EP1987888B1 - Austragvorrichtung - Google Patents

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EP1987888B1
EP1987888B1 EP08007090A EP08007090A EP1987888B1 EP 1987888 B1 EP1987888 B1 EP 1987888B1 EP 08007090 A EP08007090 A EP 08007090A EP 08007090 A EP08007090 A EP 08007090A EP 1987888 B1 EP1987888 B1 EP 1987888B1
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EP
European Patent Office
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discharge
discharge head
air outlet
liquid
valve
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EP08007090A
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English (en)
French (fr)
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EP1987888A2 (de
EP1987888A3 (de
Inventor
Thomas Bruder
Andi Herz
Gerald Krampen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aptar Radolfzell GmbH
Original Assignee
Erich Pfeiffer GmbH
Ing Erich Pfeiffer GmbH
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Publication date
Application filed by Erich Pfeiffer GmbH, Ing Erich Pfeiffer GmbH filed Critical Erich Pfeiffer GmbH
Publication of EP1987888A2 publication Critical patent/EP1987888A2/de
Publication of EP1987888A3 publication Critical patent/EP1987888A3/de
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Publication of EP1987888B1 publication Critical patent/EP1987888B1/de
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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
    • B05B11/0005—Components or details
    • B05B11/0062—Outlet valves actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
    • B05B11/0064—Lift valves
    • B05B11/0067—Lift valves having a valve seat located downstream the valve element (take precedence)
    • 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
    • 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
    • B05B11/1042—Components or details
    • B05B11/1061—Pump priming means
    • 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
    • B05B11/1042—Components or details
    • B05B11/1073—Springs
    • B05B11/1074—Springs located outside pump chambers
    • 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
    • B05B11/0005—Components or details
    • B05B11/0037—Containers
    • B05B11/0039—Containers associated with means for compensating the pressure difference between the ambient pressure and the pressure inside the container, e.g. pressure relief means
    • B05B11/0044—Containers associated with means for compensating the pressure difference between the ambient pressure and the pressure inside the container, e.g. pressure relief means compensating underpressure by ingress of atmospheric air into the container, i.e. with venting means

Definitions

  • the invention relates to a discharge device for discharging liquid or pasteusem medium with a pumping device with a volume changeable pumping chamber, with a discharge opening for the liquid medium, with a supply path between the pumping device and the discharge opening and with an outlet valve, which for opening the discharge opening in dependence of Pressure is formed in the supply path.
  • the invention further relates to a discharge head for a discharge device having a discharge opening for discharging liquid medium, a supply path for transporting the medium to the discharge opening and an outlet valve, which is designed to open the discharge opening in dependence on the pressure in the supply path.
  • EP 0 696 480 and EP 0 701 950 By using a pumping device with a variable-volume pumping chamber or a different type of pumping device, medium is introduced into the supply path when corresponding discharge devices are used, which at a sufficiently high pressure leads to an opening of the outlet valve and thus to a discharge of the medium from the supply path into the environment.
  • the outlet valve opens only at a constructive limit pressure. This ensures that a desired form of the discharge, for example a spray discharge, is achieved.
  • the object of the invention is therefore to develop a generic discharge and a generic discharge to the effect that the air in the system can be easily and easily removed when you start the discharge.
  • a generic discharge device and a generic discharge head which have a gas-permeable and liquid-tight air outlet, which connects the supply path with an outside environment.
  • Such a design of a discharge device or a discharge head allows a separate outlet of the air, which otherwise opposes by their compressibility of a sufficient pressure increase to open the exhaust valve.
  • the air which is present in the supply path to the outlet valve before generating an overpressure is therefore discharged into an external environment when an overpressure is generated from the pumping chamber and / or the supply path, and for the purposes of this invention the media reservoir also represents the external environment. Exceeding the limit pressure of the exhaust valve is not required.
  • the air in the pumping chamber and / or the supply path may be replaced by liquid by single or multiple actuation of the pump until there is sufficient liquid in the pumping chamber and / or the supply path to be actuated further due to incompressibility of the liquid to reach the limit pressure required to open the exhaust valve.
  • each actuation with the concomitant decrease in volume leads, almost directly, to a fluid pressure which is greater than this limit pressure. Thus, the operating condition is reached.
  • the pumping device is preferably a manually operated pumping device. It conveys medium from an integrated in the discharge or to the discharge device connectable media storage in the feed path.
  • the feed path itself can be in the simplest case be formed by a simple channel between pumping device and discharge.
  • the outlet valve is preferably a spring-loaded outlet valve, which closes at a pressure which is less than a limiting pressure, and thereby both prevents unwanted medium from escaping as well as the unwanted impurities from entering the discharge device.
  • the gas-permeable and liquid-tight air outlet can be formed in various ways.
