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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kolbenpumpen, und spezieller eine
abgestufte Kolbenpumpe mit einem abgestuften Zylinder zum Abfangen
eines Schrumpfens oder Setzens des Kolbens.
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Kolbenpumpen
sind wohlbekannt, bei welchen ein Kolben sich in einer Kammer hin-
und herbewegt. Bei vielen Kolbenpumpen weist der Kolben eine kreisförmige Scheibe
auf, die an sich elastisch ist, wobei der Umfang der Scheibe in
Eingriff mit einer inneren Wand der Kammer vorgespannt wird, um hierdurch
eine Abdichtung zu erzielen. Häufig
können
derartige Scheiben einen Fluidfluss in einer Richtung entlang ihnen
durch eine Druckdifferenz über die
Scheibe ermöglichen,
wodurch die Scheibe gegen ihre Vorspannung weg vom Dichtungseingriff
mit der Innenwand der Kammer gezwungen wird, und infolge der eigenen
Vorspannung der Scheibe, die dazu führt, dass die Scheibe eine
abgedichtete Position annimmt.
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Der
vorliegende Erfinder hat erkannt, dass unter verschiedenen Bedingungen
die an sich vorhandene Federelastizität der Scheibe beeinträchtigt werden
kann, so dass die Scheibe nicht ordnungsgemäß funktioniert, und die Leistung
der Pumpe beeinträchtigt
wird, oder überhaupt
nicht vorhanden ist. So hat beispielsweise der vorliegende Erfinder
erkannt, dass bei Kolben, welche elastische Scheiben aus Kunststoffmaterial
einsetzen, die Scheibe schrumpfen oder sich setzen kann. Setzen
tritt beispielsweise dann auf, wenn eine Scheibe in einer Kammer
aufgenommen wird, wobei die Scheibe eine ursprüngliche Vorspannung aufweist,
so dass sie einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser
der Innenwand der Kammer, so dass die eigene Vorspannung der Scheibe
die Scheibe in Eingriff mit der Innenwand der Kammer drückt. Die
Scheibe wird daher innerhalb der Kammer zusammengedrückt. Wenn
allerdings eine derartige Scheibe in einem derartig zusammengedrückten Zustand
in der Kammer über
einen längeren
Zeitraum verbleibt, kann die Scheibe ihre eigene Elastizität verlieren,
und beispielsweise dazu neigen, sich zu setzen, und die Form beizubehalten,
in welcher sie über
einen längeren
Zeitraum gehalten wird, und ihre Vorspannung verlieren, mit welcher
sie sich weiter ausdehnen könnte.
Das Ausmaß,
in welchem ein Schrumpfen auftreten kann, beeinflusst das Ausmaß, in welchem das
Scheibenteil eine funktionsfähige
Dichtung mit der Innenwand der Kammer ausbildet. Das Setzen vergrößert sich
im Verlauf der Zeit, in welcher die Scheibe in einer Position gehalten
wird. Das Setzen bei den meisten Kunststoffmaterialien steigt bei
Temperaturerhöhung
an. Beispielsweise kann bei zahlreichen, relativ kostengünstigen
Kunststoffmaterialien, wie sie vorzugsweise zur Ausbildung von Kolben
für Pumpen
eingesetzt werden, das Verlassen einer Scheibe eines Kolbens in
einem festen Zustand in einem Zylinder über einige Tage bei Temperaturen oberhalb
von 35°C
und mehr dazu führen,
dass signifikant das Ausmaß erhöht wird,
in welchem sich ein Setzen entwickelt. Wenn hierbei die zusammengebauten
Pumpen unterschiedlichen klimatischen Bedingungen ausgesetzt werden,
kann es durchaus geschehen, dass die Pumpen Temperaturen im Bereich von
35°C bis
60°C über mehrere
Stunden oder sogar Tage ausgesetzt sind, wenn sie transportiert
werden, aufbewahrt werden, und dergleichen.
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Der
vorliegende Erfinder hat weiterhin erkannt, dass das Setzen und
die verringerte Eigenelastizität
einer Scheibe auftreten können,
wenn die Scheibe bestimmten Fluiden ausgesetzt wird, die von der
Pumpe abgegeben werden sollen, einschließlich Chemikalien, die negativ
die Eigenschaften des Kunststoffs während jener Zeit beeinflussen,
in welcher sie an einer bestimmten Position einwirken.
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Der
vorliegende Erfinder hat weiterhin erkannt, dass es Kunststoffmaterialien
gibt, die zum Einsatz bei Kolben in Pumpen vorzuziehen sind, welche
schrumpfen können,
wenn sie über
Zeiträume
erhöhten
Temperaturen ausgesetzt sind. Zahlreiche Kunststoffscheiben in Kolbenpumpen
erfahren daher eine Schrumpfung, wenn sie Temperaturen oberhalb von
beispielsweise 35°C über verlängerte Zeiträume ausgesetzt
werden, wobei das Schrumpfen ansteigen und dauerhafter sein kann,
wenn ein zusammengedrückter
Zustand beibehalten wird, innerhalb des Zylinders, während jenes
Zeitraums, in welchem die erhöhten
Temperaturen einwirken.
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Um
zumindest teilweise diese Nachteile vorbekannter Vorrichtungen zu überwinden,
stellt die vorliegende Erfindung eine Kolbenpumpe zur Verfügung, bei
welcher, wenn der Kolben aufbewahrt wird, oder die Pumpe nicht betriebsfähig ist,
der Kolben innerhalb eines Abschnitts der Kammer aufgenommen ist,
wobei sich der Kolben an einem Ort befindet, der einen größeren Durchmesser
aufweist als Abschnitte der Kammer, in welchen der Kolben aufgenommen ist,
wenn der Kolben betriebsfähig
zum Pumpen ist.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer verbesserten Kolbenpumpenanordnung zum Überwinden von Schwierigkeiten,
die infolge eines Setzens, des Verlustes an Elastizität oder des
Schrumpfens eines Kolbenbauteils auftreten können.
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Ein
weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung einer Kolbenpumpe,
die einen vernünftigen
Betrieb der Pumpe selbst dann ermöglicht, nachdem ein Kolbendichtungsteil
geschrumpft ist oder sich gesetzt hat, so dass es einen kleineren
Durchmesser aufweist.
