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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Pumpe mit Vorkompression zum Abgeben von dosierten Mengen eines
fluidförmigen
Produktes und insbesondere eine Pumpe mit Vorkompression, bei der
die Abgabe des Produktes unabhängig
von der Betätigungskraft
erfolgt, die vom Verwender auf die Pumpe ausgeübt wird.
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Die Dokumente WO 87/04373 und EP-0
265 270 beschreiben Pumpen dieser Art. Bei der Betätigung der
Pumpe wird eine Feder unter der Wirkung des im Inneren der Pumpenkammer
erzeugten Drucks zusammengepresst, wobei diese Feder am Ende der
Betätigung
nach dem Öffnen
eines Ausgangsventils derart freigegeben wird, dass die in der Pumpenkammer
enthaltene Dosis des Produktes durch die Feder unabhängig von
der Betätigungskraft des
Verwenders ausgestoßen
wird.
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Um eine zuverlässige Arbeitsweise dieser Art
von Vorrichtung sicherzustellen, muss das Ausgangsventil der Pumpenkammer
einen vollständig dichten
Verschluss der Pumpenkammer während des
gesamten Betätigungshubs
der Pumpe sicherstellen und darf sich erst am Ende der Betätigung der Pumpe öffnen, um
den Ausstoß des
Produktes zu ermöglichen.
Bei den oben erwähnten
Druckschriften zum Stand der Technik ist das Ausgangsventil in Form
einer elastisch verformbaren Buchse ausgebildet, die zwischen dem
Pumpenkörper
und der beweglichen Betätigungsstange
der Pumpe angeordnet ist. Dieses Ventil muss ausreichend steif sein,
um sich während
der Betätigung
der Pumpe unter der Wirkung des in der Pumpenkammer erzeugten Drucks
nicht zu verformen. Seine Öffnung
durch elastische Verformung wird am Ende der Betätigung mit Hilfe einer Schulter
bewirkt, die im Pumpenkörper ausgebildet
ist. Diese Art von Ausgangsventil weist den Nachteil auf, dass es
gleichzeitig ausreichend steif sein muss, um sich nicht vor dem
Ende des Bewegungshubs der Pumpe zu verformen, und ausreichend verformbar
um sich am Ende der Betätigung ohne übermäßige Anstrengung
unter der Wirkung eines mechanischen Nockens zu verformen. Es ist schwierig,
ein zufriedenstellendes Gleichgewicht zwischen diesen beiden einander
widersprechenden Anforderungen zu finden und die zuverlässige Arbeitsweise
der Pumpe kann durch dieses Ausgangsventil verändert werden. Insbesondere
können
geringste Unterschiede hinsichtlich der Abmessungen oder der Steifigkeit,
die auf Herstellungstoleranzen des Ausgangsventils beruhen, eine
derartige Fehlfunktion bewirken.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Pumpe mit Vorkompression zu schaffen und insbesondere
eine Pumpe mit Vorkompression, bei der die Abgabe des Produktes
unabhängig
von der Betätigungskraft
des Verwenders erfolgt, die nicht die oben erwähnten Nachteile besitzt.
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Die vorliegende Erfindung hat auch
zum Ziel, eine derartige Pumpe mit Vorkompression zu schaffen, die
auf einfache und leichte Weise herzustellen und zusammenzubauen
und bei ihrer Verwendung zuverlässig
ist.
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Die vorliegende Erfindung hat auch
zum Ziel, eine derartige Pumpe mit Vorkompression zu schalten, die
bei jeder Betätigung
eine vollständige
und reproduzierbare Abgabe des Inhaltes der Pumpenkammer unabhängig von
der Betätigungskraft
des Verwenders sicherstellt.
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Die vorliegende Erfindung hat somit
zum Gegenstand, dosierte Mengen des fluidförmigen Produktes abzugeben,
wobei die betreffende Pumpe einen Kolben umfasst, der mit einer
Betätigungsstange fest
verbunden ist und in einem Pumpenkörper gleitet, der eine Pumpenkammer
aufweist, die zwischen einem Eingangsventil und einem Ausgangsventil
vorgesehen ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betätigung das
Ausgangsventil durch den Druck des in der Pumpenkammer enthaltenen
Produktes in seine Schließstellung
vorgespannt wird und dass am Ende der Betätigung der Pumpe ein Hebelelement
das Ausgangsventil in seine Öffnungsposition
verschiebt, um den Ausstoß des
in der Pumpenkammer enthaltenen Produktes zu ermöglichen.
