DE69609233T2

DE69609233T2 - Vordruckpumpenzerstäuber

Info

Publication number: DE69609233T2
Application number: DE69609233T
Authority: DE
Inventors: Pedro Pares Montaner; Victor Ribera Turro
Original assignee: Monturas SA
Current assignee: Monturas SA
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: JPH09103718A; SI9600118A; BR9601332A; EP0737519B1; CA2174186C; ES2148625T3; CN1063683C; HK1003201A1; JP3372166B2; CN1136526A; CZ107496A3; EP0737519A2; DE69609233D1; CA2174186A1; EP0737519A3; AR001621A1; CZ288430B6; US5638996A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Pumpzerstäuber, umfassend:[0001]
- einen Pumpkörper einschließlich eines Zylinders mit einem ventil-kontrollierten Zulauf an einem unteren Ende von diesem;
- einen wechselseitigen Kolben in dem genannten Zylinder, um eine variable Volumenpumpkammer zu definieren,
- eine Kolbenstange, die einen Auslaufdurchgang und ein unteres vergrößertes, einen Auslaufventilsitz bildendes Ende hat, wobei sich ein oberes Ende der genannten Stange außerhalb eines oberen Endes des genannten Zylinders erstreckt, wobei sich die Stange durch den genannten Kolben zum Pendeln zwischen einer inaktiven Position und einer Endposition erstreckt;
wobei der genannte Kolben im Eingriff mit dem genannten Ventilsitz in einer Auslauf-Geschlossen-Position ist und außer Eingriff mit dem genannten Ventilsitz in einer Auslauf-Offen- Position ist;
- primäre Federmittel für das Spannen der Kolbenstange gegen die inaktive Position;
- sekundäre Federmittel, die sich zwischen den genannten Kolben und einem auf der genannten Kolbenstange vorgesehenen Vorsprung erstrecken, um die Bewegung der genannten Kolbenstange auf den genannten Kolben zu übertragen, wobei die sekundären Federmittel eine vorausbestimmte Federkraft für das Spannen des Kolbens gegen die genannte Auslaufs- Geschlossenposition aufweisen, wenn die genannte Kraft den Pumpkammerdruck übersteigt, wobei der Kolben zu der genannten offenen Position verschoben wird, wenn der Pumpkammerdruck die genannte Federkraft übersteigt.
[0002] Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung von im Stand der Technik bekannten Strukturen dieses allgemeinen Typs durch die Einführung eines schnell arbeitenden Auslaufventils, das einen reibenden Eingriff zwischen dem Ventilsitz auf der Kolbenstange und dem Kolben, der als Ventil dient, vermeidet, um auf diese Weise präzisere Vordruckwerte zu bewirken, welche das Austreten von Flüssigkeiten bei geringeren Drücken vermeiden, wodurch Tröpfeln, Rinnen und Sabbern von Stoff aus der Auslauföffnung vermieden werden.
[0003] Vordruck-Pumpzerstäuber des oben genannten allgemeinen Typs sind weit verbreitet für das Sprühen von feinem Nebel von Flüssigkeiten wie Parfüms, Eaux de Cologne sowie bei vielen anderen Produkten der Körperpflege. Eine der Eigenschaften der Pumpe besteht darin, insgesamt relativ kurz zu sein, in der Größe vergleichbar mit einer Parfümflasche ohne Pumpzerstäuber, d. h. der Pumpzerstäuber sollte den gleichen Deckel, die gleiche Schutzkappe, etc., haben und ferner sollte der Pumpmechanismus nicht durch die Glas- oder Plastikflasche an ihrem Hals sichtbar sein, ähnlich einer Flasche ohne Pumpe. Um dies zu erreichen und da der innere Durchmesser eines typischen Flaschenhalses für eine solche Flasche begrenzt ist, ist es wichtig, eine möglichst gute Optimierung der Größenabmessungen jedes Elements des Pumpzerstäubers zu erreichen.
[0004] Einer der vielen Nachteile eines Pumpzerstäubers ohne Vordruck ist seine Unfähigkeit, den Auslass am Ende eines Druckstoßes schnell zu schließen, wodurch verbleibende Inhaltsstoffe tröpfelnd und rinnend austreten.
[0005] Das US-Patent 4,051,983 beschreibt einen Vordruck- Pumpzerstäuber mit einer Rückholfeder für einen einzigen Kolben und mit einem kegelförmigen Auslassventil, das innerhalb des Kolbens sitzt. Im Ergebnis wird ein hochgradig akzeptabler, feiner Sprühnebel ausgegeben, ohne dass Tröpfeln, Rinnen oder Sabbern beim Schliefen des Auslaufs aufträten.
[0006] Jedoch kann das Maß des Vordrucks nicht einzeln reguliert werden, und die Vordruckkraft ändert sich während des Wegs des Kolbens, so dass die zur Betätigung benötigte Fingerkraft hoch ist. Außerdem ist die Ausgabemenge der Pumpe verglichen mit der Länge des Wegs des Pumpstoßes gering, und die Abmessungen der Pumpe sind groß verglichen mit der Ausgabemenge.
[0007] Das US-Patent 4,856,677 offenbart einen Vordruck- Pumpenzerstäuber mit zwei Federn. Die Gesamthöhe der Pumpe ist gering und der gesamte Pumpstoß wird in eine Ausgabemenge umgesetzt. Es wird nur eine verringerte Fingerkraft für die Pumpbetätigung benötigt, und die zwei Federn wirken in entgegengesetzter Richtung, wodurch die Vordruckkraft während des Kolbenwegs hinreichend konstant ist.
[0008] Eine ringförmige Dichtung am unteren Ende des Kolbens erfordert eine gleitende Relativbewegung der Kolbenstange, um eine seitliche Auslauföffnung zur Steuerung der Ausgabe zu verdecken und wieder aufzudecken. Eine solche Anordnung führt zum Erzeugen von Tröpfeln und Rinnen und sogar Sabbern am Anfang eines jeden Druckstoßes.
[0009] Das US-Patent 4,941,595, das ebenfalls dem Anmelder gehört, offenbart einen Vordruck-Pumpzerstäuber mit einem sekundären Zylinder, der am Pumpkolben befestigt ist, um einen Sekundärkolben/Auslaufventil aufzunehmen, der eine gleitende Bewegung ermöglichend befestigt ist. Ferner wird eine Sekundärfeder offenbart, die den Sekundärkolben in Richtung einer Auslaufventil-Geschlossen-Position vorspannt.
[0010] Aufgrund des konstanten Vordrucks während des Druckstoßes kann dieser Pumpzerstäuber mit geringer Kraft betätigt werden. Ein hochgradig befriedigender feiner Sprühnebel wird erzeugt, ohne Tröpfeln, Rinnen oder Sabbern zu erzeugen, da ein apruptes und sauberes Schließen der Ausgabe durch das Vorsehen eines konischen Auslaufventils bewirkt wird.
[0011] Eine große Palette von Stoffen kann effektiv von diesem bekannten Zerstäuber zerstäubt werden, wobei er auf die Eigenschaften der jeweilig zu sprühenden Flüssigkeit durch ein Ändern der sekundären Feder angepasst wird. Viskose Stoffe und Gele können daher effektiv zerstäubt werden.
[0012] Es wird jedoch ein relativ großer Pumpzylinder benötigt, um den Sekundärzylinder aufzunehmen.
[0013] Das US-Patent 5,234,135 ist ähnlich strukturiert wie das Patent 4,856,677, insofern als eine reibende relative Gleitbewegung zwischen der Kolbenstange und den Kolben zum Schließen und Öffnen einer seitlichen Auslauföffnung für die Steuerung der Ausgabe benötigt wird. Zwei Federn werden unabhängig voneinander eingesetzt, und eine Rücksaug- Eigenschaft wurde hinzugefügt.
[0014] Die Pumpe kann mit geringer Kraft betätigt werden und hat insgesamt relativ kurze Abmessungen. Das Rücksaug-System am Ende des Kolbenhubs erzeugt einen Unterdruck in einer zweiten inneren Kammer, um die Bildung von Tröpfchen und Rinnsalen an der Ausgabeöffnung zu vermeiden.
[0015] Jedoch verhindert die benötigte reibende Gleitbewegung zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder zur Steuerung der Ausgabe ein schnelles und vollständiges Schließen der Ausgabe, wodurch Tröpfeln, Rinnen und Sabbern oder sogar eine verminderte Qualität des Sprühnebels erzeugt werden. Obwohl ein derartiger bekannter Zerstäuber an verschiedene Stoffe angepasst werden kann, ist der Bereich in der Praxis aufgrund der Erzeugung eines Sprühnebels (d. h. Strahls) von geringer Qualität begrenzt.
[0016] Die EP-A-301 615 offenbart einen Pumpzerstäuber des Eingangs genannten Typs. Jedoch hat diese bekannte Pumpe nur eine begrenzte Kraft, die durch die Lippendichtung des Kolbens auf die Kolbenstange ausgeübt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

