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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungskappe
mit mehreren Strahlen und Verschluß, mit der ein Zerstäuber
oder Handspender für ein Fluidprodukt ausgerüstet werden
kann. Derartige Betätigungskappen werden insbesondere
verwendet, um ein pharmazeutisches Produkt in die Nase eines
Patienten zu sprühen, doch können sie auch bei anderen
Anwendungsfällen eingesetzt werden.
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Ein technisches Problem, das sich bei allen
Betätigungskappen stellt, besteht darin, eine Berührung des in der
Betätigungskappe enthaltenen Produktes mit der Außenluft
zu verhindern, um ein Austrocknen des Produktes, seine
Oxidation durch den Luftsauerstoff oder eine Verschmutzung
des Produktes zu vermeiden.
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Dieses Problem kann auf verschiedene Arten für eine
herkömmliche Betätigungskappe gelöst werden, die nur eine
einzige Auslaßöffnung besitzt. Beispielsweise beschreibt
die europäische Patentanmeldung Nr. 0 129 643 eine
Betätigungskappe, die eine zylindrische Leitung umfaßt, die mit
einem Auslaßende versehen ist, das eine Auslaßöffnung
umfaßt, und in der sich ein Kolben verschiebt, der
einstückig mit einer zur Auslaßöffnung hin gerichteten
Düsennadel ausgebildet ist, wobei der Kolben in elastischer
Weise in eine Stellung vorgespannt ist, in der die
Düsennadel die Auslaßöffnung verschließt, und durch den Druck
eines zu zerstäubenden Fluidproduktes in eine Position
zurückgeschoben werden kann, in der die Auslaßöffnung
geöffnet ist.
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Bei einer Betätigungskappe mit mehreren Strahlen wird das
Produkt durch mehrere Auslaßöffnungen herausgeschleudert.
Man kann sich sicherlich vorstellen, jede dieser
Auslaßöffnungen
durch eine Verschlußvorrichtung zu verschließen,
doch ergeben sich dabei zwei technische Probleme:
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1) Wie bewerkstelligt man auf einfache Weise, daß sich
jede Verschlußvorrichtung gegenüber einer Auslaßöffnung
befindet, ohne die Montage der Betätigungskappe zu
komplizieren, und
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2) wie stellt man die Dichtigkeit des Verschlusses aller
Auslaßöffnungen sicher, ohne unrealistische
Herstellungstoleranzen zu benötigen und ohne die Vorrichtung
kompliziert zu gestalten.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese technischen
Probleme zu lösen. Dabei ist besonders darauf hinzuweisen,
daß derartige Betätigungskappen im allgemeinen weggeworfen
werden, nachdem der Vorrat des Produktes der
Zerstäubervorrichtung aufgebraucht ist. Somit muß die anzuwendende
technische Lösung notwendigerweise kostengünstig sein.
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Somit hat die vorliegende Erfindung eine Betätigungskappe
zum Verteilen eines Fluidproduktes zum Gegenstand, die eine
Kammer umfaßt, die mit einem Auslaß und wenigstens einem
zylindrischen Abschnitt versehen ist, der eine
Symmetrieachse besitzt, sowie einen Kolben, der mit einer
Schließeinrichtung einstückig ausgebildet ist und in dem
zylindrischen Abschnitt verschiebbar ist, wobei der Kolben von
einem elastischen Mittel in der Weise vorgespannt ist,
daß er den Auslaß durch die Schließeinrichtung verschließt,
und wobei der Kolben durch den Druck des Fluidproduktes,
das von einer Spendeeinrichtung abgegeben wird, in der
Weise zurückgeschoben werden kann, daß er den Auslaß
öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der
Betätigungskappe von drei Auslaßöffnungen gebildet wird, daß der
Kolben zu den Auslaßöffnungen hin durch eine Stange
verlängert ist, die eine gewisse Weichheit bzw. Flexibilität
besitzt, und daß die Schließeinrichtung von drei
Ventilstiften gebildet wird, die mit der Stange verbunden sind,
und von denen jeder ein Ende besitzt, das geeignet ist,
eine Auslaßöffnung zu verschließen. Vorteilhafterweise
besitzt die Stange eine gewisse Biegeweichheit. Gemäß
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt
die Betätigungskappe eine zylindrische Leitung, die zu
den Auslaßöffnungen hin den zylindrischen Abschnitt
verlängert, in dem der Kolben verschiebbar ist, und die
Ventilstifte sind an radialen Rippen ausgebildet, die sich
ausgehend von der Stange erstrecken und die mit einem
gewissen Spiel in der zylindrischen Leitung verschiebbar
sind. Die Betätigungskappe kann im übrigen eine
Bodenwand umfassen, in der die Auslaßöffnungen ausgebildet
sind, wobei die Bodenwand eine innere bzw. zu den
Ventilstiften hin gerichtete Oberfläche aufweist, die aus
drei konischen Oberflächen zusammengesetzt ist, von
denen jede zu einer Auslaßöffnung hin konvergiert und
eine zu den Ventilstiften hin gewendete Konkavität besitzt.
Die Auslaßöffnungen können voneinander mit Winkelabständen
von 120º um die Symmetrieachse herum im gleichen Abstand
von der Achse angeordnet sein, und die Ventilstifte können
ebenfalls mit Winkelabständen von 120º voneinander im
gleichen Abstand von der Achse wie die Auslaßöffnungen
angeordnet sein. Vorteilhafterweise besitzt das Ende
eines jeden Ventilstiftes die Form einer Halbkugel und
legt sich in dichter Weise an eine konische Oberfläche
an, die eine Auslaßöffnung umgibt, oder das Ende eines
jeden Ventilstiftes ist eben und jede Auslaßöffnung wird
von einer Abflachung umgeben, die dem ebenen Ende eines
Ventilstiftes gegenüberliegt, wobei die Abflachung parallel
zu diesem ebenen Ende verläuft. Bei einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung umfaßt die Betätigungskappe einen
hohlen Körper, der ein Auslaßende besitzt, in dem die
Auslaßöffnungen ausgebildet sind, und ein offenes Ende, in
welches eine Buchse eingesetzt ist, wobei diese Buchse
einen Boden aufweist, der das offene Ende des Körpers
verschließt und sich zum Ausgangsende hin mit einem massiven
Abschnitt verlängert, sowie mit einer zylindrischen Wand,
in der der Kolben gleitet bzw. sich verschiebt.
Vorteilhafterweise besitzt der massive Abschnitt der Buchse eine
Sacklochbohrung, um eine Betätigungsstange des Spenders
aufzunehmen, der jur Abgabe des Produktes dient, wobei die
Sacklochbohrung mit einem seitlich gerichteten Kanal in
Verbindung steht, der in eine äußere Rille der Buchse
mündet, die ihrerseits vermittels einer Öffnung in der
Zylinderwand der Buchse zwischen dem Kolben und dem
Auslaßende des Körpers mündet. Im übrigen kann der massive
Abschnitt der Buchse von einem Belüftungskanal durchbohrt
sein, der zwischen dem Kolben und dem massiven Abschnitt
mündet und mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer
speziellen Ausführungsform der Erfindung, die als nicht
einschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen
wiedergegeben ist.
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In den Zeichnungen ist:
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Fig. 1 eine Längsschnitt-Ansicht einer Betätigungskappe
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in der
geschlossenen Position,
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Fig. 2 eine Teilschnitt-Ansicht längs der Linie II-II
aus Fig. 1,
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Fig. 3 eine Längs schnitt-Ansicht der Betätigungskappe
aus Fig. 1 in der geöffneten Stellung, und
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Fig. 4 eine Teil-Längsschnitt-Ansicht einer Variante der
Betätigungskappe aus Fig. 1.
