DE4005528A1 - Austragvorrichtung fuer medien - Google Patents

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.