[0017] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vordruck-Pumpzerstäuber anzugeben, der zwei Federn aufweist, die die Vordruckwerte erhöhen, während die Nachteile der bekannten Pumpzerstäuber vermieden werden, in dem ein schnell arbeitender und sauberer Auslaufverschluss vorgesehen wird, ohne dass eine Rücksaug-Fähigkeit benötigt würde, und mit relativ geringen Gesamtabmessungen. Die vorliegende Pumpe benötigt nur eine geringe Kraft zur Bedienung und erzeugt einen qualitativ hochwertigen feinen Sprühnebel, ohne dass es am Anfang oder Ende eines Druckstoßes zum Tröpfeln oder Sabbern kommt oder dass Rinnsale erzeugt würden.
[0018] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Pumpzerstäuber erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass der genannte Ventilsitz eine kegelförmige, in einer Richtung nach außen von der Pumpkammer weg geneigte Wand umfasst, um einen spitzen Winkel mit der genannten Kolbenstange zu bilden; der genannte im Querschnitt wesentlich U-förmige Kolben ein Paar abhängiger, beabstandeter ringförmiger Lippendichtungen umfasst, wobei eine der genannten Lippendichtungen eine Kolbendichtung in verschiebbarem Dichtungseingriff mit einer Innenwand des genannten Zylinders umfasst, wobei die andere der genannten Lippendichtungen eine ringförmige Dichtung in verschiebbarem Eingriff mit der genannten Kolbenstange definiert, die für den ausschließlichen Eingriff mit der genannten kegelförmigen Wand entlang einer kreisförmigen Linie eine scharfe kreisförmige Kante formt, um ohne Verschiebung den Auslaufdurchgang während des Kolbenbetriebes schnell und abrupt zu öffnen und zu schließen.
[0019] Ein kegelförmiger (oder kugelförmiger oder paraboloidförmiger) Auslaufventilsitz und ein Auslaufventil auf dem Kolben mit einer scharfen, ringförmigen Kante, die sich auf den kegelförmigen Ventilsitz längs einer kreisförmigen Linie ohne Gleiten stützt, steuert die Ausgabe effektiv ohne Leckage durch ihre Öffnung am Anfang oder Ende eines Druckstoßes. Eine Vielzahl von Stoffen kann effektiv zerstäubt werden, da die Pumpe auf die jeweiligen Eigenschaften durch Ändern der sekundären Feder angepasst werden kann. Aufgrund des verbesserten Zerstäubers verbleibt weniger Stoff an oder nahe der Austrittsöffnung, wodurch die Notwendigkeit für einen Rücksaug- Mechanismus vermieden wird.
[0020] Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung deutlich, wenn sie zusammen mit den anliegenden Figuren gelesen wird.

