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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Pumpen dienen der dosierten Entnahme von Flüssigkeit und werden im Allgemeinen mit einem Flüssigkeitsbehälter durch ein Schraubgewinde oder aber auch in anderer Weise verbunden. Üblicherweise wird der Flüssigkeitsbehälter mit der damit verbundenen Flüssigkeitspumpe über Kopf, das heißt die Flüssigkeitspumpe befindet sich unten, in eine dafür geeignete Spendereinrichtung eingesetzt und nach Entleerung als Einheit vollständig ausgetauscht. Der Flüssigkeitsbehälter kann flexibel sein, so dass er sich beim Entleeren durch den Pumpvorgang zusammen zieht oder zusammen faltet. Es ist aber auch ein starrer Flüssigkeitsbehälter denkbar, in diesem Fall muss dann für eine Belüftung während des Entleerungsvorgangs gesorgt werden.
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Eine gebräuchliche Pumpenkonstruktion arbeitet nach dem Kolbenpumpenprinzip und hat am Flüssigkeitseintritt ein Einlassventil in Form eines Rückschlagventils und den Flüssigkeitsaustritt in Form eines nach unten offenen Röhrchens.
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Bei der Verwendung von bestimmten Flüssigkeiten wie Flüssigseife zeigt es sich immer wieder, dass je nach Beschaffenheit der Flüssigkeit es zum Nachtropfen oder auch zum Bilden von Flüssigkeitsfäden kommt. Diese Eigenart ist unangenehm und kann sogar gefährlich sein, wenn Flüssigseife auf den Boden tropfen und Glätte verursacht.
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Eine andere Eigenart der gebräuchlichen Pumpenkonstruktionen ist die vorgegebene Größe der Fördermenge von Flüssigkeit pro Hub. Je nach Art der Flüssigprodukte wird eine bestimmte Dosiermenge für den richtigen Gebrauch gefordert. Ein Handreiniger zum Beispiel erfordert eine größere Menge für die richtige Anwendung als eine gering dosierte Hautlotion. Bisher wurden den Anforderungen entsprechend unterschiedliche Pumpenkonstruktionen verwendet, die sich jeweils durch entsprechend abgestimmte Auslegungen des Pumpenkörpers und des Kolbens der Kolbenpumpe zueinander ausgezeichnet haben. Das hat den Nachteil, dass man jeweils mit Hilfe separater Produktionsspritzwerkzeuge spezielle Pumpen herstellen muss. Dieses Verfahren ist durch die Mehrzahl der notwendigen Werkzeuge als auch durch separate Konfektionierung und Lagerhaltung teuer.
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Ein anderes Problem besteht bisher darin, dass der Kolben im Pumpenkörper eine mangelhafte Axialführung aufweist und sich dadurch teilweise eine schlechte Abdichtung des Kolbens im Pumpenkörper ergibt. Die Folge kann Undichtigkeit sein, die sich durch Nachtropfen der dosierten Flüssigkeit äußert. Ärgerlicherweise zeigt sich die Undichtigkeit der bestehenden Pumpe dann, wenn der Spender sich in der Ruhestellung befindet, der Kolben sich also in seiner herausgezogenen Position befindet und gerade dann durch axiale Verschiebung schlecht andichtet und es zum Nachtropfen kommen kann.
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Aus der Patentschrift
US 8 157 134 B2 ist eine Pumpe bekannt mit einem Kolben, der an seinem oberen Ende eine Abdeckung mit einem großen mittig angeordneten Führungskanal aufweist, die zur axialen Führung des Kolbens in der Kammer der Pumpe dient. Diese Pumpe hat allerdings keine Vorrichtungen, die das Nachtropfen oder Ziehen von Fäden der Flüssigkeit verhindern.
