DE2313755B2 - Handbetätigte Sprüheinrichtung - Google Patents
Handbetätigte SprüheinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine handbetätigte Sprüheinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
Solche handbetätigten Sprüheinrichtungen (US-PS 35 83 605) kleiner Bauart werden gewöhnlich als
Verschluß auf einen Flüssigkeitsbehälter montiert, wobei die Flüssigkeit über eine Düse in der Form eines
Sprays gespendet wird, wenn die Bedienungsperson einen Knopf mit einem Finger drückt, wodurch die
Pumpe der Sprayeinrichtung betätigt wird.
Bei vielen bekannten handbetätigten Pumpensprayeinrichtungen
hängt die Gleichförmigkeit des Sprays von der von der Bedienungsperson aufgebrachten Kraft
zur Betätigung des Pumpenkolbens ab. Da die Bedienungsperson keine gleichmäßige Kraft zur Betätigung
der Pumpe anwendet, beginnt ein Sprayzyklus in typischer Weise mit einem Tropfen der Flüssigkeit, geht
rasch in einen vollen Spray von vernebelter Flüssigkeit über und endet, mit einem weiteren Tropfen der
Flüssigkeit. Wenn der Kolben am Ende des Kolbenhubes keine Energie mehr in die Flüssigkeit einträgt,
nimmt deren Druck schon wegen des Spraystrahles ab und dieser endet mit einem Tropfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch mit dem Finger zu betätigende Pumpensprayeinrichtung
der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß ein Spray von vernebelter Flüssigkeit im wesentlichen
ohne Tropfen der gespendeten Flüssigkeit erhalten wird.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Sprayeinrichtung der eingangs angegebenen Art durch die kennzeichnenden
Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.
Von besonderem Vorteil ist es, daß die meisten Bauteile der Sprayeinrichtung aus Kunststoff spritzgegossen
werden können und daß eine wirtschaftliche Herstellung und ein rascher Zusammenbau möglich
sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Pumpensprayeinrichtung, montiert als Verschluß auf dem Hals
eines Flüssigkeitsbehälters und mit einer Schutzhaube, im Schnitt entlang der Längsachse;
F ι g. 2 einen der Figur entsprechenden Schnitt bei fortgelassener Schutzkappe und zur Darstellung der
Lage der Einzelteile, wenn die Kolben der Pumpe :eilweise entlang dem Förderhub verschoben ist;
ίο F i g. 3 einen Schnitt ähnlich dem nach F i g. 2 für eine
Lage der Einzelteile, wenn der KLolben der Pumpe bis zum Ende des Förderhubes verschoben ist;
F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 nach
F i g. 2;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Sprayeinrich-.ung
mit einem modifizierten Gehäuse, welches die Einrichtung mit einem Behälter mit Schraubhals
verbindet;
F i g. 6 und 7 eine dritte Ausführungsform der Einrichtung zur Darstellung einer Modifikation einer
Prüfventiizusammensetzung, wobei einige der Bauteile
soweit verschoben sind, wie es im großen und ganzen den F i g. 2 bzw. 3 entspricht;
Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 nach
Fig. 6;
Fig. 9 und 10 eine vierte Ausführungsform, wobei
einige der Bauteile soweit verschoben sind, wie es den F i g. 1 bzw. 3 entspricht.
Es wird nunmehr auf F i g. 1 bis 4 Bezug genommen,
ίο welche eine erste Ausführungsform einer von Hand zu
betätigenden Sprayeinrichtung 20 darstellen. Ein im großen und ganzen zylindrisches Gehäuse 22 ist auf dem
Hais eines Behälters 24 für eine zu versprühende Flüssigkeit montiert. Eine Schutzkappe 26 wird über
J5 dem oberen Ende aufgrund von Reibkräften gehalten.
Das Gehäuse 22 ist am Behälter 24 über einen einstückigen, unteren Kragen 27 mit äußerer Verschraubung
28 befestigt, die in eine innere Verschraubung 30 im Hals des Behälters 24 eingreift. Das Gehäuse 22 und
der Behälter 24 werden mittels eines Ringes 32 aus nachgiebigem Abdichtmaterial in einer Ringnut 34 in
einer Schulter 36 des Gehäuses 22 abgedichtet. Das obere Ende des Gehäuses 22 besitzt eine zylindrische
Kammer 38, die von einer einstückigen zylindrischen Seitenwandung 40 und einer Endwandung 42 bestimmt
wird, wobei die Verbindung dieser Wandungen durch 4 aufrechte Rippen 44 verstärkt wird, die in einem
Winkelabstand von 90° verteilt sind. Die Kappe 26 wird auf einem Bund 46 verringerten Durchmessers an der
äußeren Peripherie der Seitenwandung 40 aufgeschoben und dort durch Reibkraft gehalten. Der Bund 46
endigt an seinem freien Ende in einer nach innen gerichteten Rippe 48, welche das offene obere Ende der
Kammer 38 kreisförmig umgibt.
Eine Pumpe zur Zuführung von Flüssigkeit unter Druck an eine Spraydüse 50 ist aufgrund eines
kombinierten Ventilgehäuses und Kolben 52 vorgesehen, welcher eine nach außen gebauschte, einstückige
und napfförmige ausgebildete Abdichtung 53 am unteren Ende aufweist, die für eine Gleitbewegung in
einem Pumpenzylinder oder Kammer 54 aufgenommen wird. Der Kolben 52 wird bei seinem Spendehub mittels
eines Fingers 56 durch Drücken eines; Betätigungsknopfes "3 betätigt. Der Kolben 52 weist an seinem oberen
Ende ein Teil 57 für eine Ventilkammer größeren Durchmessers auf, und dieser Teil wird in der Kammer
38 des Gehäuses 22 aufgenommen und durch eine Druckfeder 60 nach oben gedrängt, die den Kolben 52
umgibt und zwischen einem Flansch 62 und der Endwandung 42 liegt. Die Bewegung des Kolbens 52
wird durch eine Anschlagschulter 63 in der Seitenwandung 42 begrenzt.
