DE1943583B2 - Zerstäuber-Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerstäuber-Kolbenpumpe nach dem Hauptpatent 17 03 416 mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Das Hauptpatent 17 03416 goht von einer Zerstäuber-Kolbenpumpe nach der DE-PS 13 02 372 aus, bei der die Kolbenmanschette mit ihrem elastischen Hals an einer Kolbenstange eingespannt ist, an deren unterem Ende ein zum Kolben gehörender Ventilkörper eingepreßt ist und die ihrerseits mit ihrem oberen Ende in den Betätigungskopf eingepreßt ist. Der Betätigungskopf ist von der Kolbenstange abziehbar, ohne daß die Einspannung des elastischen Halses der Kolbenmanschette gelöst wird. Dazu sind jedoch außer dem Betätigungskopf drei Bauteile, nämlich Kolben, Kolbenmanschette und Ventilkörper, erforderlich.

Demgegenüber bezweckt das Hauptpatent 17 03 416 eine Verbesserung im Sinne eines geringeren Bauaufwandes und geringerer Baugröße sowie einer geringeren Zahl an Abdichtungsstellen. Dazu ist vorgesehen, daß der Hals der Kolbenmanschette in einer Nut am Betätigungskopf abdichtend eingespannt ist. Dadurch entsteht der Vorteil, daß ein Teil entfallen kann. Der Kolben ist also ebenso wie die Kolbenmanschette im Betätigungskopf eingespannt und dort auch abgedichtet. Bei dieser Bauart kann der Betätigungskonf nicht von der Kolbenstange abgezogen werden, ohne die Zerstäuber-Kolbenpumpe zu zerstören, weil es praktisch unmöglich ist, bei Wiederaufsetzen des Betätigungskopfes die abgedichtete und richtig positionierte Einspannung des elastischen Halses wieder herzustellen.

Es gibt jedoch zahlreiche Anwendungsgebiete, bei denen es wichtig ist, daß der Betätigungskopf abgenommen werden kann. Zum Beispiel bei der Verwendung von Zerstäuberpumpen in der medizinischen Praxis ist es häufig notwendig, austauschbare Düsenköpfe zu verwenden, weil unterschiedliche Formen von Sprühdüsen verwendet werden sollen oder weil die Sprühdüsen nach Benutzung ausgetauscht oder Sterilisiert werden miis<;en Das Abnehmen des Beläligungskopfes ist jedoch bei der Zerstäuber-Kolbenpumpe nach dem Hauptpatent nicht möglich, weil dabei auch die Verbindung zwischen Kolben und Kolbenmanschette aufgehoben werden würde, so daß die genau bemessene Vorspannung des Kolbenhalses verlorengehen würde.

Aus der DE-PS 12 01 684 ist eine Zerstäuber-Kolbenpumpe bekannt geworden, bei der ein auf einer Kolbenstange lose verschiebbarer Schleppkolben auf

ίο der einen Seite durch eine Ventilplatte und auf der anderen Seite durch eine elastische Dichthülse in seiner Bewegung begrenzt ist Diese Ausführung erlaubt zwar, ebenso wie die Ausführung nach der DE-PS 13 02 372, das Abnehmen des Betätigungskopfes, besitzt aber noch

is ein weiteres, zum Kolben gehörendes Teil, nämlich die elastische Dichthülse. Diese Pumpe ist daher komplizierter aufgebaut

Eine ähnliche Ausführung, bei der der Betätigungskopf ebenfalls abnehmbar ist, zeigt auch das DE-GM 19 72 000¹, bei der lediglich die elastische Dichthülse nicht vorhanden ist, so daß ein Spiel zwischen dem Kolbenhals und dem Schleppkolben den Ventilweg bestimmt

Bei den beiden zuletzt behandelten Zerstäuber-Kolbenpumpen ist kein eingespannter, stauchbarer elastischer Hals vorhanden, der einen definierten Druckaufbau gestattet, so daß eine reine Schleppkolben-Funktionsweise ohne aktives unter der Stauchkraft des elastischen Halses erfolgendes Schließen des Flüssigkeits-Auslaßventils vorliegt. Diese Bauart hat sich in der Praxis nicht durchsetzen können.

