DE19727356B4

DE19727356B4 - Spender für Medien

Info

Publication number: DE19727356B4
Application number: DE19727356A
Authority: DE
Inventors: Stefan Ritsche; Esther Amann
Original assignee: Erich Pfeiffer GmbH; Ing Erich Pfeiffer GmbH
Current assignee: Aptar Radolfzell GmbH
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: DE59810617D1; ES2214660T3; CN1205967A; JPH1179224A; EP0887112B1; KR19990007393A; US6227415B1; DE19727356A1; EP0887112A3; EP0887112A2; CN1111495C; ATE258081T1; BR9802222A; DK0887112T3

Abstract

Spender für Medien aus einem Medienspeicher
1.1 mit einem Gehäuse (4), das einen einen Pumpenzylinder für einen Pumpenkolben (16) bildenden Zylindermantel (15) und eine darin vorgesehene Pumpen- bzw. Förderkammer (20) aufweist,
1.2 die einen eine Strömungsrichtung (12) bestimmenden Medieneinlass in die Förderkammer (20) aufweist,
1.3 sowie mit einem Auslassventil (22) aus der Förderkammer (20) und
1.4 einer den Medieneinlass steuernden Ventileinheit (10) mit zwei Ventilen (31, 32), nämlich
1.5 einem ersten Ventil (31) und
1.6 einem stromaufwärts davon liegenden zweiten Ventil (32), das bei Überkopflage (2) des Spenders (1) und nach unten gerichteter Strömungsrichtung (12) den Mediendurchlass sperrt,
1.7 wobei die Ventile (31, 32) je einen Ventilsitz (33, 34) sowie relativ zueinander und gegenüber dem Gehäuse (4) bewegbare erste und zweite Ventilkörper (35, 36) aufweisen,
1.8 der erste Ventilkörper (35) in der Förderkammer (20) und der zweite Ventilkörper (36) in einer Ventilkammer...

Description

Die Erfindung betrifft einen Spender für Medien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieser Spender ist insbesondere für fließfähige Medien, die gasförmig, pulverförmig, pastös und/oder insbesondere flüssig sein können, wobei der Spender zum Austrag des Mediums mit einer einzigen Hand sowohl getragen als auch betätigt werden kann. Vorzugsweise soll der Spender in unterschiedlichen Lagen, beispielsweise mit unten und mit oben liegendem Auslaß verwendbar sein bzw. eine Ventilanordnung oder Ventileinheit enthalten, welche auf Lageänderungen des Spenders, beispielsweise durch Gravitation, mit unterschiedlichen Ventilstellungen reagiert.
Solche Ventileinheiten können als Auslaßventil, Belüftungsventil, Mischventil o. dgl. der Förder-, Druck- oder Pumpenkammer des Spenders zugeordnet sein, werden jedoch zweckmäßig als Einlaßventil verwendet. Dadurch kann die volumenvariable Druckkammer bei ihrer Vergrößerung bzw. Evakuierung aus einem Speicher durch dieses Ventil hindurch mit dem Medium in einer Strömungsrichtung gefüllt werden, die im wesentlichen parallel zur Pumpen- bzw. Ventilachse o. dgl. liegt. Zweckmäßig weist die Ventileinheit zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Ventile bzw. Ventilkörper und Ventilsitze auf, von denen der stromaufwärts liegende Ventilkörper nur durch Gravitation in seine Schließstellung zu überführen ist, während der stromabwärts bzw. näher bei der Druckkammer liegende Ventilkörper durch Überdruck in der Druckkammer in seine Schließstellung überführt wird. Ggf. ist auch eine demgegenüber umgekehrte Anordnung der Ventile bzw. Ventilkörper denkbar.

Aus der FR 2 390 213 A1 ist ein Zerstäuber bekannt geworden, der sowohl in aufrechter als auch in Überkopflage zu benutzen ist. Er besitzt zwei Einlassventile, die jeweils in einer der beiden vorgesehenen Benutzungslagen sperren. Die Ventilsitze dieser Ventile sind jeweils an unterschiedlichen Bauteilen oder einem Differenzdruckkolben vorgesehen.

Dadurch ist der Aufbau und die Montage des Zerstäubers kompliziert und eine häufig geforderte Miniaturisierung kaum möglich.

Aus der EP 201 701 A2 der Patentinhaberin ist eine solche Überkopfpumpe bekannt geworden, bei der nur ein Kugel-Einlassventil vorhanden ist, das im Zusammenwirken mit zwei Ventilsitzen in einer Ventilkammer den Einlass in die Pumpenkammer sperrt. Bei Überkopflage strömt das auszugebende Medium durch eine Seitenöffnung im Pumpenzylinder ein, die dann vom Pumpenkolben freigegeben wird.

Die JP 58170562 A beschreibt eine Überkopfpumpe, bei der zwei Kugelventile vorgesehen sind, von denen eines am Eintrittsende der Pumpenkammer und das andere am Ende einer mit dem Pumpenzylinder einteiligen Ventilkammer liegt. Die Kugel muss dabei bei der Montage durch eine Rast- oder Schnappstelle hindurch gedrückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spender zu schaffen, bei welchem Nachteile bekannter Ausbildungen bzw. der beschriebenen Art vermieden sind, der einfach herstellbar ist und der insbesondere auch bei miniaturisierter Bauweise und extrem geringen Wandungsdicken seiner Bauteile stets eine sehr sichere Ventilfunktion gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Für den zweiten Ventilkörper ist eine Führung vorgesehen, die über den gesamten Bewegungsweg dieses Ventilkörpers im wesentlichen oder vollständig radialspielfrei ist, so daß der Ventilkörper ohne Querbewegungen sehr schnell von einer Anschlagstellung in die andere überführt werden kann. Die Führung kann durch mindestens drei oder fünf über den Umfang verteilte Vorsprünge gebildet sein, z.B. durch Längskantenflächen, die über den gesamten Bewegungsweg des Ventilkörpers reichen und an denen dieser Ventilkörper bei seinen Bewegungen stets gleitet. Zwischen den Vorsprüngen kann das Medium durch die zugehörige Ventilkammer von deren Einlaß bis zu deren Auslaß strömen. Entlang des zweiten Ventilkörpers ist dabei zweckmäßig der Strömungswiderstand bzw. die Strömungsgeschwindigkeit kleiner als entlang des ersten Ventilkörpers.

