EP0934123A1

EP0934123A1 - Pumpe

Info

Publication number: EP0934123A1
Application number: EP97948681A
Authority: EP
Inventors: Karl-Heinz Rosenthal
Original assignee: Bornheim Wolfgang
Current assignee: ILEOS GMH
Priority date: 1996-11-04
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-08-11
Anticipated expiration: 2017-10-27
Also published as: CA2270936C; EP0934123B1; AU7001398A; BR9712861A; JP2001508351A; DE59709241D1; WO1998019796A1; DE19645393C1; US6186369B1; CA2270936A1; ATE231744T1

Abstract

Um den Aufbau einer Pumpe für fließfähige Medien, mit einer an einem Behälter (2) befestigbaren Grundplatte (1), die mit einem Grundplattenloch (14) zum Hindurchtreten eines in dem Behälter (2) enthaltenen Mediums versehen ist, wobei die Grundplattenoberseite (7) einen um das Grundplattenloch (14) angeordneten Grundplattenstutzen (17) aufweist, der zur Aufnahme einer Pumpeneinrichtung ausgebildet ist, die einen durch mindestens eine Druckfeder (26) gegen die Grundplatte (1) vorspannbaren Kolben (3) mit einem Kolbendeckel (21), der eine Kolbenloch (23) für das Medium aufweist, wobei die Kolbenunterseite (21a) einen Kolbenstutzen (22) aufweist, der axial verschieblich mit dem Grundplattenstutzen (17) in Wirkverbindung steht, zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, die Pumpeneinrichtung derart auszubilden, daß diese eine Ventilfeder (4) aufweist, die mit einer auf dem Grundplattenloch (14) abdichtend auflegbaren Unterplatte (30) und einer Oberplatte (31) versehen ist, die auf einem radial zur Längsachse (20, 50) der Pumpe ragenden Auflager dichtend auflegbar ist, und die Unterplatte (30) und die Oberplatte (31) über ein Federelement verbunden sind.

Description

Pumpe

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für fließfähige Medien, insbesondere Kosmetikpumpe, mit einer an einem Behälter befestigbaren Grundplatte, die im eingebauten Zustand eine dem Behälter zugewandte Grundplattenunterseite und eine dem Behälter abgewandte Grundplattenoberseite aufweist und mit einem Grundplattenloch zum Hindurchtreten eines in dem Behälter enthaltenen Mediums versehen ist, wobei die Grundplattenoberseite einen um das Grundplattenloch angeordneten Grundplattenstutzen aufweist, der zur Aufnahme einer Pumpeneinrichtung ausgebildet ist, die einen durch mindestens eine Druckfeder gegen die Grundplatte vorspannbaren Kolben mit einem Kolbendeckel, der eine dem Behälter zugewandte Kolbenunterseite, eine vom Behälter abgewandte Kolbenoberseite und ein Kolbenloch für das Medium aufweist, wobei die Kolbenunterseite einen Kolbenstutzen aufweist, der dichtend und im wesentlichen axial verschieblich mit dem Grundplattenstutzen in Wirkverbindung steht.

Eine bekannte Pumpe der genannten Art ist der Anmelderin aus einem firmeninternen Stand der Technik bekannt. Die Pumpe besteht aus einer auf dem Grundplattenloch dichtend aufsetz- baren Stahlkugel, die durch zwei unter der Kolbenunterseite einspannbare Schraubenfedern in oder auf das Grundplattenloch gedrückt wird. In der Regel werden dabei zwischen den einzelnen Schraubenfedern Zwischenglieder zur besseren Führung der Federn eingesetzt. Zur Abdichtung zwischen dem Kolben und einer auf diesen aufsetzbaren Überkappe, die zur einfacheren Betätigung des Kolbens dient, werden Dichtringe eingesetzt. In der Regel besteht eine aus dem Stand der Technik bekannte Pumpe aus 7 bis 8 verschiedenen Bauteilen. Vorzugsweise werden möglichst viele der Bauteile als Spritzgußteilen aus Kunststoff gefertigt und wird an einem Stutzen des Behälters befestigt. Vergleichbare Pumpen sind aus der DE 32 46 105 und der DE 29 02 624 bekannt.

Diese Pumpen sind mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Zum einen ist die Montage aufwendig und kostenintensiv, da mehrere Bauteile, die zudem noch aus unterschiedlichen Materialien bestehen, miteinander genau verbunden werden müssen, um die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Pumpe zu gewährleisten. Aufgrund der Teilezahl ist eine Mindestbauhöhe der Pumpe er- forderlich. Diese recht hohe Bauweise hat zur Folge, daß ein Großteil der Pumpe in den Oberen Flaschenhals hineinragt. Dieses ist insbesondere bei dem zunehmendem Einsatz von durchsichtigen Behältern nachteilig, da dieser Teil der Pumpe den ästhetischen Gesamteindruck stört. Daneben wird eine ausrei- chend große Öffnung zum Einstecken der Pumpe in den Behälter benötigt. Andererseits ist eine Verlagerung dieser Bauteile in den Bereich oberhalb des Flaschenhalses nicht ohne weiteres möglich, da hier auch bestimmte Restiktionen bezüglich der Bauhöhe bestehen.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau der gattungsgemäßen Pumpe zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pumpeneinrichtung eine Ventilfeder aufweist, die mit einer auf dem Grundplattenloch abdichtend auflegbaren Unterplatte und einer Oberplatte versehen ist, die auf einem im wesentlichen radial zur Längsachse der Pumpe ragenden Auflager des Kolbenstutzens dichtend auflegbar ist, und die Unterplatte und die Oberplatte über mindestens ein Federelement verbunden sind. Die Unterplatte ist zweckmäßigerweise als Tellerventil ausgebildet.