Der Aufgabe liegt eine weitere Verbesserung im Sinne des Hauptpatentes zugrunde, die es ermöglicht, den Betätigungskopf abnehmbar und auswechselbar zu

i^r> gestalten, ohne daß der elastische Hals beschädigt wird, obwohl eine gute abdichtende Einspannung im Betätigungskopf möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in dem Hals die Ventilträgerstange eingespannt ist.

Durch die Einspannung der Ventilirägerstange in den Hals des kolbens wird eine Einheit geschaffen, die auch dann funktionsfähig bleibt, wenn der Betätigungsdriikker abgenommen ist. Es tritt noch der zusätzliche Vorteil auf, daß an der Einspannstelle durch das relativ weiche Kolbenmaterial eine /erbessert;: Dichtung vorliegt, weil hier kein starker Preßsitz verwendet werden kann, wenn man den Betätigungskopf einfach abnehmbar machen will. Es ist auch nicht notwendig, die

so Einspannstelle mit größter Präzision herzustellen, weil ein relativ weiches Material verwendet werden kann. Es ist trotz guter Dichtheit ein leichtes Abnehmen des Betätigutiigsdrückers möglich.

Es hat sich herausgestellt, daß trotz der Tatsache, daß

Yi nunmehr der aus relativ weichem Material bestehende Kolben bis zum Betätigungsdrücker hoch reicht, Ausbietungs- oder Knickerscheinungen nicht zu befürchten sind. Zum Teil wird eine erwünschte Versteifung dadurch erzielt, daß die Ventilträgerstange mit

bo ihrem oberen Teil relativ weit in den Kolben hineinragt.

Vorzugsweise kann der Hals in seinem in den

Betätigungskopf eingespannten Abschnitt dickwandig sein. Dabei kann der die Ventilträgerstange in axialer Richtung abstützen und gleichzeitig eine ausreichende

b^r> Steifigkeit zur Einspannung in dem Betätigungskopf aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnune dareestellt und wird im folgenden näher

erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch eine Zerstäuber-Kolbenpumpe.

Die in der Zeichnung dargestellte Zerstäuber-Kolbenpumpe besitzt eine Kappe 11, die auf der Mündung eines strichpunktiert angedeuteten Gefäßes 12 aufsitzt, dieses verschließt und die mechanisch bewegten Teile der Pumpe trägt Bei dem Gefäß handelt es sich beispielsweise um einen Behälter für Parfüms oder dgL

In die Kappe 11 ist ein Pumpenzylinder 18 eingesetzt Um den in die Kappe eingesetzten Teil des Pumpenzylinders 18 herum bildet sich ein rohrförmiger Abschnitt, der nach innen von einer Mittelbohrung 19 begrenzt ist und, wie später noch erläutert wird, eine Dichthülse 20 bildet

Der Pumpenzylinder 18 besitzt ein unteres Ansaugrohr 21, das nach oben in einem kegligen Sitz 22 eine Ventilkugel 23 eines Rückschlagventils aufnimmt. Im oberen Teil des Zylinders befindet sich ein Kolben 24, der aus einem relativ elastischen Kunststoffmaterial besteht Der mit einer durchgehenden, abgesetzten Mittelbohrung 25 versehene Kolben 24 besitzt in seinem unteren Teil eine Manschette 26, die an der Zylinderwand 27 anliegt und durch Aufweitung infolge des Flüssigkeitsdruckes gut abdichtend an diese angepreßt werden kann. An die Manschette anschließend besitzt der Kolben einen abgesetzten bzw. kegligen Teil 28, der in der oberen Lage des Kolbens an der Dichthülse 20 anliegt Oberhalb des kegligen Teiles ist der Kolben, wie bereits erwähnt, rohrförmig und relativ dünnwandig, ^s bildet sich dadurch ein elastischer Abschnitt oder Hals 29, der sich unter axialem Stauchdruck aufweitet und somit eine axiale Verschiebung des unteren Kolbenteiles 26,28 ermöglicht.