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In der Offenlegungsschrift
EP 2 275 014 A2 ist hingegen eine Pumpe beschrieben, die durch die Gestaltung des Kolbens bei dem Pumpvorgang einen Unterdruck im Flüssigkeitskanal erzeugt, so dass das Nachtropfen von Flüssigkeit verhindert wird. Durch die Gestaltung des Kolbens ist allerdings eine stabile Führung in der Kammer des Pumpenkörpers nicht gegeben. Weiterhin ist die beschriebene Ausführungsform der Pumpe nicht individuell einsetzbar, da sie einen definierten Hub aufweist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe so weiterzuentwickeln, dass die Pumpe vielseitig für unterschiedliche Flüssigkeiten einsetzbar ist und es nicht zum Nachtropfen der Flüssigkeit kommt.
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Diese Aufgabe wird mit einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist eine Pumpe zur dosierten Entnahme von flüssigem oder pastösem Medium mit begrenztem Pumpenhub aufweisend einen Pumpenkörper, der eine zylinderförmige Kammer mit einer Kammerwand, einem oberen Ende mit einer Öffnung, in die ein Rückschlagventil aufgenommen ist, sowie einem unteren Ende aufweist, einen Kolben der axial gleitbeweglich in die Kammer durch das untere Ende aufgenommen ist, der sich beim Pumpen zwischen einer inneren und einer äußeren Stellung hin- und her bewegt, aufweisend wenigstens eine kreisrunde abdichtende Scheibe mit einem Rand, der an der Kammerwand der Kammer anliegt und eine Dichtung mit der Kammerwand bildet, wenigstens ein Führungselement, das die Bewegung des Kolbens in radialer Richtung in der Kammer führt, wenigstens eine Flüssigkeitsöffnung, die mit einem Flüssigkeitskanal zur Abgabe des Mediums kommuniziert, vorgesehen, bei der ein Ventilring auf dem Kolben zwischen der abdichtenden Scheibe und einem Stützelement axial beweglich angebracht ist, aufweisend eine Scheibe mit einem verformbaren Rand, der bei der Benutzung der Pumpe von der inneren zur äußeren Stellung im Wesentlichen einen Strom des Mediums am Ventilring vorbei verhindert und von der äußeren zur inneren Stellung bei genügend großem Druck durch elastische Verformung des Randes nach innen einen Strom des Mediums am Ventilring vorbei erlaubt.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Ventilring einen hülsenförmigen Schaft aufweist, an dem im oberen Drittel die Scheibe angebracht ist, wobei die Höhe des Schafts die Bewegung des Ventilrings gegenüber dem Kolben begrenzt. Durch die Wahl der Höhe des Schafts kann somit der Pumpenhub begrenzt werden, was den Einsatz des Kolbens für verschiedene Medien ermöglicht.
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Bei beiden erfinderischen Ausführungsformen weist der Ventilring am unteren Rand Aussparungen auf, so dass das Medium durch die Aussparungen in die Flüssigkeitsöffnung des Kolbens strömen kann.
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Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Stützelement ein am innen liegenden Ende des Kolbens befestigter Kolbendeckel ist.
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Dabei ist vorgesehen, dass der Kolbendeckel in eine Öffnung des Kolbens am innen liegenden Ende aufgenommen ist. Weiterhin vorteilhaft wird der Ventilring an dem oberen Anschlag oberhalb der Scheibe in eine Nut des Kolbendeckels aufgenommen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Führungselement der Kolbendeckel. Dabei weist der Kolbendeckel vorteilhaft Flüssigkeitskanäle auf, durch die die Seife oder das pastöse Medium strömen kann.
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Weiterhin ist in den erfinderischen Ausführungsformen bevorzugt vorgesehen, dass der in einem Stiel liegende Flüssigkeitskanal zur Abgabe des Mediums konisch nach unten zu läuft. Bei der Herstellung des Kolbens im Spritzgussverfahren kann die Konizität des Flüssigkeitskanals durch die Entformung nach oben durch die Öffnung des Kolbens erreicht werden. Dies ist im Gegensatz zum Stand der Technik möglich, da der Kolbendeckel als ein separates Bauteil ausgebildet ist und somit die Entformung nach oben erfolgen kann. Durch die entsprechende Formgebung des Kerns kann der Flüssigkeitskanal zum Beispiel über die gesamte Länge konisch zu laufen oder nur am Ende eine konisch geformte Düse aufweisen. Diese Ausgestaltung des Flüssigkeitskanals hat den Vorteil, dass ein am unteren Ende entstehender Flüssigkeitsfaden verdünnt und frühzeitig abreißt. Die somit verbleibende Restflüssigkeit am Ende des Kanals fällt dadurch deutlich geringer aus als beim Stand der Technik.
