DE3530486A1 - Austragvorrichtung fuer fliessfaehige medien - Google Patents
Austragvorrichtung fuer fliessfaehige medienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für
fließfähige Medien, insbesondere Pasten o.dgl., mit
einer ein Gehäuse aufweisenden Schubkolbenpumpe, die
einen an einer Kolbenlaufbahn eines Pumpenzylinders zwi
schen einer Ausgangslage und einer Pumphub-Endlage ver
schiebbar geführten Pumpkolben sowie eine durch den Pum
penzylinder gebildete, mit einer Austragöffnung der Vor
richtung verbundene Pumpenkammer aufweist, in welche ein
beim Pumphub geschlossener und in mindestens einer Rück
hubstellung des Pumpkolbens geöffneter Medien-Einlaß
mündet.
Bei derartigen Austragvorrichtungen ist es, insbesondere
wenn schwer fließfähige Medien, wie Pasten, Salben oder
andere breiige pharmazeutische Zubereitungen gefördert
werden sollen, meist schwierig, einerseits unter gerin
gem Kraftaufwand eine gute Förderung zu erreichen und
andererseits zu gewährleisten, daß je Pumpzyklus jedes
Mal ein relativ genau gleiches Volumen an Medium ausge
bracht, also eine hohe Dosiergenauigkeit gegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austrag
vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, welche
bei verhältnismäßig kleinem Pumphub eine sichere und
vollständige Füllung der Pumpenkammer bei jedem Pumpzyk
lus gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einer Austragvorrichtung der ein
gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch er
reicht, daß die Kolbenlaufbahn an einem die Pumpenkammer
umschließenden, gegenüber dem Gehäuse bewegbar gelager
ten Dosierkammerkörper vorgesehen ist, der mit dem Pump
kolben zwischen zwei Endlagen gegenüber dem Gehäuse be
wegbar ist und daß über den Pumphub der zum Dosierkam
merkörper führende Einlaß geschlossen ist. Durch die
Bewegung des Dosierkammerkörpers kann der Medien-Einlaß
auf verhältnismäßig großem Einlaß-Querschnitt geöffnet
werden und dadurch, daß der Dosierkammerkörper mit dem
Pumpkolben in die der Schließstellung des Medien-Einlas
ses zugehörige Stellung zu bewegen ist, taucht der Do
sierkammerkörper bei dieser Bewegung in das Medium ein,
so daß der Dosierkammerkörper bei geringem Kraftaufwand
wiederholbar mit einem genau bestimmten Volumen gefüllt
ist.
Diese Vorteile sind insbesondere gegeben, wenn der Do
sierkammerkörper selbst mit seinem in Richtung des Pump
hubes des Pumpkolbens vorderen, ringschneidenförmigen
Ende den bewegbaren Ventilschließteil eines Einlaß-Ven
tiles bildet, der am Ende der dem Pumphub zugehörigen
Mitlaufbewegung des Dosierkammerkörpers in einen ring
nutförmigen Ventilsitz des Gehäuses eintaucht und da
durch sowohl die zugehörige Endstellung des Dosierkam
merkörpers durch Anschlag festlegt, als auch den zu
nächst auf praktisch voller Innenweite offenen Dosier
kammerkörper in diesem Augenblick an dem Ende medien
dicht verschließt, welches dem in Ausgangslage stehenden
Pumpkolben gegenüberliegt, so daß also der Zylinderraum
bzw. die Pumpenkammer dann an dieser Zylinderstirnseite
sicher geschlossen und nur noch zur Austragöffnung hin
offen ist. Im Gegensatz zu einem Einlaß-Ventil, dessen
Ventilschließteil beispielsweise nach Art eines Rück
schlagventiles zwischen einer Öffnungs- und einer
Schließlage bewegbar am Zylinder gelagert ist, ergibt
sich beim Erfindungsgegenstand der wesentliche Vorteil,
daß der Ventilschließteil rein lageabhängig über den
Pumpkolben bzw. vom Pumpkolben gesteuert wird und außer
dem ohne besonderen Raumaufwand so ausgebildet werden
kann, daß sich extrem große Einlaß-Querschnitte bei ge
öffnetem Einlaß-Ventil ergeben. Die Innenweite des Ein
laß-Ventiles bzw. des die Pumpenkammer und die Kolben
laufbahn bildenden Dosierkammerkörpers kann dabei in der
Größenordnung des Pumphubes liegen bzw. gegenüber diesem
wesentlich größer, beispielsweise mehr als doppelt so
groß sein.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eignet sich insbesondere
für solche Austragvorrichtungen, die mit einem Medien
speicher baulich vereinigt sind, also nicht über eine
zum Einlaß führende Medien-Zuführleitung an einen geson
derten Medienspeicher angeschlossen werden müssen. Der
Dosierkammerkörper kann nämlich in diesem Fall praktisch
schwimmend vollständig innerhalb des gespeicherten Me
diums als Tauchkörper angeordnet sein, so daß er bei
seiner Bewegung zur Schließlage des Medien-Einlasses
praktisch das ihn füllende Medienvolumen aus dem ihn
umgebenden Medium heraussticht.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen
Ausbildung liegt darin, daß der Dosierkammerkörper un
mittelbar benachbart zum Boden des Speicher-Gehäuses,
also an dessen vom Austrag- und Betätigungsende abge
kehrten Ende angeordnet werden kann, so daß sich unab
hängig vom Füllzustand des Medien-Speichers für die im
Bereich des Dosierkammerkörpers liegende bzw. teilweise
durch diese gebildete Schubkolbenpumpe stets etwa glei
che Betriebsbedingungen ergeben.
