DE10231751B4

DE10231751B4 - Saug-Druck-Pumpe zum Ausspritzen eines Produkts aus einem Behältnis

Info

Publication number: DE10231751B4
Application number: DE10231751A
Authority: DE
Inventors: Ettore Masuzzo; Stefan Christ
Original assignee: Aero Pump GmbH
Current assignee: Aero Pump GmbH
Priority date: 2002-07-13
Filing date: 2002-07-13
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-07-14
Also published as: ES2231747T3; US6779690B2; ATE286783T1; DE50300245D1; DK1380352T3; US20040007597A1; EP1380352B1; EP1380352A1; DE10231751A1

Abstract

Saug-Druck-Pumpe (1) zum Ausspritzen eines Produkts (36) aus einem Behältnis (2), mit einem Gehäuse (4), in dem ein axial durchbohrter Kolben (7) über einen ersten Gehäuseabschnitt (4a) abgedichtet axial verschiebbar ist, mit einer die Kolbenbohrung (8) fortsetzenden hohlen Kolbenstange (9), die in einer Öffnung (10) einer Verschlußhaube (11) von Gehäuse (4) und Behältnis (2) verschiebbar ist und auf ihrem freien Ende einen dicht befestigten Betätigungskopf (12) aufweist, durch dessen Betätigung der Kolben (7) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (22) zu einem am Gehäuse (4) vorgesehenen Anschlußstutzen (28) für ein Tauchrohr (29) gedrückt wird und dabei in einem Druckraum (26) des Gehäuses (4) einen Druck aufbaut, der ein erstes Ventilverschlußstück (5) im Anschlußstutzen (28) gegen einen ersten Ventilsitz (6) drückt, wobei der Betätigungskopf (12) von einem sich an die Bohrung (8) anschließenden Auslaßkanal (13) über ein Rückschlagventil (14) bis zu einer Ausspritzöffnung (17) für das Produkt (36) durchsetzt ist, mit wenigstens...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Saug-Druck-Pumpe zum Ausspritzen eines Produkts aus einem Behältnis, mit einem Gehäuse, in dem ein axial durchbohrter Kolben über einen ersten Gehäuseabschnitt abgedichtet axial verschiebbar ist, mit einer die Kolbenbohrung fortsetzenden hohlen Kolbenstange, die in einer Öffnung einer Verschlußhaube von Gehäuse und Behältnis verschiebbar ist und auf ihrem freien Ende einen dicht befestigten Betätigungskopf aufweist, durch dessen Betätigung der Kolben gegen die Kraft einer Rückstellfeder zu einem am Gehäuse vorgesehenen Anschlußstutzen für ein Tauchrohr gedrückt wird und dabei in einem Druckraum des Gehäuses einen Druck aufbaut, der ein erstes Ventilverschlußstück im Anschlußstutzen gegen einen ersten Ventilsitz drückt, wobei der Betätigungskopf von einem sich an die Bohrung anschließenden Auslaßkanal über ein Rückschlag ventil bis zu einer Ausspritzöffnung für das Produkt durchsetzt ist, mit wenigstens einer Öffnung in einem zweiten Gehäuseabschnitt zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und der Verschlußhaube, und wobei der Kolben im unbetätigten Zustand unter der Rückstellfederkraft einen Durchlaß zwischen dem Druckraum und der oder jeder Öffnung im zweiten Gehäuseabschnitt freigibt.

Eine bekannte Saug-Druck-Pumpe ( DE 27 09 796 B2 ) kann zwar in aufrechter Normalhaltung, in der der Betätigungskopf höher als der Anschlußstutzen liegt, das Produkt aus dem Behältnis sowohl ansaugen als auch durch einen Druckhub ausgeben. In einer umgekehrten Haltung, d.h. Überkopf-Haltung, könnte das Produkt jedoch nicht aus dem Behältnis angesaugt werden, sobald der Füllstand im Behältnis in der Überkopf-Haltung tiefer als die Ansaugöffnung des Tauchrohrs (auch "Saug-rohr" genannt) liegt. Die Produktausgabe wäre in der Überkopf-Haltung nur möglich, wenn zuvor in der Normalhaltung ein Saughub ausgeführt wurde.

