EP0245319B1 - Vorrichtung zum fördern von viskosen materialien, wie flüssigkeiten, creme, pasten oder dergleichen aus einem vorratsbehälter - Google Patents
Vorrichtung zum fördern von viskosen materialien, wie flüssigkeiten, creme, pasten oder dergleichen aus einem vorratsbehälter Download PDFInfo
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- EP0245319B1 EP0245319B1 EP86906280A EP86906280A EP0245319B1 EP 0245319 B1 EP0245319 B1 EP 0245319B1 EP 86906280 A EP86906280 A EP 86906280A EP 86906280 A EP86906280 A EP 86906280A EP 0245319 B1 EP0245319 B1 EP 0245319B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
- B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
- B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
- B05B11/1001—Piston pumps
- B05B11/1023—Piston pumps having an outlet valve opened by deformation or displacement of the piston relative to its actuating stem
Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
- Such a device is known from GB-A 20 91 818.
- the object of the invention is to create a device of the generic type in which the tightness is ensured in both dead positions of the pump piston, that is to say when the piston is fully retracted or extended.
- two raised seats which cooperate with the sleeve-like ring seal and are arranged one behind the other with axial spacing, are provided on the guide bushing in such a way that the ring seal includes one of the two aforementioned sealing seats in both end positions of the piston, but between the end positions of the piston is arranged with play to the guide bush.
- This configuration ensures that in addition to the sealing in the top dead center position already achieved in the prior art, a sealing of the ventilation line is also ensured in the bottom dead center position.
- the invention proposes that an annular seal is arranged on the end part of the piston rod immersed in the cylinder, behind which the delivery channel opens out laterally in the direction of conveyance of the medium, and that the piston on the piston rod is axially adjustable to such an extent that the piston is in its one end position is arranged at an axial distance from the ring seal and releases the lateral channel opening, while in the other end position the piston bears tightly against the ring seal.
- the design according to claim 2 has the particular advantage that the outlet of the piston pump is only open when the medium is intended to be conveyed by means of the piston pump, but otherwise the outlet is blocked by means of the ring seal tightly fitting against the piston, so that when the device is not in use and in one of the pump pistons, which is in the dead position, no medium can pass the outlet line.
- the suction line is additionally blocked when the piston rod is pressed into the cylinder.
- the piston rod can be locked in its end positions, in particular also in the pressed-in end position, by rotating the piston rod about its longitudinal axis, so that inadvertent actuation of the piston pump is prevented.
- the end position of the piston rod can also be fixed in a form-fitting manner, in which the suction line is blocked.
- a piston pump is held on a screw cap 1 for detachable and tight connection of a storage container (not shown), flowable medium, for example perfume or cream, the cylinder 2 of which is smaller in diameter than the inside diameter of the screw cap 1 is.
- the piston pump is also arranged coaxially with the screw cap 1.
- the cylinder 2, which is open at the top, is closed by means of an end wall 3 which is connected to the screw cap 1 by means of a plug-in connection which is secured by latching.
- a connecting piece 4 is formed, in which a suction line 5 engages tightly.
- a valve body 6 which automatically closes by means of gravity against the conveying direction of the medium and which cooperates with a valve seat 7 arranged in the connecting piece 4.
- a guide bushing 8 is formed in the displacement of the cylinder, through which the piston rod 9 of the piston pump passes through a longitudinal air gap 10.
- the piston rod 9 is penetrated by a delivery channel 11 forming the outlet line of the piston pump.
- a pin 12 is inserted frictionally.
- a relatively soft ring seal 13 protruding laterally beyond the piston rod 9 is formed on the end part of the pin 12 protruding from the piston rod 9.
- a longitudinal groove 14 is arranged in the pin 12, which on the one hand opens into the feed channel 11 at the top, and on the other hand merges into a lateral opening 15 of the piston rod 9.
- the piston 16 of the piston pump is mounted such that it can be adjusted axially to a limited extent, which engages the ring seal 13 in one end position and closes the opening 15 in the other end position.
- the piston rod 9 is assigned a return spring 17 arranged with a prestress, which is supported on the one hand on the pin 12 and on the other hand on a shoulder 18 of the cylinder 2.