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Gemäß Fig. 1 kann die Betätigungskappe einen stumpfkegeligen
Körper 1 aufweisen, der aus Kunststoffmaterial geformt sein
kann, was eine Rotationsachse 2 ermöglicht, und der sich
zwischen einem offenen Ende 3 und einem Ausgangsende 4
erstreckt, das einen kleineren Durchmesser als das Ende 3
besitzt. Das Ende 3 umfaßt eine innere zylindrische
Ausnehmung 8, die vorteilhafterweise mit einer sich
umfangsmäßig erstreckenden inneren Lippe 8a versehen ist. Die
Ausnehmung 8 verlängert sich zum Auslaßende 4 hin vermittels
einer ersten zylindrischen Leitung 9, die einen kleineren
Durchmesser hat als die Ausnehmung 8, und die erste
zylindrische Leitung 9 verlängert sich ihrerseits durch eine
zweite zylindrische Leitung 10 mit einem Durchmesser, der
kleiner als der Durchmesser der ersten zylindrischen Leitung
9 ist, bis zu einer Bodenwand 4a des Auslaßendes 4 hin.
Die Bodenwand 4a ist von drei Auslaßöffnungen 5 durchzogen,
die mit gegenseitigen Winkelabständen von 120º um die Achse
2 herum mit gleichen Abständen von der Achse 2 angeordnet
sind. Die Auslaßöffnungen 5 können zur Achse 2 hin in der
Weise geneigt sein, daß sie divergierende Strahlen
erzeugen, wenn ein Produkt durch die Betätigungskappe abgegeben
wird. Die Bodenwand 4a umfaßt im übrigen eine innere
Oberfläche, die in drei konische Oberflächen 11 mit Achsen
unterteilt ist, die zur Achse 2 parallel sind, und von denen
jede zu einer Auslaßöffnung 5 hin konvergiert und eine
Konkavität aufweist, die zum Ende 3 des Körpers 1
hingewendet ist.
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Das offene Ende 3 der Betätigungskappe kann einen
Druckkranz 7 aufweisen, der sich radial nach außen erstreckt
und einem Verwender die Betätigung der Betätigungskappe
mit zwei Fingern ermöglicht. Im übrigen kann das offene
Ende 3 der Betätigungskappe eine Schürze 6 umfassen, die
sich axial in der zum Ende 4 entgegengesetzten Richtung
in der Weise erstreckt, daß sie eine Pumpe oder ein
Zerstäubungsventil umschließt, auf der bzw. dem die
Betätigungskappe montiert ist.
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Eine Buchse 20, die aus Kunststoffmaterial geformt sein
kann und sich zwischen einem Boden 21 und einem offenen
Ende 22 erstreckt sowie einen Durchmesser aufweist, der
gleich dem Durchmesser der ersten zylindrischen Leitung
9 ist, ist im Paßsitz in die zylindrische Leitung 9
eingesetzt und erstreckt sich über die gesamte Länge dieser
Leitung 9. Der Boden 21 der Buchse 20 ist nach außen durch
einen Kranz 23 verlängert, der eine zur zylindrischen
Ausnehmung 8 des Körpers 1 komplementäre Form aufweist und
in diese zylindrische Ausnehmung 8 eingesetzt ist. Im
übrigen umfaßt der Kranz 23 eine in Umfangsrichtung
verlaufende Rille oder Nut 23a mit einer zur Lippe 8a
komplementären Form, in die die Lippe 8a einrastet, wenn der
Kranz 23 in die zylindrische Ausnehmung 8 eingesetzt
wird.
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Die Buchse 20 umfaßt einen zylindrischen Hohlraum 24, der
auf die Achse 2 zentriert ist und sich über einen Teil
der Länge der Buchse zwischen einem massiven Abschnitt
25 und dem offenen Ende 22 erstreckt. Dieser zylindrische
Hohlraum wird von einer zylindrischen Seitenwand 24a
umgrenzt, die einen Innendurchmesser besitzt, der gleich
dem Innendurchmesser der zylindrischen Leitung 10 ist.
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Der massive Abschnitt 25 der Buchse 20 ist mit einer
zentralen Sackloch-Bohrung 26 versehen, die im Boden 21 der
Buchse 20 mündet. Ausgehend vom Boden 21 der Buchse
umfaßt die Bohrung 26 einen ersten zylindrischen Abschnitt
26a und dann einen zweiten zylindrischen Abschnitt 26b
mit vermindertem Durchmesser, der von einer Schulter 26c
begrenzt wird. Der Abschnitt 26b der Bohrung 26 steht
mit einem radialen Seitenkanal 27 in Verbindung, der in
eine äußere Rille 28 der Buchse 20 mündet, die parallel
zur Achse 2 verläuft. Die Rille 28 erstreckt sich vom
seitlichen Kanal 27 bis zu dem offenen Ende 22 der Buchse
20, wo die zylindrische Seitenwand 24a der Buchse eine
Öffnung 29 umfaßt, die eine Verbindung zwischen der Rille
28 und dem zylindrischen Hohlraum 24 der Buchse herstellt.
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Im übrigen umfaßt der massive Abschnitt 25 der Buchse
einen exzentrisch angeordneten Belüftungskanal 30, der
sich durch den massiven Abschnitt parallel zur Achse 2
hindurch erstreckt und eine Verbindung zwischen dem
zylindrischen Hohlraum 24 und der Atmosphäre herstellt.
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Die Betätigungskappe gemäß der Erfindung umfaßt im
übrigen einen Kolben 31, der in dem zylindrischen
Hohlraum 24 der Buchse verschieblich ist und zum Auslaßende
4 der Betätigungskappe hin durch eine axiale Stange 32
verlängert ist, die eine gewisse Flexibilität besitzt.
Die Stange 32 erstreckt sich ausgehend vom Kolben 31 bis
zu einem Ende 33 in der Nähe des Auslaßendes 4, wobei
das Ende 33 drei radiale Rippen 34 umfaßt, die mit
gegenseitigen Winkelabständen von 120º um die Achse 2 herum
angeordnet sind und die mit einem gewissen Spiel in der
zweiten zylindrischen Leitung 10 der Betätigungskappe
gleiten (siehe Fig. 2). Jede Rippe 34 umfaßt einen
Ventilstift 35 mit kleinem Durchmesser, der im gleichen
Abstand zur Achse 2 angeordnet ist, wie die Auslaßöffnungen
5 der Betätigungskappe und der sich parallel zur Achse 2
in Richtung des Auslaßendes der Betätigungskappe bis zu
einem Ende 36 erstreckt, das geeignet ist, eine
Auslaßöffnung 5 zu verschließen. Die drei Ventilstifte 35
besitzen eine identische Länge und bilden mit den drei
Rippen 34 eine steife Einheit. Der Kolben 31, die Stange
32, die Rippen 34 und die Ventilstifte 35 können aus
Kunststoffmaterial geformt sein.
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Eine Schraubenfeder 37 oder irgendein anderes elastisches
Element, das beispielsweise mit dem massiven Abschnitt
25 ausgebildet ist, ist zwischen dem massiven Abschnitt
25 der Buchse 20 und dem Kolben 31 in der Weise
angeordnet, daß es die vom Kolben 31, der Stange 32, den Rippen
34 und den Ventilstiften 35 gebildete Einheit zum
Auslaßende 4 hin vorspannt. Auf diese Weise werden abgesehen von
irgendeiner äußeren Betätigung die Ventilstifte 35 gegen
die Bodenwand 4a gedrückt und werden durch die drei Kegel
11, die die innere Oberfläche der besagten Bodenwand
bilden, zu den Auslaßöffnungen 5 hin geführt: Wenn nach der
Montage der Betätigungskappe die relative Winkelstellung
zwischen dem Körper 1 und dem Kolben 31 derart ist, daß
die drei Ventilstifte 35 den drei Auslaßöffnungen 5 nicht
gegenüberliegen, dann bewirkt die elastische Vorspannung
der Ventilstifte 35 gegen die Kegel 11 in der Tat eine
Drehbewegung der vom Kolben 31, der Stange 32, den Rippen
34 und den Ventilstiften 35 gebildeten Einheit
gleichzeitig damit, daß diese Einheit zum Auslaßende 4 hin
gedrückt wird, bis die Enden 36 der drei Ventilstifte 35
jeweils die drei Auslaßöffnungen 5 verschließen. Somit
macht der Zusammenbau der Betätigungskappe keine genaue
winkelmäßige Positionierung der vom Kolben 31, der Stange
32, den Rippen 34 und den Ventilstiften 35 gebildeten
Einheit bezüglich des Körpers 1 notig. Somit ist diese
Montage einfach und es wird nur eine herkömmliche
Werkzeugausrüstung benötigt.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, können die Enden 36 der Ventilstifte
35 eine halbkugelig abgerundete Form besitzen, die mit den
Kegeln 11 zusammenwirkt, um die Auslaßöffnungen 5 in
dichter Weise zu verschließen. Stattdessen können, wie in Fig.
4 gezeigt, die Enden 36' eben und senkrecht zur Achse 2
angeordnet sein und kann die Bodenwand 4a der
Betätigungskappe Abflachungen 38 umfassen, die jede der
Auslaßöffnungen 5 umgeben, wobei die Abflachungen 37 den Enden 36'
der Ventilstifte 35 gegenüberliegen und eine mit diesen
Enden 36' identische Größe besitzen. Die Enden der
Ventilstifte 35 können jedoch auch jede andere Form besitzen,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Aufgrund von Herstellungstoleranzen können die
Ventilstifte 35 geringfügig unterschiedliche Längen aufweisen
oder die innere Oberfläche der Bodenwand 4a Kegel 11
besitzen, die längs der Achse 2 nicht exakt die gleiche
Höhe besitzen. Gemäß der Erfindung sind die drei Enden
36 der ventilstifte 35 in jedem Fall in dichter Berührung
mit der Bodenwand 4a, wobei jedes eine der Auslaßöffnungen
5 verschließt. Tatsächlich kann sich unter der Wirkung
der Feder 37 die starre Einheit, die von den drei Rippen
34 und den drei Ventilstiften 35 gebildet wird, durch
eine Biegedeformation der Stange 32 in der Weise
ausrichten, daß jedes Ende eines Ventilstiftes eine Öffnung 5
verschließt. Diese Ausrichtung, die die Rippen in der
zylindrischen Leitung 10 geringfügig verkippt, ist nur
deswegen möglich, weil zwischen den Rippen 34 und der
zylindrischen Leitung 10 ein Spiel vorhanden ist. Im
übrigen sei darauf hingewiesen, daß die Abdichtung der
drei Auslaßöffnungen 5 nur dadurch garantiert ist, daß es
sich um drei solche Öffnungen handelt. Mit einer Anzahl
von Auslaßöffnungen 5, die größer ist als drei und einer
entsprechenden Anzahl von Ventilstiften könnte man
lediglich sicher sein, daß drei dieser Öffnungen gut verschlossen
sind, weil die Tatsache, daß drei Ventilstifte an der
Bodenwand an liegen, ausreicht, um die Position der Ventilstift-
Baueinheit festzulegen.
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Die durch die Ausrichtung der von den drei Rippen 34 und
den drei Ventilstiften 35 gebildeten starren Einheit
auszugleichenden Herstellungstoleranzen sind im allgemeinen
so klein, daß die Winkelabweichung der Rippen 34 gering
ist. Es genügt somit ein kleines Spiel zwischen den Rippen
34 und der zylindrischen Leitung 10, um die erwünschte
Ausrichtung der Rippen 34 zu ermöglichen.
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Aufgrund dieser Ausrichtung sind die Ventilstifte 35 nicht
mehr vollkommen parallel zur Achse 2. In dem Fall, in dem
die Enden 36 der Ventilstifte Halbkugeln sind (Fig. 1),
die sich an die Kegel 11 andrücken, stört dies die
Dichtigkeit des Kontaktes zwischen einem jeden halbkugeligen
Ende 36 und jedem Kegel 11 nicht. In dem Fall, in dem die
Enden 36' eben sind (Fig. 4) und sich an Abflachungen 38
andrücken, die um die Auslaßöffnungen 5 herum ausgebildet
sind, ist aufgrund der Tatsache, daß die Winkelabweichung
der Ventilstifte bezüglich der Achse 2 gering ist, und
aufgrund der Tatsache, daß die Ventilstifte einen kleinen
Durchmesser besitzen, das auf diese Weise zwischen den
Abflachungen 38 und den flachen Enden 36' erzeugte Spiel
äußerst klein und kann durch eine Verformung der Enden
36' und/oder ein Abbiegen der Ventilstifte 35 in der
Weise aufgefangen werden, daß die Enden 36' der
Ventilstifte die Auslaßöffnungen 5 in dichter Weise verschließen.
Arbeitsweise:
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Die erfindungsgemäße Betätigungskappe kann auf einer
Zerstäubungs- oder Abgabe-Handpumpe oder einem Aerosol-Ventil
verwendet werden, die bzw. das eine hohle, (nicht
dargestellte) Betätigungsstange umfaßt, die zur Abgabe eines
Fluidproduktes dient. Die Betätigungsstange wird in den
ersten zylindrischen Abschnitt 26a der Sacklochbohrung
26 so eingefügt, daß sie an der Schulter 26c zur Anlage
kommt.
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In der Ruhestellung, d.h. beim Fehlen jeglicher von außen
kommenden Vorspannung verschließen die Enden 36 der
Ventilstifte 35 die Auslaßöffnungen 5, wie das zuvor gezeigt
wurde, und der Kolben 31 befindet sich in einer Stellung,
die zwischen der Öffnung 29 der Zylinderwand 24a und dem
massiven Abschnitt 25 der Buchse 20 in der Weise liegt,
daß die Öffnung 29 mit einer zylindrischen Kammer 39 in
Verbindung steht, die vom Kolben 31, der Zylinderwand
24a der Buchse, der zweiten zylindrischen Leitung 10 des
Körpers 1 und der Bodenwand 4a umgrenzt wird.
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Wenn ein Verwender auf den Betätigungskranz 7 drückt,
drückt die Schulter 26c auf die Betätigungsstange der
Pumpe oder des Zerstäuberventils in der Weise, daß das
Fluidprodukt durch diese Betätigungsstange in den
zweiten Zylinderabschnitt 26b der Sacklochbohrung 26 mit
einem relativ hohen Druck abgegeben wird. Das Produkt
tritt durch den seitlichen Kanal 27, die Rille 28 und
die Öffnung 29 hindurch und tritt in die zylindrische
Kammer 39 ein.
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Aufgrund des Druckes des Produktes wird der Kolben 31
zum massiven Abschnitt 25 der Buchse 20 hin gedrückt und
nimmt die Ventilstifte 35 mit, welche die Auslaßöffnungen
5 öffnen (siehe Fig. 3). Somit wird das Produkt durch
die drei Auslaßöffnungen 5 abgegeben. Wenn der Kolben
31 zum massiven Abschnitt 5 der Buchse hin gedrückt wird,
wird ein Teil der Luft, die zwischen dem Kolben 31 und
dem massiven Teil 25 enthalten ist, durch den
Belüftungskanal 30 hinausgetrieben.
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Wenn der Verwender aufhört, auf den Kranz bzw. Ring 7
zu drücken, so wird kein Produkt mehr durch die
Betätigungsstange der Pumpe oder des Ventils abgegeben, so
daß der Druck in der zylindrischen Kammer 39 sinkt.
Somit drückt die Feder 37 den Kolben zum Auslaßende 4, bis
die drei Ventilstifte 35 die drei Auslaßöffnungen 5
verschließen, wie dies oben erläutert wurde. Das in der
Betätigungskammer enthaltene Produkt wird somit von der
Atmosphäre getrennt, so daß keine Gefahr eines
Austrocknens, einer Oxidation oder einer Verschmutzung besteht.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Feder 37, die im
allgemeinen aus Metall besteht, mit dem Produkt nicht in
Berührung kommt. Somit besteht auch keine Gefahr, daß
die Feder das Produkt verschmutzt.
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Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße
Betätigungskappe anders als bei dem wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel in nicht koaxialer Weise zur
Betätigungsstange der Pumpe oder des Ventils sondern mit
einer zur Betätigungsstange senkrechten Achse 2 montiert
werden kann.