DE69200504T2

DE69200504T2 - Vorrichtung zur zerstäubung eines mediums mittels der wiederholten betätigung einer pumpe.

Info

Publication number: DE69200504T2
Application number: DE69200504T
Authority: DE
Inventors: Yves Privas
Original assignee: Conceptair Anstalt
Current assignee: Conceptair Anstalt
Priority date: 1991-01-29
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2012-01-23
Also published as: EP0497709A3; US5277341A; NO180522B; FR2671986B1; DK0569500T3; NZ241417A; FI933385A; FI933385A0; AU659439B2; KR930703081A; FR2671986A1; NO180522C; CS25792A3; CZ282318B6; MX9200380A; CA2101553A1; IL100802A; JPH06505191A; ZA92486B; ATE112511T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verteil-, Zerstäubungs- und Verdampfungssysteme zum Spritzen eines fluiden, flüssigen oder cremeförmigen, in Form von sehr feinen Tröpfchen vorliegenden Produkts, oder zum Verteilen des fluiden Produkts ohne Zerstäubung, in kontinuierlicher oder pseudokontinuierlicher Weise. Es ist bekannt, daß bis vor kurzem Sprayflaschen verwendet wurden, die ein Treibgas der Art Freon (Chlorfluorkohlenstoff) enthielten. Die Verwendung dieses Produkts führt zu Protesten der Umweltschützer und man versucht, ohne auszukommen. Die einzigen Ersatz-Treibgase, die interessante Merkmale haben, sind Kohlenwasserstoffe, die sich als gefährlich für die Benutzer erwiesen haben.
In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 401 060 wurde vorgeschlagen, Systeme zu verwenden, die gar kein Treibgas enthalten, sondern eine normalerweise von Hand betätigte einfachwirkende und federbetätigte Pumpe, die durch mechanische Mittel wiederholt schnell betätigt wird, zum Beispiel 50 mal pro Sekunde oder öfter, um einen Sprühstrahl zu erhalten, der in etwa einem von einem Treibgas erzeugten Strahl entspricht. Das Füllen der Pumpenkammer geschieht durch Ansaugen während des Rückwärtshubs unter der Wirkung der Rückholfeder. Ein Beispiel einer möglicherweise geeigneten Pumpe ist in den französischen Patenten FR-A-2 305 241 und FR-A-2 314 772 sowie im amerikanischen Patent US-A-4 025 046 beschrieben. Ein weiteres Beispiel einer möglicherweise geeigneten Pumpe ist in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 330 530 und im amerikanischen Patent US-A-4 936 492 beschrieben. Diese Pumpen haben den Vorteil, sehr billig zu sein, da sie im allgemeinen aus Kunststoffmaterial gegossen und in großer Serie in der Parfüm-, Kosmetik- und Pharmaprodukt-Verpackungsindustrie hergestellt werden.
Die für diese Anwendungen verwendeten Pumpen besitzen Pumpenkammern einer Kapazität von üblicherweise zwischen 50 und 300 Mikrolitern, und im allgemeinen zwischen 10 und 500 Mikrolitern. Diese Pumpen werden durch Schraubverbindung, Kerbverbindung oder ähnliches auf den Hals eines Behälters wie z.B. eines Flakons befestigt und werden mittels eines rohrförmigen Stabs betatigt, der senkrecht und axial in der Mitte vorsteht. Ein Betätigungs-Druckglied ist auf diesen Stab aufgesetzt und kann eine Spritzdüse einer je nach der Verwendung angepaßten Ausrichtung aufweisen, einschließlich eines Innenkanals, der den Betätigungsstab mit der Spritzdüse verbindet. Das Druckglied hat die doppelte Funktion, auf die Pumpe zu drücken, um ihre Kammer zu leeren, und den Austritt des Produkts zu ermöglichen. Außerdem muß dieses Druckglied, wenn es eine Spritzdüse aufweist, die Spritzdüse festhalten, um die Zerstäubung zu bewirken. Bei den Vorrichtungen der von der vorliegenden Erfindung betroffenen Art, bei denen die Pumpe, d.h. das Druckglied, in schneller Wiederholung betätigt werden soll, befindet sich die Spritzdüse oder der Ausgang des Druckglieds im allgemeinen nicht in der Achse der Pumpe, da man mit mechanischen oder elektromechanischen Mitteln oft und fest auf das Druckglied drücken muß, daher vorzugsweise in der Achse des Betätigungsstabs der Pumpe. Im allgemeinen liegt das Druckglied senkrecht zur Achse der Pumpe. Die Betätigungsmittel des Druckglieds können vorteilhafterweise eine elektromagnetische Vorrichtung sein, die eine feste Spule wie z.B. ein Solenoid und einen Kern oder einen Tauchkolben enthält, der bei der Erregung des Solenoids auf das Druckglied drückt, um die Pumpe zu betätigen. Der Kern kann auch von einem mit einer Kurbelstange, einer Nocke, einem Exzenter oder ähnlichem ausgestatteten drehbaren Mittel in Hin- und Herbewegung gesteuert werden, mit oder ohne Verwendung einer Abzugsfeder. Bei der Abwärtsbewegung, während der der Kolben das in der Kammer befindliche Produkt komprimiert, um es auszustoßen, begleitet der Kern das Druckglied, indem er auf es einen Antriebsdruck gegen die Rückholfeder ausübt, und dann steigt der Kern unter der Wirkung eines ihm eigenen Rückholmittels wieder nach oben und das Druckglied steigt unabhängig unter der Wirkung der Rückholfeder der Pumpe wieder nach oben.
Der Erfinder hat festgestellt, daß die oben beschriebenen Vorrichtungen laut, Vibrationen unterworfen und unerwünschten Durchsatzveränderungen des zerstäubten Produkts ausgesetzt sind. Diese Nachteile sind ein schwerwiegender Nachteil bei für die Allgemeinheit bestimmten Vorrichtungen, umso mehr als diese Vorrichtungen mit den Treibgasverteilern in Konkurrenz treten, die diese Nachteile nicht aufweisen.
Die vorliegende Erfindung hat also zum Ziel, dieses technische Problem zu lösen.
Der Erfinder hat festgestellt, daß dieses Problem mit einer Entsynchronisierung zwischen Druckglied und Kern zusammenhängt, die von Aufstiegsgeschwindigkeiten verursacht wird, die bei Druckglied und Kern unterschiedlich sein können. Aufgrund dieser Entsynchronisierung schlägt der Kern gegen das Druckglied, während er sich noch in der Aufstiegsphase befindet, daraus folgt ein stärkerer Stoß, der Geräusche und Vibrationen verursacht, und es wird eine unvollständige Produktdosis ausgestoßen, da der Kolben der Pumpe nicht die Zeit gehabt hat, bis in seine Ruhestellung aufzusteigen, wobei er aus der Kammer eine vollständige Dosis des Produkts ansaugt. Aufgrund der Gewalt des Zusammenstoßes zwischen Kern und Druckglied kann außerdem der Kern auf das Druckglied zurückprallen, was die Probleme der Geräusche und der Vibrationen verstärkt und so das Phänomen der Entsynchronisierung verstärkt.
Die Erfindung hat eine Zerstäubungs- oder Verteilvorrichtung für ein fluides Produkt zum Gegenstand, die aufweist:
- eine einfachwirkende Pumpe (22) mit einem Pumpengehäuse (41, 61), das eine Pumpenkammer (43, 72) mit einem Fassungsvermögen von weniger als 500 Mikrolitern definiert, die normalerweise zu zerstäubendes oder zu verteilendes fluides Produkt enthält, und mit einem Kolben (42, 66) der von einem hohlen Drückerstab (21) betätigt wird, der den Durchlaß des Produkts ermöglicht, wobei der Drückerstab teilweise aus dem Pumpengehäuse herausragt, wobei der Kolben (42, 66) in der Pumpenkammer (45, 72) gleitet, um das fluide Produkt auszustoßen, wenn der Drückerstab eingedrückt ist,
- ein Druckglied (31), das fest auf den Drückerstab (21) der Pumpe aufgesetzt ist und mit dem Drückerstab (21) in Verbindung steht, um den Auslaß des Produkts zu ermöglichen, wobei das Druckglied sich außerhalb des Pumpengehäuses befindet, und
- eine Betätigungsvorrichtung (30) mit schnellem Arbeitstakt, die ein Solenoid (26), einen Kern (25), der im Solenoid gleitet und vom Solenoid betätigt wird, und einen beweglichen Teil (24) aufweist, der fest mit dem Kern verbunden ist, um den Drückerstab (21) wiederholt zu betätigen, indem der Drückerstab eingedrückt wird, wenn das Solenoid erregt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied mit dem beweglichen Teil des Betätigungsmittels über eine Verbindung verbunden ist, die in axialer Richtung des Drückerstabs kein Spiel aufweist.