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Weiterhin ist in den erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorgesehen, dass der Ventilring einteilig ausgebildet ist.
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Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: einen Längsschnitt einer Pumpe im Montagezustand mit einem Kolben und einem Ventilring,
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2: einen Längsschnitt der Pumpe, wobei der Kolben sich in einer vollständig ausgezogenen Stellung und der Ventilring sich am oberen Anschlag befindet,
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3: einen Längsschnitt der Pumpe, wobei der Kolben sich in einer ausgezogenen Stellung und der Ventilring sich am unteren Anschlag befindet,
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4: einen Längsschnitt der Pumpe, wobei der Kolben sich in einer ausgezogenen Stellung und der Ventilring sich am oberen Anschlag befindet,
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5: einen Längsschnitt des Kolbens, wobei der Ventilring sich am unteren Anschlag befindet,
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6: einen Längsschnitt des Kolbens, wobei der Ventilring sich am oberen Anschlag befindet,
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7: eine Perspektivansicht des Kolbens von vorne,
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8: eine Perspektivansicht des Kolbens von unten,
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9: eine Perspektivansicht des Kolbens von oben,
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10: einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Pumpe im Montagezustand mit einem Kolben und einem Ventilring, sowie
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11: eine Perspektivansicht der zweiten Ausführungsform des Kolbens von vorne.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Pumpe 1 dargestellt, die im Wesentlichen aus vier Grundteilen besteht, nämlich aus einem Pumpenkörper 2, einem Kolben 3, einem Ventilring 4 und einem Kolbendeckel 5. Der Pumpenkörper 2 weist eine zylinderförmige Kammer 6 auf, in der der Kolben 3 axial gleitbeweglich aufgenommen ist. Die Kammer 6 weist eine Kammerwand 7 auf, sowie ein oberes Ende 8 und ein offenes unteres Ende 9, wobei das obere Ende eine Öffnung 10 aufweist in die ein Rückschlagventil 11 aufgenommen ist. Außerhalb der Kammer 6 liegend weist der Pumpenkörper 2 ein um seine Mittelachse symmetrisches Schraubgewinde 12 auf, welches zum Verschrauben der Pumpe 1 mit einem hier nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter dient.
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Der Kolben 3 hat einen allgemeinen zylinderförmigen Querschnitt und stellt ein einheitliches, gestuftes Element dar. In einem oberen Abschnitt A des Kolbens 3 kann der Kolben 3 gleitbeweglich in die Kammer 6 aufgenommen werden, daran schließt ein mittlerer Abschnitt B an, in dem der Durchmesser des Kolbens 3 größer ist als der äußere Durchmesser der Kammer 6 mit Kammerwand 7. Dieser Abschnitt B bildet einen Anschlag 13 mit dem die Bewegung des Kolbens 3 nach oben in die Kammer 6 begrenzt ist. Anschließend an den Abschnitt B liegt ein unterer Abschnitt C, der einen zentralen konisch zulaufenden Stiel 14 aufweist, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Rest des Kolbens 3. Der Stiel 14 ist hohl mit einem konisch nach unten