EP0316759B1 - Spender für pastöse Massen - Google Patents
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- B05B11/1028—Pumps having a pumping chamber with a deformable wall
- B05B11/1036—Pumps having a pumping chamber with a deformable wall the outlet valve being opened in the direction opposite to the fluid flow downstream the outlet valve by the pressure acting on a valve controlling element
Description
- Die Erfindung betrifft einen Spender für pastöse Massen, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
- Bei einem markterhältlichen Spender sitzt das Ausgangsventil in einem einwärts gerichteten Fortsatz der Betätigungshandhabe. Die über dem Ausgangsventil liegende Auslaßöffnung des diesbezüglichen Pumpelements wird durch einen besonderen Stopfen geschlossen. Letzterer ist an einem randgelagerten Klappdeckel angeformt. Bestandteil des Pumpelements ist außer Eingangs- und Ausgangsventil auch ein in einem die Pumpkammer bildenden Zylinder gelagerter Kolben. Der erläuterte Stopfenverschluß führt in der Regel zu einem Verdrängen der in der Austrittsöffnung verbleibenden pastösen Masse, die sich dann zwischen Handhabenobenseite und Schließdeckelunterseite ausbreitet. Das stößt aus ästhetischen Gründen in der Regel auf Vorbehalt. Wird andererseits das Verschließen vergessen, besteht die Gefahr des Andickens bzw. Eintrocknens der ausgabeseitigen Restmasse.
- Zum Stand der Technik ist außerdem auf die FR-PS 2 581 370 zu verweisen. Bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Spender ist jedoch das Ausgangsventil nicht in der außenliegenden Betätigungshandhabe angeordnet. Vielmehr ist das Ausgangsventil zwischen der Betätigungshandhabe und einem Spenderkopf formschlüssig eingepaßt. Die Federelemente sind des weiteren nicht in das Innere des Vorratsraum des Spenders zugewandt, angeformt. Zwar stützen sich die Federbeine an einem Kragen der Betätigungshandhabe ab. Dadurch, daß das Ausgangsventil aber nicht in der Betätigungshandhabe selbst angeordnet ist, ergibt sich eine noch nicht zufriedenstellende Zusammenwirkung zwischen dem Ausgangsventil und der Betätigungshandhabe. Im übrigen ist der grundsätzliche Vorteil eines in der Betätigungshandhabe unmittelbar angeordneten Austrittsventiles nicht gegeben.
- Ausgehend von dem vorerwähnten Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, den aus der FR-PS 2 581 370 bekannten Spender handhabungstechnisch günstiger und fertigungstechnisch einfacher auszubilden. Diese Aufgabe ist bei der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.
- Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Spenders dar.
- Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Spender von erhöhtem Gebrauchswert erzielt: Ein besonderer Stopfen einschließlich des zugehörigen Trägers wird verzichtbar. Den Verschluß der Auslaßöffnung übernimmt das Auslaßventil selbst. Die baulichen Mittel sind einfach und im Hinblick auf montagetechnische Bedingungen überraschend günstig. Konkret ist so vorgegangen, daß die Federelemente als sich an einem Kragen der Betätigungshandhabe abstützende, an dem Ventilteller freistehend unmittelbar angeformte Federbeinchen ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die Betätigungshandhabe im Wege der Vormontage bestückt und so der Spendermechanik einfachst einverleibt werden. Die Federbeinchen stützen sich an der Betätigungshandhabe selbst ab. Ihre Lage ist exakt definiert bzw. trotz Hineinragens in das Pumpelement nicht beeinträchtigbar. Dabei ist es für die Einlagerung des Ausgangsventils insgesamt vorteilhaft, daß sein Ventilteller in einem nach außen hin sich öffnenden Konus sitzt und in die Ventilöffnung eingepaßt ist. Zum Einsetzen des Ventiltellers brauchen daher lediglich die Federbeinchen gebündelt und durch die Ventilöffnung hindurchgesteckt zu werden. Um bezüglich der Federbeinchen zu einem zufriedenstellenden Längungsvorrat zu kommen, wird weiter so vorgegangen, daß die Federbeinchen zunächst zu einer