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Eine
Pumpe gemäß der vorliegenden
Erfindung weist einen Kolben auf, der sich in einer Kammer gleitend
in Axialrichtung hin- und herbewegen kann, wobei der Kolben eine
Setzposition in Axialrichtung in der Kammer einnimmt, wenn der Kolben nicht
in Gebrauch ist, oder wenn er nach dem ursprünglichen Zusammenbau aufbewahrt
wird. Wenn sich der Kolben in einer derartigen Setzposition befindet,
ist der Kolben innerhalb eines Setzabschnitts der Kammer aufgenommen,
der einen größeren Umfang aufweist
als andere Abschnitte der Kammer, in welche der Kolben gleitet,
wenn er zum Pumpen bewegt wird. Der Kolben kann infolge des Eingriffs
in den Setzabschnitt mit größerem Durchmesser
der Kammer sich so setzen, dass er den Durchmesser des Setzabschnitts
mit größerem Durchmesser
der Kammer annimmt, oder kann schrumpfen, so dass er den Durchmesser
des Setzabschnitts mit größerem Durchmesser
der Kammer einnimmt, wodurch der Eingriff des Kolbens in den Setzabschnitt
mit größerem Durchmesser
beeinträchtigt
werden kann. Bei Bewegung des Kolbens im Gebrauch in die anderen Abschnitte
der Kammer, welche kleinere Durchmesser aufweisen, werden jedoch
die Auswirkungen des Setzens oder Schrumpfens des Kolbens auf den
Eingriff mit der Kammer verringert. Vorzugsweise steht, wenn sich
der Kolben in dem Setzabschnitt der Kammer befindet, selbst nach
einer vernünftigerweise
zu erwartenden Setzung oder Schrumpfung, der Kolben immer noch im
Eingriff mit der Wand der Kammer. Allerdings wird vom Umfang der
Erfindung umfasst, dass dann, wenn sich der Kolben in der Setzposition befindet,
die Scheibe nicht im Eingriff mit der Wand der Kammer steht. Pumpen
gemäß der vorliegenden Erfindung
stellen eine abgestufte Kammer mit einem Setzabschnitt mit größerem Durchmesser
der Kammer zur Verfügung,
der ein oder mehrere Abschnitte ist, in welchen der Kolben aufgenommen
wird, wenn er nicht betriebsfähig
ist und/oder aufbewahrt wird, wobei vorzugsweise die Setzposition
oder die Schrumpfpositionen eine vollständig eingefahrene Position
oder eine vollständig
zurückgezogene
Position sind. Vorzugsweise ist die Differenz zwischen dem Durchmesser
des Setzabschnitts mit größerem Durchmesser
und jenem des anderen Abschnitts der Kammer so gewählt, dass
sie so klein wie möglich
ist, um vernünftig
ein erwartetes Setzen oder Schrumpfen abzumildern.
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Kolbenpumpen
können
Kolben mit mehr als einer Scheibe aufweisen, zum Eingriff mit den
Innenwänden
einer Kolbenkammer, und es kann eine getrennte, abgestufte Anordnung
für jede
Scheibe vorgesehen sein, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich
sein muss, und nur die Bereitstellung einer abgestuften Konfiguration
für eine
der Scheiben dazu ausreichend sein kann, einen vernünftigen
Betrieb der Pumpe sicherzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt durch Einsatz einer abgestuften Kammer
einen Mechanismus zur Sicherstellung einer ausreichenden Funktionsweise
der Pumpe trotz einer Schrumpfung oder eines Setzens zur Verfügung, und
ermöglicht
darüber
hinaus, dass der Kolben für
die Pumpe aus einfacher handhabbaren und kostengünstigeren Materialien hergestellt
werden kann, beispielsweise Kunststoffen, die ein geringeres Schmelzen
aufweisen, und eine erhöhte
Wahrscheinlichkeit für
Setzen und Schrumpfen.
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Die
Erfindung ist zum Einsatz nicht nur bei Kolben geeignet, die Scheiben
aufweisen, die sich in Radialrichtung nach außen erstrecken, zum Eingriff mit
einer inneren Wand der Kammer, sondern auch bei Anordnungen, bei
welchen eine Kammer eine ringförmige
Scheibe aufweist, die sich in Radialrichtung nach innen erstreckt,
zum Eingriff mit einer zylindrischen Oberfläche auf einem Kolben. Im letztgenannten
Fall sollte der Durchmesser des Kolbens, der sich in Eingriff mit
der sich radial nach außen
erstreckenden Scheibe erstreckt, verkleinert sein, wenn sich der
Kolben in einer Setzposition befindet, die er einnimmt, wenn er
nicht in Gebrauch ist.
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Bei
einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Pumpe zum Abgeben
von Fluid von einem Vorratsbehälter
zur Verfügung,
wobei vorgesehen sind:
ein Kolbenkammer-Ausbildungsteil, das
eine innere zylindrische Kammer und eine äußere zylindrische Kammer aufweist,
wobei die innere Kammer und die äußere Kammer
jeweils einen Durchmesser aufweisen, eine Kammerwand, ein inneres
Ende und ein äußeres Ende,
der
Durchmesser der inneren Kammer von dem Durchmesser der äußeren Kammer
verschieden ist,
die innere Kammer und die äußere Kammer koaxial zum äußeren Ende
der inneren Kammer verlaufen, das sich in das innere Ende der äußeren Kammer
hin öffnet,
die
innere Kammer in Fluidverbindung mit dem Vorratsbehälter steht,
ein
Kolben-Ausbildungselement, das in dem Kolbenkammer-Ausbildungsteil so
aufgenommen ist, dass es darin in Axialrichtung nach innen und außen gleiten
kann,
eine Scheibe auf dem Kolben-Ausbildungselement, die sich
in Radialrichtung nach außen
erstreckt,
wobei das Kolben-Ausbildungselement gleitbeweglich
in dem Kolbenkammer-Ausbildungsteil aufgenommen ist, für eine Hin- und Herbewegung
in Axialrichtung nach innen und außen in einem Betriebszyklus
zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position
zum Pumpen von Fluid von dem Vorratsbehälter zu einem Pumpenauslass,
wobei
mittlere Positionen zwischen der ausgefahrenen Position und der
eingefahrenen Position vorhanden sind,
entweder die ausgefahrene
Position oder die eingefahrene Position eine Setzposition ist,
in
der Setzposition und zwischen der Setzposition und den mittleren
Positionen die Scheibe sich entweder in der inneren Kammer oder
der äußeren Kammer
befindet, welche den großen
Durchmesser aufweist,
wobei dann, wenn sich die Scheibe in
der inneren Kammer oder äußeren Kammer
mit dem kleinerem Durchmesser befindet, die Scheibe im Eingriff
mit deren Kammerwand steht, in Umfangsrichtung herum, um im wesentlichen
einen Fluidfluss in dieser Kammer über die Scheibe hinaus in zumindest
entweder der Einwärtsrichtung
oder der Auswärtsrichtung
zu verhindern,
wobei die Pumpe, nach Zusammenbau des Kolbenkammer-Ausbildungsteils
und des Kolben-Ausbildungselements sich in der Setzposition oder
der Setzposition und den mittleren Positionen befindet: (a) wenn
die Pumpe vor dem ersten Gebrauch aufbewahrt wird, (b) wenn sich
die Pumpe nach dem ersten Gebrauch zwischen Betriebszyklen befindet,
oder (c) wenn die Pumpe vor dem ersten Gebrauch aufbewahrt wird,
und wenn sich die Pumpe nach dem ersten Gebrauch zwischen Betriebszyklen
befindet.