- the piston 16 has an integrally formed, cuff-like ring seal 19 which interacts with the cylinder 2 and strives from the piston end face facing the suction line 5.
- a connecting piece 20 comprising the piston rod 9 is formed on the other end face of the piston.
- a cuff-like ring seal 21 is formed on the piston coaxially with this, which comprises the guide bushing 8.
- Two annular, raised sealing seats 22 and 23, which are arranged one behind the other at an axial distance, are formed on the outside of the latter.
- a ventilation opening 24 is provided in the cylinder 2, above the piston 16.
- a cam 25 strives from the inside of the guide bushing 8 and engages in an adjustable manner in a longitudinal groove 26 of the piston rod 9.
- the groove 26 has at both end parts a circumferential groove extension 27, the length of which corresponds at least to the width of the cam 25.
- this device is tightly connected to a storage container so that the suction line 5 extends into the medium to be conveyed, and if the piston rod 9 has been depressed manually for the first time, the medium is sucked into the displacement of the piston pump medium after the piston rod 9 has been released, the valve body 6 temporarily lifts off its valve seat 7 and furthermore the piston 16 bears tightly on the ring seal 13.
- the ring seal 13, influenced by the return spring 17, is again placed tightly on the piston 16, so that no medium can pass through the channel 11 in the upper end position described above.
- the channel 11 is also blocked in the lower piston end position, because the ring seal 13 plunges tightly into a sealing seat 28 formed in the cylinder 2.
- the latter can optionally be fixed relative to the cylinder 2, for which purpose only the piston rod 9 has to be rotated about its longitudinal axis until the cam 25 engages in one of the groove extensions 27 extending in the circumferential direction.
- any overpressure which may arise in the container provided with the device produces an improved seal with respect to the ventilation line, which the seal 21 is pressed against the sealing seat 22 or 23 corresponding to the position.
- FIG. 4 shows a view of the locking connection of the piston rod 9 and guide bush 8.
- the piston rod 9 can be axially displaced in accordance with the longitudinal groove 26, while in the lower and upper end position a rotation in the radial direction can take place through the groove extensions 27 for the purpose of locking under spring tension.
- All parts of the device, with the exception of the return spring 17, are preferably made of plastic and are produced by archiving.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
- Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB-A 20 91 818 bekannt.
- Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zwar erreicht, daß bei in den Zylinder gegen die Kraft der Rückstellfeder eingedrückter Kolbenstange durch die Belüftungsöffnung atmosphärische Luft in den Vorratsbehälter gelangen und somit zu einem Druckausgleich führen kann, jedoch ist bei dieser Ausbildung ausschließlich sichergestellt, daß das in dem Behältnis befindliche Medium beispielsweise bei auf den Kopf gestellter Vorrichtung mit Pumpe das Medium nicht aus der Belüftungsöffnung ausfließen kann, sofern sich die Kolbenpumpe im oberen Totpunkt befindet.
- Bei einer bevorzugten Transport- und Lagersituation aber, bei der die Kolbenpumpe vollständig eingefahren ist, was geringeren Platzbedarf bedeutet, und in dieser Stellung festgehalten ist, sei dies durch Verpackungsbänder oder dergleichen, ist es möglich, daß das pastöse oder flüssige Medium durch die Belüftungsöffnung austritt. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der die Dichtigkeit in beiden Totlagen des Pumpenkolbens, also bei vollständig ein- oder ausgefahrenem Kolben sichergestellt ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß an der Führungsbuchse zwei mit axialem Abstand hintereinander angeordnete, erhabene, mit der manschettenartigen Ringdichtung zusammenwirkende Dichtsitze so vorgesehen sind, daß die Ringdichtung in beiden Endstellungen des Kolbens einen der beiden vorgenannten Dichtsitze dichtschließend umfaßt, zwischen den Kolbenendstellungen jedoch mit Spiel zur Führungsbuchse angeordnet ist.
- Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß neben der im Stand der Technik schon erreichten Abdichtung in der oberen Totpunktlage auch eine Abdichtung der Belüftungsleitung in der unteren Totlage sichergestellt ist.