Die Ventilfeder ist vom Aufbau besonders einfach. Sie besteht vorzugsweise aus einem Bauteil, das bei der Montage zwischen dem Kolbenstutzen und dem Grundplattenstutzen eingesetzt wird. Auf den ganauen Sitz und die Passung mehrerer Bauteile relativ zueinander muß nicht geachtet werden. Dieses reduziert die Fertigungskosten. Daneben bietet die Ventilfeder die Möglichkeit einer erheblichen Reduktion der Bauhöhe. Die gesamte Pumpeneinrichtung kann in dem Bereich oberhalb der Grundplatte angeordnet werden, so daß keine Bauteile in den Behälterhals hineinragen müssen. Auf diese Weise können auch Behälter mit einem sehr geringen Querschnitt der Öffnung verwendet werden, die bisher für den Pumpeneinsatz nicht geeignet waren.

Vorzugsweise ist die Druckfeder zwischen der Kolbenunterseite und Grundplattenoberseite an der von der Mittelachse der Pumpe abgewandten Seite des Kolbenstutzens und des Grundplattenstutzens angeordnet. Damit wird verhindert, daß die Druckfeder bei Betätigung der Pumpe mit dem Kolbenstutzen oder dem Grundplattenstutzen in Berührung kommt.

Besonders vorteilhaft für eine einfache und kostengünstige Fertigung und Montage ist es, wenn die Druckfeder einstückig an dem Kolben angeformt ist. Die unbedingt notwendige Teilezahl wird so auf vier Teile reduziert, da die Pumpe nur noch aus der Grundplatte, dem Kolben, der Ventilfeder und der Überkappe besteht, wobei die Überkappe allerdings kein zwingend notwendiges Teil ist.

Eine besonders gute Führung des Kolbenstutzens wird erreicht, wenn die Grundplattenoberseite einen Führungsstutzen aufweist, der in von der Mittellinie der Pumpe abgewandter Richtung in einem Abstand von dem Grundplattenstutzen einstückig an der Grundplatte angeformt ist und der Kolbenstutzen zwischen dem Grundplattenstutzen und dem Führungsstutzen eingreift. Falls die Pumpe besonders einfach ausgeführt werden soll, ist es allerdings auch möglich, daß der Kolbenstutzen in die Innenseite des Grundplattenstutzens dichtend eingreift und kein Führungsstutzen vorgesehen ist. Zur Erhöhung der Dichtwirkung weist der Grundplattenstutzen eine Lippendichtung auf, die gegen die Innenseite des Kolbenstutzens dichtend anliegt. Daneben kann so auf zusätzliche Dichtringe verzichtet werden.

Aus demselben Grund weist vorteilhafterweise auch der Kolbenstutzen an seiner Außenseite eine Lippendichtung auf, die gegen die Innenseite des Führungsstutzens dichtend anlegbar ist. Die Lippendichtungen sind vorzugsweise an den oberen Rändern der Stutzen angeordnet, können aber auch je nach Anwendungsfall an anderen Stellen plaziert sein.

Bei einer als lufteinsaugendes System ausgebildeten Pumpe ist mindestens eine Einlaßöffnung für Umgebungsluft vorgesehen, wobei diese Einlaßöff ung als an der von dem Grundplattenloch abgewandten Seite des Grundplattenstutzens angeordnete Luftöffnung ausgebildet ist, durch die Luft in Behälter einströmen kann. Die erfindungsgemäße Pumpe kann aber auch als luftloses System ausgebildet sein, bei der auf die Luftöffnung verzich- tet wird.

Vorzugsweise ist die Luftöffnung zwischen dem Grundplattenstutzen und dem Führungsstutzen angeordnet. Der Kolbenstutzen fungiert dann als Regelventil für den Eintritt der Luft in den Behälter. Die Luft kann in den Behälter einstömen, wenn die Pumpe so weit nieder gedrückt wird, daß der Dichtrand des Kolbenstutzens in die Luftöffnung eintritt und der Dichtsitz zwischen dem Kolbenstutzen und dem Führungsstutzen nicht mehr besteht.

Für den Einsatz der Pumpe für flüssige Medien, wobei die Pumpe einen an den Kolben angeformten Kanal zur Heruasführung des Mediums aus der Pumpe durch eine Austrittsöffnung aufweist, ist der Kanal derart ausgebildet, daß die Strömungsgeschwin- digkeit des Mediums erhöht wird. Vorzugsweise ist der Kanal in dem Kolbendeckel ausgebildet und ist mit zumindest einem ring- förmigen Bereich versehen, der an zumindest einer Stelle einen verengten Radius aufweist. Der ringförmige Bereich fungiert als Beschleunigungskammer, in der die Fließgeschwindgkeit des Mediums aufgrund der Fliehkraft stark erhöht wird.

Der Kanal kann auch einen linearen Bereich aufweisen, wobei der Querschnitt des linearen Bereichs in Strömungsrichtung des Mediums abnimmt. Dieser düsenartige Aufbau erhöht ebenfalls die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums . Der Kanal kann so- wohl einen bogenförmigen als auch einen linearen Bereich aufweisen, die ineinander übergehen, um deren Wirkungen zu kombinieren. Es können je nach Einsatzgebiet auch mehrere verschiedene Bereiche alternierend angeordnet werden.

Der Kanal kann zudem eine Umlenkwand aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des den Kanal durchströmenden Mediums verläuft. Beim Aufprall des Mediums auf diese Prallwand wird das Medium zerstäubt.

Zur weiteren Reduzierung der Bauhöhe kann bei einer Pumpe, die mittels einer auf dem Kolben aufsetzbaren Überkappe betätigbar ist, der Kanal zumindest teilweise in der Überkappe eingeformt sein, so daß der Kanal zwischen der Überkappe und dem Kolben gebildet ist.

