DE60124244T2

DE60124244T2 - Membranpumpe

Info

Publication number: DE60124244T2
Application number: DE60124244T
Authority: DE
Inventors: Eric Rossignol
Original assignee: Rexam SMT
Current assignee: Rexam SMT
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: CN1162223C; JP2003535250A; EP1284827A1; FR2809776B1; US20030132252A1; ATE344107T1; DE60124244D1; EP1284827B1; ES2275688T3; WO2001091913A1; FR2809776A1; MXPA02011738A; AU2001274139A1; HK1057717A1; CA2410792A1; CN1431936A; US6712243B2; BR0111481A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe und insbesondere eine Membranpumpe.
Die herkömmlichen Pumpen umfassen im allgemeinen einen Körper, der dazu bestimmt ist, im unteren Teil über ein Einlaßventil mit einem Tauchrohr und im oberen Teil an den Rand eines dichten Behälters angeschlossen zu werden, und welcher eine Dosierkammer umschließt, die im oberen Teil durch Verdichtungsmittel, die mit einem Auslaßventil und einem Rückstellorgan verbunden sind, und durch manuellen Druck auf einen mit einer Auslaßleitung versehenen Verteilerkopf betätigt werden können.
Diese Pumpen benötigen jedoch die Verwendung einer Metallfeder zur Gewährleistung der Rückstellung der Verdichtungsmittel in oberer Position sowie die Ausführung von Einlaßventilen und Auslaßventilen in komplexen Konfigurationen mit anderen Metallteilen, wie Kugeln.
Folglich bestehen diese Pumpen aus vielen Teilen, die aus verschiedenen Werkstoffen ausgeführt werden, und deren Herstellungs- und Montagekosten nachteilig sind.
Die Erfindung hat zum Zweck, diese technischen Probleme mit dem Ziel einer Vereinfachung und also Einsparung zu lösen, jedoch ohne die Eigenschaften der Zuverlässigkeit und der Präzision der Pumpe zu beeinträchtigen.
In der erfindungsgemäßen Pumpe umfaßt das besagte Rückstellorgan eine elastisch verformbare innere Membran, die vom Verteilerkopf getragen wird und mit einem steifen Teller zusammenwirkt, der unter dem besagten Verteilerkopf befestigt ist und mit der besagten Membran die Dosierkammer begrenzt.
Das Patent EP-A-0 452 260 offenbart eine Pumpe mit einer Membran, die als Rückstellorgan dient. Diese Membran überdeckt einen steifen Teller, der den Boden der Dosierkammer abgrenzt. Das Tauchrohr ist mit diesem steifen Teller fest verbunden, auf der oberen Öffnung dieses Rohrs ist ein Ventil vorhanden. Eine unter der Membran befestigte Platte befindet sich gegenüber dem Boden der Kammer.
Das Patent EP-A-0 951 944 offenbart auch eine Pumpe mit einer Membran, die als Rückstellorgan dient. Ein an diese Membran befestigtes Rohrelement umfaßt einen oberen Teil, der sich in die Dosierkammer erstreckt und der das Einlaßventil an seinem Ende trägt, und einen unteren Teil, der um das Tauchrohr herum unter der unteren Wand der Dosierkammer befestigt ist.
Die Erfindung zielt auf eine verstärkte Vereinfachung der Pumpe ab, ohne ihre Eigenschaften der Zuverlässigkeit und der Präzision zu beeinträchtigen und mit einer Verringerung des internen Volumens der Dosierkammer beim Druck auf den Verteilerkopf.
Mit diesem Ziel hat die besagte Membran erfindungsgemäß im frei stehenden Zustand ein U-förmiges Profil und umfaßt eine zylindrische Basis, die koaxial und dicht um den oberen Teil des Tauchrohrs montiert ist, das in die Dosierkammer hineinragt.
Nach einem vorteilhaften Merkmal umfaßt die besagte Membran mindestens eine Einlaßöffnung sowie eine vollrunde zentrale Scheibe, die sich dicht auf die obere Öffnung des Tauchrohrs legt und somit ein Einlaßventil bildet.
Nach einer Variante der Ausführung ist die vollrunde zentrale Scheibe über drei radial verlaufende Brücken, die ebenso viele Einlaßöffnungen begrenzen, mit besagter Membran verbunden.