Der Kolben ist mit einem verdickten Teil 30 aus der Kappe 11 hinausgeführt und reicht bis in einen Betätigungsdrücker 31, der im Vergleich zum Kolben aus einem starren Material besteht. Der Teil 30 des Kolbens 34 ist in einer mittigen Bohrung 32 des Betätigungsdrückers mit einem Preßsitz aufgenommen. Die Mittelbohrung 25 reicht bis in eine zentrale Ausnehmung 33 des Betätigungsdrückers hinein, die mit einer an sich bekannten, in den Betätigungsdrücker eingesetzten Zerstäuberdüse 34 in Verbindung steht. Der Betätigungsdrücker 31 besitzt einen äußeren Mantel 35, der über einen napfförmigen Ansatz 36 der Kappe übersteht, so daß zwischen diesen Teilen eine gewisse Führungwirkung entsteht. In den Kolben ist eine Ventilträgerstange 37 eingesetzt. Diese besitzt einen Ventilteller 38, der mit einem Ventilsitz 39 des Kolbens zusammenarbeitet. Um stets eine gute Abdichtung zu garantieren, ist der mit dem Ventilsitz zusammenarbeitende Teil des Ventiltellers als Ringschneide ausgebildet.

ZuiTi Pumpenzylinder hin besitzt der Ventilteller 38 einen Vorsprung 40, um den herum eine auf den Ventilteller einwirkende Druckfeder 41 zentriert ist, die sich im unteren Teil des mit dem Ventilsitz 22 und dem Ansaugrohr 21 einstückig ausgebildeten Pumpenzylinders abstützt.

In der Zeichnung oberhalb des Ventiltellers 38 besitzt die Ventilträgerstange ein relativ langes rohrförmiges Teil 42, dessen Bohrung 43 mil der Bohrung 25 des Kolbens in Verbindung steht. Der rohrförmige Teil 42 der Ventilträgerstange 37 ist in einem vergrößertem Abschnitt 44 der Bohrung 25 des Kolbens aufgenommen und stützt sich gegen einen Absatz 45 axial ab. Die KolbcnbohrUP.⁴⁷ 25 besitzt !Π ihren in Her 7.ei(-hnunp unteren Teil eine konische Erweiterung 46, die die Ventilfäche 38, 39 mit Querbohrungen 47 in der Vsntilträgerstange verbindet, die in die Mittelbohrung 43 hineinragen.

Zw'schen dem den rohrförmigen Teil 42 der Ventilträgerstange 37 umgebenden Hals 29 und dem konischen Abschnitt 46 liegt der Kolben an dem rohrförmigen Teil 42 an.

Es ist zu bemerken, daß der rohrfcrmige Teil 42 der

ίο Ventilträgerstange 37 relativ weit und zwar in der Zeichnung etwa bis zur Hälfte der FColbenlänge, in den hohlen Kolben hineinragt Er ist in dem Kolben mit einem Preßsitz eingespannt Der Pumpenzylinder besitzt in seinem zwischen der Dichthülse und der Anlage der Kolbenmanschette 46 an der Zylinderwand 27 gelegenen Teil Belüftungskanäle 48, die durch Bohrungen in der Zylinderwand gebildet sind.

Die Montage der bis auf die Feder 41 und die Kugel 23 aus Kunststoff bestehenden Schubkolbenpumpe erfolgt ausschließlich durch Zusammenstecken. Es ist kein einziger Schraub- oder Klebevorgang, der die Montage erschweren würde, erforderlich. Auch das Aussetzen der gesamten Pumpe auf das Gefäß 12 erfolgt durch bloßes Aufschieben, wobei die Pumpe auf diesem kraft- und formschlüssig einrastet.

Die Schubkolbenpumpe nach der Erfindung arbeitet wie folgt::