Vorzugsweise ist an der Überkappe eine an der Austrittsöffnung angeordnete, elastische Dichtlippe vorgesehen, die bei Nicht- benutzung der Pumpe die Austrittsöffnung verschließt. Das Medium wird auf diese Weise vor Umwelteinflüssen und vor Aus- trocknung geschützt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Dichtlippe an der Überkappe einstückig angeformt ist. Die elastische Dichtlippe wird bei Benutzung der Pumpe durch den Druck des Mediums weggedrückt und läßt das Medium austreten. Gleichzeitig bewirkt die Dichtlippe bei flüssigen Medien eine Zerstäubung des Mediums. Bei einer als Lotionpumpe ausgebildeten Variante der erfindungsgemäßen Pumpe bilden der Kolben und die Überkappe an der Austrittsöffnung durch den aneinander anliegenden Bereich eine Öffnung, beispielsweise in Form einer Schlitzdüse. Die so in dem Bereich zwischen Kolben und Überkappe gebildete Schlitzdüse ist deutlich einfacher zu fertigen als die aus dem Stand der Technik bekannten Schlitzdüsen, bei deren Fertigung sehr enge Toleranzen eingehalten werden müssen und die deshalb auch sehr anfällig gegen Verschleiß sind. Bei der erfingungsgemäßen Schlitzdüse werden einfach zwei vorgefertigte Teile, nämlich die Überkappe und der Kolben, zusammengesetzt, ohne daß besondere Toleranzen beachtet werden müssen.

Zur weiteren Vereinfachung der Fertigung sind die Unterplatte und die Oberplatte durch zwei Stabfedern miteinander verbunden, die einstückig an der Unterplatte und der Oberplatte angeformt sind. Alternativ können auch andere Federn, wie z.B. Spiralfedern, eingesetzt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform weist die Ventilfeder zwei Stabfedern auf, die vesetzt voneinander an der Oberplatte angeformt sind. Diese Ausgestaltung gewährleistet, daß sich die Stabfedern bei der Belastung nicht behindern und beim Abknicken aneinander vorbeigleiten. Fertigungstechnisch weist diese Ausgestaltung ferner den Vorteil auf, daß eine Backenform mit zwei Backen eingesetzt werden kann, so daß die Ventilfeder nach dem Spritzen leicht entformt werden kann.

Vorzugsweise weist die Oberplatte einen kleineren Außendurch- messer als der Innendurchmesser des Kolbenstutzens im Bereich oberhalb des Auflagers auf. Diese Ausgestaltung gewährleistet, daß das Medium den austreten kann. Zudem ist die Oberplatte zu der von der Grundplatte abgewandten Seite gewölbt, wodurch die für die Funktion notwendige Vorspannung zwischen dem oberen Berühungspunkt der Oberplatte an der Kolbenunterseite und dem unteren Berührungspunkt der Oberplatte an dem Auflager sichergestellt gewährleistet ist.

Vorzugsweise werden Grundplatte, Kolben, Überkappe und Ventil- feder aus einem Material gefertigt. Dieses erleichtert auch die Entsorgung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen anhand der Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer als Spray-Pumpe ausgebildeten Ausfühungsform der erfingungsgemäßen

Pumpe im entlasteten Zustand,

Fig. 2 die Pumpe aus Fig. 1 bei Betätigung,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Figur 2,

Fig. 4 die Pumpe aus Fig. 1 in Endstellung,

Fig. 5 die Pumpe aus Fig. 1 bei Entlastung,

Fig. 6 eine alternative Ausführunsform der erfindungsgemäßen Pumpe als Seitenansicht im Schnitt,

Fig. 7 die Pumpe aus Fig. 1 in verkleideter Ausgestaltung,

Fig. 8 eine Frontansicht der erfingungsgemäßen Pumpe,

Fig. 9 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe als Lotion-Pumpe als Seitenansicht im Schnitt und Fig.10 die Pumpe aus Fig. 9 als Frontansicht.

Die im folgenden verwendeten Begriffe außen und innen beziehen sich jeweils auf die Längsachse 20 der Pumpe. Nach außen be- deutet in von der Längsachse 20 abgewandter Richtung, nach innen in der Längsachse 20 zugewandter Richtung. Die Bezeichnungen unten und oben beziehen sich auf die auf dem Behälter 2 angeordnete Pumpe. Nach unten bezeichnet die dem Behälter 2 zugewandte Richtung, nach oben die dem Behälter abgewante Richtung.

Gemäß der Zeichnung besteht die Pumpe im wesentlichen aus einer Grundplatte 1, die auf einem Behälter 2 befestigt ist, einem Kolben 3, einer zwischen der Grundplatte 1 und dem Kol- ben angeordneten Ventilfeder 4 und einer Überkappe 5.

Die Grundplatte 1 besteht aus einem deckelartigen Bereich mit einer im eingebauten Zustand dem Behälter zugewandten Grundplattenunterseite 6 und eine dem Behälter abgewandte Grund- plattenoberseite 7, der auf dem Rand eines Behälterstutzens 8 des Behälters 2 dichtend aufliegt. Im Bereich des Umfangsran- des der Grundplattenunterseite 6 weist diese einen senkrecht zur Grundplatte 1 in Richtung des Behälters 2 verlaufenden Behälterrand 9 und an der Grundplattenoberseite 7 einen senk- recht zur Grundplatte 1 in entgegengesetzter Richtung zum Behälter 1 verlaufenden Kolbenrand 10 auf. Der Behälterrand 9 und der Kolbenrand 10 sind einstückig an der Grundplatte 1 angeformt. Vorzugsweise wird die Grundplatte 1 aus einem Kunststoff gespritzt.