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Somit muss anders als bei den aus
dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen das Ausgangsventil
der Pumpe der vorliegenden Erfindung nicht dem Druck des Produktes
während
des gesamten Betätigungshubes
der Pumpe widerstehen, sondern wird im Gegenteil durch das in der
Pumpenkammer enthaltene Produkt zu seiner Verschlussstellung hin
vorgespannt. Es besteht somit keinerlei Gefahr einer vorzeitigen Öffnung des
Ausgangsventils. Andererseits muss das Ausgangsventil aufgrund der Tatsache,
dass es durch den Druck des in der Pumpenkammer enthaltenen Produktes
zu seiner Verschlussstellung hin vorgespannt wird, nicht mit einer vorbestimmten
Steifigkeit ausgeführt
werden und sein Öffnen
am Schluss des Betätigungshubes
durch ein Hebelelement wird auf einfache Weise erzielt, ohne dass
ein dem Material des Ausgangsventils inhärenter Verformungswiderstand überwunden
werden muss, wie dies bei den Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik der
Fall ist.
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Vorteilhafterweise gleitet das Hebelelement mit
dem Kolben und dem Ausgangsventil bis zu einem Nockenorgan, das
mit dem Pumpenkörper
fest verbunden ist und am Ende der Betätigung der Pumpe das Hebelelement
verformt und/oder verschiebt, um das Ausgangsventil zu öffnen.
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Vorteilhafterweise wird das Nockenorgan von
einer Schulter des Pumpenkörpers
gebildet.
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Gemäß einer ersten, vorteilhaften
Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung ist das Hebelelement mit dem Ausgangsventil
einstückig
ausgebildet.
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Gemäß einer zweiten vorteilhaften
Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung ist bei der Pumpe das Hebelelement getrennt
vom Ausgangsventil ausgebildet.
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Vorzugsweise ist in der Ruhelage
der Pumpe das Eingangsventil in seine Öffnungsstellung durch eine
Feder vorgespannt, und bei einer Betätigung der Pumpe wird das Eingangsventil
zu seiner Schließstellung
hin vorgespannt und verschiebt sich unter der Wirkung des Drucks
des in der Pumpenkammer enthaltenen Produktes, wobei es die Feder
zusammendrückt;
dabei wird diese Feder beim Öffnen
des Ausgangsventils am Ende der Betätigung der Pumpe schlagartig
freigegeben und holt auf diese Weise das Eingangsventil in seine
Ruhelage zurück,
so dass das in der Pumpenkammer enthaltene Produkt unabhängig von
der vom Verwender auf die Pumpe ausgeübten Betätigungskraft ausgestoßen wird.
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Vorteilhafterweise bewegt die Feder
des Eingangsventils neben dem Ausstoßen des Produktes auch den
Kolben in seine Ruhelage zurück.
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Vorteilhafterweise ist das Eingangsventil
in Form eines hohlen Zylinders ausgebildet, der auf einer Seite
durch eine Bodenwand verschlossen ist, wobei der Rand des offenen
Endes des hohlen Zylinders ab dem Beginn der Betätigung der Pumpe mit einem
Zylinder des Pumpenkörpers
zusammenwirkt, um das Eingangsventil zu schließen, wobei sich die Feder einerseits
auf der Bodenwand des Eingangsventils und andererseits an einem
Teil des Pumpenkörpers
abstützt.
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Die vorliegende Erfindung hat auch
eine Abgabevorrichtung für
ein fluidförmiges
Produkt zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie
eine derartige Pumpe mit Vorkompression umfasst.
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Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich noch genauer aus der folgenden detaillierten Beschreibung
von drei vorteilhaften Ausführungsformen
der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung als nicht
einschränkend
zu verstehende Beispiele erläutert
werden. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer Pumpe gemäß einer ersten vorteilhaften
Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung in der Ruhelage,
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2 eine
der 1 ähnliche
Figur, die die Pumpe in einer Stellung während der Betätigung der Pumpe
wiedergibt,
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3 eine
den 1 und 2 ähnliche
Darstellung, die die Pumpe in der Position am Ende ihrer Betätigung wiedergibt,
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4 eine
schematische Schnittansicht einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung in der Ruhelage, und
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5 eine
schematische Schnittansicht einer dritten vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Ruhelage.
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Die vorliegende Erfindung wird nun
unter Bezugnahme auf drei Ausführungsformen
einer Pumpe mit Vorkompression erläutert, bei denen der Ausstoß des in
der Pumpenkammer enthaltenen Produktes unabhängig von der durch den Verwender
auf die Pumpe ausgeübten
Betätigungskraft
erfolgt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende
Erfindung auf alle Arten von Pumpen mit Vorkompression angewendet
werden kann, und nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Gemäß der Zeichnung umfasst eine
Pumpe mit Vorkompression einen Pumpenkörper 3, in dem ein
Kolben 1 gleitet, der mit einer Betätigungsstange 2 verbunden
ist, auf welche der Verwender drückt, um
die Pumpe zu betätigen.
Der Kolben 1 gleitet in einer Pumpenkammer 10,
die im Pumpenkörper 3 zwischen
einem Eingangsventil 11 und einem Ausgangsventil 12 eingeschlossen
ist.