  • Gas permeability is to be understood in the context of this invention as meaning that the air outlet is gas-permeable when it already allows air leakage at an air pressure within the supply path which is below the limit pressure required to open the outlet valve. It is preferred if the gas permeability of the air outlet according to Gurley is less than or equal to 50 seconds, preferably less than or equal to 30 seconds, particularly preferably less than 20 seconds.
  • the liquid density of the air outlet is to be understood in the context of this invention as meaning that there is no liquid leakage at the air outlet up to the limit pressure at which the outlet valve opens. As far as a liquid outlet at the air outlet on a pure wetting or facing away in the feed path Limited side of the air outlet, this is still considered in the context of the invention as liquid-tight.
  • the air outlet is provided in the region of the feed path, in particular in an upper area in a position of use of the discharge device or of the discharge head.
  • the arrangement of the air outlet in the supply path, in particular in an upper region of the supply path, ensures that the air outlet is not blocked early in the startup of the discharge by liquid in the supply path.
  • the air outlet is provided in relation to a normal position of use of the device, approximately at the level of the discharge opening or above the discharge opening.
  • the air outlet for the air and the discharge opening for the liquid are oriented in opposite directions and orthogonal to a main extension direction of the discharge device.
  • the main extension direction is preferably a vertical direction with respect to a usual position of use of the discharge device.
  • the air outlet is provided in a valve slide of the outlet valve, preferably on a side opposite a closing section of the valve slide, in particular on a pressure plate of the valve slide provided on the opposite side.
  • the pressure plate of the valve spool extends radially from the preferably pin-shaped shaft of the valve spool.
  • One side of the pressure plate closes off a pressure space associated with and connected to the supply path.
  • the pressure plate is due to its planar design and the fact that it naturally delimits the feed path or supply path relative to the environment, particularly well for the local arrangement of the air outlet.
  • valve spool is usually a separate component, it is also advantageous in terms of mounting to provide the air outlet on the valve spool, since separate components of the air outlet, such as a separate membrane, are easier to insert into the valve spool instead of the poorly accessible housing of the discharge ,
  • a discharge device according to the invention or an inventive discharge head, wherein the air outlet is closed by a gas-permeable and liquid-tight membrane.
  • a membrane can be accommodated in a very space-saving manner and, in particular, can be accommodated in wall sections delimiting the feed path or feed path, without negatively affecting the overall size of the discharge device or the discharge head.
  • the expedient surface of the membrane is determined in particular by the amount of air to be displaced and the air pressure upon actuation of the discharge device. Good experiences were made with membrane surfaces from 1mm 2 .
  • the required membrane area can also be distributed over several membranes.
  • membranes having a mean pore size between 0.1 .mu.m and 0.5 .mu.m Preference is given to membranes having a mean pore size between 0.1 .mu.m and 0.5 .mu.m.
  • membranes with a pore size smaller than 0.2 ⁇ m are suitable for microbiological contamination due to their high tightness.
  • a larger pore size for example of 0.45 microns, is particularly useful in such membranes, which are protected by additional measures on its outer side against contamination, for example by a corresponding housing sections, which represent a protection of the membrane against contact.
  • Such comparatively large pore sizes are expedient even with lower requirements for tightness against microbiological contaminants, because it allows the use of smaller and / or fewer membranes, resulting in reduced manufacturing costs.
  • larger pores are preferred with a mean size of more than 0.4 microns.
  • the membrane is formed integrally with a component of the discharge device.
  • the component and the membrane are preferably made of the same material, for example a suitable plastic.
  • embodiments of the invention are also included in which various materials are provided for the membrane and the component carrying it.
  • a housing or a valve slide of the discharge device or of the discharge head come into consideration as supporting components.
  • the one-piece construction ensures a tight fit of the membrane, which in particular withstands the fluid pressure during use.
  • the air outlet is microbiologically sealed, so that impurities can not get into the discharge device or the discharge head through the air outlet.
  • a membrane of PTFE or polyester which preferably has a thickness of less than 500 .mu.m, preferably less than 350 .mu.m.
  • a membrane has been found to be very well suited for this purpose due to rapid venting with good liquid tightness.
  • Fig. 1 shows a discharge device 10 with a pump cap 30 and a discharge head 50.
  • the discharge device 10 is provided for attachment to a non-illustrated media storage.
  • the pumping attachment 30 comprises a pump 32.
  • This pump 32 has a pumping chamber 34, which is closed on the input side by an inlet valve 36a and on the outlet side by an outlet valve 36b.
  • a suction tube 38a is provided, through which medium from the media reservoir into the pumping chamber 34 can be conveyed.
  • the output valve 36b is followed by a pipe section 38b, which defines a first section 40a of a supply path 40.
  • a discharge-side pipe section 52a is pressed, which forms part of an approximately L-shaped second section 40b of the supply path 40 limited.
  • This second section 40b of the supply path 40 is followed by a pressure chamber 40c and a discharge opening 54.
  • the pipe section 52a is part of the discharge head 50. By connecting the pipe section 52a to the pipe section 38b, the discharge head 50 is simultaneously connected to the pump attachment 30.
  • a valve spool 60 In a transverse to a main extension direction 2 extending part of the second portion 40b of the supply path 40 and in the pressure chamber 40c, a valve spool 60 is provided which has a shaft-shaped portion 62 and a radially adjoining the shaft-shaped portion 62 valve plate 64.
  • the shaft 62 is disposed within the second portion 40b. It has a conically shaped end 62 a, which closes the discharge opening 54 in the illustrated closed state. This configuration of the conical end 62a and the discharge opening 54 provides a reliable protection against microbiological contaminants.
  • the valve disk 64 is disposed within the pressure chamber 40c and separates it from an adjacent spring receiving space 56.
  • the outer diameter of the valve disk 64 is adapted to the inner diameter of the pressure chamber 40c, so that no liquid from the pressure chamber 40c can enter the spring receiving space 56.
  • a spring 58 is arranged, which is supported on the housing of the discharge head 50, the valve slide 60 with a spring force in the direction of the discharge opening 54 subjected to force and thereby produces the closed state.
  • An actuation of the discharge device is effected by acting in the main extension direction 2 actuating stroke by an applied to a finger rest 50a of the discharge head 50 actuating force against the restoring force of the return spring 12.
  • the discharge head 50 is moved in its entirety together with the supply path 40 in the direction of the pump section 30. This results in closing the input valve 36a and opening the output valve 36b.
  • the existing in the pumping chamber 34 at this time liquid is thereby promoted in the already already liquid-filled feed path 40.
  • the discharge opening 54 is opened and the pressurized medium from the supply path 40 is discharged until the liquid pressure in the supply path has dropped below the limit pressure for opening the exhaust valve again.
  • the pump section 30 and the discharge head 50 After releasing the actuating force brings a return spring 12, the pump section 30 and the discharge head 50 back to the starting position of Fig. 1 , wherein the pumping chamber volume is increased again when the outlet valve 36b is closed and the inlet valve 36a is open, thereby conveying new medium from the medium reservoir into the pumping chamber 34.
  • air outlet openings 80 are provided in the valve disk, which are closed by thin-walled membranes 82.
  • the membrane 82 are formed as a PTFE membrane and integrally connected to the valve spool 60.
  • the membranes are permeable to gases and especially air, but form a barrier to liquid.
  • the membranes with an average pore size of about 0.2 microns form a good protection against the ingress of microbiological contaminants.
  • the discharge opening 54 which is likewise microbiologically tight in an idle state of rest, there is thus a reliable and complete protection against such contamination.
  • the embodiment of the Fig. 2 is with the embodiment of Fig. 1 largely comparable.
  • the only difference is that the membrane 82 is not provided on the valve plate 64, but in the region of the discharge opening 54 in this embodiment.
  • the membrane 82 is merely inserted with a slight interference fit into a stepped outlet opening 80.
  • An additional connection of the membrane 82 with the housing of the discharge head is not required, since in the feed path during operation, normal pressure or overpressure always prevails, so that a suction of the membrane in the feed path is not to be feared.

Description

    Anwendungsgebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung zum Austragen von flüssigem oder pasteusem Medium mit einer Pumpvorrichtung mit einer volumenänderbaren Pumpkammer, mit einer Austragöffnung für das flüssige Medium, mit einem Zufuhrpfad zwischen der Pumpvorrichtung und der Austragöffnung sowie mit einem Auslassventil, welches zum Öffnen der Austragöffnung in Abhängigkeit des Drucks im Zufuhrpfad ausgebildet ist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen Austragkopf für eine Austragvorrichtung mit einer Austragöffnung zum Austrag von flüssigem Medium, einem Zufuhrpfad zum Transport des Mediums zur Austragöffnung und einem Auslassventil, welches zum Öffnen der Austragöffnung in Abhängigkeit des Drucks im Zufuhrpfad ausgebildet ist.
  • Gattungsgemäße Austragvorrichtungen sowie Austragköpfe für Austragvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, sowie in WO 96/13334 , EP 0 696 480 und EP 0 701 950 . Durch eine Pumpvorrichtung mit volumenveränderlicher Pumpkammer oder eine anders gearteten Pumpvorrichtung wird bei Benutzung entsprechender Austragvorrichtungen Medium in den Zufuhrpfad eingebracht, welches bei einem ausreichend hohen Druck zu einem Öffnen des Auslassventils und damit zu einem Austrag des Mediums aus dem Zufuhrpfad in die Umgebung führt. Das Auslassventil öffnet dabei erst bei einem konstruktiv vorgegebenen Grenzdruck. Dies gewährleistet, dass eine gewünschte Form des Austrags, beispielsweise eine Sprühaustragung, erzielt wird.
  • Als technisch problematisch an derartigen Austragvorrichtungen und Austragköpfen wird angesehen, dass der Zufuhrpfad im Lieferzustand der Austragvorrichtung sowie nach längerem Nichtgebrauch der Austragvorrichtung mit Luft befüllt ist. Bei Inbetriebnahme der Austragvorrichtung durch Betätigung wird diese Luft im Zufuhrpfad zwar komprimiert, so dass sich der Druck im Zufuhrpfad bzw. Zufuhrpfad erhöht. Der entstehende Luftdruck reicht jedoch nicht aus, um das druckgesteuerte Auslassventil zu öffnen, so dass ein Entweichen der Luft nur schwer erreicht werden kann. Die Problematik tritt in erhöhtem Maße auf, wenn aufgrund des verwendeten Mediums oder der geforderten Austragscharakteristik der Grenzdruck des Auslassventils besonders hoch ist, beispielsweise bei Spendersystemen für hochviskose Medien.
    • Aufgabe und Lösung
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Austragvorrichtung und einen gattungsgemäßen Austragkopf dahingehend weiterzubilden, dass die im System befindliche Luft bei Inbetriebnahme der Austragvorrichtung einfach und unkompliziert entfernt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch eine gattungsgemäße Austragvorrichtung und einen gattungsgemäßen Austragkopf erreicht, die einen gasdurchlässigen und flüssigkeitsdichten Luftauslass aufweisen, der den Zufuhrpfad mit einer Außenumgebung verbindet.
  • Eine solche Ausgestaltung einer Austragvorrichtung bzw. eines Austragkopfes ermöglicht einen separaten Austritt der Luft, die ansonsten durch ihre Kompressibilität einer ausreichenden Druckerhöhung zum Öffnen des Auslassventils entgegensteht. Die Luft, die sich vor Erzeugen eines Überdrucks im Zufuhrpfad zum Auslassventil befindet, wird daher bei Erzeugung eines Überdrucks aus der Pumpkammer und/oder dem Zufuhrpfad in eine Außenumgebung abgegeben, wobei im Sinne dieser Erfindung auch der Medienspeicher die Außenumgebung darstellt. Eine Überschreitung des Grenzdrucks des Auslassventils ist dabei nicht erforderlich. Bei der Inbetriebnahme kann die Luft in der Pumpkammer und/oder dem Zufuhrpfad durch einfache oder mehrfache Betätigung der Pumpe durch Flüssigkeit ersetzt werden, bis ausreichend Flüssigkeit in der Pumpkammer und/oder dem Zufuhrpfad vorhanden ist, um bei einer weiteren Betätigung aufgrund der Inkompressibilität der Flüssigkeit den zum Öffnen des Auslassventils erforderlichen Grenzdruck zu erreichen. Sobald die Luft vollständig oder nahezu vollständig aus dem Zufuhrpfad und der Pumpkammer verdrängt ist, führt eine jede Betätigung mit der einhergehender Volumenverringerung quasi unmittelbar dazu, dass sich ein Flüssigkeitsdruck einstellt, der größer als dieser Grenzdruck ist. Damit ist der Betriebszustand erreicht.
  • Die Pumpvorrichtung ist vorzugsweise eine manuell betätigte Pumpvorrichtung. Sie fördert Medium aus einem in der Austragvorrichtung integrierten oder an die Austragvorrichtung anschließbaren Medienspeicher in den Zufuhrpfad hinein. Der Zufuhrpfad selbst kann im einfachsten Fall durch einen einfachen Kanal zwischen Pumpvorrichtung und Austragöffnung gebildet werden. Es sind jedoch auch andere Gestaltungen denkbar, insbesondere solche, bei denen eine Nasenolive in ihrer Gesamtheit den Zufuhrpfad darstellt, wobei von der Pumpvorrichtung Medium in die Nasenolive gefördert wird und am distalen Ende der Nasenolive die Austragöffnung zum Austrag des Mediums vorgesehen ist. Bei dem Auslassventil handelt es sich vorzugsweise um ein federbelastetes Auslassventil, welches bei einem Druck, der kleiner als ein Grenzdruck ist, schließt und hierdurch sowohl verhindert, dass ungewollt Medium austreten kann als auch das ungewollt Verunreinigungen in die Austragvorrichtung eindringen können. Durch den durch die Gestaltung des Auslassventils vorgegebenen Grenzdruck, ab dem das Auslassventil öffnet, ist gewährleistet, dass ein für einen bestimmungsgemäßen Austrag erforderliche Minimaldruck erreicht ist, bevor Medium austritt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Erzielung gewünschter Sprühbilder erforderlich.
  • Der gasdurchlässige und flüssigkeitsdichte Luftauslass kann auf verschiedene Art und Weise gebildet sein. Gasdurchlässigkeit ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung derart zu verstehen, dass der Luftauslass dann gasdurchlässig ist, wenn er bei einem Luftdruck innerhalb des Zufuhrpfades, der unterhalb des zum Öffnen des Auslassventils erforderlichen Grenzdrucks liegt, bereits ein Ausströmen der Luft gestattet. Bevorzugt ist es, wenn die Gasdurchlässigkeit des Luftauslasses gemäß Gurley kleiner oder gleich 50 Sekunden, vorzugsweise kleiner oder gleich 30 Sekunden, insbesondere vorzugsweise kleiner 20 Sekunden ist. Die Flüssigkeitsdichte des Luftauslasses ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung so zu verstehen, dass es bis zu dem Grenzdruck, ab dem das Auslassventil öffnet, zu keinem Flüssigkeitsaustritt am Luftauslass kommt. Soweit sich ein Flüssigkeitsaustritt am Luftauslass auf eine reine Benetzung der oder im Zufuhrpfad abgewandten Seite des Luftauslasses beschränkt, wird dies im Sinne der Erfindung noch als flüssigkeitsdicht angesehen.
  • Bevorzugt ist es, dass der Luftauslass im Bereich des Zufuhrpfades vorgesehen ist, insbesondere in einem in einer Benutzungsstellung der Austragvorrichtung bzw. des Austragkopfes oberen Bereich. Die Anordnung des Luftauslasses im Zufuhrpfad, insbesondere in einem oberen Bereich des Zufuhrpfades, gewährleistet, dass der Luftauslass nicht frühzeitig bei der Inbetriebnahme der Austragvorrichtung durch Flüssigkeit im Zufuhrpfad versperrt wird. Somit ist auch noch dann, wenn ein wesentlicher Teil des Zufuhrpfades bereits mit Medium gefüllt ist, ein Ausbringen der verbliebenen Luft durch den Luftauslass möglich. Vorzugsweise ist der Luftauslass bezogen auf eine normale Benutzungsstellung der Vorrichtung, in etwa auf Höhe der Austragsöffnung oder oberhalb der Austragöffnung vorgesehen.
  • Besonders bevorzugt ist es, dass der Luftauslass für die Luft und die Austragöffnung für die Flüssigkeit in entgegengesetzte Richtungen weisend und orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung der Austragvorrichtung ausgebildet sind. Die Haupterstreckungsrichtung ist dabei vorzugsweise eine vertikale Richtung im Hinblick auf eine übliche Benutzungsstellung der Austragvorrichtung. Die Gestaltung mit einem Luftauslass und einer Austragöffnung, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, ist in konstruktiver Hinsicht geschickt, da sie einen relativ kompakten Aufbau gestattet, bei dem der Luftauslass und die Austragöffnung nicht benachbart zueinander vorgesehen werden müssen.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Luftauslass in einem Ventilschieber des Auslassventils vorgesehen, vorzugsweise an einer einem Schließabschnitt des Ventilschiebers gegenüberliegenden Seite, insbesondere an einem an der gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Druckteller des Ventilschiebers. Dies erlaubt einen sehr kompakten Aufbau. Der Druckteller des Ventilschiebers erstreckt sich radial von dem vorzugsweise stiftsförmigen Schaft des Ventilschiebers. Eine Seite des Drucktellers schließt einen Druckraum ab, der zum Zufuhrpfad zugehörig ist und mit diesem verbunden ist. Auf der anderen Seite des Drucktellers besteht Umgebungsdruck. Der Druckteller eignet sich aufgrund seiner flächigen Ausgestaltung sowie der Tatsache, dass er naturgemäß den Zufuhrpfad bzw. Zufuhrpfad gegenüber der Umgebung abgrenzt, besonders gut zur dortigen Anordnung des Luftauslasses. Da der Ventilschieber zumeist ein separates Bauteil ist, ist es zudem in Hinblick auf die Montage vorteilhaft, den Luftauslass am Ventilschieber vorzusehen, da separate Bestandteile des Luftauslasses, beispielsweise eine separate Membran, leichter in den Ventilschieber statt in das schlecht zugängliche Gehäuse der Austragvorrichtung einsetzbar sind.
  • Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung bzw. ein erfindungsgemäßer Austragkopf, bei dem der Luftauslass durch eine gasdurchlässige und flüssigkeitsdichte Membran verschlossen ist. Eine solche Membran ist sehr platzsparend unterzubringen und kann insbesondere in dem Zufuhrpfad bzw. Zufuhrpfad begrenzenden Wandungsabschnitten untergebracht werden, ohne die Gesamtbaugröße der Austragvorrichtung oder des Austragkopfes negativ zu beeinträchtigen. Die zweckmäßige Fläche der Membran bestimmt sich insbesondere nach der zu verdrängenden Luftmenge und dem Luftdruck bei Betätigung der Austragvorrichtung. Gute Erfahrungen wurden mit Membranflächen ab 1mm2 gemacht. Die erforderliche Membranfläche kann auch auf mehrere Membranen verteilt sein.
  • Bevorzugt sind Membranen mit einer mittlere Porengröße zwischen 0,1 µm und 0,5 µm. Besonders Membranen mit einer Porengröße, die kleiner als 0,2 µm ist, eignen sich aufgrund ihrer hohen Dichtheit gegen mikrobiologische Verunreinigungen. Eine größere Porengröße, beispielsweise von 0,45 µm, ist insbesondere bei solchen Membranen zweckmäßig, die durch zusätzliche Maßnahmen an ihrer Außenseite gegen Kontamination geschützt sind, beispielsweise durch eine entsprechende Gehäuseabschnitte, die einen Schutz der Membran gegen Berührungen darstellen. Derartige vergleichsweise große Porengrößen sind auch bei geringeren Anforderungen an die Dichtheit gegen mikrobiologische Verunreinigungen zweckmäßig, denn sie gestattet die Verwendung kleinerer und/oder weniger Membranen, was zu verringerten Herstellungskosten führt. Insbesondere bei pasteusen und hochviskosen Medien, besonders bei Medien aus dem Kosmetikbereich, werden größere Poren mit einer mittleren Größe von mehr als 0,4 µm bevorzugt.
  • Vorzugsweise ist die Membran dabei einstückig mit einem Bauteil der Austragvorrichtung ausgebildet. Dabei bestehen das Bauteil und die Membran vorzugsweise aus dem gleichen Material, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff. Es sind jedoch auch Ausführungsformen von der Erfindung umfasst, bei denen verschiedene Materialien für die Membran und das sie tragende Bauteil vorgesehen sind. Als tragende Bauteile kommen insbesondere ein Gehäuse oder ein Ventilschieber der Austragvorrichtung bzw. des Austragkopfes in Betracht. Die Einstückigkeit gewährleistet einen festen Sitz der Membran, der insbesondere auch dem Flüssigkeitsdruck bei Benutzung standhält.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Luftauslass mikrobiologisch dichtend ausgebildet, so dass Verunreinigungen durch den Luftauslass nicht in die Austragvorrichtung oder den Austragkopf hineingelangen können.
  • Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer Membran aus PTFE oder Polyester, wobei diese vorzugsweise eine Dicke kleiner 500µm, vorzugsweise kleiner 350µm, aufweist. Eine derartige Membran hat sich aufgrund schneller Entlüftung bei gleichzeitig guter Flüssigkeitsdichtigkeit als für diesen Anwendungszweck sehr gut geeignet herausgestellt.
  • Besonders gute Ergebnisse wurden mit Membranen mit einer Dicke zwischen 200 µm und 330 µm Dicke gemacht.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Austragkopf und
    Fig. 2
    eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Austragkopf.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1 zeigt eine Austragvorrichtung 10 mit einem Pumpenaufsatz 30 sowie einem Austragkopf 50. Die Austragvorrichtung 10 ist zur Befestigung auf einem nicht dargestellten Medienspeicher vorgesehen. Der Pumpaufsatz 30 umfasst eine Pumpe 32. Diese Pumpe 32 verfügt über eine Pumpkammer 34, die eingangsseitig durch ein Eingangsventil 36a und ausgangsseitig durch ein Ausgangsventil 36b abgeschlossen ist. Jenseits des Eingangsventils 36a ist ein Saugrohr 38a vorgesehen, durch welches Medium aus dem Medienspeicher in die Pumpkammer 34 gefördert werden kann.
  • An das Ausgangsventil 36b schließt sich ein Rohrabschnitt 38b an, der einen ersten Abschnitt 40a eines Zufuhrpfades 40 definiert. Auf den Rohrabschnitt 38b ist ein austragkopfseitiger Rohrabschnitt 52a aufgepresst, der einen Teil eines in etwa L-förmigen zweiten Abschnitts 40b des Zufuhrpfades 40 begrenzt. An diesen zweiten Abschnitt 40b des Zufuhrpfades 40 schließen sich eine Druckkammer 40c sowie eine Austragsöffnung 54 an.
  • Der Rohrabschnitt 52a ist Teil des Austragkopfes 50. Durch die Verbindung des Rohrabschnitts 52a mit dem Rohrabschnitt 38b wird gleichzeitig auch der Austragkopf 50 mit dem Pumpenaufsatz 30 verbunden.
  • In einem sich quer zu einer Haupterstreckungsrichtung 2 erstreckenden Teil des zweiten Abschnitt 40b des Zufuhrpfades 40 sowie in der Druckkammer 40c ist ein Ventilschieber 60 vorgesehen, der über einen schaftförmigen Abschnitt 62 und einen sich an den schaftförmigen Abschnitt 62 radial anschließenden Ventilteller 64 verfügt.
  • Der Schaft 62 ist innerhalb des zweiten Abschnitts 40b angeordnet. Er weist ein konisch geformtes Ende 62a auf, welches im dargestellten Schließzustand die Austragöffnung 54 dicht verschließt. Diese Ausgestaltung des konischen Endes 62a und der Austragöffnung 54 stellt einen zuverlässigen Schutz gegen mikrobiologische Verunreinigungen dar.
  • Der Ventilteller 64 ist innerhalb der Druckkammer 40c angeordnet und trennt diese von einem angrenzenden Federaufnahmeraum 56. Der Außendurchmesser des Ventiltellers 64 ist auf den Innendurchmesser der Druckkammer 40c angepasst, so dass keine Flüssigkeit aus der Druckkammer 40c in den Federaufnahmeraum 56 gelangen kann. Im Federaufnahmeraum ist eine Feder 58 angeordnet, die sich am Gehäuse des Austragkopfes 50 abstützt, den Ventilschieber 60 mit einer Federkraft in Richtung der Austragöffnung 54 kraftbeaufschlagt und dadurch den Schließzustand herstellt.
  • Die Funktionsweise der Austragvorrichtung nach abgeschlossener Inbetriebnahme wird nachfolgend erläutert.
  • Eine Betätigung der Austragvorrichtung erfolgt durch einen in Haupterstreckungsrichtung 2 wirkenden Betätigungshub durch eine auf eine Fingerauflage 50a des Austragkopfes 50 aufgebrachte Betätigungskraft entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 12. Hierdurch wird der Austragkopf 50 in seiner Gesamtheit gemeinsam mit dem Zufuhrpfad 40 in Richtung des Pumpenabschnitts 30 verschoben. Dies führt zu einem Verschließen des Eingangsventils 36a und einem Öffnen des Ausgangsventils 36b. Die in der Pumpkammer 34 zu diesem Zeitpunkt vorhandene Flüssigkeit wird dadurch in den ebenfalls schon flüssigkeitsbefüllten Zufuhrpfad 40 gefördert. Dies führt durch die Inkompressibilität der Flüssigkeit bestimmungsgemäß unmittelbar zu einer deutlichen Druckerhöhung im Gesamtsystem aus Pumpkammer 34 und Zufuhrpfad 40 der zu einer Verschiebung des Ventilschiebers 60 entgegen der Federkraft der Feder 58 führt. Hierdurch wird die Austragsöffnung 54 geöffnet und das unter Druck stehende Medium aus dem Zufuhrpfad 40 wird ausgetragen, bis der Flüssigkeitsdruck im Zufuhrpfad wieder unter den Grenzdruck zum Öffnen des Auslassventils gesunken ist. Nach Lösen der Betätigungskraft bringt eine Rückstellfeder 12 den Pumpenabschnitt 30 und den Austragkopf 50 wieder in die Ausgangslage der Fig. 1, wobei das Pumpkammervolumen bei geschlossenem Ausgangsventil 36b und geöffnetem Eingangsventil 36a wieder vergrößert wird und dabei neues Medium aus dem Medienspeicher in die Pumpkammer 34 fördert.
  • Zum Zwecke der Erstinbetriebnahme sowie der Wiederinbetriebnahme nach einem längeren Zeitraum der Nichtnutzung sind im Ventilteller 64 Luftauslassöffnungen 80 vorgesehen, die durch dünnwandige Membranen 82 verschlossen sind. Im Falle der Ausführungsform der Fig. 1 sind die Membrane 82 als PTFE-Membrane ausgebildet und einstückig mit dem Ventilschieber 60 verbunden. Die Membranen sind gas- und insbesondere luftdurchlässig, bilden jedoch eine Barriere für Flüssigkeit. Darüber hinaus bilden die Membranen mit einer mittleren Porengröße von etwa 0,2 µm einen guten Schutz gegen das Eindringen mikrobiologischer Verschmutzungen. Zusammen mit der in einem ungenutzten Ruhezustand ebenfalls mikrobiologisch dicht ausgebildeten Austragsöffnung 54 besteht somit ein zuverlässiger und vollständiger Schutz gegen derartige Verunreinigungen.