Auch besteht durch die erfindungsgemäße Ausbildung die
Möglichkeit, die Austragvorrichtung so auszubilden, daß
ihre vom Medium gefüllten bzw. von diesem zu durchflie
ßenden Räume vor der ersten Benutzung der Austragvor
richtung und/oder nach jedem Pumphub nach außen luft
dicht abgeschlossen sind, so daß der Medieninhalt der
Austragvorrichtung stets bis unmittelbar an die Austrag
öffnung gegen Austrocknen, Eindringen von Bakterien und
ähnliches geschützt ist.
Hierbei kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die
genannten Räume der Austragvorrichtung bereits bei der
Herstellung bzw. Erstbefüllung der Austragvorrichtung im
wesentlichen vollständig, also bis zur Austragöffnung
oder einem nahe bei dieser liegenden Auslaß-Ventil mit
Medium gefüllt sind, so daß bereits bei der ersten Betä
tigung der Schubkolbenpumpe ein volles, genau dosiertes
Austragvolumen ausgebracht wird. Zweckmäßig weist die
Austragvorrichtung hierbei an dem vom Medien-Einlaß ent
fernten Ende des Speicherraumes einen Schleppkolben auf,
der zur vollständigen Entlüftung des Speicherraumes so
wie zur Erstfüllung des Auslaßkanales entsprechend der
Patentanmeldung P 35 05 911.7 - auf die hier wegen wei
terer Einzelheiten Bezug genommen wird - ausgebildet und
angeordnet werden kann.
Um den Leerraum hinter dem Schleppkolben trotz bei Aus
gangs- bzw. Ruhelage der Schubkolbenpumpe luftdicht ge
schlossener Ausbildung für eine leichtgängige Beweglich
keit des Schleppkolbens belüften zu können, ist diesem
Leerraum ein Belüftungskanal zugeordnet, der lageabhän
gig vom Pumpkolben ausschließlich dann geöffnet ist,
wenn der Pumpkolben in einer von seiner Ausgangslage
abweichenden Lage steht. Ein diesen Leerraum durchset
zender und aus dem Gehäuse herausgeführter Kolbenstößel
des Pumpkolbens ist abgedichtet durch eine Durchgangs
öffnung des Gehäuses nach außen geführt und trägt außer
halb des Gehäuses einen Betätigungskopf der Austragvor
richtung.
Die Abdichtung der dem Medium zugeordneten Hohlräume der
Austragvorrichtung kann auch dadurch verbessert werden,
daß im Auslaßkanal zwischen dem Pumpkolben und der Aus
tragöffnung, vorzugsweise unmittelbar benachbart zur
Austragöffnung, ein Auslaßventil angeordnet ist, welches
bei Druckgleichgewicht auf seinen beiden Strömungsseiten
den Auslaßkanal dicht verschließt. Dieses, zweckmäßig
als Überdruckventil ausgebildete Auslaß-Ventil kann ein
federbelastetes Kugelventil, aber auch ein Schlauchven
til entsprechend der DE-OS 29 02 624 sein, auf die wegen
weiterer Einzelheiten Bezug genommen wird.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun
gen der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und
den Zeichnungen hervor, woobei die einzelnen Merkmale
jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von
Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfin
dung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnun
gen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung
in Ansicht;
Fig. 2 die Austragvorrichtung gemäß Fig. 1, teil
weise im Axialschnitt;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in
Fig. 2;
Fig. 4 einen Ausschnitt in der Fig. 2 in ver
größerter Darstellung und einer anderen
Funktionsstellung;
Fig. 5 einen Ausschnitt der Fig. 2 in vergrößer
ter Darstellung und in einer weiteren Funk
tionsstellung;
Fig. 6 einen Ausschitt einer weiteren Ausführungs
form einer Austragvorrichtung.
Die Austragvorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 bis 4 weist
ein im wesentlichen achssymmetrisch zu einer Mittel
achse 2 ausgebildete Gehäuse 3 auf, das über den größten
Teil seiner Länge konstante, beispielsweise zylindrische
Querschnitte hat und an einem Ende mit einem hohlkegel
stumpfförmigen Standfuß 4 sowie mit einer innerhalb die
sem liegenden Boden-Wand 5 in Form einer zur Mittel
achse 2 rechtwinkligen Quer-Wand versehen ist, die ein
teilig mit dem Mantel 6 des Gehäuses 3 ausgebildet ist.
Das andere, auf voller Innenweite offene Ende des ein
teiligen Grundkörpers des Gehäuses 3 ist mit einem
Stirndeckel in Form einer Deckelkappe 7 luftdicht ver
schlossen, die mit einem Ringflansch in die Innenfläche
des Mantels 6 des Gehäuses 3 eingreift, wobei am Außen
umfang des Ringflansches und am Innenumfang des Man
tels 6 ineinandergreifende, ringförmig um die Mittel
achse 2 durchgehende Nuten und Rippenstege vorgesehen
sind, die nach Art von Dichtungen sowohl eine form
schlüssige Verbindung zwischen Mantel 6 und Deckelkap
pe 7 als auch einen dichten Verschluß gewährleisten. Die
Deckelkappe 7 liegt mit einem ringscheibenförmigen
Flansch an der zugehörigen Stirnfläche des Mantels 6 an,
wobei dieser Flansch bündig an den Außenumfang des Man
tels 6 anschließt. Die Deckelkappe 7 wird nach Art einer
Sprengring-Befestigung lediglich durch Eindrücken in den
Mantel 6 befestigt.