An seinem unteren Ende weist der Behälterrand 9 an seiner dem Behälter 2 zugewandten Innenseite einen radial in Richtung des Behälters 2 verlaufenden Bund 11 auf. Dieser Bund 11 greift in eine an der Außenseite des Behälterstutzens 8 vorgesehene Aus- nehmung 12 ein. Die Grundplatte 1 ist so mit dem Behälter 1 rastbar verbindbar. Der Kolbenrand 10 weist an seinem oberen Ende an seiner Innenseite ebenfalls einen Bund 13 auf, der zur Fixierung des Kolbens 3 und der Überkappe 5 und zur Reduzie- rung der Reibung zwischen diesen Bauteilen bei der Betätigung der Pumpe dient .

Oberhalb der Mitte des Behälterstutzens 8 weist die Grund- platte 1 ein Grundplattenloch 14 auf, durch welches das in dem Behälter 2 enthaltene Medium durch die Pumpe aus dem Behälter 2 befördert werden kann. Das Medium wird dabei über ein Steigrohr 15 aus dem Behälter 2 angesaugt. Das Steigrohr 15 ist in einem an der Grundplattenunterseite 6 um das Grundplattenloch 14 herum einstückig angeformten Steigrohrstutzen 16 eingesetzt und dichtend mit der Grundplatte verbunden.

An die Grundplattenoberseite 7 ist ein zylinderförmiger Grundplattenstutzen 17 einstückig angeformt. Dieser Grundplatten- stutzen 17 umschießt das Grundplattenloch 14 kreis-ring-för- mig. Zudem ist ein Führungsstutzen 18 an der Grundplattenoberseite 7 einstückig angeformt, der in von der Längsachse 20 der Pumpe abgewandten Richtung in einem Abstand von dem Grundplattenstutzen 17 angeordnet ist, so daß sich zwischen der äußeren Fläche des Grundplattenstutzens 17 und der Innenfläche des Führungsstutzens ein zirkularer Ringspalt 19 gebildet wird. Dieser Ringspalt 19 dient zur Aufnahme eines Kolbenstutzens 22, der im folgenden beschieben wird.

Der Kolben 3 weist einen im wesentlichen quer zur Längsachse 20 der Pumpe verlaufenden Kolbendeckel 21 mit einer dem Behälter 2 zugewandten Kolbenunterseite 21a und einer dem Behälter abgewandten Kolbenoberseite 21b auf. An der Kolbenunterseite 21a ist ein zylinderförmiger Kolbenstutzen 22 einstückig ange- formt. Dieser Kolbenstutzen 22 umschließt ein in dem Kolbendeckel 21 vorgesehenes Kolbenloch 23 ringförmig. Das Kolbenloch 23 ist vorliegend versetzt von der Längsachse 20 der Pumpe angeordnet, kann aber je nach Einsatzgebiet an jeder Stelle am Kolbendeckel 21 innerhalb des Kolbenstutzens 22 angeordnet sein. Der Durchmesser des Kolbenstutzens 22 ist geringfügig größer als der des Grundplattenstutzens 17, aber andererseits geringfügig kleiner als der des Führunsstutzens 18. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Kolbenstutzen 22 bei zusammenge- bauter Pumpe dichtend mit dem Grundplattenstutzen 17 in Wirkverbindung steht, indem er in den Ringspalt 19 eingreift. An seiner Außenseite wird der Kolbenstutzen 22 von dem Führungsstutzen 18 und an seiner Innenseite von dem Grundplattenstutzen 17 geführt. Um die Dichtung zu verbessern, sind sowohl der Grundplattenstutzen 17 als auch der Kolbenstutzen mit radial von der Längsachse 20 der Pumpe weg verlaufenden Lippendichtungen 24, 25 versehen. Die Lippendichtung 24 des Grundplattenstutzens 17 liegt unter Vorspannung dichtend an der Innenfläche des Kolbenstutzens 22 an, und die Lippendichtung 25 des Kolbenstutzens 22 liegt unter Vorpannung dichtend an der Innenseite des Führungsstutzens 18 an. Der durch den Grundplattenstutzen 17 und Kolbenstutzen 22 eingeschlossene Raum bildet eine Pumpenkammer 35.

Die Kolbenunterseite 21a weist eine einstückig angeformte Spiral-Druckfeder 26 auf, die in radialer Richtung von der Längsachse 20 der Pumpe abgewandter Entfernung von dem Kolbenstutzen 22 derart angeordnet ist, daß sie auf der Grundplattenoberseite 7 in radialer Entfernung in von der Längsachse 20 der Pumpe abgewandter Richtung von dem Führungsstutzen 18 aufliegt. Die vorliegende Druckfeder 26 ist zweigängig ausgebildet, um eine höhere Federkraft bei geringer Länge der Druckfeder 26 zu erhalten. Falls eine größere Bauhöhe der Pumpe akzeptabel ist, kann die Feder auch eingängig ausge- bildet sein.

Am äußeren Rand der Kolbenunterseite 21a ist ferner ein nach unten verlaufender Verkleidungssteg 27 einstückig angeformt. Dieser Verkleidungssteg 27 dient zur axialen Führung des Kol- bens 3 bei der Betätigung und Montage der Pumpe mit der Überkappe und verkleidet die Pumpe . Das untere Ende des Verkleidungssteges 27 liegt an dem Bund 13 an. Der Kolben 3 ist über ein auf diesen aufsetzbare Überkappe 5 betätigbar, die den Kolben 3 deckelartig umschließt. Zur Fixierung ist die Überkappe 5 über einen an dieser einstückig angeformten radial nach außen verlaufenden Wulst 29 mit dem Bund 13 einrastend verbunden. Diese Rastverbindung verhindert ein ungewolltes Lösen der Pumpe von dem Behälter 2. Die Überkappe 5 ist mit einer Ausnehmung versehen, die zur Aufnahme des Verkleidungssteges 27 ausgebildet ist.