Vorteilhaft können Mittel vorgesehen sein, durch welche die Masse- bzw. Bewegungsenergie des einen Ventilkörpers dazu verwendet wird, den anderen Ventilkörper aus seiner Anschlagstellung, insbesondere seiner Schließstellung, herauszuheben oder herauszustoßen. Dadurch können der erste oder zweite Ventilsitz bzw. Ventilanschlag auch quer oder radial federnd nachgiebig ausgebildet sein und in Schließ- bzw. Anschlagstellung mit Radialspannung am zugehörigen Ventilkörper anliegen, was dessen genauer Zentrierung und sicherer Abdichtung zugute kommt. Die Dicke der den ersten oder zweiten Ventilsitz bildenden Wandung kann unter 1,5 bzw. einem oder 0,8 Millimeter und zweckmäßig zwischen 0,5 und 0,6 Millimeter liegen, so daß sie bei Radialspiel unter dem Anlagedruck des Ventilkörpers leicht nachgeben kann und sich der Sitz über seinen ganzen Umfang eng an die Form des an ihm anliegenden Bereiches des Ventilkörpers anpassen kann. Die genannte Wandungsdicke ist zweckmäßig kleiner als die Dicke der Wandung, welche die Förderkammer am Umfang begrenzt. Die Ventilwandung liegt vorteilhaft versenkt bzw. mit Radialabstand innerhalb eines Außenkörpers.

Der erste und der zweite Ventilkörper weisen zweckmäßig ein gegenüber dem Medium größeres spezifisches Gewicht auf, beispielsweise indem er Metall, wie Stahl, enthält. Zur Erhöhung der Masse kann der Ventilkörper nur im Kern aus dem Metall bestehen und zur Erhöhung der genannten elastischen Stoßwirkung auf den anderen Ventilkörper kann auch seine Stoßfläche bzw. sein Außenumfang aus dem Metall bestehen. Die Ventilsitze bzw. deren Wandungen können wie alle übrigen Wandungen des Spendergehäuses oder der Kolbeneinheit aus Kunststoff bestehen. Die Ventilkörper könnten zwar eine Bau- bzw. Montageeinheit dadurch bilden, daß sie permanent unmittelbar miteinander über eine Verbindung verbunden sind, welche sich mit mindestens einem der Ventilkörper gegenüber den Ventilsitzen mitbewegt, jedoch sind die Ventilkörper zweckmäßig durch vollständig gesonderte Kugeln o. dgl. gebildet, die frei beweglich sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Ventilkörper, insbesondere der stromaufwärts oder weiter von der Förderkammer entfernt liegende zweite Ventilkörper, durch Leitmittel für die Medienströmung davor geschützt, daß er durch die Medienströmung entgegen seiner Gewichtskraft aus seinem zugehörigen Sitz herausgehoben und gegen den anderen Sitz angelegt wird. Diese Leitmittel können eine Abschirmung umfassen, welche diesen Ventilkörper über den größten Teil seiner Grundfläche gegenüber unmittelbare Beaufschlagung der gegen ihn gerichteten Medienströmung abdeckt und diese Medienströmung nur in einem Ringkanal um den Ventilkörper herum führt. Die Medienströmung tritt in die Ventilkammer dieses Ventilkörpers quer ein, nämlich radial unmittelbar gegen die zugehörige Wandung und zwischen deren Vorsprünge gerichtet. Zweckmäßig tritt dabei das Medium nur aus einer einzigen Öffnung aus, welche um die Ventilachse einen Bogenwinkel von weniger als 180° oder 90° einnimmt. Diese Öffnung ist vorteilhaft über ihren gesamten Umfang einteilig begrenzt, beispielsweise von der Leitfläche der genannten Leitmittel, so daß auch die Abschirmung einteilig mit der Wandung dieser Ventilkammer ausgebildet sein kann.