Kurze Beschreibung der Figuren

[0021] Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht eines bekannten Vordruck-Pumpzerstäubers, der in seiner inaktiven Position gezeigt ist;
Fig. 1A ist eine vertikale Schnittansicht eines alternativen bekannten Auslaufventilsitzes;
Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich der gemäß Fig. 1 des Pumpzerstäubers in der Endposition des Kolbens, um das Initialisieren zu erleichtern;
Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der gemäß Fig. 1 des Pumpzerstäubers in der Endposition des Kolbens während eines Pumpvorgangs;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 4-4 der Fig. 1;
Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht eines Teils eines Vordruck-Pumpzerstäubers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6, 7, 8, 9 und 10 sind vertikale Schnittansichten wichtiger Teile des aus dem Stand der Technik bekannten Vordruck-Pumpzerstäubers.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0022] Wenden wir uns nun den Zeichnungen zu, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche und ähnliche Teile in den einzelnen Ansichten zeigen. Ein bekannter Pumpzerstäuber, in den Fig. 1 bis 3 allgemein mit 20 bezeichnet, umfasst einen Pumpkörper, der einen Pumpzylinder 21 aufweist, der ein Senkrohr 22 hält, das sich in einen (nicht gezeigten) Behälter mit zu sprühenden Stoffen erstreckt. Der Pumpkörper ist auf dem Hals des (nicht gezeigten) Behälters mittels eines Verschlusses montiert, der in Form einer Hülse 23 ausgebildet sein kann, die an das obere Ende des Pumpzylinders gecrimpt ist oder in anderer Weise darauf einrastend befestigt ist. Die Schürze 23a der Hülse ist in ähnlicher Weise über den Kopf des Behälterhalses zum Halten des Verschlusses auf den Behälters geklemmt. Eine ringförmige Flanschdichtung 24 befindet sich zwischen der Schulter der Kappe und der oberen Kante des Behälterhalses zum Abdichten von Leckagen. Selbstverständlich können andere Verschlüsse anstelle der Hülse vorgesehen werden, etwa geschraubte Verschlüsse, ohne von der Erfindung abzuweichen.
[0023] Innerhalb des Zylinders ist ein Pumpkolben 25 mit der Möglichkeit zur Ausführung einer Pendelbewegung montiert, wobei der zylinderförmige Körperabschnitt des Kolbens einen mitgeführten, nach außen ausladenden Flansch bzw. eine nach außen ausladende Lippendichtung 26 hat, die in gleitend abdichtendem Eingriff mit der Innenwand des Pumpzylinders steht und dadurch eine Pumpkammer 27 von veränderlichem Volumen definiert.
[0024] Ein Pumpantrieb oder Kolben umfasst eine Kolbenstange 28, die hohl sein kann, um einen Auslauf durch einen Gang 29 zu schaffen, oder er kann in anderer Weise einen Kanal oder Kanäle haben, die den Auslaufdurchgang bilden. Die Kolbenstange erstreckt sich durch den Kolben, um eine pendelnde Bewegung zwischen einer in Fig. 1 gezeigten inaktiven Position und einer in Fig. 2 gezeigten Endposition (während der Initialisierung) und in Fig. 3 (während des Pumpens) ausführen zu können. Ein oberes Ende der Kolbenstange erstreckt sich außerhalb des oberen Endes des Pumpenzylinders. Es hat auf diesem Ende eine Kolbenkappe 31 von bekannter Konstruktion montiert, die einen Auslaufkanal 32 aufweist, der mit den Kanälen 33 des Auslassdurchgangs der Auslaßkappe 34 kommuniziert, die eine Auslassöffnung 35 hat, die Verwirbelungsmechanismen enthält und auf einem Auslassstutzen 36 montiert ist, um die Flüssigkeit während des Pumpens in Tröpfchen aufzulösen und einen feinen Sprühnebel zu erzeugen.
[0025] Die Kolbenstange hat einen sich seitlich erstreckenden ringförmigen Flansch 37, der sich unterhalb einer oberen Wand 38 des Verschlusses befindet, sowie eine ringförmige Flanschdichtung 39, die zwischen der Wand 38 und dem Flansch 37 angeordnet ist und an letzterem befestigt ist.
[0026] Ein vergrößertes Stöpselelement 41 wird in das untere Ende der Kolbenstange gestöpselt, wobei der Stöpsel einen nach oben weisenden Stutzen 42 hat, der Auslasskanäle 43 und eine nach außen vorspringende Kante 44 (siehe Fig. 6) hat, die hinter einer nach innen vorspringenden, auf der Stange 28 ausgebildeten Kante 45 einrastet.
[0027] Das Element 41 hat sich seitlich erstreckende Auslassöffnungen 46 sowie eine mit ihm verbundene Hülse oder hohle Verlängerung 47, die, von einer Schulter 48 ausgehend, sich in die Pumpkammer erstreckt.