Nach einem anderen Merkmal umfaßt der besagte steife Teller einen zentralen Einspritzkanal, der über das besagte Auslaßventil in die Auslaßleitung des Verteilerkopfes führt.
Nach einer spezifischen Variante wird der untere Rand des besagten steifen Tellers aus einem Umfangsflansch gebildet, der zur verformenden Auflage auf besagter Membran bestimmt ist.
Nach einem weiteren Merkmal wird der besagte Teller zumindest teilweise von der Membran aufgenommen.
Der frei stehende Rand der besagten Membran ist bevorzugt durch den besagten Teller im Verteilerkopf eingeschlossen.
Nach noch weiteren Merkmalen enthält die Außenwand der besagten Membran eine Umfangsrippe, die zum einen den unteren Rand des Verteilerkopfes verkeilt und zum anderen das frei bewegliche Verschieben in Bezug auf die Innenwand des Körpers ermöglicht.
Nach einem anderen spezifischen Ausführungsmodus wird das besagte Auslaßventil aus einer flexiblen Feder gebildet, die vom unteren Ende der Auslaßleitung des Verteilerkopfes quer gestützt wird.
Die Pumpe der Erfindung weist eine sehr einfache Struktur ohne jegliches Metallteil auf.
Somit sind nur drei Teile in der Lage, die wesentlichen Funktionen der Pumpe zu gewährleisten.
Diese Teile werden durch Formgießen eines Kunststoffs und/oder eines Elastomers ausgeführt und können leicht, rasch und automatisch zusammengebaut werden.
Die Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung besser verstanden, die Bezug auf die Zeichnungen nimmt.
Die 1A und 1B stellen Schnittansichten in vertikaler Richtung beziehungsweise nach BB eines Ausführungsmodus der Pumpe der Erfindung dar, die auf einen Behälter montiert und in Ruhestellung ist;
Die 2 stellt eine Teilschnittansicht der Pumpe der 1A und 1B in der Ausgangsphase der Verteilung dar;
Die 3 stellt eine Teilschnittansicht der Pumpe der 2 in der Endphase der Verteilung dar;
Die 4 stellt eine Teilschnittansicht der Pumpe der 2 in ihrer Rücklaufphase zur Ruhestellung dar.
Die auf den 1A und 1B dargestellte Pumpe P der Erfindung ist für die Verteilung von flüssigen oder teigigen Produkten bestimmt, die sich in einem Behälter R befinden.
Diese Pumpe ist hier vom Typ „airless", das heißt ohne Wiederaufnahme der Luft, und sie ist also mit einem beweglichen Boden F verbunden, der sowohl den Einschluß des Produkts im Innern des Behälters R als auch das Abschaben seiner Innenwand gewährleistet.
Der Boden F kann sich im Laufe der aufeinanderfolgenden Verteilungsphasen von einer oberen Füllstandsposition des Behälters R nach unten verschieben, die auf der 1A dargstellt ist.
Die Pumpe P umfaßt einen Körper 1, der dazu bestimmt ist, im unteren Teil über ein Einlaßventil mit einem in das Produkt eintauchenden Tauchrohr 2 verbunden und im oberen Teil an den oberen Rand des Behälters R angeschlossen zu werden. Der Körper 1 ist mit Riegeln E versehen, die für die Blockierung des beweglichen Bodens F bei seiner Aufwärtsbewegung beim Füllen des Behälters R sorgen.
Der Körper 1 umschließt eine Dosierkammer 10, die im oberen Teil durch Verdichtungsmittel mit einem Auslaßventil und einem Rückstellorgan dicht verschlossen ist. Diese Verdichtungsmittel, die einen Kolben bilden, ermöglichen, einen Druck auf das die Kammer 10 füllende Produkt auszuüben, wenn sie durch manuellen Druck auf einen Verteilerkopf T betätigt werden, der die Pumpe P überdeckt und dabei eine Drucktaste bildet, und die mit einer Auslaßleitung C versehen ist.
Erfindungsgemäß umfaßt das Rückstellorgan eine interne Membran 3, die aus einem elastisch verformbaren Material ausgeführt ist, wie ein Elastomer (Silikon, Kautschuk, ...), die vom Kopf T getragen wird und mit einem steifen Teller 4 zusammenwirkt, der unter dem Kopf T befestigt ist und mit der Membran 3 die Dosierkammer 10 abgrenzt.
