DE2633723A1 - Abgabeeinrichtung - Google Patents

Description

PAT E N TA Ν WA LT E.

DR. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER REINER F. MEYER

DlPL-ING. (1934-1974) DIPL.-CHEM. DIPL.-ING.

UNILEVER N.V.

Burgemeester s'Jacobplein 1 Rotterdam / Niederlande

8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE22

TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATEMT

27. Juli 1976

M/Hö

U 457

Abgabeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Pumpe' zur Abgabe von Flüssigkeiten, Gelen oder Schäumen, im folgenden zusammenfassend kurz "Flüssigkeiten" genannt.

Bei einer üblichen Abgabeeinrichtung für eine unter Druck stehende Packung, wie beispielsweise eine Aerosoldose, wird das abzugebende Produkt normalerweise unter einem Überdruck unter Beimischung eines verflüssigten Treibgases gespeichert. Wenn das Produkt aus einer derartigen Einrichtung abgegeben wird, ist es daher üblicherweise von Treibmittel in flüssiger oder gasförmiger Form begleitet, was die Zerstäubung des Produktes unterstützen kann, jedoch in anderer Hinsicht dem Produkt abträglich und vom Standpunkt der Verbraucher aus unerwünscht sein kann. Die Verwendung eines verflüssigten

709807/0757

Treibgases im besonderen kann des/weiteren ein Problem für den Rezepteur aufwerfen, beispielsweise wegen der Phasentrennung in der Packung oder anderer Unverträglichkeiten mit den Ingredienzien des Produktes. Die Verwendung eines verflüssigten Treibgases erhöht darüber hinaus auch die Kosten des Produktes. Daraus ist ersichtlich, daß es sowohl für den Hersteller als auch für den Verbraucher vorteilhaft sein würde, wenn die normalerweise in Aerosolform aus Druckpackungen abgegebenen flüssigen Produkte in gleicher Weise unter Zuhilfenahme einer geeigneten Pumpe abgegeben werden könnten, ohne die Verwendung eines verflüssigten Treibgases erforderlich zu machen.

von Ferner ist bei dem gegenwärtigen Jahresweltbedarf an/Treibmittel gebrauchmachenden Produkten, der sich auf einige tausend Millionen Einheiten beläuft, der Wunsch nach von Pumpen gebrauchmachenden Produkten als Alternative zu von Treibmitteln gebrauchmachenden Produkten wahrscheinlich sehr erheblich.

In der Vergangenheit sind bereits zahlreiche Versuche zur Entwicklung wirkungsvoller und wirksamer fingerbetätigter Pumpen zur Abgabe treibmittelfreier flüssiger Produkt in Aerosolform als Alternative zur Verwendung von Abgabeeinrichtungen ausgeführt worden, die in üblicher Weise von Druckpackungen auf Treibmittelbasis Gebrauch machen. Obwohl einige dieser Pumpen, insbesondere die in der NL-OS 74 15 900 beschriebene Pumpe, theoretisch zur Abgabe des Produktes in der vorgeschriebenen und gleichmäßigen Sprayform unabhängig von dem auf den Betätigungsknopf ausgeübten Fingerdruck geeignet sind, hat es sich in der Praxis als unmöglich erwiesen, diese wirtschaftlich im Rahmen einer Massenproduktion unter Verwendung von gegenwärtig zur Verfügung stehenden Konstruktionsmitteln herzustellen, wie sie beispielsweise bei de Herstellung von Aerosolventileiyverwendet werden. Insbesondere hat es sich als äußerst schwierig erwiesen, die in der NL-OS 74 15 900 beschriebene Pumpe derart herzustellen,

709807/07 5 7

daß die radialen Durchläße, durch die das flüssige Produkt abgegeben wird, bei Betätigung der Pumpe in der richtigen Weise ausgerichtet sind. Darüber hinaus leidet der O-Ring des Kolbens, der sich in dem Zylinder an einer Stelle bewegt, wo die Zylinderwand von einem radialen Durchlaß unterbrochen ist, unter einer erheblichen ungleichmäßigen Abnutzung resultierend aus der hin- und hergehenden Bewegung mit der Folge der Möglichkeit des Auftritts einer Leckage hinter diesem O-Ring nach längerem Gebrauch.

Es ist somit zur Ergänzung oder zum Ersatz üblicher Aerosole auf der Basis von Treibmittel notwendig, eine preiswerte, wirkungsvolle und wirksame Pumpe zur Vermeidung der oben angegebenen Nachteile zu schaffen, die in der Lage ist, spraybare Produkte, die zu einem mit den entsprechenden Aerosolprodukten wettbewerbsfähigen Preis vermarktet werden müssen, zu pumpen. Entsprechend ist die Verwendung von Kunststoffen zur Herstellung vieler der Konstruktionsteile einer derartigen Pumpe wünschenswert-, wenn eine Notwendigkeit zur Herstellung von Millionen von Pumpeneinheiten besteht, die zur Deckung des voraussichtlichen Bedarfs erforderlich sind.

Es ist jetzt eine fingerbetätigte Pumpe zur Abgabe von Flüssigkeiten entwickelt worden, die von einem gänzlich neuen Mechanismus zur Auslösung der Abgabe eines flüssigen Produktes Gebrauch macht, die nicht auf die kritischen Toleranzen und die hohe Präzision angewiesen ist, die durch unsere in der NL-OS 74 15 900 beschriebene frühere Konstruktion erforderlich gemacht sind, und die sich als für die Herstellung im Rahmen einer Massenproduktion aus gegossenen Kunststoffen geeignet erwiesen hat. Es ist jedoch ausdrücklich darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht auf eine in großem Maße aus Kunststoffen hergestellte Pumpe beschränkt ist, da andere bestimmte Materialien, beispielsweise Metalle, als Alternative Verwendung finden können.

-A-

709807/0757

-A-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine fingerbetätigbare Pumpe zu schaffen, die zur Abgabe eines flüssigen Produktes in einer brauchbaren Weise in einer vorschreibbaren und gleichmäßigen Sprayform unabhängig von Unterschieden in dem auf den Betätigungsmechanismus der Pumpe zur Einwirkung gebrachten Fingerdruck über eine längere Gebrauchsperiode in der Lage ist.

Der Erfindung liegt des weiteren aber auch die Aufgabe zugrunde, eine fingerbetätigbare Pumpe mit einer Zuführungskammer veränderbaren Volumens zu schaffen, die zur wiederholten Abgabe gleicher Volumina eines flüssigen Produktes geeignet ist.

Des weiteren besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer fingerbetätigbaren Pumpe, bei der der Druck, bei welchem, das flüssige Produkt abgegeben wird, stets im wesentlichen der gleiche ist unabhängig von dem auf den Betätigungsmechanismus zur Einwirkung gebrachten Fingerdruck und dem Ausmaß, in welchem der Mechanismus betätigt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht aber auch darin, eine fingerbetätigbare Pumpe zu schaffen, bei der bei Aufbringung des Fingerdrucks auf den Betätigungsmechanismus die Abgabe des flüssigen Produktes verzögert wird, bis ein .vorbestimmter hydraulischer Druck innerhalb der Pumpe aufgebaut worden ist oder bis der Betätigungsmechanismus um eine vorbestimmte Strecke verschoben worden ist.

Des weiteren besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer fingerbetätigbaren Pumpe, bei der Mittel zur brauchbaren und tatsächlichen Auslösung der Abgabe eines flüssigen Produktes in zerstäubter Form ohne Unterbrechungen benachbarter Flächen der Zuführungskammer innerhalb der Pumpe vorgesehen sind, die die Umrißlinie der Kammer definieren.

709807/0757

-S-

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen eine fingerbetätigbare Pumpe zur Abgabe von Flüssigkeiten, die verfügt über^ine Zuführungskammer mit einem fingerverschiebbaren Teil, das aus einer Ruhestellung zur Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer und zur Vergrößerung des hydraulischen Drucks in dieser verschiebbar ist, und über ein Zuführungsventil zur Ermöglichung des Eintritts von Flüssigkeit in die Zuführungskammer von einer äußeren Zuführung aus, wobei das Zuführungsventil bei Bewegung des verschiebbaren Teils zur Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer geschlossen ist/ über einen mit der Zuführungskammer in Verbindung stehende Abgabekammer, über elastische Mittel, die mit der Abgabekammer zur Speicherung von Energie zusammenarbeiten, die von einer Vergrößerung des hydraulischen Drucks in dieser bei Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer stammt, und über ein Abgabeventil in dem fingerverschiebbaren Teil mit einem Ventilteil, das hinsichtlich des verschiebbaren Teils zum öffnen des Abgabeventils bewegbar ist.

