DE6933795U - Einfachwirkende handbetaetigte schubkolbenpumpe - Google Patents

Description

Dipl.lng. EIDENI=IER DipI.Chem. Dr. RUFF Dipl.-lng. J. BEIER

7 StiJttgart-1. NeckarstraßeSO Tel. 294507

12o August 1969 - JB/A

Anmelder: Ing«. Erich Pfeiffer KG₉ Radolfzell

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Einfachwirkende handbetätigte Schubkolbenpumpe |

(Zusatz zu Patent _o ... <»»· ¹I

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Das Hauptpatent betrifft eine einfachwirkende handbetätigte Schubkolbenpumpe zur Anbringung auf einem Gefäß, insbesondere für Parfüms oder dergl., mit einem in einem Pumpenzylinder geführten hohlen Kolben und einem Ventilkorper mit einem mit dem Kolben zusammenwirkenden Ventil sitz, bei der der Ventilkörper durch eine Druckfeder entgegen der Betätigungsrichtung aufwärts gedruckt ist, wobei der Kolben einen dünnwandigen elastischen Hals aufweist, der unter axialem Druck eine axiale Verschiebung des abdichtend an der Zylinderwand anliegenden Kolbenteils erlaubt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Pumpe nach dem Hauptpatent weiter zu vereinfachen, d.h. bei zumindest gleich guter Wirkungsweise dia Anzahl der notwendigen Einzelteile zu vermindern und damit die Form-, Herstellungs- und Montagekosten zu senken. Es sollen ferner die Anforderungen an die Präzision der einzelnen Teile verringert werden.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der aus elastischem Material bestehende hohle Kolben ohne Zwischenschaltung einer Kolbenstange unmittelbar in einen gegebenenfalls eine Zerstäuberdüse tragenden Betätigungsdrücker eingesetzt ist, daß in den hohlen Kolben ein Ventilkörper eingesetzt ist, der in seinem in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz liegenden oberen Teil einen mit einem hohlen Kolbenteil verbundenen Verbindungskanal hat und mit dem Kolben an seinem oberen Teil in Achsrichtung fest verbunden ist, und daß der elastische Hals im Bereich des Ventilkörpers liegt.

Diese Ausbildung bietet folgende Vorteile: Durch die Tatsache, daß der Kolben unmittelbar mit dem Betätigungs- drücker verbunden ist, wird ein Teil, nämlich die Kolbenstange, vollständig eingespart. Vor allen» entfällt dadurch die bisher notwendige Einspannung und Abdichtung des Kolbens bzw. des Kolbenhalses an der Kolbenstange, die Pumpe hat also eine Dichtstelle weniger. Diese Einspannung mußte mit größter Präzision hergestellt werden, um einen genauen Preßsitz und die Dichtheit zu garantieren. Der Ventilkörper findet in dem hohlen Kolben eine gute Aufnahme, so daß sowohl die Kolbenbohrung als auch der Außendurchmesser des oberen Teils des Ventilkörpers mit erheblich größeren

Toleranzen hergestellt werden kann. Im gleichen Maße

wird die Verbindung zwischen dem Betätigungsdrücker und dem Kolben verbessert. Da die Teile bei derartigen Zerstäubern durchweg aus Kunststoff hergestellt sind und lediglich durch Zusammendrücken, d.h. durch einen Preßsitz, mitein-.

ander verbunden werden, mußten sehr enge Toleranzen eingehalten werden, um den Betätigungsdrücker mit der Kolbenstange zu verbinden. Wenn der Betätigungsdrücker abgenommen

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werden sollte, so konnte der gesamte Zerstäuber zerstört werden, wenn der Preßsitz etwas zu fest war. Dieser Nachteil ist bei dem Gegenstand der Erfindung vermieden, da der nunmehr mit dem Betätigungsdrücker in Verbindung stehende Kolben aus einem elastischen Material besteht, so daß stets eine zwar dichte, aber nicht übermäßig feste Verbindung gewährleistet ist· Der Betätigungsdrücker kann dagegen aus einem besonders harten Material gefertigt werden, das die Präzision im Bereich der Zerstäuberdüse garantiert.