Die Ventilfeder 4 weist eine Unterplatte 30, die auf dem Grundplattenloch 14 abdichtend auflegbar ist, eine Oberplatte 31, die auf einem radial zur Mittelachse 20 der Pumpe ragenden Auflager dichtend auflegbar ist und zwei zwischen der Unterplatte 30 und der Oberplatte einstückig angeformte Stabfedern 32, 33 auf. Das Auflager ist als ein ringförmiger Bund 34 ausgestaltet, der an der Innenseite des Kolbenstutzens 22 an dessen oberem Ende angeformt ist.

Der Außendurchmesser bzw. die Abmessungen der Unterplatte 30 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Grundplattenstutzens 17, so daß die Unterplatte 30 relativ zu dem Grundplattenstutzen 17 leicht beweglich ist, aber gleichzeitig durch den Grundplattenstutzen 17 geführt wird. Um die Dichtwirkung zwischen Unterplatte 30 und Grundplatte 1 zu erhöhen, weist die Grundplattenoberseite eine um das Grundplattenloch 14 angeordnete Filmdichtung 59 auf, die einstückig an die Grundplatte angeformt ist.

Die Oberplatte 31 ist nach oben gewölbt. Der Zenith der Wöl- bung der Oberplatte 31 liegt an der Kolbenunterseite 21a an. Die Wölbung spannt die Oberplatte 31 zwischen der Kolbenunterseite 21a und dem Auflager ein. Auf diese Weise schließt die Oberplatte 31 dichtend mit dem Auflager ab. In dem Raum zwischen der Unterplatte 30 der Oberplatte 31, dem Grundplatten- stutzen 17 und dem Kolbenstutzen 22 wird so eine dichte Pumpenkammer 35 gebildet. Der Außendurchmesser der Oberplatte 31 ist geringer als der Innendurchmesser des Kolbenstutzens 22 im Bereich oberhalb des Auflagers. Dieses stellt sicher, daß der Rand der Oberplatte 31 sich bei einer Druckentwicklung innerhalb der Pumpenkammer 35 von dem Auflager abheben kann.

In der Figur 1 ist die Pumpe in Ruhestellung dargestellt, in der die Druckfeder 26 entspannt ist. Die Betätigung der Pumpe in den einzelnen Schritten wird in den Figuren 2 bis 5 darge- stellt. Zu Beginn des im folgenden dargestellten Ablaufs ist die Pumpenkammer bereits mit dem Medium gefüllt. Die Stömungs- richtung des Mediums ist durch Pfeile dargestellt.

In der Figur 2 wird auf die Überkappe 5 ein externe Kraft auf- gebracht. Der Kolben wird gegen die Kraft der Druckfeder 26 und der Stabfedern 32, 33 nach unten gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt liegt bei der Relativbewegung des Kolbens 3 im Verhältnis zu der Grundplatte 1 die Lippendichtung 24 für das Medium dichtend an der Innenwand des Kolbenstutzens 22 an, und die Lippendichtung 25 liegt dichtend an der Innenwand des Führungsstutzens 18 an. Der Druck innerhalb der Pumpenkammer 35 hebt die Oberplatte 31 von dem Bund 34 nach oben. Das Medium kann nun aus der Pumpenkammer 35 entweichen und wird durch einen sich zwischen der Oberplatte 31 und dem Bund 34 ent- stehenden Ringspalt aus der Pumpenkammer 35 in das Kolbenloch 23 befördert. Gleichzeitig drücken die Stabfedern 32, 33 und der Druck in der Pumpenkammer die Unterplatte 30 auf die Filmdichtung 59, so daß das Medium nicht in den Behälter 2 zurück strömen kann.

Wie insbesondere aus Figur 3 zu entnehmen ist, tritt beim Verlassen des Kolbenlochs 23 das Medium in einen in der Kolbenoberseite 21b angeformten Kanal 36 ein, der derart ausgebildet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums zu erhöhen. Zu diesem Zweck ist der Kanal 36 zunächst als im wesentlichen halbkreisförmige Kurvenbahn ausgebildet, die an der Stelle 37 ihren engsten Radius aufweist. Aufgrund dieser Ausgestaltung des Kanals 36 wird das Medium durch die Zentrifugalkraft beschleunigt .

In dem sich an die Stelle 37 mit dem engsten Radius anschließenden Bereich weist der Kanal 36 eine Umlenkwand 38 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Stömungsrichtung des den Kanal durchströmenden Mediums verläuft. Diese Umlenkwand 38 bewirkt eine Tröpfchenbildung bei flüssigen Medien, da die Cohasion des Stoffes durch den Aufprall des Mediums an der Umlenkwand 38 teilweise überwunden wird. Die Strömungsrichtung des Mediums wird durch die Umlenkwand 38 nach unten umgelenkt.

Das Medium gelangt nun in einen innerhalb der Kolbenoberseite 21b ausgebildeten Linearbereich 39. Genau genommen ist dieser Linearbereich 39 teilweise in der Kolbenoberseite 21b und der Unterseite der Überkappe 5 ausgebildet, die im zusammengebauten Zustand den Linearbereich 39 bilden. Der Querschnitt des Linearbereichs 39 nimmt zu der Austrittsöffnung 40 hin ab und weist an der Austrittsöffnung 40 seinen geringsten Querschnitt auf. Durch diese Ausgestaltung des Kanals wird die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums nochmals erhöht.