Mittelachse des Spenders parallel verlaufend ausgebildet sind und sich sodann unter Abknickung an dem Kragen abstützen. Sowohl für eine geschützte Einlagerung des relativ empfindlichen Federköpers als auch für eine möglichst gedrungene Bauform des Pumpelements erweist es sich als vorteilhaft, daß die Ausfederungslänge der Federbeinchen innerhalb des Kragens angeordnet ist. Dem Kragen kommt somit eine weitere Funktion zu; er dient nicht nur als Strömungsbrücke für das auszugebene Medium, sondern bildet zugleich eine Federkammer. Darüberhinaus erweist es sich als günstig, wenn die Federbeinchen hakenartig einen Stirnbereich des Kragens übergreifen. Dies führt zu einer besonders lagegesicherten Positionierung des Feder/Ventilkörpers. Weiter wird vorgeschlagen, daß die Betätigungshandhabe zur Bildung einer Ausstreichfläche im wesentlichen konkav ausgebildet ist. Für mehr flüssigere Medien liegt insoweit sogar eine Art Auffangschale vor, wobei die allseitig höher liegende Peripherie als nicht benetzter Betätigungsbereich verbleibt. Im Hinblick auf ein restfreies Ausstreichen der freigegebenen pastöse Masse oder dergleichen, ist es nützlich, daß der Ventilteller außenseitig in Schließstellung in die Betätigungshandhabe ebenengleich eingepaßt ist. Der Benutzer findet dadurch keinerlei störende Vorsprünge vor. Die Ausstreichfläche wird besser saubergehalten. Weiter wird vorgeschlagen, daß der Kragen der Betätigungshandhabe ein Führungskragen ist, geführt in einem einen Außenkragen aufweisenden Balg des Pumpelements. Gemeint ist nicht eine Verschiebeführung, sondern eine Aufsteckführung, also Steckzuordnung. Der peripher am Außenkragen wurzelnde Balg ist so zuordnungsicher angebunden. Weiter bringt die Erfindung in Vorschlag, daß der Kragen der Betätigungshandhabe mit Abstand zu dem unteren Rand des Außenkragens endet und daß in der sich ergebenden Stufe die Federbeinchen Anlage finden. Auf diese Weise sind sogar die Verankerungszonen der Federbeinchen geschützt eingelagert. Außerdem ergibt sich eine definierte periphere Abstützung für diese Enden. Baulich vorteilhaft ist es weiter, daß der Balg im wesentlichen kuppelförmig ausgebildet ist und über Abdichtungsbereiche mit einer das Eingangsventil tragenden Decke des Gehäuses zusammenwirkt. Bezüglich der Decke kann es sich um ein Zusatzbauteil handeln oder aber um eine direkte Anformung, wobei zum Einführen des Kolbens dann natürlich die der Betätigungshandhabe abgewandte Endseite des Gehäuses offen zu halten wäre, dies dann auch aus fülltechnischen Gründen. Die kuppelförmige Gestalt trägt zur angestrebten gedrungenen Bauform bei. Günstig ist es in dichtungstechnischer Hinsicht, daß zumindest einer der Dichtbereiche den Balg radial außen umgibt. Endlich bringt die Erfindung noch in Vorschlag, daß das Eingangsventil in seinem Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Außenkragens entspricht und fluchtend zum Außenkragen angeordnet ist, und der Abstand der Unterseite zum Eingangsventil etwa einem Drittel bis der Hälfte des Durchmessers des Eingangsventiles entspricht. Die entsprechende Maßnahme führt zu einer kontrollierten Ausgabe. Bei extremem axialen Hub fährt der Außenkragen schließend gegen das Ausgabeventil.
- Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1 den erfindungsgemäß ausgebildeten Spender in Seitenansicht, und zwar bei abgenommener, jedoch dargestellter Schutzkappe,
- Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1,
- Fig. 3 den Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2, bei in Grundstellung befindlicher Spendermechanik und zugeordneter Schutzkappe.
- Das zylindrisch ausgebildete Gehäuse 1 des Spenders enthält einen Kolben 2. Letzterer ist topfförmig gestaltet. Die öffnungsseitige Topfhälfte bildet mantelseitig eine nach oben gerichtete Abstreiflippe 2′ und in Nähe des Topfrandes eine Führungsrippe 2˝ aus. Abstreiflippe 2′ und Führungsrippe 2˝ führen sich an der zylindrischen Gehäuseinnenwandung 1′.