- In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, daß an dem in den Zylinder eintauchenden Endteil der Kolbenstange eine Ringdichtung angeordnet ist, hinter der in Förderrichtung des Mediums der Förderkanal seitlich ausmündet und daß der Kolben auf der Kolbenstange axial so begrenzt verstellbar angeordnet ist, daß der Kolben in seiner einen Endstellung mit axialem Abstand von der Ringdichtung angeordnet ist und die seitliche Kanalausmündung freigibt, während in der anderen Endstellung der Kolben an der Ringdichtung dichtschließend anliegt.
- Hierdurch wird erreicht, daß nicht nur das Austreten von Flüssigkeit oder Paste aus der Belüftungsleitung in den beiden Totlagen unterbunden ist, sondern darüber hinaus ist auch das Austreten von Flüssigkeit oder Paste aus dem Förderkanal in beiden Totlagen unterbunden.
- Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 hat dabei den besonderen Vorteil, daß nur beim beabsichtigten Fördern von Medium mittels der Kolbenpumpe der Auslauf der Kolbenpumpe offen ist, ansonsten aber der Auslauf mittels der am Kolben dichtschließend anliegenden Ringdichtung versperrt ist, so daß bei Nichtgebrauch der Vorrichtung und in einer der Totlagen befindlichen Pumpenkolben kein Medium die Auslaufleitung passieren kann.
- Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 3 wird bei in den Zylinder eingedrückter Kolbenstange zusätzlich die Saugleitung versperrt.
- Eine bevorzugte Weiterbildung ist noch in Anspruch 4 bezeichnet.
- Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ist die Kolbenstange in ihren Endlagen, insbesondere auch in der eingedrückten Endlage durch Verdrehen der Kolbenstange um ihre Längsachse verriegelbar, so daß auch ein unbeabsichtigtes Betätigen der Kolbenpumpe verhindert ist.
- Zugleich ist auch beispielsweise zum Zwecke des Transportes die Endstellung der Kolbenstange formschlüssig fixierbar, in welcher die Saugleitung versperrt ist.
- Vorallem für Transportzwecke ist dies vorteilhaft, da der Raumbedarf des mit der Vorrichtung versehenen Behälters bei vollständig eingeschobener Kolbenstange geringer ist und in dieser Lage sowohl eine Verriegelung als auch eine Abdichtung erwünscht ist.
- Darüber hinaus ist auch bei vollständig ausgeschobener Kolbenstange eine Verriegelung zum Schutz gegen unbeabsichtigte Bedienung unter Beibehalt der Abdichtung erreicht.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1 eine Vorrichtung zum Fördern von viskosen Stoffen aus einem Vorratsbehälter in der Ausgangsstellung, und zwar in der Vorderansicht, teilweise im Längsschnitt;
- Fig. 2 .und 3 die Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Funktionspositionen, teilweise im Längsschnitt;
- Fig. 4 eine Einzelheit in Prinzipdarstellung;
- Fig. 5 eine Variante, teilweise im Längsschnitt.
- Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3 ist an einer Schraubkappe 1 zum lösbaren und dichten Anschluß eines nicht gezeichneten, fließfähigen Mediums, zum Beispiel Parfüm oder Creme, beinhaltenden Vorratsbehälters eine Kolbenpumpe gehaltert, deren Zylinder 2 im Durchmesser kleiner als die lichte Weite der Schraubkappe 1 ist.
- Die Kolbenpumpe ist zudem zur Schraubkappe 1 gleichachsig angeordnet. Der oben offene Zylinder 2 ist mittels einer Stirnwand 3 verschlossen, die mittels einer durch Rasten gesicherten Steckverbindung mit der Schraubkappe 1 verbunden ist.
- Am unteren Endteil des Zylinders 2 ist ein Anschlußstutzen 4 angeformt, in den eine Saugleitung 5 dichtschließend eingreift. Oberhalb der Saugleitung 5 ist ein mittels Schwerkraft gegen Förderrichtung des Mediums selbsttätig schließender Ventilkörper 6 angeordnet, der mit einem im Anschlußstutzen 4 angeordneten Ventilsitz 7 zusammenwirkt.
