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Zerstäuberpumpe ftir Flüssigkeiten
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäuberpumpe der im Oberbegriff
von Anspruch 1 genannten Art. Eine derartige Zerstäuberpumpe ist aus der DT-PS 1
290 043 bekannt.
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Bei der bekannten Zerstäuberpumpe bildet der Einsatzteil selbst zwei
Zylinder, nämlich einen oberen von größerem Durchmesser, der die Druckkammer beherbergt
und in dem sich der zum Ansaugen und Auspressen dienende Kolben befindet. Ein weiterer
Zylinder, von kleinerem Durchmesser, befindet sich unterhalb des erstgenannten Zylinders.
Dieser beherbergt das Ansaugventil oder seine Halterung und die Druckfeder.
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Die Druckkammer enthält nach dem Ansaugen wie Ublich Flüssigkeit.
Beim Niederdrücken des Kolbens wird in der Druckkammer ein Überdruck aufgebaut.
Sobald dieser eine bestimmte Höhe erreicht hat, wird das Uberdruck-Auslaßventil
geöffnet, und die in der Kammer vorhandene Flüssigkeit verläßt schlagartig die Zerstäuberpumpe,
was zu einem sehr feinen Zerstäuben führt.
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Das plötzliche Öffnen des Uberdruck-Auslaßventils errecht man dadurch,
daß der wirksame Durchmesser des Ansaugventils oder seiner kolbenartig ausgebildeten
Halterung größer gemacht wird als der wirksame Durchmesser des Überdruck-Auslaßventils
sowie dadurch, daß zwischen dem Überdruck-Auslaßventil einerseits und dem Ansaugventil
oder seiner kolbenartigen Halterung
andererseits eine mechanische
Zugverbindung besteht.
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Bei Erreichen eines bestimmten Uberdruckes in der Kammer wird das
Einlaßventil oder seine kolbenartige Halterung gegen die Druckfeder verschoben,
bis die mechanische Zugverbindung das Uberdruck-Auslaßventil mitnimmt und damit
öffnet.
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Die Druckfeder hat hier mehrere Aufgaben zu erfüllen, nämlich das
Uberdruckventil bis zu einem bestimmten Uberdruck geschlossen zu halten und andererseits
nach einem Zerstäubungsvorgang das Ansaugventil und den Kolben in ihre Ruhestellung
zurückzubringen. Dies hat die unerwünschte Folge, daß die Druckfeder eine relativ
hohe Rückstellkraft aufbringen muß, was die Betätigung erschwert. Man denke z.B.
an die Betätigung von Parfumzerstäubern durch Frauenhände, was zarteren Frauen durchaus
Schwierigkeiten bereitet, zumal sie nur einen Finger, nämlich den Zeigefinger, für
die Betätigung einsetzen können.
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Ferner hat es sich als ungünstig erwiesen, daß nach dem Stand der
Technik die Druckfeder im Ansaugraum der zu zerstäubenden Flüssigkeit liegt, da
sie im allgemeinen korrosionsanfällig ist.
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Schließlich ist es erwünscht, eine Zerstäuberpumpe mit weniger Bauteilen
und damit billiger herzustellen. Bei der Zerstäuberpumpe nach der Erfindung entfällt
eine mechanische Verbindung zwischen dem Ansaugventil und dem Uberdruck-Auslaßventil.
Hierdurch werden nicht nur Teile eingespart, sondern es wird deren Montage überflüssig
gemacht.
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Durch die vorliegende Erfindung soll demgemäß eine Zerstäuberpumpe
geschaffen werden, die mit einer schwächeren Druckfeder oder zumindest einer Druckfeder
mit kleinerer Federkonstante auskommt, bei der ferner die Druckfeder nicht im Flüssigkeitsansaugraum
liegt und die schließlich mit weniger Teilen herstellbar ist als die oben erwähnte
bekannte Zerstäuberpumpe.
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.All dies zugleich wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 erreicht.