Innerhalb des Gehäuses 3 ist eine zur Mittelachse 2 ko
axiale Schubkolbenpumpe 8 angeordnet, deren Pumpkolben
10 nahe benachbart zur Boden-Wand 5 liegt und deren
zweiteiliger Kolbenstößel 9 durch das Gehäuse 3 aus der
Deckelkappe 7 nach außen geführt ist. Der die Deckel
kappe 7 durchsetzende Abschnitt 11 des Kolbenstößels 9
ist durch eine Durchgangsöffnung in einer Stirnwand 12
der Deckelkappe 7 nach außen geführt, wobei am Außenum
fang dieses Abschnittes 11 eine Ringdichtung läuft, die
in Form einer nach außen spitzwinklig kegelstumpfförmig
verjüngten Ringdichtlippe 13 einteilig mit der Stirnwand
12 bzw. der Deckelkappe 7 ausgebildet ist und mit Vor
spannung am zylindrischen Außenumfang des Abschnittes 11
anliegt. Die Deckelkappe 7 weist an der Außenseite der
Stirnwand 12 eine einteilig mit ihr ausgebildete und
gegenüber der Weite des Mantels 6 kleinere Führungshülse
14 auf, welche einen Betätigungskopf 15 zur Betätigung
der Austragvorrichtung bzw. der Schubkolbenpumpe 8
trägt. Der im wesentlichen gleichen Außendurchmesser wie
das Gehäuse 6 aufweisende, kappenförmige Betätigungskopf
15 übergreift die Führungshülse 14 mit seinem Mantel,
wobei die Führungshülse 14 an ihrem äußeren Ende einen
über ihren Außenumfang vorstehenden Ringnocken 16 auf
weist, welcher von einem Gegenringnocken 17 am Ende des
Mantels des Betätigungskopfes 15 hintergriffen wird,
derart, daß der Betätigungskopf 15 in seiner von dem
Gehäuse 3 entfernten Ausgangs- bzw. Ruhelage durch An
schlag festgesetzt ist. Die genannten Nocken weisen ein
ander zugeordnete schräge Auflaufflächen auf, so daß der
Betätigungskopf 15 lediglich durch Aufdrücken auf die
Führungshülse 14 montiert werden kann, wobei der Gegen
ringnocken 17 den Ringnocken 16 unter elastischer Auf
weitung überfährt und danach in seine hintergreifende
Funktionsstellung springt. In Ausgangslage können die
ringförmigen Nocken luftdicht aneinander anliegen, so
daß der von der Führungshülse 14 und dem Betätigungskopf
15 eingeschlossene Raum luftdicht abgeschlossen ist.
Beim Abheben des Gegenringnockens 17 vom Ringnocken 16
aufgrund einer Betätigung des Betätigungskopfes 15 ist
jedoch eine Belüftungsverbindung dieses Raumes nach au
ßen gegeben. Mit dem Betätigungskopf 15 ist der Ab
schnitt 11 des Kolbenstößels 9 einteilig ausgebildet,
wobei dieser Abschnitt 11 von der Innenseite der Stirn
wand des Betätigungskopfes 15 frei und über den Gegen
ringnocken 17 hinaus absteht. Um den Abschnitt 11 ist in
der Führungshülse 14 und im Betätigungskopf 15 eine
Rückstellfeder 18 angeordnet, die sich einen Endes an
der Außenseite des Stirnwand 12 und mit dem anderen Ende
an der Innenseite der Stirnwand des Betätigungskopfes 15
mit Vorspannung abstützt. Diese Rückstellfeder 18 kann
auch an einer Außenflanke der Ringdichtlippe 13 derart
abgestützt sein, daß diese durch den Federdruck zu ihrer
Dichtanlage hin belastet wird. Der Betätigungskopf 15
weist einen in Nähe seiner Stirnwand radial von seinem
Mantel abstehenden Austragstutzen 19 mit einer in dessen
Endfläche vorgesehenen, ins Freie führenden Austragöff
nung 20 auf. Auf diesen Austragstutzen 19 ist abnehmbar
eine Dicht- und Schutzkappe 21 aufgesprengt, die mit
ihrer kugelkalottenförmig nach innen gewölbten Stirnwand
so in die koaxial zu ihr liegende Austragöffnung 20 ein
greift, daß sie diese durch ununterbrochene Anlage an
ihrer äußeren Begrenzungskante dicht verschließt. Im
Austragstutzen 19 ist ein Auslaßventil 22 in Form eines
Kugel-Überdruckventiles angeordnet, das lediglich um die
Länge seiner Ventilfeder im Abstand von der Austragöff
nung 20 liegt.
Zwischen der Deckelkappe 7 und der Schubkolbenpumpe 8
ist im Gehäuse 3 ein Schleppkolben 23 angeordnet, der
mit zwei axial hintereinander liegenden, von der Schub
kolbenpumpe 8 wegweisend spitzwinklig kegelstumpfförmig
erweiterten Ringdichtlippen 24, 25 an der, eine Kolben
laufbahn bildenden Innenfläche 29 des Gehäuse-Mantels 6
und mit zwei in derselben Richtung ausragenden, jedoch
in dieser Richtung stumpfwinklig kegelstumpfförmig ver
engten sowie gegenüber den äußeren Ringdichtlippen 24,
25 axial geringfügig zur Schubkolbenpumpe 8 versetzten
inneren Ringdichtlippen 27, 28 am Außenumfang eines mit
dem Pumpkolben 10 einteiligen Abschnittes 30 des Kolben
stößels 9 abgedichtet anliegt. Zwischen dem Schleppkol
ben 23 und der Boden-Wand 5 bildet das Gehäuse 3 mit
seinem Mantel 6 einen Medien-Speicher 31, dessen Spei
cherraum 32 im Querschnitt ringförmig ist. In diesem
Speicherraum 32 liegt die Schubkolbenpumpe 8, wobei je
doch der weitaus größte Teil des Speicherraumes 32 hin
ter der Schubkolbenpumpe 8, also benachbart zu demjeni
gen Ende der Schubkolbenpumpe bzw. des Pumpkolbens 10
liegt, das während des Pumphubes dessen hinteres Ende
darstellt bzw. der Deckelkappe 7 und dem Betätigungskopf
15 zugekehrt ist, von welchem also der Kolbenstößel 9
nach außen geführt ist. Auf der vom Speicherraum 32 ab
gekehrten Seite des Schleppkolbens 23 umschließt das
Gehäuse 3 einen nach außen abgedichteten Leerraum 33,
welcher ebenfalls vom Kolbenstößel 9 durchsetzt und im
Bereich von dessen Durchführung durch die Stirnwand 12
mit der Ringdichtlippe abgedichtet ist. Diesem Leerraum
33 ist ein Belüftungskanal 34 zugeordnet, der beispiels
weise durch eine einzige Längsnut 35 am Außenumfang des
Abschnittes 11 des Kolbenstößels 9 gebildet sein kann.