[0028] Eine erste Feder, die in Form einer Spiralfeder 49 ausgebildet sein kann, erstreckt sich zwischen der Bodenwand 51 des Pumpzylinders und der Schulter 48, um den Kolben in Richtung seiner inaktiven Position gemäß Fig. 1 vorzuspannen.
[0029] Die Bodenwand 51 des Zylinders hat eine Einlassöffnung 42 und einen Einlassventilsitz 53, gegen den ein Pendelventil 54 zur Steuerung des Einlasses gedrückt ist. Das Pendelventil wird innerhalb der Hülse 47 während des Herunterdrückens des Kolbens gemäß Fig. 2 und 3 und während der Rückkehr des Kolbens geführt.
[0030] Der Kolben weist an seinem oberen Ende ein nach unten auskragendes inneres Lippenventil 55 auf, das sich in gleitendem Dichtungseingriff mit der äußeren Oberfläche der Kolbenstange befindet. Das untere innere Ende des Körperabschnitts des Kolbens wird durch eine zweite Feder in dicht schließendem Eingriff mit dem Stöpselelement gedrückt, wobei die zweite Feder in Form einer Spiralfeder 56 ausgebildet sein kann, die sich zwischen dem Flansch 37 und der oberen Wand des Kolbens erstreckt.
[0031] Das Element 41 hat eine kegelförmige Wand 57, die einen Auslassventilsitz bildet. Auslassöffnungen 46 können die Wand 57 durchdringen, wie es gezeigt ist, oder können sich unterhalb der Dichtung 45 seitlich durch die Kolbenstange erstrecken, was beides im Rahmen der Erfindung liegt.
[0032] Das untere innere Ende des Kolbens, das gegen die kegelförmige Wand 57 drückt, weist eine ringförmige Schulter 58 auf, die eine im wesentlichen scharfe, ringförmige Kante aufweist, die lediglich entlag einer kreisförmigen Linie an der kegelförmigen Wand anliegt, ohne eine Gleitbewegung auszuführen, um den Auslassdurchgang während der Kolbenbewegung schnell und sauber zu öffnen und zu schließen, wie es im Folgenden genauer beschrieben wird.
[0033] Um die Pumpe zu initialisieren, muss die Luft in der Pumpkammer 27 aus der Kammer getrieben und durch flüssigen Stoff ersetzt werden, der aus dem Behälter gefördert wurde, um, wie in jedem Pumpenzerstäuber, zerstäubt zu werden. Die unerwünschte Luft wird aus der Pumpenkammer durch die Auslassöffnungen in die Atmosphäre befördert, wenn eine abwärts gerichtete Fingerkraft auf die Kolbenkappe drückt, wodurch die Kolbenstange aus ihrer Position gemäß Fig. 1 in ihre Position gemäß Fig. 2 gedrückt wird. Während sich die Kolbenstange in den Pumpzylinder senkt, wird der Kolben 25, der an die Kolbenstange durch die zweite Feder 56 gekoppelt ist, ebenfalls in den Zylinder 21 gesenkt. Da die Luft in der Pumpkammer kompressibel ist, bleibt der Kolben gegen das Element 41 gedrückt und bewirkt eine Kompression der Luft in der Pumpkammer, bis die Lippendichtung 26 des Kolbens die Schulter 59 erreicht, die im Pumpzylinder ausgebildet ist. Die Schulter wirkt als Stoppelement, so dass eine fortgesetzte Abwärtsbewegung des Kolbens 28 relativ zum Kolben 25 sich in der Weise auswirkt, dass die Ventilsitzwand 57 von der Schulter 58 des Kolbens 25 getrennt wird, wodurch die Auslassöffnungen 46 geöffnet werden und es der komprimierten Luft ermöglichen, aus der Pumpkammer durch die Auslasskanäle 43, die Auslassdurchlässe 29 und aus der Auslassöffnung über die Kanäle 32 und 33 ausgestoßen zu werden.
[0034] Während der Abwärtsbewegung des Kolbens wird das Pendelventil 54 gegen seinen Einlassventilsitz 53 gedrückt, um den Einlass zu schließen und wird innerhalb der verbundenen Hülse 47 geführt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wird die auf den Kolbenkopf wirkende Fingerkraft aufgehoben, drückt die erste Feder 49 die Kolbenstange federnd nach oben, woraufhin der Kolben wieder mit dem Auslassventilsitz 57 in Eingriff gelangt, um den Auslaß zu schließen, wodurch ein Unterdruck in der Kammer 27 erzeugt wird, der angesichts des atmosphärischen Drucks in dem Behälter dahingehend wirkt, dass Stoff aus dem Behälter durch das Senkrohr und die Pumpkammer durch das geöffnete Einlassventil angesaugt wird.
