DE102011012560A1

DE102011012560A1 - Pumpsystem

Info

Publication number: DE102011012560A1
Application number: DE201110012560
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: SENSOOM GmbH
Current assignee: HERTRAMPF, MICHAEL, DR., DE
Priority date: 2011-02-26
Filing date: 2011-02-26
Publication date: 2012-08-30

Abstract

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Spendermechanismen zu vermeiden, also ein System zu schaffen, das einfach im Aufbau und somit kostengünstig zu produzieren ist, leicht befüllt und konfektioniert werden kann und dennoch die Abgabe definierter Mengen pastöser Materialien in sicherer Weise gestattet. Die Pumpwirkung definierter Mengen ergibt sich gem. 1a durch den Förderwiderstand im Verbindungskanal 6 und der konstruktiven Gestaltung des verschieblichen kolbenförmigen Teils 8, wobei der Förderwiderstand im Verbindungskanal 6 über dessen Innendurchmesser und/oder Wandgestaltung bzw. die Viskosität des Füllgutes reguliert werden kann und das kolbenförmige Teil 8 konstruktiv so gestaltet ist, dass es sich nur in Richtung des Verbindungskanals 6 bewegen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pumpsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Durch die DE-39 22 850 ist eine partiell zylinderförmige Füllzahnbürste bekannt, die den Förderwiderstand des Kanals nutzt, um das am Boden der Füllzahnbürste vorhandene einzige Ventil zu schließen.
Durch die DE-OS 26 30 569 ist eine Füllzahnbürste bekannt, bei der das Ventil durch einen besonderen federbelasteten Ventilkörper mit zwei Ventilkegeln und zwei Ventilsitzen gebildet ist. Diese Konstruktion ist verhältnismäßig aufwendig und setzt darüber hinaus eine ganz spezielle Konstruktion des Betätigungsgliedes voraus.
Durch die DE-PS 1 44 302 und die DE-GMS 19 29 029 sind Füllzahnbürsten bekannt, die am Ende des Handgriffs eine eindrückbare Gummikappe aufweisen, durch die Druck auf das Innere eines Vorratsraums ausübbar ist. Es sind jedoch keine Ventile vorhanden, sodass eine definierte Förderwirkung nicht entstehen kann.
Durch die CH-PS 490 045 ist eine Füllzahnbürste bekannt, deren Handgriff einen zylindrischen Innenraum aufweist, in dem ein Kolben angeordnet ist, der mittels einer Gewindestange bewegbar ist, die in ein zentrales Innengewinde in dem Kolben eingreift. Ventile sind nicht vorhanden und somit erfolgt auch nicht ein Pumpen zum Abgeben definierter Mengen pastösen Materials.
In der PackAktuell, 13/1991, wird ein dreiteiliges Spendersystem beschrieben, dass beim Pumpvorgang den Förderwiderstand im Kanal und die Hemmung des Kolbens beschreibt, in praxi aber nur sehr aufwändig wegen des mittigen Steigrohrs zu befüllen und daher auch nicht einfach zu konfektionieren ist, da der Kolben nach dem Befüllen auf das frei bewegliche Steigrohr zu setzen ist. Dieses setzt voraus, dass die Befüllung so gesteuert werden muss, dass das Steigrohr danach exakt mittig ausgerichtet ist, damit der Kolben mit seiner zentralen Öffnung automatisch über das Steigrohr geschoben werden kann. Der entscheidende Nachteil liegt aber darin, dass die Rückführung des mittigen Teils des Kolbenbodens nach der Entlastung der Pumpeinrichtung gegen den Reibungswiderstand der mittigen Dichtung des Kolbenbodens am Steigrohr zu erfolgen hat, um beim nächsten Pumpvorgang eine erneute Hemmung zu ermöglichen. Der Reibungswiderstand am Steigrohr muss deshalb deutlich kleiner sein als die Elastizität des Kolbenbodens, die auch noch durch die mittige Öffnung reduziert wird, aber auch deutlicher kleiner als der Reibungswiderstand des Kolbens an der parallelen Innenwandung. Ein verlässlicher Pumpvorgang bei notwendiger zweifacher Entriegelung des Kolbens am Steigrohr und an der Innenwandung bei absoluter Dichtigkeit des Kolbens, besonders rund um das Steigrohr, ist daher nur mit erheblich großem technischen Aufwand möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten und beschriebenen Spendermechanismen zu vermeiden, also ein System zu schaffen, das einfach im Aufbau und somit äußerst kostengünstig zu produzieren ist, leicht befüllt und konfektioniert werden kann und dennoch die Abgabe definierter Mengen pastöser Materialien in sicherer Weise erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst. Bei einer Ausführungsform blockiert der zum Kanal hin vorgewölbte Boden des kolbenförmigen Teils beim Zusammendrücken des Handgriffs eine dem Pumpmechanismus entgegenwirkende Bewegung durch die Abnahme der Wölbung und der damit verbundenen Ausdehnung des Bodens mit einer reibschlüssigen Anlage durch spezielle Randkonturen an die parallele Wandung des Vorratsraums. Das pastöse Material kann so über den Kanal und seine Öffnung aus dem Vorratsraum austreten.