Ein zusammengesetztes Ventil 64 wird von einer Bohrung 66 im oberen Teil 57 des Kolbens 52
aufgenommen. Das zusammengesetzte Ventil 64 weist ein hohles Ventilstößel 68 auf, welches in der Bohrung
66 für eine Gleitbewegung geführt und darin von einem Rückhalte- und Führungsring 70 gehalten wird. Der
Ring 70 besitzt eine Wandung 71, die mit einem zylindrischen Flansch 72 verbunden ist, an dem eine
innere Rippe 72' als Verdickung sitzt. Die Rippe 72' schnappt bei der Montage des Kolbens 52 unter der
Wirkung des Flansches 62 zurück und hält den Rip.** 70
am Kolben. Das Ventilstößel 68 besitz· einen Flüssigkeitsgang 74, der durch eine koaxiale Blindbohrung 76
geschaffen ist. Zwei Durchlässe 78 erstrecken sich durch die Seitenwandung des Stößels 68 in der Nähe des
unteren Endes und stehen mit dem Flüssigkeitsgang 74 in Verbindung. Ein O-Ring 80 dient zur Abdichtung der
Durchlässe 78 und wird in einer Konterbohrung 82 im Teil 57 des Kolbens 52 aufgenommen und dort von
einem Anschlagskragen 84 in der Bohrung 66 gehalten. Der Ventilstößel 68 wird von einer Druckfeder 86
nachgiebig in axialer Richtung nach oben gedrängt, welche den Stößel 68 umgibt und zwischen einem
Flansch 88 und einem Anschlagskragen 84 sitzt.
Ganz wichtig ist der Umstand, daß die Abwärtsbewegung des Stößels 68 als eine Schnapp- oder die
Auslösung zurückhaltende Bewegung ausgestaltet ist. Diese Auslösung wird gemäß US-PS 33 96 874 erzielt. In
diesem Sinne besitzt die unterste Windung der Feder 86 ein sehnenartiges Teilstück 90, welches sich in einem
Sektorwinkel von ungefähr 90° gradlinig erstreckt und im Berührungskontakt mit der Seitenwandung des
Ventilstößels 68 steht. Wenn sich der Ventilstößel 68 in der in Fig. 1 gezeigten Lage befindet, liegt das
sehnenartige Teilstück 90 unter einer Schulter 92 des Ventilstößels und behindert dessen Abwärtsbewegung.
Die untere Fläche der Schulter 92 erstreckt sich radial zum Ventilstößel 68, und die radiale Breite ist
vorzugsweise ein wenig geringer als der Radius des kreisförmigen Drahtes, aus welchem die Feder 86
besteht. Gegebenenfalls kann der äußere Rand der Schulter 92 leicht schräg ausgebildet sein, um die
Bewegung des sehnenartigen Teilstückes 90 radial nach außen zu erleichtern, wenn der Ventilstößel 68 nach
unten gedrängt wird. Die Verbindung der inneren Kante der Schrägfläche mit der Unterseite der Schulter 92
sollte so angeordnet sein, daß das sehnenartige Federteilstück 90 leicht radial nach innen vom mittigen
oberen Punkt des sehnenartigen Teilstückes gedrückt wird. Der Aufbau des zusammengesetzten Ventils 64
und insbesondere die Auslösung durch die Feder 86 und die Schulter 92 des Ventilstößels 68 sind in dem
erwähnten US-PS 33 96 874 näher beschrieben, wc.-?uf Bezug genommen wird, so daß diese Schnappwirkung
des Ventils nicht weiter erläutert zu werden braucht.
Der Betätigungsknopf 58 erstreckt sich nach oben von der Gehäusekammer 38 jenseits der Rippe 48 und
weist eine Vertiefung 94 an der oberen Oberfläche zur Aufnahme der Kuppe des Fingers 56 auf. Der Knopf 58
besitzt einen Rand 58', der in dem sich nach oben erstreckenden Teil des Flansches 72 des Ringes 70
aufgenommen und geführt wird. Der Knopf 58 ist mit dem Ventilstößel 68 dadurch verbunden, daß dessen
oberes Ende in einer Konterbohrung 96 des Knopfes 58 eingepreßt ist. Die Spraydüse 50 ist in einer kreisförmi
gen Nut 98 in der Seitenwandung des Knopfes 5f eingepreßt und weist eine verkleinerte öffnung 100 auf
welche die der Düse unter Druck zugeführte Flüssigkeil versprüht bzw. vernebelt. Die Öffnung 100 steht mil
dem Durchgang 74 im Ventilstößel 68 über Durchgänge 102, 104 und 106 im Knopf 58 in Verbindung, wie sich
aus F i g. 1 ergibt.
Die Pumpenkammer 54 ist in einem einstückigen
lü vorspringenden Teil 110 des Gehäuses 22 in Form einei
zylindrischen Bohrung 112 mit konisch sich verjüngendem unterem Ende 114 untergebracht. Ein Tauchrohr
116 ist im unteren Ende des nasenförmigen Teils UO eingepreßt und sieht an seinem oberen Ende mit der
!5 Pumpenkammer 54 über einen Durchgang 118 in
Verbindung.
