DE202014009706U1

DE202014009706U1 - Dosierspender

Info

Publication number: DE202014009706U1
Application number: DE202014009706.2U
Authority: DE
Original assignee: Crystal Intl Inc
Current assignee: Crystal Intl Inc
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2024-12-11
Also published as: WO2016091364A1; US11786923B2; DE112015005590B4; US20170341097A1; CN106999967B; DE112015005590A5; CN106999967A

Abstract

Dosierpumpe mit einen Gehäuse, das sich von einem Einlassbereich bis zu einer Abgabeöffnung erstreckt und einen Kolben umgibt, der von einer Druckfeder in Ausgangsposition beaufschlagt ist und gegen deren Federkraft zu einer Endposition bewegbar ist, wobei die Hubbewegung des Kolbens durch einen Anschlag begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag durch Berührung des unteren Endes (4e) des Kolbens (4) mit dem Einlassbereich (2a) gebildet ist, insbesondere mit einem umlaufenden Rand (2a').

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1.
Solche Dosierpumpen werden zur Abgabe von Flüssigkeiten oder pastösen Produkten, wie z. B. Flüssigseifen oder Kosmetika eingesetzt. Hierbei taucht meist ein Saugschlauch in eine Kunststoffflasche ein, so dass bei Betätigung der Dosierpumpe (insbesondere durch Niederdrücken eines Kolbens) ein gewünschtes Volumen des Produktes angesaugt und zum Produktauslass, insbesondere eine Abgabedüse gefördert wird.
Das Betätigungselement (Druckknopf oder auch Hebel) wird meist mit einer Schrauben-Druckfeder elastisch in Ausgangsposition vorgespannt und kann niedergedrückt werden, wobei sich ein Kolben, meist mit einer hohlen Kolbenstange innerhalb einer allgemein zylindrischen Dosierkammer bewegt. Nach Ende der Betätigung wird der Kolben durch die Federkraft zurückgestellt und das Produkt über ein Einlassventil angesaugt, wobei die Feder bei kosmetischen Produkten außerhalb des Produkt-Förderwegs angeordnet sein sollte. Eine solche Dosierpumpe ist z. B. aus dem US-Patent 3,187,960 bekannt. Der Pumpenhub wird hierbei durch einen radial an der Kolbenstange verbreiterten Flansch erzielt, wodurch der Führungszylinder bzw. das Gehäuse einen relativ großen Durchmesser aufweist.
Eine ähnliche Dosierpumpe wird im US-Patent 7,954,677 beschrieben, wobei zur Hubbegrenzung ein oberer Flansch gegen eine Stufe im Gehäuse gedrückt wird, so dass sich der untere Bereich des Kolbens in der Endposition dem Einlassbereich allenfalls annähert. Hierbei ist als Einlassventil ein Kugelventil vorgesehen, das bei hoher Viskosität des Fördermediums nicht selbsttätig abdichtet und ein Dosieren „überkopf” nicht oder unzureichend ermöglicht. Zudem gelten auch hier die vorstehenden Nachteile eines relativ großen Bauvolumens und Bauaufwands, zumal für verschiedene Dosiervolumina auch unterschiedliche Bauteile vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Dosierpumpe mit hoher Funktionssicherheit bei geringem Bauaufwand und somit niedrigen Produktionskosten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Dosierpumpe nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine derartige Dosierpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlag zur Hubbegrenzung des Kolbens in seiner Endposition durch Berührung des unteren Endes des Kolbens mit dem Einlassbereich gebildet ist, insbesondere mit einem umlaufenden Rand (in Art einer Sicke) in Nähe des Einlassventils oder mit dem Einlassventil selbst. Hierdurch wird bei jeder Betätigung das Einlassventil zumindest so weit berührt, dass ein ggf. verschobenes Dichtelement wieder in seinen Dichtsitz zurückgedrückt wird. Ein solches Verschieben kann z. B. dann auftreten, wenn die Dosierpumpe sehr schräg gehalten wird oder gar „Überkopf” eingesetzt wird und dann auf die Kunststoffflasche geschlagen wird, um das Austreten der Paste zu beschleunigen. Durch den Anschlag im Einlassbereich wird eine Korrektur eines Fehlsitzes (ggf. schon bei der Montage verursacht) durchgeführt und so insgesamt ein sicherer Betrieb gewährleistet. Zudem weist die Dosierpumpe durch den Wegfall des bisher verwendeten oberen Anschlags und/oder unterschiedlicher Bauteillängen einen geringeren Bau- und Montageaufwand auf.
In bevorzugter Ausführung ist die zur Rückstellung erforderliche Druckfeder um den Förderweg herum angeordnet, so dass sich eine kompakte Bauweise ergibt und sichergestellt ist, dass das ggf. empfindliche (kosmetische) Produkt nicht mit Metall in Berührung kommt. Je nach geforderter Dosiermenge pro Kolbenhub kann das Gehäuse mit unterschiedlichen, axialen Längen zur Bildung unterschiedlich großer Dosierkammern ausgeformt sein. Damit kann der Pumpmechanismus selbst unverändert bleiben. Insbesondere bilden der Kolben und die Druckfeder mit daran angrenzenden Bauteilen eine vorgefertigte Montageeinheit, so dass diese für unterschiedliche Dosierspender bzw. unterschiedliche Dosiervolumina eingesetzt werden können. Wesentlich ist hierbei auch, dass der Kolben einen Stößel mit einer unteren Verbreiterung aufweist, so dass das Einlassventil beaufschlagt und bei einer Fehlstellung (z. B. bei Lagerung eines Dosierspenders in schräger oder umgedrehter Position) wieder in exakter Dichtstellung ausgerichtet werden kann.
Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Hierbei zeigen:
1 einen Längsschnitt einer Dosierpumpe in Ausgangsposition gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Dosierpumpe für ein erstes Dosiervolumen ausgelegt ist;
2 eine Längsschnittdarstellung gemäß 1 in einer unteren Endposition;
3 eine Darstellung ähnlich 1, wobei das Gehäuse der Dosierpumpe ein kleineres Volumen einnimmt; und
4 einen Längsschnitt ähnlich zu 2.
Gemäß 1 umfasst die Dosierpumpe 1 ein rohrförmiges Gehäuse 2, das sich entlang der Hochachse zwischen einem unteren Einlassbereich 2a und einer oberen Abgabeöffnung 2b erstreckt, um das Produkt aus einem nicht dargestellten (unteren) Behälter zu fördern. Im Gehäuse 2 ist ein axial beweglicher Kolben 4 angeordnet, der innerhalb eines Führungszylinders 3 zwischen der Ausgangsposition (1 und 3) und einer Endposition in Nähe des Einlasses 2a (2 und 4) gegen die Druckfeder 5 niedergedrückt werden kann. Die außen am zentralen Förderweg angeordnete Druckfeder 5 stützt sich nach oben hin an einem Flansch 6 ab, der am Kolben 4 (bzw. dessen hohler Kolbenstange) angeformt ist. Der Flansch 6 sorgt zudem für eine exakte Führung des gesamten Kolbens 4 beim Niederdrücken (vgl. 2), wobei der Zylinder 3 hier radial nach innen gerichtete Stege 9a aufweist, um die Reibung zu minimieren. Außen am Gehäuse 2 ist zudem eine Überwurfmutter oder ein Schnappverschluß 2c übergestülpt, um die Dosierpumpe 1 mit dem Behälter für das zu dosierende Produkt zu verbinden, hier durch einfaches Aufpressen des Schnappverschlusses 2c.
Das Gehäuse 2 und das untere Ende 4e des Kolbens 4 definieren so eine Dosierkammer 7, in die der Kolben 4 eintauchen kann. Das Volumen der Dosierkammer 7 bestimmt dabei die zu fördernde Produktmenge, wie aus dem Vergleich des relativ langen Gehäuses bei 1 und 2 gegenüber dem relativ kurzen Gehäuse 2 bei 3 und 4 ersichtlich ist, wobei der Kolben 4 bei beiden Ausführungen gleich aufgebaut ist und jeweils beim Niederdrücken ein Entlüftungsloch 7a in der hier nach rechts weisenden Wandung des Gehäuses 2 freigibt. In der jeweiligen Ausgangsstellung (1 und 3) ist das Entlüftungsloch 7a vom Kolben 4 dagegen abgedichtet. Der Kolben 4 bzw. dessen Kolbenstange ist im Zentrum hohl ausgebildet, um so die Förderung des Produktes zum oberen Abgabebereich 2b zu gestatten. Im Bereich des Einlassbereiches 2a ist ein scheibenförmiges Einlassventil 8 vorgesehen, das in der Endposition vom untersten Teil 4e des Kolbens 4 sicher angedrückt und damit immer dichtend verschlossen wird. Sollte sich das Einlassventil 8 z. B. beim Ansaugen des Produkts oder schon bei der Montage verschoben haben, wird es in seinem Dichtsitz wieder exakt ausgerichtet.