Das Druckglied und das Betätigungsmittel können über ein Gelenk verbunden sein, vorteilhafterweise ein Kugelgelenk, was es ermöglicht, ein Spiel in der fluchtenden Ausrichtung des Betätigungsmittels und des Druckglieds oder die Verformung der Teile auszugleichen. Das Druckglied ist im allgemeinen aus Kunststoffmaterial und der mit diesem Druckglied verbundene Teil des Betätigungsmittels kann metallisch sein, was einen guten Reibungskoeffizienten ergibt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Betätigungsmittel einen von einem Solenoid betätigten Kern, wobei dieser Kern zum Druckglied der Pumpe hin durch einen Betätigungsstab verlängert ist, der gleichzeitig mit dem Kern und dem Druckglied verbunden ist.
Vorteilhafterweise enthält die Pumpe ein elastisches Rückholmittel für das Kolbenmittel und das elastische Mittel dient außerdem als Rückholmittel für das Betätigungsmittel.
Gemäß einer Variante der Erfindung enthält die Vorrichtung Rückhaltemittel, die das Druckglied daran hindern, sich vom Drückerstab zu trennen. Diese Rückhaltemittel können elastische Arme sein, die zu beiden Seiten des Druckglieds angeordnet sind und je ein fest mit der Pumpe verbundenes Ende und ein freies Ende mit einer Kerbe aufweisen, die die Verschiebung des Druckglieds in einer Richtung begrenzt, in der es sich von der Pumpe entfernt. Die Rückhaltemittel können Mittel zur Befestigung des Druckglieds auf dem Drückerstab sein, vorteilhafterweise Einklinkmittel. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Pumpe kein elastisches Rückholmittel für das Kolbenmittel auf, und das Betätigungsmittel enthält ein elastisches Rückholmittel, das ebenfalls zum Zurückholen des Kolbenmittels der Pumpe dient. Man kann so alle Federn in der Pumpenkammer weglassen und somit jeden Kontakt zwischen einem Metall und dem zu zerstäubenden oder zu verteilenden Produkt vermeiden. Das Betätigungsmittel kann ein Anschlagmittel aufweisen, um den Hub seiner beweglichen Elemente in einer Richtung zu begrenzen, in der sie sich von der Pumpe entfernen.
Das Betätigungsmittel kann auch Endstellungs-Anschlagmittel aufweisen, um den Hub seiner beweglichen Elemente in einer Entstellung zu begrenzen, wobei die Anschlagmittel eventuell einstellbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält die Vorrichtung einen von einem Solenoid betätigten Kern, und die Pumpe enthält ein Eingangsventil, das sich durch relative Verschiebung zweier ineinandergleitender Teile schließt, wobei eines dieser Teile mit dem Kolbenmittel verschiebbar ist, und das Eingangsventil schließt sich erst nach einem gewissen Totgang des Kolbenmittels.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält die Vorrichtung einen von einem Solenoid betätigten Kern, der eine äußere Krone aufweist und in einem koaxialen Ring mit einstellbarer Position gleitet, wobei dieser Ring eine äußere Krone aufweist, die den Hub der Krone des Kerns zur Pumpe hin begrenzt, wobei der Ring außerdem einen Innenrand aufweist, der sich in Bezug auf die Krone des Kerns entgegengesetzt zur Pumpe befindet, und der Ring enthält eine geschmeidige Dämpfungsmanschette, deren ersten Ende gegen den Innenrand des Rings verkeilt und deren zweites Ende an der Krone des Kerns befestigt ist. Vorteilhafterweise enthält das zweite Ende der geschmeidigen Manschette eine innere Rippe, die zwischen der Krone des Kerns und der inneren Krone des Rings angeordnet ist.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckglieds weist dieses eine Spritzdüse auf, die in einen Hohlraum des Druckglieds eingefügt ist, und diese Spritzdüse bildet zwei Zylinder unterschiedlichen Durchmessers, die je mit Einhakmitteln versehen sind entsprechend Einhakmitteln auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Hohlraums des Druckglieds, wie z.B. Gewinde zum Schrauben oder in gekerbter Form.
Die Spritzdüse kann außerdem aus zwei Teilen unterschiedlichen Durchmessers bestehen, die ineinandergefügt sind, einem äußeren Teil, das aus dem Druckglied vorsteht, und einem inneren Teil, das in den Boden des Hohlraums des Druckglieds eingefügt ist, so daß der Druck zwischen den beiden Teilen des Druckglieds den inneren Teil zum Boden des Hohlraums des Druckglieds zieht.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung arbeitet die Pumpe ohne Wiederaufnahme von Luft und enthält einen verformbaren Tank mit einem oberen Teil, in dem eine Öffnung ausgebildet ist, die die Pumpe aufnimmt, wobei der Tank mindestens eine verformbare Wand aufweist, die sich zwischen einer ersten Position, in der der Tank ein maximales inneres Volumen aufweist, und einer zweiten Position bewegen kann, in der der Tank ein inneres Volumen im wesentlich gleich Null aufweist, und er weist außerdem elastische Mittel auf, die die verformbare Wand mit genügend Kraft in ihre zweite Position ziehen, um in der Nähe der Pumpe einen Druck zu erzeugen, der über dem Zerstäubungsdruck des Produkts bei Umgebungstemperatur liegt, unabhängig von der Position der verformbaren Wand. Der Druck kann mindestens gleich Atmosphärendruck oder eventuell um mindestens 20 kPa höher als Atmosphärendruck sein. In einem besonderen Fall dieser Ausführungsform enthält die verformbare Wand einen starren Boden und eine biegsame Seitenwand, wobei die elastischen Mittel den starren Boden zur Pumpe hin ziehen, und wenn das Volumen des im Tank enthaltenen Produkts sich verringert, verschiebt sich der Boden der verformbaren Wand zur Pumpe, indem er die biegsame Seitenwand nach und nach gegen sich selber umfaltet. Der verformbare Tank kann in einer starren Hülle angeordnet sein, deren Form der der Seitenwand des Tanks im wesentlichen komplementär ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung in Bezug auf die beiliegenden Figuren hervor.
Figur 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung und zeigt ein Druckglied, das mit dem Kern eines Betätigungs-Solenoids einer Zerstäubungspumpe verbunden ist.
Figur 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Düse im Aufriß.
Figur 3 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckglieds, das auf einer Zerstäuberpumpe verwendet werden kann.
Figur 4 ist eine Ansicht gleich Figur 3 für eine Ausführungsvariante mit einer Spritzdüse entsprechend Figur 2.
Figur 5 ist eine Ansicht im Längsschnitt einer Pumpe, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann.
Figur 6 ist eine Ansicht im Längsschnitt einer weiteren Pumpe, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann.
Figur 7 ist eine Ansicht der Pumpe der Figur 6 im Querschnitt, gesehen entlang der Linie VII-VII der Figur 6. Figur 8 ist eine Ansicht einer Pumpe und eines Druckglieds im Teilschnitt, die auf einen Tank gemäß einer Variante der Erfindung aufgesetzt sind.
Figur 8a ist eine Ansicht im Aufriß eines Details der Figur 8 gemäß der Richtung A.
Figur 9 ist eine Ansicht gleich der der Figur 8 für eine weitere Variante der Erfindung.
Figur 10 ist eine Ansicht gleich der der Figur 1 für eine andere Ausführungsform der Erfindung.
Figur 11 ist eine teilweise Ansicht im Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Endstellung, wobei die Pumpe nicht dargestellt ist.
Figur 12 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Hub des Betätigungskerns einstellbar ist.
Figur 13 zeigt ein Detail der Figur 12.
Figur 14 ist eine Ansicht im Längsschnitt einer Pumpe gleich der der Figur 5, bei der aber ein Teil des Druckglieds aus einem Stück mit dem Kolben geformt ist.
Figur 15 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 15a zeigt ein Detail der Figur 15.
Figur 16 ist eine Schnittansicht ähnlich Figur 11 für eine Ausführungsform der Erfindung, die eine Einstellung des Hubs des Kerns enthält.
Die Figuren 17 und 18 zeigen Details der Figur 16.
Figur 19 ist eine Ansicht eines Tanks, der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann, wobei die rechte und die linke Seite der Zeichnung den Tank in zwei verschiedenen Stellungen zeigen.
