DE4005528A1 - Austragvorrichtung fuer medien - Google Patents
Austragvorrichtung fuer medienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für fließfä
hige und ähnliche Medien, die gasförmig, flüssig, pastös,
pulverförmig oder dgl. sein können.
Erfindungsgemäß weist die Austragvorrichtung eine über
einen Auslaßkanal an eine Austragöffnung, wie eine Düse,
angeschlossene Druckkammer sowie vorzugsweise mindestens
ein Ventil auf, das ein Einlaß- und/oder ein Auslaßventil
sein kann, so daß ein sehr zuverlässiger Betrieb gewährlei
stet ist.
Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde,
Nachteile bekannter Ausbildungen zu vermeiden und insbeson
dere einen sehr sicheren Verschluß durch das jeweilige
Ventil zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist mindestens ein Ventil in
wenigstens einer Lage, insbesondere in der Schließlage,
durch eine Hemmung nach Art einer Rastung oder dgl. festge
legt, so daß es z. B. im Falle einer Öffnungsstellung unver
rückbar oder im Falle einer Schließlage so in dieser Stel
lung gehalten werden kann, daß es nur unter Aufbringung
einer vorbestimmten Ausrückkraft und dann schlagartig die
Hemmung überwindet, um in eine weitere Lage zu gelangen.
Zweckmäßig ist die Rastung unmittelbar durch die Berührung
zwischen einem Ventilkörper und einem Ventilsitz gebildet.
Zur genauen und einfachen Bestimmung der Festhaltekraft ist
der Ventilkörper achssymmetrisch oder zentrisch symmetrisch
ausgebildet, wobei er als in sich geschlossene Baueinheit
mit Vorspannung in einen Kanalabschnitt eingesetzt sein
kann, der einen in seinem Mantel liegenden Ventilsitz
bildet.
Die Hemmung bzw. Rastung kann auch durch ein Fluid erzeugt
werden, gegen welches das Ventil bei der Überführung zwis
chen zwei Stellungen unter Druckveränderungen arbeitet, so
daß sich eine Art Fluidfederung bzw. -dämpfung ergibt.
Beispielsweise kann der Ventilkörper bei der Lageänderung
eine Druckkammer verengen, die z. B. durch einen an den
Ventilsitz anschließenden, gas- bzw. luftgefüllten Sack
lochabschnitt gebildet ist. Durch Veränderung des Verhält
nisses zwischen den beiden, den beiden Ventilstellungen
zugehörigen Volumina der Druckkammer ist die Hemmkraft
justierbar. Außerdem kann der Fluiddruck auch als Rück
stellfeder zur Rückstellung des Ventiles in mindestens eine
Lage, insbesondere die Schließlage, herangezogen werden.
Insbesondere im Falle der Ausbildung der Austragvorrichtung
als Einweg- und/oder Einmal-Austragvorrichtung derart, daß
ein gesamtes gespeichertes Medienvolumen nach einem vollen
Pumphub im wesentlichen vollständig ausgetragen ist, kann
das Ventil als Auslaßventil auch lediglich einen hermetisch
dichten Verschluß der Medien- bzw. Pumpkammer im Bereich
des Auslaßkanales bilden. Dieser Verschluß wird dann unter
dem Pumpdruck in seine Öffnungslage überführt, in welcher
er durch Klemmung, Rastung oder Anschlag gesichert wird.
Die Ventilausbildung eignet sich insofern insbesondere für
Austragvorrichtungen entsprechend der DE-OS 35 32 890, auf
die wegen weiterer Einzelheiten und Wirkungen Bezug genom
men wird.