Ein weiteres wichtiges Merkmal besteht darin, daß das Einlaßrückschlagventil im unteren Ende det
Pumpenkammer 54 beim Ende eines Pumpenhubes den Druck plötzlich abschaltet, so daß die Flüssigkeit durch
den Durchgang 118 in entsprechender Weise gesteuert wird. Eine Ventilkugel 122 ruht infolge ihrer Schwere
auf einem richtig kreisförmigen Ventilsitz 124 und ist in Hinblick auf einen vorbestimmten seitlichen Abstand
zur Wandung 1 i4 am unteren Ende der Pumpenkammer 54 dimensioniert. Ein sich verjüngender, flexibler
Kickerfinger 130 ist einstückig mit dem Kolben 52 verbunden und erstreckt sich nach unten durch das
hohle Innere der napfförmigen Dichtung 53 und steht genügend weit vor, um mit der Kugel 122 in Berührung
zu kommen und diese von ihrem Sitz 124 zu stoßen wenn der Kolben 52 das Ende seines Förderhubes
erreicht hat. d. h. voll nach unten gedrückt ist, wie aus F i g. 3 ersichtlich. Die Pumpenkammer 54 steht mit dem
unteren Ende des zusammengesetzten Ventils 64 über einen Durchgang 132 in Verbindung, der sich im großen
und ganzen axial durch das untere Teilstück des Kolbens 52 erstreckt. Der Kickerfinger 130 ist von dem
Durchgang 132 seitlich verschoben und angebracht und so ausgerichtet, daß die gerundete Nase am unteren
Ende die Kugel 122 aus der Mittelachse fortstößt, und zwar mit wachsendem seitlichen Druck auf die Kugel
122, wenn der Kolben 52 nach unten von der in F i g. 2 gezeigten Lage in die in F i g. 3 gezeigte Lage kommt.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen, daß die Pumpenkammer 54 voll mit
Flüssigkeit ist und der Kolben 52 sich in seiner voll angehobenen Lage befindet, ferner die Sprayeinrichtung
20 durch eine im großen und ganzen axial nach unten gerichtete Kraft auf den Betätigungsknopf 58
betätigt ist, etwa dadurch, daß der Behälter 54 in der Handfläche gehalten und der Zeigefinger 56 der
gleichen Hand nach unten gedrückt wird, wie sich aus Fig.2 ergibt. Diese Kraft versucht zunächst, den
Kolben 52 über den Stößel 68, das Sehnenstück 90 und den Kragen 84 axial nach unten zu drängen und die
Flüssigkeit in der Pumpenkammer 54 unter Druck zu setzen. Da jedoch dieser Druck die Ventilkugel 122 auf
ihren Sitz preßt und da die Durchlässe 78 durch den O-Ring 80 verschlossen sind, widersteht die in der
Kammer 54 eingeschlossene Flüssigkeit und verhindert die Abwärtsbewegung des Kolbens 52. Während der
Kolben 52 durch diese hydraulische Blockierwirkung gehalten wird, versucht die nach unten gerichtete
Fingerkraft, das Sehnenstück 90 der Feder 86 außer Eingriff mit der Schulter 92 des Ventilstößels 68 zu
verschieben. Sobald dies eintritt, wird der Ventilstößel 68 plötzlich zu einer axialen Abwärtsbewegung relativ
zum Kolben 52 freigegeben. Die zur Verschiebung des Sehnenstückes 90 erforderliche Kraft ist in erster Linie
von der Steifigkeit der untersten Windung der Feder 86 und von der Ausbildung der Nockenoberfläche der
Schulter 90 abhängig. Bei einer typischen Sprayeinrich- ί
tung 20 sind diese Parameter so gewählt, daß eine Kraft von ungefähr 2 Kilo erforderlich ist, um den Ventilstößel
68 freizugeben. Die Feder 60 drängt den Kolben :52 mit einer Kraft von weniger als 290 g nach oben, und daher
wird die Flüssigkeit in der Kammer 54 im wesentlichen unter Druck gehalten, bevor der Ventilstößel 68
freigegeben wird.
Wenn der Ventilstößel 68 freigegeben wird, bewegt er sich rasch und schnappend in Bezug auf den Kolben
52 nach unter, und öffnet die Durchlässe 78 (s. F i g. 2), so \
daß die in der Pumpenkammer 54 unter Druck stehende Flüssigkeit zur Spraydüsenöffnung 100 über den
Kolbendurchgang 132, die Durchlässe 78, den Durchgang 74, den Düsendurchgang 102 den Durchlaß 104
und den Durchgang 106 gelangt. Da die Flüssigkeit in der Pumpenkammer 54 bereits unter Druck steht, wenn
das zusammengesetzte Ventil plötzlich in die Öffnungslage schnappt, ist die der Düse 50 zunächst zugeführte
Flüssigkeit ebenfalls über einem entsprechenden minimalen Betrag unter Druck, welcher hoch genug gewählt
wird, daß das Tröpfeln am Beginn des Spendens von vernebelter Flüssigkeit aus der Spraydüse 50 sicher
verhindert wird. Sobald der Durchlaß 78 geöffnet ist, beendigt der Stößel 68 seinen restlichen Verschiebungsweg gegenüber dem Kolben 52 und die Schulter 92 läuft
gegen den Kragen 84 an, worauf die nach unten ausgeübte Kraft auf den Stößel 68 direkt auf den Kolben
52 übertragen wird und diesen nach unten drängt und die Abwärtsbewegung auf dem Förderhub beginnt. Im
Maße, wie die unter Druck stehende Flüssigkeit in der Pumpenkammer 54 durch die Spraydüse 50 entlassen
wird, bewegt sich der Kolben 52 axial nach unten, bis am Ende des Kompressionshubes (F i g. 2) der Kickerfinger
130 an die Ventilkugel 122 anstößt. Der Kickerfinger 130 wird von der Kugel 122 nach der Seite gelenkt, bis
sich eine genügend hohe seitliche Kraft entwickelt hat, um die Kugel 122 etwas von ihrem Sitz zu heben. Dieses
Abheben tritt ein, während die der Düse 50 zugeführte Flüssigkeit noch unter vollem Druck steht, da die von
dem Finger 56 auf den Betätigungsknopf 58 ausgeübte Kraft noch voll anhält. Sobald die Kugel 122 den
Ventildurchlaß leicht öffnet, wird eine viel raschere Öffnungsbewegung zugelassen. Dadurch kann die
restliche Flüssigkeit in der Pumpenkammer 54 durch den Durchgang 118 und das Rohr 116 in den Behälter 24
gelangen, so daß der Flüssigkeitsdruck an der Spraydüse 50 plötzlich abnimmt. Dadurch wird das Fließen der
Flüssigkeit durch die öffnung 100 plötzlich beendigt und das Tröpfeln am Ende der Spendeaktion von vernebelter
Flüssigkeit aus der Spraydüse 50 wird im wesentlichen vermieden.