Die Pumpe besteht im wesentlichen aus einer Zuführungskammer mit einem fingerverschiebbaren Teil, das aus einer Ruhestellung zur Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer und zur Vergrößerung des hydraulischen Drucks in dieser verschiebbar ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung bestehen die Zuführungskammer in einem Zylinder und das fingerverschiebbare Teil in einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der mit einer einen Betätigungsknopf zur FingerverSchiebung tragenden Stange ausgestattet ist. Bei dieser Ausführungsform besitzen die Wände des Zylinders in bevorzugter Weise keine Unterbrechungen entlang des von dem Kolben überstrichenen Teils, um so eine ungleichmäßige Abnutzung des Dichtrandes des Kolbens während dessen Hin- und Herbewegung zu vermeiden.

709807/0757

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Zuführungskammer in einer Balgeinheit mit einer einstückig ausgebildeten oder abdichtbar eingesetzten fingerverschiebbaren Wand, deren Verschiebung aus einer Ruhestellung das Volumen der Bälge reduziert. Die fingerverschiebbare Wand kann in zweckmäßger Weise mit einer einen Betätigungsknopf zur Fingerverschiebung tragenden Stange ausgestattet sein.

Mit der Pumpe steht in Verbindung csin Zuführungsventil, das in bevorzugter Weise druckbetätigbar ist und das so angeordnet und ausgebildet ist, daß es den Eintritt eines flüssigen Produktes zu der Zuführungskamruer von einer äußeren Zuführung her, beispielsweise von einer Dose, Flasche oder einem anderweitigen Behälter, an dem die Pumpe befestigt ist, gestattet. Das Ventil kann beispielsweise in Hinblick auf eine öffnung für die Möglichkeit eines Zutritts des flüssigen Produktes zu der Zuführungskammer während eines Füllhubes ausgebildet sein, wenn der Druck in der Zuführungskaitimer unter demjenigen in dem Behälter abfällt.

Das Zuführungsventil kann beispielsweise ein Kugel-Rückschlagventil sein. Alternativ kann es ein Kontroll- oder Klappenventil sein, das als Rückschlagventil arbeitet. Diese Ventile können mit einer Schraubenfeder oder einem anderen elastischen Mittel, beispielsweise einem flexiblen Kunststoffeinsatz ausgestattet sein, um das Ventil in die normalerweise geschlossene Stellung vorzuspannen.

Das Zuführungsventil ist normalerweise geschlossen, wenn das fingerverschiebbare Teil zur Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer bewegt wird und öffnet sich zur Ermöglichung des Zutritts des flüssigen Produktes zur der Zuführungskammer, wenn das fingerverschiebbare Teil zur Vergrößerung des Volumens der Zuführungskammer bewegt wird.

709807/0757

Die Pumpe ist auch mit einer Abgabekammer ausgestattet, die beispielsweise koaxial zu der Zuführungskammer angeordnet sein kann. Die Abgabekammer ist in bevorzugter Weise kreisförmig im Querschnitt und kann in zweckmäßiger Weise die Zuführungskammer umgeben.

Die Zuführungskammer und die Abgabekammer stehen miteinander in Verbindung, so daß das flüssige Produkt zwischen den beiden Kammern strömen kann. Mindestens ein Durchtritt kann die Verbindung zwischen den Kammern bilden, wobei der Durchtritt eine Leitung bildet, die es dem flüssigen Produkt ermöglicht, von der Zuführungskammer zu der Abgabekammer zu strömen, wenn der hydraulische Druck in der Zuführungskammer zunimmt. Dieser Durchtritt kann auch die Funktion der Sicherstellung übernehmen, daß das flüssige Produkt innerhalb der Pumpe vollständig durchmischt wird, bevor es an die Atmosphäre abgegeben wird, und zwar in Folge des Scherens, dem es ausgesetzt ist, wenn es schnell von der Zuführungskammer zur Abgabekammer strömt. Dies ist dort von besonderem Wert, wo das abzugebende flüssige Produkt mehrphasig ist oder in der Form eines scherbaren Gels vorliegt.

Ein elastisches Mittel, beispielsweise eine Feder, ist zur möglichen Zusammenarbeit mit der Abgabekammer angeordnet. Dieses elastische Mittel ist zur Speicherung von Energie in der Lage, die durch die Vergrößerung des hydraulischen Druckes erzeugt wird, der aus einer Reduzierung des Volumens der Zuführungskämmer in Folge der Verschiebung des fingerverschiebbaren Teils der Zuführungskammer und der Weitergabe von Flüssigkeit aus der Zuführungskammer an die Abgabekammer resultiert. Wenn dieses elastische Mittel eine Feder ist, kann sie in zweckmäßier Weise innerhalb der Abgabekammer oder koaxial zu dieser angeordnet sein.

Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in der Abgabekammer mindestens ein in dieser in einer abdichtbaren Weise

709807/0757

verschiebbarer Plunger zusammen mit einer Feder zur Speicherung von Energie enthalten, die als das elastische Mittel wirkt. Der Plunger ist von der Feder elastisch belastet und in Hinblick auf eine Bewegung gegen die von der Feder ausgeübte Kraft ausgebildet und angeordnet, wenn das flüssige Produkt in die Abgabekammer strömt und der hydraulische Druck in dieser an der von der Feder abgewandten Seite zunimmt. Bei einer Abwandlung dieser Ausführugsform ist ein zweiter Plunger in der Abgabekammer zusammen mit einer eigenen Feder zur Speicherung von Energie vorgesehen, die zusammen mit der ersten Feder als das elastische Mittel wirkt. Bei dieser Abwandlung können die beiden Plunger mit ihren Federn in entgegengesetzten Endender Abgabekammer angeordnet sein, so daß sie in Hinblick auf eine Auseinanderbewegung gegen ihre Federn ausgebildet und angeordnet sind, wenn der hydraulische Druck in der Abgabekammer zwischen den Plungern zunimmt, und sie sich aufeinander zubewegen, wenn der hydraulische Druck in dieser Kammer abnimmt.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung verfügt die Abgabekammer über eine Balgeinheit, die zur Ausdehnung bei zunehmenden hydraulischen Druck während der Aufnahme flüssigen Produktes aus der Zuführungskammer und zur Zusammenziehung während der Abgabe flüssigen Produktes aus der Pumpe ausgebildet und angeordnet ist. Diese Bälge sind von einer oder mehreren Federn (den elastischen Mitteln) elastisch belastet, deren Aufgabe in der Speicherung von Energie besteht, während der hydraulische Druck zunimmt, bis der Auslöse- bzw. Freigabepunkt erreicht wird, wenn das Produkt abgegeben wird.

Ein von den fingerverschiebbaren Teil getragenes Abgabeventil mit einem hinsichtlich des fingerverschiebbaren Teils bewegbaren Ventilteil ist für die tatsächliche und wirkungsvolle Auslösung der Abgabe des flüssigen Produktes vorgesehen, wobei die Auslösung überlicherweise dann stattfindet, wenn das fingerbetätigbare Teil

709807/0757

sich um eine vorbestimmte Entfernung bewegt hat oder wenn der hydraulische Druck innerhalb der Zuführungskammer ein Maximum erreicht hat. Das öffnen des Abgabeventils setzt auch die in · den elastischen Mitteln gespeicherte Energie frei, die dann das flüssige Produkt aus der Abgabekammer üblicher Weise an die Atmosphäre herausdrückt.

Das Abgabeventil ist in bevorzugter Weise ein mechanisch betätigbares Ventil, das durch das fingerverschiebbare Teil der Zuführungskammer hindurch^jmindet und derart angeordnet ist, daß es durch Relativbewegung eines Ventilteils mechanisch betätigt wird, wenn sich das Volumen der Zuführungskammer seinem Minimalwert nähert.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abgabeventil ein Zapfenventil, das in dem fingerverschiebbaren Teil angeordnet ist. Die Vorsehung dieses Zapfenventils hat sich als vorteilhaft für die Ausschaltung vieler der Leckageprobleme rund um den Kolben erwiesen, wenn die Zuführungskammer von einem Kolben und einem Zylinder definiert ist, und sie sorgt auch für eine gleichmäßigere Pumpenarbeit und bessere Betätigung in Hinblick auf die bisher mit anderen Pumpen mögliche. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Vorsehung eines Zapfenventils beschränkt, da auclyandere Ventile zur Freigabe der gespeicherten Energie durch Relativbewegung eines Ventilteils verwendet werden können, nachdem das fingerverschiebbare Teil der Zuführungskammer um eine vorbestimirrfce Entfernung relativ zu der Zuführungskammer selbst verschoben worden ist.

Es besteht auch die Möglichkeit, daß das Abgabeventil anstelle seiner mechanischen Betätigbarkeit druckbetätigbar ist, so daß es sich lediglich dann öffnet, wenn der hydraulische Druck innerhalb der Pumpe auf einen vorbestimmten Wert angewachsen ist.

709807/0757

- 1C -

Eine Abgabeleitung kann vorgesehen sein, um der Abgabekammer eine Verbindung zu der außerhalb der Pumpe gelegenen Atmosphäre zu ermöglichen, so daß das flüssige Produkt bei Betätigung der Pumpe abgegeben werden kann. In bevorzugter Weise bildet die Abgabeleitung den hohlen Teil des Stiels bzw, der Stange, die das fingerverschiebbare Teil und den üblichen Betätigungsknopf miteinander verbindet, wobei über die Abgabeleitung das flüssige Produkt an die Atmosphäre, beispielsweise als feinverteiltes Spray, abgegeben wird.

Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß, wenn das fingerverschiebbare Teil und die Zuführungskammer aus einem Kolben und einem Zylinder bestehen, dann die Dichtungskante des Kolbens eine flüssigkeitsdichte Dichtung mitder Zylinderwand bilden soll, und zwar mindestens bis zur öffnung des Abgabeventils. Dies dient der Sicherstellung, daß das flüssige Produkt unter dem Einfluß der Zunahme des hydraulischen Druckes während der Verschiebung des Kolbens aus der Ruhestellung nicht vorzeitig hinter dieser Dichtung vor der öffnung des Abgabeventils zur Freisetzung des flüssigen Produktes an die Atmosphäre austritt. Sobald sich dieses Ventil öffnet und das flüssige Produkt abgegeben wird, besteht dann keine weitere Notwendigkeit zur Aufrechterhaltung der Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinder, obwohl festgestellt worden ist, daß es zur Vermeidung einer ungleichmäßigen Abnutzung und Belastung der übrigen Teile dieser Dichtung zu bevorzugen ist, daß diese Dichtung auch nach der öffnung des Abgabeventils aufrecht erhalten wird. Ein wirksamer, verläßlicher und störungsfreier Betrieb der Pumpe über eine längere Gebrauchsperiode ist bei dieser Ausführungsform die wahrscheinlichere Erfahrung des Benutzers im Gegensatz zu einer Pumpe, bei der die Dichtkante des Kolbens aus dessen Zylinder austritt oder sich in irgendeiner Weise von dessen Zylinder löst, beispielsweise am Ende eines abwärts gerichteten Hubes bei jeder Betätigung der Pumpe.

- 11 -

709807/0757

Bei einer alternativen Ausbildung, bei der die Zuführungskammer und ihr fingerverschiebbares Teil über eine Balgeinheit verfügen, ist es in gleicher Weise bedeutungsvoll sicherzustellen, daß keine Leckagen dort auftreten, wo die gewählten Seitenwände der Bälge an die End- bzw. Stirnwand anschließen, die das fingerverschiebbare Teil bildet. In bevorzugter Weise ist die Balgeinheit mit ihrer Stirnwand einstückig ausgebildet, und kann sie beispielhaft zweckmäßiger Weise als eine einzelne Einheit aus geeignetem Kunststoff hergestellt bzw. gegossen sein.

Die vorstehend angegebenen und weitere Vorteile der Pumpe ergeben sich&us der nachfolgenden Beschreibung weiter ins einzelne gehend, die auf die schematischen Zeichnungen Bezug nimmt; in diesen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe zu Beginn des abwärts gerichteten Hu.bes,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Pumpe des Typs der Fig. 1 am Ende des abwärts gerichteten Hubes,

Fi.g 3 einen Schnitt durch eine im Prinzip derjenigen der Fig. 1 • ähnliche Pumpe zu Beginn eines abwärts gerichteten Hubes, jedoch unter Darstellung bestimmter Verfeinerungen, die ihre Herstellung und ihre Montage erleichtern und ihre Arbeitsweise verbessern,

Fi.g 4 einen Schnitt durch eine Pumpe des Typs der Fig. 3 am Ende eines abwärts gerichteten Hubes,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Pumpe des Typs der Fig. 1-4 unter Darstellung eines Zapfenventils und eines Axialkolbens in vergrößerten Proportionen,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Abgabepumpe ähnlich derjenigen der Fig. 1 in einem keine Betätigung auslösenden Zustand zu Beginn eines abwärts gerichteten Hubes, wobei allerdings der Plunger in einer festen Beziehung zu der durchbrochenen Platte steht und der äußere Körper frei bewegbar ist, wenn die Pumpe betätigt wird,

- 12 -

709807/0757

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Abgabepumpe des Typs der Fig. in einem Betätigungszustand am Ende des abwärts gerichteten Hubes,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Pumpe ähnlich derjenigen der Fig. 1, wobei allerdings der Axialkolben und der Plunger durch Bälge ersetzt sind, das Ganze in einem keine Betätigung auslösenden Zustand,

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Pumpe gleich derjenigen der Fig. 8 in einem Betätigungszustand,

Fig. 10 einen Schnitt durch eine Pumpe ähnlich derjenigen der Fig. 8, wobei die den Plunger ersetzenden Bälge unterschiedlich gestaltet sind, das Ganze in einem keine
Betätigung auslösenden Zustand,

Fig. 11 einen Schnitt durch eine Pumpe gleich derjenigen der Fig. 10 in einem Betätigungszustand,

Fig. 12 einen Schnitt durch eine Pumpe ähnlich derjenigen der Fig. 1, wobei allerdings der Axialplunger durch Bälge ersetzt ist, das Ganze in einem keine Betätigung auslösenden Zustand,

Fig. 13 einen Schnitt durch eine Pumpe gleich derjenigen der Fig. 12 in einem Betätigungszustand,

Fi.g 14 einen Schnitt durch eine Pumpe ähnlich derjenigen der Fig. 1, wobei der Axialkolben durch Bälge ersetzt ist, das Ganze in einem keine Betätigung auslösenden Zustand,

Fig. 15 einen Schnitt durch eine Pumpe gleich derjenigen der Fig. 14 in einem Betätigungszustand,

Fig. 16 einen Schnitt durch eine Pumpe ähnlich derjenigen der Fig. 1, wobei allerdings ein zweiter Plunger und Federn innerhalb der axialen Abgabekammer zusätzlich angeordnet sind, das Ganze in einem keine Betätigung auslösenden Zustand zu Beginn eines abwärts gerichteten Hubes,

Fig. 17 einen Schnitt durch eine Pumpe des Typs der Fig. 16

in einem Betätigungszustand am Ende eines abwärts gerichteten Hubes.

- 13 -

709807/0757

Es ist zu beachten, daß bei jeder der in den Fig. 1 bis 17 dargestellten Ausführungsformen die Abgabekammer eine ringförmige Gestalt besitzt und dementsprechend in der nachfolgenden Beschreibung als ringförmige Abgabekammer bezeichnet ist.

Entsprechend einer in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform besteht die Pumpe aus einem zylindrischen äußeren Körper 10, der an einem Ende mittels einer durchbrochenen Platte und am anderen Ende mittels eines Flanschs 12 eines Pumpen?:ylinders 13 abgeschlossen ist, der koaxial innerhalb des Körpers 10 angeordnet ist.

Ein fingerverschiebbarer Axialkolben 14 ist in einer Bohrung 15 des Pumpenzyldinders 13 angeordnet, wobei das obere Ende des Kolbens 14, d.h. die Kolbenstange, durch die durchbrochene Platte 11 hindurchtritt. Der Kolben 14 und der Zylinder 13 definieren gemeinsam die .Zuführungskammer mit einem fingerverschxebbaren Teil. Die Stange des Kolbens 14 ist auf ihrer gesamten Länge hohl ausgebildet, wobei das obere Ende gemäß Darstellung in Fig. 1 und 2 einen Abgabeauslaß 16 bildet. Das untere Ende des Kolbens 14 sitzt im Paßsitz innerhalb der Bohrung 15 des Pumpenzylinders 13. Ein rund um den Kolben 14 genau oberhalb des unteren Endes aufgesetzter O-Ring 51 stellt des weiteren sicher, daß der Kolben 14 einen flüssigkeitsdichten Sitz innerhalb der Bohrung 15 bildet. In axialer Erstreckung ist innerhalb des unteren Endes des Kolbens 14 ein Zapfenventil 42 mit einem zugehörigen Sitz 43 eingesetzt, wobei das Zapfenventil 42 in Richtung auf den Sitz mittels einer Feder 44, die innerhalb des Kolbens 14 aufgenommen ist, vorgespannt ist. Das Zapfenventil 42 bildet das Abgabeventil mit einem Ventilteil (d.h. das Zapfenventil 42), das hinsichtlich des verschiebbaren Teils bewegbar ist.

Der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 erstreckt sich normalerweise unter das untere Ende des Kolbens 14 gemäß Darstellung in Fig. 1 und 2, wobei der Zapfen in axialer Ausrichtung zu einem zuge-

709807/0757

- 14 -

hörigen oberen Ende 46 eines Abstandstücks 2 0 steht. Das obere Ende des Abgabeauslaßes 16 im Kolben 14 kann mittels eines (nicht dargestellten) Betätigungsknopfs geschlossen sein.

In dem Pumpenzylinder 13 ist des weiteren eine Kolbenrückstellfeder 18 aufgenommen, die gegen das untere Ende 19 des Kolbens 14 und die obere Fläche des durchbrochenen Abstandstücks 20 anliegt- Diese Feder 18 drückt den Kolben 14 gemäß Darstellung in der Zeichnung nach oben, so daß eine Kolbenschulter 21 an der durchbrochenen Platte 11 anliegt, wenn die Pumpe sich in dem in Fig. 2 dargestellten keine Betätigung auslösenden Zustand befindet. Das Abstandsstück 20 trennt den Pumpenzylinder 13 von einer druckbetätigbaren Rückschlagzuführungsventileinheit 22.

Der Pumpenzylinder 13 der Fig. 1 und 2 ist mit mindestens einem radialen Durchtritt 31 ausgestattet, der in eine ringförmige Abgabekammer 32 zwischen dem äußeren Körper 10 und dem Pumpenzylinder 13 einmündet. Dieser radiale Durchtritt 31 verbindet die Zuführungskammer mit der Abgabekammer und bildet eine Leitung für das flüssige Produkt zum Hindurchströmen von der Zuführungskammer (d.h. dem Zylinder 13) zu der ringförmigen Abgabekammer 32, wenn der hydraulische Druck in der Zuführungskammer ansteigt.

Die ringförmige Abgabekammer 32 umgibt einen ringförmigen Plunger 33 mit Dichtungen 35, der durch eine Feder 36 (das elastische Mittel) vorgespannt ist und in der ringförmigen Abgabekammer gleiten kann.

Die Wand des äußeren Körpers 10 und diejenige des Pumpenzylinders 13 sind beide mit entsprechenden Lüftungskanälen 39 und 40 ausgestattet, die je miteinander über den oberen Teil 41 der ringförmigen Abgabekammer 32 miteinander in Verbindung stehen» Dieser obere Teil 41 enthält auch die Feder 36.

- 15 -

709807/0757 ORIGINAL IHSPBCTEO

Zur Verwendung wird die Pumpe der Fig. 1 und 2 auf das obere Ende eines Behälters für ein flüssiges Produkt aufgebracht, so daß die druckbetätigbare Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22 mit dem Produkt in Berührung gebracht wird, nötigenfalls über ein (nicht dargestelltes) Tauchrohr.

Bei dem ersten Niederdrücken des Kolbens 14 in Richtung auf das druckbetätigbare Zuführungsventil 22 wird die Kolbenrückstellfeder 18 zusammengedrückt, und dann, wenn der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 durch Berührung mit dem oberen Ende .46

/■" "~y" des Abstandstücks 20 verschoben wird, wird die in der Bohrung

enthaltene Luft über die radialen Durchtritt^ 31 und die, ringförmige Abgabe*b2 zur Atmosphäre abgeführt. Beim Losiassen des Kolbens 14 wird flüssiges Produkt durch die Zuführungsventileinheit 22 in die Zylinderbohrung 15 eingezogen. Dies ist ein erster Arbeitsschritt, und anschließend ist die Pumpe gebrachsbereit.

Bei einem zweiten oder nachfolgenden Niederdrücken des Kolbens 14 steigt der hydraulische Druck in der Zylinderbohrung 15 an, und wird flüssiges Produkt somit zur Strömung durch die radialen Durchtritte 31 und die ringförmige Abgabekammer 32 zum Ringplunger 33 gezwungen. Ein weiteres Ansteigen des hydraulischen Drucks dieser Flüssigkeit verschiebt den Ringplunger 33 gegen die Feder 36, so daß die Flüssigkeit in die ringförmige Abgabekammer32 strömt. Bei·der Bewegung des Plungers 33 vergrößert sich das Volumen der ringförmigen Abgabekammer 32, und die dabei auftretende Energie wird in der Feder 36 gespeichert, da diese zusammengedrückt wird. Wenn bzw. da der Druck weiter wächst, setzt sich die Verschiebung des ringförmigen Plungers 33 fort, um so die Flüssigkeit aufnehmen zu können, bis der Zapfen des Zapfenventils 42 das obere Ende 46 des Abstandstücks 20 berührt. Eine Fortsetzung der abwärts gerichteten Bewegung

- 16

*) -kammer

709807/0757

OWGINAt INSPECTED

-14-

über diesen Punkt hinaus hebt das Zapfenventil 42 aus seinem. Sitz ab, und die damit gegen die Vorspannung der Feder 44 folgende Verschiebung ermöglicht es der. Flüssigkeit, aus der ringförmigen Abgabekammer über die radialen Durchtritte 31, die Zylinderbohrung 15 und hinter dem Sitz 43 zu dem Abgabeauslaß 16 in dem Kolben 14 und schließlich zu der Atmosphäre über einen (nicht dargestellten) Betätigungsknopf zu strömen.

Wenn die Flüssigkeit abgegeben wird, drückt die Entspannung der Feder 36 den Ringplunger 33 nach unten in die Ruhestellung. Die ringförmige Abgabekammer 32 ist schließlich gegen, die Atmosphäre abgedichtet, wenn der Fingerdruck auf die Pumpe freigegeben wird, wobei der Kolben 14 sich wieder nach oben in seine Ruhestellung unter Entspannung der Kolbenrückstellfeder 18 bewegt. Gleichzeitig wird weiteres flüssigesProdukt in die Zylinderbohrung 15 über die Zuführungsventileinheit eingezogen, und der Abgabe- und Füllzyklus können anschließend wiederholt werden.

Die Lüftungskanäle 3 9 und 40 stellen sicher, daß der Gasdruck in dem Behälter, auf den die Pumpe aufgesetzt ist, auf Atmosphärendruck aufrecht erhalten wird.

Es ist zu beachten, daß zu keinem Zeitpunkt während des Betriebs der Pumpe der Kolben 14 den Zylinder 13 verläßt, was den Verschleiß an dem einzelnen O-Ring 51 auf ein absolutes Minimum reduziert, welcher Ring 41 den Kolben 14 innerhalb der Zylinderbohrung 15 abdichtet; des weiteren dichtet der O-Ring 51 den Kolben 14 gegenüber dem Pumpenzylinder 13 sowohl vor als auch nach der Betätigung des Zapfenventils 42 zur Freigabe des Flüssigkeitsdruck an die Atmosphäre ab.

Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 besteht die Pumpe aus einem zylindrischen äußeren Körper 10, der an seinem oberen Ende durch eine durchbrochene

- 17 -

709807/0757

Endplatte 11 abgeschlossen und an seinem unteren Ende 10a zur Aufnahme des Pumpenzylinders 13, des Abstandstücks 20 und der Rückschlagventileinheit 22 konisch verjüngt ist.

Ein fingerverschiebbarer Axialkolben 14 ist in der Bohrung 15 innerhalb des Pumpenzylinders 13 verschiebbar angeordnet, wobei die Kolbenstange durch die durchbrochene Platte 11 hindurchtritt. Ein axialer Zuführungsplunger 52a mit einer Dichtungslippe 53 ist am unteren Ende des Axialkolbens 14 mittels eines Ringansatzes 54 einschnappend eingesetzt. Ein Ringschlitz 61 und ein zylindrischer Schlitz 62 in dem axialen Zuführungsplunger 52a stellen gemeinsam sicher, daß die Dichtungslippe 53 flexibel in abdichtender Weise an der Bohrung 15 des Pumpenzylinders anliegt. Auf diese Weise kann eine vollständige Abdichtung zwischen dem Zylinder.und Plunger mit minimaler Reibung und minimaler Abnutzung der Dichtungslippe 53 während des Gebrauchs erreicht werden. Der Kolben 14 bildet mit seinem Zuführungsplunger 52a gemeinsam das fingerverschiebbare Teil, und der Zuführungsplunger 52a und der Zylinder 13 definieren gemeinsam die Zuführungskammer.

In das untere hohle Ende des Kolbens 14 und innerhalb des axialen Zuführungsplungers 521a ist das Zapfenventil 42 mit seinem zugehörigen Sitz 43 eingesetzt, wobei das Zapfenventil in Richtung auf den Sitz mittels der Feder 44 vorgespannt ist, die ebenfalls im unteren Ende des Kolbens 14 angeordnet ist. Das Zapfenventil bildet das Abgabeventil mit einem bewegbaren Ventilteil.