In den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente oder ähnliche Elemente.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen (nicht dargestellten) Tank eines zu zerstäubenden oder zu verteilenden fluiden Produkts enthält, auf den eine Pumpe 22 aufgesetzt ist. Die Pumpe 22 enthält üblicherweise einen hohlen gleitenden Drückerstab 21, der gleichzeitig die Betätigung der Pumpe 22 und den Auslaß des gepumpten Produkts ermöglicht. Ein Druckglied 31 ist auf den Drückerstab 21 durch einfaches Einstecken oder ein anderes Mittel aufgesetzt: das Druckglied 31 besitzt eine seitliche Düse 2, die den Auslaß des Produkts ermöglicht und mit dem Betätigungsstab 21 in Verbindung steht. Außerdem enthält die Vorrichtung ein Schnelltakt-Betätigungsmittel 30, das hier aus einem Solenoid 26 und einem Kern 25 aus Magnetmaterial wie z.B. Weicheisen besteht. Das Betätigungsmittel 30 ist auf den Drückerstab 21 zentriert und mit dem Druckglied 31 über einen Betätigungsstab 24, vorzugsweise aus nicht-magnetischem Material, zum Beispiel aus Bronze oder Inox verbunden, der in Flucht mit dem Drückerstab 21 der Pumpe liegt und fest mit dem Kern 25 verbunden ist. Das Betätigungsmittel 30 wird hier nicht weiter im einzelnen beschrieben: für weiter Einzelheiten wird auf die Patentanmeldung EP-A-0 401 060 verwiesen, obwohl die Erfindung nicht auf die in dieser Patentanmeldung beschriebenen besonderen Ausführungsformen beschränkt ist.
Die verwendete Pumpe 22 kann eine beliebige Kolbenpumpe sein, die normalerweise bei Zerstäubern von Parfüm, pharmazeutischen oder kosmetischen Produkten verwendet wird und die allgemein eine Rückholfeder für den Kolben aufweist. Bei der Durchführung von Versuchen hat der Erfinder festgestellt, daß mindestens zwei Pumpenarten besonders gut in der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeiten: 1 - die Pumpen der in den französischen Patenten FR-A-2 305 241 und FR-A-2 314 772 und im amerikanischen Patent US-A-4 025 046 beschriebenen Art und 2 - die Pumpen der im europäischen Patent EP-A-0 330 530 und im amerikanischen Patent US-A-4 936 492 beschriebenen Art.
Figur 5 zeigt ein Beispiel einer Pumpe der oben definierten ersten Art. Die Pumpe 22 kann aus gegossenem Kunststoffmaterial hergestellt sein und enthält ein zylindrisches hohles Pumpengehäuse 41, in dem ein ebenfalls hohler Kolben 42 gleitet, der nach außerhalb der Pumpe durch den bereits beschriebenen hohlen Drückerstab 21 verlängert wird. Das Pumpengehäuse 1 enthält ein offenes Ende, das vom hohlen Stab 21 durchquert wird, und ein von einem Boden 45 verschlossenes Ende. Der Boden 45 besitzt eine Ansaugöffnung 44, die mit dem nicht dargestellten Tank des Produkts in Verbindung steht. Die Öffnung 44 kann ein Tauchrohr aufweisen oder nicht. Die Pumpe 22 weist außerdem ein Ventil 46 mit einem Mantel 47 auf, der angepaßt ist, um sich dicht über ein rohrförmiges Ansatzstück 48 zu schieben, das um die Ansaugöffnung 44 herum ausgebildet ist, und eine Nadel 49, die sich dicht gegen einen Ventilsitz 50 anlegt, der innerhalb des Kolbens 42 ausgebildet ist. Eine Rückholfeder 51 ist zwischen dem Ventil 46 und dem Boden 45 angeordnet und drückt die Nadel gegen den Ventilsitz 50, was auch zur Wirkung hat, den Kolben 42 zum offenen Ende des Pumpengehäuses 41 zu ziehen. Eine Zwinge 52 ist im offenen Ende des Pumpengehäuses befestigt, um als Anschlag für den Kolben 42 zu dienen, und definiert so eine Ruhestellung des Kolbens 42. Wenn der Drückerstab 21 betätigt wird, schiebt sich nach einem bestimmten Totgang m der Mantel 47 auf das Ansatzstück 48, wobei er eine Pumpenkammer 43 isoliert, die vom Pumpengehäuse 41 und dem Kolben 42 definiert wird. Der Druck des in der Pumpenkammer 43 enthaltenen nicht komprimierbaren Produkt steigt an, bis er ausreicht, um die Nadel 49 gegen die Wirkung der Feder 51 von ihrem Sitz 50 loszulösen. Das Produkt wird dann durch den Stab 21 ausgestoßen und der Kolben 42 sinkt über einen bestimmten Nutzhub u in die Pumpenkammer ab. Sobald die Sinkbewegung des Kolbens endet, wird die Nadel 49 von neuem von der Feder 51 gegen den Sitz 50 angelegt, so daß die Pumpenkammer von neuem isoliert ist. Wenn der Drückerstab 21 nicht mehr beansprucht wird, bringt die Feder 51 den Kolben 42 und den Stab 21 in ihre Ruhestellung zurück, während die Pumpenkammer 43 in Unterdruck gerät: am Ende dieser Bewegung löst sich der Mantel 47 vom Ansatzstück 48 und eine neue Produktdosis wird in die Pumpenkammer 43 angesaugt. Der Mantel 47 spielt also die Rolle eines Eingansgventils, während die Nadel 49 die Rolle eines Ausgangsventils spielt.
Die Figuren 6 und 7 zeigen ein Beispiel eine Pumpe der zweiten oben definierten Art in ihrer Betätigungsstellung. Die Pumpe 22 der Figuren 6 und 7 wird allgemein durch Gießen von synthetischen Materialien hergestellt und enthält ein hohles Pumpengehäuse 61, das eine Pumpenkammer 72 mit nicht kreisförmigem Querschnitt definiert, aus Elastomermaterial hergestellt und radial elastisch verformbar ist. Das Pumpengehäuse 61 erstreckt sich zwischen einem offenen Ende, das teilweise von einer Ringdichtung 63 verschlossen wird, die von einer aufgeklemmten Metallschale 64 gehalten wird, und einem verjüngten Ende 62, das mit einem Tank 74 des Produkts in Verbindung steht. Die Pumpe 22 weist weiter einen Drückerstab 21 auf. Der Drückerstab 21 enthält einen erweiterten Bereich 66, der dicht in der Dichtung 63 gleitet und die Rolle eines Kolbens spielt, und er verlängert sich zum verjüngten Ende 62 des Pumpengehäuses durch einen Stab 67 geringen Querschnitts, der dicht in das verjüngte Ende 62 des Pumpengehäuses eindringt, wenn der Drückerstab 21 betätigt wird. Der Drückerstab 21 weist außerdem einen axialen Auslaßkanal 68 auf, der seitlich über mindestens eine Öffnung 69 mündet, die im erweiterten Bereich 66 ausgebildet ist. Schließlich drückt eine Rückholfeder 70 den Drückerstab 21 nach außen, während der Drückerstab eine Außenschulter 71 an der Basis seines erweiterten Bereichs 66 aufweist, die gegen die Dichtung 63 in Anschlag kommt, wenn der Drückerstab in einer Ruhestellung ist.
Wenn die Pumpe 22 in ihrer Ruhestellung ist, wird der schmale Stab 67 aus dem verjüngten Ende 62 des Pumpengehäuses entfernt und die Auslaßöffnung 69 wird von der Pumpenkammer durch die Dichtung 63 getrennt (in Figur 6 befände sich die Öffnung 69 oberhalb der Dichtung 63). Wenn der Drückerstab 21 in das Pumpengehäuse 61 eingedrückt wird, fügt sich der Stab 67 nach einem bestimmten Totgang zuerst in das verjüngte Ende 62 ein, indem er die Pumpenkammer 62 isoliert, und dann ruft das Absinken des Stabs 65 aufgrund des einen Kolben bildenden erweiterten Bereichs 66 einen Druckanstieg des in der Pumpenkammer 72 enthaltenen Produkts hervor. Dieser Druckanstieg äußert sich in einer elastischen radialen Verformung des Pumpengehäuses 61 in Richtung der Pfeile 73 der Figur 7. Wenn der Stab 65 ausreichend eingedrückt ist, damit die Öffnung 69 in die Pumpenkammer eindringt, wie in Figur 6 gezeigt, beginnt das Produkt, durch die Öffnung 69 ausgestoßen zu werden, während der Pumpengehäuse 61 wieder seine ursprüngliche Form annimmt. Wenn man den Drückerstab 21 losläßt, steigt er unter der Wirkung der Rückholfeder 70 wieder hoch. Die Öffnung 69 steigt zuerst aus der Pumpenkammer 72 hoch, indem sie diese isoliert, und dann erzeugt das Aufsteigen des Drückerstabs einen Unterdruck in der Pumpenkammer 72, und schließlich befreit sich der schmale Stab 67 aus dem verjüngten Ende 62, wodurch das Ansaugen einer Produktdosis in die Pumpenkammer 72 bewirkt wird. Der schmale Stab 67 spielt also die Rolle eines Eingangsventils, während der erweiterte Bereich 66 des Drükkerstabs gleichzeitig als Kolben und als Auslaßventil dient.