Ein Sitz bzw. Anschlag für einen Ventilkörper, insbesondere den ersten Ventilkörper, kann durch einen Bauteil gebildet sein, welcher gesondert von allen übrigen Sitzen der beiden Ventile ausgebildet ist und eine um die Ventilachse gekrümmte sowie von dieser im Radialabstand liegende Anschlagfläche bildet. Dieser Bauteil kann eine Feder, wie eine Schraubendruckfeder sein, deren zugehörige Endwindung den Anschlag bildet und die als Ventilschließfeder und/oder Rückstellfeder für die Kolbeneinheit ausgebildet sein kann. Jeder der beiden Ventilkörper ist zweckmäßig zur Schließstellung bzw. zur Öffnungsstellung nicht federbelastet, sondern in jeder Stellung frei beweglich und nur durch die Strömungs-, Schwerkraft- und Druckverhältnisse gesteuert.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Spender, teilweise im Axialschnitt sowie in aufrechter Normalstellung und
2 einen Ausschnitt der 1 in vergrößerter, geringfügig abgewandelter Ausbildung in gegenüber 1 umgekehrter Überkopflage sowie in betätigter Endstellung.
Der in 1 in unbetätigter Ausgangs- bzw. Ruhelage stehende Spender 1 weist zwei zur Betätigung gegeneinander linear bewegbare Einheiten 2, 3 so auf, daß er beim Arbeitshub verkürzt und beim Rückhub wieder verlängert wird. Zur feststehenden Einheit 2 gehört ein Gehäuse 4 einer Pumpe, wie einer Schubkolbenpumpe, das aus höchstens drei in seiner Längsrichtung aneinander schließenden Gehäuseteilen 5 bis 7 zusammengesetzt ist. Die an der Einheit 2 verschiebbar gelagerte Einheit 3 umfaßt eine Kolbeneinheit 8 und einen nicht näher dargestellten Austrag- und Betätigungskopf, welcher eine Handhabe und einen radialen Medienaustritt, insbesondere eine Zerstäuberdüse aufweist. Die Einheit 2 ist festsitzend an einem Speicher 9, beispielsweise am verengten Hals einer Flasche so anzuordnen, daß das Gehäuse 4 mit dem größten Teil seiner Länge innerhalb des Speichers 9 liegt, um aus dem Speicher in das Gehäuse 4 über zwei gesonderte Leitungswege Medium anzusaugen. Hierfür ist für nur einen dieser Leitungswege eine Ventileinheit 10 vorgesehen, welche bei aufrechter Lage gemäß 1 ein druckabhängig arbeitendes Einlaßventil und bei um 180° verdrehter Kopflage gemäß 2 ein aufgrund Schwerkraft arbeitendes Ventil zum Verschluß dieses Leitungsweges bildet. Alle genannten Bauteile 2 bis 10 liegen in einer gemeinsamen Achse 11, sind im wesentlichen formsteif und werden beim Betrieb hauptsächlich in einer Strömungsrichtung 12 durchströmt, welche parallel zur Achse 11 liegt und von der Einheit 10 zur Einheit 8 gerichtet ist.
Der mittlere Gehäuseteil 5 ist an seinem außerhalb des Speichers 9 liegenden Ende über eine Schnappverbindung unlösbar mit dem Gehäuseteil 6 verbunden, der vollständig außerhalb des Speichers 9 liegt und das zugehörige Ende des Mantels des Teiles 5 am Außen- und Innenumfang eng anliegend umgreift. Am stromaufwärts liegenden Ende weist der Teil 6 einen radial nach außen vorstehenden Flansch 14 mit einer ringförmigen Stützfläche auf, die in der Befestigungsebene 13 gegen die Endfläche des Speicherhalses mit einer Schraubkappe, einem Krimpring o. dgl. abgedichtet gespannt ist und wie die Ebene 13 rechtwinklig quer zur Achse 11 liegt. Am Innenumfang des Mantels 15 des Teiles 5 ist ein elastischer Kolben 16 mit einer Kolbenlippe 17 abgedichtet und gleitend geführt, die das stromaufwärts liegende Ende dieses Kolbens 16 bildet. Dessen stromabwärts liegendes Ende ist durch einen verengten, hülsenförmigen Schaft 18 gebildet, dessen von der Lippe 17 entfernter Endabschnitt durch Einstecken mit einem formsteifen Stößel 19 festsitzend verbunden ist. Gemäß den 1 und 2 durchsetzen der Schaft 18 und der Stößel 19 permanent einen zentralen, vom ringförmigen Gehäusedeckel begrenzten Durchlaß, wobei der Kolben 16 stets vollständig innerhalb des Gehäuses 4 liegt und der Stößel 19 stets aus dem stromabwärts liegenden Ende des Gehäuses 4, 6 herausragt. Das stromabwärts liegende, verengte Ende des Stößels 19 dient zum festsitzenden Aufstecken des Betätigungskopfes, dessen vom Spender 1 weg ins Freie führender Medienauslaß dann mit dem Inneren des Gehäuses 4 leitungsverbunden ist.