zulaufenden Flüssigkeitskanal 15, der sich über den Stiel 14 und den Abschnitt B hinaus in den Abschnitt A erstreckt. Im Abschnitt A weist der Kolben 3 einen unteren Abschnitt a auf, in dem der Durchmesser des Kolbens 3 mit etwas Spiel dem Durchmesser der Kammer 6 entspricht. Daran setzt sich nach oben eine weitere Abstufung 16 an, oberhalb derer im Bereich b der Durchmesser des Kolbens 3 im Wesentlichen auf etwa die Hälfte reduziert ist. Dieser Bereich bildet den Schaft für die Lagerung und Fixierung des Ventilrings 4. Zur Abstufung 16 hin, im unteren Drittel des Bereichs b erstreckt sich der Kolben 3 bis zur Kammerwand 7 als eine kreisförmige abdichtende Scheibe 17. Die abdichtende Scheibe 17 weist einen Rand 18 auf und ist ringförmig so ausgelegt, dass sie mit ihrem Umfang an der Kammerwand 7 der Kammer 6 anliegt und eine im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Dichtung mit der Kammerwand 7 bildet. Oberhalb der abdichtenden Scheibe 17 endet der Flüssigkeitskanal 15 in einer Flüssigkeitsöffnung 19 des Kolbens 3. Der Kolben 3 weist weiterhin ein oberes dem Stiel 14 fern liegendes Ende 20 auf mit einer Öffnung 21, die sich von oben bis kurz vor die Flüssigkeitsöffnung 19 erstreckt mit einer am unteren Ende liegenden Erweiterung 22. In die Öffnung 21 ist der im Wesentlichen kreisrunde Kolbendeckel 5 aufgenommen. Der Kolbendeckel 5 weist eine Grundplatte 23 auf, die die Öffnung 21 des Kolbens 3 abdeckt, sowie ein zylinderförmiges Endstück 24, das sich zentral von der Grundplatte 23 in Richtung Flüssigkeitsöffnung 19 erstreckt mit einer Höhe die der Tiefe der Öffnung 21 entspricht. Das Endstück 24 an der Grundplatte 23 weist ein offenes unteres Ende 25 auf, an dem radial nach außen zur Öffnung 21 des Kolbens hin liegend eine umfangseitige Rastlasche 26 vorgesehen ist, die beim Einführen des Kolbendeckels 5 in die Öffnung 21 des Kolbens 3, in die Erweiterung 22 der Öffnung 21 einhakt. Des Weiteren weist die Grundplatte 23 des Kolbendeckels 5 außenliegende Flüssigkeitskanäle 27 auf, die das Kompartiment oberhalb des Kolbens 3 mit dem Kompartiment zwischen Kolbendeckel 5 und abdichtender Scheibe 17 verbinden. Weiterhin ist eine kreisrunde zentral angeordnete Nut 28 an der Unterseite des Kolbendeckels 5 vorgesehen, deren Innendurchmesser dem Durchmesser des Kolbens 3 in Abschnitt b entspricht. In diese Nut 28 kann der bewegliche Ventilring 4 aufgenommen werden, der zwischen der abdichtenden Scheibe 17 und dem Kolbendeckel 5 zentral um den Kolben 3 gleitbeweglich liegend angeordnet ist. Der Ventilring 4 weist einen hülsenförmigen Schaft 32 auf, an dem im oberen Drittel eine elastisch, biegsame, kreisförmige Scheibe 29 vorgesehen ist, die sich mit einem elastisch verformbaren Rand 30 radial vom Kolben 3 bis zur Kammerwand 7 erstreckt und mit ihrem Umfang an der Kammerwand 7 anliegt und einen Flüssigkeitsstrom dazwischen im Wesentlichen verhindert. In der hier gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ventilring 4 mit seinen beschriebenen Komponenten 32, 29, 30 einteilig ausgebildet ist.
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Die Arbeitsweise der Pumpe 1 wird im Folgenden anhand von 1 bis 4 beschrieben, wobei 1 den Kolben 3 in einer vollständig zurückgezogenen, inneren Stellung und 2 den Kolben 3 in einer vollständig ausgezogenen, äußeren Stellung zeigt. Zwischen diesen beiden Stellungen wird der Kolben 3 beim Pumpen in der Kammer 6 hin- und her bewegt.