  • Im Ausgangszustand vor der Erstinbetriebnahme sind der Zufuhrpfad 40 und eventuell die Pumpkammer 34 mit Luft gefüllt. Wenn in diesem Zustand eine Betätigung der Austragvorrichtung erfolgt, wird das Volumen im Gesamtsystem aus Pumpkammer 34 und Zufuhrpfad 40 verringert, so dass der Luftdruck im Zufuhrpfad 40 erhöht wird. Hierdurch wird bewirkt, dass ein Teil der Luft aus dem Zufuhrpfad 40 durch die Membranen 82 nach außen strömt. Nach der Betätigung wird der Austragkopf durch die Rückstellfeder 12 wieder in seine Ausgangsstellung gedrückt, was bei verschlossenem Ausgangsventil 36b eine Vergrößerung des Volumens der Pumpkammer und ein damit verbundenes Einsaugen von Flüssigkeit aus dem Medienspeicher in die Pumpkammer 34 zur Folge hat. Bei diesem Rückhub kommt es nicht zu einem Unterdruck im Zufuhrpfad 40 und damit in der Druckkammer 40c, so dass ein Einziehen von Luft aus der Umgebung in die Druckkammer 40c nicht stattfindet. Bei der nächsten Betätigung wird die Flüssigkeit aus der Pumpkammer 34 in den Zufuhrpfad 40 gedrückt und verdrängt dort wiederum Luft, welche durch die Luftauslässe 80 entweicht. Durch wiederholtes Betätigen wird Schritt für Schritt mehr Flüssigkeit in den Zufuhrpfad 40 gefördert und die Luft durch die Membranen 82 aus dem Zufuhrpfad 40 herausgedrückt. Wenn der Anteil der Flüssigkeit im Zufuhrpfad 40 ausreichend groß und der Druck durch Verdrängung von Luft nicht mehr verminderbar ist, wird im Zuge de Betätigung ein ausreichend hoher Druck im Zufuhrpfad erreicht, um ein Öffnen des Auslassventils durch eine Verschiebung des Ventilschiebers 60 zu erzielen. Dadurch ist der Betriebszustand der Austragvorrichtung erreicht, in dem jede Betätigung zu einem Öffnen des Auslassventils führt.
  • Die Ausführungsform der Fig. 2 ist mit der Ausführungsform der Fig. 1 weitgehend vergleichbar. Der einzige Unterschied liegt darin, dass die Membran 82 bei dieser Ausführungsform nicht am Ventilteller 64, sondern im Bereich der Austragsöffnung 54 vorgesehen ist. Weiterhin ist die Membran 82 bei dieser Ausführungsform mit einem leichten Presssitz in eine gestufte Auslassöffnung 80 lediglich eingelegt. Eine darüber hinausgehende Verbindung der Membran 82 mit dem Gehäuse des Austragkopfes ist nicht erforderlich, da im Zufuhrpfad im Betrieb stets Normaldruck oder Überdruck herrscht, so dass ein Einsaugen der Membran in den Zufuhrpfad nicht zu befürchten ist.
  • Die technische Funktionsweise der Austragvorrichtung der Fig. 2 ist ansonsten mit der der Fig. 1 identisch.

Claims (9)

  1. Austragkopf (50) für eine Austragvorrichtung (10) mit
    - einer Austragsöffnung (54) zum Austrag von flüssigem Medium,
    - einem Zufuhrpfad (40b, 40c) zum Transport des Mediums zur Austragsöffnung (54),
    - einem Auslassventil (54, 62a), welches zum Öffnen der Austragsöffnung (54) in Abhängigkeit des Drucks im Zufuhrpfad (40b, 40c) ausgebildet ist,
    gekennzeichnet durch
    - einen gasdurchlässigen und flüssigkeitsdichten Luftauslass (80), der durch eine gasdurchlässige und flüssigkeitsdichte Membran (82) verschlossen ist und der den Zufuhrpfad (40b, 40c) mit einer Außenumgebung verbindet.
  2. Austragkopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftauslass (80) in einem in einer Benutzungsstellung der Austragvorrichtung (10) oberen Bereich des Zufuhrpfades angeordnet ist.
  3. Austragkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftauslass (80) in einem Ventilschieber (60) vorgesehen ist, vorzugsweise an einer einem Schließabschnitt (62a) des Ventilschiebers (60) gegenüberliegenden Seite, insbesondere an einem an der gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Druckteller (64) des Ventilschiebers (60).
  4. Austragkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Membran (82) eine mittlere Porengröße zwischen 0,1 µm und 0,5 µm aufweist.
  5. Austragkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Membran (82) einstückig in einem Bauteil (60, 64) der Austragvorrichtung ausgebildet ist.
  6. Austragkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftauslass (80) mikrobiologisch dichtend ausgebildet ist.
  7. Austragkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Membran (82) aus PTFE oder Polyester besteht und vorzugsweise eine Dicke kleiner 500 µm, vorzugsweise kleiner 350 µm, aufweist.
  8. Austragvorrichtung (10) zum Austragen von flüssigem oder pasteusem Medium mit
    - einem Austragkopf (50) und
    - einer Pumpvorrichtung (32) mit einer volumenänderbaren Pumpkammer (34),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Austragkopf (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist und der Zufuhrpfad (40) des Austragkopfes (50) mit der Pumpvorrichtung (32) verbunden ist.
  9. Austragvorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftauslass (80) für die Luft und die Austragöffnung (54) für die Flüssigkeit in entgegengesetzte Richtung weisend und orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung (2) der Austragvorrichtung (10) ausgebildet sind.
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