Insbesondere wenn die Austragvorrichtung nach der Patentan
meldung P 39 09 031.0 ausgebildet ist, auf die entsprechend
Bezug genommen wird, kann es vorteilhaft sein, einen Ver
drängungs- bzw. Ventilkörper, der mechanisch mit einem
Pumpzylinder verbunden ist, durch einen gesonderten Bauteil
zu bilden, der aus einem anderen Werkstoff als der Zylinder
besteht und mit diesem z. B. über ein festsitzendes An
schlußglied verbunden ist. Dadurch kann der Zylinder z. B.
in einfacher Weise als Behälter aus Glas oder einem, ähnli
che Eigenschaften aufweisenden Werkstoff ausgebildet wer
den, der für den Ventil- bzw. Verdrängungskörper zu unela
stisch wäre. Der elastischere Verdrängungskörper bildet mit
dem härteren Glasbehälter eine in sich geschlossene Bauein
heit.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen
der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der
Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzel
nen 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:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung
im wesentlichen im Axialschnitt,
Fig. 2 die Austragvorrichtung gemäß Fig. 1 in
Draufsicht bei abgenommener Verschluß
kappe,
Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 1 in ver
größerter Darstellung und Ventil-
Offenstellung und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in einer
Darstellung entsprechend Fig. 3.
Die Austragvorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 weist
einen im wesentlichen ihre gesamte Außenbegrenzung bilden
den, einteiligen Grundkörper 2 auf, der an einem Ende ein
kappenförmiges, in Längsansicht flachovales Gehäuse 3 sowie
einen über die Außenseite von dessen Stirnwand vorstehenden
Stutzen 4 hat. Der Stutzen 4 ist durch eine mit einem Ende
an die Stirnwand des Gehäuses 3 anschließende Außenhülse 5
und eine Innenhülse 6 gebildet, die einteilig im Bereich
des freien Endes an die Außenhülse 5 anschließt, ansonsten
im wesentlichen berührungsfrei innerhalb der Außenhülse 5
liegt und über die Innenseite der Kappenstirnwand in das
Gehäuse 3 hineinragt.
An diesem Ende trägt die Innenhülse 6 eine im wesentlichen
vollständig innerhalb des Gehäuses 3 bzw. der Außenhülse 5
liegende Schubkolben-Pumpe 7, die im wesentlichen aus einem
Kolben 8 und einem napfförmig am Boden einteilig ge
schlossenen Zylinder 9 besteht, der mit dem Kolben 8 eine
nach außen hermetisch geschlossene Pumpenkammer begrenzt.
Der Kolben 8, der mit mehreren, im Querschnitt sägezahnför
migen Kolbenlippen unter Vorspannung an der Zylinderlauf
bahn anliegt und im wesentlichen unmittelbar an das zugehö
rige Ende der in den Zylinder 9 hineinragenden Innenhülse 6
anschließt, ist einteilig mit einem im wesentlichen durch
gehend zylindrischen Kolbenschaft 10 ausgebildet, der bis
zum inneren Ende einer Austragöffnung 11 reicht. Die Aus
tragöffnugn 11 ist am freien Ende des Stutzens 4 in der
Stirnwand einer Düsenkappe vorgesehen, die durch den Über
gangsbereich zwischen den beiden Hülsen 5, 6 gebildet ist
und an deren Stirnwand der Kolbenschaft 10 mit seiner vom
Kolben 8 abgekehrten Endfläche anschließt.
Von der Druckkammer führt durch den Kolben 8 und entlang
des Außenumfanges des Kolbenschaftes 10 ein Auslaßkanal 12
in eine am Ende des Kolbenschaftes 10 liegende Drallein
richtung und von dieser etwa radial nach innen unmittelbar
in die Austragöffnung 11. Im Auslaßkanal 12, und zwar
vollständig innerhalb des Kolbenschaftes 10 bzw. des Kol
bens 8 und des in Ausgangsstellung stehenden Zylinders 9
sowie der Innenhülse 6 liegend, ist ein Auslaß-Ventil 13
vorgesehen, das in Ausgangsstellung einen dichten Verschluß
bildet.