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Gemäß der Erfindung ist das Ausgangsventil 12 derartig
ausgebildet, dass es bei der Betätigung der
Pumpe durch den Druck des in der Pumpenkammer 10 enthaltenen
Produktes zu seiner Verschlussstellung hin vorgespannt wird. Erst
am Ende der Betätigung
der Pumpe wird das Ausgangsventil 12 zu seiner Öffnungsstellung
hin verschoben, um den Ausstoß des
in der Pumpenkammer 10 enthaltenen Produktes zu ermöglichen.
Dieses Öffnen
wird gemäß der Erfindung
mit Hilfe eines Hebelelementes 30 realisiert, das vorzugsweise
zwischen der Betätigungsstange 2 und
dem Ausgangsventil 12 angeordnet ist. Vorteilhafterweise
ist, wie in der Zeichnung gezeigt, das Hebelelement 30 zwischen
dem Ausgangsventil 12 und der Betätigungsstange 2 angeordnet,
wobei die von der Betätigungsstange 2,
dem Ausgangsventil 12 und dem Hebelelement 30 gebildete
Baugruppe bei der Betätigung
der Pumpe zusammen mit dem Kolben 1 im Pumpenkörper 3 gleitet.
Vorteilhafterweise umfasst der Pumpenkörper 3 ein Nockenorgan 4,
das am Ende der Betätigung
der Pumpe so, wie in 3 dargestellt,
das Hebelelement 30 verformt und/oder verschiebt, um das
Ausgangsventil 12 zu öffnen.
Insbesondere kann dieses Nockenorgan in Form einer Schulter des
Pumpenkörpers
realisiert sein.
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Die vorliegende Erfindung kann insbesondere
bei Pumpen mit Vorkompression zum Einsatz kommen, bei denen der
Ausstoß des
in der Pumpenkammer 10 enthaltenen Produktes unabhängig von der
Betätigungskraft
ausgeführt
wird, die vom Verwender ausgeübt
wird. Zu diesem Zweck kann das Eingangsventil 11 mit einer
Feder 20 zusammenwirken, die während der Betätigung der
Pumpe durch die Verschiebung des Eingangsventils 11 unter
der Wirkung des in der Pumpenkammer 10 erzeugten Drucks
zusammengedrückt
wird. Am Ende des Betätigungshubes
der Pumpe wird dann, wenn das Ausgangsventil 12 durch das
Hebelelement 30 geöffnet wird,
die zusammengedrückte
Feder 20 schlagartig derart freigegeben, dass das in der
Pumpenkammer 10 enthaltene Produkt vermittels dieser Feder
ausgestoßen
wird. Vorzugsweise wirkt, wie in der Zeichnung dargestellt, die
Feder 20 des Eingangsventils 11 auch als Rückholfeder
der Pumpe, indem sie nach dem Ausstoßen des Produktes den Kolben 1 in
seine Ruhelage zurückbewegt.
Vorteilhafterweise kann das Eingangsventil 11 in Form eines
hohlen Zylinders 10 ausgebildet werden, der auf einer Seite
durch eine Bodenwand 111 verschlossen ist, wobei der Rand 113 des
offenen Endes des hohlen Zylinders 10 ab dem Beginn der
Betätigung
der Pumpe mit einem Zylinder 7 des Pumpenkörpers 3 zusammenwirkt,
um das Eingangsventil 11 zu schließen. Die Feder 20 stützt sich
vorteilhafterweise einerseits auf der Bodenwand 111 des
Eingangsventils 11 und andererseits auf einem Teil 9 des
Pum penkörpers 3 ab.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf diese vorteilhafte
Ausführungsform
des Eingangsventils beschränkt
ist.
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Die Arbeitsweise der Pumpe ist somit
die folgende: In der Ruhelage der Pumpe, die in 1 dargestellt ist, ist das Eingangsventil 11 zu
seiner Öffnungsstellung
hin durch die Feder 20 vorgespannt. Bei der Betätigung der
Pumpe wird das Eingangsventil 11 durch den Druck des in
der Pumpenkammer 10 enthaltenen Produktes zu seiner Schließstellung hin
vorgespannt und verschiebt sich, wobei es die Feder 20 unter
der Wirkung dieses vom Produkt ausgeübten Drucks zusammendrückt. Gleichzeitig
wird das Ausgangsventil 12 zu seiner Schließstellung ebenfalls
durch den Druck des in der Pumpenkammer 10 enthaltenen
Produktes hin vorgespannt, wie in 2 dargestellt.