Es hat sich herausgestellt, daß die Schubkolbenpumpe nach der Erfindung bestens funktioniert. Das ist insofern erstaunlich, als man nicht annehmen sollte, daß der aus einem relativ weichen und elastischen Material bestehende Kolben, dessen Hals sich unter einem Stauchdruck elastisch verformen soll und dessen untere Dichtmeinschette so elastisch sein muß, daß sie gut abdichtend an der Zylinderwand anliegt, bei der relativ langen freien Stützlänge bis zum Betätigungsdrücker den dort auftretenden Druck- und Biegekräften gewachsen ist. Zum Teil wird eine erwünschte Versteifung dadurch erzielt, daß der Ventilkörper mit seinem oberen Teil relativ weit in den Kolben hineinragte

Bei einer Schubkolbenpumpe, bei der der mit einer oberen, vorzugsweise kegligen Dichtfläche versehene Kolben an einer in den Pumpenzylinder hineinragenden Dichthülse anliegt und im unbetätigten Zustand einen Belüftungsweg zwischen dem Gefäßinneren über Durchbrüche in der Pumpenzylinderwand und der Außenluft verschließt, ist nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Dichthülse als einstückiger Bestandteil der auf der

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Gefäßöffnung ausitzenden Kappe ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise der Pumpenzylinder in eine Ringnut der Kappe eingesetzt, wobei der die Ringnut nach innen umgebende rohrförmige Teil der Kappe die Dichthülse bildet. Auf diese Weise wird bei einer Schubkolbenpumpe, die eine im Ruhezustand sicher verschlossene Belüftung aufweist, die gesonderte Herstellung und Hontage eines weiteren Teils vermieden.

Die auf der Gefäßöffilling aufsitzende und diese abdichtende Kappe weist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Ringnut mit einer Hinterschneidung auf, die unter Aufweitung auf die entsprechend ausgebildete Gefäßmündung aufschiebbar ist und auf dieser einrastet. Auf diese Weise wird die formtechnisch schwierig herzustellende übliche Schraubverbindung vermieden» Auch das ent sprechende Gefäß ist einfacher herzustellen, und Gefäß und Kappe sind mit einem erheblich geringeren Montageaufwand mitteinander zu verbinden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert»

Die Zeichnung zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch eine als Parfümzerstäuber dienende Schubkolbenpumpe nach der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Schubkolbenpumpe besitzt eine Kappe 11, die auf der Mündung eines strichpunktiert angedeuteten Gefässes 12 aufsitzt, dieses verschließt

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und die mechrmlsch bewegten Teile der Pumpe trägt. Bel dem Gefäß handelt es sich beispielsweise um einen Behälter für Parfüms oder dgl. Die obere Mündung 13 des Gefässes 12 besitzt einen umlaufenden äußeren Wulst 14. Die aus Kunststoff bestehende Kappe 11 besitzt entsprechend der Mündung 13 des Gefässes 12 eine ringförmige Nut 15, deren In der Zeichnung unterer Teil durch einen umlaufenden Vorsprung 16 verengt 1st. Die Nut besitzt ferner eine Einlaufschräge 17. Es 1st zu erkennen, daß die Kappe 11 unter Anwendung eines Druckes auf das Gefäß 12 aufgesetzt werden kann. Dabei wird durch Zusammenwirken des Wulstes 14 mit der Einlaufschräge 17 der sich an die Nut 15 nach außen anschließende ringförmige Teil der Kappe aufgeweitet, bis der Vorsprung 16 hinter dem Wulst einrasten kann. Die Kappe wird somit einfach und sicher auf dem Gefäß festgelegte Gegenüber der bisher üblichen Verschraubung 1st sowohl die Herstellung ols auch die Montage erheblich vereinfacht.

In die Kappe 11 ist ein Pumpenzylinder 18 eingesetzt. Er besitzt eine oberen Flansch und ist in eine tiefe, axial verlaufende Ringnut in der Kappe 11 eingepreßt, wobei der Flansch in eine entsprechend ausgebildete umlaufende Ausnehmung der Ringnut eingreift. Dabei kann das die Ausnehmung füllende Formteil beim Spritzen des Kunststoffteils einfach durch die Ringnut herausgezogen werden, wobei sich die entsprechenden Teile der Kappe elastisch verformen. Eine entsprechende Verformung tritt beim Einpressen des Pumpenzylinders 18 ausο

Um den in die Kappe eingesetzten Teil des Pumpenzylinders 18 herum bildet sich ein rohrförmiger Abschnitt, der nach innen von einer Mittelbohrung 19 begrenzt ist und, wie später noch erläutert wird, eine Dichthülse 20 bildet.