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Die Druckfeder hat hier nur eine einzige Aufgabe, nämlich den Zylinder
in seine Ausgangslage zurückzustellen. Sie braucht dagegen weder das Ansaugventil
noch das Überdruck-Auslaßventil zu beeinflußen. Sie kann infolgedessen so schwach
dimensioniert werden, wie es gerade für die Rückstellung des Zylinders ausreicht.
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Die Druckfeder liegt in einem Ringraum außerhalb des Flüssigkeitsweges
und ist dadurch gegen Korrosion stärker geschützt.
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Insbesondere wirkt sich aber eine eventuell doch eintretende Korrosion
nicht störend auf die zu zerstäubende Flüssigkeit aus.
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Schließlich läßt sich die Zerstäuberpumpe nach der Erfindung mit weniger
Bauteilen herstellen, da eine mechanische Verbindung zwischen dem Ansaugventil oder
seiner Halterung einerseits und dem Uberdruck-Auslaßventil überflüssig ist.
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In erfinderischer Weiterbildung gemäß Anspruch 2 wird eine besonders
einfache Funktion und Bauweise des Überdruck-Auslaßventils erzielt. Sobald die für
das Aussprühen erforderliche Größe des Überdruckes erreicht ist, bewegt sich der
Ventilkörper unter Durchmesserverringerung aufwärts in den sich verjüngenden Teil
des Hohlkörpers hinein, bis er die unteren Enden der Unterbrechungen, insbesondere
Längsschlitze, freigibt, so daß dann Luft und Flüssigkeit schlagartig austreten
können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung beschrieben Figur 1 zeigt in ihrem linken Teil einen Axialschnitt, in
ihrem rechten Teil eine Ansicht einer Zerstäuberpumpe nach der Erfindung.
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Figur 2 ist eine graphische Darstellung von Federkennlinien.
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Eine Schraubkappe 1 haltert mit Hilfe einer Ringlippe 3 den Einsatzteil
5. Dieser hat einen schlanken Ringraum 7, in dem die Druckfeder 9 untergebracht
ist. Der Einsatzteil 5 trägt die Ansaugleitung 11 und eine Ventilkugel 13.1, die
zusammen mit ihrem Sitz 13.2 das Ansaugventil 13 bildet. Oberhalb des Ansaugventils
13 ist der Kolben 15 fest angebracht. Er hat eine obere Dichtlippe 15.1 zum Komprimieren
und eine untere Dichtlippe 15.2 zum Ansaugen und weist einen Einlaßkanal 15.3 auf.
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Ein einteiliger Hohlkörper, der als Ganzes mit 17 bezeichnet ist,
ist in seinem unteren Abschnitt als Zylinder 17.1 mit einem Außenflansch 17.2 ausgebildet,
in seinem oberen Abschnitt als Auslaßrohr 17.4. Das Auslaßrohr trägt an seinem oberen
Ende die Handhabe 19 und die Sprühdüse 21. Der Hohlkörper läßt sich von Hand gegen
die Kraft der Druckfeder 9 abwärts bewegen, nämlich mit seinem Zylinder 17.1 über
den Kolben 15 schieben, wodurch die im Zylinder befindliche Druckkammer 22 verkleinert
wird.
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Der Ventilkörper für das Uberdruck-Auslaßventil ist als Ganzes mit
23 bezeichnet. Er hat einen Topfabschnitt 23.1, an dessen unterem Rand eine sich
nach unten erweiternde konische Manschette 23.2 ansetzt, deren äußerer Rand zur
Abdichtung dient. Die geschlossene obere Wand des Topfabschnittes 23.1 soll ein
Verkanten und Verklemmen des Ventilkörpers im Auslaßrohr 17.4 verhindern.
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Das Auslaßrohr 17.4 hat eine flache Ringnut 17.5 als Sitz für den
Außenrand der konischen Manschette 23.2. Oberhalb der Ringnut 17.5 verjüngt sich
ein Abschnitt 17.6 der Innenwand des Auslaßrohrs annähernd konisch. Ebenfalls oberhalb
der Ringnut 17.5 beginnen achsparallel nach oben verlaufende flache radiale Schlitze
17.7
Zum Verschließen bei Nichtgebrauch dient eine Aufsteckkappe
25.