Am Ende der Betätigung
der Pumpe (3) wird das
Ausgangsventil 12 durch das Hebelelement 30 geöffnet, das
mit einer Schulter 4 des Pumpenkörpers zusammenwirkt, was schlagartig
die Feder 20 freigibt, wobei letztere somit das Eingangsventil 11 in
seine Ausgangsposition zurückholt
und dabei das in der Pumpenkammer 10 enthaltene Produkt
unabhängig
von der Betätigungskraft ausstößt, die
vom Verwender auf die Pumpe ausgeübt wird. Die Zuverlässigkeit
der Pumpe gemäß der Erfindung
wird durch die Tatsache verbessert, dass das Ausgangsventil 12 keine
Gefahr läuft,
sich vor dem Ende des Betätigungshubes
der Pumpe zu öffnen.
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In den 1 bis 3 ist eine erste vorteilhafte Realisierungsvariante
des Ausgangsventils 12 dargestellt. Bei dieser ersten Ausführungsvariante
sind das Ausgangsventil 12 und das Hebelelement 30 voneinander
getrennt ausgebildet. Das Ausgangsventil 12 ist am unteren
Ende der Betätigungsstange 2 im
Inneren der Pumpenkammer 10 angeordnet und das Hebelelement 30 ist
vorteilhafterweise zwischen der Betätigungsstange 2 und
dem Ausgangsventil 12 positioniert. Letzteres kann vorteilhafterweise
eine radiale Wand 121 umfassen, die das Hebelelement 30 zwischen
dem unteren Ende der Betätigungsstange 2 und
dem Ventil 12 hält.
Somit bewirkt, wie in 3 gezeigt,
die Betätigungsstange 2,
die sich weiterhin an dem Hebelelement 30 abstützt, dann,
wenn das Hebelelement 30 in Höhe der Schulter 4 des Pumpenkörpers ankommt,
dass das Hebelelement derart kippt, dass es mit der besagten Wand 121 des Ausgangsventils 12 zusammenwirkt,
um dieses bezüglich
der Betätigungsstange 2 axial
zu verschieben und somit das Ausgangsventil zu öffnen und den Durchgang für das in
der Pumpenkammer 10 enthaltene Produkt freizugeben. Dieser
sehr einfache Aufbau des Ausgangsventils 12 und des Hebelelementes 30 stellt
keinerlei Anforderungen hinsichtlich einer hohen Präzision der
Abmessungen dieser Elemente, da das Zusammenwirken zwischen der
Betätigungsstange 2,
dem Hebelelement 30 und dem Ausgangsventil 12 auf
mechanischem Wege am Ende des Betätigungshubes der Pumpe realisiert
wird.
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In 4 ist
eine zweite, vorteilhafte Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der das Ausgangsventil 12 und
das Hebelelement 30 einstückig ausgebildet sind. In diesem
Fall wird der Hebelteil 30 des Ausgangsventils 12 von
einer radialen Wand gebildet, die mit ihrem radial äußeren Ende
mit der Schulter 4 des Pumpenkörpers zusammenwirkt und mit
einem Anschlagsorgan 31 versehen ist, das mit dem unteren
Ende der Betätigungsstange 2 zusammenwirkt.
Der Hebelelementteil 30 ist mit dem zentralen Körper des
Ausgangsventils 12 in verformbarer Weise so verbunden,
dass dann, wenn das Ausgangsventil 12 an der Schulter 4 des
Pumpenkörpers
ankommt, das radial äußere Ende
des besagten Hebelteils 30 an der Schulter 4 anstößt, während das
obere Ende des Anschlagsorgans 31 mit der Betätigungsstange 2 zusammenwirkt.
Somit wird am Ende des Betätigungshubs
der Pumpe der zentrale Teil des Ausgangsventils 12 axial
bezüglich der
Betätigungsstange 2 verschoben,
um einen Durchgang zu öffnen,
der das Ausstoßen
des in der Pumpenkammer enthaltenen Produktes ermöglicht. Die
Herstellung und der Zusammenbau sind bei dieser zweiten Realisierungsvariante
ebenfalls sehr einfach und die Zuverlässigkeit des Arbeitens der
Pumpe ist ebenfalls sichergestellt.
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In 5 ist
eine andere Realisierungsvariante dargestellt, bei der das Eingangsventil 11 eine
Kugel 211 umfasst. Diese Kugel 211 ist während der
Betätigung
der Pumpe in ihre Schließstellung
vorgespannt und hebt sich von ihrem Ventilsitz ab, um das Füllen der
Dosierkammer 10 zu ermöglichen,
wenn die Pumpe in ihre Ruhelage zurückkehrt. Bei dieser Variante
erfolgt das Füllen
der Pumpenkammer in fortschreitender Weise während der Rückkehr des Kolbens zu seiner
Ruhelage. 5 zeigt somit,
dass sich das Ausgangsventil 12 in beliebiger Weise in
der Betätigungsstange
erstrecken kann.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die
Erfindung nicht auf die drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
des Ausgangsventils beschränkt
ist; vielmehr ist der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert.