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Eine
manuell betriebene Pumpe zur Abgabe von Flüssigkeiten unter Druck, welche
insbesondere zur Verwendung bei durchsichtigen Behältern geeignet
ist, bei welchen der Pumpenkörper
so wenig wie möglich
sichtbar sein darf, und welche die Merkmale des Oberbegriffs des
Anspruch 1 umfasst, ist aus der
US
5655688 bekannt.
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Sehr
viele Typen von manuell betriebenen Pumpen sind bekannt, um unter
Druck stehende Flüssigkeiten
abzugeben, welche über
ein unidirektionales Ansaugventil angesaugt werden und über ein Abgabeventil
ausgestoßen
werden, welches geschlossen wird, wenn sie sich in einer Ruheposition befindet
und welches durch die Flüssigkeit
geöffnet wird,
welche unter Druck in das Innere der Pumpe geführt wird, wenn ihr Schaft manuell
betrieben oder abgesenkt wird.
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Bei
den meisten Pumpen ist das Ansaugventil in einem länglichen
röhrenförmigen Ansatz
angeordnet, welcher sich außerhalb
des Hauptpumpenkörpers
erstreckt, wobei auf diesem Ansatz ein Ende eines Rohres montiert
ist, durch welches die Pumpe die Flüssigkeit, welche in dem Behälter enthalten
ist, auf welchem die Pumpe montiert ist, ansaugt. Diese Pumpen haben
die Eigenschaft einer im Vergleich mit den Querabmessungen der Pumpe
beachtlichen Länge.
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Die
US-A-5503306 und
die
US-A-5505343 beschreiben
Pumpen, bei welchen das Ansaugventil aus einer bewegbaren Kugel
ausgebildet ist, welche an dem freien Ende eines röhrenförmigen Ansatzes untergebracht
ist, welcher sich bei einem Loch, welches in der Basiswand der Pumpe
vorhanden ist, ins Innere des Pumpenhauptkörpers erstreckt, wobei die Kugel
in der Lage ist, gegen eine Aufnahme, welche an dem freien Ende
dieses Ansatzes vorhanden ist, innerhalb des Inneren des Pumpenkörpers abzudichten.
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Die
Pumpen, welche sowohl in der
US-A-5503306 als
auch in der
US-A-5505343 beschrieben
sind, sind in solch einer Weise ausgebildet, dass sie (wenn sie
betrieben werden) praktisch die gesamte Flüssigkeit, welche in der Pumpe
enthalten ist, ausstoßen.
Zu diesem Zweck muss, wie es deutlich aus den Zeichnungen der zwei
Patente ersichtlich wird, der Pumpenkörper eine sehr längliche
Form aufweisen, wobei der Kolben, welcher das Teil des Betriebsschafts
jeder Pumpe ausbildet, sehr lang ist (verglichen mit den allgemeinen
Abmessungen der Pumpe) und dicht schließend entlang einer zylindrischen
Oberfläche
(des stationären
Pumpenkörpers) gleitet,
welche auch sehr lang ist, wie es auch der röhrenförmige Ansatz ist, gegen dessen
Ende die Kugel abdichtet, um das unidirektionale Ventil auszubilden,
um die Flüssigkeit
in die Pumpe zu saugen. Das Ergebnis ist, dass die Pumpen, welche
in den zwei angegebenen US-Patenten beschrieben sind, eine viel
größere Längsabmessung
im Vergleich zur Querabmessung aufweisen.
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All
die vorab genannten Pumpen können
einfach auf den meisten Behältern
für abzugebende Flüssigkeiten
eingesetzt werden, aber können
nicht auf sehr kurzen Behältern
montiert werden. Darüber hinaus
sind die Pumpen von dem Benutzer deutlich sichtbar, wenn sie auf
Behältern
montiert sind, welche aus einem durchsichtigen Material hergestellt sind,
wobei dieses für
bestimmte Anwendungen nicht akzeptabel ist, bei welchen das äußere Erscheinungsbild
der Behälter
sehr wichtig ist (zum Beispiel in dem Bereich von Qualitätsparfümen), dies
führt soweit,
dass das ausbildende Material des Behälters sehr oft undurchsichtig
oder gefärbt
oder mit Kennzeichen überdeckt
usw. hergestellt wird, um den Pumpenkörper, welcher auf ihm montiert
ist, zu verbergen.