Diese Leitungsverbindung besteht mit einer volumenvariablen Druckkammer 20, welche von der Einheit 10 bis zu einem Auslaßventil 22 reicht und nur vom Teil 5, der Kolbenlippe 17 und einem Kernkörper 23 der Einheit 3 begrenzt ist. Stromabwärts schließt an das Ventil 22 ein die Einheit 3 vollständig im Inneren durchsetzender Auslaßkanal 21 an, welcher vom Sitz des Ventiles 22 bis zum stromabwärts liegenden Ende des bolzenförmigen Körpers 23 durch dessen Außenumfang und daran anschließend nur durch den Innenumfang des Stößels 19 begrenzt ist. Im Bereich des Körpers 23 ist der Kanal 21 vom Innenumfang des Kolbens 16 begrenzt, dessen Innenumfang auch den bewegbaren Ventilkörper des Ventiles 22 bildet. Dessen konischer Ventilsitz ist durch den Außenumfang eines Bundes des Körpers 23 gebildet, welcher mit einem demgegenüber schlankeren Schaft den Schaft 18 durchsetzt und festsitzend in einen Innenumfang des Stößels 19 eingreift. Der Schaft 18 bildet eine elastisch stauchbare bzw. verkürzbare Ventilfeder des Ventiles 22 und ist einteilig mit der Lippe 17 ausgebildet. Durch Verschieben der Einheit 3, 8 entgegen Richtung 12 wird die Pumpenkammer 20 der Pumpe verkleinert und in entgegengesetzter Richtung vergrößert.
Für den außerhalb der Kammer 20 bzw. stromabwärts von der Lippe 17 liegenden, ringförmigen Gehäuseraum ist ein weiteres Ventil 24 vorgesehen, welches bei Öffnung diesen Gehäuseraum mit dem Durchlaß im Deckel 6 und daher mit der Außenatmosphäre verbindet. Dieses Ventil 24 dient zur Belüftung des Speicherraumes des Speichers 9 durch das Innere des Gehäuses 4 hindurch und ist in Ruhelage dicht geschlossen. Sein Ventilkörper ist durch einen konischen Außenumfang des Kolbens 16 gebildet, während der Ventilsitz durch das in den Teil 5 hineinragende Ende des Deckels 6 gebildet ist. Mit Beginn der Betätigung der Einheit 3 entgegen Richtung 12 öffnet das Ventil 24 und es schließt dann erst wieder in Ruhelage.
Der Mantel 15 ist innerhalb des Speicherraumes oder Speicherhalses von einem radialen Kanal bzw. einer Öffnung 25 durchsetzt, die in Ruhelage in die Kammer 20 mündet und mit Beginn des Arbeitshubes verengt sowie sofort geschlossen wird.
Hierzu ist ein Ventil 26, nämlich ein Schieberventil vorgesehen, dessen Ventilkörper durch die Lippe 17 gebildet ist, welche in Ruhelage nur einen Teil der Öffnung 25 abdeckt. Auf einem ersten, sehr kleinen Teilhub überläuft der Ventilkörper 17 die Öffnung 25, so daß diese nur noch in den stromaufwärts an die Kammer 20 anschließenden Gehäuseraum mündet und daher bei geöffnetem Ventil 24 die Belüftung oder der Druckausgleich im Speicherraum ausschließlich über die Öffnung 25 sowohl in Normallage als auch in Kopflage erfolgen kann. In Kopflage bildet die Öffnung 25 den zweiten der genannten Leitungswege zur Füllung der Kammer 20 und das Ventil 26 das zugehörige Einlaßventil, so daß dann die Kammer 20 unter Umgehung der Einheit 10 nur am Ende des Rückhubes der Einheit 3 gefüllt wird. Bei Betrieb in Normallage erfolgt die Füllung der Kammer 20 ausschließlich über die Einheit 10 unter Umgehung der Öffnung 25 und zwar mit Beginn des Rückhubes und bis zur Öffnung des Ventiles 26.
Die Endstellung des Arbeitshubes bzw. der Beginn des Rückhubes sind durch einen Anschlag 27 bestimmt, welcher innerhalb des Gehäuses 4 liegt, als Ringschulter des Teiles 5 ausgebildet ist und an dem die Lippe 17 anschlägt. Wird die Einheit 3 nach diesem Anschlagen weiter entgegen Richtung 12 bewegt, so öffnet das Ventil 22, weil bei dieser Bewegung sein Ventilkörper 23 mit dem Stößel 19 gegenüber der Lippe 17 und dem Ventilkörper des Kolbens 16 unter Verkürzung des Schaftes 18 bewegt wird. Das Ventil 22 kann auch vor diesem Anschlagen unter einem entsprechend hohen Überdruck in der Kammer 20 öffnen.
Im Bereich der Innenschulter 27 schließt der erweiterte Längsabschnitt des Mantels 15 entgegen Richtung 12 an einen schlankeren Ansatz 28 einteilig an, welcher länger als die Kammer 20 ist und vollständig innerhalb des Gehäuseteiles 7 liegt. Dieser Teil 7, der wie die Teile 5, 6, 28 über seine gesamte Länge hohl bzw. als Mantelkörper ausgebildet ist, ist entgegen der Steckrichtung des Deckels 6, nämlich in Richtung 12 auf den Teil 5 festsitzend aufgesteckt. Der Teil 7 liegt vollständig stromaufwärts von der Schulter 27 und der Ansatz 28 begrenzt im Inneren einen an die Schulter 27 anschließen den, engeren Abschnitt 29 der Kammer 20, welcher gegenüber der Lauffläche für die Lippe 17 schlanker ist. Innerhalb des Teils 7 ist im Ansatz 28 ein Widerlager 30 für das stromaufwärts liegende Ende einer Feder vorgesehen, die vollständig innerhalb der Kammer 20 liegt und als Rückstellfeder für die Einheit 3 sowie für den Ventilkörper 23 vorgesehen ist. Die Abstützung 30 ist durch eine vom Innenumfang des Ansatzes 28 gebildete Ringschulter gebildet und liegt im Bereich der Einheit 10.