[0035] Der Kolben 28 muß eventuell zwei- oder dreimal betätigt werden, um die unerwünschte Luft aus der Pumpkammer zu vertreiben und sie durch Stoff zu ersetzen, bis die Pumpe vollständig initialisiert ist. Während des Ansaugvorganges der Pumpe und während der Sprühoperation, die im folgenden beschrieben wird, muß die aus dem Behälter in die Pumpkammer gezogene Flüssigkeit durch Luft bei Atmosphärendruck ersetzt werden, um eine hydraulische Blockade des Kolbens 25 und ein Kollabieren des Behälters zu verhindern. Der Behälter wird durch Ausbilden eines Behälterbelüftungsdurchgangs belüftet, der in Form einer oder mehrerer Nuten 61 am oberen Ende des Pumpzylinders oder durch Ausbilden einer oder mehrerer Lüftungsöffnungen in der Zylinderwand an einem Ort oberhalb des Kolbens 25, wenn dieser in der inaktiven Position gemäß Fig. 1 verweilt, ausgebildet sein kann. Der Behälterbelüftungsdurchgang kann außerdem durch Vergrößern des Durchmessers der Öffnung 62 in der oberen Wand 38 des Verschlusses relativ zum äußeren Durchmesser der Kolbenstange 28 hergestellt werden, so dass sich eine ringförmige Lücke, wie gezeigt, bildet. Der Belüftungsdurchgang kann außerdem dadurch hergestellt werden, dass der innere Durchmesser der Flanschendichtung 24 vergrößert wird, um eine ringförmige Lücke 63 zum Pumpzylinder zu bilden, die mit dem Inneren des Behälters kommuniziert.
[0036] Der Lüftungsdurchgang von außerhalb des Pumpzerstäubers zum Inneren des Behälters ist in der inaktiven Position der Pumpe durch die Dichtung 39 dicht verschlossen, die sich unter der Federkraft der ersten Feder 49 in dichtschließendem Eingriff mit der Unterseite der oberen Wand 39 des Verschlusses befindet. Während eines jeden Druckstoßes, der auf den Kolben 28 wirkt, löst sich die Dichtung 39 von der oberen Wand 38, wodurch der Lüftungsdurchgang geöffnet wird und es Luft unter Atmosphärendruck ermöglicht wird, in den Behälter einzutreten und Stoff zu ersetzen, der nach jedem sich anschließendem Saugvorgang in die Pumpenkammer gesaugt wird.
[0037] Ist die Pumpe einmal vollständig initialisiert, führt eine externe Fingerkraft, die auf den Kolben wirkt, dazu, dass die Kolbenstange heruntergedrückt wird, wodurch sich der Kolben im Zylinder zu senken beginnt. Da Flüssigkeiten inkompressibel sind, steht die gefüllte Pumpkammer schnell unter Druck und erreicht einen Grenzdruck. Ist dieser Grenzdruck einmal erreicht und überschreitet er die Rückstellkraft der zweiten Feder 56, löst sich der Kolben vom Element 41, um die Auslässe zu öffnen, da die Durchlässe 46, wie in Fig. 3 gezeigt, geöffnet sind. Daher wird Stoff unter Druck durch die Öffnung befördert, während das Einlassventil verschlossen gehalten wird. Sobald der Grenzdruck in der Pumpkammer durch die entgegengesetzte Kraft der zweiten Feder 56 überwunden wird, aufgrund des Unterdrucks in der Pumpkammer, gerät der Kolben unverzüglich wieder in Eingriff mit dem Element 41, um die Auslässe zu schließen. Die Kolbenstange 28 kehrt unter der Wirkung der ersten Feder 49 wieder in ihre in Fig. 1 gezeigt Position zurück, woraufhin der Unterdruck in der Pumpkammer dahingehend wirkt, dass er Stoff aus dem Behälter über das offene Einlaßventil in die Pumpkammer saugt.
[0038] Das Öffnen und Schließen der Auslässe gemäß der Erfindung erfolgt schnell und abrupt und erfolgt ohne jegliches Gleiten, welches einen Reibwiderstand beim Eingriff in den Ventilsitz bewirken würde, da das Auslassventil definiert ist durch eine saubere ringförmige Kante der Schulter 58, die die kegelförmige Wand 57 entlang einer dünnen kreisförmigen Linie kontaktiert. Der Kolben und/oder das Stöpselelement 41 können aus einem relativ weichen Plastik hergestellt werden, verglichen mit dem Material der Kolbenstange 28 und anderer Plastikelemente der Pumpe. Der Ventilkontakt in Form einer kreisför migen Linie mit der kegelförmigen Wand 57 bewirkt eine Vervielfachung der Federkraft der zweiten Feder 56, wodurch präzisere Vordruckwerte erzeugt werden und Tröpfeln, Rinnen und Sabbern von Stoff aus der Auslassöffnung bei jedem Schließen des Auslassventils vermieden wird. Bei dem vorliegenden System wird das Gleichgewicht, das zwischen der zweiten Feder 56 und dem Druck in der Pumpkammer während jedes Druckstoßes aufrecht erhalten bleibt, schnell und sauber überwunden, wenn der Auslaß unmittelbar beim Lösen zwischen der Schulter 58 und der Wand 57 geöffnet wird, was ohne jegliches Gleiten und Reibbewegungen während des Öffnens des Außenventils erfolgt. In gleicher Weise erfolgt das Schließen jedes Mal, wenn das Auslassventil geschlossen wird bei einem erneuten Eingreifen zwischen 58 und 57, abrupt und vollständig ohne jegliches Gleiten oder schrittweise Schließen der Auslassöffnung 46. Auf diese Weise wird am Anfang und Ende eines jeden Pumpenstoßes jegliche Leckage von Stoff aus der Öffnung oder die Bildung von Tröpfchen und Rinnsalen vermieden, wodurch die Ausgabe eines qualitativen hochwertigen feinen Sprühnebels gewährleistet ist.