- Das Gehäuse 1 ist als nach oben offener Tiegel oder Topf realisiert. Dessen Topfboden 3 bildet peripher einen Standsockel 3′. Zentralliegend hat der Topfboden 3 eine Durchbrechung 4 zum Luftausgleich bei der in der Gebrauchsphase ausschließlich nach oben, d. h. in Richtung des Pfeiles x stattfindenden Kolbenverlagerung. Natürlich hat die Durchbrechung 4 die entsprechende Bedeutung auch beim Einsenken des dichtenden Kolbens 2 in das topfförmige Gehäuse 1.
- Am dem dem Topfboden 3 gegenüberliegenden Ende befindet sich der die Ausgabemechanik enthaltende Kopf K des Spenders. Bestandteil der Ausgabemechanik ist ein Pumpelement, bestehend aus einem flexiblen Balg 5, welcher eine Pumpkammer 6 domartig überfängt und in der Decke 7 des Spenders befestigt ist.
- Die Decke 7 besteht beim vorliegenden Ausführungbeispiel aus einem Einsatz 8.
- Bestandteil des Pumpelements sind weiter ein Eingangsventil V1 und ein Ausgangsventil V2. Das Eingangsventil V1 sitzt im Mittelbereich 7′ der Decke 7. Dieser Mittelbereich ist gegenüber dem restlichen, peripheren Ringabschnitt der Decke 7 in Richtung der vom Gehäuse 1 gebildeten, die pastöse Masse M enthaltenden Vorratskammer 9 hin leicht abgesenkt. Hieraus ergibt sich eine definierte Steckmulde für den zylindrischen, stirnseitig zugespitzten Wandungsbereich 10 des Balges 5. Über den Absenkbereich hinaus formt die Übergangsstelle zwischen dem Mittelbereich 7′ und dem peripheren Restbereich eine Ringnut 11. In diese hineingesteckt, bringt der Wandbereich 10 praktisch eine doppelseitige Abdichtung, d. h. außen und innen. Der äußere Dichtbereich setzt sich bis auf Höhe der Wölbungszone des Balges 5 fort. Es handelt sich um eine Ringwand 12. Letztere entspringt der Oberseite der Decke 7 und geht in einen einwärts gerichteten Vorsprung 13 über. Untergriffen ist dieser Vorsprung von einer in Gegenrichtung ausladenden Ringrippe 14 des Balges 5. Die Ringrippe 14 weist dreieckigen Querschnitt auf. Die eine Querschnittsseite wurzelt in der Mantelfläche des Wandungsbereiches 10, welcher Wandungsbereich sich über den dortigen Wölbungsansatzbereich des Domes hinaus nach oben hin gleichgerichtet fortsetzt. Die entsprechende Materialanhäufung führt zu einer wesentlichen Verankerungsstabilisierung. Die in Einsteckrichtung des Balges liegende Flanke der Ringrippe 14 ist etwas flacher gestaltet als die rückwärtige Flanke, so daß das Verrasten des Balges 5 an der Decke 7 erleichtert ist, andererseits aber im verbundenen Zustand eine nahezu unlösbare Positionierung vorliegt.
- Das als Rückschlagventil gestaltete Eingangsventil V1 ist eine Ventilklappe 15, welche über ein seitliches Filmscharnier 16 an der Decke 7 bzw. dem Mittelbereich 7′ angebunden ist. Die Ventilsitzfläche befindet sich auf der Oberseite des besagten Mittelabschnitts 7′.
- Der in Richtung des Kolbens 2 zusammendrückbare Balg 5 steht mit einer außenliegenden Betätigungshandhabe P in Verbindung. Es handelt sich um einen tellerförmigen Grundkörper mit nach unten abgewinckeltem Rand 16, welcher über eine rotationssymetrische Querrundung 17 in die gleichmäßig konkave Muldung einläuft. Dieser gemuldete Bereich bildet eine Ausstreichfläche 18 für die dosiert im Zentrum ausbringbare pastöse Masse M. Das Zentrum formt dazu eine Austrittsöffnung aus, die in Grundstellung des Spenders vom Ventilteller 20 des Ausgangsventils V2 verschlossen gehalten wird.
- Die den Ventilteller 20 aufnehmende Austrittsöffnung 19 ist als nach außen öffnender Hohlkonus realisiert, der Ventilteller 20 also in die Austrittsöffnung 19 bzw. Ventilöffnung eingepaßt. Der Ventilteller 20 füllt die Öffnung völlig aus. Er überragt die Unterseite der von einer relativ dünnen Wandung gebildeten Betätigungshandhabe B geringsfügig. Außenseitig bzw. oberseitig verbleibt dagegen eine ebenengleiche Ausrichtung zur Austreichfläche 18. Die über den Ringspalt zwischen Ventilteller 20 und der die Ventilsitzfläche bildenden Ventilöffnung 19 austretende pastöse Masse kann so wie aus einem glatten Teller entnommen werden.