Von der der Pumpkammer zugehörigen Endfläche des Kolbens 8
führt ein als Sacklochbohrung ausgebildeter Kanal 14 bis in
den Kolbenschaft 10, der im Abstand von seinem Sacklochbo
den über einen Querkanal 16 an einen Kanalabschnitt 15
angeschlossen ist, welcher entlang des zugehörigen Ab
schnittes des Kolbenschaftes 10 zwischen dessen Außenumfang
und dem Innenumfang der Innenhülse 6 bis zur Dralleinrich
tung verläuft. Das im zylindrischen Mantel des Kanalab
schnittes 14 liegende, innere und in Axialansicht kreisrun
de Ende des Querkanales 16 bildet einen auf einer gedachten
sphärischen Fläche ringförmig liegenden Ventilsitz 18 für
einen wenigstens in seinem Bereich am Außenumfang sphärisch
gekrümmten, vorzugsweise vollständig kugelförmigen Ventil
körper 17, dessen Kugelradius geringfügig größer als der
des Ventilsitzes 18 bzw. als der Radius des Kanalabschnit
tes 14 ist. Der Ventilkörper 17 ist durch den Kanalab
schnitt 14 bis zur geringfügig vorgespannten Anlage am
Ventilsitz 18 eingepreßt, stützt sich an dem dem Ventilsitz
18 gegenüberliegenden Mantelbereich des Kanalabschnittes 14
ab und liegt dann mit einem mindestens etwa seinem Außen
durchmesser entsprechenden Abstand vom Boden der Sackloch
bohrung. Dadurch ist zwischen diesem Boden und dem Ventil
körper 17 eine Aufnahmekammer 19 für den Ventilkörper 17
gebildet, die gegenüber dem Auslaßkanal 12 bzw. dem Kanal
abschnitt 14 und dem Querkanal 16 durch den Ventilkörper 17
vollständig abgedichtet ist. Die Steuerbewegung des Ventil
körpers ist etwa gleichgerichtet zur bzw. eine Fortsetzung
der Montage-Einsetzrichtung, ohne daß ein gesonderter
Sicherungsteil gegen Herausfallen oder eine Ventilfeder
erforderlich wäre.
Sobald durch manuelles Verschieben des Pumpenzylinders 9
gegenüber dem Pumpkolben 8 in der Pumpkammer und dem Kanal
abschnitt 14 ein ausreichend hoher Druck erzeugt ist, wird
die durch die beschriebene Ausbildung gebildete, federnde
Lage-Rastung 20 des Ventilkörpers 17 überwunden, der dann
nach Art eines Ventilkolbens abrollend und/oder verschie
bend aus dem Ventilsitz 18 heraus und gemäß Fig. 3 in die
Aufnahmekammer 19 hineingedrückt wird. Das Volumen der
Aufnahmekammer 19 kann so groß gewählt sein, daß ihre
Gasfüllung der Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 17 keinen
nennenswerten Widerstand entgegensetzt oder die Aufnahme
kammer 19 kann zu diesem Zweck mit einer geeigneten Entlüf
tung versehen sein. Im wesentlichen alle genannten Bauteile
liegen zweckmäßig in einer gemeinsamen Mittelachse 21.
Die Außenweite der Innenhülse 6 entspricht wenigstens im
Bereich des Zylinders 9 des Innenweite, so daß der Zylinder
9 im wesentlichen spiel- bzw. kippfrei auf der Innenhülse 6
geführt ist. Außerdem ist dadurch der Außenumfang der
Innenhülse 6 im Bereich des Ventiles 13 mittelbar über den
in diesem Bereich hülsenförmigen Kolbenschaft 10 radial an
der Zylinderwandung abgestützt. Der Kolbenschaft besteht
wenigstens im Bereich des Ventilkörpers 17 bzw. des Ventil
sitzes 18 aus druckelastisch federndem Werkstoff, während
die Innenhülse 6 aus demgegenüber wesentlich härterem
Werkstoff besteht. Der Ventilkörper kann formhart oder
druckelastisch sein.
Die Stirnwand des Gehäuses 3 bildet beiderseits des
Stutzens 4 eine Betätigungs-Handhabe 22 in Form von Fin
ger-Druckflächen. In den flacheren Wandungen des Gehäuse
mantels sind zwei einander gegenüberliegende, annähernd
gleiche und miteinander fluchtende Ausschnitte 23 für den
gleichzeitigen Eingriff eines Daumens vorgesehen, die vom
auf voller Weite offenen Ende des Gehäusemantels 3 ausgehen
und durch die eine als Finger-Druckfläche am Zylinder 9
vorgesehene Handhabe 24 zugänglich ist, die durch den Boden
des Zylinders 9 gebildet ist. Bei der Betätigung wird der
nur durch Aufstecken auf den Kolben 8 und die Innenhülse 6
befestigte und ansonsten berührungsfrei innerhalb des
Grundkörpers 2 liegende Zylinder 9 in die Außenhülse 5
hineingeschoben.