[0039] Außerdem ist während einer Pumpoperation der vom Kolben während seiner Pendelbewegung zurückgelegte Weg recht kurz, angesichts der relativ geringen Bewegung, die zwischen seiner Ventilschulter und dem Auslassventilsitz nötig ist, um den Auslaß zu steuern. Der begrenzte Weg des Kolbens gibt daher Anlaß dazu einen Ersatz für die zweite Feder vorzusehen, der, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, einteilig mit dem Flansch 37 der Kolbenstange ausgebildet sein kann und unmittelbar gegen die obere Wand des Kolbens 25 drückt. Auf diese Weise wird die metallene Spiralfeder 56 durch die Feder 64 ersetzt, wodurch ein Teil beim Zusammenbau des Pumpzerstäubers eingespart wird.
[0040] Wie in dem Eingangs erwähnten US-Patent 4,941,595, kann die zweite Feder 56 im Einzelfall abhängig von dem höheren o der niedrigeren Grad des für die Pumpe gewünschten Vordrucks ausgewählt werden. Ferner kann die erste Feder 49 in Abhängigkeit von der größeren oder kleineren Viskosität der zu pumpenden Flüssigkeit und in Abhängigkeit von dem gewünschteren härteren oder weicheren Bediendruck für die Pumpe ausgewählt werden. Obwohl die einteilig ausgebildete Feder 64 nicht einfach durch sich selbst für gewünschte Vordruckwerte ersetzt werden kann, sind die erste und zweite Feder, seien sie nun eigenständige Teile oder einteilig ausgebildet, vollkommen unabhängig, so dass eine Kompression der ersten Feder nur von der auf den Kolben 28 ausgeübten Kraft abhängt, ohne irgendeinen Einfluß durch die zweite Feder.
[0041] Der auf dem Stöpselelement 41 ausgebildete Ventilsitz kann, wie beschrieben, durch die kegelförmige Wand 57 definiert sein, er ist jedoch nicht auf diese Form beschränkt. So hat beispielsweise das Stöpselelement 65 gemäß Fig. 1A, das im wesentlichen mit dem oben beschriebenen Stöpselelement übereinstimmt, eine gekrümmte Wand 56, die den Auslassventilsitz definiert. Die das Auslassventil auf dem Kolben bildende Schulter 58 ist in ähnlicher Weise im Eingriff mit der gekrümmten Wand 66 entlang einer dünnen kreisförmigen Linie. Die gekrümmte Wand 56 kann sphärisch sein, oder sie kann ein Rotationsparaboloid sein. Jede dieser beiden Formen und jede dazu äquivalente Form bildet einen Kontakt entlang einer kreisförmigen Linie in der Auslass-Geschlossen-Position, wenn sie an der scharfen, inneren, kreisförmigen Kante 58 des Kolbens anliegen.
[0042] In Fig. 7 hat der Kolben 25 anstelle einer inneren Lippendichtung 55 eine nach außen und oben auskragende Lippendichtung 67, die in gleitendem Dichtungseingriff mit einer Schürze 68 ist, die mit dem Flansch 37 auf der Kolbenstange 28 verbunden ist. Die zweite Feder 56 ist dann jedoch dem Stoff ausgesetzt, wenn dieser durch das geöffnete Auslassventil ausgegeben wird.
[0043] Das Einlasssteuerungsventil muß kein Pendelventil sein. Es kann beispielsweise ein kugelförmiges Steuerungsventil 69 sein, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Ein oder mehrere Finger 71, die in der Bodenwand des Pumpzylinders ausgebildet sind, umgeben das Kugelventil mit einem gewissen Abstand, um einen Ventilkäfig zum Aufnehmen des Kugelventils zu bilden, wenn dieses während jedes Ansaugstoßes nicht auf dem Ventilsitz sitzt. Selbstverständlich können auch andere Einweg- Einlasssteuerungsventile zur Ausführung der Erfindung eingesetzt werden, wie etwa ein Klappenventil etc.
[0044] Der weiter oben beschriebene Auslassventilsitz ist in Richtung zur Pumpkammer (nach innen gerichtete Neigung) geneigt, obwohl der Ventilsitz auch in einer Richtung weg von der Pumpkammer (nach außen gerichtete Neigung) geneigt sein kann. Ein üblicher Neigungswinkel (bezogen auf die Horizontale) könnte 60º sein, aber auch 45º oder 30º, abhängig davon, ob es eine nach innen oder nach außen gerichtete Neigung sein soll. Das Element 41 kann aus einem noch weicheren Plastikmaterial hergestellt sein, um die Dichtigkeit in der Auslass- Geschlossen-Position sicher zu stellen, wenn der Winkel des nach innen oder nach außen gerichteten Kegels 30º oder weniger beträgt.