Der Pumpenzylinder 18 besitzt ein unteres Ansaugrohr 21, das nach oben in einem kegligen Sitz 22 eine Ventilkugel ] 23 eines Rückschlagventils aufnimmt» Im oberen Teil des

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Zylinders befindet sich ein Kolben 24, der aus einem relativ elastischen Kunststoffmater!al besteht. Der mit einer durchgehenden, abgesetzten Mittelbohrung 25 versehene Kolben 24 besitzt in seinem unteren Teil eine Manschette 26, die an der Zylinderwand 27 anliegt und durch Aufweitung infolge des Flüssigkeitsdruckes gut abdichtend an diese angepreßt werden kann. An die Manschette anschließend besitzt der Kolben einen abgesetzten bzw. kegligen Teil 28, der in der oberen Lage des Kolbens an der Dichthülse 20 anliegt« Oberhalb des kegligen Teiles ist der Kolben, wie bereits erwähnt, «rohrförmig und relativ dünnwandig. Es bildet sich dadurch ein elastischer Hals 29, der sich unter axialem Stauchdruck aufweitet und somit eine axiale Verschiebung des unteren Kolbenteiles 26,28 ermöglicht.

Der Kolben ist mit einem verdickten Teil SO aus der Kappe hinausgeführt und reicht bis in einen Betätigungsdrücker 31, der im Vergleich zum Kolben aus einem starren Material besteht. Der Teil 30 des Kolbens 24 ist in exner mittigen Bohrung 32 des Betätigungsdrückers mit einem Preßsitz aufgenommen. Die Mittelbohrung 25 reicht bis in eine zentrale Ausnehmung 33 des Betätigungsdrückers hinein, die mit einer an sich bekannten, in den Betätigungsdrücker eingesetzten Zerstäuberdüse 34 in Verbindung steht» Der Betätigungsdrücker 31 besitzt einen äußeren Mantel 35, der über einen napfförmigen Ansatz 36 der Kappe übersteht, so daß zwischen diesen Teilen eine gewisse Führungswirkung entsteht. In den Kolben ist ein Ventilkörper 37 eingesetzt? Dieser besitzt einen Ventilteller 38, der mit einem Ventilsitz 39 des Kolbens zusammenarbeitet« Um stets eine gute Abdichtung zu garantieren, ist der mit dem Ventilsitz zusammenarbeitende Teil des Ventiltellers als Ringschneide ausgebildet.

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Zum Pumpenzylinder hin besitzt der Ventilkörper einen Vorsprung 40, um den herum eine auf den Ventilteller

36 einwirkende Druckfeder 41 zentriert ist, die sich

im unteren Teil des mit dem Ventilsitz 22 und dem Ansaugrohr 21 einstückig ausgebildeten Pumpenzylinders ab stützt.

In der Zeichnung oberhalb des Ventiltellers 38 besitzt der Ventilkörpei. ein relativ langes rohrförmiges Teil 42, dessen Bohrung 43 mit der Bohrung 25 des Kolbens in Verbindung steht. Der rohrförmige Teil 42 des Ventilkörper s 37 ist in eineia vergrößerten Abschnitt 44 der Bohrung 25 des Kolbens aufgenommen und stützt sich gegen einen Absatz 45 axial ab· Die Kolbenbohrung 25 besitzt in ihrem in der Zeichnung unteren Teil eine konische Erweiterung 46, die die Ifentilf lache 38,39 mit Querbohrung@n 47 im Ventilkörper verbindet, die in die Mittelbohrung 43 hineinragen.

Zwischen dem den rohrförmigen Teil 42 des Ventilkörpers

37 umgebenden Hals 29 und dem konischen Abschnitt 46 liegt der Kolben an dem rohrförmigen Teil 42 an.