Bei der aus der DE 34 27 793 A1 bekannten gattungsgemäßen Saug-Druckpumpe ist eine Produktausgabe in der Kopfüber-Haltung des Behälters mit nur einem Saugventil möglich. Der Behälter kann jedoch nur bis zu der in der Kopfüber-Haltung oberen Kante der im zweiten Gehäuseabschnitt ausgebildeten Öffnungen) entleert werden. Mithin verbleibt nach einer Betätigung in der Kopfüber-Haltung ein verhältnismäßig großer Flüssigkeitsrest im Behältnis. Zudem wird in der Kopfüber-Haltung der Druckraum über diese Öffnungen) (nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren) nur bis zum jeweiligen Füllstand im Behältnis gefüllt. Die bei jedem Betätigungs hub ausgegebene Produktmenge nimmt daher ab, sobald der Füllstand unter den Ventilsitz gefallen ist, was bei pharmazeutischen Produkten eine Unterdosierung zur Folge hätte.

Aus der CH 650 992 A5 ist eine Saug-Druck-Pumpe bekannt, die ebenfalls in Kopfüber-Haltung betätigbar ist. Zu diesem Zweck ist in einem Anschlußstutzen eines Gehäuses, das den Saug-Druck-Raum der Pumpe bildet, ein erstes Ventil angeordnet und eine Büchse koaxial auf dem Gehäuse befestigt, in der das Verschlußstück eines zweiten Ventils angeordnet ist, das gegensinnig zu dem ersten Ventil wirksam ist. Zwischen dem Gehäuse und der Büchse ist ein zu einem Zerstäuberkopf hin offener Saugkanal ausgebildet, der über radiale Bohrungen und ein drittes Ventil, das das Ansaugen von Luft verhindern soll, und über das erste Ventil mit dem Saug-Druck-Raum verbunden ist. Das zweite Ventil ist bei Überkopf-Haltung der Saug-Druck-Pumpe wirksam.

Diese Saug-Druck-Pumpe ist aufgrund der Büchse, die separat hergestellt und montiert werden muß, ersichtlich aufwendig.

Aus der DE 44 00 944 A1 ist eine Saug-Druck-Pumpe für ein sich in einem abgedichteten Behälter befindendes Fluid bekannt, die das Absaugen von Restluft aus dem Behälter, nachdem er mit dem Fluid gefüllt wurde, in einer bestimmten Position des Kolbens im Druckzylinder der Pumpe durch den Pumpkanal der Pumpe ermöglicht. Dazu ist von der Oberseite des Behälters durch Öffnungen, einen Spalt zwischen dem Kolben, der gegenüber dem Druckzylinder nur durch eine ihn umgebende Dichtlippe abgedichtet ist, und der Innenwand des Druckzylinders, durch die Druckkammer bis zum Pumpkanal ein Absaugkanal für die Restluft ausgebildet. Das Ventil zum Fluidbehälter ist beim Abpumpen durch einen Stößel druckunabhängig verschließbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Saug-Druck-Pumpe der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der das Produkt auch in einer Überkopf-Haltung bei einem Füllstand im Behältnis, der niedriger als die Ansaugöffnung des Tauchrohrs liegt, bei jeder Betätigung der Saug-Druck-Pumpe in gleichmäßiger Menge bis zu einem niedrigeren Füllstand angesaugt und ausgegeben werden kann.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anschlußstutzen einen zweiten Ventilsitz und ein zweites Ventilverschlußstück aufweist, das bei einer Haltung der Saug-Druck-Pumpe, in der der Betätigungskopf tiefer als der Anschlußstutzen liegt, seine Schließlage am zweiten Ventilsitz einnimmt und bei einer umgekehrten Haltung, in der der Betätigungskopf höher als der Anschlußstutzen liegt, seine Öffnungslage einnimmt und daß der Durchlaß durch wenigstens eine axiale Nut in der Innenseite eines mittleren Gehäuseabschnitts zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt gebildet ist.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß sie lediglich durch Verwendung eines zweiten Ventils im Anschlußstutzen und die Ausbildung der axialen Nut in der Innenseite des mittleren Gehäuseabschnitts ein weitergehendes Entleeren des Behältnisses bis zu dem in der Überkopf-Haltung unteren Ende der Nut(en) ermöglicht, so daß der mittlere Gehäuseabschnitt stabil bleibt und sich beim Aushärten seiner Kunststoffmasse bei der Herstellung nicht nennenswert verzieht, wie dies bei in den mittleren Gehäuseabschnitt reichenden Öffnungen der Fall sein könnte. Zwischen dem Gehäuse und dem Kolben ist daher über den gesamten Kolbenhub eine innige Berührung gewährleistet.