Um die Druckfeder 5 herum ist eine Hülse 9 in das Gehäuse 2 eingesetzt, bevorzugt mit einem Einpressrand 9b im Gehäuse 2 befestigt. Eine ähnliche Verbindung ist für den (hohl ausgeformten) Kolben 4 vorgesehen, nämlich für dessen unteren Bereich in Form eines Stößels 4a, der nach unten hin eine flanschartige Verbreiterung 4b aufweist. Zwischen dieser Verbreiterung 4b und dem unteren Rand der Hülse 9 ist ein manschettenartiges Kolbenelement 4c angeordnet, das bevorzugt aus Polyethylen hergestellt ist, um so innerhalb der Dosierkammer 7 mehrere Dichtkanten bzw. -bereiche auszubilden.
Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das untere Ende der Hülse 9a in der Ausgangsposition gemäss 1 und 3 als Anschlag für das Kolbenelement 4c dient. So liegt der obere, äußere Rand des Kolbenelements 4c in 1 (und auch 3) in einer äußeren Abstufung der Hülse 9 an. Beim Niederdrücken des Kolbens 4 wird das Kolbenelement 4c bis nahe zum Einlassbereich 2a mitgenommen, jedoch nicht bis zur Berührung. Vielmehr öffnet sich zwischen der Verbreiterung 4b und dem inneren, unteren Rand des Kolbenelements 4c ein Ringspalt, durch den das Produkt gefördert werden kann (strichpunktierte Linie in 2). Zu diesem Zweck ist der Stößel 4a ebenfalls hohl ausgeformt und weist zudem bevorzugt mehrere Durchlässe 4d auf, so dass bei Niederdrücken des Kolbens 4 und damit geöffnetem Stößel 4a das Produkt über den dann offenen Ringspalt zum Kolbenelement 4c hin zu der zentralen Abgabeöffnung 2b im Kolben 4 bzw. dessen Kolbenstange fließen kann.
Wesentlich ist hierbei, dass das untere Ende 4e den Einlassbereich 2a, insbesondere das Einlassventil 8 (bzw. dessen Dichtscheibe 8a oder Dichtstopfen 8b) berührt, um dieses ggf. von einer Fehlstellung wieder auszurichten. Hierzu greift die Verbreiterung 4b in einen umlaufenden Rand 2a' in Art einer Sicke ein. Zugleich ergibt sich durch diesen Anschlag die Hubbegrenzung des Kolbens 4. In 3 und 4 ist die Verbreiterung 4b mit einem größeren Durchmesser ausgeführt, so dass in der vorstehenden Endposition der Außenrand der Verbreiterung 4b an der umlaufenden Sicke 2a' stirnseitig anliegt. Auch hierdurch können eventuelle Fehlstellungen der Dichtscheibe 8a oder des Dichtstopfens 8b behoben werden.
Die in 3 und 4 dargestellte zweite Ausführung der Dosierpumpe 1 unterscheidet sich weiterhin von der ersten Ausführung (1 und 2 – bei ansonsten gleichem Aufbau des Kolbens 4) durch ein in Hochachse kürzeres Gehäuse 2 (und damit eine geringere Dosiermenge). Ohne manuelle Betätigung ist der Kolben 4 durch die Druckfeder 5 ebenfalls nach oben hin in seiner Ausgangsposition vorgespannt (3 ähnlich wie in 1). Das Kolbenelement 4c, bevorzugt aus einem elastischen Polyethylen berührt dabei das untere Ende der Hülse 9, so dass ein Dichtkontakt nach außen hin geschaffen wird. Erst beim Niederdrücken (4) wird dann das Entlüftungsloch 7a geöffnet. Wie vorstehend erwähnt, besitzt die Hülse 9 radial nach innen gerichtete Stege 9a, die für eine reibungsarme Führung sorgen, aber auch die Wandstärke und damit den Materialaufwand der Hülse 9 reduzieren.
Der Kolben 4 (mit seinen Bauteilen 4a, 4b, 4c), die Druckfeder 5 und die Hülse 9 als Führungszylinder bilden hierbei eine Montageeinheit, die für unterschiedliche Arten von Dosierpumpen 1 (die sich wie in den beiden o. g. Ausführungen z. B. in der Größe der Dosierkammer 7 unterscheiden) eingesetzt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Kostenersparnis. Zudem ist die Dosierpumpe 1 durch den nun vorgeschlagenen End-Anschlag im bzw. am Einlassbereich 2a besonders kompakt und durch die mögliche Korrektur von Fehlstellungen des Einlassventils 8 sehr funktionssicher.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3187960 [0003]
US 7954677 [0004]