In der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage steht der Kolben unter der Kraft der Feder 41 in seiner

jo oberen Stellung. Dabei liegt sein kegliger Teil 28 an der Dichthülüe 20 an und schließt den Gefäßinnenraum gegen die Außenluft dicht ab. Das zwischen dem Ventiltellter 38 und dem Ventilsitz 39 gebildete Auslaßventil ist geschlossen. Wie aus der Zeichnung zu

i¹) erkennen ist, ist der elastische Hals 29 leicht angestaucht und bringt somit eine zusätzliche Vorspannung auf das Auslaßventil auf. Die Dichthülse 2O hat eine innere Ausnehmung 50, die eine Aufweitung des Halses 29 erlaubt. Eleim Abwärtsdrücken des Betätigungsdrückers 31 wird der Kolben abwärts bewegt, wobei das Rückschlagventil 22, 23 geschlossen ist und die Kolbenmanschette 26 infolge des sich aufbauenden Flüssigkeitsdruckes absolut dicht an der Zylinderwand 27 anliegt. Das Auslaßventil 38, 39 bleibt jedoch in der ersten Phase des Niederdrückens geschlossen, da der elastische Hals 29 mit seiner Vorspannung eine Öffnung verhindert. Erst wenn der auf die Ringfläche zwischen Auslaßventilsitz und Zylinderwand wirkende Flüssigkeitsdruck ausreichend hoch geworden ist, daß der

w Stauchdruck auf den Kolben eine weitere Aufweitung des Halses 29 herbeiführen kann, wird der untere Teil des Kolbens zum oberen Teil des Kolbens und damit zur Ventilträgerstange 37 aufwärts verschober., so daß das Ventil 38, 39 öffnet und die in dem Zylinderraum 49

^r>^r> befindliche, unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Bohrung 47, 43, 25 sowie die Ausnehmung 33 und die Zerstäuberdüse 34 austritt und versprüht wird. Es ist zu erkennen, daß eine Flüssigkeitsförderung erst einsetzt, wenn der Flüssigkeitsdruck ausreichend hoch ist, um

M) eine gute Zerstäubung in der Düse 34 zu ermöglichen.

Am Ende des Förderhubes, d. h. bei weiterem Niederdrücken des Betätigungsdrückers 31 und des Kolbens 24, kommt die Kolbenmanschette 26 in den Bereich von Ausnehmungen 51 in der Zylinderwand 27.

h^r> Diese Ausnehmungen, die als umlaufende Nut oder als einzelne Ausnehmungen in der Zylinderwand ausgebildet sein können, bewirken, daß der im Zylinderraum 49 aufgebaute Flüssigkeitsdruck schlagartig zusammen-

bricht, indem die Flüssigkeit außen an der Kolbenmanschette 26 vorbei und durch die Belüftungskanäle 48 in das Gefäß zurückströmt. Dadurch wird vermieden, daß der für die Zerstäubung wesentliche Druck langsam nachläßt und die Zerstäuberdüse 34 nachtropft.

Während des Niederdrückens des Kolbens stand das Gefäßinnere über die Belüftungskanäle 48 und den Ringspalt zwischen Dichthülse 20 und Kolben 24 mit der Außenluft in Verbindung, so daß eine der verspril Flüssigkeitsmenge entsprechende Luftmenge in Behälterinnere nachströmen konnte.

Während des unter Wirkung der Feder 41 erfol den Aufwärtshubes wird das Rückschlagventil 2; geöffnet und über das Ansaugrohr 21, auf das eine ι dargestellte Verlängerung aufschiebbar ist, Flüssij aus dem Gefäß in den Zylinderraum 49 nachgesaugt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Zerstäuber-Kolbenpumpe mit einem in einem Pumpenzylinder durch manuellen Druck auf einen Betätigungskopf entgegen einer Rückholfeder verschiebbaren Kolben, einem zwischen dem Kolben und einem Ventilkörper an einer Ventilträgerstange gebildeten Auslaßventil und einem Auslaßkanal durch den hohlen Kolben, wobei der Kolben einen hohlzylindrischen elastischen Hals besitzt, der oberhalb des Auslaßventils einen dünnwandigen und unter elastischer Aufweitung des Halses siauchbaren Abschnitt aufweist, wobei der Kolben unter Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes im Zylinder entgegen der Federkraft des elastischen Halses das Auslaßventil öffnet sowie durch diese Federkraft wieder schließt, und wobei der Hals in einer Nut am Betätigungskopf abdichtend eingespannt ist, nach Patent 17 03 416, dadurch gekennzeichnet, daß im Hals (30) die Ventilträgerstange (42) eingespannt ist.

2. Zerstäuber-Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (30) in seinem in den Betätigungskopf (31) eingespannten Abschnitt dickwandig ist.