Ferner kann das zweite Ventilverschlußstück unter seinem Eigengewicht betätigbar sein.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Darin stellen dar:
1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Saug-Druck-Pumpe und ein Behältnis, bevor dieses mit einem auszugebenden Produkt gefüllt worden ist,
2 den gleichen Axialschnitt wie den nach 1, bei dem das Behältnis und die Pumpe das auszugebende Produkt enthalten,
3 die gleiche Schnittansicht wie die nach 2, jedoch bei betätigter Saug-Druck-Pumpe in aufrechter Normalhaltung von Pumpe und Behältnis,
4 den gleichen Axialschnitt wie den nach 3, jedoch in einer Kopfüber-Haltung.
Die dargestellte Saug-Druck-Pumpe 1 ist auf dem Rand der Öffnung eines Behältnisses 2 über eine dazwischen angeordnete Dichtringscheibe 3 dicht befestigt. Die Saug-Druck-Pumpe 1 hat ein hohlzylindrisches Gehäuse 4, dessen unteres Ende durch ein Rückschlagventil mit einem ersten Ventilverschlußstück 5 in Form einer Kugel absperrbar ist. Das Ventilverschlußstück 5 sitzt in seiner in 1 dargestellten unteren Lage auf einem Ventilsitz 6 dicht auf. In dem Gehäuse 4 ist ein hohlzylindrischer Kolben 7, gegen die Innenseite des Gehäuses 4 in einem ersten Gehäuseabschnitt 4a abgedichtet, axial verschiebbar. Die Bohrung des Kolbens 7 setzt sich in einer am Kolben 7 angeformten hohlen Kolbenstange 9 fort. Die Kolbenstange 9 ist in einer Öffnung 10 einer oberen Verschlußhaube 11 von Gehäuse 4 und Behältnis 2 abgedichtet verschiebbar.
Auf dem freien Ende der aus dem Gehäuse 4 herausragenden Kolbenstange 9 ist ein Betätigungskopf 12 der Saug-Druck-Pumpe 1 dicht und fest aufgesetzt. Den Betätigungskopf 12 durchsetzt ein Auslaßkanal 13, der sich an die Bohrung 8 anschließt. Der Auslaßkanal 13 setzt sich über ein Rückschlagventil 14 mit einem Ventilverschlußstück 15 und einer Rückstellfeder 16 bis zu einer Ausspritzöffnung 17 in einem Einsatz 18, der eine in die Ausspritzöffnung 17 mündende Wirbelkammer aufweist, fort.
Das Ventilverschlußstück 15 besteht aus gummielastischem Material, hier einem Elastomer, und hat einen zylindrischen Körper, der etwa in seiner axialen Mitte von einer Dichtlippe 19 umgeben ist. Die Dichtlippe liegt unter einer durch ihre Eigenelastizität bewirkten Federkraft an der Innenseite eines sich koaxial zur Kolbenstange 9 erstreckenden ersten Abschnitts des Auslaßkanals 13 an und versperrt im unbetätigten Zustand des Betätigungskopfes 12 einen sich quer zum ersten erstreckenden zweiten Abschnitt des Auslaßkanals 13.
Der Kolben 7 liegt in seiner unbetätigten Lage nach den 1 und 2 mit einer an seinem freien Ende umlaufenden Dichtlippe 20 eng an der Innenseite des Gehäuses 4 an. Ein den Kolben 7 oberhalb der Dichtlippe 20 umgebender Bund 21 dient der Führung des Kolbens während seiner Bewegung, läßt jedoch ein Spiel zwischen sich und der Innenseite des Gehäuses 4 frei. Eine Rückstellfeder 22, die unterbrochen dargestellt ist, stützt sich einerseits im Kolben 7 am Boden eines Ringraums 23, der von der äußeren Wand des Kolbens 7 und einem Rohrstutzen 24 begrenzt ist, und andererseits an einer Schulter 25 im Gehäuse 4 ab. Das Gehäuse 4 hat am in 1 unteren Ende eines durch das Gehäuse 4 begrenzten Druckraums 26 eine Abstufung 27, unterhalb der der Innendurchmesser des Gehäuses 4 etwas größer als der Außen durchmesser der Dichtlippe 20 des Kolbens ist. In einem Anschlußstutzen 28 am freien unteren Ende des Gehäuses 4 ist ein bis nahe an den Boden des Behältnisses 2 reichendes Tauchrohr 29 befestigt. Im Anschlußstutzen 28 zwischen dem inneren Ende des Tauchrohrs 29 und dem Ventilsitz 6 ist ein zweites Ventilverschlußstück 30 in Form einer Kugel axial verschiebbar gelagert, das mit einem zweiten Ventilsitz 31 im Anschlußstutzen 28 zusammenwirkt und ebenso wie das erste Ventilverschlußstück 5 unter seinem Eigengewicht betätigbar ist. Das durch das erste Ventilverschlußstück 5 und den ersten Ventilsitz 6 gebildete Rückschlagventil schließt und öffnet entgegengesetzt zu dem durch das zweite Ventilverschlußstück 30 und den zweiten Ventilsitz 31 gebildeten Rückschlagventil.
Oberhalb der in 1 und 2 dargestellten oberen Endlage des Kolbens 7 sind in einem zweiten Abschnitt 4b des Gehäuses 4, der an der Verschlußhaube 11 angrenzt, vier gleichmäßig über den Gehäuseumfang verteilte schlitzförmige Öffnungen 32 ausgebildet, die den Innenraum des Gehäuses 4 mit dem Innenraum des Behältnisses 2 oberhalb des maximalen Füllstands des im Behältnis 2 enthaltenen Produkts in der aufrechten Haltung nach 2 verbinden. Grundsätzlich würde jedoch nur eine Öffnung 32 genügen. Im unbetätigten Zustand gibt der Kolben 7 unter der Kraft der Rückstellfeder 22 einen Durchlaß 33 in Form axialer Nuten in der Innenseite eines mittleren Gehäuseabschnitts 4c zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 4a und dem zweiten Gehäuseabschnitt 4b frei. Auch hier würde nur eine Nut 33 in dem mittleren Gehäuseabschnitt 4c ausreichen.