Es ist zu bemerken, daß der rohrförmige Teil 42 des Ventilkörpers 37 relativ weit, und zwar in der Zeichnung etwa bis z\ Hälfte der Kolbenlänge, in den hohlen Kolben hineinragt« Er ist in dem Kolben mit einrm Preßsitz eingespannt. Der Pumpenzylinder besitzt in seinem zwischen der Dichthülse und der Anlage der Kolbenmanschette 46 an der Zylinderwand 27 gelegenen^Teil Belüftungskanäle 48, die durch Bohrungen in der Zylinderwand gebildet sind.

Die Hontage der bis auf die Feder 41 und die Kugel 23 aus Kunststoff bestehenden Schubkolbenpumpe erfolgt aus-

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schließlich durch Zusammenstecken. Es ist kein einziger Schraub- oder Klebevorgang, der die Montage erschweren würde, erforderlich» Wie bereits erwähnt, erfolgt auch das Aussetzen der gesamten Pumpe auf das Gefäß 12 durch bloßes Aufschieben, wobei die Pumpe auf diesem kraft- und formschlüssig einrastet.

Die Schubkolbenpumpe nach der Erfindung arbeitet wie folgt:

In der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage steht der Kolben unter der Kraft der Feder 4l in seiner oberen Stellung. Dabei liegt sein kegliger Teil 28 an der Dichthülse 20 an und schließt den Gefäßinnenraum gegen die Außenluft dicht ab. Das zwischen dem Ventilteller 38 und dem Ventilsitz 35 gebildete Auslaßventil ist geschlossen* Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist der elastische Hals 29 leicht ingestaucht und bringt somit eine zusätzliche Vorspannung auf das Auslaßventil auf. Die Dichthülse 20 hat eine innere Ausnehmung 50, die eine Aufweitung des Halses 29 erlaubt. Beim Abwärtsdrücken des Betätigungs-

>0 drückers 31 wird der Kolben abwärts bewegt, wobei das Rückschlagventil 22,23 geschlossen ist und die Kolbenmanschette 26 infolge des sich aufbauenden Flüssigkeitsdruckes absolut dicht an der Zylinderwand 27 anliegt.Das Auslaßventil 38,39 bleibt jedoch in der ersten Phase des Niederdrückens geschlossen, da der elastische Hals 29 mit seiner Vorspannung eine Öffnung verhindert. Erst wenn der auf die Ringfläche zwischen Aulaßventilsitz und Zylinderwand wirkende Flüssigkeitsdruck ausreichend hoch geworden ist, daß der Stauchdruck auf den Kolben eine weitere Aufweitung des Halses 29 herbeiführen kann, wird der untere Teil des Kolbens zum oberen Teil des Kolbens und damit zum Ventilkörper 37 aufwärts verschoben, so daß das Ventil ^!

38,39 öffnet und die in dem Zylind«rraum 49 befindliche,

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unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Bohrungen 47,43, 25 sowie die Ausnehmung 33 und die Zerstäuberdüse 34 austritt und versprüht wird. Es ist zu erkennen, daß eine Flüssigkeitsförderung erst einsetzt, wenn der Flüssigkeitsdruck ausreichend hoch ist, um eine gute Zerstäubung in der Düse 34 zu ermöglichen_o

Am Ende des Förderhubes, d.h. bei weiterem Niederdrücken

des BetätigungsdrUckers 31 und des Kolbens 24j kommt die Kolbenmanschette 26 in den Bereich von Ausnehmungen in der Zylinderwand 27. Diese Ausnehmungen, die als umlaufende Nut oder als einzelne Ausnehmungen In der Zylinderwand aus= gebildet sein können, bewirken, daß der im Zylinderraum 49 aufgebaute Flüssigkeitsdruck schlagartig zusammenbricht, in-dem die Flüssigkeit außen an der Kolbenmanschette 26 vorbei und durch die Belüftungskanäle 43 in das Gefäß zurückströmt. Dadurch wird vermieden, daß der für die Zerstäubung wesentliche Druck langsam nachläßt und die Zerstäuberdüse 34 nachtropft·

Während des Niederdrückens des Kolbens stand das Gefäßinnere über die Belüftungskanäle 48 und den Ringspalt zwischen Dichthülse 20 und Kolben 24 mit der Außenluft in Verbindung, so daß eine der verspritzten Flüssigkeitsmenge entsprechende Luftmenge in das Behälterinnere nachströmen konnte.