In Ausgangslage des Pumpkolbens 10 bzw. des Betätigungs
kopfes 15 ist der Belüftungskanal 34 zum Leerraum 33
hermetisch dicht dadurch geschlossen, daß die nur über
einen Teil der Länge des Abschnittes 11 durchgehende
Längsnut 35 vollständig außerhalb des Leerraumes 33 be
nachbart zur Außenseite der Ringdichtlippe 13 liegt.
Wird der Betätigungskopf 15 aus seiner Ausgangslage in
Richtung Pfeil 36 des Pumphubes ein erstes Stück weit
bewegt, so überfährt das zugehörige Ende der Längsnut 35
die Ringdichtlippe 13 derart, daß nunmehr eine Belüf
tungsverbindung zwischen dem Leerraum 33 und dem von der
Führungshülse 14 und dem Betätigungskopf 15 umschlosse
nen Raum hergestellt ist, die während des restlichen
Pumphubes geöffnet bleibt und erst gegen Ende des entge
gengesetzt in Richtung Pfeil 37 gerichteten Rückhubes
wieder geschlossen wird. Dadurch kann der Schleppkolben
23 mit den Bewegungen des Mediums im Speicherraum 32
ungehindert derart mitlaufen, daß seine den Speicherraum
32 begrenzende Stirnfläche, unabhängig vom Füllzustand
des Speicherraumes 32, ständig in unmittelbarem Berüh
rungskontakt mit dem Medium bleibt. Die Anordnung des
Belüftungskanales 34 ist dabei zweckmäßig so abgestimmt,
daß der Belüftungskanal beim Pumphub etwa in der Stel
lung zum Leerraum 33 geöffnet wird, in welcher ein noch
zu beschreibendes Einlaß-Ventil der Schubkolbenpumpe 8
in Schließstellung gelangt ist, so daß der Schleppkolben
23 bei Überdruck im Speicherraum 32 nur verhältnismäßig
schwergängig ausweichen kann, während er bei Unterdruck
im Speicherraum 32 verhältnismäßig leichtgängig nach
läuft.
Die Schubkolbenpumpe 8 weist einen am Pumpkolben 10 auf
gehängten und mit diesem parallel zur Mittelachse 2 in
den Pfeilrichtungen 36, 37 zwischen zwei Endlagen gegen
über dem Gehäuse 3 bewegbaren Dosierkammerkörper 38 auf,
der nahe benachbart zur Innenseite der Boden-Wand 5
vollständig innerhalb des Speicherraumes 32 angeordnet
und in den Pfeilrichtungen 36, 37 gegenüber dem Pumpkol
ben 10 um ein Maß bewegbar ist, das größer als seine
maximale Bewegungsstrecke gegenüber dem Gehäuse 3 ist.
Der Dosierkammerkörper 38, der bei Ausgangslage des
Pumpkolbens 10 durch diesen am hinteren, von seinem Me
dien-Einlaß 39 abgekehrten Ende napfförmig verschlossen
ist, weist einen zur Mittelachse 2 des Pumpkolbens 10
koaxialen, insbesondere im wesentlichen zylindrischen
Mantel 40 derart auf, daß der Dosierkammerkörper 38
durch eine einfache Hülse gebildet ist. Der an den In
nenquerschnitt des Gehäuses 3 bzw. des Mantels 6 ange
paßte Außenquerschnitt des Dosierkammerkörpers 38 ist
dabei gegenüber dem Innenquerschnitt des Mantels 6 der
art kleiner, daß der Dosierkammerkörper 38 annähernd
über seinen gesamten Außenumfang 43 konstanten Abstand
von der Innenfläche 29 des Mantels 6 hat. Mit dem Außen
umfang 43 ist der Dosierkammerkörper 38 an den der Mit
telachse 2 zugekehrten Kantenflächen von Längsstegen 44
geführt, die an der Innenfläche des Gehäuse-Mantels 6
vorgesehen und vorzugsweise einteilig mit diesem ausge
bildet sind. Gemäß Fig. 3 sind drei gleichmäßig um die
Mittelachse 2 verteilte Führungs-Längsstege vorgesehen.
Benachbart zu seinem hinteren Ende 41 ist der Dosierkam
merkörper 38 in seiner Außenweite reduziert, derart, daß
eine nach hinten weisende Anschlagschulter 45 gebildet
ist, mit welcher der Dosierkammerkörper 38 in seiner
Ausgangslage an Anschlagnocken 45 anliegt. Diese An
schlagnocken 45 sind im dargestellten Ausführungsbei
spiel durch die zugehörigen, radial nach innen vorsprin
genden Enden der Längsstege 44 gebildet. Diese Längs
stege 44 gehen ununterbrochen bis zur Boden-Wand 5
durch.