Die Austrittsöffnung 40 wird durch eine nach unten ragende Dichtlippe 41, die einstückig an der Unterseite der Überkappe 5 angeformt ist, verschlossen. Durch den Druck des Mediums bei der Betätigung der Pumpe wird diese elastisch ausgebildete Dichtlippe zur Seite gedrückt und läßt das Medium austreten. Daneben sorgt die Dichtlippe 41 nochmals für eine Zerstäubung flüssiger Medien.

In der Figur 4 ist die Pumpe in der Endstellung dargestellt, d.h. die Pumpe ist vollständig niedergedrückt. In dieser Stellung Strömt kein Medium mehr aus der Austrittsöffnung 40 aus. Die Unterplatte 30 liegt wieder dichtend auf dem Grundplattenloch 14 auf, und die Oberplatte 31 liegt dichtend auf dem Bund 34 auf. Die Lippendichtung 25 des Kolbenstutzens ragt in die Luftöffnung 28 hinein, so daß der Dichtsitz zwischen der Lippendichtung 25 und der Innenseite des Führungsstutzens 18 nicht mehr besteht. In diesem Stadium srömt Umgebungluft zwi- sehen dem Bund 13 des Kolbenrandes 10 und dem Verkleidungssteg 27 in die Pumpe ein, und strömt weiter durch den Spalt zwischen der Unterseite des Verkleidungssteges 27 und der Grundplattenoberseite 6, durch die Druckfeder 26, zwischen dem Verkleidungssteg 27 und dem Kolbensteg 22 in die Luftöffnung 28 und so in den Behälter 2, so daß ein Druckausgleich in dem Behälter stattfindet. Der Verlauf der Luft ist in der Figur 4 mit dem Pfeil A dargestellt.

In der Figur 5 ist die Pumpe bei der Entlastung dargestellt. Die Druckfeder 26 drückt den Kolben 3 und die Überkappe 5 in ihre Ausgangslage zurück. Die Lippendichtung 25 liegt wieder dichtend - nachdem sie aus dem Bereich der Luftöffnung 28 ausgetreten ist - an der Innenseite des Führungsstutzens 18 an. Bei der Relativbewegung des Kolbens 3 im Verhältnis zur Grundplatte 1 nach oben entsteht in der Pumpenkammer 35 ein Unterdruck. Dieser Unterdruck hebt die Unterplatte 30 an, so daß Medium aus dem Behälter 2 durch das Steigrohr 15 angesaugt und in die Pumpenkammer 35 eingesaugt wird. Auf diese Weise wird die Pumpenkammer 35 gefüllt und ist wieder betriebsbereit für einen weiteren Pumpzyklus. Wenn bei erstmaliger Benutzung noch kein Medium in der Pumpenkammer 35 enthalten ist, wird diese zunächst durch einige Pumpbewegungen gefüllt.

In der Figur 6 ist eine alternative Ausführungsform der Pumpe dargestellt. Der Aufbau der Pumpe entspricht grundsätzlich der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Pumpe. Im Unterschied zu dieser, ist die hier dargestellte Ausführungsform als Schraubversion ausgebildet. Die Pumpe weist an der Innenseite des Behälterrandes 9 ein einstückig angeformtes Innengewinde 42 auf, welches auf ein an der Außenseite des Behälterstutzens 8 einstückig angeformtes Außengewinde 44 eingreift, das mit dem Innengewinde 42 korrespondiert. Diese Ausführungsform weist zudem einen zwischen dem Behälterrand und der Grundplattenun- terseite 6 angeordneten elastischen Dichtring 45 auf, der die notwendige Vorspannung aufrecht erhält, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Pumpe von dem Behälter 2 zu verhindern.

In der Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe dargestellt. Im wesentlichen entspricht diese der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Klemmversion. Im Unterschied zu dieser ist die Pumpe zusätzlich mit einer Verkleidungskappe 46 versehen. Diese Verkleidungskappe deckt die Überkappe 5 ab und besteht vorzugsweise aus Aluminium, das besonders resistent gegen viele Medien, wie z.B. Parfüm, Haarspray und dergleichen, ist. Daneben ist sie preisgünstig herzustellen. Im Bereich der Austrittsöffnung 40 ist die Verkleidungskappe 46 mit einem Loch 47 versehen, durch welches das Medium ungehindert austreten kann. Um den Strom des Mediums auf keinen Fall zu behindern, ist das Loch 46 vorzugsweise deutlich größer als die Austrittsöffnung 40 ausgebildet. Die Pumpe kann zudem mit einem auf den Außenseiten des Behälterrandes 9 und des Kolbenrandes 10 der Grundplatte 1 angeordne- ten Überwurfring 48 versehen sein, der vorzugsweise aus demselben Material wie die Verkleidungskappe 46 besteht und ebenfalls zum Schutz der Pumpe vor aggressiven Medien sowie zur Verbesserung des Designs dient.

Eine Frontansicht auf die Austrittsöffnung 40 der Pumpe aus Figur 7 ist in Figur 8 dargestellt.

Die in der Figuren 9 und 10 dargestellte Pumpe stellt eine alternative Ausführungsform der Pumpe als Lotionspumpe dar. Bei einer Lotion handelt es sich um ein viskoses Medium, das nicht unter so hohem Druck aus der Pumpe befördert werden, und deshalb auch nicht beschleunigt werden muß. Zudem ist keine Zerstäubung notwendig. Selbstverständlich kann die Pumpe auch für andere viskose Medien verwendet werden.

Der wesentliche Unterschied zu den in den vorigen Figuren dargestelten Ausführugsformen, die auch als Spray-Pumpen be zeichnet werden können, liegt in der Ausgestaltung des Kanals zwischen der Überkappe und dem Kolben sowie der unterschiedlichen Ausbildung der Austrittsöffnung.