Das Zapfenventil 42 und die axiale Zuführungsplungereinheit 52a sind weiter ins einzelne gehend in Fig. 5 dargestellt.

Der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 erstreckt sich normalerweise unterhalb des unteren Endes des axialen Zuführungsplungers 52a, wie in der Zeichnung dargestellt ist, wobei der Zapfen 45 axial fluchtend auf das obere Ende 46 des Abstandstücks 20 ausgerichtet ist. Das obere Ende des Abgabeauslaßes 16 im Kolben 14 kann mittels

709807/0757 " ¹⁸ "

(nicht dargestellten) Betätigungsknopfs geschlossen werden.

In dem Pumpenzylinder 13 ist des weiteren die Kolbenrückstellfeder 18 aufgenommen, die gegen das untere Ende 19 des Kolbens 14 und das durchbrochene Abstandstück 20 anliegt. Diese Feder 18 spannt den Kolben 14 in Richtung nach oben vor gemäß Fig. 3, so daß die Kolbenschulter 21 eine Abdichtung gegen die in der durchbrochenen Endplatte angeordnete Scheibe bzw. einen entsprechenden Ring 67 bildet, wenn die Pumpe sich in einem keine Betätigung auslösenden Zustand befindet. Das Äbstandstück trennt den Pumpenzylinder 13 von der Rückschlag-Zuführungsventil-' einheit 22.

Der Pumpenzylinder 13 der Fig. 3 und 4 ist mit radialen Durchtritten 31 (von denen lediglich ein einziger dargestellt ist) ausgestattet, die die Bohrung 15 des Pumpenzylinders 13 mit der ringförmigen Abgabekammer 32 verbinden, die von dem äußeren Körper 10 und dem Pumpenzylinder 13 begrenzt ist. Die ringförmige Abgabekammer 32 enthält den ringförmigen Plunger 33 mit Dichtungslippen 55, welcher Plunger 33 von der Feder 36 (dem elastischen Mittel) vorgespannt ist. Die Feder 36 ist innerhalb des ringförmigen Hohlraums 41 aufgenommen, der ebenfalls von dem äußeren Körper 10 und dem Pumpenzylinder 13 definiert ist. Dieser ringförmige Hohlraum 41 bildet somit eine Verlängerung der ringförmigen Abgabekammer 32.

Die durchbrochene Platte 11 ist mit ringförmigen Lippen 56 und zur Erleichterung bzw. Ermöglichung eines einschnappenden Sitzes mit einer ringförmigen Lippe 58 des Halses 60 eines (nicht dargestellten) Behälters und einer ringförmigen Lippe 59 des äußeren Körpers 10 ausgestattet. Es ist zu beachten, daß die vier ringförmigen Lippen 56, 58 und 57, 59 zur Bewirkung eines sicheren Schnappsitzes der drei Teile zusammenarbeiten, die von dem Hals des Behälters, der durchbrochenen Platte 11 und dem äußeren Körper 10 gebildet sind.

- 19 -

709807/0 757

Die ringförmigen Lippen 57 und 59 sind an einem (nicht dargestellten) Punkt unterbrochen zur Bildung einer Verbindung zwischen dem Inneren des Behälters , an dem die Pumpe angesetzt ist und der Atmosphäre über einen labyrinthartigeh !Durchtritt 63, der von der durchbrochenen Platte 11, dem äußeren Körper 10 und der Außenwand des Kolbens 14 oberhalb des axialen Zuführuhgs- -plungers 52a definiert ist. Dieser Durchtritt 63 ist mitteis einer elastomeren Scheibe 67 abgedichtet, wenn die Pumpe sich in einem keine Betätigung auslösenden Zustand befindet, wie in Fig* 3 dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt die Ausbildung des Zapfenveritils und des; Kolbens weiter ins einzelne gehend.

Bei ihrer Benutzung arbeitet die Pumpe der Fig* 3 und 4 in der vorteilend bereits für die Pumpe der Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise.

Die-Bestandteile der Pumpe der Fig. 3, 4 und 5 können mit Ausnahme der Federn aus flexiblen Kunststoff hergestellt bzw. gegossen werden. Beispielsweise können die durchbrochene Platte 11, der äußere Körper 10, 10a, der Pumpenzylinder 13 und der Kolben aus einem hochdichten Polypropylen hergestellt werden, während der Axialplunger 52, der Ringplunger 33 und das Abständstück 20 aus Polyäthylen geringer Dichte hergestellt werden können. Infolge der Verwendung solcher Materialien können die Herstellung die Montage der Bestandteile im Rahmen einer Massenproduktion erleichtert werden.

Entsprechend der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 besteht die Pumpe aus dem zylindrischen Außenkörper 10, der zwischen der ersten durchbrochenen Platte 11 am oberen Ende und einer zweiten durchbrochenen Platte 12 am unteren Ende angeordnet ist. Einstückig mit der ersten durchbrochenen Platte 11 und axial von

- 20-

709807/0757

dieser nach unten ausgehend ist der Pumpenzylinder 13 zusammen mit einem umgebenen, zylindrischen Führungsteil 48 vorgesehen. Der zylindrische äußere Körper 10 ist einstückig mit der zweiten durchbrochenen Platte 12 ausgebildet, und gemeinsam sind sie in Hinblick auf eine Axialverschiebung über dem zylindrischen Führunsteil 48 und dem Pumpenzylinder 13 ausgebildet und angeordnet.

Der fingerverschiebbare Axialkolben 14 ist in der Bohrung 15 im Inneren des Pumpenzylinders 13 verschiebbar angeordnet, wobei die Kolbenstange durch die erste durchbrochene Platte 11 hindurchtritt. Der Kolben 14 und der Zylinder 13 definieren gemeinsam die Zuführungskammer mit einem fingerverschiebbaren Teil. Die Kolbenstange ist gemäß Fig. 6 und 7 hohl und bildet den Abgabeauslaß 16. Im unteren hohlen Ende des Kolbens 14 ist das Zapfenventil 42 mit dem zugehörigen Sitz 43 angeordnet, wobei das Zapfenventil 42 in Richtung auf den Sitz 43 mittels der Feder 44 vorgespannt ist, die im unteren Ende des Kolbens 14 aufgenommen ist. Das Zapfenventil· 42 biidet das Abgabeventil mit einem bewegbaren Teil.

Der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 erstreckt sich normalerweise unterhalb des unteren Endes des Kolbens 14 gemäß Fig. 6, wobei der Zapfen 45 axial auf das obere Ende 46 des Abstandstücks 20 ausgerichtet ist.

Das obere Ende des Abgabeauslasses 16 im Kolben 14 kann mittels eins (nicht dargestellten) Betätigungsknopfes geschlossen werden.

Im Pumpenzylinder 13 ist des weiteren die Kolbenrückstellfeder 18 aufgenommen, die gegen das untere Ende 19 des Kolbens 14 und das Abstandstück 20 anliegt. Diese Feder 18 drückt den Kolben 14 gemäß Darstellung in den Zeichnungen nach oben, so daß^lie Kolbenschulter

- 21 -

709807/0757

gegen die erste durchbrochene Platte 11 zur Anlage kommt, wenn die Pumpe gemäß Fig. 6 sich in einem keine Betätigung auslösenden Zustand befindet.

Das Abstandstück 20 trennt den Pumpenzylinder 13 von der Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22.

Der Pumpenzylinder 13 der Fig* 6 und 7 ist mit mindestens einem radialen Durchtritt 31 ausgestattet, der in die ringförmige Abgabekammer 32 zwischen dem äußeren Körper 10 zusammen mit der einstückig ausgebildeten zweiten durchbrochenen Platte 12 und dem Pumpenzylinder 13 einmündet.

Dieser radiale Durchtritt 31 verbindet die Zuführungskammer mit der Abgabekammer und bildet eine Leitung für das flüssige Produkt, damit dieses von der Zuführungskammer zu der ringförmigen Abgabekammer 32 strömen kann, wenn der hydraulische Druck in der Zuführungskammer ansteigt.

In der ringförmigen Abgabekammer 32 ist ein Ringplunger 33 mit Dichtungen 35 aufgenommen, der in fester Relation zum Pumpenzylinder 13 und dem zylindrischen Führungsteil 48 angeordnet ist.

Das zylindrische Führungsteil 48 und der äußere Körper 10 besitzen je einen Flansch 49 bzw. 50, die mittels der Feder 36 (dem elastischen Mittel) auseinandergedrückt sind. Diese Feder 36 ist somit in dem ringförmigen Hohlraum 41 aufgenommen, der von dem äußeren Körper 10, dem zylindrischen Führungsteil 48 und deren Flanschen 50 und 49 definiert ist. Dieser ringförmige Hohlraum 41 bildet somit eine Verlängerung der ringförmigen Abgabekammer 32.