Im Bereich des vorderen Endes 42 des Dosierkammerkörpers
38, also im Bereich des Medien-Einlasses 39, ist ein
Einlaß-Ventil 47 vorgesehen, das einen zur Mittelachse 2
koaxialen ringförmigen, gegenüber dem Gehäuse 3 bewegba
ren Ventilkörper 48 und einen gegenüber dem Gehäuse 3
feststehenden Ventilsitz 49 aufweist. Der Ventilkörper
48 ist im Querschnitt schneidenförmig bzw. derart zum
hinteren Ende 41 des Dosierkammerkörpers 38 divergierend
ausgebildet, daß seine äußere, durch eine kegelstumpf
förmige Endfläche des Dosierkammerkörpers 38 gebildete
Flanke 50 unter einem Winkel von etwa 90° oder weniger
nach hinten divergiert, während seine radial innere,
durch eine Zylinderfläche gebildete Flanke 51 im Quer
schnitt im wesentlichen achsparallel zur Mittelachse 2
bzw. zur Bewegungsrichtung des Dosierkammerkörpers 38
liegt. Der Ventilsitz 49 ist durch eine Ringnut in der
Innenseite der Boden-Wand 5 gebildet, deren Querschnitt
so an den Querschnitt des Ventilkörpers 48 angepaßt ist,
daß dieser bei geschlossenem Einlaß-Ventil 47 mit seinen
Flanken 50, 51 an den zugehörigen Innenflanken des Ven
tilsitzes 49 im wesentlichen ganzflächig anliegt. Die
Axialerstreckung zumindest der äußeren Flanke 50 des
Ventilkörpers 48 ist jedoch größer als die Axialer
streckung der zugehörigen schrägen Innenflanke des Ven
tilsitzes 49, so daß diese Flanke 50 bei geschlossenem
Einlaß-Ventil 47 noch einen über den Ventilsitz 49 nach
innen vorstehenden schrägen Abschnitt aufweist. Die
Flanke 50 ist bis an den Außenumfang 43 des Dosierkam
merkörpers 38 geführt. Durch die beschriebene Ausbildung
kann der Dosierkammerkörper 38 zwischen der durch die
Anschlagnocken 46 festgelegten Ausgangslage und einer
durch Eingriff des Ventilkörpers 48 in den Ventilsitz 49
festgelegten Pumplage hin und her bewegt werden. Für die
Montage des Dosierkammerkörpers 38 weisen die Anschlag
nocken 46 an ihren der Mittelachse 2 zugekehrten Seiten
schräge Einlaufflächen auf, gegen welche der Dosierkam
merkörper 38 mit seiner Flanke 50 axial derart ange
drückt werden kann, daß die Anschlagnocken 46 unter ela
stischer Aufweitung des Behälter-Mantels 6 ausweichen,
bis sie hinter die Anschlagschulter 45 springen. Der
Axialhub des Dosierkammerkörpers 38 ist wesentlich klei
ner als sein Außendurchmesser, wobei jedoch in der Aus
gangslage die vordere, durch die ringschneidenförmige
Endlippe des Ventilkörpers 48 gebildete Stirnfläche im
axialen Abstand von der Innenfläche der Boden-Wand 5
bzw. vom Ventilsitz 49 liegt. Durch den Abstand des Au
ßenumfanges 43 vom Behälter-Mantel 6 sind zwischen den
Längsstegen 44 ringausschnittförmige Medien-Verbindungen
52 zwischen dem hinter der Schubkolbenpumpe 8 liegenden
Hauptteil des Medien-Speicherraumes 32 und dem Medien-
Einlaß 39 gebildet.
Die Innenfläche des Mantels 40 des Dosierkammerkörpers
38 bildet über den größten Teil ihrer Länge eine Kolben
laufbahn 53 von konstanter Weite, die zweckmäßig zylind
risch ist. Am hinteren Ende geht die Kolbenlaufbahn 53
in eine innenliegende erweiterte, zweckmäßig spitzwink
lig kegelstumpfförmig bis zur hinteren Endfläche des
Dosierkammerkörpers 38 divergierende ringförmige Mitnah
meschulter 54 über. Am vorderen Ende geht die Kolben
laufbahn 53 ebenfalls in eine innenliegende erweiterte
ringförmige Mitnahmeschulter 55 über, die zum vorderen
Ende spitzwinklig kegelstumpfförmig divergiert, deren
Kegelwinkel jedoch kleiner als der der Mitnahmeschulter
54 ist. Die Mitnahmeschulter 55 liegt mit einem Abstand
hinter der vorderen Endfläche des Dosierkammerkörpers 38
bzw. des Ventilkörpers 48, der mindestens so groß wie
die Tiefe des Ventilsitzes 49 ist, wobei die Mitnahme
schulter 55 zweckmäßig unmittelbar in die Flanke 51
übergeht.
