerteil 119 an
seinem offenen äußeren Ende 117 einen
Verbindungsflansch 301 mit axial nach innen gerichteten
Schultern 303. Die Bänder 135 des
Kolbens 130 tragen einen sich radial nach außen erstreckenden
Flansch 309, der mit dem Verbindungsflansch 301 verbunden ist
und eine Bewegung des Kolbens 130 nach außen verhindert,
wenn Kräfte
ausgeübt
werden, die größer als
die Kräfte
sind, die auf den Verbindungsflansch 136 ausgeübt werden
müssen,
um die zerbrechlichen Verbindungsglieder 307 zu brechen.
Die
Kolben von 32 und 33 sehen zwei
Positionen vor, an denen das Kolbenbildungselement 111 für verschiedene
Funktionen unterteilt werden kann.
Im
Folgenden wird auf 34 und 35 Bezug
genommen, die eine Ausführungsform ähnlich derjenigen
von 23 und 34 zeigen,
wobei jedoch der zerbrechliche Verbindungsmechanismus durch einen
Schnappverbindungsmechanismus ersetzt ist. Der Positionierungszapfen 151 trägt eine
allgemein zylindrische Vertiefung 466 mit einem unterschnittenen
Kanal 468, der sich radial nach außen in die Seitenwand 470 erstreckt.
Ein zylindrischer Stoppzapfen 410 wird an dem inneren Ende
der inneren Scheibe 33 des Kolbens 130 getragen,
von dem sich ein zylindrischer Schnappzapfen 412 koaxial
erstreckt. Der Schnappzapfen 412 weist eine ringförmige Rippe 416 um
seinen Umfang herum auf, die derart dimensioniert ist, dass sie
in einer Schnappverbindung in dem Kanal 468 in der Seitenwand 470 der Vertiefung 466 aufgenommen
wird. Der Schnappzapfen 412 ist mit einem zylindrischen
innersten Teil für eine
koaxiale Positionierung in der Vertiefung 466 und mit einem
axial inneren Ende der Vertiefung 466 gezeigt. Der Positionierungszapfen 151 und
der Kolben 130 sind als zwei separate Elemente gezeigt
und vorzugsweise montiert, indem die zwei durch eine Schnappverbindung
wie in 34 gezeigt verbunden werden.
In
dem vollständig
montierten Zustand von 34 sind die axial nach außen gerichteten
Kräfte, die
zum Lösen
des Kolbens 130 aus der Schnappverbindung in dem Positionierungszapfen 151 erforderlich
sind, kleiner als die axialen Kräfte,
die zum Lösen des
Positionierungszapfens 151 aus dem inneren Kammerteil 120 erforderlich
sind. Daraus resultiert, dass beim Herausziehen des Kolbens 130 wie
in 35 gezeigt der Kolben 130 von dem Positionierungszapfen 151 getrennt
wird.
Bei
der Verwendung der Ausführungsform von 34 und 35 bewegt
der Kolben 130 in einem Betriebspumpzyklus den Kolben 130 vorzugsweise
ausreichend weit nach innen, sodass der Kolben 130 wiederum
in einer Schnappverbindung mit dem Positionierungszapfen 151 verbunden
wird. Der Kolben 130 nimmt vorzugsweise eine anfängliche Schnappverbindungsposition
ein, die nicht einer Position entspricht, durch die sich der Kolben 130 während des
Pumpens bewegt.
Im
Folgenden wird auf 36 Bezug genommen, die 28 ähnlich ist,
aber den Positionierungszapfen 151 zeigt, der in einer
Zwischenposition in dem inneren Kammerteil 120 aufgenommen
ist. Wie in 28 gezeigt, sitzt der Positionierungszapfen 151 vollständig innerhalb
des inneren Kammerteils 120, wobei die ringförmige Stoppschulter 124 und
die Lösungsstoppfläche 162 sitzend
miteinander verbunden sind und wobei die zwei Lösungssperrglieder 158 mit
den innersten zwei ringförmigen
Vertiefungen 121 des Positionierungszapfens 151 verbunden
sind.
Wie
gezeigt, sind die Sperrglieder 158 den Vertiefungen 121 ähnlich,
wobei zwischen denselben ähnliche
axiale Abstände
vorgesehen sind. 35 zeigt den Positionierungszapfen 151,
der in einer Zwischenposition platziert wurde, in welcher der Positionierungszapfen 151 nur
so weit nach innen gedrückt
wurde, dass das innerste Sperrglied 158 in der Vertiefung 121 bis
zum innersten Teil der Vertiefung 121 aufgenommen ist.
In dieser Schnappverbindungs-Zwischenposition von 36 ist
die Ventilscheibe 153 mit der Seitenwand des inneren Kammerteils 120,
aber nicht mit dem ringförmigen Flansch 290 mit
kleinerem Durchmesser verbunden. Die Ventilscheibe 153 weist
eine elastische äußere Peripherie
auf, die mit der Seitenwand des inneren Kammerteils 120 verbunden
ist, um einen nach innen gerichteten Fluidfluss zu verhindern und
einem nach außen
gerichteten Fluidfluss entgegenzuwirken, bis ein bestimmtes erstes
Druckdifferential über
die Ventilscheibe 153 erzeugt wird. In der Position von 28 ist
die Ventilscheibe 153 mit dem kleineren ringförmigen Flansch 290 verbunden,
um einen nach innen gerichteten Fluidfluss zu verhindern und einem nach
außen
gerichteten Fluidfluss entgegenzuwirken, bis ein bestimmter zweites
Druckdifferential über die
Ventilscheibe 153 erzeugt wird, wobei das zweite Druckdifferential
größer als
das erste Druckdifferential ist. Während der Verwendung kann die
Pumpenanordnung in der Zwischenkonfiguration auf einem faltbaren
Reservoir platziert werden, das im wesentlichen mit Fluid gefüllt ist,
wobei ein Vakuum an dem Auslass 140 des Kolbens 130 angelegt
wird, um Luft aus dem Reservoir über
die Ventilscheibe 153 zu evakuieren, bis im wesentlichen
die gesamte Luft evakuiert wurde. Durch das Evakuieren der Luft
mit dem Kolben 130 in der Zwischenposition ist ein geringeres
Vakuum zum Evakuieren der Luft erforderlich. Eine derartige Luftevakuierung
wird in dem US-Patent
5,489,944 (Ophardt) vom 6. Februar 1996 beschrieben, das hier unter
Bezugnahme eingeschlossen ist, wobei die Evakuierung unter Drücken erfolgt, die
ausreichen, um Luft an der Ventilscheibe 153 vorbei zu
ziehen, aber nicht ausreichen, um ein Fluid, das viskoser als Luft
ist und sich in dem Behälter
befindet, an der Ventilscheibe 153 vorbei zu ziehen.
Nach
dem Evakuieren der Luft und vor der Verwendung zum Pumpen kann der
Positionierungszapfen 151 zu der vollständig eingesetzten Position von 28 bewegt
werden, um das Vakuum zu erhöhen,
das zum Ziehen des Fluids an dem Positionierungszapfen 151 vorbei
erforderlich ist, was vorteilhaft sein kann, wenn viskose Cremes
gepumpt werden, und was nachteilig ist, wenn Luft evakuiert wird.
In
der Ausführungsform
von 36, bei der die Kräfte zum Einführen des
Positionierungszapfens 151 zu einer beliebigen Position
kleiner als die Kräfte zum
Trennen der zerbrechlichen Verbindungsglieder sind, kann die Strecke
der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens 130 verwendet
werden, um den Positionierungszapfens 156 zu positionieren
und neu zu positionieren.
In
einer Version der Ausführungsform
von 36 können
die Kräfte,
die zum Einführen
des Positionierungszapfens 151 zu der Zwischenposition von 36 erforderlich
sind, kleiner als die Kräfte sein,
die zum Trennen der zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 erforderlich
sind, während
die Kräfte,
die zum Bewegen des Positionierungszapfens 151 nach innen
von der Zwischenposition von 36 zu
der vollständig
eingeführten
Position von 28 erforderlich sind, größer als
die axialen Kräfte
sind, die die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160 brechen.
Dies ist jedoch nicht erforderlich.
36 zeigt
die zerbrechlichen Verbindungsglieder 160, die durchtrennt
wurden, was zum Beispiel vorteilhaft sein kann, damit das innere
Ende der inneren Scheibe 133 mit dem Positionierungszapfen 151 verbunden
wird und diesen während
der anfänglichen
Betätigung
eines Pumpenhebels zu der vollständig
eingesetzten Position zu drücken.
Gemäß dem mit
Bezug auf 28 und 36 beschriebenen
Aspekt der Erfindung gibt die Erfindung einen Einweg-Ventilmechanismus
an, der zu zwei oder mehr Positionen bewegt werden kann, wobei in
diesen Positionen jeweils ein anderer Widerstand gegenüber einem
Fluidfluss nach außen
vorgesehen wird.
Im
Folgenden wird auf 37 Bezug genommen, die als
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Einweg-Ventilmechanismus angibt,
der eine ähnliche
Konfiguration wie in 28 und 36 aufweist,
wobei das Ventil jedoch nur einen Positionierungszapfen 151 umfasst,
der in einer von drei Positionen in dem inneren Kammerteil positioniert
werden kann: in einer inneren Position, bei der sich alle drei gleichmäßig beabstandeten
Sperrglieder 158 in den Vertiefungen 121 befinden;
in einer Zwischenposition (nicht gezeigt), bei der sich nur die zwei
inneren Sperrglieder 158 in den äußeren zwei Vertiefungen 121 befinden;
und in einer äußeren Position
(nicht gezeigt), bei der sich nur das innerste Sperrglied 158 in
der äußersten
Vertiefung 121 befindet. Die innere Fläche des äußeren Kammerteils 120 ist
gestuft, um den Durchmesser nach außen derart zu vergrößern, dass
die Ventilscheibe 153 in der inneren Position elastisch
mit einem inneren Segment 404 verbunden wird, in der Zwischenposition
elastisch mit dem Zwischensegment 406 verbunden wird und
in der äußeren Position
elastisch mit dem äußeren Segment 408 verbunden
wird, wobei der Widerstand gegenüber
einem nach außen
gerichteten Fluss von der inneren Position zu der äußeren Position
hin zunimmt. Der Ventilmechanismus von 37 kann
auch unabhängig verwendet
werden, ohne trennbar für
eine Einsetzung mit einem Kolben verbunden zu sein.
Das
Ventil von 37 kann ein Standardventil
sein, das in drei unterschiedlichen Positionen in verschiedenen
Pumpen platziert werden kann, um verschiedene Fluide zu pumpen oder
verschiedene Pumpeigenschaften vorzusehen.
Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die resultierende
Pumpenanordnung, die wie zum Beispiel in 15 gezeigt
drei separate Teile umfasst, wenn sie zum Pumpen von Fluid verwendet
wird, nur durch zwei Teile ausgebildet wird, sodass nur zwei Teile
während
der Montage gehandhabt werden müssen.
In
einigen bevorzugten Ausführungsformen sind
der Lösungsteil 150 und
der Kolben 130 vorzugsweise als einstückiges Element und vorzugsweise
durch Spritzgießen
aus einem Kunststoff ausgebildet. Dies ist zwar bevorzugt, jedoch
nicht notwendig. Der Lösungsteil 150 und
der Kolben 130 können auch
separat ausgebildet und dann vorübergehend etwa
durch Verbindungsglieder 160 aneinander befestigt werden,
wobei es sich um eine klebende oder schnappende Verbindung handeln
kann, die durch Kräfte
gebrochen werden kann, die kleiner als die zum Herausziehen des
Positionierungszapfens 151 aus der Verbindung in der Kammer 114 oder
zum Drehen derselben erforderlichen Kräfte sind.
Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass diese
als manipulationssicherer Indikator verwendet werden kann, anhand
dessen eine die Pumpe prüfende Person
bestimmen kann, ob die Verwendung der Pumpe initialisiert wurde
oder nicht, indem sie prüft,
ob der Lösungsteil 150 in
der Kammer 114 fix befestigt ist. Zum Beispiel kann die Kolbenpumpe
unmontiert oder mit dem Kolbenbildungselement 111 in der
Kammer 114 vorgesehen werden, wobei jedoch das Kolbenbildungselement 111 nicht
nach innen zu der Betriebsposition gedrückt wurde, sodass der Lösungsteil 150 nicht
in der Kammer fix befestigt wurde und das gesamte Kolbenbildungselement 111 entfernt
werden kann.
In
den bevorzugten Ausführungsformen
ist das innere erste Einwegventil durch eine ringförmige Ventilscheibe 153,
ein Kugelventil oder ein Klappenventil vorgesehen. Es können jedoch
auch viele andere Anordnungen von Einweg-Ventilmechanismen vorgesehen werden,
in denen ein Teil des inneren Einwegventils durch den Lösungsteil
getragen wird, während
ein anderer Teil des inneren Einwegventils durch das Kolbenkammer-Bildungsglied
getragen wird.
Die
bevorzugten Ausführungsformen
zeigen verschiedene Sperrmechanismen auf dem Lösungsteil 150 und
Sperrmechanismen in der Kammer 114, damit der Lösungsteil 150 fix
in der Kammer 114 aufgenommen werden kann. Es können jedoch
auch viele andere Anordnungen wie etwa eine Schnappverbindung oder
Nockenanordnungen vorgesehen werden, die sich von den gezeigten
Ausführungsformen
unterscheiden.
Die
Ausführungsformen
von 1 und 11 zeigen vier zerbrechliche
Streben oder Verbindungsglieder, während die Ausführungsform
von 25 zwei zerbrechliche Verbindungsglieder zeigt. Es
können
jedoch auch andere Anzahlen von zerbrechlichen Verbindungsgliedern
wie etwa ein, zwei, drei oder mehr verwendet werden.
Die
Erfindung wurde mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, wobei
viele Modifikationen und Variationen durch den Fachmann vorgesehen
werden können.
Für eine
Definition der Erfindung wird auf die folgenden Ansprüche verwiesen.