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1 zeigt den Montagezustand, in dem der Kolben 3 vollständig eingeschoben ist und der Ventilring 4 am unteren Anschlag auf der abdichtenden Scheibe 17 aufliegt. Wird die Pumpe 1 an den Flüssigkeitsbehälter montiert und in die Gebrauchsposition vorgespannt, zum Beispiel über eine hier nicht gezeigte Bedienbügeleinheit, befindet sich der Kolben 3 in der vollständig ausgezogenen, äußeren Stellung aus 2. Durch die Öffnung 10 des Pumpenkörpers 2 am oberen Ende strömt die Flüssigkeit in die Kammer 6 zwischen dem durch den Unterdruck der Vorspannung geöffneten leicht vorgespanntem Rückschlagventil 11 und dem Kolbendeckel 5. Auf Grund der Haftreibung zwischen dem Ventilring 4 und der Kammerwand 7 verbleibt der am Kolben 3 beweglich gelagerte Ventilring 4 relativ zur Kammer 6 in seiner Position, in diesem Fall am oberen Anschlag am Kolbendeckel 5. Dadurch entsteht eine Abdichtung der Flüssigkeitskanäle 27 des Kolbendeckels 5, so dass es nicht zum unerwünschten Austritt von Flüssigkeit in der Gebrauchsposition kommt.
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In 3 wird die Pumpe 1 durch das Drücken des Kolbens 3 nach oben betätigt. Das Rückschlagventil 11 schließt und durch die Verdrängung von Flüssigkeit durch den Kolben 3 wird der Ventilring 4 auf die abdichtenden Scheibe 17 bis an den unteren Anschlag gedrückt. Durch das nach oben Schieben des Kolbens 3 wird der Druck weiter erhöht, so dass sich der elastische Rand 30 des Ventilrings 4 nach innen biegt und Flüssigkeit daran vorbei in die Flüssigkeitsöffnung 19 des Kolbens 3 und schließlich durch den Flüssigkeitskanal 15 heraus fließt. Nach der Betätigung der Pumpe 1 wird der Kolben 3 mittels der Vorspannung erneut nach unten gezogen, wie in 4 gezeigt ist. Durch den dabei entstehenden Unterdruck oberhalb des Kolbens 3 bewegt sich der Ventilring 4 nach oben und dichtet die Flüssigkeitskanäle 27 des Kolbendeckels 5 ab, wobei auf der Unterseite des Ventilrings 4 ebenfalls ein Unterdruck entsteht, der vorhandene Seifenreste aus dem Flüssigkeitskanal 15 nach oben saugt und das Nachtropfen verhindert. Zudem öffnet sich das vorgespannte Rückschlagventil 11 wieder und Flüssigkeit strömt in das Kompartiment über dem Kolbendeckel 5 und das Pumpen beginnt von der Ausgangslage (2) von vorne.
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5 und 6 zeigen in Detailansicht den Kolben 3. Der bewegliche Ventilring 4 befindet sich dabei in 5 am oberen Anschlag des Kolbendeckels 5 und in 6 am unteren Anschlag der abdichtenden Scheibe 17. Hierbei wird deutlich, dass neben der Höhe des Pumpenkörpers bzw. des Hubs der Pumpe, die zu dosierende Flüssigkeitsmenge genauestens durch die Höhe des Ventilrings 4 definiert ist. Durch die Fertigung unterschiedlicher Ventilringe kann somit die zu dosierende Flüssigkeitsmenge variiert werden. Dabei wird der Hauptbestandteil der Pumpe weiterhin kostengünstig mit nur einem Werkzeug im Spritzgussverfahren hergestellt.
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Bei der Montage des dreiteiligen Kolbens 3 wird der Ventilring 4 als erstes über den Kolben 3 gezogen, bevor der Kolbendeckel 5 in den Kolben 3 eingeclipst bzw. geklebt oder auf den Kolben 3 mit einer Schraube montiert wird.