Wenn der Kolben 52 auf die Anschlagsschuker 63 des
Gehäuses 22 auftrifft, läßt die Bedienungsperson den Knopf 58 los, so daß der Kolben 52 und der Ventilstößel
68 nach oben in ihre ursprüngliche Lage (Fi g. 1) infolge to
der Vorspannung der Federn 60 und 86 zurückkehren können. Wegen des geringeren Durchmessers des
Stößels 68 und des Verhältnisses der Feder 86 zur Feder 60 bewegt sich der Ventilstößel 68 zunächst nach oben,
so daß die Durchlässe 78 vor einer wesentlichen Aufwärtsbewegung des Kolbens 52 geschlossen sind.
Die Aufwärtsbewegung des Stößels 68 relativ zum Kolben 52 ermöglicht es außerdem, daß der Sehnenteil
90 der Feder 68 infolge ihrer Federeigenschaft sich verschiebt, so daß sie unter die Schulter 92 zu liegen
kommt und dabei die nachgiebige Auslöse- oder Klinkeneinrichtung zurücksetzt. In ähnlicher Weise
macht die Aufwärtsbewegung des Kolbens 52 den Kickerfinger 130 von der Ventilkugel 122 frei. Nachdem
die Kammer 54 mit Flüssigkeit aus dem Behälter 24 infolge der Aufwärtsbewegung des Kolbens 52 beim
Saughub wieder gefüllt worden ist, ist die Ventilkugel 122 wieder frei, infolge der Schwerkraft wieder auf den
Sitz 124 zu gelangen und so den Durchgang 118 zu verschließen.
Fig. 5 zeigt eine modifizierte Sprayeinrichtung 133, wobei gleichartige Teile gegenüber der ersten Ausführungsform
weggebrochen sind. Das Pumpengehäuse 134 weist einen Rand 136 mit innen liegenden
Schraubwindungen 138 auf, die mit äußeren Schraubwindungen 140 auf dem Hals eines Behälters 142 für
Flüssigkeit zusammenarbeiten. Außer diesem Rand 138, dem Gehäuse 134 sind die restlichen Teile der
Sprayeinrichtung 133 genauso ausgebildet wie die Sprayeinrichtung 20, und auch die Wirkungsweise ist die
gleiche.
Die F i g. 6, 7 und 8 stellen eine dritte Ausführungsform der Sprayeinrichtung J43 dar, und zwar mit einem
modifizierten, zusammengesetzten Einlaßrückschlagveniil 144 und einem modifizierten Kolben 146. Der
Kolben 146 hat die gleiche allgemeine Gestalt und Ausbildung wie der Kolben 52. Zur Erleichterung der
Herstellung des Kolbens 146 besteht er jedoch aus zwei Teilen, und zwar einem unteren Kopfteil 148 und einem
oberen Gehäuseteil 150, die teleskopierend ineinander gefügt und durch Preßsitz aneinander gehalten werden,
um so einen zweitstückigen Kolben 146 zu bilden. Das zusammengesetzte Ventil 144 besitzt die gleiche Kugel
122 und Sitz 124 wie das Ventil in der Sprayeinrichtung 20. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß das Ventil
144 außerdem noch drei um Umfang voneinander entfernt angeordnete Finger 152, 152' sowie 152"
aufweist (s. Fig.8), die einstückig mit dem unteren Halstei! 110' des Gehäuses 22 ausgebildet sind und die
Kugel 122 in Berührung mit dem Ventilsitz 124 drängen. Die Nase 110' ist auch darin geändert, daß anstelle der
einen umgekehrten-konischen Wand 114 sie drei Oberflächen aufweist, und zwar eine leich! sich
verjüngende umgekehrt-konische Wandung 114', eine stärker verjüngte, jedoch axial kürzere umgekehrt-konische
Wandung 114" und eine zylindrische Wandung 114'", wie aus Fig.6 ersichtlich. Der Kickerfinger 130'
ist auch darin modifiziert, daß er etwas dicker als der Finger 130 ist, d. h. sein Durchmesser ist größer als der
freie Raum zwischen der Kugel 122 und der Wandung 114'". Daher trifft das abgerundete untere Ende des
Fingers 130' auf die Kugei 122 während der Abwärtsbewegung des Kolbens 146, gleitet entlang der
Oberfläche der Kugel 122 und bringt den Finger 130' dazu, sich nach links in F i g. 6 und 7 zu biegen, bis sein
Ende zwischen der Wandung 114" und der Kugel gleitend eingeführt ist Bei der weiteren Abwärtsbewegung
stößt sich der Finger 130' an der Wandung 114" ab und wird nach rechts gedrängt, so daß die Kugel 122
zwangsweise von ihrem Sitz abgehoben und der Finger trotz seiner Biegsamkeit die Vorspannungen der Finger
152,152' und 152" überwindet, weiche die Kugel 122 an sich auf ihrem Sitz zu halten trachten. Außer dieser
erläuterten Ausbildung weist die Sprayeinrichtung 143 die gleichen Merkmale auf wie die Sprayeinrichtung 20.