Die Wand des äußeren Körpers 10 und diejenige des Pumpenzylinders 13 sind je von entsprechenden Lüftungskanälen 39 bzw. 40 durchbrochen, die über den ringförmigen Hohlraum 41 miteinander in Verbindung stehen.

- 22 -

709807/07B7

Zum Gebrauch wird die Pumpe der Fig. 6 und 7 am oberen Ende eines Behälters für ein flüssiges Produkt angebracht, so daß die Rückschlag-Zuführungsventileinheit mit dem Produkt in Berührung steht, nötigenfalls über ein (nicht dargestelltes) Eintauchrohr .

Bei dem ersten abwärts gerichteten Druck auf den Kolben 14 wird die Kolbenrückstellfeder 18 zusammengedrückt und die in der Bohrung 15 vorhandene Luft zeitweilig über die radialen Durchtritte 31 in die ringförmige Kammer 32 gedrückt und anschließend an die Atmosphäre freigegeben, wenn der Zapfen 45 des Zapfenventils durch Berührung mit dem oberen Ende 46 des Abstandstücks 20 verschoben wird. Bei Freigabe des Kolbens 14 schließt sich das Zapfenventil 42, und wird Flüssigkeit nach oben durch die Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22 in die Zylinderbohrung 15 eingezogen. Dies ist eine erste Tätigkeit, und dann ist die Abgabepumpe gebrauchsbereit.

Bei dem zweiten abwärts gerichteten Hub des Kolbensf4 wächst der Hydraulikdruck der Flüssigkeit in der Zylinderbohrung 15, und wird damit die Flüssigkeit zur Strömung über die radialen Durchtritte 31 in die ringförmige Abgabekammer 32 gezwungen. Entgegen den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 ist der Ringplunger der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 hinsichtlich des Pumpenzylinders 13 fest angeordnet, und verschiebt daher eine weitere Zunahme des Drucks der Flüssigkeit den äußeren Körper 10 zusammen mit der einstückig ausgeführten zweiten durchbrochenen Platte nach unten im Verhältnis zum Pumpenzylinder 13, wodurch die Flüssigkeit in einem vergrößerten Volumen der ringförmigen Abgabekammer aufgenommen werden kann. Da bzw. wenn sich das Volumen dieser Kammer vergrößert, wird die dabei anfallende Energie in der Feder 36 gespeichert, da diese mit dem ringförmigen Hohlraum 41 zusammengedrückt wird.

- 23 -

709807/0757

Bei einer noch weitergehenden Zunahme des hydraulischen Drucks setzt sich die Verschiebung des äußeren Körpers 10 und der .
zweiten durchbrochenen Platte 12 zur Vergrößerung, um mehr.
Flüssigkeit aufnehmen zu können, fort, bis der Zapfen 45 des
Zapfenventils 42 mindern oberen Ende 46 des AbstandStücks 20 in Berührung kommt. Die Fortsetzung der abwärts gerichteten Hubbewegung über diesen Punkt hinaus gibt das Zapfenventil 42 von seinem Sitz frei, und diese Verschiebung entgegen der Vorspannung der Feder 44 ermöglicht der Flüssigkeit ein Ausströmen aus der ringförmigen Kammer 32 über die radialen Durchtritte 31, die
Zylinderbohrung 15 und hinter dem Sitz 43 zu dem Abgabeauslaß im Kolben 14 und schließlich zur Atmosphäre über einen (nicht dargestellten) Betätigungsknopf. Dieser Abgabezustand der Abgabepumpe ist in Fig. 7 dargestellt.

Wenn die Flüssigkeit abgegeben wird, drückt die Entspannung der Feder 36 die Flansche 49 und 50 auseinander, so daß der äußere Körper 10 zusammen mit der zweiten durchbrochenen Platte 11 in die Ruhestellung gemäß Fig. 6 zurückverschoben wird. Die ringförmige Abgabekammer 32 ist schließlich abgedichtet, wenn der
Fingerdruck auf der Abgabepumpe aufhört, wobei sich das Za.pfenventil 42 schließt'und der Kolben 14 in die Ruhestellung unter Entspannung der Kolbenrückstellfeder 18 zurückkehrt. Gleichzeitig wird mehr flüssiges Produkt in die Zylinderbohrung 15 über die Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22 eingezogen und der Abgabe- und Füllzyklus kann wiederholt werden.

Es ist zu beachten, daß die Beziehung zwischen der abdichtenden Tätigkeit des Kolbens an dem Zylinder und der Arbeitsweise des Zapfenventils den für die Fig. 1 bis 5 beschriebenen Beziehungen entspricht.

Bei der vierten Ausführungsform der Fig. 8 und 9 besteht die
Pumpe aus dem zylindrischen äußeren Körper 10, der an seinem
oberen Ende mittels der durchbrochenen Platte 11 und an seinem

- 24 -

709807/0757

unteren Ende mittels des Flanschs 12 des Pumpenzylinders 13 verschlossen ist, der konzentrisch im Inneren des äußeren Körpers angeordnet ist.

Der fingerverschiebbare Axialkolben 14 ist verschiebbar in der Bohrung 15 innerhalb des Pumpenzylinders 13 angeordnet, wobei der Kolben 14 durch die durchbrochene Platte 11 hindurchtritt. Die Stange des Kolbens 14 ist auf ihrer gesamten Länge hohl ausgebildet, wobei das obere Ende gemäß zeichnarischer Darstellung den Abgabeauslaß 16 bildet.

Ein axialer Zuführungsplunger 52 ist am unteren Ende des Kolbens eingesetzt; sowohl dieser axiale Plunger 52 als auch der Kolben sind lose innerhalb der Bohrung 15 des Pumpenzylinders 13 verschiebbar und bilden keinen flüssigkeitsdichten Paßsitz wie die entsprechenden Teile der Pumpe der Fig. 1 und 2. Zwischen der unteren Fläche 19 des Zuführungsplungers 52 und der Seitenwand der Bohrung 15 an einem Punkt oberhalb des radialen Durchtritts der den Pumpenzylinder 13 durchdringt, ist ein axialer Balg 64 vorgesehen. Der axiale Balg 64 ist in Fig. 8 in auseinandergezogenem Zustand und in Fig. 9 in zusammengefaltetem Zustand gezeigt und dient zur Bildung der Zuführungskammer, wobei der Zuführungsplunger 52 das fingerverschiebbare Teil der Zuführungskammer bildet. Der Axialbalg 64 und der Zuführungsplunger 53 sind untrennbar in einer flüssigkeitsdichten Weise miteinander verbunden. Dieser Balg dient somit derselben Funktion wie der von der Bohrung 15 und dem flüssigkeitsdicht eingreifenden Axialkolben 14 definierte Hohlraum der Ausführungsform der Fig. 1 und 2, jedoch sorgt er im Fall der Ausführungsform der Fig. δ und in vorteilhafter Weise für eine tatsächlich reibungsfreie Gleitbewegung des Axialkolbens 14 und des Zuführungsplungers 52 innerhalb der Bohrung 15 und für eine Leckagefreiheit.

- 25 -

709807/0757

Im unteren hohlen Ende des Kolbens 14 und den Axialplunger 52 durchdringend ist das Zapfenventil 42 mit dem zugehörigen Sitz 43 eingesetzt, wobei das Zapfenventil 42 in Richtung auf den Sitz 43 von der Feder 44 vorgespannt ist, die ebenfalls im unteren Ende des Kolbens 14 aufgenommen ist. Das Zapfenventil 42 bildet das Abgabeventil mit einem bewegbaren Teil.

Der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 erstreckt sich normalerweise unterhalb des unteren Endes des Kolbens 14 gemäß zeichnerischer Darstellung, wobei der Zapfen 45 axial auf das obere Ende 46 des Abstandstücks 20 ausgerichtet ist. Das obere Ende des Abgabeauslasses 16 im Kolben 14 kann mittels eines (nicht dargestellten) Betätigungsknopfs geschlossen werden.

Im Pumpenzylinder 13 ist des weiteren die Kolbenrückstellfeder 18 aufgenommen, die gegen das untere Ende 19 des Kolbens 14 und die obere Fläche des durchbrochenen Abstandstücks 20 anliegt und innerhalb des Axialbalgs 64 angeordnet ist. Diese Feder 18 drückt den Kolben gemäß Fig. 8 nachoben, so daß die Kolbenschulter 51 gegen die durchbrochene Platte 11 zur Anlage kommt, wenn die Pumpe sich gemäß Fig. 8 in dem keine Betätigung auslösenden Zustand befindet. Dieselbe Feder 18 drückt auch den zylindrischen Balg 64 vorwärts in seine voll geöffnete Stellung. Das Abstandstück 20 trennt den Pumpenzylinder 13 von der Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22.

Die radialen Durchtritte 31 des Pumpenzylinders 13 verbinden sowohl das untere Ende der Bohrung 15 als auch das Innere des Axialbalgs 64 mit einer Ringkammer 32, die von dem äußeren Körper und dem Pumpenzylinder 13 begrenzt ist, wodurch eine Leitung für das flüssige Produkt zum Hindurchtritt zwischen der Zuführungskammer (d.h. dem Axialbalg 64) und der Ringkammer 32 geschaffen ist.

-'26 -

709807/07S7

In der Ringkammer 32 ist eine lose eingesetzte ringförmige Scheibe 33a untergebracht, die gegen die Feder 36 (das elastische Mittel) unter Vorspannung steht, die ihrerseits in dem oberen Teil 41 des zylindrischen Hohlraums zwischen dem äußeren Körper und dem Pumpenzylinder 13 zusammen mit der durchbrochenen Platte untergebracht ist.

Des weiteren ist in diesem oberen Teil 41 und sich in die Ringkammer 32 hineinerstreckend ein ringförmiger Balg 65 (die Abgabekammer) untergebracht, dessen oberer Bereich (innerhalb des oberen Teils 41) einen kleineren Durchmesser als der untere Bereich (innerhalb der Kammer 32) besitzt. Der Ringbalg 65 erscheint dabei im Längsschnitt gemäß Fig. 8 und 9 gestuft, wobei die Zwischenfläche 66 gegen die Ringscheibe 33a anliegt.

Die Wand des äußeren Körpers 10 und die des Pumpenzylinders 13 sind von entsprechenden Lüftungskanälen 39 und 40 durchbrochen, die über den oberen Teil 41 der Ringkammer 32 miteinander in Verbindung stehen.

Zur Benutzung wird die Pumpe der Fig. 8 und 9 am oberen Ende eines Behälters für eine Flüssigkeit angebracht, so daJ^äie druckbetätigbare Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22 mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, nötigenfalls über ein (nicht dargestelltes) Eintauchrohr.

Beim ersten nach unten gerichteten Hub des Kolbens 14 wird die Kolbenrückstellfeder 18 zusammen mit dem Axialbalg 64 zusammengedrückt, und wird die in dem Axialbalg 64 und dem unteren Teil der Bohrung 15 enthaltene Luft zeitweilig über die radialen Durchtritte 31 in den Ringbalg 65 in der Ringkammer 32 eingedrückt und anschließend an die Atmosphäre abgegeben, wenn der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 durch Berührung mildem oberen Ende 46 des Abstandstücks 20 verschoben wird. Wenn der Kolben

- 27 -

709807/0757

frei gegeben wird, wird flüssiges Produkt durch die Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22 in den Axialbalg 64 innerhalb der Zylinderbohrung 15 eingezogen. Dies ist eine erste Ausgangstätigkeit, und anschließend ist die Pumpe betriebsbereit.

Bei dem zweiten abwärts gerichteten Hub des Kolbens 14 wird "der Axialbalg 64 zusammengedrückt, und wird die in ihm enthaltene Flüssigkeit unter Zunahme des hydraulischen Drucks zur Strömung durch die Radialdürchtritte 31 in den unteren Teil des Ririgbalgs 65 innerhalb der Ringkammer 32 veranlaßt. Eine weitere Zunahme des Drucks dieser Flüssigkeit führt zu einer Ausdehnung des unteren Teils des Ringbalgs 65, so daß dessen Zwischenfläche die Ringscheibe 33a entgegen der Wirkung der Feder 36 verschiebt. Es strömt dann mehr Flüssigkeit in die Ringkammer innerhalb des unteren Endes des Ringabalgs. Da sich die Ringscheibe 33a mit ausdehnendem Volumen dieses unteren Teils des zweiten Balgs 65 bewegt, wird die dabei anfallende Energie in der Feder 36 gespeichert, wenn diese zusammengedrückt wird. Bei einem weiteren Anwachsen des hydraulischen Druckes setzt sich die Verschiebung der Ringscheibe 33a zur Vergrößerung in Hinblick auf die Aufnahme der Flüssigkeit fort, bis der Zapfen 45 des Zapfenventlls 42 das obere Ende 46 des Abstandstückes 20 berührt. Die Fortsetzung des abwärts gerichteten.Hubes über diesen Punkt hinaus gibt das Zapfenventil 42 von seinem Sitz frei, und diese Verschiebung gegen die Vorspannung der Feder 44 ermöglicht es dem flüssigen Produkt, aus dem unteren Ende des Ringbalgs 65 innerhalb der RingkäEHcier 32 über die radialen Durchtritte 31, den zusammengefalteten Axialbalg 64 innerhalb der Zylinderbohrung 15 und hinter den Sitz ' 43 zu dem Abgabeauslaß 16 im Kolben 14 und schließlich zur Atmosphäre über einen (nicht dargestellten) Betätigungsknopf zu strömen.

Wenn die Flüssigkeit abgegeben wird, drückt die Entspannung der Feder 36 die Ringscheibe 33a in die Ruhestellung, wobei der obere (schlankere) Teil des Ringsbalgs 65 ausgedehnt und der untere (weitere) Teil zusammengedrückt wird. Die Ringkammer 32 mit dem

709807/0757

in ihr enthaltenen Ringbalg 65 wird schließlich abgedichtet, wenn der Fingerdruck auf die Abgabepumpe freigegeben wird, wobei sich das Zapfenventil 42 schließt und der Koben 14 in die Ruhestellung unter Entspannung der Kolbenrückstellfeder 18 zurückkehrt. Gleichzeitig wird weiteres flüssiges Produkt in den Axialbalg 64 im Inneren der Zylinderbohrung 15 über die Rückschlag-Ventileinheit 22 eingezogen, und der Abgabe- und Füllzyklus kann wiederholt werden.

Bei der fünften Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 10 und kann der Ringbalg mit einer gestuften Gestaltung mit einem weiteren Durchmesserbereich und einem engeren Durchmesserbereich ersetzt werden durch einen doppelten zylindrischen Balg 65a mit einer äußeren zylindrischen Wand gleicher Abmessungen und Gestalt entsprechend dem unteren Teil gemäß Fig. 8 und 9, jedoch mit einer inneren zylindrischen Wand gleicher Höhe wie die Außenwand- Die äußere und die innere Wand der Ringbälge 65a der Ausführungsform der Fig. 10 und 11 liegen somit gegen die innere und äußere Wand der Ringkammer 32 an und sind mittels einer ringförmigen Stirnwand überbrückt, um eine abgedichtete, deformierbare Kammer im Inneren der Kammer 32 zur Aufnahme von Flüssigkeit unter Druck während der Betätigungsfolge zu bilden. Der doppelte zylindrische Balg 65a bildet die Abgabekammer. Diese letzte Abwandlung des Ringbalgs ist in den Fig. 10 und. 11 dargestellt, die in allen übrigen Aspekten denjenigen der Fig. 8 und 9 entsprechen.

Weiterer Abwandlungen der Ausführungsformen der Fig. 8 bis 11 können ohne wesentlichen Verlust der betriebstechnischen Wirksamkeit vorgesehen werden. Beispielsweise kann gemäß Fig. 12 und der Axialbalg 64 entfallen, und bildet der am Kolben 14 befestigte Axialplunger 52 einen flüssigkeitsdichten Sitz innerhalb der Zylinderbohrung 15 mit einem O-Dichtring 68 gemäß Darstellung in Fig. 1 und 2. In diesem Fall kann der Ringbalg 65 entweder die

- 29 -

709807/0757

gestufte Gestaltung gemäß Fig. 8, 9, 12 und 13 oder die doppelte Ringgestalt gemäß Fig. 10 und 11 besitzen.

Alternativ können gemäß Fig. 14 und 15 die Ringbälge 65 und 65a entfallen, und bildet der Ringplunger 33 einen flüssigkeitsdichten Sitz innerhalb der Ringkammer 32, beispielsweise mit O-Dichtringen 35, in der Weise gemäß Fig. 1 und 2.

Bei dem sechsten Ausführungsbeispxel der Erfindung gemäß Fig. 16 und 17 besteht die Pumpe aus dem äußeren Körper 10, der einen Pumpenzylinder 13 mit Kolben 14 enthält, wobei im übrigen ganz allgemein die Merkmale vorgesehen sind, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 bereits beschrieben worden sind.

Der Pumpenzylinder 13 ist mit radialen Durchtritten 31 ausgestattet/ die die Abgabekammer 32 und die Bohrung 15 des Pumpenzylinders 13 verbinden. In der ringförmigen Abgabekammer 32 ist ein Paar ringförmiger Plunger 33 und 34 mit Dichtungen 35 vorgesehen, die von einem Paar Federn 36 und 37 (den elastischen Mitteln) in Richtung aufeinander gedrückt sind. Schultern 38 am Körper 10 verhindern das Aufexnandertreffen der ringförmigen Plunger 33 und 34.