Claims

Dosierpumpe mit einen Gehäuse, das sich von einem Einlassbereich bis zu einer Abgabeöffnung erstreckt und einen Kolben umgibt, der von einer Druckfeder in Ausgangsposition beaufschlagt ist und gegen deren Federkraft zu einer Endposition bewegbar ist, wobei die Hubbewegung des Kolbens durch einen Anschlag begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag durch Berührung des unteren Endes (4e) des Kolbens (4) mit dem Einlassbereich (2a) gebildet ist, insbesondere mit einem umlaufenden Rand (2a').
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (5) um den Förderweg bzw. eine hohle Kolbenstange herum angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mit unterschiedlichen Längen zur Bildung unterschiedlich großer Dosierkammern (7) ausgeformt ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlass (2a) ein Einlassventil (8) mit einem federnd gelagerten Dichtstopfen (8b) angeordnet ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse (2) eine Hülse (9) zur Führung des Kolbens (4) eingesetzt, insbesondere eingerastet oder eingepresst ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) einen Stößel (4a) mit einer unteren Verbreiterung (4b) aufweist.
Dosierpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) ein Kolbenelement (4c) aufweist, das verschiebbar auf dem Stößel (4a) angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (4a) mehrere Durchlässe (4d) aufweist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4), die Druckfeder (5) mit angrenzenden Bauteilen (6) und die Hülse (9) eine vorgefertigte Montageeinheit bildet.
Dosierpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des Kolbens (4) durch das Eingangsventil (8) begrenzt ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des Kolbens (4) durch den Bodenbereich des Gehäuses (2), insbesondere den umlaufenden Rand (2a) begrenzt ist.
Dosierpumpe nach einem der Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (9) im Innenbereich radiale Stege (9a) aufweist, die zur Führung des Kolbens (4), insbesondere des Flansches (6) vorgesehen sind.