- Der Ventilteller 20 des Ausgangsventils V2 wird mittels Federelementen in seiner schließgerechten Grundstellung gehalten. Bezüglich der Federelemente handelt es sich um Federbeinchen 21. Letzte wurzeln an der Unterseite des Ventiltellers 20. Sie sind diesem freistehend unmittelbar angeformt, und zwar in Randnähe. Mindestens zwei diametral einander gegenüberliegende Federbeinchen 21 bewirken, leicht vorgespannt, die Ventil-Schließstellung. Ihre Abstützung finden die Federbeinchen 21 an einem Kragen 22. Dieser Kragen 22 wurzelt an der Unterseite der Betätigungshandhabe B. Er ist als konzentrisch zur ventilsitzbildenden Austrittsöffnung 19 bzw. Längsmittelachse x-x des Spenders verlaufende, zylindrische Ringwand realisiert.
- Die axiale Abstützfläche bildet das freie Stirnende 22′ des Kragens 22, auf das sich das senkrecht zur Längsmittelachse x-x nach auswärts abgewinkelte freie Ende 21′ der Federbeinchen 21 abstützt. Es kann auch eine Art Hinterschnitt-Verkrallung realisiert sein. Die Federbeinchen 21 sind sodann in nach oben zum Zentrum hin konvergierender Abschrängung in den parallel zur Längsmittelachse x-x verlaufenden Abschnitt überführt. Die entsprechende Abknickung bringt den federnden Längungsvorrat. Da die entsprechende Ausfederungslänge der Federbeinchen innerhalb des Kragens 22 untergebracht ist, kommt diesem außer als Leitungsbrücke für die pastöse Masse M auch noch die Funktion einer Federkammer zu. Zur Zuordnung des so gestalteten Ausgangsventils V2 bedarf es lediglich des Bündelns der Federbeinchen 21, so daß diese durch die verengte Eintrittsöffnung 19 hindurchgeführt werden können unter Einschieben in die querschnittsgrößere Höhlung des Kragens 22, wobei die Federbeinchen 21 schließlich dann hakenartig den Stirnbereich, respektive das Stirnende 22′ des Kragens 22 übergreifen. Für den endlichen Übergriff können die Beinchen kurz in eine Strecklage überführt werden, welche Spreizstellung einfach durch Einführen eines Spreitzkernes von der Unterseite her erreicht wird.
- Zur Verbindung der Betätigungshandhabe B mit dem Balg 5 weist dieser einen Außenkragen 23 auf, welcher den praktisch als Führungskragen fungierenden Kragen 22 dichtschließend reibungsschlüssig überfängt. Der Außenkragen 23 ragt mit zwei Dritteln seiner Länge in das Innere der Pumpenkammer 6 und mit etwa einem Drittel seiner Länge über die kuppelförmige Wandung hinaus in Richtung der Unterseite der Betätigungshandhabe B, an welcher Unterseite er sich abstützt.
- Das inverse Ende des Außenkragens 23 überragt das entsprechende Ende des Kragens 22 leicht, mit anderen Worten, der Kragen 22 der Betätigungshandhabe B endet mit axialem Abstand zu dem unteren Rand des Außenkragens 23. Hierdurch entsteht rotationssymmetrisch eine Stufenecke, in der das hakenförmige Ende 21′ der Federbeinchen 21 abgestützt einliegt. Auf diese Weise wird auch eine radial nach auswärts gerichtete Abstützung der Federbeinchen gewonnen. Die Mantelfläche des Kranges etwa überragende Vorstände werden beim Einstecken des Kragens 22 in die Höhlung des Außenkragen exakt lagedefiniert zurückgeschoben. Für alle Beinchen liegen so gleichberechtigte Federeingenschaften vor. Jedwedes Kippen des Ventiltellers 20 und damit zusammenhängende Fehlschlüsse sind vermieden.
- Das Eingangsventil V1 ist in seinem Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Außenkragen 23 angepaßt. Der Außenkragen fluchtet praktisch mit dem Umriß der entsprechenden Ventilklappe 15. Der Abstand der Unterseite des Kragens zur Ventilklappe 15 entspricht etwa einem Drittel bis der Hälfte des Durchmessers des Eingangsventils V1. So liegt ein gedrungender Aufbau vor.