Die beiden soeben als Beispiele beschriebenen Pumpen sind nicht beschränkend zu verstehen, sondern sollen nur verständlich machen, wie eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. In jedem Fall besitzt eine solche Pumpe ein hohles Pumpengehäuse, das eine Pumpenkammer definiert, ein von einem Drückerstab betätigtes Kolbenmittel, das die Pumpenkammer komprimieren kann, wobei der Kolben zwischen einer Ruhestellung oder "oberem Totpunkt" und einer Endstellung oder "unterem Totpunkt" bewegt werden kann, ein Eingangsventilmittel und ein Ausgangsventilmittel, die je nur den Einlaß bzw. nur den Auslaß des Produkts in oder aus der Pumpenkammer ermöglichen. Bei ihren üblichen Anwendungen, wo sie per Hand betätigt werden, enthalten solche Pumpen ein elastisches Mittel zum Zurückholen des Kolbens. Es ist erfindungsgemäß jedoch möglich, die Pumpe mit Mitteln zu betätigen, die den Drückerstab des Kolbens abwechselnd eindrücken und hochziehen: in diesem Fall ist es bei einer Vielzahl von Pumpentypen möglich, das elastische Rückholmittel des Kolbens wegzulassen, zum Beispiel bei der Pumpe der Figuren 6 und 7. Dies ist insofern besonders vorteilhaft, als man so verhindern kann, daß das elastische Mittel, im allgemeinen eine Metallfeder, mit dem Produkt in der Pumpenkammer in Berührung tritt, was es erlaubt, eine Verschmutzung dieses Produkts durch Rosten der Feder oder aufgrund eventueller Schwermetalle in der Zusammensetzung des Federmaterials zu vermeiden. Es ist jedoch anzumerken, daß das Weglassen des elastischen Rückholmittels nur bei Pumpen möglich ist, bei denen das elastische Mittel nur die Funktion hat, das Kolbenmittel zu beanspruchen; die Pumpe der Figur 5 zum Beispiel kann nicht ohne ihre Rückholfeder funktionieren, da diese auch dazu dient, in der Phase des Aufsteigens des Kolbens das Ausgangsventil zu schließen und das Eingangsventil zu öffnen.
In der Ausführungsform der Figur 1 muß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Pumpe 22 mit einem elastischen Rückholmittel für den Kolben aufweisen, wie weiter unten beschrieben wird.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckglieds 31.
Das Druckglied 31 enthält einen Körper 1 oder Kopf und eine längliche Düse 2, die hier eine Spritzdüse bildet und aus zwei Teilen 2A, 2B besteht, einem äußeren Teil oder Ansatzstück und einem inneren Teil, beide von länglicher Form. Der innere Teil ist über eine gewisse Länge in einen im Ansatzstück ausgebildeten Hohlraum eingeführt durch die Öffnung 3 dieses Hohlraums an einem der Enden des äußeren Teils. Der Auslaß der Spritzdüse wird von einer Öffnung 4 im Ansatzstück an dem der Öffnung 3 entgegengesetzten Ende gebildet. Die Wände des Hohlraums und/oder die Wände des in den Hohlraum eingeführten inneren Teils enthalten Reliefausbildungen wie z.B. Rippen, Nuten oder Abflachungen, um Durchlässe zwischen dem Loch 4 der Spritzdüse und dem Eingang 3 des Hohlraums zu bilden. Das Ansatzstück enthält Kerben 5 und der innere Teil Kerben 6 zur Befestigung der Spritzdüse im geeigneten Hohlraum des Druckglieds. Der innere Teil wird mit Kraft in das Ansatzstück eingefügt, um ihn durch einen Bereich 20A mit verringertem Durchmesser durchzuführen. Die beiden Teile können eventuell anschließend aneinander befestigt werden, zum Beispiel durch Ultraschallschweißen.
Der Druckglied 1 enthält einen senkrechten zylindrischen Mantel 7 zur Befestigung, der sich nach unten erstreckt und vorgesehen ist, um auf den Betätigungsstab der Pumpe 22 (Figur 4) aufgeschoben zu werden. Das Innere 8 des Mantels steht mit einem waagrechten länglichen Hohlraum 9 in Verbindung, der die Spritzdüse aufnimmt, um die hydraulische Verbindung vom Drückerstab 21 der Pumpe bis zur Spritzdüse zu gewährleisten. Dieser Hohlraum hat zwei unterschiedliche Durchmesser, die den beiden Durchmessern der Spritzdüse entsprechen. Diese beiden Teile sind mit Kerben 10, 11 versehen, die den Kerben 5, 6 der Spritzdüse entsprechen. Wie aus Figur 3 hervorgeht, ist anzumerken, daß ein Druckanstieg der Flüssigkeit innerhalb der Spritzdüse zur Wirkung hat, den inneren Teil der Spritzdüse zum Boden des Hohlraums 9 zu drücken und sich so dem Ausstoßen der Spritzdüse aus dem Hohlraum zu widersetzen.
Die Gesamtheit des zusammengebauten Druckglieds 31 ist in Figur 4 dargestellt. Obwohl das soeben beschriebene Druckglied für die Herstellung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ist, kann diese auch auf andere Arten von Druckgliedern und Spritzdüsen angewandt werden. Insbesondere, wenn man das Produkt ohne Zerstäubung verteilen will, kann das Druckglied 31 keine Zerstäuber-Spritzdüse, sondern zum Beispiel einfach eine Düse 2 aufweisen, die einen ausreichend großen Ausgangsdurchlaßquerschnitt hat.
Das Einklinken des Ansatzstücks 2A und des inneren Teils 2B in den Körper 1 ermöglicht es dem Druckglied, hohe Drücke einer Größenordnung von 100 Bar oder mehr auszuhalten, die bei der sehr schnellen Betätigung der Vorrichtung erzeugt werden können.
Erfindungsgemäß ist das Druckglied vorzugsweise in der Achse des Mantels 7, d.h. in der Achse des Steuerstabs einer Pumpe, mit einem Befestigungsmittel der Art Kugelgelenk für das untere Ende des Betätigungsstabs 24 versehen, der mit dem Kern 25 des Betätigungsmittels 30 verbunden ist. Diese Art Druckglied erlaubt es, mit dem gleichen Körper 1 unterschiedliche Düsen oder Spritzdüsen aufzusetzen, insbesondere mit verschiedenen Längen, die an die verschiedenen auszustoßenden Produkte angepaßt sind: Lacke, Parfüms usw.
In Figur 3 ist das Druckglied mit einem Vorsprung 12 versehen, der eine Kugel 13 enthält, die mindestens einen Schlitz 13b aufweisen kann, um ihr eine gewisse Elastizität zu verleihen, insbesondere um sie in eine hohle Kugel 13a des Endes des Betätigungsstabs 24 einzufügen und so durch Einklemmen eine Befestigung herzustellen, d.h. durch Einklinken. Der Schlitz 13b könnte eventuell durch Nuten ersetzt werden.
In Figur 4 und in Figur 1 besitzt der Vorsprung 12 eine hohle Kugel 14, die eine kompakte Kugel 23 des Endes des Betätigungsstabs 24 aufnehmen kann. Die Wand der hohlen Kugel 14 kann Nuten oder Schlitze 14a aufweisen, um die Verbindung elastisch zu machen und das Aufklemmen auf das Ende 23 und die relative Bewegung zwischen den beiden Teilen 14 und 23 des Kugelgelenks zu erleichtern.
Die das Druckglied 31 der Figuren 2 bis 4 bildenden drei Teile 1, 2A, 2B können durch Spritzguß hergestellt werden.
Die für die Herstellung dieser drei Teile 1, 2A und 2B verwendeten Materialien können zum Beispiel Polypropylen oder Polyäthylenterephthalat für den Kopf und Polybutylenterephthalat oder ein Acetalharz für das Ansatzstück 2A und das Innere 2B der Spritzdüse sein, die also sogar durch Radio-Sterilisation sterilisiert werden können.
Der Betrieb der Vorrichtung der Figur 1 ist wie folgt.
Wenn das Solenoid 26 betätigt wird, wird der Kern 25 abrupt in Richtung der Pumpe 22 bewegt und drückt auf den Drückerstab 21 der Pumpe mittels des Betätigungsstabs 24 und des Druckglieds 31. Das Kolbenmittel der Pumpe 22 wird so betätigt, was den Ausstoß einer Dosis des Produkts durch die Düse 2 des Druckglieds bewirkt. Die Bewegung setzt sich bis zu einer Anschlagstellung fort, die hier unterer Totpunkt genannt wird. Vorteilhafterweise wird der untere Totpunkt durch eine Krone 80 definiert, die außerhalb des Kerns 25 an seinem von der Pumpe 22 entfernten Ende ausgebildet ist, wobei die Krone 80 eventuell gegen eine Scheibe 81 aus dämpfendem Material anschlägt, um die Vibrationen und das Zurückspringen des Kerns 25 zu vermeiden. Eine Metallscheibe 92 ist im allgemeinen zwischen das Solenoid 26 und die Scheibe 81 gelegt, um die Wirkung des Solenoids zu verbessern.
Sobald das Solenoid 26 nicht mehr betätigt wird, stößt das elastische Rückholmittel des Kolbenmittels der Pumpe 22 das Kolbenmittel der Pumpe 22 bis in seiner Ruhestellung zurück, und auf dieses Weise stößt es den Drückerstab 21, das Druckglied 31, den Stab 24 und den Kern 25 in ihre Ursprungsstellung.
Aufgrund der Verbindung zwischen dem Stab 24 und dem Druckglied 31 ist die Bewegung der Pumpe 22 perfekt synchron mit der des Kerns 25, was Geräusche, Vibrationen und die Ungenauigkeit der Dosierung aufgrund der Entsynchronisierung verhindert. Außerdem verhindert diese Verbindung das Zurückspringen des Kerns und verringert die Vibrationen, die nicht von einer entsynchronisierung verursacht werden. Das Betätigungsmittel 30 kann so mit einer sehr hohen Frequenz betätigt werden, zum Beispiel 1 bis 50 Hin- und Herbewegungen pro Sekunde oder mehr.