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In
einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Pumpe
zum Abgeben von Fluid von einem Vorratsbehälter zur Verfügung, wobei
vorgesehen sind:
ein Kolbenkammer-Ausbildungsteil, das eine
innere zylindrische Kammer aufweist, eine mittlere Kammer, und eine äußere zylindrische
Kammer, wobei die innere Kammer, die mittlere Kammer und die äußere Kammer
jeweils einen Durchmesser aufweisen, eine Kammerwand, ein inneres
Ende und ein äußeres Ende,
wobei
der Durchmesser der inneren Kammer kleiner ist als der Durchmesser
der mittleren Kammer,
der Durchmesser der mittleren Kammer
kleiner ist als der Durchmesser der äußeren Kammer,
die innere
Kammer, die mittlere Kammer und die äußere Kammer koaxial zum äußeren Ende
der inneren Kammer angeordnet sind, das sich in das innere Ende
der mittleren Kammer öffnet,
und zum äußeren Ende
der mittleren Kammer, das sich in das innere Ende der äußeren Kammer
hin öffnet,
die
innere Kammer in Fluidverbindung mit dem Vorratsbehälter steht,
ein
Kolben-Ausbildungselement, das so in dem Kolbenkammer-Ausbildungsteil aufgenommen
ist, dass es darin in Axialrichtung nach innen und außen gleiten
kann,
eine innere Scheibe auf dem Kolben-Ausbildungselement,
die sich radial nach außen
erstreckt,
eine äußere Scheibe
auf dem Kolben-Ausbildungselement, die sich in Radialrichtung nach
außen
erstreckt,
wobei die äußere Scheibe
auf dem Kolben-Ausbildungselement in Axialrichtung weiter außen als
die innere Scheibe angeordnet ist,
das Kolben-Ausbildungselement
gleitbeweglich in dem Kolbenkammer-Ausbildungsteil aufgenommen ist,
für eine
Bewegung in Axialrichtung nach innen und außen in einem Betriebszyklus
zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position,
zum Pumpen von Fluid von dem Vorratsbehälter zu einem Pumpenauslass,
wobei
mittlere Positionen zwischen der ausgefahrenen Position und der
eingefahrenen Position vorhanden sind,
in der eingefahrenen
Position und zwischen der eingefahrenen Position und den mittleren
Positionen sich die innere Scheibe in der inneren Kammer befindet,
und sich die äußere Scheibe
in der mittleren Kammer befindet,
in der ausgefahrenen Position
und zwischen der ausgefahrenen Position und der mittleren Position
sich die innere Scheibe in der mittleren Kammer befindet, und sich
die äußere Scheibe
in der äußeren Kammer befindet,
wenn
sich die innere Scheibe in der inneren Kammer befindet, die innere
Scheibe im Eingriff in Umfangsrichtung mit deren Kammerwand steht,
um im wesentlichen einen Fluidfluss in der inneren Kammer über die
innere Scheibe hinaus zumindest entweder in Einwärtsrichtung oder in Auswärtsrichtung
zu verhindern,
wenn sich die äußere Scheibe in der mittleren
Kammer befindet, die äußere Scheibe
in Umfangsrichtung in Eingriff mit deren Kammerwand steht, um im wesentlichen
einen Fluidfluss in der mittleren Kammer über die äußere Scheibe hinaus zumindest
entweder in Einwärtsrichtung
oder in Auswärtsrichtung zu
verhindern,
wobei sich die Pumpe nach dem Zusammenbau des Kolbenkammer-Ausbildungsteil und
des Kolben-Ausbildungselements in der ausgefahrenen Position oder
zwischen der ausgefahrenen Position und den mittleren Positionen
befindet: (a) wenn die Pumpe vor dem ersten Gebrauch aufbewahrt
wird, (b) wenn sich die Pumpe nach dem ersten Gebrauch zwischen Betriebszyklen
befindet, oder (c) wenn die Pumpe vor dem ersten Gebrauch aufbewahrt
wird, und wenn sich die Pumpe nach dem ersten Gebrauch zwischen Betriebszyklen
befindet.