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Viele
Typen eines Abgabeventils sind auch bekannt, welche ermöglichen,
dass die Flüssigkeit, welche
in der Pumpe enthalten ist, durch den Pumpenschaft verläuft, wenn
der Druck dieser Flüssigkeit am
Beginn bzw. am Ende einer Flüssigkeitsabgabe einen
vorbestimmten Wert erreicht und übersteigt (dies
soll verhindern, dass die Flüssigkeit
von dem Abgabeloch in dem Betriebskopf der Pumpe tropft).
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Bei
den Pumpen, welche sowohl in der
US-A-5503306 als auch in der
US-A-5505343 beschrieben sind, sind
die Abgabeventile aus einem sehr langen zylindrischen Stab ausgebildet,
welcher in der Bohrung des Schafts der entsprechenden Pumpe untergebracht
und darin bewegbar ist, wobei in dieser Bohrung Vertiefungen oder
Aussparungen in der Längsrichtung
vorhanden sind, welche dünne Längskanäle mit den
gegenüberliegenden
Oberflächen
der zylindrischen Stäbe
definieren. Aufgrund ihres sehr kleinen Querschnitts und ihrer relativ
großen Länge verursachen
die Längskanäle große Druckabfälle, welche
den Strom der Flüssigkeit
in ihnen unterbrechen, so dass der Druck, mit welchem sie die Bohrung
des Pumpenschafts verlässt,
verringert wird, wobei folglich sowohl am Beginn als auch am Ende
einer Abgabe die Flüssigkeit
von dem Abgabeloch in dem Betriebskopf der Pumpe tropft.
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Darüber hinaus
ist bei den Pumpen, welche in den zwei US-Patenten beschrieben sind,
dass Abgabeventil nur durch einen Abschnitt seines ausgebildeten
zylindrischen Stabs abgedichtet, welcher einfach durch eine Feder
gegen eine lagernde Oberfläche
gedrängt
wird, welche in einer entsprechenden Auflage jedes Schafts vorhanden
ist. Das Ergebnis ist, dass die Abdichtung sowohl sehr unsicher
ist als auch dass die Flüssigkeit
auch beginnt, allmählich durch
das Ventil zu verlaufen, sobald es sich beginnt zu öffnen, wobei
dieser Durchgang am Beginn und am Ende der Abgabe sehr klein ist,
wobei folglich ein weiterer Druckverlust und ein Tropfen der Flüssigkeit von
dem Loch in dem Betriebskopf auftritt.
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Die
EP-A-0289856 und
die
US-A-5192006 beschreiben
Pumpen, deren Abgabeventile aus einem Stab bestehen, welcher innerhalb
der Bohrung des entsprechenden Pumpenschafts aufgenommen und darin
bewegbar ist, wobei diese Bohrung einen kurzen zylindrischen Abschnitt
aufweist, von welchem sich Längsrippen
oder Längsvertiefungen
erstrecken. Eine Dichtungslippe ragt von dem Stab hervor, um abdichtend
entlang einem zylindrischen Abschnitt der Schaftbohrung zu gleiten
und nur einen Flüssigkeitsdurchgang
zu öffnen,
wenn sich die Lippe über
die Rippen oder Vertiefungen bewegt hat, damit die Flüssigkeit
beginnen kann, mit einem Druck auszuströmen, welcher größer als
derjenige ist, der erforderlich ist, um eine Anfangsbewegung des
Stabes zu verursachen. Jedoch sogar in diesem Fall tritt das öffnen und
Schließen
des Abgabeventils anfangs allmählich
auf, mit den vorab erwähnten
Nachteilen.
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Die
Hauptaufgabe dieser Erfindung ist, eine Pumpe einer im Wesentlichen
kürzeren
Länge als
bei bekannten Pumpen bereitzustellen, damit sie auf Behältern, bei
welchen das Vorhandensein der Pumpe so stark wie möglich verdeckt
oder verborgen werden muss, oder auf sehr niedrigen Behältern eingesetzt werden
kann.
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Eine
weitere Aufgabe ist, eine Pumpe bereitzustellen, bei welcher der
Beginn und das Ende der Flüssigkeitsabgabe
ohne einen wesentlichen Druckverlust passiert, um ein Tropfen der
Flüssigkeit
von dem Abgabeloch bei dem Betriebskopf der Pumpe zu verhindern.
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Eine
weitere Aufgabe ist, eine Pumpe bereitzustellen, welche eine sehr
einfache und kostengünstige
Produktion und Montage aufweist.