Kehrt der elastische Teil der Wandung des Handgriffs in seinen Ruhezustand zurück, verhindert der Förderwiderstand im Kanal weitgehend das Zurückströmen des pastösen Materials und das verschiebliche kolbenförmige Teil wird durch die Wiederzunahme der Wölbung entriegelt und bewegt sich in Richtung des elastischen Bereichs der Wandung.
Die Möglichkeit, ein Pumpsystem dieser Art zu schaffen, reduziert die Herstellungskosten und den Konfektionierungsaufwand enorm.
Die Erfindung soll anhand einer Füllzahnbürste gemäß den Darstellungen 1a und 1b näher erläutert werden.
Die Füllzahnbürste gemäß 1a ist einteilig und besteht aus einem Handgriff 1, der rund oder vieleckig sein kann und einem im oberen Bereich des Handgriffs 1 angeordneten elastischen Bereich 2, der hier eine zusätzliche Rückstellkraft durch eine elastische Ausbildung 13 erfährt. Der elastische Bereich der Vorratskammerwandung 2 kann auch aus einem anderen Material als der restliche Bereich des Vorratsraums 5 bestehen. Der Pumpmechanismus kann aber auch durch eine Kammer mit einem beispielsweise nach außen hin halbkugeligen Balg ersetzt werden, der durch Druck das sich in der Kammer befindende pastöse Material durch den Verbindungskanal 6 in Richtung Borstenfeld 4 befördert.
Der Handgriff 1 weist auf der einen Seite einen Stiel 3 auf, an dessen Ende sich Borsten 4 befinden. Im Inneren des Handgriffs ist ein Vorratsraum 5 gebildet, von dem ein Verbindungskanal 6, der über seine gesamte Länge einen im wesentlichen nicht dehnbaren Querschnitt hat, durch den Stiel 3 zu einer Austrittsöffnung 7 im Bereich der Borsten 4 führt. Der Vorratsraum 5 kann innen glattwandig sein aber auch Grundrauhigkeiten, z. B. im Nanobereich, aufweisen bzw. über Strukturen verfügen, die die Bewegung des kolbenförmigen Teils 8 nur in Richtung des Verbindungskanals 6 unterstützen und in die andere Richtung hemmen.
Der für den Pumpmechanismus erforderliche Förderwiderstand im Verbindungskanal 6 kann über dessen Innendurchmesser und/oder Wandgestaltung bzw. die Viskosität des Füllgutes reguliert werden. Über eine geschlitzte Folie als Austrocknungsschutz 13 an der Spitze des Verbindungskanals 6 kann der Förderwiderstand zusätzlich angepasst werden. Entscheidend für den Pumpvorgang ist aber die Tatsache, dass der Förderwiderstand im Verbindungskanal 6 grösser sein muss als der Reibungswiderstand des Kolbens 8.
Im Bereich des Handgriffs 1 befindet sich ein verschiebbares kolbenförmiges Teil 8, dessen zentraler dünner Bodenbereich 9 zu der Austrittsöffnung 7 hin gewölbt und über eine dünne Membran 11 mit den axialen Fortsätzen 10 verbunden ist, die an der Innenwandung des parallelwandigen Vorratsraums anliegen. Diese axialen Fortsätze 10 bilden dabei eine umlaufende parallelwandige Dichtung, die sich reib- oder formschlüssig an der Innenwandung des Vorratsraums 5 abstützt.
In der 1b ist der elastische Bereich 2 mit der elastischen Ausbildung 13 vergrößert dargestellt.
In den Darstellungen 2a und 2b ist das verschiebbare kolbenförmige Teil 8 mit dem zentralen dünnen Bodenbereich 9, dem Außenrand des Bodens 12 und den axialen Fortsätzen 10 zu sehen, die eine umlaufende parallelwandige Dichtung bilden. Je nach konstruktiver Auslegung kann der umlaufende Rand 12 des Kolbens, der sich unter Spannung an der Innenwandung des Vorratsraums 5 abstützt, Kontakt oder wie in 2a. und 2b. dargestellt auch keinen Kontakt zum pastösen Material haben.
Der Rand 12 dieses zentralen Bodenbereichs 9 kann auch aus einem anderen Material als der Kolben 8 selbst bzw. der zylinderförmige Vorratsraum 5 bestehen.
Die dünne Membran 11 verbindet den zentralen Bodenbereich 9 mit den axialen Fortsätzen 10, damit kein pastöses Material austreten kann und keine Bewegungen während des Pumpvorgangs auf die axialen Fortsätze 10 mit ihrer Dichtfunktion übertragen werden, wobei die dünne Membran 11 auch so gestaltet werden kann, dass sie Bewegungen des zentralen Bereichs 9 während des Pumpvorgangs unterstützt.
Die 2c zeigt schematisch den Austrocknungsschutz 13 innerhalb der Austrittsöffnung 7, der je nach konstruktiver Ausführung zusätzlich zu einer Erhöhung des Förderwiderstandes im Verbindungskanal 6 führen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3922850 [0001]
DE 2630569 [0002]
DE 144302 [0003]
DE 1929029 [0003]
CH 490045 [0004]

Claims

Pumpsystem, bestehend aus einem parallelwandigen Vorratsraum für pastöse Materialien, dessen Wandung wenigstens teilweise elastisch ist und durch Zusammendrücken das Volumen des von ihr umschlossenen Vorratsraums verändert sowie einem Verbindungskanal, der mit dem Vorratsraum sowie der Austrittsöffnung verbunden ist und einem, in dem parallelwandigen Vorratsraum in Richtung der Austrittsöffnung verschieblichen, den Vorratsraum verschließenden, als Kolben wirkenden Teil, der an der Innenwandung des parallelwandigen Vorratsraums geführt wird. dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpsystem sich auf der Seite der Austrittsöffnung befindet und über keine herkömmlich bekannten Ventile verfügt, die die Förderleitung vor und hinter dem Pumpenraum absperren, sondern die Ventile durch den Förderwiderstand im Verbindungskanal und einen Kolben ersetzt werden, der Mittel aufweist, die eine Bewegung des Kolbens nur in Richtung auf die Austrittsöffnung gestatten.
Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpsystem als Füllzahnbürste ausgebildet ist.
Pumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenförmige Teil (8) aus elastischem Material besteht, dessen zentraler dünner Bodenbereich (9) zu dem Bereich der wenigstens teilweise elastischen Wandung (2) hin mehr oder weniger stark gewölbt ist, dessen umlaufender Rand (12) sich unter Spannung an der Innenwandung des Vorratsraums (5) abstützt und durch unterschiedliche Ausführungsformen so gestaltet ist, dass bereits durch eine minimale Abnahme der Wölbung der Boden (9) so stark ausgedehnt wird, dass es zu einer Verblockung des Bodens (9) an der parallelen Wandung des zylinderförmigen Vorratsraums (5) kommt.
Pumpsystem nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale dünne Bodenbereich (9) zum umlaufenden Rand (12) hin dünner als in seinem Zentrum gestaltet ist.
Pumpsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale dünne Bodenbereich (9) sandwichartig aus wenigstens zwei Schichten aufgebaut ist, wobei die Schicht, die sich nicht zu dem Bereich der wenigstens teilweise elastischen Wandung (2) hin befindet, aus einem anderen Material als der übrige Kolben (8) besteht und auch im Randbereich (12) eine andere Konfiguration als die darüber liegende Schicht des zentralen dünnen Bereichs aufweist.
Pumpsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des zentralen Bodenbereichs (9) eine Metallkonstruktion mit randständigen Krallen befestigt ist, die die Verblockung des Bodens unterstützen, bei Entlastung der Pumpeinrichtung jedoch eine Bewegung des Kolbens (8) nur in Richtung auf den Verbindungskanal (6) freigeben.
Pumpsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (12) des zentralen Bodenbereichs (9) so konstruiert ist, dass die Abnahme der Wölbung und die damit verbundene Ausdehnung des Bodens (9) mit einer reibschlüssigen Anlage an der Innenwandung des Vorratsraums (5) einhergeht.
Pumpsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (12) des zentralen Bodenbereichs (9) Konturen aufweist, die zur formschlüssigen Abstützung in die Innenwandung des Vorratsraums (5) eingreifen bzw. die Verblockung des Bodens (9) verstärken.
Pumpsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des kolbenförmigen Teils (12) Konturen aufweist, die in Konturen in der Innenwandung des Vorratsraums (5) eingreifen und dadurch die Verblockung des Bodens verstärken.
Pumpsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des kolbenförmigen Teils (12) Konturen aufweist, die mit Konturen in der Innenwandung des Vorratsraums (5) dahingehend korrespondieren, dass der Unterdruck während des Pumpvorgangs zu einer Drehbewegung des kolbenförmigen Teils (8) führt.