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Bei
einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Pumpe
zum Abgeben von Fluid aus einem Vorratsbehälter zur Verfügung, wobei
vorgesehen sind:
ein Kolbenkammer-Ausbildungsteil, das eine
innere zylindrische Kammer, eine mittlere Kammer und eine äußere zylindrische
Kammer aufweist, wobei die innere Kammer, die mittlere Kammer und
die äußere Kammer
jeweils einen Durchmesser aufweisen, eine Kammerwand, ein inneres
Ende und ein äußeres Ende,
der
Durchmesser der mittleren Kammer größer ist als der Durchmesser
der inneren Kammer,
der Durchmesser der mittleren Kammer größer ist
als der Durchmesser der äußeren Kammer,
die
innere Kammer, die mittlere Kammer und die äußere Kammer koaxial zum äußeren Ende
der inneren Kammer angeordnet sind, das sich in das innere Ende
der mittleren Kammer hin öffnet,
und koaxial zum äußeren Ende
der mittleren Kammer angeordnet sind, das sich in das innere Ende
der äußeren Kammer
hin öffnet,
die
innere Kammer in Fluidverbindung mit dem Vorratsbehälter steht,
ein
Kolben-Ausbildungselement, das so in dem Kolbenkammer-Ausbildungsteil aufgenommen
ist, dass es darin in Axialrichtung nach innen und außen gleiten
kann,
eine Scheibe auf dem Kolben-Ausbildungselement, die sich
radial nach außen
erstreckt,
wobei das Kolben-Ausbildungselement gleitbeweglich
in dem Kolbenkammer-Ausbildungsteil aufgenommen ist, zur Hin- und
Herbewegung nach innen und außen
in Radialrichtung in einem Betriebszyklus zwischen einer ausgefahrenen
Position und einer eingefahrenen Position, zum Pumpen von Fluid
von dem Vorratsbehälter
zu einem Pumpenauslass,
wobei dann, wenn sich die Scheibe in
der mittleren Kammer befindet, die Scheibe in Eingriff mit deren Kammerwand
in Umfangsrichtung steht, um im wesentlichen einen Fluidfluss in der
mittleren Kammer über
die Scheibe hinaus zumindest entweder in Einwärtsrichtung oder in Auswärtsrichtung
zu verhindern,
wobei sich in der eingefahrenen Position die
Scheibe in der inneren Kammer befindet,
in der ausgefahrenen
Position die Scheibe sich in der äußeren Kammer befindet,
die
Pumpe nach Zusammenbau des Kolbenkammer-Ausbildungsteils und des
Kolben-Ausbildungselements in einer solchen Position ist, dass sich
die Scheibe in der inneren Kammer oder in der äußeren Kammer befindet: (a)
wenn die Pumpe vor dem ersten Gebrauch aufbewahrt wird, (b) wenn
sich die Pumpe nach dem ersten Gebrauch zwischen Betriebszyklen
befindet, oder (c) wenn die Pumpe vor dem ersten Gebrauch aufbewahrt
wird, und wenn die Pumpe nach dem ersten Gebrauch sich zwischen Betriebszyklen
befindet,
wobei dann, wenn sich die Scheibe entweder in der inneren
Kammer oder der äußeren Kammer
befindet, die Scheibe im Eingriff mit deren Kammerwand in Umfangsrichtung
steht, um im wesentlichen einen Fluidfluss in dieser Kammer über die
Scheibe hinaus zumindest entweder in Einwärtsrichtung oder in Auswärtsrichtung
zu verhindern.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
schematische Seitenquerschnittsansicht einer Kolbenpumpe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer ausgefahrenen Position;
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2 eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei sich jedoch der Kolben
in einer mittleren Position befindet;
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3 eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei sich jedoch der Kolben
in einer eingefahrenen Position befindet;
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4 eine
schematische Seitenquerschnittsansicht einer Kolbenpumpe gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer ausgefahrenen Position;
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5 eine ähnliche
Ansicht wie 4, wobei sich jedoch der Kolben
in einer mittleren Position befindet;
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6 eine ähnliche
Ansicht wie 4, wobei sich jedoch der Kolben
in einer eingefahrenen Position befindet;
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7 eine
schematische Seitenquerschnittsansicht einer Kolbenpumpe gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer eingefahrenen Position;
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8 eine
schematische Seitenquerschnittsansicht einer Kolbenpumpe gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer ausgefahrenen Position;
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9 eine
schematische Seitenquerschnittsansicht einer Kolbenpumpe gemäß einer
fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer eingefahrenen Position;
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10 eine
schematische Seitenquerschnittsansicht einer Kolbenpumpe gemäß einer sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer eingefahrenen Position;
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11 eine ähnliche
Ansicht wie 10, wobei sich jedoch der Kolben
in einer inneren, mittleren Position befindet;
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12 eine ähnliche
Ansicht wie 10, wobei sich jedoch der Kolben
in einer äußeren, mittleren
Position befindet; und
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13 eine ähnliche
Ansicht wie 10, wobei sich jedoch der Kolben
in einer ausgefahrenen Position befindet.
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In
den 1 bis 3 ist ein Flüssigkeitsspender 10 dargestellt,
der eine Pumpenanordnung 12 aufweist, die an einem Vorratsbehälter 13 angebracht
ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Der
Vorratsbehälter 13 ist
ein Behälter
mit einem ein Gewinde aufweisenden Hals 14. Die Pumpenanordnung 12 weist
einen Kolbenkammer-Ausbildungskörper 16 auf,
der in sich eine Kammer 18 festlegt, in welcher ein Kolben-Ausbildungselement
oder ein Kolben 20 gleitbeweglich angeordnet ist, so dass es
bzw. er sich hin- und herbewegen kann, um Fluid von dem Vorratsbehälter abzugeben.
Die Kammer 18 ist innerhalb von Seitenwänden 42 eines inneren Rohrs 26 ausgebildet.
Die Kammer 18 ist an einer inneren Endwand 23 geschlossen,
und an einem äußeren Ende 24 geöffnet. Öffnungen 22 in
der Endwand 23 der Kammer 18 stehen in Verbindung
mit dem Fluid in dem Vorratsbehälter 13.
Ein Einwegventil 25 über
der Öffnung 22 ermöglicht einen
Fluidfluss von dem Vorratsbehälter 13 in
die Kammer 18 nach außen,
verhindert jedoch einen Fluidfluss nach innen.
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Der
Kolbenkammer-Ausbildungskörper 16 weist
das zylindrische innere Rohr 26 auf, in welchem die Kammer 18 vorhanden
ist. Ein äußeres, rohrförmiges Teil 28 ist
radial außerhalb
des inneren Rohrs 26 vorhanden, und ist durch eine in Radialrichtung verlaufende
Schulter 27 mit dem inneren Rohr 26 verbunden.
Auf dem äußeren, rohrförmigen Teil 28 ist ein
Gewinde 29 vorhanden, das in Eingriff mit dem ein Gewinde
aufweisenden Hals 14 des Vorratsbehälters 13 steht, um
hierdurch eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtung
auszubilden.
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Fluid
von dem Vorratsbehälter 13 steht
in Verbindung mit der Kolbenkammer 18 über die Öffnung 22.
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Das
Einwegventil 25 weist einen mit einer Schulter versehenen
Knopf 30 auf, der im Schnappsitz innerhalb einer zentralen Öffnung in
der Endwand 23 der Kammer 18 befestigt ist. Ein
flexibler, ringförmiger
Rand 31 wird durch den Knopf 30 gehaltert, und
erstreckt sich in Radialrichtung nach außen zur Seitenwand 42 des
inneren Rohrs 26. Wenn der Druck in der Kammer 18 niedriger
ist als im Vorratsbehälter 13,
wird der Rand 31 weg von den Wänden des inneren Rohrs 26 ausgelenkt,
und kann Fluid von dem Vorratsbehälter 13 durch Ausgangsöffnungen 22 und über den
Rand 31 hinaus in die Kammer 18 fließen. Ein
Fluidfluss in entgegengesetzter Richtung wird durch den Rand 31 gesperrt,
der radial nach außen
in die Seitenwand 42 des inneren Rohrs 26 vorgespannt
ist.
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Das
Kolben-Ausbildungselement oder der Kolben 20 ist vorzugsweise
ein einstückiges
Element, das aus Kunststoff besteht. Der Kolben 20 weist
einen hohlen Schaft 32 auf.