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Arbeitsweise: Zum Betätigen wird der Hohlkörper niedergedrückt.
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Zunächst wird die Druckkammer 22 durch Ansaugen mit Flüssigkeit gefüllt.
Wird der Hohlkörper dann wiederum niedergedrückt, so wird der Inhalt der Druckkammer
komprimiert, solange, bis die Federkraft der konischen Manschette 23.2 überwunden
wird und sich infolgedessen der Ventilkörper 23 aufwärts bewegt, bis die unteren
Enden der Schlitze 17.7 zum schlagartigen Austritt der Flüssigkeit freigegeben werden.
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In Figur 2 werden die Anforderungen an die Druckfeder bei einer Zerstäuberpumpe
nach dem Stand der Technik bzw. nach der Erfindung veranschaulicht. Es wurde die
auf die Handhabe auszuübende Kraft F gegen den Kolbenhub h aufgetragen. Im O-punkt
befindet sich der Kolben in Ruhestellung.
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Beim Punkt h1 hat der Kolben den Hub zurückgelegt, der für die erforderliche
Kompression zum Flüssigkeitsaustritt erforderlich ist. Es sei angenommen, daß die
Größe dieses Hubes bei Zerstäuberpumpen nach dem Stand der Technik und der Erfindung
gleich groß ist. Nach dem Stand der Technik muß die Druckfeder nach einem Zerstäubungsvorgang
sowohl den Kolben als auch das Ansaugventil oder dessen Halterung in die Ruhestellung
zurückführen. Hierzu ist unter Berücksichtigung der Tatsache, daß gelegentlich Verkrustungen
überwunden werden müssen oder die auszusprühenden Flüssigkeiten eine höhere Viskosität
haben, eine bestimmte Kraft erforderlich, die mit F1-30 bezeichnet ist und beim
Hub h1 aufgebracht werden muß. Dies ist die maximale von der Druckfeder aufzubringende
Kraft. Nach dem Stand der Technik hat die Druckfeder aber noch eine weitere Aufgabe:
Sie muß nämlich das Uberdruck-Auslaßventil während des Hubes geschlossen
halten.
Die Federkennlinie darf also nicht zu stark abfallen.
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Es ergibt sich damit für die Druckfeder nach dem Stand der Technik
etwa die gestrichelt dargestellte Kennlinie 30.
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Nach der Erfindung hat die Druckfeder allein die Aufgabe, den Hohlkörper
gegenüber dem Kolben 15 in die Ausgangslage zurückzustellen, braucht aber das Ansaugventil
nicht zu beeinflussen. Infolgedessen ist hierfür eine geringere Kraft, z.B. F1-32
erforderlich. Hinzu kommt nun, daß die Druckfeder während der Rückstellung keine
weitere Aufgabe auszuüben hat, insbesondere das Auslaß-Überdruckventil nicht zu
beeinflussen braucht. Infolgedessen kann die Federkennlinie gegen die Ruhestellung
stärker abfallen als nach dem Stand der Technik, was durch die ausgezogene Gerade
32 dargestellt ist. Somit ergibt sich, daß die in der Ruhestellung noch erforderliche
Kraft FO-32 der Druckfeder nach der Erfindung wesentlich kleiner sein darf als die
Ruhestellungskraft FO-30 der vorbekannten Druckfeder. Die bei dem Bewegungsbeginn
von den Muskeln und Sehnen des Zeigefingers aufzubringende Kraft ist also wesentlich
geringer. Hinzu kommt darüberhinaus noch, daß bei mehreren Zerstäubungsvorgängen
auch die insgesamt aufzuwendenae Energie entscheidend ist. Je größer die Energieabgabe,
desto stärker die Ermüdung. Die Energie entspricht jeweils der Fläche zwischen den
Kurven 30 bzw. 32 und der Abszisse, was für die Kurve 32 schraffiert dargestellt
ist.
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Für den Fall der Erfindung ist bei den angenommenen Werten die Energie-Fläche
weniger als halb so groß wie für den Fall des Standes der Technik.
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