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7 zeigt den Kolben 3 in einer perspektivischen Ansicht von vorne. Hierbei wird ersichtlich, dass der Ventilring 4 am unteren Ende Aussparungen 31 aufweist um die Flüssigkeitsöffnung 19 des Kolbens 3 freizugeben, so dass der Flüssigkeitsfluss durch die Öffnung 19 in den Flüssigkeitskanal 15 nicht vom Ventilring 4 blockiert wird. Des Weiteren ist die Ausgestaltung des Kolbens 3 im Abschnitt a ersichtlich. Bei dem Spritzgussverfahren des Kolbens 3 wird durch die hier dargestellte Form eine hohe Stabilität bei geringem Materialaufwand und somit reduzierten Kosten gewährleistet.
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In der 8 ist der Kolben 3 in einer perspektivischen Ansicht von unten zu sehen. Die optimierte Struktur im Spritzgussverfahren des Kolbens 3 ist deutlich zu erkennen. Weiterhin ist gezeigt, dass die Flüssigkeitskanäle 27 des Kolbendeckels 5 symmetrisch verteilt sind und in Verbindung mit der Nut 28 stehen, die den Ventilring 4 zum Abdichten der Flüssigkeitskanäle 27 aufnimmt.
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In der Ansicht des Kolbens 3 von oben (9) weisen die Flüssigkeitskanäle 27 eine kreisrunde Form auf. Insgesamt sind vier Flüssigkeitskanäle 27 symmetrisch angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Pumpe 1 weist die gewünschten Lösungen für die beschriebenen Probleme auf, indem der Kolben 3 einen axial verschiebbaren Ventilring 4 enthält, der am Kolben 3 und der Kammerwand 7 dichtend anliegt und aus einem vorzugsweise flexiblem Material besteht.
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Die beschriebenen Maßnahmen wirken derart, dass die verschiebbare Ventilscheibe 4 für eine sich immer wiederholende Volumenvergrößerung und Verkleinerung bei jedem Arbeitshub der Kolbenpumpe 1 innerhalb des Pumpenkörpers 2 sorgt. Eine Volumenverkleinerung zwischen dem Ventilring 4 und dem Flüssigkeitskanal 15 bewirkt einen Rückzug der Flüssigkeit und verhindert wirksam das Nachtropfen und die beschriebene Bildung von Flüssigkeitsfäden.
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Der verschiebbare Ventilring 4 bietet weiterhin den Vorteil, dass durch eine Begrenzung des Verschiebewegs eine Hubmengenverkleinerung erreicht werden kann mit dem Ergebnis, dass man auf diese Weise in der Lage ist für bestimmte Flüssigprodukte entsprechende Pumpen 1 mit den gleichen Bauteilen herstellen zu können.
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Das Problem der schlechten Axialführung des Kolbens 3 im Pumpenkörper 2 wird wirkungsvoll durch den starren Kolbendeckel 5 gelöst. Neben einer guten axialen Abstützung ist somit auch zuverlässiger Kontakt der Dichtfläche des Ventilrings 4 mit der Kammerwand 7 gegeben.
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Weiterhin wird durch das konische Zulaufen des Flüssigkeitskanals nach unten bei bestimmten Arten von Flüssigkeiten der entstehende Flüssigkeitsfaden verdünnt, so dass ein frühzeitiger Abriss erfolgt und somit weniger Flüssigkeit als Restmenge am Ende des Flüssigkeitskanals verbleibt. Diese bevorzugte Ausgestaltung ist möglich, da der Kolben entgegen dem Stand der Technik als nach oben hin geöffnet hergestellt wird. Der Kern des Werkzeugs kann beim Spritzgussverfahren somit nach oben entnommen werden, so dass durch eine bevorzugte Form des Kerns der Flüssigkeitskanal an seinem unteren Ende oder über die gesamte Länge konisch ausgebildet ist.