Diese Einheit 10 weist ein unmittelbar an die Kammer 20 anschließendes erstes Ventil 31 und ein demgegenüber stromaufwärts bzw. weiter entfernt von der Kammer 20 liegendes zweites Ventil 32 auf, von denen das erste als ersten Ventilkörper einen ersten Ventilsitz 33 mit einer ersten Ventilkugel 35 und das zweite einen zweiten Ventilsitz 34 mit einer zweiten Ventilkugel 36 für die gegenseitige Anlage in Schließstellung umfaßt. Für die Anlage der Kugel 35 bzw. 36 in der Öffnungsstellung ist jeweils ein Anschlag bzw. Sitz 37 bzw. 38 vorgesehen. In beiden Anschlagstellungen sowie in allen Zwischenstellungen liegen die Kugeln 35, 36 in der Ventilachse 11. Die entgegengesetzt gerichtet spitzwinklig konisch erweiterten Ventilsitze 33, 34 begrenzen in der Achse 11 einen von Vertiefungen bzw. Nuten freien Mediendurchlaß 39, der zwischen den Sitzen 33, 34 einen engsten Längsabschnitt aufweist, welcher wesentlich kürzer als sein Durchmesser bzw. Radius und auch kürzer als der Durchmesser bzw. Radius der Kugeln 35, 36 ist. Beide Sitze 33, 34 sind einteilig mit den Mänteln 15, 28 ausgebildet und liegen so nahe beieinander, daß bei Anlage der einen Kugel an ihrem Sitz an dieser Kugel die andere Kugel anschlägt, bevor sie ihren Sitz 33 bzw. 34 erreichen und dadurch den Durchlaß 39 dicht verschließen kann.
Auf der vom Ventil 31 abgekehrten Seite des Ventiles 32 ist für die Kugel 36 eine Abschirmung 40 vorgesehen, welche die in Richtung 12 zugeführte Medienströmung außen um die Kugel 36 herum leitet und verhindert, daß diese Strömung bei Normallage gemäß 1 die Kugel 36 aus ihrem Ruhesitz 38 heraushebt und in ihren Sitz 34 bzw. in Schließstellung überführt. Der zur gegenseitigen Verstärkung eng am Außenumfang des Ansatzes 28 anliegende Mantel 41 des Teiles 7 geht an seinem stromaufwärts liegenden Ende in eine ringförmige Stirnwand 42 über, an welche in und entgegen Richtung 12 eine rohrförmige Aufnahme 43 für ein flexibles Steigrohr 44 anschließt. Das in die Aufnahme 43 bis zur Abschirmung 40 in Richtung 12 eingesteckte und über die Wand 42 in Richtung 12 hinausreichende Saugrohr 44 dient zum Ansaugen des Mediums aus dem vom Hals entfernten Bodenbereich des Speichers 9, wenn der Spender 1 in Normallage verwendet wird.
Der gegenüber dem Innenumfang des Mantels 41 schlankere Mantel 43 bildet einen in Richtung 12 über die Wand 42 in den Mantel 41 frei vorstehenden, rohrförmigen Vorsprung 45, welcher mit dem Mantel 41 einen Ringraum begrenzt und am inneren Ende in eine Stirn- bzw. Querwand 46 der Abschirmung 40 übergeht. Diese Wand ist an beiden Stirnflächen bzw. als Ganzes im Axialschnitt stumpfwinklig sowie spitz zulaufend konisch ausgebildet, so daß ihre äußere Stirnseite den konisch vertieften Sitz 38 und ihre innere, entgegen Richtung 12 als Spitzkonus vorstehende Stirnfläche eine Leitfläche 49 für die der Einheit 10 zufließende Medienströmung bildet. Die Wand 46 weist durchgehend konstante Wandungsdicke auf und liegt wie ihr Tragabschnitt 45 berührungsfrei innerhalb des Mantels 41. Die Wandungen 41, 42, 43, 45 sind einteilig miteinander ausgebildet.
Beide Enden des Saugrohrs 44, der ebenfalls einteilig mit den genannten Wandungen ausgebildet sein könnte, sind gleich ausgebildet, weisen nämlich unebene Endflächen, hier in Radialansicht jeweils eine einzige, stumpfwinklig V-förmige Vertiefung auf, deren Flanken bis zum Außenumfang gehen und dazwischen konkav ausgerundet ineinander übergehen. Das eine Ende 47 schlägt an der Fläche 49 so an, daß seine Vertiefung höchstens bis an die Innenseite der Wandung 42 reicht. Das andere Ende 48 liegt im Bodenbereich des Speichers 9. An die Innenseite der Wand 42 sowie an die Fläche 49 schließt eine Übertrittsöffnung für das Medium, nämlich ein Austritt 50 an, welcher die Wand 45 radial durchsetzt und durch die Fläche 49 in Austrittsrichtung stetig erweitert ist. Der den Austritt 50 umgebende Öffnungsrand kann durchgehend in einer zur Achse 10 parallelen Ebene liegen, so daß die Wandungen 45, 46 in Axialansicht die Form eines Ring- bzw. Kreisabschnittes mit einem Bogenwinkel von mehr als 200° bzw. 250° haben.