Insbesondere erleichtert die Verwendung einer Kugelgelenk-Verbindung den Zusammenbau der Vorrichtung insbesondere durch Aufklemmen und ermöglicht es, Fehler in allen Richtungen zu kompensieren sowie eventuelle Verformungen, zum Beispiel Vibrationen des Druckglieds, zu absorbieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem Gehäuse 100 (siehe Figur 11) enthalten sein, das zum Beispiel in der Hand gehalten werden soll und eine Haube aufweist, die das Betätigungsmittel 30 und den Stab 24 verstärkt. Der Zusammenbau der Vorrichtung kann durch Einklinken des mit der Pumpe 22 und dem Druckglied 31 versehenen Tanks auf die Haube des Gehäuses geschehen: vorteilhafterweise wird der Stab 24 beim Einklinken des Tanks gleichzeitig auf das Druckglied 31 aufgeklemmt.
Die Vorrichtung der Figur 1 ist auch insofern vorteilhaft, als sie keine Rückholfeder für den Kern 25 benötigt, was den Herstellungspreis verringert. Es könnte aber eine Rückholfeder für den Kern 25 vorgesehen werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Figuren 8 und 8a stellen eine Variante der Vorrichtung der Figur 1 dar, bei der der Tank 74 des Produkts einen speziellen Hals 78 aufweist, der mit dem Tank ausgebildet oder darauf befestigt wird, zum Beispiel durch Schraubverbindung. Der Hals 78 wird in einem Gehäuse 100 (siehe Figur 11) befestigt, das das Betätigungsmittel 30 und den Betätigungsstab 24 enthält. Diese Befestigung kann zum Beispiel durch Einführen in eine Aushöhlung des Gehäuses geschehen, die eine zum Hals 78 komplementäre Form hat, und Verriegeln durch Drehung des Halses 78, indem das Einklinken eines Vorsprungs 79 des Halses in ein komplementäres Relief des Gehäuses bewirkt wird. Beim Einführen des Halses 78 in das Gehäuse koppelt sich das Druckglied 31 mit dem Betätigungsstab 24 durch Einklinken.
Wenn der Tank 74 leer ist, ersetzt man die aus der Pumpe 22, dem Tank 74 und dem Druckglied 31 bestehende Einheit. Damit das Druckglied 31 sich beim diesem Auswechseln nicht vom Betätigungsstab 21 der Pumpe 22 löst, sieht man zwei Arme 76 zum Zurückhalten des Druckglieds vor, die fest mit dem Tank 74 und der Pumpe 22 verbunden sind. Zum Beispiel kann das Druckglied 31 einen rückwärtigen Bereich 82 mit Rechteckquerschnitt aufweisen, und die Arme 76 sind zwei elastische Arme, die sich parallel zum Drückerstab 21 zwischen einem fest mit dem Tank 74 und der Pumpe 22 verbundenen Ende und einem mit einer Kerbe 77 versehenen Ende erstrecken, die das Druckglied 31 zwischen den beiden Armen 76 hält und die Bewegung des Druckglieds von der Pumpe 22 weg begrenzt. So stören die Arme nicht die wechselseitige Bewegung des Druckglieds 31 bei der Betätigung der Pumpe 22.
Der Hals 78 kann eine zentrale Wanne 83 aufweisen, die eine Kapsel 75 aus Kunststoffmaterial aufnimmt, die zur Befestigung der Pumpe 22 zum Beispiel mit Kraft in die Schale 83 eingedrückt wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die Arme 76 fest mit der Kapsel 75 verbunden sind: zum Beispiel können die Arme 76 in einem Stück mit der Kapsel 75 gegossen werden.
Figur 9 zeigt eine weitere Variante der Vorrichtung der Figur 1, bei der das Druckglied 31 mit dem Drückerstab 21 der Pumpe fest verbunden ist: zum Beispiel enthält der Mantel 7 des Druckglieds eine innere Ringnut 7a und der Drückerstab 21 enthält eine komplementäre Ringrippe 21a, die sich in die Nut 7a einklinkt. Vorteilhafterweise weist die Rippe 21a eine von der Pumpe 22 entfernte kegelstumpfförmige Fläche und eine zur Pumpe 22 hin gerichtete radiale Fläche auf. Andere äquivalente Einklinkmittel könnten vorgesehen sein, oder das Druckglied 31 könnte eventuell durch ein beliebiges anderes Mittel fest mit dem Drückerstab 21 verbunden sein. Wenn der Tank ausgewechselt wird, wird das Druckglied 31 so vom Gehäuse mit der Pumpe 22 und dem Tank 74 entfernt, ohne die Gefahr, daß das Druckglied am Betätigungsstab 24 befestigt bleiben könnte.
Figur 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Kern 25 des Solenoids eine Rückholfeder 84 oder ein anderes äquivalentes elastisches Mittel aufweist, und die Pumpe 22 hat keine Rückholfeder. Außerdem ist das Druckglied 31 auf dem Drückerstab 21 befestigt, zum Beispiel durch Einklinken, wie weiter oben in Bezug auf Figur 9 beschrieben wurde. Nach der Aktivierung und dann der Desaktivierung des Solenoids 26 zieht so die Feder 84 den Kern 25, der seinerseits den Betätigungsstab 24, das Druckglied 31 und den Drükkerstab 21 betätigt, was das Kolbenmittel der Pumpe 22 in seiner Ruhestellung zurückbringt. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders vorteilhaft insofern als die Pumpe 22 keine Rückholfeder mehr aufweist, mit allen Vorteilen, die weiter oben erwähnt wurden. Die Ruhestellung der beweglichen Einheit kann von der Pumpe 22 erzwungen werden, insbesondere durch einen Anschlag des Kolbens gegen einen anderen Teil der Pumpe, oder aber diese Ruhestellung kann durch eine fest mit dem Betätigungsstab 24 verbundene Krone (oder eine Erweiterung) 86 erzwungen werden, die gegen ein festes Element anschlägt, zum Beispiel eine Scheibe 85 aus dämpfendem Material: man vermeidet so, an den Verklinkungen der Verbindungen zwischen dem Druckglied und dem Stab 24 einerseits und dem Druckglied und dem Drückerstab 21 andererseits zu ziehen, wenn die Vorrichtung in Ruhestellung ist.
Das feste Element, gegen das die Krone oder die Erweiterung 86 anschlägt, kann beliebige Form haben. Zum Beispiel kann dieses Element, wie in Figur 11 dargestellt, eine feste konische Wand 94 sein, die sich zum Druckglied 31 hin verbreitert, wobei ein Dämpfungsmittel, wie z.B. eine torusförmige Scheibe 93, vorteilhafterweise zwischen der konischen Wand 94 und der Verbreiterung oder der Krone 86 des Stabs vorgesehen ist. Das Dämpfungsmittel kann fest mit der festen konischen Wand oder der Krone 86 verbunden sein oder aber zwischen der Verbreiterung 86 und der konischen Wand frei angeordnet sein.
So ist die aus dem Kern 25, dem Stab 24, dem Druckglied 31, dem Drückerstab und dem Kolben gebildete Einheit zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verschiebbar, die per Konstruktion vorbestimmt sind und die entweder durch den Anschlag des Kolbens oder eines beweglichen Teils der Pumpe gegen ein festes Teil der Pumpe oder durch den Anschlag eines außerhalb der Pumpe liegenden beweglichen Teils (den Kern 25, den Stab 24 usw.) gegen ein festes Teil festgesetzt sind. Auf diese Weise bestimmt man durch die Konstruktion gleichzeitig:
- den Totgang des Kolbens, wenn die Pumpe ein Eingangsventil besitzt, das sich durch relative Verschiebung eines mit dem Kolben verschiebbaren Teils in Bezug auf ein festes Teil schließt: dieser Totgang bestimmt die Länge, über die der Kern 25 beschleunigen kann, indem er kinetische Energie ansammelt, ehe er das in der Pumpenkammer enthaltene Produkt komprimiert,
- den Nutzhub des Kolbens, während dem der Kolben das in der Pumpenkammer enthaltene Produkt komprimiert; der Nutzhub bestimmt die Dosis des ausgegebenen Produkts für eine bestimmte Pumpe.
Wie in den Figuren 12 und 13 dargestellt, kann außerdem die Stellung des unteren Totpunkts der beweglichen Einheit, die vom Kern 25, dem Stab 24, dem Druckglied 31, dem Drückerstab 21 und dem Kolben gebildet wird, vom Benutzer eingestellt werden. Man kann so den Durchsatz der Vorrichtung variieren, ohne die Betätigungsfrequenz des Kerns 25 zu verändern, die zum Beispiel auf 38 Hz festgesetzt werden kann.
In Figur 12 ist das Solenoid in einen Raum 95 eingeschlossen, der eine obere Wanne 96 besitzt, die die Krone 80 des Kerns 25 aufnimmt. Die Wanne 96 besitzt eine Seitenwand 97 mit einem Innengewinde, während ein Einstellring 98 mit einem Außengewinde in die Seitenwand 97 geschraubt ist. Der Ring 98 besitzt eine Seitenwand 98a, die zwischen einem Ende nahe dem Solenoid, das eine Innenkrone 98b aufweist, und einem vom Solenoid entfernten Ende liegt, das mit einem Innenrand 98c versehen ist. Die Krone 80 des Kerns gleitet axial in der Seitenwand 98a des Rings 98 und die Krone 98b dient als Anschlag für die Krone 80 und bestimmt so den unteren Totpunkt des Kolbens der Pumpe, und somit das Dosisvolumen, das von der Pumpe bei jeder Betätigung ausgestoßen wird.
Vorteilhafterweise kann der Ring 98 einen Index 99 aufweisen und die Wand 97 oder eine andere feste Wand kann Dosisangaben aufweisen, entsprechend dem Index 99.