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Zwei
kreisförmige
Scheiben 33 und 34, nämlich eine innere und eine äußere Scheibe,
sind im Abstand voneinander auf dem Schaft 32 angeordnet. Die
innere Scheibe 33 steht im elastischen Eingriff mit der
Seitenwand der Kammer 18, um einen Fluidfluss nach außen über sie
hinaus durch elastische Auslenkung weg von der Seitenwand zu ermöglichen,
wenn der Druck in der Kammer 18 einwärts der Scheibe 33 größer ist
als der Druck auswärts
der Scheibe 33. Die innere Scheibe 33 verhindert
einen Fluidfluss über
sie hinaus nach innen. Daher arbeitet die innere Scheibe 33 als
ein zweites Einwegventil. Die äußere Scheibe 34 steht
im Eingriff mit der Seitenwand der Kammer 18, um einen
Fluidfluss nach außen über sie
hinaus zu verhindern.
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Der
Kolbenschaft 32 weist einen hohlen Verbindungsweg 35 auf,
der sich entlang der Achse 40 des Kolbens 20 von
einem verschlossenen inneren Ende 38 zu einem Auslass 36 an
einem äußeren Ende
erstreckt. Einlässe 37 zum
Verbindungsweg 35 sind auf dem Schaft 32 zwischen
der inneren Scheibe 33 und der äußeren Scheibe 34 vorgesehen. Durch
eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 20 in der Kammer 18 wird
Fluid aus dem Vorratsbehälter 13 durch
Ausgangsöffnungen 22 hinter
der inneren Scheibe 33 und über die Einlässe 37 in
den Verbindungsweg 35 und entlang dem Verbindungsweg 35 zum
Austreten am Auslass 36 abgezogen.
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Der
Kolbenkammer-Ausbildungskörper 16 ist
vorzugsweise durch Spritzgießen
als einstückiges Element
ausgebildet. Das Einwegventil 24 und das Kolben-Ausbildungselement 20 sind
getrennte Elemente.
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In
den 1 bis 3 kann der Kolben 20 eine
Hin- und Herbewegung in einem einzigen Betätigungshub von einer in 1 gezeigten,
ausgefahrenen Position zu der in 3 gezeigten,
eingefahrenen Position und dann zurück zur ausgefahrenen Position
von 1 durchführen.
Bei der Bewegung zwischen der ausgefahrenen Position von 1 und
der eingefahrenen Position von 3 bewegt
sich der Kolben durch die in 2 gezeigte,
mittlere Position.
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Bei
der in den 1 bis 3 gezeigten
ersten Ausführungsform
wird der Kolben 20 nach jedem Betätigungshub in der ausgefahrenen
Position festgehalten, bis er das nächste Mal betätigt wird.
Hierbei spannt gemäß der ersten
Ausführungsform
ein Federteil (nicht dargestellt) den Kolben 20 zu der
ausgefahrenen Position vor, wobei ein Anschlagmechanismus (nicht
dargestellt) eine weitere Bewegung nach außen des Kolbens über die
ausgefahrene Position von 1 hinaus
verhindert. Derartige mit einer Feder vorgespannte Seifenspender
sind wohlbekannt, bei denen ein Benutzer den Kolben von der ausgefahrenen
Position zu der eingefahrenen Position gegen die Vorspannung einer
Feder bewegt, und die Feder den Kolben zu einer festen, ausgefahrenen Position
zurückstellt,
in welcher der Kolben verbleibt, bis er das nächste Mal durch einen Benutzer
betätigt wird.
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Wie
in den 1 bis 3 dargestellt, weist die Seitenwand 42 der
Kammer drei Abschnitte auf, einen inneren Kammerabschnitt 44 mit
konstantem Durchmesser, einen äußeren Kammerabschnitt 48 mit
konstantem Durchmesser, der größer ist
als der Durchmesser des inneren Abschnitts, und einen Übergangsabschnitt 46,
dessen Durchmesser sich nach außen
von dem inneren Abschnitt 44 zu dem äußeren Abschnitt 48 verringert.
Wie dargestellt, ist eine erste Übergangslinie 45 zwischen
dem inneren Kammerabschnitt 44 und einem Übergangsabschnitt 46 angeordnet.
Eine andere Übergangslinie 47 ist zwischen
dem Übergangskammerabschnitt 46 und dem äußeren Kammerabschnitt 48 angeordnet.
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In
der in 1 gezeigten, ausgefahrenen Position ist die äußere Scheibe 34 in
dem äußeren Kammerabschnitt 48 aufgenommen,
und befindet sich die innere Scheibe 33 in dem inneren
Kammerabschnitt 44. Bei der Bewegung des Kolbens nach innen
von der in 1 gezeigten, ausgefahrenen Position
gelangt die äußere Scheibe über den Übergangsabschnitt
in die in 2 gezeigte, mittlere Position,
an welcher die äußere Scheibe 34 zuerst
innerhalb des inneren Kammerabschnitts 44 aufgenommen ist.
Bei der Bewegung zwischen der in 2 gezeigten,
mittleren Position und der in 3 gezeigten,
eingefahrenen Position verbleibt die äußere Scheibe 34 innerhalb
des inneren Kammerabschnitts 44. Eine Pumpe kann in der
in 1 dargestellten, ausgefahrenen Position über lange
Zeiträume
und bei Bedingungen mit erhöhter
Temperatur verbleiben. In der in 1 dargestellten,
ausgefahrenen Position weist die äußere Scheibe 34 vorzugsweise,
zumindest am Anfang ihres Einsatzes, eine eigene Vorspannung auf,
so dass die Umfangsränder der
Scheibe 34 infolge der eigenen Vorspannung der Scheibe
nach außen
in die Innenwand des äußeren Kammerabschnitts 48 gedrückt werden.
Im Verlauf der Zeit kann bei der äußeren Scheibe 34 ein
Setzen oder Schrumpfen auftreten, so dass sie ihre Elastizität verliert,
und mit verringerter Kraft nach außen gedrückt wird. Trotz des Setzens
oder Schrumpfens der äußeren Scheibe 34 wird
bei Bewegung der äußeren Scheibe 34 zur
mittleren Position von 2 die äußere Scheibe 34 in
dem inneren Kammerabschnitt 44 aufgenommen, der einen verkleinerten
Durchmesser aufweist, wodurch das Ausmaß erhöht wird, in welchem die äußere Scheibe 34 in
Eingriff mit der inneren Wand der Kammer gelangt, was für ein verbessertes
Pumpen sorgt, im Vergleich zu einer Pumpe, bei welche die gesamte
Kammer den Durchmesser des äußeren Kammerabschnitts 48 aufweist.