Der Kolben 49 ist mit einem von der Längsachse 50 der Pumpe versetzt angeordneten Kolbenloch 51 versehen. Dieses ist in dem Bereich des Kolbendeckels 52 gelegen, der innerhalb des auf der Unterseite des Kolbens 49 einstückig angeformten Kolbenstutzens 53 positioniert ist.

Beim Pumpen tritt die Lotion aus der Pumpenkammer 54 in den zwischen der Unterseite der Überkappe 55 und der Oberseite des Kolbens 49 ausgebildeten Kanal 56 ein. Dieser Kanal führt die Lotion direkt ohne Beschleunigungskammer zu der als Schlitzdü- se ausgebildeten Austrittsöffnung.

Im Bereich der Austrittsöffnung sind die aneinander anliegenden Bereiche der Überkappe 55 und des Kolbens 49 so ausgebildet, daß zwischen diesen eine feine Schlitzdüse gebildet wird. Der Kanal 56 läuft auf den Schlitz 57 der Schlitzdüse im wesentlichen konisch zu. Die Schlitzdüse ist bei Nichtbetrieb der Pumpe verschlossen, so daß keine Bakterien eindringen können und die Lotion vor dem Austrocknen geschützt wird. Beim Betrieb der Pumpe wird der Schlitz 57 durch den internen Druck der Lotion leicht geöffnet und läßt dieses austreten.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schlitzdüse ist wesentlich günstiger als die aus dem Stand der Technik bekannte, bei der in dem Übergangsbereich von der Überkappe in die an dieser einstückig ausgebildeten Schlitzdüse sehr enge Fertigungstoleranzen zu beachten sind, welche die Produktion sehr aufwendig und kostenintensiv machen. Für das Spritzen der Kunststoff- teile wird z. B. ein Stahlkern mit einem Durchmesser von 0,75 mm benötigt. Bei der Erfindung wird die Schlitzdüse dagegen durch Zusammensetzen von zwei vorgefertigten Teilen gebildet. Dieses ist deutlich einfacher und bedarf keiner besonderen Fertigungstoleranzen .

Um zu verhindern, daß die Lotion beim Pumpen in nicht dafür vorgesehene Bereiche zwischen der Überkappe 55 und dem Kolben 49 gelangt, ist um den Kanal 56 und das Kolbenloch 51 eine Filmdichtung 58 einstückig an der Unterseite der Überkappe 55 angeformt, die zur Auflage auf der Oberseite des Kolbens 49 kommt. Derartige Filmdichtungen können auch bei der Ausfüh- rungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen sein.

Wie ferner aus der Figur 9 deutlich wird, kann das Steigrohr 15 auch von außen auf den Steigrohrstutzen 16 aufgeschoben werden .

Eine Frontansicht der Pumpe aus Figur 9 in Blickrichtung auf die Schlitzdüse ist in Figur 10 dargestellt.

Bei den in den Figuren dargestellten Pumpen handelt es sich bei allen Ausführungsformen um im wesentlichen rotationssym- etrische zylindrischen Ausführungsformen, die rotationssymmetrisch um die Längsachse 20 der Pumpe sind. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, bestimmte Bauteile versetzt von der Mittellinie 20 der Pumpe angeordnet auszubilden, also die Pumpe und den Behälter 2 nicht rotationssymetrisch zu gestalten, sowie andere Geometrien vorzusehen.

Vorzugsweise werden die einzelnen Bauteile aus Kunststoff gespitzt, so daß ihre Fertigung besonders einfach und kosten- günstig ist. Die Bauteile können auch teilweise aus Metall oder anderen geeigneten Materialien gerfertigt werden, sofern nicht die Elastizität des Kunststoffs benötigt wird.

Durch die erfindungemäße Ausgestaltung der Pumpe wird deren Aufbau deutlich vereinfacht. Im Vergleich zum Stand der Technik sind nur noch drei bzw. vier Teile anstelle von zuvor acht und mehr Teilen notwendig. Der erfindungsgemäße Aufbau reduziert die Bauhöhe, so daß die Pumpe vollständig in dem Bereich oberhalb der Grundplatte angeordnet werden kann. Dieses ermöglicht den Einsatz auf Behältern, deren Öffnungsquerschnitt klein und beschränkt ist. Es wird eigentlich nur noch ein Öffnungsquerschnitt des Behälters benötigt der ausreicht, um ein Steigrohr hindurchzuführen. Da alle Bauteile der Pumpe aus einem Kunststoff gespritzt werden können, ist die Fertigung besonders einfach und kostengünstig. Daneben wird die Entsorgung erleichtert. Die Pumpe kann mit und ohne Überkappe betrieben werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kanals als Beschleunigungskammer kann auf zuätzliche Düsen zur Beschleunigung und Zerstäubung von flüssigen Medien verzichtet werden. Diese Düsen stellen bei dem Stand der Technik teure Einzelteile dar. Bei der nicht lufteinsaugenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe ist der Behälter zweckmäßi- gerweise aus einem elastischen Material hergestellt.