Bei der erstmaligen Betätigung des Betätigungskopfes 12 durch manuelle Ausübung eines Drucks auf seine mit einer Riffelung 34 versehene Oberseite bewegt sich der Kolben 7 gegen die Kraft der Rückstellfeder 22 in dem Raum 26 in der aufrechten Haltung nach den 2 und 3 in Richtung auf den Anschlußstutzen 28 nach unten. Durch den dabei im Raum 26, in der Bohrung 8 und im Auslaßkanal 13 entstehenden Luftdruck wird einerseits das Rückschlagventil 5, 6 geschlossen gehalten und andererseits die Dichtlippe 19 des Ventilverschlußstücks 15 dicht an die Innenseite des ersten Abschnitts des Auslaßkanals 13 gedrückt, so daß das Ventilverschlußstück 15 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16 nach oben bewegt wird und den Durchtritt durch den zweiten Abschnitt des Auslaßkanals 13 zur Ausspritzöffnung 17 freigibt. Die zunächst noch im Druckraum 26 enthaltene Luft kann dann über die Bohrung 8 und den Auslaßkanal 13 entweichen. Nach Wegnahme des manuellen Drucks drückt die Rückstellfeder 22 den Kolben 7 wieder in die obere Endlage und die Rückstellfeder 16 das Ventilverschlußstück 15 in die untere Endlage nach 2. Durch den dabei im Druckraum 26 entstehenden Unterdruck nimmt das erste Ventilverschlußstück 5 seine obere Endlage an axialen Rippen 35 im Anschlußstutzen 28 ein, während das zweite Ventilverschlußstück 30 zwar vom oberen Ende des Tauchrohrs 29 abgehoben, jedoch nicht bis in die Schließlage am Ventilsitz 31 angehoben und das Produkt 36, z.B. eine Flüssigkeit, aus dem Behältnis 2 durch das Tauchrohr 29 und den Anschlußstutzen 28 hindurch in den Druckraum 26 und – gegebenenfalls nach einer weiteren Betätigung und Entlastung des Betätigungskopfes 12 – durch die Bohrung 8 bis zum Ventilverschlußstück 15 hochgesaugt wird. Durch erneutes Niederdrücken des Be tätigungskopfes 12 in die Lage nach 3 wird das Produkt solange ausgegeben, bis die Dichtlippe 20 des Kolbens 7 unter die Abstufung 27 niedergedrückt worden ist. In diesem Augenblick wird der Druck im Druckraum 26 an der Dichtlippe 20 und dem Bund 21 vorbei über den Durchlaß 33 und die Öffnungen 32 zum Innenraum des Behältnisses 2 abgebaut, so daß die Produktausgabe bei einem Druckhub aufhört. Dadurch ergibt sich eine genau dosierte Ausgabemenge, jedesmal wenn der Betätigungskopf 12 betätigt wird.
Eine solche Betätigung in aufrechter Haltung der Saug-Druck-Pumpe und des Behältnisses 2 ist in 3 dargestellt.
In einer umgekehrten Haltung, z.B. einer Kopfüber-Haltung, wie sie in 4 dargestellt ist, in der mithin der Betätigungskopf 12 tiefer als der Anschlußstutzen 28 liegt, kann weder das Produkt 36 noch Luft über das Tauchrohr 29 aus dem Behältnis 2 angesaugt werden. Vielmehr wird das Produkt 36 nur über die Öffnungen 32 und die Nuten 33 angesaugt, sobald die Dichtlippe 20 in den Bereich der Nuten 33 übergeht, weil dann das zweite Ventilverschlußstück 30 sowohl unter dem Unterdruck als auch unter seinem Eigengewicht am Ventilsitz 31 anliegt und den Durchgang durch den Anschlußstutzen 28 sperrt, während das erste Ventilverschlußstück 5 von seinem Ventilsitz 6 entfernt worden ist.
Bei einer Betätigung des Ventilkopfes 12 bei der in 4 dargestellten Haltung der Saug-Druck-Pumpe 1, bis die Dichtlippe 20 die Abstufung 27 überschreitet, wird dagegen wiederum das erste Ventilverschlußstück 5 gegen seinen Sitz 6 gedrückt und das Produkt 36 aus dem Druckraum 26 über die Bohrung 8, das nunmehr wieder geöffnete Ventil 14 und den Auslaßkanal 13 ausgestoßen.
Die Saug-Druck-Pumpe 1 kann daher in jeder beliebigen Haltung Saug- und Druckhübe bis zur Entleerung des Behältnisses 2 ausführen.
Eine Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann beispielsweise darin bestehen, daß die Nuten 33 weggelassen und statt dessen die Öffnungen 32 bis an das in 1 untere Ende der Nuten 33 verlängert werden. Der Durchlaß würde dann in der Lage des Kolbens 7 nach 2 unmittelbar über die Öffnungen 32 freigegeben. Die Nuten 33 haben jedoch den Vorteil, daß der Gehäuseabschnitt 4c stabil bleibt und sich beim Aushärten seiner Kunststoffmasse bei der Herstellung nicht nennenswert verzieht, wie dies bei in den Gehäuseabschnitt 4c reichenden Öffnungen 32 der Fall sein könnte. Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Kolben 7 ist daher über den gesamten Kolbenhub eine innige Berührung gewährleistet.