[0045] Der Pumpzerstäuber 72 gemäß Fig. 5, der ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, umfasst einen Kolben 73, der im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt mit einem Paar von verbundenen kreisförmigen Lippendichtungen 74 und 75 hat. Die Dichtung 74 kragt nach außen, um einen gleitenden Dichtungseingriff mit der inneren Wand des Pumpzylinders herzustellen, und die Dichtung 75 kragt nach innen aus, um einen gleitenden Dichtungseingang mit der äußeren Oberfläche der Kolbenstange 28 herzustellen. Die äußere untere Schulter 76 der Dichtung 75 zeigt eine scharfe, der Dichtung 75 zeigt eine scharfe, ringförmige Kante, die ein Auslassventil zum Eingriff mit der kegelförmigen Wand 77 bildet, welche letztere einen Ventilsitz bildet. Dieser sogenannte äußere Ventilsitz ist an der Innenwand eines tassenförmigen Elements 78 ausgebildet, das am unteren Ende der Kolbenstange angebracht ist, wobei das Element 78 einen oder mehrere Kanäle 79 hat, die in der Auslassventil-Offen-Position eine Verbindung zwischen der Pumpkammer 27 und dem Auslassdurchgang 29 herstellen.
[0046] Die Pumpe arbeitet im wesentlichen wie im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 beschrieben, obwohl der kegelförmige Ventilsitz in der Ventil- Geschlossen-Position eine nach innen gerichtete seitliche Kraft auf die Lippendichtung 75 ausübt, um die Dichtwirkung gegen die Kolbenstange zu verstärken.
[0047] Darüber hinaus hat in diesem Ausführungsbeispiel der Kolben einen geringeren Anteil einer dem Druck der Ventilkammer zum Öffnen des Ventils ausgesetzten vorspringenden Fläche, so dass eine schwächere zweite Feder 56 nötig sein kann. Der Schwellendruck, bei dem die Federkraft der zweiten Feder überwunden wird, um das Ventil zu öffnen, kann außerdem höher sein, wenn schwierige Flüssigkeiten zerstäubt werden sollen, wie etwa jene mit hohen Viskositäten.
[0048] Der Pumpzerstäuber gemäß Fig. 8 ähnelt dem gemäß Fig. 7, mit der Ausnahme, dass die zweite Feder 56 außerhalb der Schürze 68 liegt und die Lippendichtung 67 durch einen ringförmigen externen Dichtungswulst 81 ersetzt ist, der im gleitenden Dichtungseingriff mit der inneren Oberfläche der Schürze 68 steht, wodurch der Abstand zwischen der Schürze 68 und der Kolbenstange zur Aufnahme der externen Feder 56 verringert ist.
[0049] Bei dem Pumpzerstäuber gemäß Fig. 9 hat der Kolben 82 einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt mit einem Paar von Lippenventilen 83 und 84, die sich in entgegengesetzten Richtungen des Hülsenabschnitts 85 erstrecken. Die untere innere Kante der Hülse 85 definiert die scharfe Kante der Schulter 59, die als Auslassventil dient. Die Lippendichtung 83 kragt nach unten und außen in gleitendem Dichtungseingriff mit der Innenwand des Zylinders, und die Lippendichtung 84 nach unten und innen in gleitendem Dichtungseingriff mit der äußeren Oberfläche der Kolbenstange.
[0050] Bei dem Pumpzerstäuber gemäß Fig. 10 hat der Pumpkolben 86 im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt mit einem Paar von Lippendichtungen 87 und 88. Die Lippendichtung 87 kragt nach unten und außen aus in gleitendem Dichtungseingriff mit der inneren Wand des Pumpzylinders, und ihre untere innere Kante bildet eine Schulter 59, die das erfindungsgemäße Auslassventil bildet. Die andere Lippendichtung 58 kragt nach unten und innen aus für einen gleitenden Dichtungseingriff mit der äußeren Wand der Kolbenstange.
[0051] Jeder der soeben beschriebenen Pumpzerstäuber arbeitet selbstverständlich im wesentlichen in der gleichen Art und Weise, wie sie in bezug auf die Figur von 1 bis 4 beschrieben wurde.
[0052] Richtungsausdrücke wie "oberes", "unteres", "oben" und "unten" wurden hierbei aus Gründen der Klarheit verwendet, um Richtungen bezogen auf die Figuren zu identifizieren. Derartige Begriffe sind nicht beschränkend gemeint oder in dem Sinne, dass sie äquivalente Strukturen ausschließen sollen.
[0053] Offensichtlich können im Rahmen der oben gegebenen Lehre viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Es ist daher klar, dass im Umfang der anliegenden Ansprüche die Erfindung anders ausgeführt werden kann, als es im Detail beschrieben wurde.