Der Pumpkolben 10 weist zwei axial hintereinander lie
gende ringförmige und über seinen übrigen Außenumfang
radial vorstehende, federelastische Kolbenlippen 56, 57
auf, von denen die hintere nach hinten stumpf- oder
spitzwinklig konisch erweitert und in entspanntem Zu
stand in der Außenweite größer als die vordere Kolben
lippe 57 ist, die nach vorne in entspanntem Zustand un
ter einem kleineren Kegelwinkel spitzwinklig erweitert
ist. Die Kolbenlippen 56, 57 liegen in einem axialen
Abstand voneinander, der kleiner als der Axialabstand
der Mitnahmeschultern 54, 55 voneinander ist. Die beiden
Kolbenlippen 56, 57 gehen von einer gemeinsamen ringför
migen, den Grundkörper des Pumpkolbens 10 bildenden Lip
penwurzel 58 aus, an welche der zugehörige Abschnitt 30
des Kolbenstößels 9 anschließt. In Ausgangslage der Aus
tragvorrichtung liegt der Außenumfang der hinteren Kol
benlippe 56 im wesentlichen ganzflächig an der Mitnahme
schulter 54 an. Die ringförmige, der Kolbenlaufbahn 53
zugehörige Lippendichtfläche der Kolbenlippe 56 steht
also auf einem Durchmesser, der wesentlich größer als
der der Kolbenlaufbahn 53 ist. Die am vorderen Ende der
Kolbenlippe 57 vorgesehene Lippendichtfläche liegt hier
bei etwa in der Mitte der Länge der Kolbenlaufbahn 53 an
dieser an. Wird nunmehr der Pumpkolben 10 in Richtung
Pfeil 36 des Pumphubes bewegt, so nimmt er über die an
der Mitnahmeschulter 54 anliegende Kolbenlippe 56 den
Dosierkammerkörper 38 mit, derart, daß dessen Anschlag
schulter 45 von den Anschlagnocken 46 abhebt. Der Ven
tilkörper 48 wird hierbei in Richtung zum Ventilsitz 49
bewegt, so daß der Querschnitt des Einlasses 39 verrin
gert und das Einlaß-Ventil 47 schließlich geschlossen
wird. Hierbei verdrängt die Flanke 50 das den Dosierkam
merkörper 38 vollständig umschließende Medium nach außen
und aus dem Ventilsitz 49, während die Flanke 51 nach
Art einer Scherschneide in die zugehörige Flanke des
Ventilsitzes 49 einläuft. Hat der Dosierkammerkörper 38
durch Anschlag seine an der Quer- bzw. Boden-Wand 5 an
liegende Endlage erreicht und wird der Pumpkolben 10 in
derselben Richtung weiterbewegt, so läuft die Kolbenlip
pe 56 nach Art eines Federrastgliedes von der Mitnahme
schulter 54 ab, wobei die Kolbenlippe 56 in eine spitz
winklig kegelstumpfförmige Form überführt wird. Gleich
zeitig verdrängt der Pumpkolben 10 aus der vom Dosier
kammerkörper 38 umschlossenen Pumpenkammer 59 das in
dieser enthaltene Medium in einen Auslaßkanal 60, der
die Verbindung zwischen der Pumpenkammer 59 und der Aus
tragöffnung 20 bildet. Das Ende des Pumphubes des Pump
kolbens 10 ist durch einen über die Innenseite der Bo
den-Wand 5 vorstehenden Anschlag in Form eines zur Mit
telachse 2 koaxialen Anschlagringes 61 festgelegt, des
sen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser
des Dosierkammerkörpers 38 bzw. der Durchmesser der Kol
benlaufbahn 53 ist und dessen Stirnfläche als Gegenan
schlag eine innenliegende Anschlagschulter 62 zugeordnet
ist, die zweckmäßig durch die vorne liegende Stirnfläche
der Lippenwurzel 58 gebildet ist. Dadurch wird der Pump
kolben 10 festgesetzt, bevor die Kolbenlippe 57 an der
Boden-Wand 5 anschlägt, so daß die Kolbenlippe 57 ge
schont ist. In der letzten Phase des Pumphubes des Pump
kolbens 10 gegenüber dem Dosierkammerkörper 38 gelangt
die vordere Kolbenlippe 57 unter radialer bzw. konischer
Aufweitung in den Bereich der Mitnahmeschulter 55, bis
sie bei Erreichen der Pumphub-Endlage gemäß Fig. 5 an
dieser im wesentlichen ganzflächig anliegt. Die Kolben
lippe 57 bildet dann mit der Mitnahmeschulter 55 eben
falls eine kraftschlüssige lösbare Rastverbindung zwi
schen Pumpkolben 10 und Dosierkammerkörper 38, deren
Rastkraft jedoch kleiner als die Rastverbindung zwischen
Kolbenlippe 56 und Mitnahmeschulter 54 sein kann. Des
weiteren braucht die jeweilige Rastverbindung nicht un
mittelbar zwischen der jeweiligen Kolbenlippe und dem
Dosierkammerkörper 38 vorgesehen sein, sondern sie kann
auch ein von der jeweiligen Kolbenlippe gesondertes
Rastglied an der Kolbeneinheit aufweisen; auch ist es
denkbar, den Kraftschluß zwischen Pumpkolben 10 und Do
sierkammerkörper 38 so hoch zu wählen, daß gesonderte
Mitnahmeschultern, zumindest die vordere Mitnahmeschul
ter 55, nicht erforderlich ist und die Kolbenlaufbahn 53
somit bis zur zugehörigen Endfläche des Dosierkammerkör
pers 38 ununterbrochen durchgehen kann. Wird der Pump
kolben 10 in der Pumphub-Endlage freigegeben, so wird er
durch die Kraft der Rückstellfeder 18 in Richtung Pfeil
37 seines Rückhubes zurückbewegt, ohne daß eine geson
derte Feder für den Dosierkammerkörper erforderlich ist.
Hierbei nimmt er zuerst durch den kraftschlüssigen Ein
griff in den Dosierkammerkörper 38 diesen mit, bis der
Dosierkammerkörper 38 durch formschlüssige Anlage der
Anschlagschulter 45 an den Anschlagnocken 46 gegenüber
dem Gehäuse 3 festgehalten wird. Bei der weiteren Rück
hubbewegung des Pumpkolbens 10 löst sich dann die vor
dere Kolbenlippe 57 durch Ablaufen nach Art einer Feder
rastung von der Mitnahmeschulter 55, so daß der Pumpkol
ben 10 in seine Ausgangslage gegenüber dem Dosierkammer
körper 38 zurückkehrt, in welcher die Kolbenlippe 56
wieder die Mitnahmeschulter 54 hintergreift. Durch die
Rückhubbewegung des Dosierkammerkörpers 38 wird das Ein
laß-Ventil 47 geöffnet und beim weiteren Rückhub des
Pumpkolbens 10 ein Unterdruck in der Pumpenkammer 59
aufgebaut, so daß durch die Medien-Verbindung 52 und den
am Innenumfang vom Anschlagring 61 begrenzten ringförmi
gen Medien-Einlaß 39 Medium aus dem Speicherraum 32 in
die Pumpenkammer 59 nachgesaugt wird. Der Anschlagring
61 ragt auch bei Ausgangslage des Dosierkammerkörpers 38
in dessen vorderes Ende hinein. Auch das hintere Ende
des Dosierkammerkörpers 38 ist ringschneidenförmig aus
gebildet, wobei die eine Schneidenflanke durch die Mit
nahmeschulter 54 gebildet ist, so daß sich der Dosier
kammerkörper 38 verhältnismäßig widerstandsarm durch das
Medium bewegen kann. Durch das beschriebene Verfahren,
nach welchem die Austragvorrichtung arbeitet, ergibt
sich bei luftdichtem Verschluß des Speicherraumes 32
eine sehr genaue Dosierung. Obwohl der Pumpkolben 10,
der einen gegenüber dem Dosierkammerkörper 38 größeren
Arbeitshub aufweist, am Ende eines verhältnismäßig lan
gen, biegeelastischen Kolbenstößels 9 angeordnet ist,
ist er über den Dosierkammerkörper 38 genau geführt.