Der einzige Austritt 50 ist radial bzw. geringfügig in Richtung 12 geneigt gegen den Innenumfang der Wand 41 gerichtet, so daß die den Ringraum um den Vorsprung 45 füllende Flüssigkeit an der Wand 41 in Richtung 12 umgelenkt wird und entlang der Kugel 36 strömend zum Durchlaß 39 gelangt, ohne daß die Kugel 36 aus dem Sitz 38 herausgehoben wird. Die sphärisch gekrümmte Oberfläche der Kugel 36 liegt nur mit einem gegenüber ihrem Durchmesser wesentlich kleineren, insbesondere nur etwa halb so großen Kleinkreis und in der Achse 11 nicht am Sitz 38 an, so daß sie in Ruhelage an diesem Sitz 38 nicht wie in einer becherartigen Aufnahme verklemmen kann. Die ringförmigen, vom Kugel 35 begrenzten Strömungsquerschnitte sind bei geöffneten Ventilen 31, 32 stets wesentlich kleiner als die ringförmig vom Kugel 36 begrenzten Strömungsquerschnitte.
Jede Kugel 35, 36 ist über ihren gesamten, zur Achse 11 parallelen Bewegungsweg gegenüber dem Gehäuse 4 durch gesonderte Führungen genau zentriert, beispielsweise die Kugel 36 mit der Führung 51. Hierzu sind am Innenumfang der Wand 41 sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte Vorsprünge 52, beispielsweise Axialrippen vorgesehen, die einteilig an die Wandungen 41, 42, 45, 46 anschließen und an deren der Achse 11 gegenüberliegenden Längskantenflächen die Kugel 36 geführt ist. Diese Vorsprünge 52 versteifen somit auch die Wandungen 41 bis 43 und 45, 46 gegeneinander. Zwischen den Vorsprüngen sind Kanäle gebildet, welche Rotationsströmungen um die Kugel 36 und daher deren Mitnahme durch die Strömung verhindern. Die Vorsprünge 52 reichen annähernd bis zum nächstliegenden Sitz 34. Eine entsprechende Führung für die Kugel 35 ist auch vom stromabwärts liegenden Ende des Sitzes 33 bis zum Sitz 37 vorgesehen, jedoch haben hier die Vorsprünge eine kleinere Höhe. Wie 2 zeigt, kann dem Durchtritt 50 diametral gegenüberliegend eine Rippe 53 vorgesehen sein, welche die Wandungen 45, 46 unmittelbar gegeneinander versteift, an die Fläche 49 anschließt und ebenfalls Wirbel bzw. Drehströmungen verhindert.
Der stromaufwärts liegende Endabschnitt 54 des Ansatzes 28 ist erst ab dem Widerlager 30 entgegen Richtung 12 am Außen- und Innenumfang so verengt, daß er von seinem freien Ende und in Richtung 12 über die Sitze 30, 33, 37 hinaus gegenüber dem Innenumfang der Wandung 41 und der Führung 51 berührungsfrei ist. Entgegen Richtung 12 wird die Mantelwandung 54 bis einschließlich des Sitzes 33 dünner, dann geringfügig dicker und im Bereich des Sitzes 34 wieder dünner, so daß sie sich elastisch rückfedernd unter dem Anlagedruck der Kugel 35 bzw. 36 verformen und so dicht an die Kugel anlegen läßt, ohne durch Anschlag am Gehäuseteil 7 daran gehindert zu sein. Der mittlere Abstand zwischen den voneinander wegweisenden Sitzen 33, 34 ist kleiner als die Hälfte oder ein Drittel des Kugeldurchmessers, der seinerseits kleiner als 5 mm und größer als 2 mm ist. Der Abstand der einander zugekehrten Sitze 37, 38 ist höchstens vier- oder dreimal so groß wie dieser Kugeldurchmesser, so daß sich sehr kurze Steuerwege der Ventile 31, 32 ergeben. Der Steuerweg der Kugel 35 ist aber wesentlich kleiner als der der Kugel 36, wobei der größte Zentrumsabstand zwischen den Kugeln 35, 36 kleiner als das Dreifache oder Doppelte ihres Durchmessers ist. Beide Kugeln sind gleich ausgebildet und gleich groß, so daß sie ohne weiteres gegeneinander ausgetauscht werden können. Die genannte Rückstellfeder 55 bildet mit ihrer Endwindung den Sitz 37 und stützt sich mit ihrem anderen, stromabwärts liegenden Ende am Körper 23 wie an der Fläche 30 stets axial vorgespannt ab.
In der Normallage ist die Strömung 12 nach oben gerichtet, da der Speicher 9 unterhalb des Betätigungskopfes liegt. Bei manueller Betätigung entgegen Richtung 12 werden zunächst die Ventile 26, 31 durch die Schubbewegung bzw. den Überdruck in der Kammer 20 geschlossen, wonach das Medium in der Kammer 20 komprimiert und nach Öffnung des Ventiles 22 über den Auslaßkanal 21 in den Betätigungskopf und durch dessen Düse ins Freie ausgetragen wird. Während des gesamten Vorhubes kann über das Ventil 24 und die Öffnung 25 atmosphärische Luft in den Speicher 9 angesaugt werden. Mit Beginn des Rückhubes schließt das Ventil 22, so daß im weiteren Verlauf die Kammer 20 evakuiert, dadurch das Ventil 31 geöffnet und das Medium nacheinander durch das Rohr 44, die Öffnung 50, die Ventilkammer 56, den Durchlaß 39 und den Sitz 37 in die Kammer 20 angesaugt wird. Die die Kugel 36 stets aufnehmende Kammer 56 hat eine größere Weite als die die Kugel 35 stets aufnehmende Kammer 29, wodurch die unterschiedlichen Durchlaßquerschnitte erreicht werden. Während des gesamten Vor- und Rückhubes verbleibt die Kugel 36 auf dem Sitz 38. Am Ende des Rückhubes öffnet zuerst das Ventil 26 und unmittelbar darauffolgend schließt das Ventil 24. Ein weiterer Pumpzyklus dieser Art kann nun beginnen.