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10 und 11 zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Nachfolgend sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen benannt. Die Pumpe aus 10 besteht im Wesentlichen aus den gleichen Grundteilen wie die erste Ausführungsform, nämlich aus einem Pumpenkörper 2, einem Kolben 3, einem Ventilring 4 und einem Kolbendeckel 5. Der Pumpenkörper 2 weist eine zylinderförmige Kammer 6 auf, in der der Kolben 3 axial gleitbeweglich aufgenommen ist. Die Kammer 6 weist eine Kammerwand 7 auf, sowie ein oberes Ende 8 und ein offenes unteres Ende 9, wobei das obere Ende eine Öffnung 10 aufweist in die ein Rückschlagventil 11 aufgenommen ist. Außerhalb der Kammer 6 liegend weist der Pumpenkörper 2 ein um seine Mittelachse symmetrisches Schraubgewinde 12 auf, welches zum Verschrauben der Pumpe 1 mit einem hier nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter dient.
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Der Kolben 3 hat einen allgemeinen zylinderförmigen Querschnitt und stellt ein einheitliches, gestuftes Element dar. In einem oberen Abschnitt A des Kolbens 3 kann der Kolben 3 gleitbeweglich in die Kammer 6 aufgenommen werden, daran schließt ein mittlerer Abschnitt B an, in dem der Durchmesser des Kolbens 3 größer ist als der äußere Durchmesser der Kammer 6 mit Kammerwand 7. Dieser Abschnitt B bildet einen Anschlag 13 mit dem die Bewegung des Kolbens 3 nach oben in die Kammer 6 begrenzt ist. Anschließend an den Abschnitt B liegt ein unterer Abschnitt C, der einen zentralen konisch zulaufenden Stiel 14 aufweist, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Rest des Kolbens 3. Der Stiel 14 ist hohl mit einem konisch nach unten zulaufenden Flüssigkeitskanal 15, der sich über den Stiel 14 und den Abschnitt B hinaus in den Abschnitt A erstreckt. Im Abschnitt A weist der Kolben 3 einen unteren Abschnitt a auf, in dem der Durchmesser des Kolbens 3 mit etwas Spiel dem Durchmesser der Kammer 6 entspricht. Daran setzt sich nach oben eine weitere Abstufung 16 an, oberhalb derer im Bereich b der Durchmesser des Kolbens 3 im Wesentlichen auf etwa die Hälfte reduziert ist. Dieser Bereich bildet den Schaft für die Lagerung und Fixierung des Ventilrings. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist zur Abstufung 16 hin, im unteren Drittel des Bereichs b ein Führungselement 33 vorgesehen. Das Führungselement 33 dient der radialen Führung der axialen Bewegung des Kolbens 3 in der Kammer 6. Der Durchmesser des Führungselements 33 entspricht dabei mit etwas Spiel in etwa dem Innendurchmesser der Kammer 6. Oberhalb, im direkten Anschluss an das Führungselement 33 erstreckt sich der Kolben 3 bis zur Kammerwand 7 als eine kreisförmige abdichtende Scheibe 17. Die abdichtende Scheibe 17 weist einen Rand 18 auf und ist ringförmig so ausgelegt, dass sie mit ihrem Umfang an der Kammerwand 7 der Kammer 6 anliegt und eine im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Dichtung mit der Kammerwand 7 bildet. Oberhalb der abdichtenden Scheibe 17 endet der Flüssigkeitskanal 15 in einer Flüssigkeitsöffnung 19 des Kolbens 3. Der Kolben 3 weist weiterhin ein oberes dem Stiel 14 fern liegendes Ende 20 auf mit einer Öffnung 21, die sich von oben bis kurz vor die Flüssigkeitsöffnung 19 erstreckt mit einer am unteren Ende liegenden Erweiterung 22. In die Öffnung 21 ist der im Wesentlichen kreisrunde Kolbendeckel 5 aufgenommen. Der