Der Abschnitt 30 des Kolbenstößels 9 ist rohrförmig aus
gebildet, derart, daß der zugehörige Abschnitt des Aus
laßkanales 16 ihn in der Mittelachse 2 durchsetzt. Be
nachbart zum Pumpkolben 10 ist der Abschnitt 30 des Kol
benstößels 9 stufenförmig erweitert, derart, daß der
Auslaßkanal 60 im Innenquerschnitt von der Pumpenkammer
59 in Auslaßrichtung mehrfach abgestuft im Querschnitt
abnimmt. Das vom Pumpkolben 10 abgekehrte Ende des Ab
schnittes 30 ist in den Abschnitt 11 des Kolbenstößels 9
eingesteckt und dadurch sowohl axial wie auch um die
Mittelachse 2 gegenüber dem Betätigungskopf 15 gesi
chert. Der Auslaßkanal 60 durchsetzt auch den rohrförmi
gen Abschnitt 11 des Kolbenstößels 9 und mündet in einen
Radialkanal 63, in welchem das Auslaßventil 22 liegt und
der achsgleich zur Austragöffnung 20 vorgesehen ist.
In Fig. 6 sind für einander entsprechende Teile die
gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2, jedoch mit dem
Index "a" verwendet. Das Auslaßventil 22 a ist bei der
Ausführungsform nach Fig. 6 weiter entfernt von der Aus
tragöffnung 20 a in der Mittelachse 2 a, und zwar inner
halb des dem Betätigungskopf 15 a zugehörigen Abschnittes
11 a des Kolbenstößels 9 a, vorgesehen. Der Ventilsitz
wird durch das zugehörige Ende des dem Pumpkolben zuge
hörigen Abschnittes 30 a des Kolbenstößels 9 a gebildet,
an welchem der durch eine Kugel gebildete Ventilkörper
des Auslaßventiles 22 a unter der Kraft einer innerhalb
des Abschnittes 11 a liegenden Ventilfeder anliegt.
Claims (18)
1. Austragvorrichtung für fließfähige Medien, insbeson
dere Pasten o.dgl., mit einer ein Gehäuse (3) auf
weisenden Schubkolbenpumpe (8), die einen an einer
Kolbenlaufbahn (53) eines Pumpenzylinders zwischen
einer Ausgangslage (Fig. 2) und einer Pumphub-End
lage verschiebbar geführten Pumpkolben (10) sowie
eine durch den Pumpenzylinder gebildete, mit einer
Austragöffnung (20) der Vorrichtung (1) verbundene
Pumpenkammer (59) aufweist, in welche ein beim Pump
hub geschlossener und in mindestens einer Rückhub
stellung des Pumpkolbens (10) geöffneter Medien-
Einlaß (39) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenlaufbahn (53) an einem die Pumpenkammer (59)
umschließenden, gegenüber dem Gehäuse (3) bewegbar
gelagerten Dosierkammerkörper (38) vorgesehen ist,
der mit dem Pumpkolben (10) zwischen zwei Endlagen
gegenüber dem Gehäuse (3) bewegbar ist und daß über
den Pumphub der zum Dosierkammerkörper (38) führende
Einlaß (39) geschlossen ist.
2. Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Einlaß (39) mit einem Einlaß-Ven
til (47) verschließbar ist, das vorzugsweise in Ab
hängigkeit von der Lage des Dosierkammerkörpers (38)
geöffnet und geschlossen ist.
3. Austragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Ventilglied, insbesondere der Ven
tilkörper (48) des Einlaß-Ventiles (47) unmittelbar
am Dosierkammerkörper (38) vorgesehen, vorzugsweise
von diesem gebildet ist.
4. Austragvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einlaß-Ventil (47), insbe
sondere um eine Mittelachse (2) des Pumpkolbens (10)
ringförmig ausgebildet ist und daß vorzugsweise der
Ventilkörper (48) am Ende des Mantels (40) des Do
sierkammerkörpers (38) vorgesehen ist.
5. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (49) des
Einlaß-Ventiles (47) eine Anschlagfläche für die
zugehörige Endstellung des Dosierkammerkörpers (38)
bildet und vorzugsweise durch eine im Querschnitt an
den Ventilkörpers (48) angepaßte Vertiefung in einer
Quer-Wand (5) des Gehäuses (3) gebildet ist.
6. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (10) in
Mitnahmerichtung (Pfeile 36, 37) kraftschlüssig in
den den Pumpenzylinder bildenden Dosierkammerkörper
(38), insbesondere ausschließlich mit mindestens
einer Kolbenlippe (56, 57), eingreift, wobei vor
zugsweise der Pumpkolben (10) und der Dosierkammer
körper (38) in mindestens einer ihrer beiden gegen
seitigen Endstellungen mit einer gegenüber dem Rei
bungsschluß zwischen Kolbenlaufbahn (53) und Pump
kolben (10) höheren Kraftschluß über eine Feder
rastung ineinander greifen.
7. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkammerkörper
(38) mindestens eine, insbesondere ringförmige Mit
nahmeschulter (54, 55) für den rastenden Eingriff
einer Kolbenlippe (56, 57) des Pumpkolbens (10) auf
weist, der vorzugsweise zwei annähernd entgegenge
setzt ausragende konische Kolbenlippen (56, 57) auf
weist, von denen eine in der Ausgangs-Endstellung
(Fig. 2) eine konische Mitnahmeschulter (54) im Be
reich des hinteren Endes (41) und/oder die andere
Dichtlippe (57) in der Pumphub-Endlage eine konische
Mitnahmeschulter (55) im Bereich des vorderen Endes
(42) des Dosierkammerkörpers (38) hintergreift.
8. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Endstellung
(Fig. 2) des Dosierkammerkörpers (38) gegenüber dem
Gehäuse (3) durch Anschlag festgelegt ist, wobei
vorzugsweise der Dosierkammerkörper (38) am Außenum
fang im Bereich seines hinteren Endes (41) eine An
schlagschulter (45) aufweist, welcher mindestens ein
an der Innenseite des Gehäuses (3) vorgesehener An
schlagnocken (46) zugeordnet ist.
9. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkammerkörper
(38) durch einen am hinteren und/oder vorderen Ende
(41, 42) mindestens auf der Weite der Kolbenlaufbahn
(53) offenen, vorzugsweise hülsenförmigen Behälter-
Mantel (40) gebildet ist.
10. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumphub-Endlage des
Pumpkolbens (10) gegenüber dem Gehäuse (3) durch
Anschlag festgelegt ist, wobei vorzugsweise an der
Quer-Wand (5) des Gehäuses (3) ein zum Pumpkolben
(10) vorstehender Anschlagring (61) vorgesehen ist,
dem eine im Bereich der Lippenwurzel (58) der Kol
benlippe (56, 57) an der Innenseite des Pumpkolbens
(10) vorgesehene Anschlagschulter (62) zugeordnet
ist.
11. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Pumpkolben
(10) ein zur Pumpenkammer (59) offener Auslaßkanal
(60) zur Austragöffnung (20) führt und daß vorzugs
weise der Auslaßkanal (60) wenigstens teilweise
durch einen einteilig mit dem Pumpkolben (10) ausge
bildeten rohrförmigen Kolbenstößel (9) führt, dessen
vom Pumpkolben (10) abgekehrtes Ende mit einem die
Austragöffnung (20) aufweisenden Betätigungskopf
(15) für die Schubkolbenpumpe (8) verbunden ist.
12. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3)
wenigstens teilweise als zum Dosierkammerkörper (38)
über den Medien-Einlaß (39) offener Medien-Speicher
(31) ausgebildet ist, in dem vorzugsweise der Do
sierkammerkörper (38) vollständig innerhalb des
Speicherraumes (32) und/oder in etwa koaxialer An
ordnung liegt.
13. Austragvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherraum (32) des Gehäuses (3)
im wesentlichen hinter dem hinteren Ende (41) des
Dosierkammerkörpers (38) vorgesehen ist und daß von
diesem Speicherraum (32) entlang des Außenumfanges
(43) des Dosierkammerkörpers (38) zu dessen im Be
reich einer Boden-Wand (5) des Gehäuses (3) vorgese
henen Medien-Einlaß (39) eine Medien-Verbindung (52)
führt, die vorzugsweise durch einen Abstand zwischen
dem Außenumfang (43) des Dosierkammerkörpers (38)
und der Innenfläche (29) des Gehäuses (3) gebildet
ist.
14. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkammerkör
per (38) unmittelbar am Gehäuse (3) gelagert, vor
zugsweise mit seinem Außenumfang (43) an Längsstegen
(44) des Gehäuses (3) geführt ist, die in die An
schlagnocken (46) übergehen.
15. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Medien-Ein
laß (39) entfernte Ende des Speicherraumes (32) von
einem mit der Verringerung des Medien-Füllvolumens
mitlaufenden Schleppkolben (23) begrenzt ist, der
vorzugsweise an der Innenfläche (29) des Gehäuses
(3) und/oder der Außenfläche des Kolbenstößels (9)
mit Dichtlippen (24, 25, 27, 28) geführt ist.
16. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstößel (9)
des Pumpkolbens (10) abgedichtet aus dem Gehäuse (3)
herausgeführt ist, das vorzugsweise an der zugehöri
gen, insbesondere durch eine abgedichtet einge
sprengte Deckelkappe (7) gebildeten Endwand (12)
eine einteilig mit dieser ausgebildete, am Außenum
fang eines an dem Betätigungskopf (15) vorgesehenen
Abschnittes (11) des Kolbensstößels (9) geführte
Ringdichtlippe (13) aufweist.
17. Austragvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, gekenn
zeichnet durch einen in den Leerraum (33) hinter dem
Schleppkolben (23) mündenden Belüftungskanal (34),
der vorzugsweise bei Ausgangslage (Fig. 2) des Pump
kolbens (10) geschlossen und durch mindestens eine
Längsnut (35) in dem am Betätigungskopf (15) vorge
sehenen Abschnitt (11) des Kolbenstößels (9) gebil
det ist, die bei Ausgangslage (Fig. 2) vollständig
außerhalb des Leerraumes (33) liegt.
18. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
17, gekennzeichnet durch ein, insbesondere nahe be
nachbart zur Austragöffnung (20) im Auslaßkanal (60)
liegendes Auslaß-Überdruckventil (22), insbesondere
ein federbelastetes Kugelventil, das in Ruhelage den
Auslaßkanal (60) dicht verschließt.
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