Der Ring kann Dämpfungsmittel wie die Scheibe 81 aus biegsamem Material aufweisen, die weiter oben beschrieben wurde und die hier zwischen den Kronen 81 und 98b angeordnet würde. In einer Variante, wie in Figur 12 dargestellt, enthält der Einstellring 98 ein besonderes Dämpfungsmittel, das aus einer Manschette 101 aus biegsamem Kunststoffmaterial besteht, zum Beispiel aus Neopren, die um die Krone 80 und im Inneren des Einstellrings 98 angeordnet ist. Die Manschette 101 kann sich vom Solenoid 26 weg erweitern, in welchem Fall der Einstellring 98 einen erweiterten Bereich 98d in der Nähe seines Rands 98c aufweisen kann. Die Manschette 101 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 101a, das einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Rands 98c des Rings hat und das gegen den Rand anschlägt, und einem zweiten Ende 101b, das an der Krone 80 des Kerns 25 befestigt ist. Das Ende 101b der Manschette besitzt eine erste ringförmige Rippe 102, die sich gegen eine Fläche 80a der Krone 80 radial nach innen erstreckt, welche zur Krone 98b hin gerichtet ist. Die Befestigung der Manschette 101 an der Krone 80 kann durch ein beliebiges bekanntes Mittel geschehen: zum Beispiel, wie in den Figuren 12 und 13 dargestellt, kann die Manschette 101 eine zweite innere ringförmige Rippe 103 aufweisen, die sich in eine entsprechende Nut der Krone 80 einfügt, oder die sich gegen die obere Fläche 80b der Krone 80 legen könnte. Wenn der Kern 25 nach unten verschoben wird, dämpft die Rippe 102 so den Stoß zwischen den Kronen 80 und 98b, und wenn der Kern 25 nach oben verschoben wird, wird die Manschette 101 gegen den Rand 98c komprimiert, und hat so die Neigung, die Vibrationen der beweglichen Einheit zu dämpfen, wenn sie am oberen Anschlag ankommt. Aufgrund ihrer Geschmeidigkeit paßt sich die Manschette 101 den verschiedenen Einstellungen des Rings 98 an.
Die Figuren 16 bis 18 zeigen eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Totpunkt des Kerns 25 einstellbar ist. In dieser Variante, wie in der Variante der Figur 11, wird der obere Totpunkt des Kerns durch das Vorhandensein einer Schulter 86 des Stabs 24 erzwungen, die gegen eine konische Wand 94 anschlägt, die fest mit dem Solenoid 26 verbunden ist. Eine Scheibe 93 aus dämpfendem Material ist zwischen die Schulter 86 und die Wand 94 geschoben, aber die Scheibe ist hier fest mit der Schulter 86 mittels eines Reliefs 105 des Stabs 24 verbunden. Das Relief 105 kann ein elastischer Ring sein, der auf den Stab 24 aufgeklemmt ist.
Der untere Totpunkt des Kerns wird durch einen Einstellring 106 erzwungen, gegen den die äußere Krone 80 des Kerns anschlägt. Eine Scheibe 81 aus dämpfendem Material ist zwischen den Einstellring 106 und die Krone 80 eingeschoben. Der Ring 106 kann um den Kern 25 in Drehung versetzt werden, zum Beispiel mittels eines Stabs 107, der nach oben vorsteht und dem Benutzer zugänglich ist.
Ein ringförmiges Teil 108, das fest mit dem Solenoid verbunden ist, umgibt den Kern 25. Das Teil 108 enthält eine Krone 109, die sich in Bezug auf das Solenoid axial bis zu einer oberen Endfläche 110 erstreckt. Die Endfläche 110 enthält drei identische Ausschnitte 111, die je 120º voneinander entfernt sind. Jeder Ausschnitt 111 ist treppenförmig und enthält eine Folge von kleinen gestuften Wannen 112.
Der Einstellring 106 enthält eine axiale Krone 113, die sich auf die Krone 109 aufsetzt und die Führung des Rings 106 in Drehung erlaubt. Der Ring 106 enthält weiter drei Zapfen 114, die sich im Inneren der Krone 113 befinden und einen Abstand von 120º haben und die sich in die Ausschnitte 111 der Krone 109 einfügen, indem sie in den Wannen 112 aufliegen. Gemäß der Winkelausrichtung des Einstellrings 106 drücken die Zapfen 114 auf Wannen, die sich in unterschiedlichen Höhen befinden, und daher variiert die Position des Einstellrings 106 in der Höhe.
Andere Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind möglich. Wie in Figur 14 dargestellt, kann der Körper 1 des Druckglieds aus einem Stück mit dem Kolben geformt werden. Im Fall der Pumpe der Figur 5 besteht die Zwinge 52 dann aus zwei Teilen, die um den Drückerstab 21 herum montiert werden, ehe sie in die Pumpe eingesetzt werden. Wie in Figur 14 gezeigt, kann die Zwinge 52 mit der Kapsel 75 der Figuren 8 und 9 ausgebildet sein, die dann auch aus zwei Teilen besteht, die um den Drückerstab 21 herum angeordnet werden. Der Zusammenbau der beiden Teile kann zum Beispiel durch Ineinanderfügen oder Einklinken der Stäbe 90 in komplementäre Löcher 91 geschehen, die entsprechend auf den beiden Teilen angeordnet sind.
Die Figuren 15 und 15a zeigen eine weitere Variante der Vorrichtung, bei der der Stab 24 nicht am Druckglied 31 befestigt ist, sondern direkt auf dem Drückerstab 21 der Pumpe. Hierzu kann der Drückerstab eine Krone 104 aufweisen, die radial nach außen zeigt, auf die elastische Arme 115 einklinken, die fest mit dem Stab 24 verbunden sind. Es können zum Beispiel vier Arme 115 sein, die auf der Peripherie der Krone 104 verteilt sind.
Figur 19 zeigt einen verformbaren Tank, der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann, insbesondere wenn die Pumpe 22 ohne Wiederaufnahme von Luft arbeitet, d.h. ohne Luft in den Tank zu lassen. Der Tank 74 der Figuren 8 und 9 ist aus einem ziemlich biegsamen Material ausgebildet, wie z.B. Polyäthylen. Er enthält einen im wesentlichen steifen Kragen 205. Eine relative dicke, also steife Wand 260 erstreckt sich ausgehend vom Kragen 205 radial nach außen. Die Wand 260 verlängert sich axial nach unten in einer dünnen, also biegsamen zylindrischen Seitenwand 261. Die Seitenwand 261 schließt sich an einen ziemlich dicken, also steifen Boden 263 an. Der Boden 263 enthält vorteilhafterweise eine Ringrippe 264 auf seiner Außenseite, deren Nützlichkeit weiter unten beschrieben wird. Der Boden 263 hat eine Breite, die geringfügig kleiner ist als der freie Raum in der Mitte der Seitenwand 261.
Wie in Figur 19 dargestellt, kann der verformbare Tank 74 in eine steife Hülle 270 eingeführt werden, ehe der Hals 78 auf den Kragen 205 geschraubt wird, und eine Flachdichtung 81 kann zwischen den Hals 78 und den Kragen 205 eingefügt werden. Die Hülle 270 enthält eine ringförmige obere Wand 271, die eine zentrale Öffnung 271a aufweist, welche den Kragen 205 durchläßt. Die obere Wand 271 erstreckt sich radial nach außen bis zu einer Seitenwand 272. Die Wand 272 erstreckt sich axial nach unten bis zu einem unteren Ende 272a. Das untere Ende 272a ist offen und kann einen Boden 273 aufnehmen, der mittels eines beliebigen bekannten Mittels aufgeschraubt oder lösbar befestigt wird (zum Beispiel Befestigung durch Vierteldrehung). Zwischen dem Boden 274 der Hülle und dem Boden 263 des Tanks zieht eine Feder 236 den Boden 263 des Tanks nach oben. Im gezeigten Beispiel ist die Feder 236 mit Kraft auf ein zentrales Relief 274 des Bodens 273 eingepaßt und ist durch die Ringrippe 264 auf den Boden 263 des Tanks zentriert, aber die Feder 236 könnte eine andere Form oder eine andere Einbauweise aufweisen. Die Feder 236 könnte eventuell durch ein anderes äquivalentes elastisches Mittel ersetzt werden.
Mit fortschreitendem Verbrauch des Produkts steigt der Boden 263 in die Seitenwand 261 hoch, indem er diese auf sich selber faltet (d.h. indem er sie hochschiebt), wie im rechten Teil der Figur 19 zu sehen ist, bis der Boden 263 mit der Wand 261 in Kontakt gerät. Die Feder 236 hält im Tank 74 einen ausreichenden Druck aufrecht, um zu vermeiden, daß ein Teil des Produkts verdampft und eine Gastasche erzeugt, durch die die Pumpe leerlaufen könnte. Der von der Feder 236 aufgezwungene Druck könnte derart sein, daß der Gesamtdruck im Tank zum Beispiel mindestens gleich dem Atmosphärendruck, oder eventuell um mindestens 20 kPa höher als der Atmosphärendruck ist, was gewährleistet, daß sich keine Gastasche durch Bildung von Dampf ausgehend vom im Tank enthaltenen Produkt bildet, sogar bei alkoholischen Lösungen. Die Pumpe 22 kann also nicht aufgrund der Ausbildung einer solchen Gastasche während des Betriebs leerlaufen.