Claims

Saug-Druck-Pumpe (1) zum Ausspritzen eines Produkts (36) aus einem Behältnis (2), mit einem Gehäuse (4), in dem ein axial durchbohrter Kolben (7) über einen ersten Gehäuseabschnitt (4a) abgedichtet axial verschiebbar ist, mit einer die Kolbenbohrung (8) fortsetzenden hohlen Kolbenstange (9), die in einer Öffnung (10) einer Verschlußhaube (11) von Gehäuse (4) und Behältnis (2) verschiebbar ist und auf ihrem freien Ende einen dicht befestigten Betätigungskopf (12) aufweist, durch dessen Betätigung der Kolben (7) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (22) zu einem am Gehäuse (4) vorgesehenen Anschlußstutzen (28) für ein Tauchrohr (29) gedrückt wird und dabei in einem Druckraum (26) des Gehäuses (4) einen Druck aufbaut, der ein erstes Ventilverschlußstück (5) im Anschlußstutzen (28) gegen einen ersten Ventilsitz (6) drückt, wobei der Betätigungskopf (12) von einem sich an die Bohrung (8) anschließenden Auslaßkanal (13) über ein Rückschlagventil (14) bis zu einer Ausspritzöffnung (17) für das Produkt (36) durchsetzt ist, mit wenigstens einer Öffnung (32) in einem zweiten Gehäuseabschnitt (4b) zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt (4a) und der Verschlußhaube (11), und wobei der Kolben (7) im unbetätigten Zustand unter der Rückstellfederkraft einen Durchlaß (33) zwischen dem Druckraum (26) und der oder jeder Öffnung (32) im zweiten Gehäuseabschnitt (4b) freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (28) einen zweiten Ventilsitz (31) und ein zweites Ventilverschlußstück (30) aufweist, das bei einer Haltung der Saug-Druck-Pumpe (1), in der der Betätigungskopf (12) tiefer als der Anschlußstutzen (28) liegt, seine Schließlage am zweiten Ventilsitz (31) einnimmt und bei einer umgekehrten Haltung, in der der Betätigungskopf (12) höher als der Anschlußstutzen (28) liegt, seine Öffnungslage einnimmt und daß der Durchlaß (33) durch wenigstens eine axiale Nut in der Innenseite eines mittleren Gehäuseabschnitts (4c) zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt (4a, 4b) gebildet ist.
Saug-Druck-Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilverschlußstück (30) unter seinem Eigengewicht betätigbar ist.