Nährend des unter Wirkung der Feder 41 erfolgenden Aufvärtshubes wird das Rückschlagventil 22,23 geöffnet und über das Ansaugrohr 21,auf das eine nicht dargestellte Verlängerung *ufschiebbar ist, Flüssigkeit aus dem Gefäß in den Zylinderraue 49 nachgesaugt.

3Q Es ist xu erkennen, daß die Pumpe **ch-der -Erfindung ■it eines Minismsi an Einzelteilen aufgebaut und mit einfachen Arbeitsgingen leicht und schnell zu montieren ist.

Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Einfachwirkende handbetätigte Schubkolbenpumpe zur Anbringung auf einem Gefäß, Insbesondere für Parfüm oder dergl· mit einem in einem Pumpenzylinder geführten hohlen Kolben und einem VenttlkÖrper mit einem mit dem Kolben zusammenwirkenden Ventilsits, bei der der Ventilkorper durch eine Druckfeder entgegen der Betätigungs richtung aufwärts gedruckt 1st, wobei der Kolben einen dünnwandigen elastischen Hals aufweist, der unter axialem Druck eine axiale Verschiebung des abdichtend an der Zylinderwand anliegenden Kolbenteils erlaubt nach _v

   dadurch gekennzeichnet, daß der aus elastischem Material bestehende hohle Kolben (24) ohne Zwischenschaltung einer Kolbenstange unmittelbar in einen gegebenenfalls eine Zerstäuberdüse (34) tragenden Betätigungsdrücker (31) eingesetzt ist, daß in den hohlen Kolben (24) ein Ventilkörper (37) eingesetzt ist, der in seinem in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz (38,39) liegenden oberen Teil (42) einen mit dem hohlen Kolbenteil (25) verbundenen Verbindungskanal (47,43) hat und mit dem Kolben (24) an seinem oberen Teil (42) in Achsrichtung fest verbunden ist, und daß der elastische Hals (29) im Bereich des Ventilkörpers (37) liegt.

   2· Schubkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) in seinem bis zum Betätigungsdrücker (31) reichenden Teil (30) dickwandig ausgebildet ist»

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   3. Schubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (42) des Ventilkörpers im Inneren des Kolbens. (24) eine große Einspannlänge hat und bis etwa zur halben Kolbenlänge in diesen hineinreicht.

   "4. Schubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der BetätigungsdrUcker (31) aus einem starren Material besteht.

   5. Schubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Gefäßmündung (13) aufsitzende und diese abdichtende Kappe (1 ) eine Ringnut (15) mit einer Hinterschneidung aufweist, die unter Aufweitung auf die entsprechend mit einem Wulst (14) versehene Gefäßmündung (13) aufschiebbar ist und auf dieser einrastet.

   6. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb des Wulstes (14) liegende Abschnitt der Mündung von der Kappe (11) von innen und außen abdichtend umfaßt isto

   7. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (11) als Dichtung wirkt.

   8· Schubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sr. der Außenseite der Kappe «ine beim Aufdrücken der Kappe mit der Wulst zusammenwirkende Einlaufschräge vorhanden ist.

   9. Schubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der mit einer oberen, vorzugsweise kegligen Dichtfläche versehene Kolben an einer in den Pumpenzylinder hineinragenden Dichthülse anliegt und im unbetätigten Zustand einen Belüftungs-

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   weg zwischen dem Gefäßinneren über Durchbrüche in der Pumpenzylinderwand und der Außenluft verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (20) als einstückiger Bestandteil der auf der Gefäßmündug (13) aufsitzenden Kappe (11) ausgebildet ist.

   10. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (18) in eine axial verlaufende Ringnut der Kappe (11) eingepreßt ist, wobei der die Ringnut nach innen umgebende rohrförmige Teil der Kappe (11) die Dichthülse (20) bildet.

   n. Schubkolbenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder einen oberen Flansch besitzt, der in eins entsprechende Ausnehmung der axial verlaufenden Ringnut der Kappe einrastet.

   12. Schubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da- * durch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (20) im Bereich des elastischen Halses (29) des Kolbens (24) eine vergrößerte Innenbohrung (50) hat.