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Nunmehr
wird auf die 4 bis 6 Bezug genommen,
die eine ähnliche
Pumpenanordnung wie in den 1 bis 3 zeigen,
wobei gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet
werden. Ein Unterschied bei der zweiten Ausführungsform gemäß 4 bis 6 besteht
darin, dass die innere Wand 42 der Kammer 18 fünf Abschnitte
aufweist, einen inneren Kammerabschnitt 50, einen inneren Übergangskammerabschnitt 52,
einen mittleren Kammerabschnitt 54, einen äußeren Übergangskammerabschnitt 56,
und einen äußeren Kammerabschnitt 58.
Sowohl der innere Kammerabschnitt 50, der mittlere Kammerabschnitt 54 als
auch der äußere Kammerabschnitt 58 weisen
einen konstanten Durchmesser auf, wobei jedoch der Durchmesser des
inneren Kammerabschnitts 50 kleiner ist als der Durchmesser
des mittleren Kammerabschnitts 54, und der Durchmesser
des mittleren Kammerabschnitts 54 kleiner ist als der Durchmesser
des äußere Kammerabschnitts 58.
Bei der Ausführungsform
der 4 bis 5 bleibt die Pumpe in der ausgefahrenen
Position von 4, wenn sie nicht im Gebrauch
ist, und wird in einem Betriebszyklus von der ausgefahrenen Position
von 4 durch die mittlere Position von 5 zu
der eingefahrenen Position von 6 bewegt,
und dann zurück über die
mittlere Position von 5 zur ausgefahrenen Position von 4.
In der ausgefahrenen Position befindet sich die äußere Scheibe 34 in
dem äußere Kammerabschnitt 58,
und befindet sich die innere Scheibe 33 in dem mittleren
Kammerabschnitt 54. Aus dieser Position wird der Kolben
zunächst
nach innen zur mittleren Position von 5 bewegt,
bei welcher sich der äußere Kolben 34 in
dem mittleren Kammerabschnitt 54 befindet, und sich die
innere Scheibe 33 in dem inneren Kammerabschnitt 50 befindet.
Beim Gleiten zwischen der mittleren Position von 5 und
der eingefahrenen Position von 6 bleibt
die äußere Scheibe 34 in
dem mittleren Kammerabschnitt 54 mit konstantem Durchmesser,
und bleibt die innere Scheibe 33 in dem inneren Kammerabschnitt 50 mit
konstantem Durchmesser.
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Bei
der Ausführungsform
der 4 bis 6 befinden sich sowohl die äußere Scheibe 34 als
auch die innere Scheibe 33 in der ausgefahrenen Position,
in welcher sie verbleiben können,
wenn sie nicht im Einsatz in einem Abschnitt mit größerem Durchmesser
der Kammer als in einem Abschnitt unmittelbar einwärts davon
stehen, in welchem sie im wesentlichen dauernd während des Einsatzes der Pumpe
beim Pumpen gehaltert werden. Ein Schrumpfen oder ein Setzen entweder
der äußeren Scheibe 34 oder
der inneren Scheibe 33 wird daher in gewissem Ausmaß ohne eine
Beeinträchtigung der
Leistung ausgeglichen.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform
einer Kolbenpumpe gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher
Elemente wie in 1 verwendet werden. Bei der
Ausführungsform
von 7 soll jedoch die Pumpe in der in 7 gezeigten,
eingefahrenen Position gehalten werden, wenn sie nicht im Gebrauch
ist. Im Gebrauch wird der Kolben 20 von der eingefahrenen
Position zu einer ausgefahrenen Position bewegt. In der eingefahrenen
Position wird die äußere Scheibe 34 in
einem inneren Kammerabschnitt 44 mit vergrößertem Durchmesser
aufgenommen. Bei Auswärtsbewegung
des Kolbens bewegt sich die äußere Scheibe 34 über einen Übergangskammerabschnitt 46 zu
einer mittleren Position, in welcher die äußere Scheibe 34 zunächst in
den äußeren Kammerabschnitt 48 mit
verringertem Durchmesser eindringt. Bei dem Einsatz der Pumpe mit Hin-
und Herbewegung tritt eine vorteilhafte Pumpwirkung bei der Gleitbewegung
zwischen einer mittleren Position und einer vollständig ausgefahrenen
Position auf, oder zwischen derartigen Positionen, bei welchen die äußere Scheibe 34 in
dem äußeren Kammerabschnitt
verbleibt, und die innere Scheibe 33 in dem inneren Kammerabschnitt 44 mit
konstantem Durchmesser verbleibt.
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Es
wird nunmehr Bezug auf 8 genommen, welche eine vierte
Ausführungsformn
darstellt, bei welcher auf ähnliche
Weise wie voranstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben,
jedoch anders als bei der Ausführungsform
von 7, der Kolben in einer eingefahrenen Position
zurückgehalten
wird, wenn er nicht in Gebrauch ist. In 8 sind fünf Abschnitte
in der Kammer vorhanden, nämlich
ein innerer Kammerabschnitt 50, ein innerer Übergangskammerabschnitt 52,
ein mittlerer Kammerabschnitt 54, ein äußerer Übergangskammerabschnitt 56,
und ein äußerer Kammerabschnitt 58 der Kammer,
wobei der innere Kammerabschnitt 50, der mittlere Kammerabschnitt 54,
der äußere Kammerabschnitt 58 im
wesentlichen konstante, jedoch unterschiedliche Durchmesser aufweisen,
und der Durchmesser des inneren Kammerabschnitts 50 größer ist
als der Durchmesser des mittleren Kammerabschnitts 54,
der größer ist
als der Durchmesser des äußeren Kammerabschnitts 58.
In einer in 8 dargestellten, vollständig eingezogenen
Position, in welcher sich die Kolbenpumpe in der Ruhelage befindet,
werden sowohl die äußere Scheibe 34 als
auch die innere Scheibe 33 in Kammerabschnitten mit vergrößertem Durchmesser
aufgenommen, im Vergleich zum Durchmesser der Kammerabschnitte,
in welchen die Scheiben bei Betätigung
der Pumpe gleiten sollen, von einer mittleren Position zu einer
ausgefahrenen Position.
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Die
Pumpenanordnung in jeder der 1 bis 8 weist
das Einwegventil 25 und einen Kolben 20 mit zwei
Scheiben 33 und 34 auf. 9 zeigt
eine Pumpenanordnung, welche den Einsatz eines getrennten Einwegventils
vermeidet, und bei welcher der Kolben 20 drei Scheiben
trägt,
um in der Auswirkung zwei Einwegventile zur Verfügung zu stellen.
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In 9 weist
der Kolben drei Scheiben auf, nämlich
eine äußere Scheibe 34,
eine mittlere Scheibe 33, und eine innere Scheibe 70.