Kolbendeckel 5 der zweiten Ausführungsform weist eine Grundplatte 23 auf, die die Öffnung 21 des Kolbens 3 abdeckt und wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser der Kammer 6, sowie ein zylinderförmiges Endstück 24, das sich zentral von der Grundplatte 23 in Richtung Flüssigkeitsöffnung 19 erstreckt mit einer Höhe die der Tiefe der Öffnung 21 entspricht. Das Endstück 24 an der Grundplatte 23 weist ein offenes unteres Ende 25 auf, an dem radial nach außen zur Öffnung 21 des Kolbens hin liegend eine umfangseitige Rastlasche 26 vorgesehen ist, die beim Einführen des Kolbendeckels 5 in die Öffnung 21 des Kolbens 3, in die Erweiterung 22 der Öffnung 21 einhakt. Des Weiteren weist die Grundplatte 23 des Kolbendeckels 5 eine kreisrunde zentral angeordnete Nut 28 an der Unterseite des Kolbendeckels 5 vorgesehen, deren Innendurchmesser dem Durchmesser des Kolbens 3 in Abschnitt b entspricht. In diese Nut 28 kann der bewegliche Ventilring 4 aufgenommen werden, der zwischen der abdichtenden Scheibe 17 und dem Kolbendeckel 5 zentral um den Kolben 3 gleitbeweglich liegend angeordnet ist. Der Ventilring 4 weist im oberen Drittel eine elastisch, biegsame, kreisförmige Scheibe 29 auf, die sich mit einem elastisch verformbaren Rand 30 radial vom Kolben 3 bis zur Kammerwand 7 erstreckt und mit ihrem Umfang an der Kammerwand 7 anliegt und einen Flüssigkeitsstrom dazwischen im Wesentlichen verhindert.
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11 zeigt die zweite Ausführungsform des Kolbens in einer perspektivischen Ansicht von vorne. Die optimierte Struktur im Spritzgussverfahren des Kolbens 3 ist deutlich zu erkennen. Der Ventilring 4 weist am unteren Ende Aussparungen 31 auf um die Flüssigkeitsöffnung 19 des Kolbens 3 freizugeben, so dass der Flüssigkeitsfluss durch die Öffnung 19 in den hier nicht gezeigten Flüssigkeitskanal nicht vom Ventilring 4 blockiert wird.
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Die Funktionsweise der Pumpe der zweiten Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise der ersten Ausführungsform. Der Unterschied liegt im Detail. Erstens, der Durchmesser der Grundplatte des Kolbendeckels 5 ist wesentlich kleiner als bei der ersten Ausführungsform, so dass Flüssigkeit ungehindert am Kolbendeckel vorbei strömen kann. Der Kolbendeckel 5 in der zweiten Ausführungsform dient nur der Begrenzung der axialen Bewegung des Ventilrings nach oben. Zweitens, die Führung des Kolbens in der Kammer wird von dem Führungselement 33 übernommen, das unterhalb der abdichtenden Scheibe angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpe
- 2
- Pumpenkörper
- 3
- Kolben
- 4
- Ventilring
- 5
- Kolbendeckel
- 6
- Kammer
- 7
- Kammerwand
- 8
- Oberes Ende der Kammer
- 9
- Unteres Ende der Kammer
- 10
- Öffnung
- 11
- Rückschlagventil
- 12
- Schraubgewinde
- 13
- Anschlag
- 14
- Stiel
- 15
- Flüssigkeitskanal
- 16
- Abstufung
- 17
- Abdichtende Scheibe
- 18
- Rand
- 19
- Flüssigkeitsöffnung
- 20
- Ende des Kolbens
- 21
- Öffnung des Kolbens
- 22
- Erweiterung
- 23
- Grundplatte des Kolbendeckels
- 24
- Endstück des Kolbendeckels
- 25
- Ende des Endstücks
- 26
- Rastlasche
- 27
- Flüssigkeitskanäle des Kolbendeckels
- 28
- Nut
- 29
- Scheibe des Ventilrings
- 30
- Rand der Scheibe des Ventilrings
- 31
- Aussparung des Ventilrings
- 32
- Schaft des Ventilrings
- 33
- Führungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8157134 B2 [0007]
- EP 2275014 A2 [0008]