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Diese
und andere Aufgaben werden durch eine Pumpe erzielt, welche umfasst:
einen becherförmigen
Körper,
welcher aus einer Seitenwand, welche eine zylindrische innere Oberfläche definiert,
und einer Basiswand mit einem Loch darin ausgebildet ist; einen
hohlen Schaft, dessen eines Ende wie ein Kolben ausgebildet ist,
welcher abdichtend entlang der zylindrischen Oberfläche des
becherförmigen
Körpers
gleiten kann, und dessen anderes Ende von dem becherförmigen Körper hervorragt;
einen Pumpenbetriebskopf, welcher auf demjenigen Ende des Schafts,
das von dem becherförmigen
Körper
hervorragt, montiert ist und ein Abgabeloch aufweist, welches mit
der Bohrung des Schafts verbunden ist; ein Montageelement, um den
becherförmigen
Körper
an der Öffnung
eines Behälters,
welcher die abzugebende Flüssigkeit
enthält,
zu befestigen; eine erste Feder, welche in dem becherförmigen Körper untergebracht
ist und derart auf den Schaft wirkt, dass sie ihn von der Basiswand
des becherförmigen
Körpers
weg drängt;
einen röhrenförmigen Ansatz,
welcher von der Basiswand des becherförmigen Körpers bei dem in ihm befindlichen
Loch herum hervorragt und sich in das Innere des becherförmigen Körpers erstreckt; eine
Aufnahme, welche sich bei dem Loch in der Basiswand des becherförmigen Körpers befindet,
um ein Ende eines Flüssigkeitsansaugrohrs
aufzunehmen; eine profilierte Aufnahme, welche an dem freien Ende
des röhrenförmigen Ansatzes
vorhanden ist; eine schwimmende Kugel, welche in der profilierten Auflage
angeordnet ist, um die Bohrung des röhrenförmigen Ansatzes abdichtend
zu verschließen, wenn
die Pumpe betrieben wird, um Flüssigkeit
abzugeben; und ein Ventilelement, welches in der Schaftbohrung untergebracht
ist und zwischen einer Ruheposition, in welcher ein profilierter
Abschnitt davon gegen eine entsprechend profilierte Aufnahme, welche
in der Schaftbohrung in der Nähe
zu demjenigen Ende davon, welches dem becherförmigen Körper gegenüberliegt, vorhanden ist, abdichtet,
und einer Abgabeposition, in welcher das profilierte Ende des Ventilelements
von der Aufnahme in dem Schaft weg gehoben ist, bewegbar ist; eine
zweite Feder, welche in die Schaftbohrung eingeführt ist und derart auf das Ventilelement
wirkt, dass es es in seine Ruheposition drängt; wobei das Ende des Ventilelements,
welches dem becherförmigen
Körper
gegenüberliegt,
einen Kontakt mit der Kugel derart herstellt, dass es sie in die
profilierte Aufnahme in dem röhrenförmigen Ansatz
drückt,
bevor der Schaft eine Position am Ende seiner Bewegung erreicht,
wenn der Schaft in den becherförmigen
Körper
gedrückt
wird, um die Flüssigkeit,
welche in ihm enthalten ist, zu komprimieren, wobei der Durchmesser
des becherförmigen
Körpers mindestens
gleich der Länge
der Bewegungsbahn des Schafts zwischen seiner Ruheposition und seiner
Position ist, in welcher er maximal in dem becherförmigen Körper abgesenkt
ist; wobei die Länge
des röhrenförmigen Ansatzes
in dem becherförmigen Körper kleiner
als der Durchmesser des becherförmigen
Körpers
ist; und wobei der profilierte Abschnitt des Ventilelements und
die profilierte Aufnahme in der Schaftbohrung durch im Wesentlichen
abgefaste, gegenseitig komplementäre Oberflächen definiert ist.
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Vorzugsweise
ist der profilierte Abschnitt des Ventilelements durch zwei aufeinander
folgende benachbarte abgefaste Oberflächen definiert, wobei die abgefaste
Oberfläche,
welche dichter an dem freien Ende des Ventilelements liegt, Querschnitte
aufweist, welche kleiner als diejenigen der abgefassten Oberfläche sind,
welche benachbart zu ihr ist.
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Weiter
vorzugsweise weist die Schaftbohrung eine Aufweitung in der Nähe der profilierten
Aufnahme in der Schaftbohrung auf, wobei der profilierte Abschnitt
des Ventilelements mit einem Spiel in der Aufweitung der Schaftbohrung
positionierbar ist, wenn es sich in der Position befindet, welche
sie während
einer Flüssigkeitsabgabe
annimmt.
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Die
Struktur und die Eigenschaften der Pumpe werden aus der Beschreibung
einer Ausführungsform
davon besser ersichtlich, welche im Folgenden mit einem nicht einschränkenden
Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen dargelegt
wird.
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1 ist
eine axiale Querschnittsdarstellung durch die Pumpe in ihrer Ruheposition;
und
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2 stellt
dieselbe Pumpe in ihrer Abgabenendstellung dar.
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Wie
deutlich aus den Zeichnungen ersichtlich ist, umfasst die Pumpe
einen becherförmigen Körper, welcher
aus einer Seitenwand 1, welche eine zylindrische innere
Oberfläche
definiert, und einer Basiswand 2 ausgebildet ist, in deren
Mitte ein Loch vorhanden ist, bei welchem zu dem Inneren des becherförmigen Körper hin
ein röhrenförmiger Ansatz 3 hervorragt,
bei welchem sein freies Ende derart geformt ist, dass es eine Auflage 4 ausbildet,
um eine Kugel 5 in einer schwimmenden Beziehung aufzunehmen,
d.h. bewegbar zwischen der Position, welche in den Figuren dargestellt
ist, wobei die Kugel in ihrer Auflage angeordnet ist, um die Bohrung
in dem röhrenförmigen Ansatz 3 abdichtend
zu verschließen,
und einer Position, bei welcher die Kugel 5 von der Auflage 4 weg
angehoben ist, um dadurch die Bohrung in dem Ansatz frei zu belassen.
Bei dem Loch, welches in der Wand 2 vorhanden ist, definiert der
untere Teil des Ansatzes 3 eine Auflage 6, um
ein Ende eines Rohres 7 aufzunehmen, durch welches eine
Flüssigkeit
in das Innere der Pumpe gesaugt werden kann, welche in einem Behälter 8 enthalten ist,
auf welchem die Pumpe durch einen Montageelement 9 befestigt
ist (welches zum Beispiel aus einem metallischen Ringaufsatz besteht),
wobei zwischen diesem und dem becherförmigen Körper ein profiliertes Zwischenstück 10 eingefügt ist,
dessen Hauptzweck es ist, einen hohlen Schaft 11 in dem Körper 1 zu
halten. Dieser Schaft 11 weist ein unteres Ende auf, welches
als ein Kolben 12 ausgeformt ist, welcher abdichtend entlang
der zylindrischen Oberfläche
der Wand 1 des becherförmigen
Körpers
gleitet. Das andere Ende des Schafts 11 ragt frei zu der Außenseite
des becherförmigen
Körpers
hervor und auf ihm ist ein Betriebskopf 13 der Pumpe montiert, welcher
ein Loch 14 aufweist, welches sich in Verbindung mit der
Bohrung des Schafts befindet und durch welches die unter Druck stehende
Flüssigkeit,
welche von der Pumpe kommt, in die Umgebung abgegeben wird.
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In
dem Inneren des becherförmigen
Körpers ist
eine erste Feder 15 aufgenommen, welche in dem Sinn auf
den Schaft einwirkt, dass sie ihn weg von der Wand 2 des
becherförmigen
Körpers
drängt.
In der Ruheposition, welche in 1 dargestellt
ist, wird eine Lippe zwischen der zylindrischen Oberfläche der
Wand 1 und einer ringförmigen
Rippe 16, welche von dem Stück 10 hervorragt,
auf den Kolben 12 gedrängt
(und bildet eine Dichtung aus).
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In
der Bohrung des Schafts 11 ist ein Ventilelement 17 aufgenommen,
dessen unterer Endabschnitt derart ausgeformt ist, dass er zwei
aufeinander folgende konische Oberflächen definiert (wobei diejenige
konische Oberfläche,
welche sich dichter an dem unteren Ende des Ventilelements befindet,
kleinere Querschnitte als die konische Oberfläche neben ihr aufweist). Der
profilierte Abschnitt 18 des Ventilelements ist in Übereinstimmung
mit einer profilierten Aufnahme 19 angeordnet, welche in
der Schaftbohrung vorhanden ist und gegen welche der profilierte
Abschnitt 18 des Ventilelements in der Ruheposition (1)
abdichtet, in welche er durch eine zweite Feder 20, welche
auch in der Schaftbohrung aufgenommen ist, gedrängt wird.
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Es
sei nun angenommen, dass sich die Pumpe in der Ruheposition der 1 befindet
und dass die Kammer der Pumpe, d.h. der Zwischenraum, welcher in
ihr durch die Wände 1 und 2 und
durch den Kolben 12 definiert wird, mit der abzugebenden
Flüssigkeit
gefüllt
ist.
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Wenn
der Kopf 13 gedrückt
wird, erhöht
sich der Druck der Flüssigkeit,
welche in der Kammer der Pumpe vorhanden ist (die Kugel wird in
die Aufnahme 4 in dem Ansatz 3 gedrückt, um
zu verhindern, dass Flüssigkeit
in den Behälter
zurück
fließt),
bis dieser Druck den Schub der Feder 20 überwindet,
um den profilierten Abschnitt 18 von der Auflage in der Schaftbohrung
weg hochzuheben, damit die Flüssigkeit
mit einem minimalen Druckabfall entlang der Schaftbohrung und dann
aus dem Abgabeloch 14 in dem Kopf 13 heraus strömen kann
(wie es aus einer Betrachtung der 2 ersichtlich
wird).
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Es
ist wichtig, anzumerken, dass die konischen Oberflächen des
Ventilelements und die profilierte Aufnahme in der Schaftbohrung
nicht nur für eine
ausgezeichnete Abdichtung in der geschlossenen Position sorgen,
sondern auch zu einer sofortigen Freigabe eines relativ großen Durchgangs
für die unter
Druck stehende Flüssigkeit
führt,
sobald das Ventilelement beginnt, sich gegen den Schub der Feder 22 zu
erheben. Der Durchgang der Flüssigkeit
mit einem minimalen Widerstand wird auch durch die Tatsache begünstigt,
dass die Schaftbohrung in der Nähe
des profilierten Abschnitts 18 des Ventilelements eine
Aufweitung 21 aufweist, in welcher der profilierte Abschnitt 18 des
Ventilelements positioniert wird, sobald er sich weg von der profilierten
Auflage in der Schaftbohrung erhebt.
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Durch
das vorab Stehende wird erläutert, warum
die Öffnung
in dem Abgabeventil (welches durch das Ventilelement und den Schaft
ausgebildet wird) beim Beginn und beim Ende einer Flüssigkeitsabgabe
sofort einen relativ großen
Bereich aufweist und warum sie sich ebenfalls rasch schließt, um ein Tropfen
der Flüssigkeit
von dem Loch 14 bei dem Kopf 13 zu verhindern.
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Wie
bereits ausgeführt
ist, wird der profilierte Abschnitt des Ventilelements durch zwei
aufeinander folgende konische Oberflächen definiert, welche durch
eine Stufe, die in den Zeichnungen deutlich sichtbar ist, zusammen
verbunden sind. Dieser konische Teil mit dem größeren Durchmesser sorgt dafür, dass
er unter Ruhebedingungen (1) (unter
dem Schub der Feder 20) in die konische Auflage in dem Schaft
passt, welcher aus einem verformbaren Kunststoffmaterial kon struiert
ist. Daraus folgt, dass, wenn die Pumpe betrieben wird, das Abgabeventil aufschnappt,
wenn der konische Teil 18 mit dem größeren Durchmesser von der benachbarten
Oberfläche
der Auflage in dem Schaft freigegeben wird, so dass die Flüssigkeit
durch ein Erreichen eines Druckes, welcher größer als derjenige ist, welcher
erforderlich ist, um den Schub der Feder 20 zu überwinden,
plötzlich
zu strömen
beginnt.
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Als
fundamentale Eigenschaften der Pumpe ist der Durchmesser der Wand 1 des
becherförmigen Körpers zumindest
gleich (aber vorzugsweise größer als)
die Länge
einer Bewegungsbahn des Schafts zwischen seiner Ruheposition (1)
und seiner Position bei einem maximalen Absenken (derjenigen der 2,
bei welcher das Ventilelement durch die Kugel 5 beeinflusst
wird, welche sich weg von der Auflage in dem Schaft erhoben hat,
damit die Pumpe gefüllt
werden kann) und die Länge
des röhrenförmigen Ansatzes 3 ist
geringer als der Durchmesser der Wand 1. Aufgrund dieser
Eigenschaften ist der Pumpenkörper
viel kürzer
und breiter als bei bekannten Pumpen für eine gleiche Menge einer
Flüssigkeit, welche
durch einen jeweiligen Pumpvorgang abgegeben wird.
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Dies
ermöglicht,
dass die Pumpe auf der Öffnung
von sehr niedrigen oder kurzen Behältern und speziell auf durchsichtigen
Behältern
montiert werden kann, bei welchen das äußere Erscheinungsbild sehr
wichtig ist, zum Beispiel bei Behältern für hochqualitative und sehr
teure Parfüme.
Der Pumpenkörper
ist nahezu unsichtbar, wobei er nahezu vollständig durch das Element 9 verborgen
wird, durch welches die Pumpe auf der Öffnung des Behälters 8 montiert
wird.