Die dargestellte Pumpe soll in der in 9 dargestellten,
ausgefahrenen Position gehalten werden, wenn sie nicht in Gebrauch
ist. Die äußere Scheibe 34 in
der ausgefahrenen Position wird in einem äußersten Kammerabschnitt 58 mit
vergrößertem Durchmesser
aufgenommen, so dass bei Bewegung des Kolbens nach innen zum Pumpen
die äußere Scheibe 34 in
Eingriff mit dem mittleren Kammerabschnitt 54 mit kleinerem Durchmesser
gelangt. Die mittlere Scheibe 33 ist ständig in dem mittleren Kammerabschnitt 54 mit konstantem
Durchmesser aufgenommen. Die innere Scheibe 70 ist ständig in
dem inneren Kammerabschnitt 50 mit konstantem Durchmesser
aufgenommen. Eine Stufenschulter 25 befindet sich zwischen dem
inneren Kammerabschnitt 50 und dem mittleren Kammerabschnitt 54.
Ein Übergangskammerabschnitt 56 befindet
sich zwischen dem mittleren Kammerabschnitt 54 und dem äußeren Kammerabschnitt 58.
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In 10 ist
eine sechste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie aus 10 hervorgeht,
weist das innere Rohr 26 einen inneren Kammerabschnitt 50 mit
einem ersten, konstanten Durchmesser auf, einen inneren Übergangskammerabschnitt 52,
einen mittleren Kammerabschnitt 54 mit konstantem Durchmesser,
einen äußeren Übergangskammerabschnitt 56,
und einen äußeren Kammerwandabschnitt 58 mit
konstantem Durchmesser. Der innere Übergangskammerabschnitt 52 stellt
eine Brücke
zwischen dem inneren Kammerabschnitt 50 und dem mittleren
Kammerabschnitt 54 zur Verfügung, und weist einen Durchmesser
auf, der kleiner ist als der Durchmesser des mittleren Kammerabschnitts 54.
Der äußere Kammerabschnitt 58 weist
einen Durchmesser auf, der kleiner ist als jener des mittleren Kammerabschnitts 54.
Die Pumpe ist in vier Positionen dargestellt, einer vollständig eingefahrenen
Position, die in 10 gezeigt ist, einer inneren,
mittleren Position, wie in 11 gezeigt,
einer äußeren, mittleren
Position, wie in 12 gezeigt, und einer vollständig ausgefahrenen Position,
wie in 13 gezeigt. Die Pumpe gemäß den 10 bis 13 soll
dazu dienen, in der vollständig
eingefahrenen Position aufbewahrt und versandt zu werden, die in 10 gezeigt
ist, beispielsweise als (a) nur zusammengebaut und nicht mit einem
Flaschenvorratsbehälter
verbunden, oder (b) zusammengebaut und mit einer Flasche verbunden, jedoch
nicht im Eingriff mit einem Spender befindlich. In der vollständig eingefahrenen
Position wird die äußere Scheibe 34 innerhalb
des inneren Übergangskammerabschnitts 52 mit
verkleinertem Durchmesser aufgenommen. Das US-Patent 5,975,360,
erteilt am 02. November 1999 an Ophardt, zeigt in 8 eine
Kolbenpumpe, die zusammengebaut und mit einer Flasche in einer eingefahrenen
Position verbunden ist, jedoch dann, wenn sie mit einem Spender verbunden
ist, wie er in 8 dieses Patents gezeigt ist,
sich in Ruhelage in einer ausgefahrenen Position befindet.
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Die
Pumpe kann, nach Aufbewahrung in der in 10 gezeigte,
eingefahrenen Position, dann mit einem Spender verbunden werden,
wobei dieser Spender zuerst die Pumpe in einer Ruheposition zwischen
Hüben in
der ausgefahrenen Position von 13 hält, und
im Gebrauch den Kolben nach innen und außen zwischen der vollständig ausgefahrenen Position
von 13 und der inneren, mittleren Position von 11 bewegt.
Daher wird der Betrieb der Pumpe vorzugsweise so gewählt, dass
nach Anordnung in einem Spender der Kolben 20 nicht nach
innen über
die innere, mittlere Position von 11 hinaus
bewegt wird, und daher nicht in die eingefahrene Aufbewahrungsposition
von 10 bewegt wird. Beim Betriebshub der Pumpe im
Gebrauch wird der Kolben 20 zwischen der ausgefahrenen
Position von 13 und der inneren, mittleren
Position von 11 bewegt. Die Pumpe ist so
ausgelegt, dass sie dann, wenn sie nicht in Gebrauch ist, in der
ausgefahrenen Position von 13 gehalten
wird, bei welcher die äußere Scheibe 34 im
Eingriff mit dem äußeren Kammerabschnitt 58 mit
vergrößertem Durchmesser
steht. Im Betrieb gelangt die innere Scheibe 34 im wesentlichen
nur in Eingriff mit dem inneren Kammerabschnitt 50 mit
konstantem Durchmesser, und bewegt sich entlang diesem, bei sämtlichen
Bewegungen zwischen der eingefahrenen Position und der ausgefahrenen
Position. Der innere Kammerabschnitt 50 ist so dargestellt,
dass er den gleichen Durchmesser aufweist wie der mittlere Kammerabschnitt 54,
kann jedoch einen Durchmesser aufweisen, der größer oder kleiner ist als jener
des mittleren Kammerabschnitts 54, wobei der innere Übergangskammerabschnitt 52 entsprechend
abgeändert
wird.
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Die
Ausführungsform
von 10 weist den Vorteil auf, dass dann, wenn die
Pumpe vor dem Einsatz aufbewahrt wird, beispielsweise in der eingefahrenen
Aufbewahrungsposition von 10, sich
der äußere Kolben 34 in
dem inneren Kammerabschnitt 50 mit vergrößertem Durchmesser
der Kammer befindet, wobei, beim Einsatz in einem Spender zum Gebrauch, sich
die äußere Scheibe 34,
wenn sie nicht benutzt wird, in einem anderen, äußeren Kammerabschnitt 58 mit
vergrößertem Durchmesser
der Kammer befindet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden derartige Pumpenanordnungen bevorzugt, bei welchen
die Position des Kolbens beim Aufbewahren oder Zusammenbau, verbunden
mit einem Flaschenvorratsbehälter
oder nicht, und verbunden mit einem Spender oder auch nicht, die
gleiche Position ist wie die Position des Kolbens in Ruhelage zwischen
Betriebszyklen. Die Aufbewahrung des Kolbens kann eine Aufbewahrung
wie in jenem Fall umfassen, wenn eine Kolbenpumpe zusammengebaut
ist, aber bevor sie mit einem Flaschenvorratsbehälter verbunden wird, und nachdem
die Pumpenanordnung mit einem Flaschenvorratsbehälter verbunden wird, bevor
die Pumpe und der Vorratsbehälter
als eine Unterbaugruppe mit einem Spender verbunden werden. Aufbewahrung
kann auch einen Zustand umfassen, in welchem eine Verbindung mit
einem Spender bereit für
den Einsatz vorhanden ist.