Bei Überkopflage gemäß 2 liegt der Betätigungskopf unterhalb des Speichers und die Kugel 36 fällt daher unter ihrer Gewichtskraft aus dem Sitz 38 in den Sitz 34, während die Kugel 35 unter ihrer Gewichtskraft aus dem Sitz 33 in den Sitz 37 fällt, so daß das Ventil 32 geschlossen und das Ventil 31 geöffnet ist. Beim Vorhub bis zur Hubendstellung gemäß 2, in welcher der Körper 23 in die Kammer 29 ragt, schließt das Ventil 31 unter dem Druck in der Kammer 20, wobei die Kugel 35 die Kugel 36 aus ihrem Sitz 34 heraushebt und dann erst den Sitz 33 erreicht. Das Medium wird wieder in der beschriebenen Weise ausgetragen, wobei während des gesamten Vorhubes die Kugel 36 unter ihrer Gewichtskraft auf der Kugel 35 ruht und diese punktförmig berührt. Beginnt der Rückhub aus der Stellung gemäß 2, so öffnet zwar zunächst das Ventil 31, indem die Kugel 35 vom Sitz 33 abhebt, jedoch rückt simultan und gleichlaufend die Kugel 36 unter ihrem Gewicht bis zum Eingriff in den Sitz 34 nach, wonach sich erst die Kugel 35 von der Kugel 36 löst und einen nochmals höchstens gleichlangen Weg bis zur Anlage am Sitz 37 zurücklegt. Bei nach unten gerichteter Strömungsrichtung 12 ist daher die Einheit 10 durch das Ventil 32 geschlossen, so daß über das Rohr 44 kein Medium in die Kammer 56 angesaugt werden kann. Vielmehr wird die Kammer 20 trocken evakuiert, bis das Ventil 26 öffnet und allein über die Öffnung 25 mit wesentlich höherer Strömungsgeschwindigkeit als über die Ventileinheit 10 das Medium aus dem Speicherraum unmittelbar durch den Mantel 15 in die Kammer 20 angesaugt wird. Der nächste Vor- bzw. Austraghub kann daher beginnen.
Es ist auch denkbar, die Sitze 33, 34 gegeneinander gerichtet anzuordnen und zwischen ihnen nur eine Ventilkugel vorzusehen, die abwechselnd immer nur einen der Sitze schließen kann. Ein weiterer, ggf. kugelförmiger Stoßkörper könnte dann stromauf- bzw. stromabwärts der Sitze vorgesehen sein, um die Ventilkugel aus dem jeweils benachbarten Sitz zu stoßen. Der Sitz 37 wäre hier ein Ventil-Schließsitz und der jeweilige Stoßkörper könnte in der Kammer 29 bzw. 56 bewegbar sein. Beim Umdrehen des Spenders 1 aus der Lage gemäß 2 in die Lage gemäß 1 fallen die Kugeln 35, 36 unter ihrem Gewicht wieder zurück in den Sitz 33 bzw. 38. Durch die Führungen 51 arbeiten die Ventile 31, 32 auch in jeder Schräglage des Spenders 1 bzw. der Achse 11.
Das stromabwärts liegende Ende des Gehäuseteiles 7 weist einen gegenüber dem Mantel 41 verdickten, nur über den Außenumfang vorstehenden Ringflansch zur Anlage an einer äußeren Schulterfläche des Gehäuseteiles 5 auf, die durch denselben, ringförmigen und quer zur Achse 11 liegenden Übergangs- bzw. Wandungsabschnitt wie die Fläche 27 gebildet ist. Dieser Wandungsabschnitt verbindet die Mäntel 15, 28 miteinander und bildet an seiner Außenseite über den Umfang mit gegenseitigem Abstand verteilte Vorsprünge bzw. Rippen 57 mit dazwischen liegenden Nuten, so daß eine sehr sichere Anlage der Endfläche des Mantels 41 an den Kantenflächen der Rippen 57 gewährleistet ist. Außerdem kann mit einem Werkzeug zwischen die Rippen 57 eingegriffen und dadurch der Gehäuseteil 7 axial vom Gehäuseteil 5 entgegen Richtung 12 weggedrückt werden.
Zur Montage kann die Kugel 35 zuerst entgegen Richtung 12 und ohne Überwindung einer Rast- bzw. Schnappstelle in den Ansatz 28 eingesetzt werden, wonach die Feder 55 und die Kolbeneinheit 8 sowie danach der Deckel 6 in derselben Richtung in ihre betriebsgerechte Lage eingesetzt werden. Vor oder nach diesen Montageschritten wird die Kugel 36 entgegen Richtung 12 in den Gehäuseteil 7 eingesetzt, wonach dieser in Richtung 12 über den Ansatz 28 aufgeschoben wird. Nach dem Einsetzen des so montierten Spenders 1 in den Speicher 9 liegen alle Ventile 10, 22, 24, 26 wie auch die Kammer 20 und die Öffnung 25 stromaufwärts von der Ebene 13, wobei vom Speicherhals und dem Mantel 15 ein Ringkanal für die Belüftung des Speicherraumes begrenzt ist. Die Teile 5 bis 7, 19, 35, 36 sind bis auf die Hülse 54 formsteif.
Der hier durch den Deckel 6 gebildete Endabschnitt des Gehäuses 4 kann auch einteilig mit dem Gehäuseteil 5 ausgebildet sein, das dann den Flansch 14 bildet. Alle angegebenen Eigenschaften und Wirkungen können genau oder nur im wesentlichen bzw. etwa wie beschrieben vorgesehen sein und je nach Anforderungen an den Spender auch stark davon abweichen.