Die F i g. 9 und 10 stellen eine vierte Ausführungsform
der Sprayeinrichtung 149 dar, wobei das Rückschlagventil 154 in Verbindung mit einem zweistückigen
Kolben 146' modifiziert ist. Das Ventil 144 besitzt die gleiche Kugel 122 und Ventilsitz 124 wie das Ventil in
der Sprayeinrichtung 20. Das Ventil 154 weist auch eine Kompressionsfeder 156 auf, deren eines Ende auf die
Kugel 122 drückt und diese auf den Sitz 124 preßt und deren anderes Ende in einer Aussparung 158 im Kopfteil
148' des Kolbens 146' festgehalten wird. Der Finger 130" des Kolbens 146 ist etwas enger als der Finger 130'
des Kolbens 146, um einen Raum für die Feder 156 freizulassen. In sonstiger Beziehung ist das Kopfteil 148'
identisch mit dem Kopf 148 des Kolbens 146. Die Nase 110" der Sprayeinrichtung 149 besitzt zwei umgekehrtkonische
Oberflächen 160 und 162, welche die Kugel 122 im vorbestimmten Abstand umgeben, und das unicre
Ende der Pumpenkammer 54 bilden. Diese Oberflächen 160 und 162 sind progressiv verjüngt, ähnlich den
Oberflächen 114' und 114", so daß die abgerundeten
Enden des Fingers 130" zunächst nach links durch die Kugel 122 geschoben werden, wenn der Finger nach
unten mit dem Kolben 146' wandert und dann zurück nach rechts geschoben werden, wenn der Kolben das
Ende seines Förderhubes erreicht, wobei die Kugel 122 von ihrem Sitz gegen den nachgiebigen Halt durch die
Feder 156 abgehoben wird.
Bei der in F i g. 6 und 7 dargestellten Sprayeinrichtung 143 wird die Kugel 122, wenn sie von dem Finger 130'
losgelassen ist, in Abdichtberührung mit dem Sitz 124 durch die flexiblen Finger 152 und 152' und 152"
gebracht, wobei sich das Ventil schließt. Bei der in Fig. 9 und 10 dargestellten Sprayeinrichtung 149 wird
die Kugel 122, wenn sie von dem Finger 130" losgelassen ist, in Abdichtberührung mit dem Sitz 124
durch die Vorspannung der Feder 156 gedrängt, wobei das Ventil schließt. Der Vorteil der modifizierten
Einlaß- und Loslaß-Ventile in den Sprayeinrichtungen 143 und 149 über das Rückschlagventil nach der
Sprayeinrichtung 20 besteht darin, daß sie unabhängig von der Ausrichtung der Sprayeinrichtungen 143 und
149 schließen. Das Ventil 122 schließt jedoch nur, wenn
die Sprayeinrichtung 20 im großen und ganzen aufrechtsteht, d. h. nicht um mehr als 12° gegenüber der
Vertikalen geneigt ist.
Wenn der Betätigungsknopf 58 voll gedrückt ist und einen Spende- oder Förderhub des Kolbens 52,146 oder
146' beendigt hat, wird das Rückschlagventil 122 genügend lang offengehalten, daß ein Unterdruck in
dem Behälter 24 oder 142 ausgeglichen wird und der atmosphärische Druck wieder hergestellt wird, und
zwar, weil die Bedienungsperson die Finger 56 nicht so rasch von dem Kopf lösen kann. Der Unterdruck wird
durch Luft, die in ien Behälter über die Spraydüse 50, den Durchgang 106, den Durchlaß 104, den Durchgang
102, den Durchgang 74, den Einlaß 78, den Durchgang 132, die Pumpenkammer 54, den Durchgang 114 und das
Tauchrohr 116 strömt, beseitigt.
Typischerweise wird der Unterdruck im Behälter 24 erst nach mehreren Pumpschüben des Kolbens 52 für
diese Belüftung genügend groß, so daß die Belüftung nicht bei jedem Pumphub einsetzt Bei manchen
Sprayeinrichtungen mit angesetztem Behälter ist die Abdichtung so beschaffen, daß zwar der Austritt von
Flüssigkeit aus dem Behälter verhindert, das Nachströmen von Luft jedoch ermöglicht wird, so daß die
Belüftung über das Ventil 50 während der normalen Betätigung der Sprayei π richtung überhaupt nicht
vorkommt
Wenn beim erstmaligen Ingangsetzen keine Flüssigkeit in der Pumpenkammer 54 ist, so sind ein oder zwei
Hübe des Betätigungsknopfes 58 notwendig, um die Sprayeinrichtung erstmalig ingangzusetzen. Wenn jedoch
die Sprayeinrichtung 20 erstmalig inganggebracht ist, verhindert das Rückschlagventil 122 normalerweise,
daß dieser Zustand verloren geht.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist nunmehr ersichtlich, daß die Verwendung des druckaufbauenden
ίο Ventils 64 und des druckabbauenden, kickerfinger-betätigten
Rückschlagventils sicher dafür sorgen, daß die der Spraydüse 50 zugeführte Flüssigkeit am Beginn und
Ende des Sprayzyklus oder -Periode unter vollem Druck steht und dieser Druck rasch eingeleitet und ausgeschaltet
wird. Dahor wird eine Sprayeinrichtung mit einer von Hand betätigten Pumpe geschaffen, bei der im
wesentlichen das Tropfen der Flüssigkeit beim Sprayzyklus vermieden ist, so daß die Flüssigkeit immer stark
versprüht in feinem Spray oder Nebel gespendet wird, unabhängig von Variationen der Technik der Bedienungsperson
und der handwerklichen Geschicklichkeit. Die beschriebenen Ventileinrichtungen sorgen auch
dafür, daß bei handbetätigten Pumpsprayeinrichtungen der Betrag der gespendeten Flüssigkeit während des
Zyklus im wesentlichen der gleiche ist, so daß der Betrag der gespendeten Flüssigkeit genau bemessen werden
kann. Dieses Merkmal machen die neue Sprayeinrichtung zu einem idealen Werkzeug zur Spendung von
Medikamenten und zahlreichen kosmetischen und
iu Munderfrischungs-Flüssigkeiten. Die Menge der von
der Sprayeinrichtung geförderten Flüssigkeit kann durch Änderung der volumetrischen Kapazität pro Hub
der Pumpe geändert werden. Eine Möglichkeit der Änderung dieser volumetrischen Kapazität besteht
J5 darin, den Hub des Kolbens 52 zu ändern, und andere
Möglichkeiten sind dem Fachmann an sich geläufig. Eine mechanisch betätigte Pumpensprayeinrichtung
beseitigt ferner die Notwendigkeit für Gastreibmittel, die gesundheitsschädlich oder gefährlich für Leute sein
ίο könnten, die solche Medikamente, kosmetische und
Munderfrischungs-Flüssigkeiten benutzen.