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Zwar
nicht erforderlich, wird es jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung
vorgezogen, dass der Kolben, wenn er sich in seinem Abschnitt mit
großem
Durchmesser einer Kammer befindet, weiterhin eine gewisse Abdichtung
und einen gewissen Eingriff zwischen der äußeren Scheibe und der inneren Wand
der Kammer zur Verfügung
stellt. In diesem Zusammenhang wird vorgezogen, dass die Durchmesserdifferenz,
beispielsweise im Zusammenhang von 1, zwischen
dem inneren Kammerabschnitt 44 und dem äußeren Kammerabschnitt 48 so
gewählt
ist, dass sie nicht größer ist
als eine Differenz, die dazu erforderlich ist, ein erwartetes Setzen und/oder
Schrumpfen auszugleichen. Eine Minimierung dieser Durchmesserdifferenz
kann in der Hinsicht vorteilhaft sein, zumindest das Ausmaß zu verringern,
in welchem der Übergangskammerabschnitt 46 vorhanden
sein muss, und ein glattes Gleiten des Kolbens zu ermöglichen,
wenn er relativ konstanten Kräften
in Axialrichtung ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist diese Durchmesserdifferenz
nicht größer als
ein Ausmaß,
das aus folgender Gruppe ausgewählt
ist: 5% des Durchmessers des inneren Kammerabschnitts; 2% des Durchmessers
des inneren Kammerabschnitts; 1% des Durchmessers des inneren Kammerabschnitts,
und 0,5% des Durchmessers des inneren Kammerabschnitts, und 0,2%
des Durchmessers des inneren Kammerabschnitts.
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Die
innere und äußere Scheibe 33 bzw. 34, die
bei den bevorzugten Ausführungsformen
erläutert
wurden, weisen vorzugsweise elastisch verformbare Randabschnitte
mit elastischen Eigenschaften auf, welche den Randabschnitt radial
nach außen
in Eingriff mit der Kammerwand vorspannen. Derartige verformbare
Randabschnitte können
aus Kunststoffmaterial bestehen, bei dem eine Verringerung seiner elastischen
Eigenschaften auftritt, welche den Randabschnitt radial nach außen vorspannen,
wenn der Randabschnitt in einer Setzposition über einen Zeitraum gehalten
wird, oder wenn der Randabschnitt in der Setzposition über einen
Zeitraum bei Temperaturen oberhalb von 35°C oder 40°C oder 50°C oder 60°C gehalten wird. Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird das Kolbenelement aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt, das vorzugsweise durch Spritzgießen als einstückiges Teil
aus Kunststoffmaterial ausgeformt wird, so dass der verformbare Randabschnitt
vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der verformbare Randabschnitt aus relativ kostengünstigen
Kunststoffen hergestellt werden, einschließlich Polyethylen, Polyethylen mit
niedriger Dichte und Polypropylen, um so in vorteilhafter Art und
Weise die Materialkosten zu verringern.
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In
Bezug auf typische, derartige Kunststoffe, die für die Konstruktion des Kolbens
eingesetzt werden können,
wird dann, wenn die Scheiben auf dem Kolben einen Durchmesser im
Bereich von 5 bis 40 mm aufweisen, vorgezogen, dass die Durchmesserdifferenz
zwischen dem inneren Kammerabschnitt und dem äußere Kammerabschnitt im Bereich
von etwa 0,25% und 2% liegt, bevorzugter von etwa 0,5% bis etwa
1%, wobei die Scheibe einen unbelasteten Durchmesser aufweist, der
etwa 0,5% bis 4% größer ist
als der Durchmesser des inneren Kammerabschnitts, und bevorzugter
etwa 1% bis 2% größer ist als
der Durchmesser des inneren Kammerabschnitts. Bei der Ausführungsform
von 1 weisen sowohl die innere Scheibe 33 als
auch die äußere Scheibe 34 am
bevorzugtesten einen ursprünglichen
Durchmesser auf, wenn sie unbelastet oder nicht zusammengedrückt sind,
der etwa 1,5% größer ist
als der Durchmesser des inneren Kammerabschnitts 44; und
weist der äußere Kammerabschnitt 48 vorzugsweise
einen Durchmesser von etwa der Hälfte
der Summe des ursprünglichen
Durchmessers der Scheibe 34 und des Durchmessers des inneren
Kammerabschnitts 44 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform,
bei welcher ein Kunststoffmaterial aus Polyethylen geringer Dichte
eingesetzt wird, beträgt der
Durchmesser des inneren Kammerabschnitts 44 etwa 12,15
mm, beträgt
der Durchmesser des äußeren Kammerabschnitts 46 etwa
1,25 mm, und beträgt der
ursprüngliche
Durchmesser der äußeren Scheibe 34 etwa
12,33 mm.
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Die
in den 7, 8 und 10 gezeigten
Ausführungsformen
weisen zumindest einen Kammerabschnitt mit kleinerem Durchmesser
einwärts
eines Kammerabschnitts mit größerem Durchmesser
auf. Vorzugsweise wird jedoch das Kolbenkammer- Ausbildungsteil 16 durch Spritzgießen als einstückiges Element
hergestellt. Infolge der Eigenelastizität des Kunststoffs des Kolbenkammer-Ausbildungsteils 16 während des
Spritzgießens
kann ein zentral verlaufender Kern mit einem vergrößerten Abschnitt
vorgesehen werden, um den hinterschnittenen, einwärtigen Kammerabschnitt
mit kleinerem Durchmesser auszubilden. Die Relativdifferenz zwischen
dem Durchmesser des inneren Kammerabschnitts und des äußeren Kammerabschnitts
ist vorzugsweise so begrenzt, dass sie nicht mehr als etwa 2% beträgt, bevorzugter
nicht mehr als 1% bis 0,5%, um die Herstellung mit einem derartigen
entfernbaren Kern zu unterstützen.
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Zwar
wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
erläutert,
jedoch werden angesichts dieser Lehre Fachleuten auf diesem Gebiet
zahlreiche Änderungen
und Modifikationen auffallen. Wesen und Umfang der Erfindung ergeben
sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen, und
sollen von den beigefügten Patentansprüchen umfasst
sein.