Der Stutzen 4 kann im wesentlichen vollständig in einer
abziehbaren Kappe 25 liegen, die annähernd bis zur Stirn
wand des Gehäuses 3 reicht und mit dem zugehörigen Ende
abgedichtet am Außenumfang der Außenhülse 5 anliegt. Eine
weitere Abdichtung ist vorteilhaft näher bei bzw. im Be
reich der Düsenkappe vorgesehen und durch eine von der
Innenseite der Kappenstirnwand frei vorstehende Innenmuffe
26 gebildet, die mit einem Ringwulst unter Vorspannung an
der Außenfläche des Stutzens 4 anliegt. Dadurch liegt die
Austragöffnung 11 in einer verhältnismäßig kleinen, geson
derten Kappenkammer, und außerdem ist das äußere Ende der
ansonsten berührungsfreien Kappe 25 genau gegenüber dem
zugehörigen Ende des Stutzens 4 zentriert.
In Fig. 4 sind für einander entsprechende Teile die glei
chen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3, jedoch mit
dem Index "a" verwendet, weshalb die Beschreibung sinngemäß
für diese Ausführungsform gilt. In dem Kanalabschnitt 14a
ist bereits ab der Ausgangsstellung ein am Ende eines
Schaftes 27 liegender, nach Art einer Napfhülse bzw. Ring
lippe elastisch radial verengbarer Ventilkörper 17a ge
führt, der mit dem Schaft 27 einen Verdrängungskörper
bildet, welcher am Ende des Pumphubes den Kanalabschnitt
14a bis auf einen schmalen Ringspalt annähernd vollständig
ausfüllt.
Der Schaft 27 ist an seinem vom Ventilkörper 17a abgekehr
ten Ende einteilig mit einem erweiterten Bund 28 ausgebil
det, welcher zweckmäßig mit Pressung vom offenen Ende her
in den Zylinder 9a eingesetzt ist und annähernd ganzflächig
an dessen Boden anliegt. Dadurch bildet der Bund 28 die dem
Kolben 8a gegenüberliegende, ringförmige Bodenbegrenzung
der Pumpkammer. Der den Verdrängungskörper aufweisende
Bauteil 30 kann beliebig in den Zylinder 9a eingesetzt
werden oder nicht, so daß ein und derselbe Zylinder wahl
weise unterschiedlich ausgerüstet werden kann. Der Ventil
körper 17a bildet an seiner Endfläche eine Vertiefung bzw.
einen in Bewegungsrichtung konisch erweiterten Hülseninnen
raum, in welchen am Ende des Pumphubes ein daran angepaßter
Verdrängungsansatz 31 eintaucht, der vom Sacklochboden des
Kanalabschnittes 14a gegen den Ventilkörper 17a vorsteht.
Benachbart zum Mantel des Verdrängungsansatzes 31 bzw.
unmittelbar anschließend an den Sacklochboden ist der
Querkanal 16a vorgesehen, so daß das aus dem Ventilkörper
17a verdrängte Medium am Ende des Pumphubes in einem
letzten Volumenstoß unmittelbar in den Querkanal 16a ge
drückt wird. Die Bodenbegrenzung 29 ist an die sphärisch
aushöhlte zugehörige Stirnfläche des Pumpkolbens 8a sowie
an den kegelstumpfförmigen Mantel von dessen vorderster
Kolbenlippe angepaßt, so daß auch hier eine vollständige
Entleerung erfolgt.
Claims (13)
1. Austragvorrichtung für Medien mit einer über einen
Auslaßkanal (12) an eine Austragöffnung (11) ange
schlossenen Druckkammer und mit mindestens einem
Ventil (13) für das Medium, wobei das Ventil zwischen
einer Schließlage und einer Öffnungslage überführbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in wenig
stens einer Ventilstellung durch Rastung (20) gehalten
ist.
2. Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventil (13) in der Schließlage durch
Rastung (20) gehalten ist und vorzugsweise einen
zwischen der Schließlage und einer Öffnungslage beweg
baren Ventilkörper (17) aufweist, der durch die
Rastung (20) gehalten ist.
3. Austragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein, insbesondere im wesentlichen
kugelförmiger, Ventilkörper (17) in einem Kanalab
schnitt (14) verschiebbar gelagert ist und daß vor
zugsweise in der Kanalwandung mindestens eine Rastöff
nung für den Ventilkörper (17) vorgesehen ist.
4. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastung
(20) durch einen Ventilsitz (18) für einen Ventilkör
per (17), insbesondere durch das radial innere Ende
eines Querkanales (16) gebildet ist, der vorzugsweise
eine den Ventilkörper (17) aufnehmende Führung (14)
mit einem seitlich gegenüber dieser versetzten Kanal
abschnitt (15) verbindet.
5. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastung
(20) als Federrastung ausgebildet ist, wobei vorzugs
weise der Ventilkörper (17) und/oder eine einen Rast
sitz bildende Wandung in sich druckelastisch verform
bar ist.
6. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkör
per (17) in Abhängigkeit vom Mediendruck aus der
Schließlage verschiebbar und vorzugsweise als Kolben
körper in einem Kanalabschnitt (14) für das Medium
angeordnet ist, der insbesondere als Sacklochbohrung
ausgebildet ist.
7. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkraft
zur Stellungsänderung des Ventiles (13), insbesondere
durch Wahl der Größe einer Druckkammer (19), justier
bar ist, in welche der Ventilkörper (17) bei Stel
lungsänderungen nach Art eines Kolbens hineinbewegt
wird.
8. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13)
als Auslaßventil ausgebildet und insbesondere der
Ventilkörper (17) in einem Kolbenschaft (10) einer
Schubkolben-Pumpe (7) angeordnet ist, wobei der Kol
benschaft (10) vorzugsweise bis zum vorderen Ende von
dem den Ventilkörper (17) aufnehmenden und zur Pumpen
kammer offenen Kanalabschnitt (14) durchsetzt ist.
9. Austragvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolbenschaft (10) im Bereich des
Ventiles (13) von einem Hals (6) umgeben ist, der
vorzugsweise den Querkanal (16) am äußeren Ende
und/oder den an diesen angeschlossenen, seitlich
versetzten Kanalabschnitt (15) mit seinem Innenumfang
begrenzt und insbesondere im Zylinder (9) der Pumpe
(7) geführt ist.
10. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein
in einen Kanalabschnitt (14a) des Auslaßkanales (12a)
verschiebbar eingreifender Ventil- bzw. Verdrängungs
körper (17a) durch einen von der Druckkammer (9a)
gesonderten Bauteil (30) gebildet ist, der im wesent
lichen festsitzend in die Druckkammer (9a) eingesetzt
ist.
11. Austragvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bauteil (30) einen erweiterten, eine
Bodenbegrenzung (29) der Druckkammer (9a) bildenden
Bund (28) aufweist, von dem der stabförmig ausgebilde
te Ventil- bzw. Verdrängungskörper (17a) frei absteht.
12. Austragvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bauteil (30) an eine ge
schlossene Bodenwandung eines die Druckkammer bilden
den Zylinderkörpers (9a) angesetzt ist und daß vor
zugsweise eine Ringfläche des Bundes (28) an eine
vordere Stirnfläche eines den Ventil- bzw. Verdrän
gungskörper (17a) verschiebbar aufnehmenden Pumpkol
bens (8a) angepaßt ist.
13. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil- bzw. Verdrän
gungskörper (17a) durch eine Vertiefung in seiner
Stirnfläche im wesentlichen ringförmig ausgebildet und
an diese Vertiefung ein am Ende des Kanalabschnittes
(14a) liegender Verdrängungsansatz (31) angepaßt ist,
der in Pumphub-Endstellung die Vertiefung im wesentli
chen vollständig ausfüllt.
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