Beinahe alle der Einzelteile der Sprayeinrichtung sind so konstruiert, daß sie aus Kunststoff gegossen werden
können, und daher billig herzustellen sind. Die Kolben 52, 146 und 146' können aus Polyäthylen niedriger
Dichte hergestellt sein, damit die napfförmige Abdichtung 53 und die flexiblen Finger 130, 130' oder 130"
genügend biegsam sind, um die Kugel 122 von ihrem Sitz 124 zu bewegen, wenn der Kolben herunterge-
w drückt wird, während die Nasen 110,110' oder 110" aus
einem Kunststoff höherer Dichte und größerer Steifigkeit gegossen sein können, beispielsweise aus dem unter
dem Warenzeichen DELRlN gehandelt Kunststoff. Selbst wenn die Finger 152, 152' und 152" aus weniger
biegsamem Material hergestellt werden, sind sie doch noch genügend flexibel und nachgiebig, um die
Bewegung der Kugel von ihrem Sitz weg zu ermöglichen und diese zurück auf ihren Sitz zu treiben.
Die sehr leichte Neigung der Finger 152,152' und 152" von der Achse der Nase 110' erleichtert ihre Herstellung
durch diesen mit relativ steifem Kunststoffmaterial, da sie nur wenig seitlich bewegt zu werden brauchen, wenn
sie aus der Gußform herausgestreift werden. Es wird auch darauf hingewiesen, daß der Kolben 146
gegenüber Drehung relativ zur Nase 110' lediglich durch den Reibwiderstand gesichert ist welchen das
Federlager der Feder 60 gegen ihren Sitz ausübt Wenn daher der Kickerfinger 130' ursprünglich während der
Montagearbeiten regelmäßig mit den Rückhaltefingern 152, 152' oder 152" ausgerichtet ist, wird der
Kickerfinger 130' nach der Seite verschoben, wobei ein Drehmoment auf den Kolben 146 entwickelt wird, der
diesen in eine richtige regelmäßige Orientierung relativ zur Nase HO' bringt, so daß der Kickerfinger 130' die
Finger 152, 152' bzw. 152" bei nachfolgenden Hüben verfehlt.
Das äußere Gehäuse 22 oder 134 kann ebenfalls aus Polypropylen oder einem ähnlichen Kunststoff hergestellt
werden, der vergrößerte Federkraft und Flexibilität für die Finger 152, 152' und 152" in der Nase 110
aufweist, damit die Kugel 122 in Berührung mit ihrem Ventilsitz 124 nachgiebig gedrängt werden kann. Die
ineinanderpassenden Einzelteile der Sprayeinrichtung sind so konstruiert, daß sie bei der Herstellung mit den
genannten Kunststoffmaterialien entweder durch Preßsitz oder durch Einrasten miteinander verbunden
werden können, wobei die Montage weitgehend erleichtert und damit auch deren Kosten gesenkt
werden können.
Es versteht sich, daß die verschiedenen Ausführungsformen 20, 133, 143 und 149 der Sprayeinrichtung
gemäß Erfindung identisch in Struktur, Funktion und Operation sein können, außer den im einzelnen
beschriebenen Punkten. Deshalb schien eine ins einzelne gehende Beschreibung der letzteren Ausführungsform
entbehrlich zu sein.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist nunmehr ersichtlich, daß eine zweistufige Wirkung während des «1
Ingangsetzens der Kolben 52,146 oder 146' bei dem die
Flüssigkeit unter Druck setzenden Spendehub vorkommt. Erstens ist die Anlage von Kraft über den Knopf
58, den Stößel 68, das Teilstück 90 der Feder 86 und den Kragen 84 auf den Kolben. Wenn zu dieser Zeit ein r>
hydraulischer Sperrzustand gegeben ist, d. h. die Pumpenkammer 54 ist voll mit Flüssigkeit, kommt nur
wenig oder keine Bewegung des Kolbens 52 zustande, bis genügend Fingerdruck aufgebracht ist, um die
Federrast durch das Teil 90 dazu zu bringen, den Stößel 68 loszulassen, worauf dieser sich aus seiner in F i g. 1
gezeigten geschlossenen Lage in seine in F i g. 2 dargestellte offene Lage bewegt. Diese erste Stufe der
Bewegung vervollständigt die relativ Bewegung zwischen dem Ventilstößel und den Kolben und leitet die 4>
Sprayaktion über die öffnung 100 mit einem Ausbruch
von fein verteilter Flüssigkeit ein. Während der zweiten Stufe treibt der auf den Ventilstößel einwirkende
Fingerdruck den Koben gemäß seinem Spendehub und hält den Ventilstößel in seiner offenen Lage, wobei sich
der Stößel körperlich als eine Einheit mit dem Kolben während des Spendehubes bewegt. Die Erzeugung von
Spray über die öffnung ICO dauert während dieser zweiten Stufe so lange an, bis die abrupte Unterbrechung
infolge des Abhebens des Einlaßrückschlagventils 122 von seinem Sitz vorkommt. Nach dem Loslassen des
Fingerdruckes nach Vervollständigung des Spendehubes des Kolbens kann die Feder 86 den Stößel 68 zurück
in dessen geschlossene Lage vor einer wesentlichen Rückzubewegung des Kolbens 52 bewegen, weil der
Durchmesser des Kolbenstößels kleiner ist als der der napfförmigen Abdichtung 53 des Kolbens 52. Daher
wird die Verbindung zwischen der Düsenöffnung 100 und der Pumpenkammer 54 beim Beginn des nach oben
gerichteten Ansaughubes des Kolbens 52 unterbrochen. Daher wird beim Einsetzen der Aufwärtsbewegung des
Kolbens ein Sog in der Kammer 54 geschaffen, aufgrund dessen Flüssigkeit aus dem Behälter 24 nach oben über
das Tauchrohr 116 und die Einlaßriickschlagkugel 122
gesaugt wird, so daß die Kammer 54 erneut mit Flüssigkeit während des Aufwärtshubes gefüllt wird.