Claims

Spender für Medien aus einem Medienspeicher 1.1 mit einem Gehäuse (4), das einen einen Pumpenzylinder für einen Pumpenkolben (16) bildenden Zylindermantel (15) und eine darin vorgesehene Pumpen- bzw. Förderkammer (20) aufweist, 1.2 die einen eine Strömungsrichtung (12) bestimmenden Medieneinlass in die Förderkammer (20) aufweist, 1.3 sowie mit einem Auslassventil (22) aus der Förderkammer (20) und 1.4 einer den Medieneinlass steuernden Ventileinheit (10) mit zwei Ventilen (31, 32), nämlich 1.5 einem ersten Ventil (31) und 1.6 einem stromaufwärts davon liegenden zweiten Ventil (32), das bei Überkopflage (2) des Spenders (1) und nach unten gerichteter Strömungsrichtung (12) den Mediendurchlass sperrt, 1.7 wobei die Ventile (31, 32) je einen Ventilsitz (33, 34) sowie relativ zueinander und gegenüber dem Gehäuse (4) bewegbare erste und zweite Ventilkörper (35, 36) aufweisen, 1.8 der erste Ventilkörper (35) in der Förderkammer (20) und der zweite Ventilkörper (36) in einer Ventilkammer (56) liegt, 1.9 wobei die Ventilsitze (33, 34) voneinander weg weisen und von einem Ventildurchlass (39) durchsetzt sind und 1.10 über einen dicht geschlossenen Ventilmantel (28, 54) miteinander verbunden sind, 1.11 der Ventildurchlass (39) zwischen den Ventilsitzen (33, 34) bei Schließstellung jedes der Ventile (31, 32) gegenüber der Förderkammer (20) dicht geschlossen ist, 1.12 der Ventilmantel (28, 54) und der Zylindermantel (15) einteilig ausgebildet sind, 1.13 die Förderkammer (20) stromabwärts der Ventileinheit (10) an einen das Gehäuse durchsetzenden Querkanal (Öffnung 25) zur Füllung der Förderkammer (20) im Überkopflege angeschlossen ist, 1.14 der Querkanal (25) von dem als Schieberventil (26) wirkenden Kolben (16) gesteuert ist und 1.15 der Querkanal (25) als Einlasskanal in Überkopflage zur Füllung der Förderkammer (20) aus einem Medienspeicher (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, 1.16 dass der zweite Ventilkörper (36) in der Ventilkammer (56) von einer im wesentlichen radialspielfreien Führung (51) geführt ist, die umfangsverteilte Vorsprünge (52) und dazwischen liegende Kanäle aufweist und den Ventilkörper (36) in jeder Lage gegenüber dem Ventilsitz (34) radialspielfrei zentriert 1.17 und dass die Ventilkammer (56) von einem mit dem Ventilmantel (28, 54) festsitzend zusammengesteckten Teil (7) begrenzt ist, 1.18 das einen Anschlag (38) für den zweiten Ventilkörper (36) in der Öffnungsstellung des zweiten Ventils (32) bildet, 1.19 wobei die Ventilkörper (36, 35) frei, d.h. ohne Überwindung einer Rast- oder Schnappstelle, in die Förderkammer (20) und Ventilkammer (56) einführbar sind.
Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (36) als Mitnehmer für den ersten Ventilkörper (35) ausgebildet ist und dass jeder Ventilkörper (35, 36) in seiner Schließstellung den anderen Ventilkörper (36, 35) an der Überführung in dessen Schließstellung mechanisch hindert.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkörper (35, 36) gesonderte, gegenüber dem Medium spezifisch schwerere Sinkkörper, wie Kugeln, sind, deren Oberflächen gegenseitig in eine Berührungslage überführbare Stoßflächen zum Herausheben jeweils eines Ventilkörpers (35, 36) aus der Schließlage durch den anderen Ventilkörper (36, 35) sind und dass vorzugsweise mindestens ein Ventilkörper (35, 36) ein Metall enthält.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (36) gegen die Strömung im Mediendurchlass mit einer Abschirmung (40) abgeschirmt ist, dass insbesondere die Abschirmung (40) einteilig mit dem Mantel (41) des zugehörigen Längsabschnittes (7) des Gehäuses (4) ausgebildet ist und permanent vollständig stromaufwärts vom Zentrum des zweiten Ventilkörpers (36) liegt und dass vorzugsweise die Abschirmung (40) eine entgegen Strömungsrichtung (12) im wesentlichen spitz vorstehende Leitfläche (49) für das Medium bildet.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschirmung (40) am Ende eines frei in eine Ventilkammer (56) vorstehenden Vorsprunges (45) vorgesehen ist, dass insbesondere der Vorsprung (45) von der Innenseite einer Stirnwand (42) des Gehäuses (4) vorsteht und vom Innenumfang des Gehäuses (4) Radialabstand aufweist und dass vorzugsweise die Abschirmung (40) eine im Axialschnitt V-förmig vertiefte Anlagefläche (38) für den zweiten Ventilkörper (36) bildet.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts unmittelbar benachbart zu einer Abschirmung (40) eine quer zur Strömungsrichtung (12) gerichtete Übertrittsöffnung (50) für das Medium vorgesehen ist, dass insbesondere die Übertrittsöffnung (50) unmittelbar sowie radial gegen den Innenumfang des Gehäuses (4) gerichtet ist und dass vorzugsweise die Übertrittsöffnung (50) einen Rohrmantel (45) durchsetzt.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschirmung (40) unmittelbar benachbart zu einer rohrförmigen Medienleitung (44), wie einem Steigrohr, liegt, dass insbesondere die vom Gehäuse (4) gesonderte Medienleitung (44) mit einem Leitungsende (47) an der Abschirmung (40) anschlägt und dass vorzugsweise das Leitungsende (47) eine vertiefte Endfläche bildet.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkanal (25) zusätzlich als Belüftungskanal zur Belüftung des Medienspeichers (9) vorgesehen ist.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (41) des Teils (7) über seine gesamte Länge eine kleinere Außenweite als der erste Gehäusemantel (15) aufweist und dass vorzugsweise der Zylindermantel (15) einen stromaufwärts liegenden Endabschnitt (54) aufweist, der innerhalb des Gehäusemantels (41) im wesentlichen berührungsfrei entgegen Strömungsrichtung (12) vorsteht.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilkörper (35) in der Öffnungsstellung ringförmig an einer Anschlagfläche (37) anliegt, dass insbesondere die Anschlagfläche (37) durch eine Feder (55), wie eine Rückstellfeder für den Spender (1), gebildet ist und dass vorzugsweise die gegenüber dem Gehäuse (4) feststehende Anschlagfläche (37) und die Abschirmung (40) einander beiderseits der Ventilkörper (35, 36) gegenüberliegen.