Die Membran 3 umfaßt mindestens eine Einlaßöffnung 30 sowie eine vollrunde zentrale Scheibe 31, die sich dicht auf die obere Öffnung 20 des Rohrs 2 legt und somit das Einlaßventil bildet.
Beim auf der 1B dargestellten Ausführungsmodus ist die Scheibe 31 mit der Membran 3 durch 3 radial verlaufende Brücken 32 verbunden, die untereinander ebenso viele Öffnungen abgrenzen.
Die Membran 3 wird bevorzugt in einem einzigen Teil mit den Brücken 32 und der Scheibe 31 ausgeführt.
Im frei stehenden Zustand hat die Membran 3 einen Querschnitt mit einem U-förmigen Profil und beschreibt eine Form wie eine umgekehrte Glocke und umfaßt eine zylindrische Basis 33, die koaxial und dicht um den oberen Teil des Tauchrohrs 2 montiert ist, das in den Körper 1 hineinragt.
Im auf 1A dargestellten Ausführungsmodus ist der obere Teil des Rohrs 2 mit einer zylindrischen Schulter 21 versehen, die die Verbindung mit dem Boden 11 des Körpers 1 herstellt und auf die die Basis 33 aufgeschoben ist mit dichter radialer Befestigung.
Der steife Teller 4 umfaßt einen zentralen Einspritzkanal 40, der über das Auslaßventil in die Auslaßleitung C des Kopfes T führt. Der Kanal 40 steht im unteren Teil mit der Dosierkammer 10 in Verbindung und ist bevorzugterweise auf die Leitung C des Kopfes aufgesetzt.
Beim auf der 1A dargestellten Ausführungsmodus wird der Teller zumindest teilweise von der Membran 3 mit U-förmigem Profil aufgenommen.
Der untere Rand des Tellers wird aus einem Umfangsflansch 41 gebildet, der zur verformenden Auflage an der internen Wand der Membran 3 in der Phase der Produktverteilung bestimmt ist, wie auf den 2 und 3 dargestellt.
Der freistehende Rand der Membran wird durch den Teller 4 im Verteilerkopf T eingeschlossen.
Zu diesem Zweck ist der freistehende Rand des Tellers 4 mit einer querlaufenden Randleiste 42 versehen, die in eine Ausnehmung mit entsprechendem Profil eingeklickt wird, die in der internen Wand des Kopfes T gestaltet ist, wobei somit die Membran eingefügt geklemmt wird. Bei dieser Konfiguration wird das aus dem Kopf T, der Membran 3 und dem Teller 4 bestehende Ensemble im Körper 1 nur durch die Aktion der radialen Befestigung der Basis 33 der Membran 3 auf der Verbindungsschulter 21 des Rohrs 2 festgehalten.
Die Montage wird gegebenenfalls also durch Schweißen oder Kleben der Basis 33 auf der Schulter 21 und/oder auf den Boden 11 des Körpers 1 verstärkt.
Die Außenwand der Membran 3 umfaßt eine Umfangsrippe 34, die sowohl den unteren Rand des Kopfes T verkeilt, als auch ein frei bewegliches Verschieben in Bezug auf die innere Wand des Körpers 1 und somit den freien Auslaß ermöglicht. Der Boden 11 des Körpers 1 ist mit axialen Graten 12 ausgerüstet, die Endanschläge für die Rippe 34 der Membran 3 bilden.
Die Höhe der Grate 12 bestimmt somit den maximalen Verformungsgrad der Membran 3 und also das pro Dosis verteilte Produktvolumen.
Das Auslaßventil wird vorzugsweise aus einer flexiblen Feder f gebildet, die vom Ende der Auslaßleitung C des Kopfes T quer gestützt wird.
Wie auf der 2 abgebildet, führt ein manueller Druck auf den Kopf T den Abstieg des Tellers 4 und die Verformung der Membran 3 im Innern des Körpers 1 mit sich.
Daraus ergibt sich eine Verringerung des Volumens der Kammer 10 und eine Druckbeaufschlagung des flüssigen Produkts, das die besagte Kammer füllt. Der im Produkt herrschende Druck löst das Versetzen der Feder f ins Innere der Leitung C aus und den Auslaß des Produkts, wie von den Pfeilen auf der 2 angegeben.
Das Ende des Abstieghubs des Kopfes T und des Tellers 4 entspricht dem Anschlagkontakt der Rippe 34 der Membran 3 auf die Grate 12 des Körpers 1.
In dieser auf der 3 abgebildeten Position wurde gerade eine Produktdosis verteilt, und die Membran 3 schmiegt sich unter Belastung an die Konturen des Tellers 4 an. Das Innenvolumen der Kammer 10 ist dann auf dasjenige des Einspritzkanals 40 verringert.
Da sich in diesem Zusammenhang der innere Druck mit dem Luftdruck ausgeglichen hat, hat sich die Feder f auf ihren Sitz gesetzt und dabei den Kanal 40 verschlossen.
Wenn kein manueller Druck mehr ausgeübt wird, steigen der Kopf T und der Teller 4 automatisch wieder, da die Membran 3 elastisch verformt worden war und wie eine Feder wieder in einen freien Zustand als Glocke zurückkehren will (entspricht ihrer ursprünglichen Form, wie auf 1A dargestellt).
Wie auf der 4 abgebildet, wird die Aufstiegsbewegung des Kopfes T und die Rückkehr der Membran 3 in eine Ruheposition von einer Vergrößerung des Volumens der Kammer 10 begleitet, was im Innern der besagten Kammer einen Unterdruck schafft. Dieser Unterdruck löst das Öffnen des Einlaßventils durch axiale Verschiebung der Scheibe 31 der Membran 3 ins Innere der Kammer 10 aus.
Diese Verschiebung der Scheibe 31, die durch die Elastizität der Brücken 32 möglich wird, ermöglicht das Ansaugen von Produkt über die Einlaßöffnungen 30 bis zur vollständigen Füllung der Kammer 10 (einschließlich des Kanals 40) und den Druckausgleich.
Jede Phase der Verteilung wird von einer Verschiebung des beweglichen Bodens F im Innern des Behälters R begleitet.

Claims

Pumpentyp mit einem Körper (1), der dazu bestimmt ist, im unteren Teil über ein Einlassventil mit einem Tauchrohr (2) verbunden und im oberen Teil an den Rand eines dichten Behälters (R) angeschlossen zu werden, und welcher eine Dosierkammer (10) umschließt, die im oberen Teil durch Verdichtungsmittel, die mit einem Auslassventil und einem Rückstellorgan versehen sind und durch manuellen Druck auf einen, mit einer Auslassleitung (C) versehenen Verteilerkopf (T) betätigt werden können, dicht verschlossen wird, wobei besagtes Rückstellorgan eine elastisch verformbare interne Membran (3) umfasst, die vom Verteilerkopf (T) gehalten wird, und mit einem steifen Teller (4) zusammenwirkt, der unter besagtem Kopf (T) befestigt ist und zusammen mit besagter Membran (3) die Dosierkammer (10) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Membran (3) im frei stehenden Zustand ein u-förmiges Profil hat und eine zylindrische Basis (33) umfasst, die koaxial und dicht um den oberen Teil des in die Dosierkammer (10) hineinragenden Tauchrohrs (2) montiert ist.
Pumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Membran (3) mindestens eine Einlassöffnung (30) sowie eine vollrunde zentrale Scheibe (31) umfasst, die dazu bestimmt ist, sich dicht auf die obere Öffnung (20) des Tauchrohrs (2) zu legen und somit ein Einlassventil bildet.
Pumpe nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vollrunde zentrale Scheibe (31) über drei radial verlaufende Brücken (32), die eben so viele Einlassöffnungen (30) begrenzen, mit besagter Membran (3) verbunden ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass besagter steifer Teller (4) einen zentralen Einspritzkanal (40) umfasst, der über besagtes Auslassventil in die Auslassleitung (C) des Verteilerkopfes (T) führt.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Rand besagten steifen Tellers (4) aus einem Umfangsflansch (41) gebildet wird, der zur verformenden Auflage auf besagter Membran (3) bestimmt ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Teller (4) zumindest teilweise von besagter Membran (3) aufgenommen wird.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der freistehende Rand besagter Membran (3) durch besagten Teller (4) im Verteilerkopf (T) eingeschlossen ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Wand besagter Membran (3) eine Umfangsrippe (34) umfasst, die zum einen den unteren Rand des Verteilerkopfes (T) verkeilt und zum andern das frei bewegliche Verschieben in Bezug auf die interne Wand des Körpers (I) ermöglicht.
Pumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Auslassventil aus einer flexiblen Feder (f) besteht, die vom unteren Ende der Auslassleitung (C) des Verteilerkopfes (T) quer gestützt wird.