- An der Stirnwand 3 ist eine in den Hubraum des Zylinders zielende Führungsbuchse 8 angeformt, durch die die Kolbenstange 9 der Kolbenpumpe einen längsverlaufenden Luftspalt 10 freilassend hindurchgreift.
- Die Kolbenstange 9 ist von einem die Auslaufleitung der Kolbenpumpe bildenden Förderkanal 11 durchdrungen. In die untere Mündung des Förderkanals 11 ist ein Zapfen 12 reibschlüssig eingesetzt. An dem aus der Kolbenstange 9 herausragenden Endteil des Zapfens 12 ist eine seitlich über die Kolbenstange 9 vorstehende, relativ weiche Ringdichtung 13 angeformt.
- Ferner ist im Zapfen 12 eine längsverlaufende Nut 14 angeordnet, die einerseits oben in den Förderkanal 11 mündet, andererseits in einen seitlichen Durchbruch 15 der Kolbenstange 9 übergeht.
- Auf der Kolbenstange 9 ist der Kolben 16 der Kolbenpumpe axial begrenzt verstellbar gelagert, der sich in der einen Endstellung an die Ringdichtung 13 dichtschließend anlegt und in der anderen Endstellung den Durchbruch 15 freigibt. Der Kolbenstange 9 ist eine mit Vorspannung angeordnete Rückstellfeder 17 zugeordnet, die sich einerseits am Zapfen 12 und andererseits an einer Schulter 18 des Zylinders 2 abstützt. Der Kolben 16 hat eine angeformte, manschettenartige, mit dem Zylinder 2 zusammenwirkende Ringdichtung 19, die von der der Saugleitung 5 zugewandten Kolbenstirnseite abstrebt. An der anderen Kolbenstirnseite ist ein die Kolbenstange 9 umfassender Stutzen 20 angeformt. Koaxial zu diesem ist am Kolben eine nach oben zielende manschettenartige Ringdichtung 21 angeformt, welche die Führungsbuchse 8 umfaßt. An letzterer sind außenseitig zwei mit axialem Abstand hintereinander angeordnete, ringförmige, erhabene Dichtsitze 22 und 23 angeformt.
- In beiden Endstellungen des Kolbens 16 (Fig. 1 und 3) liegt die Ringdichtung 21 an einem der Dichtsitze 22 bzw. 23 dichtschließend an, während in den Zwischenstellungen (Fig. 2) die Ringdichtung 21 mit Spiel zur Führungsbuchse 8 angeordnet ist.
- Außerdem ist im Zylinder 2, und zwar oberhalb des Kolbens 16 eine Belüftungsöffnung 24 vorgesehen.
- Von der Innenseite der Führungsbuchse 8 strebt ein Nocken 25 ab, der in eine längs verlaufende Nut 26 der Kolbenstange 9 verstellbar eingreift. Die Nut 26 hat an beiden Endteilen je eine in Umfangsrichtung verlaufende Nutverlängerung 27, deren Längen mindestens der Breite des Nockens 25 entsprechen.
- Ist diese Vorrichtung an einen Vorratsbehälter dichtschließend so angeschlossen, daß die Saugleitung 5 in das zu fördernde Medium reicht, und ist die Kolbenstange 9 erstmalig manuell niedergedrückt worden, wird nach Freigabe der Kolbenstange 9 in den Hubraum der Kolbenpumpe Medium eingesaugt, wobei sich der Ventilkörper 6 vorübergehend von seinem Ventilsitz 7 abhebt und wobei ferner der Kolben 16 auf der Ringdichtung 13 dichtschließend anliegt.
- Beim wiederholten Niederdrücken der Kolbenstange 9 wird der Kolben 16 von im Hubraum befindlichem Medium beeinflußt von der Ringdichtung 13 zwangsläufig abgehoben und gibt somit den Durchbruch 15 frei, wonach das Medium durch den Durchbruch 15, die Nut 14 und den Kolbenstangenkanal 11 ausströmen kann.
- Ist die obere Kolbenendstellung erreicht, wird die Ringdichtung 13 von der Rückstellfeder 17 beeinflußt an den Kolben 16 erneut dichtschließend angelegt, so daß in der oberen vorbeschriebenen Endstellung kein Medium den Kanal 11 passieren kann.