Bezugszeichenliste

Grundplatte

Behälter

Kolben

Ventilfeder

Überkappe

Grundplattenunterseite

Grundplattenoberseite

Behälterstutzen

Behälterrand

Kolbenrand

Bund

Ausnehmung

Bund

Grundplattenloch

Steigrohr

Steigrohrstutzen

Grundplattenstutzen

Führungsstutzen

Ringspalt

Längsachse der Pumpe

Kolbendeckel a Kolbenunterseite b Kolbenoberseite

Kolbenstutzen

Kolbenloch , 25 Lippendichtung

Druckfeder

Verkleidungssteg

Luftöffnung

Wulst

Unterplatte

Oberplatte , 33 Stabfedern

Bund Pumpenkammer Kanal Punkt mit engstem Radius Umlenkwand Linearbereich Austrittsöffnung Dichtlippe Innengewinde Außengewinde Dichtring Verkleidungskappe Loch Überwurfring Kolben Längsachse der Pumpe Kolbenloch Kolbendeckel Kolbenstutzen Pumpenkammer Überkappe Kanal Schlitz Filmdichtung

Claims

Patentansprüche

1. Pumpe für fließfähige Medien, insbesondere Kosmetikpumpe, mit einer an einem Behälter befestigbaren Grundplatte, die im eingebauten Zustand eine dem Behälter zugewandte Grundplattenunterseite und eine dem Behälter abgewandte Grundplattenoberseite aufweist und mit einem Grundplattenloch zum Hindurchtreten eines in dem Behälter enthaltenen Mediums versehen ist, wobei die Grundplattenoberseite einen um das Grundplattenloch angeordneten Grundplattenstutzen aufweist, der zur Aufnahme einer Pumpeneinrichtung ausgebildet ist, die einen durch mindestens eine Druckfeder gegen die Grundplatte vorspannbaren Kolben mit einem Kolbendeckel, der eine dem Behälter zugewandte Kolbenunterseite, eine vom Behälter abgewandte Kolbenoberseite und ein Kolbenloch für das Medium aufweist, wobei die Kolbenunterseite einen Kolbenstutzen aufweist, der dichtend und im we- sentlichen axial verschieblich mit dem Grundplattenstutzen in Wirkverbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pumpeneinrichtung eine Ventilfeder (4) aufweist, die mit einer auf dem Grundplattenloch (14) abdichtend auflegbaren Unterplatte (30) und einer Oberplatte (31) versehen ist, die auf einem im wesentlichen radial zur Mittelachse (20, 50) der Pumpe ragenden Auflager des Kolbenstutzens (22) dichtend auflegbar ist, und die Unterplatte (30) und die Oberplatte (31) über mindestens ein Federelement verbunden sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckfeder (26) zwischen der Kolbenunterseite (21a) und der Grundplattenoberseite (7) an der von der Mittelachse (20, 50) der Pumpe abgewandten Seite des Kolbenstutzens (22, 53) und des Grundplattenstutzens (17) angeordnet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckfeder (26) einstückig an dem Kolben (3, 49) angeformt ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Grundplattenoberseite (7) einen Führungsstutzen (18) aufweist, der in von der Mittelachse (20, 50) der Pumpe abgewandter Richtung in einem Abstand von dem Grundplattenstutzen (17) angeordnet ist, und daß der Kolbenstutzen (22, 53) zwischen dem Führungsstutzen (18) und dem Grundplattenstutzen (17) eingreift.

5. Pumpe nach einem der Ansspüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Grundplattenstutzen

(17) eine Lippendichtung (24) aufweist, die gegen die Innenseite des Kolbenstutzens (22, 53) dichtend anliegt.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kolbenstutzen (22,

53) eine Lippendichtung (25) aufweist, die gegen die Innenseite des Führungsstutzens (18) dichtend anlegbar ist.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die als luftein- saugendes System ausgebildet ist und mindestens eine Einlaßöffnung für Umgebungsluft aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Grundplatte (1) an der von dem Grundplattenloch (14) abgewandten Seite des Grundplattenstutzens (17) eine Luftöffnung (28) aufweist, durch die Luft in Behälter (2) einströmen kann.

8. Pumpe nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Luftöffnung (28) zwischen dem Grundplattenstutzen (17) und dem Führungsstutzen (18) angeordnet ist.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die einen an den Kolben angeformten Kanal zur Herausführung des Mediums aus der Pumpe durch eine Austrittsöffnung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kanal (36) derart ausgebildet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums zu erhöhen.

10. Pumpe nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kanal (36) in dem Kolbendeckel (21) ausgebildet ist und zumindest einen ringförmig verlaufenden Bereich aufweist, der an zumindest einer Stelle einen verengten Radius (37) aufweist.

11. Pumpe nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, daß der Kanal einen Linearbereich (39) aufweist, wobei der Querschnitt des Linearbereichs (39) in Strömungsrichtung des Mediums abnimmt.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kanal eine Umlenkwand

(38) auweist, die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des den Kanal (36) durchströmenden Mediums verläuft.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, die mittels einer auf dem Kolben aufsetzbaren Überkappe betätigbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kanal zumindest teilweise in der Überkappe (5, 55) eingeformt ist, so daß der Kanal (36) zwischen der Überkappe (5, 55) und dem Kolben (3, 49) gebildet ist.

14. Pumpe nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überkappe eine an der Austrittsöffnung (40) angeordnete, elastische Dichtlippe (41) aufweist, die bei Nichtbenutzung der Pumpe die Austrittsöffnung (40) verschließt.

15. Pumpe nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese als Lotionspumpe ausgebildet ist, und daß der Kolben (3, 49) und die Überkappe (5, 55) an der Austrittsöffnung (41) durch den aneinander anlie- genden Bereich eine Schlitzdüse bilden.

16. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Unterplatte (30) und die Oberplatte (31) durch mindestens eine Stabfeder (32, 33) miteinander verbunden sind, die einstückig an der Unterplatte (30) und der Oberplatte (31) angeformt sind.

17. Pumpe nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ventilfeder (4) zwei Stabfedern aufweist, die versetzt voneinander an der Oberplatte (31) angeformt sind.

18. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oberplatte (31) einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Kobenstutzens (22, 53) im Bereich oberhalb des Auflagers aufweist und daß die Oberplatte (31) zu der von der Grundplatte (1) abgewandten Seite gewölbt ist.