Es versteht sich auch, daß das am Ende des Hubes den Druck abschaltende Ventil noch eine dritte Ventileinrichtung
zu dem gewöhnlichen Einlaßrückschlagventil aufweisen kann, in welchem Fall das den Druck
abschneidende Ventil lediglich die Verbindung zwischen der Pumpenkammer 54 und dem Kopfraum des
Behälters 24 steuert. Es ist jedoch wirtschaftlicher und wirksamer, die Funktion des den Druck abschaltenden
Ventils mit dem Einlaßventil zu kombinieren, so daß diese zwei Funktionen ausführende Struktur bevorzugt
wird. Anstelle des Kolbenvorsprunges 130 und der zusammenwirkenden Rückschlagkugel 122 kann das am
Ende des Hubes den Druck abschaltende Ventil eine vom Kolben gesteuerte Nuteneinrichtung aufweisen,
was jedoch eine axial sich in der Seitenwandung der Pumpenkammer erstreckende Nut, einen zusätzlichen
Abdichtring, einen Bypass-Durchgang oder eine Nut im
Pumpenkolben und einen Lüftungsdurchgang von der Kammer 54 zum Kopfraum des Behälters 24 notwendig
machen würde. Dies ist zweifelsohne gegenüber dem einfachen Kickerfinger 130 wesentlich komplizierter.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Handbetätigte Sprayeinrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit, mit folgenden Merkmalen:
Ein Gehäuse weist eine Pumpenkammer auf; ein erster Durchgang steht mit der Kammer und mit
einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung bzw. kann mit diesem verbunden werden;
ein Kolben ist in der Kammer geführt und dient dazu, Flüssigkeit in der Kammer unter Druck zu setzen, wenn er im Spendehub von einer ersten Lage in eine zweite Lage in der Kammer verschoben wird; ein erstes Ventil in der Kammer steuert den Eintritt der gesamten Flüssigkeit des Behälters in die Kammer und verhindert normalerweise die Rückströmung der Flüssigkeit aus der Kammer über den ersten Durchgang zurück zum Behälter, w°nn die Flüssigkeit in der Kammer infolge des Kolbens unter Druck steht, und zwar wird das erste Ventil nachgiebig in die geschlossene Lage durch die in der Kammer unter Druck stehende Flüssigkeit gedrängt; gekennzeichnet durch eine Öffnungseinrichtung (130,130', 130") ist in dem Kolben (52, 146, 146') und dem ersten Ventil (122, 124, 144, 152) betriebsmäßig zugeordnet und öffnet das erste Ventil (122), wenn sich der Kolben (52, 146, 146') dem Ende des Spendehubes nähert — während der Kolben (52, 146,146') von Hand aus der ersten Lage verschoben und noch in Bewegung auf die zweite Lage hin ist und dabei Flüssigkeit aus der Kammer jo (54) durch den zweiten Durchgang (74, 78, 132) zur Sprühöffnung (50) pumpt — wobei wegen des geöffneten Ventils (122, 124, 144, 152) der Flüssigkeitsdruck plötzlich abfällt und das Nachtropfen der gespendeten Flüssigkeit vermieden wird.
ein Kolben ist in der Kammer geführt und dient dazu, Flüssigkeit in der Kammer unter Druck zu setzen, wenn er im Spendehub von einer ersten Lage in eine zweite Lage in der Kammer verschoben wird; ein erstes Ventil in der Kammer steuert den Eintritt der gesamten Flüssigkeit des Behälters in die Kammer und verhindert normalerweise die Rückströmung der Flüssigkeit aus der Kammer über den ersten Durchgang zurück zum Behälter, w°nn die Flüssigkeit in der Kammer infolge des Kolbens unter Druck steht, und zwar wird das erste Ventil nachgiebig in die geschlossene Lage durch die in der Kammer unter Druck stehende Flüssigkeit gedrängt; gekennzeichnet durch eine Öffnungseinrichtung (130,130', 130") ist in dem Kolben (52, 146, 146') und dem ersten Ventil (122, 124, 144, 152) betriebsmäßig zugeordnet und öffnet das erste Ventil (122), wenn sich der Kolben (52, 146, 146') dem Ende des Spendehubes nähert — während der Kolben (52, 146,146') von Hand aus der ersten Lage verschoben und noch in Bewegung auf die zweite Lage hin ist und dabei Flüssigkeit aus der Kammer jo (54) durch den zweiten Durchgang (74, 78, 132) zur Sprühöffnung (50) pumpt — wobei wegen des geöffneten Ventils (122, 124, 144, 152) der Flüssigkeitsdruck plötzlich abfällt und das Nachtropfen der gespendeten Flüssigkeit vermieden wird.
2. Sprayeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil ein innerhalb
der Kammer (54) angeordnetes Ventilglied (122) aufweist, und daß die öffnungseinrichtung, welche
betriebsmäßig mit dem ersten Ventil und dem 4« Kolben verbunden ist, einen Vorsprung (130, 130',
130") aufweist, der von dem Kolben (52, 146, 146') ausgeht und derart ausgebildet ist, daß er mit dem
Ventilglied (122) in Berührung kommt und dieses in der Kammer (54) verschiebt, so daß der erste
Durchgang (116, 118) geöffnet wird, wenn der Kolben (52) sich der zweiten Lage nähert.
3. Sprayeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zur Aufnahme des
Ventilgliedes (122) dienenden Ventilsitz (124) eine Anpreßeinrichtung (152,152', 152", 156) zugeordnet
ist, welche das Ventilglied (122) in Berührung mit dem Ventilsitz (124) nachgiebig drängt.
4. Sprayeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied als Kugel (122)
eines Rückschlagventils ausgebildet ist und daß die Anpreßeinrichtung nachgiebige Finger (152, 152',
152") aufweist, die von dem Gehäuse (HO') getragen werden und die Kugel (122) in abdichtende
Berührung mit dem Ventilsitz (124) nachgiebig M) drängen.
5. Sprayeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Gehäuse getragenen
Finger (152, 152', 152") einstückig mit dem Gehäuse (HO') ausgebildet sind, und daß die Finger
und das Gehäuse aus einem leicht biegsamen federnden Kunststoffmaterial hergestellt sind.
6. Sprayeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Finger (152, 152', 152") vorgesehen sind, die im Winkelabstand um den
Ventilsitz herum angeordnet sind, daß die Finger (152,152', 152") sich mit ihrem freien Ende oberhalb
des Mittelpunktes der Kugel (122) sowohl in deren abdichtenden als auch abgehobenen Lage erstrtkken,
daß die Finger (152,152', 152") leicht zur Kugel (122) hin geneigt sind, so daß die freien Enden der
Finger voneinander eine Entfernung einnehmen, die kleiner als der Durchmesser der Kugel ist
7. Sprayeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Ventilsitzes
(124) und des Kolbens (146) koaxial verlaufen, daß die Finger (152, 152', 152") um diese Achse herum
angeordnet sind, daß die Bewegungsrichtung des Kolbens (146) entlang der Achse erfolgt, daß die
Finger (152, 152', 1?2") mit ihren freien Enden am nächsten zu dem Kolben (146) angeordnet sind, und
daß schließlich der Vorsprung (130, 130') des Kolbens (146) etwas von der Achse des Kolbens
versetzt angeordnet ist.
8. Sprayeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenfortsatz (130') von
der Achse des Kolbens (146) um eine Entfernung versetzt ist, die kleiner als der Radius der Kugel (122)
ist, daß der Kolbenfortsatz (130') ein abgerundetes freies Ende aufweist, das zur Berührung mit der
Kugel j η einem Punkt dient, der seitlich von der Achse des Kolbens und des Ventilsitzes verschoben
ist.
9. Sprayeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (54) eine im
Abstand von der Kugel (122) angeordnete Wandung (114', 114", 114'", 160,162) aufweist, die zu dem Sitz
in Richtung der Bewegung des Kolbens (146) beim Spendehub geneigt ist, daß diese Wandung (114',
114", 114'", 160,162) und die Kugel (122) zusammen einen Raum bestimmen, der zunächst das freie Ende
des Kolbenvorsprunges (130, 130') empfängt, wenn diese durch die Kugel (122) während der Bewegung
des Kolbens in dessen zweite Lage abgelenkt wird, daß die Wandoberfläche (114', 114", 162) mit der
Oberfläche der Kugel (122) in Bewegungsrichtung des Kolbens beim Spendehub so konvergiert, daß
der Vorsprung (130, 130') durch die Wandung zur Kugel verschoben wird und diese aus ihrem Sitz
hebt, wobei der erste Durchgang (118) geöffnet wird, wenn der Kolben (146) die zweite Lage erreicht.
10. Sprayeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (52, 146) und der
Vorsprung (130, 130') einstückig zueinander ausgebildet sind und aus einem Kunststoffmaterial
bestehen, welches eine größere Flexibilität als das Kunststoffmaterial aufweist, aus welchem die Finger
(152, 152', 152") und das Gehäuse (UO') gemacht sind.
11. Sprayeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (52) einen nach
außen sich erweiternden, offenendigen und napfförmig ausgebildeten Abdichtteil (57, 70) an seinem
führenden Ende aufweist, daß der zweite Durchgang einen Weg (132) einschließt, der sich axial durch den
Kolben (52) erstreckt und an einem Ende mit dem hohlen Inneren (66) des napfförmigen Abdichtteiles
(57, 70) in Verbindung steht, und daß der Kolbenvorsprung (130) einstückig an seinem festen
Ende mit der Basis des napfförmigen Abdichtteiles (57) in der Nähe des zweiten Durchganges (132)
verbunden ist und durch das hohle Innere (66) des napfförmigen Abdichtteiles jenseits des führenden
Endes dieses Abdichtteiles hervorragt.
12. Sprayeinrichtung nach einem der Ansprüche 5
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (52,
146) in dem Gehäuse beschränkt drehbar montiert ist, daß der Vorsprung (130, 13ü', 130") und die
Finger (152, 152', 152") abgerundete freie Enden aufweisen, wobei beim Zusammentreffen der freien
Endendes Vorsprungs (103,130', 130") und einer der
Finger ^152, 152', 152") eine Kraft entwickelt wird,
welche den Kolben (52, 146) in eine Winkellage zu drehen versucht, bei welcher die Vorsprünge frei
von den Fingern sind.
13. Sprayei.!richtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilglied als Kugel (122) eines Rückschlagventils ausgebildet ist und daß die
Anpreßeinrichtung aus einer Schraubendruckfeder (156) besteht
14. Sprayeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben
(146, 146') getrennte Kopf- und Gehäuseteile (148, 150 bzw. 148') aufweist, und daß die öffnungseinrichtung
einen Finger (130') aufweist, der einstückig zu dem Kopfteil (148,148') ausgebildet ist.
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1977
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