- Aber auch in der unteren Kolbenendstellung ist der Kanal 11 versperrt, weil hierbei die Ringdichtung 13 in einen im Zylinder 2 angeformten Dichtsitz 28 dichtschließend eintaucht. In beiden Endstellungen der Kolbenstange kann diese relativ zum Zylinder 2 wahlweise fixiert werden, wozu lediglich die Kolbenstange 9 um ihre Längsachse so verdreht werden muß, bis der Nocken 25 in eine der in Umfangsrichtung sich erstreckenden Nutverlängerungen 27 eingreift.
- In beiden Endstellungen der Kolbenstange ist aber auch die in den Vorratsbehälter führende Belüftungsleitung versperrt, während zwischen den vorgenannten Endstellungen der Kolbenstange atmosphärische Luft durch den Luftspalt 10, den zwischen den Dichtsitzen 22 und 23 befindlichen Spielraum und durch die Belüftungsöffnung 24 in den Vorratsbehälter einströmen kann.
- In den Endlagen der Kolbenstange 9 erzeugt ein eventuell im mit der Vorrichtung versehenen Behälter entstehender Überdruck eine verbesserte Abdichtung gegenüber der Belüftungsleitung, die die Dichtung 21 gegen den der Lage entsprechenden Dichtsitz 22 oder 23 verstärkt angepreßt wird.
- In Figur 4 ist eine Ansicht der Rastverbindung von Kolbenstange 9 und Führungsbuchse 8 dargestellt. Über den von der Führungsbuchse 8 abstrebenden Nocken 25 kann entsprechend der Längsnut 26 die Kolbenstange 9 axial verschoben werden, während in der unteren und oberen Endlage eine Verdrehung in radialer Richtung durch die Nutverlängerungen 27 zum Zwecke der Verrastung unter Federvorspannung erfolgen kann.
- Alle Teile der Vorrichtung mit Ausnahme der Rückstellfeder 17 bestehen bevorzugterweise aus Kunststoff und sind durch Urformen hergestellt.
- Ist gemäß Figur 5 in dem Hubraum 31 Fördergut angesaugt worden und wird die Kolbenstange 9 gegen die Kraft der Rückstellfeder 17 niedergedrückt, stützt sich der auf der Kolbenstange 9 axial begrenzt verstellbar gelagerte Kolben 16 an einer Schulter 33 der Kolbenstange 9 axial ab und wird von letzterer mitgenommen. Dabei ist bei in Schließlage befindlichen Ventilkörper 6 die Ringdichtung 13 infolge des im Hubraum 31 sich aufbauenden hydraulischen Druckes vom Kolben 16 abgehoben worden, so daß durch den dabei sich zwischen Kolben 16 und lippenartiger Ringdichtung 13 bildenden Ringspalt Fördergut durch den seitlichen Durchbruch 15, die Nut 14 in den Kanal 11 einströmt.
- Beim Niederdrücken des Kolbens 16 der Kolbenstange 9 ist der Kolben 16 aber auch von der gestellfesten Führungsbuchse 8 abgehoben worden, wonach atmosphärische Luft durch den Ringspalt zwischen der Kolbenstange 9 und der Führungsbuchse 8 sowie die Belüftungsöffnung 24 in den an die Schraubkappe 1 angeschlossenen, nicht dargestellten Fördergutbehälter einströmen kann.
- Bei Freigabe der Kolbenstange 9 wird durch die Kraft der Rückstellfeder 17 zunächst die Ringdichtung 13 an den Kolben 16 erneut angelegt, wobei die Kolbenstange 9 gegenüber dem Kolben 16 voreilt, und anschließend den Kolben 16 in seine obige Ausgangsstellung verstellt.
- Dabei bleibt bis kurz vor Erreichen dieser Stellung die Zuführung von atmosphärischer Luft durch die Belüftungsöffnung 24 erhalten, so daß in den Hubraum 31 erneut Fördergut angesaugt wird, wobei sich der Ventilkörper 6 selbsttätig vom Ventilsitz 7 abhebt.
Claims (5)
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