- Zur Betätigung kann auf irgendeine Randzone der tellerförmigen Betätigungshandhabe B eine Kraft in Richtung des Pfeiles P ausgeübt werden. Extreme seitliche Verlagerungen sind unterbunden durch Anformung eines Stehkragens 24. Letzterer geht von der Oberseite der Decke 7 randbeabstandet aus. Er verläuft konzentrisch zur Längsmittelachse x-x und wird in Grundstellung teilüberlappend übergriffen durch den nach unten gezogenen, ebenfalls zylindrischen Rand 16 der Betätigungshandhabe B. Zwischen der Innenwandung dieses Randes 16 und der Mantelwand des Stehkragens 24 ist ein Ringspalt belassen, so daß Kippbewegungen der Betätigungshandhabe nicht zu einem Verklemmen führen. Den Betätigungsbegrenzungsanschlag bildet der jenseits des Stehkragens 24 verbliebene Ringabschnitt der Decke 7 des Einsatzes 8.
- Die Betätigungshandhabe B ist überfangen von einer Schutzkappe 25, welche auf den deckelförmigen Einsatz 8 einfach aufgesteckt wird oder, wie die linksseitige Schnitthälfte der Figur 3 veranschaulicht, im Wege der Schraubverbindung zugeordnet wird. Der Gewindeeingriff trägt das Bezugszeichen 26.
- Zur Sicherung des Einsatzes am Gehäuse 1 ist eine Rastverbindung 27 zwischen beiden Teilen gewählt. Den Einsteckbegrenzungsanschlag übernimmt ein der Mantelwand des topfförmigen Einsatzes 8 außenseitig angeformter Ringbund 28, welcher mit seiner unterseitigen Flanke gegen das korrespondierende Stirnende des Gehäuses 1 tritt und mit seiner oberseitigen Flanke den Aufsteckbegrenzungsanschlag für die Schutzkappe 25 bietet.
- In der Variante mit Gewindeausbildung 26 ist der dortige, oberhalb des Ringbundes 28 liegende Topfwandungsabschnitt nach innen versetzt, so daß eine durchgehend ebenengleiche Ausrichtung aller spenderbildenden Teile gewahrt ist.
- Die dem Pumpelement zugewandte Stirnseite des topfförmigen Kolbens 2 besitzt eine dem korrespondierenden Spenderkopf entsprechende Negativkonturierung, so daß nahezu eine restfreie Ausgabe der pastösen Masse M erreicht wird.
- Die Funktion des Spenders ist wie folgt:
- Durch Druck auf die Betätigungshandhabe B in Richtung des Pfeiles P wird der Balg 5 unter Volumenverringerung der Pumpenkammer 6 zusammengedrückt. Der in der Pumpenkammer befindliche Anteil an pastöser Masse tritt unter Öffnen des Ausgangsventils V2 aus der Austrittsöffnung 19 und legt sich auf der Randzone dieser Öffnung im Zentrum der muldenförmigen Ausstreiffläche 18 ab. Der mit der Pumpkammer 6 verbundene Kragen 22 fungiert hier als Leitungsbrücke. Bei der besagten Betätigung bleibt das als Rückschlagventil gestaltete Eingangsventil V1 zufolge des Überdrucks in der Pumpkammer 6 geschlossen. Sobald der Überdruck nachläßt, ziehen die Federbeinchen 21 den Ventilteller 20 in seine die Austrittsöffnung 19 vollkommen ausfüllende Schließgrundstellung zurück. Unter Loslassen der Betätigungshandhabe B stellt sich der Balg 5 zufolge entsprechender Materialwahl wieder in seine Ausgangstellung zurück. Das führt zu Unterdruck in der Pumpkammer 6. Demzufolge hebt sich die Ventilklappe 15 um ihr seitliches Filmscharnier 16 schwenkend an. Über die diesbezügliche Ventilöffnung wird nun pastöse Masse in die Pumpkammer 6 nachgesaugt. Einhergehend hiermit verlagert sich der Kolben 2 über die Füllstandssäule um einen Schritt in Richtung des Kopfstückes K nach. Ein Einsaugen von Falschluft ist zufolge der Funktion des Ausgangsventiles V2 unterbunden, auch jedwedes Eintrocknen der pastösen Masse.
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