Claims

1. - Vorrichtung zur Zerstäubung oder Verteilung von Flüssigprodukten, die sich zusamrnensetzt aus

- einer einfachwirkenden Pumpe (22) mit einem Pumpengehäuse (41, 61), das einen Pumpenraum (43, 72) mit einem Fassungsvermögen von weniger als 500 Mikrolitern hat, der normalerweise das zu zerstäubende oder zu verteilende Flüssigprodukt enthält und mit einem Kolben (42, 66) ausgestattet ist, der durch einen Druckstab (21) in Bewegung gesetzt wird, der hohl ist und damit den Durchfluß des Produktes erlaubt, wobei der genannte Druckab teilweise aus dem Pumpengehäuse herausragt und der genannte Kolben (42, 66) in den Pumpenraum (43, 72) gleitet, um das Flüssigprodukt hinauszudrücken, wenn der genannte Druckstab hineingedrückt ist,

- einer Druckvonichtung (31), der mit dem genannten Druckstab (21) der Pumpe formschlüssig ist und mit dem genannten Druckstab (21) verbunden ist, damit das Produkt austreten kann, wobei die genannte Druckvorrichtung sich außerhalb des genannten Pumpengehäuses befindet, und

- einer Antriebsvorrichtung (30) mit hohem Arbeitstempo, die ein Solenoid (26) hat und einen Kern (25), der in das Solenoid gleitet und durch genanntes Solenoid angetrieben wird, sowie einen beweglichen Teil (24), der mit genanntem Kern formschlüssig verbunden ist, um den Druckstab (21) immer wieder anzutreiben, indem der genannte Druckstab hineingedrückt wird, wenn das genannte Solenoid erregt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung (31) mit dem genannten beweglichen Teil (24) der Antriebsvorrichtung durch eine Verbindung verbunden ist, die kein Spiel in Axialrichtung des Druckstabes (21) aufweist,

2. - Vorrichtung geinäß Anspruch 1, bei der die Druckvorrichtung (31) und der genannte bewegliche Teil (24) durch ein Gelenk (13, 13a; 14, 23) verbunden sind.

3. - Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der das genannte Gelenk ein Kugelgelenk (13, 13; 14, 23) ist.

4. - Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die Druckvorrichtung ein Kugelprofil (13) aufweist und der bewegliche Teil (24) der Antriebsvorrichtung (30) eine kugelförmige Vertiefung (13a) aufweist, die so beschaffen ist, daß sie das Kugelprofil der Druckvorrichtung mit Axialeinklinken aufnehmen kann.

5. - Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die Druckvorrichtung (31) eine kugelförmige Vertiefung (14) aufweist und der bewegliche Teil (24) der Antriebsvorrichtung (30) mit einem Kugelprofil (23) versehen ist, das so beschaffen ist, daß es in die genannte Vertiefung (14) der Druckvorrichtung eingeführt und axial eingeklinkt werden kann.

6. - Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5. bei der das genannte Kugelprofil (13, 23) mit Schlitzen (13b) versehen ist, um ein Einrasten in die genannte kugelförmige Vertiefung (13a, 14) zu erleichtern.

7. - Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der das genannte Kugelprofil (13, 23) Nuten (13b) aulweist, um das Einrasten in genannte kugelförmige Vertiefung (13a, 14) zu erleichtern.

8. - Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der die kugelförmige Vertiefung (13a, 14) mit Schlitzen (14a) versehen ist, um ein Einrasten auf dem genannten Kugelprofil zu erleichtern.

9. - Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der die genannte kugelförmige Vertiefung (13a, 14) Nuten aufweist, um ein Einrasten auf dem Kugelprofil zu erleichtern.

10. - Vorrichtung gemäß den vorangehenden Anspüchen, bei der die Druckvorrichtung (1) aus Plastik ist und der genannte bewegliche Teil (24) der Antriesbsvorrichtung (30) aus Metall ist.

11. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Druckvorrichtung eine Düse (2) aufweist, die in eine Vertiefung (9) der 13 ruckvorrichtungs (31) eingeführt ist, wobei die genannte Düse (2B) zwei Zylinder mit unterschiedlichem Durchmesser darstellt, von denen jeder mit Aufhängungsmöglichkeiten (5,6) versehen ist, die den Aufhängungsmöglichkeiten (10, 11) auf den Oberflächen gegenüber den Vertieftingen der Druckvorrichtung entsprechen.

12. - Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der die Düse aus zwei Teilen (2A, 2B) mit unterschiedlichem Durchmesser besteht, von denen der eine in den anderen eingesetzt ist, mit einem äußeren Teil (2A), der über die Druckvorrichtung herausragt und einem inneren Teil (2B), der in den Boden der Vertiefung (9) der Druckvorrichtung (31) derart eingeführt ist, daß der Druck zwischen den beiden Düsenteilen den inneren Teil (2B) zum Boden der Vertiefting der Druckvorrichtung zieht.

13. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Pumpe ein elastisches Organ (51, 70) zur Rückholung des Kolbens (42, 66) aufweist, wobei genanntes elastisches Organ (51, 70) auch der Rückholung der Antriebsvorrichtung (30) dient, um den Kern (25) zurückzuholen.

14. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Pumpe (22) kein inneres elastisches Organ zur Rückholung des Kolbens (42, 66) aufweist, die Druckworrichtung (31) mit der Druckstab (21) der Pumpe verbunden ist und die Antriebsvorrichtung (30) ein elastisches Rückholorgun (84) aufweist, um den Kern (25) zurückzuholen und das auch der Rückholung des Pumpenkolbens dient.

15. - Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, mit elastischen Armen (76), die an jeder Seite der Druckworrichtung (31) angebracht sind und von dem jeder ein mit der Pumpe (22) verbundenes Ende aufweist sowie ein freies Ende, versehen mit einer Kerbe (77), die die Fortbewegung der Druckvorrichtung (31) in die Richtung begrenzen, in der sie sich von der Pumpe (22) entfernt.

16. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Druckvorrichtung (31) mit dem Druckstab (21) der Pumpe durch Einklinken verbunden ist.

17. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die genannte Antriebsvorrichtung (30) Ruheanschlagsvorrichtungen (85,86; 93, 86) aufveist, um den Lauf des Kerns (25) in die Richtung, in der er sich von der Pumpe (22) entfernt, einzugrenzen

18. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Antriebsvorrichtung (30) Endanschlagsvorrichtungen (80, 81; 80, 98) aufweist, um den Lauf des Kern (25) in der Endstellung zu begrenzen, in der der Kern der Pumpe am nächsten ist.

19. - Vorrichtung gemäß Anspruch 18, bei der die genannten Endanschlagsvorrichtungen einstellbar sind, um die Endstellung des Kerns (25) zu verändern.

20. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Pumpe eine Einlaßklappe aufveist, die sich durch relative Verschiebung der beiden Teile (47, 48; 67, 72), von denen einer im anderen gleitet, schließt, wobei einer dieser Teile (47, 67) sich mit dem Kolben (42, 66) verschieben läßt und die Einlaßklappe sich erst nach einem gewissen Leerlauf (m) des Kolbens (42, 66) schließt.

21. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Kern (25) außen eine Krone (80) hat und in einem Koaxialring (98) gleitet mit einstellbarer Stellung, wobei der genannte Ring (98) innen eine Krone (98b) hat, die den Lauf der Krone (80) des Kerns in Richtung Pumpe (22) begrenzt und der genannte Ring (98) außerdem innen eine Randleiste (98c) hat, die gegenüber der Pumpe (22) liegt im Verhältnis zur Krone (80) des Kerns und der Ring (98) eine elastische Dämpfungsmanschette (101) aufweist, deren eines Ende (101a) gegen den Innenrand (98c) des Ringes (98) verkeift ist und deren anderes Ende (101b) an der Krone (80) des Kerns festgemacht ist.

22. - Vorrichtung gemäß Anspruch 21, bei der das genannte zweite Ende (101b) der elastischen Manschette (101) innen eine Rippe aufveist, die zwischen Krone (80) des Kerns und Innenkrone (98b) des Ringes angeordnet ist.

23. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Pumpe (22) ohne Luftwiederaufnahme arbeitet, wobei die Vorrichtung einen verformbaren Behälter (74) hat, mit einem Oberteil (26), in dem eine Öffnung für die Pumpe (205) angebracht ist und der Behälter (74) mindestens eine verformbare Wand (261) hat. wobei die verformbare Wand so beschaffen ist, daß sie sich verschieben kann zwischen einer ersten Position, bei der der Behälter (74) ein maximales Innenvolumen zeigt, und einer zweiten Position, bei der der Behälter (74) ein Innenvolumen von ungefähr Null hat und die Vorrichtung außerdem elastische Mittel (236) hat, die die genannte verformbare Wand (261) in die zweite Position ziehen mit einer Kraft, die genügt, um in der Umgebung der Pumpe (22) einen Dmck zu schaffen, der über dem Dampfdruck des Produktes mit Zimmertemperatur liegt, unabhängig von der Position der genannten verformbaren Wand (261).

24. - Vorrichtung gemäß Anspruch 23, bei der der durch die elastischen Mittel erzeugte Druck mindestens dem Luffdruck entspricht.

25. - Vorrichtung gemäß Anspruch 23, bei der der besagte durch die elastischen Mittel (236) erzeugte Druck mindestens 20 kPa über dem Luftdruck liegt.

26. - Vorrichtung gemäß Anspruch 23, bei der die verformbare Wand einen starren Boden (263) hat und eine elastische Seitenwand (261), wobei die elastischen Mittel (236) den starren Boden (263) zur Pumpe (22) hin ziehen und wenn das Volumen des Produktes im Behälter (74) sich verringert, der Boden (263) der verformbaren Wand sich zur Pumpe (22) hin verschiebt, indem er die elastische Seitenwand (261) nach und nach um sich selbst herumdreht.

27. - Vorrichtung gemäß Anspruch 26, bei der der Behälter von einem starren Mantel (272) umgeben ist, der in seiner Form ungefähr komplementär zur Seitenwand (261) des genannten Behälters (74) ist.