Die Wand des äußeren Körpers 10 und die des Pumpenzylinders 13 sind beide von entsprechenden Lüftungskanälen 39 und 40 durchbrochen, die über den oberen Teil 41 der ringförmigen Abgabekammer 32 miteinander in Verbindung stehen. Dieser obere Teil 41 enthält ebenfalls die obere Feder 36, während der entsprechende untere Teile 41a die untere Feder 37 enthält.

Zur Benutzung wird die Pumpe der Fig. 16 und 17 am oberen Ende eines Behälters für ein flüssiges Produkt angebracht, so daß die Rückschlag-Ventileinheit mit der Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, nötigenfalls über ein (nicht dargestelltes) Eintauchrohr.

- 30 -

709807/0757

Bei dem ersten abwärts gerichteten Hub des Kolbens 14 in Richtung auf das Zuführungsventil 22 wird die Kolbenrückstellfeder 18 zusammengedrückt, und dann, wenn der Zapfen 45"des Zapfenventils durch Berührung mit dem oberen Ende 46 des Abstandstücks 22 verschoben wird, wird die in der Bohrung 15 enthaltene Luft über die radialen Durchtritte 31, die ringförmige Abgabekammer 32 an die Atmosphäre abgegeben. Wenn der Kolben 14 freigegeben wird, wird Flüssigkeit durch die Zuführungsventilexnhext 22 in die Zylinderbohrung 15 eingezogen. Dies ist ein erster Ausgangsschritt, und anschließend ist die Pumpe gebrauchsbereit.

Bei dem zweiten abwärts gerichteten Hub des Kolbens 14 wird die in der Zylinderbohrung 15 enthaltene Flüssigkeit einer hydraulischen Druckerhöhung ausgesetzt und damit zur Strömung durch die radialen Durchtritte 31 zur ringförmigen Abgabekammer 32 und den Ringplungern 33 und 34 veranlaßt. Ein weiterer Druckanstieg in dieser Flüssigkeit verschiebt die Ringplunger 33 und 34 auseinander und gegen ihre zugehörigen Federn 36 und 37, so daß die Flüssigkeit in die ringförmige Abgabekammer 32 strömt. Bei Ausexnanderbewegung der Plunger33 und 34 vergrößert sich das Volumen der ringförmigen Abgabekammer 32 entsprechend, und die dabei auftretende Energie wird in den Federn 36 und 37 gespeichert, da diese zusammengedrückt werden. Bei einer noch weitergehenden Steigerung des Drucks setzt sich die Verschiebung der Ringplunger 33 und 34 zur Vergrößerung in Hinblick auf die Aufnahme der Flüssigkeit fort, bis der Zapfen 45 des Zapfen— ventils 42 das obere Ende 46 des Abstandstücks 20 berührt. Die Fortsetzung des abwärts gerichteten Hubes über diesen Punkt hinaus gibt das Zapfenventil 42 von seinem Sitz frei, und seine Verschiebung entgegen der Vorspannung durch die Feder 44 ermöglicht es der Flüssigkeit, zur Atmosphäre über den Abgabeauslaß 16 im Kolben und einem (nicht dargestellten) Betätigungsknopf abgegeben zu werden.

- 31 -

709807/0757

Wenn die Flüssigkeit abgegeben wird, drückt die Entspannung der Federn 36 und 37 die Ringplunger 33 und 34 aufeinander zu in die Ruhestellung, in der sie an den Schultern 38 am äußeren Körper 10 anliegen. Die ringförmige Abgabekammer 32 ist schließlich abgedichtet, wenn der Fingerdruck auf der Pumpe freigegeben wird, wobei der Kolben 14 in die Ruhestellung unter Entspannung der Kolbenrückstellfeder 18 zurückkehrt. Gleichzeitig wird mehr flüssiges Produkt in die Zylinderbohrung 15 über die Rückschlag-Zuführungsventileinheit 22 eingezogen, und danach kann der Abgabe- und Füllzyklus wiederholt werden.

Wenn der Fingerdruck auf der Stange des Kolbens 14 freigegeben wird, bewegt sich der Kolben 14 nach oben, wobei der Zapfen 45 des Zapfenventils 42 sich von dem zugehörigen oberen Ende 46 des Abstandstücks 20 wegbewegt und die Feder 44 das Zapfenventil auf seinen Sitz 43 drückt, wodurch der Durchtritt von Flüssigkeit hinter das Zapfenventil 42 aufgehoben wird.

Wenn sich der Kolben 14 in seiner Ruhestellung unter Entspannung der Kolbenrückstellfeder 18 bewegt, wird mehr flüssiges Produkt in die Bohrung 15 über die Rückschlag-Zuführungsventileinheit. eingezogen, und kann der Abgabe- und Füllzyklus anschließend wiederholt werden.

Die erfindungsgemäße Pumpe dient zur Verwendung für die Abgabe von Flüssigkeiten oder Gelen, insbesondere scherbaren Gelen, aus einem Behälter, der eine Zuführung von flüssigem oder Gelprodukt von außen zur Pumpe bildet. Die Pumpe kann daher beispielsweise zur Befestigung an einem von Hand gehaltenen Behälter bestimmt und gestaltet sein, der in Größe, und Kapazität einer üblichen Druckpackung oder einem Aerosolbehälter gleicht. Es ist des weiteren beabsichtigt, daß die Pumpe schnell und einfach von ihrem Behälter entfernt werden kann, so daß ein frisch gefüllter Behälter angebracht werden kann, wenn der ursprüngliche Behälter leer ist.

- 32 -

709807/0757

Das flüssige oder Gelprodukt kann als ein feiner Partikelspray oder in irgendeiner anderen Form abgegeben werden, in der das Produkt nicht feinverteilt ist, und zwar in Abhängigkeit von der Art des Betätigungsknopfes, der an der Pumpe angesetzt ist.

- 33 -

709807/0757

Claims (7)

1. Patentansprüche

   /1.)Fingerbetätigbare Pumpe zur Abgabe von Flüssigkeiten mit ^"■^^ einer Zuführungskammer mit einem Zuführungsventil zur Ermöglichung des Eintritts der Flüssigkeit in die Zuführungskammer von einer äußeren Zuführung aus, mit einer mit der Zuführungskammer in Verbindung stehenden Abgabekammer und mit Mitteln zur Abgabe der Flüssigkeit aus der Abgabekammer, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführungskammer (13,15,20,64) ein fingerverschiebbares Teil (14,19, 51, 52, 52a) aufweist, das aus einer Ruhestellung zur Reduzierung des Volumens der Zuführ'ungskammer und zur Vergrößerung des hydraulischen Drucks in dieser verschiebbar ist, wobei das Zuführungsventil (22) bei Bewegung des fingerverschiebbaren Teils zur Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer geschlossen ist, daß die Abgabekammer (32,65,65a,66) ein mitarbeitendes elastisches Mittel (36,37) zur Speicherung einer Energie aufweist, die von einer Vergrößerung des hydraulischen Drucks in der Abgabekammer bei Reduzierung des Volumens der Zuführungskammer (13,15,20,64) stammt, und daß die Mittel zur Abgabe der Flüssigkeit aus der Abgabekammer (32,65,65a,66) in einem Abgabeventil (42,43,45) bestehen, daß in dem fingerverschiebbaren Teil (14,19,51,52,52a^ eingesetzt ist, wobei das Abgabeventil über ein Ventilteil (42,45) verfügt, das hinsichtlich des fingerverschiebbaren Teils zum öffnen des Abgabeventils gewegbar ist.
2. 2. Pumpe nach Anspruch'1, dadurch gekennzeichnet , daß das bewegbare Ventilteil (42,45) zur öffnung des Abgabeventils (42,43,45) ausgebildet und angeordnet ist, wenn das fingerverschiebbare Teil (14,19,51,52,52a) sich um eine vorbestimmte Entfernung aus der Ruhestellung herausgewegt hat.

   - 34 -

   709807/0757
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeic hn e t , daß das Abgabeventil (42,43,45) ein Zapfenventil ist.
4. 4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgabekammer (32) ein durch das elastische Mittel (36) elastisch vorgespannter Plunger (33) aufgenommen ist.
5. 5. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in der Abgabekammer (32) zwei je von den elastischen Mitteln (36,37) elastisch vorgespannte Plunger (33,34) aufgenommen sind.
6. 6. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführungskammer (13,15, 20,64) in einer Balgeinheit (64) besteht.
7. 7. Pumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Abgabekammer (32,65,65a,66) in einer von den elastischen Mitteln (36,37) elastisch vorgespannten Balgeinheit (65,65a,66) besteht.

   709807/0757