Claims

1. Pumpzerstäuber(20, 72), umfassend:

- einen Pumpenkörper einschließlich eines Zylinders(21) mit einem Ventil (54) kontrollierten Zulauf (52) an einem unteren Ende von diesem;

- einen wechselseitigen Kolben (25, 73) in dem genannten Zylinder (21), um eine variable Volumenpumpkammer (27) zu definieren,

- eine Kolbenstange (28), die einen Auslaufdurchgang (29) und ein unteres vergrößertes, einen Auslaufventilsitz (57, 77) bildendes Ende hat, wobei sich ein oberes Ende der genannten Stange außerhalb eines oberen Endes des genannten Zylinders (21) erstreckt, welche Stange (28) sich durch den genannten Kolben zum Pendeln zwischen einer inaktiven Position und einer Endposition erstreckt;

der genannte Kolben (25) ist im Eingriff mit dem genannten Ventilsitz (57, 77) in einer geschlossenen Auslaufsposition und ist außer Eingriff mit dem genannten Ventilsitz (57, 77) in einer offenen Auslaufsposition;

- primäre Federmittel (49) für das Spannen der Kolbenstange (28) gegen die inaktive Position;

- sekundäre Federmittel (56), die sich zwischen den genannten Kolben (25, 73) und einem auf der genannten Kolbenstange (28) vorgesehenen Vorsprung (37) erstrecken, um die Bewegung der genannten Kolbenstange (28) auf den genannten Kolben (25, 73) überzuführen, welche sekundären Federmittel (56) eine vorausbestimmte Federkraft für das Spannen des Kolbens (25, 73) gegen die genannte geschlossene Auslaufsposition haben, wenn die genannte Kraft den Pumpkammerdruck übersteigt, welcher Kolben (25, 73) zu der genannten offenen Position verschoben wird, wenn der Pumpkammerdruck die genannte Federkraft übersteigt; dadurch gekennzeichnet, daß

der genannte Ventilsitz eine kegelförmige, in einer Richtung nach außen von der Pumpkammer (27) weg geneigte Wand (77) umfasst, um einen spitzen Winkel mit der genannten Kolbenstange (28) zu bilden;

der genannte im Querschnitt wesentlich U-geformte Kolben (73) ein Paar abhängiger, beabstandeten ringförmigen Lippendichtungen (74, 75) umfasst, eine der genannten Lippendichtungen eine Kolbendichtung (74) in verschiebbarem Dichtungseingriff mit einer Innenwand des genannten Zylinders (21) umfasst, die andere der genannten Lippendichtungen eine ringförmige Dichtung (75) in verschiebbarem Eingriff mit der genannten Kolbenstange (28) definiert, und genannte andere Lippendichtung außerdem eine ringförmige Schulter (76) definiert, die für den ausschließlichen Eingriff mit genannter kegelförmigen Wand (77) entlang einer kreisförmigen Linie eine scharfe kreisförmige Kante formt, um ohne Verschiebung den Auslaufdurchgang während des Kolbenbetriebes schnell und abrupt zu öffnen und zu schließen.

2. Pumpzerstäuber (72) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Auslaufsdurchgang an dem genannten einen Ende der genannten Kolbenstange (28) in einer Mehrzahl von Auslaufskanälen schließt, die die genannte kegelförmige Wand (77) durchdringen.

3. Pumpzerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte vergrößerte den Auslaufsventilsitz bildende Ende ein an dem genannten einen Ende der genannten Kolbenstange (28) verbundenes Tassenelement (78) umfasst, welches Tassenelement mit dem genannten Auslaufsdurchgang (29) kommunizierende Auslaufskanäle (79) hat.

4. Pumpzerstäuber nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten sekundären Federmittel eine mit der genannten Kolbenstange (28) integrierte Spiralfeder (64) umfasst.