DE69718965T2

DE69718965T2 - Pumpenspender für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69718965T2
Application number: DE69718965T
Authority: DE
Inventors: Hans Grothoff
Original assignee: Calmar Inc
Current assignee: Silgan Dispensing Systems Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: AU716595B2; HK1002267A1; TW333513B; CA2205857A1; KR100485940B1; US5615806A; EP0810037B1; JP3263921B2; AU2355697A; ES2187723T3; JPH1061544A; KR970074640A; EP0810037A2; CN1084645C; HUP9700788A2; MX9702781A; HUP9700788A3; CA2205857C; HU9700788D0; AR001762A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Pumpspender mit einer reduzierten Anzahl von Teilen, wobei der Pumpspender einen Plunger aufweist, der eine in einer oberen Position verriegelte Auslaßtülle enthält, um während Transport- und Lagerungspausen Leckagen zu verhindern und als Kindersicherung sowie als Sicherheitsmerkmal zu dienen.
Es sind viele Pumpspender bekannt, die Plungermerkmale verschiedener Ausführungen und Konstruktionen aufweisen, die eine Verriegelung in einer oberen und/oder einer unteren Position zulassen. Viele derartige Spender mit Plungerverriegelung sehen vor, daß zwischen in Längsrichtung verlaufenden Rippen und Nuten eine relative Drehung in eine Nichtausrichtung bzw. Ausrichtung betriebsunwirksamer und betriebswirksamer Positionen des Plungers erfolgen kann. Viele dieser bekannten Spender erfordern jedoch separate drehbare Verriegelungskragen, um eine ausgerichtete bzw. nicht ausgerichtete Stellung zwischen den Rippen und Nuten zu bewirken, so daß mindestens ein zusätzliches Formteil benötigt wird, wodurch sich die Kosten des Spenders erhöhen.
Ein Pumpspender gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4,991,746 bekannt. Das US-Patent 4,162,746, im Besitz der gleichen Patentinhaberin, beschreibt einen Spender mit einem verriegelbaren Plunger, der einen drehbaren Verriegelungsring in Form einer ringförmigen Hülse erfordert, um am Kolbenschaft befindliche Rippen mit Nuten an einer Innenwand des Verriegelungsrings in eine ausgerichtete bzw. nicht ausgerichtete Stellung zu bringen.
Das US-Patent 3,489,322 beschreibt eine andere Ausführung eines Spenders mit Plungerverriegelung, bei dem ein Verriegelungsring nicht benötigt und statt dessen eine ausgerichtete bzw. nicht ausgerichtete Stellung zwischen Rippen und Nuten bei relativer Drehung des Plungerkopfes erreicht wird. Die Auslaßtülle ist jedoch nicht Bestandteil des Kopfes, sondern ist statt dessen an einem separaten Teil ausgebildet, das zusammen mit dem Behälterverschluß mittels Schnappbefestigung aufgesetzt wird, wodurch sich die Kosten der Einheit beträchtlich erhöhen.
Außerdem werden diese und andere bekannte Spender mit Plungerverriegelung in der verriegelten Position nicht fest zurückgehalten, so daß der Plungerkopf durch nur geringfügiges Herausschrauben aus der nicht ausgerichteten Position unabsichtlich betriebswirksam gemacht werden kann. Somit kann, wenn eine Spendereinheit fallengelassen oder angestoßen wird, flüssiges Produkt auch dann leicht aus der Tülle austreten, wenn der Benutzer den Plunger vorher verriegelt hat. Des weiteren kann, wenn eine feste Verriegelung fehlt, ein kleines Kind schnell herausfinden, wie sich der Plungerkopf entriegeln läßt, so daß dadurch entweder eine "kleine Katastrophe" oder ein unsicherer Zustand entstehen kann.
Viele Pumpspender sind so ausgeführt, daß eine Leerlaufbewegung zwischen dem Kolben und dem Kolbenschaft entsteht, wobei der Letztgenannte hohl ist und seitliche Auslaßöffnungen besitzt, die bei einer relativen Schiebebewegung des Schafts bei Betätigung des Plungers freigelegt werden. Typischerweise ist ein Behälterbelüftungsdurchgang in der Ruhestellung des Plungers durch eine obere Dichtung der Kolbenmanschette geschlossen, die innerhalb des Pumpzylinders arbeitet. Es ist unerwünscht, die Kolbenmanschette in dieser Weise zum Öffnen und Schließen des Behälterbelüftungsdurchgangs zu verwenden, da die Dichtung geschädigt und dadurch eine Leckage bewirkt werden könnte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Pumpspender mit einem eine Tülle enthaltenden Plunger bereitzustellen, wobei sich dieser Spender wirtschaftlich herstellen und zusammenbauen läßt, eine im Vergleich zu bekannten Spendern dieser Ausführung reduzierte Anzahl von Teilen benötigt, leckagensicher ausgeführt ist und ein Plungerverriegelungsmerkmal aufweist, das eine feste Verriegelung beinhaltet, die sich nicht unabsichtlich in eine betriebswirksame Position des Plungers öffnen läßt.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Pumpspender gemäß dem beigefügten selbständigen Anspruch 1 bereit. Weitere neuartige und vorteilhafte Merkmale sind im beigefügten Unteranspruch 2 definiert.
Der Pumpkörper und der Behälterverschluß können als einteiliges Formteil ausgeführt sein, um die Anzahl der für den Pumpplunger benötigten Teile zu minimieren. Ein hohler Kolbenschaft kann am Plunger befestigt sein, so daß er sich zwecks relativer Schiebebewegung bei Betätigung des Plungers durch eine Kolbenmanschette erstreckt, um die seitlichen Auslaßöffnungen freizulegen, damit der Auslaß geöffnet wird. Eine innere, hochstehend angeordnete Hülse an der Kolbenmanschette bewirkt eine Abdichtung an einer unteren Kante der Verriegelungshülse, um einen in der Ruhestellung des Plungers geschlossenen Behälterbelüftungsdurchgang abzudichten. Weitere Ziele, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Pumpspenders gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht der Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Teile in montiertem Zustand dargestellt sind;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 2, wobei sich der Plunger in seiner betriebswirksamen Position befindet;
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich wie Fig. 3, wobei sich der Plunger in seiner verriegelten betriebsunwirksamen Position befindet; und
Fig. 5 ist eine Draufsicht des Plungerkopfes, die seine relativen Drehbewegungen zwischen der offenen und der geschlossenen Position zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In den Zeichnungen, in denen in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszahlen gleiche und entsprechende Teile bezeichnen, bezeichnet die Bezugszahl 10 in den Fig. 1 und 2 allgemein den eine Öffnung 11 aufweisenden erfindungsgemäßen Pumpspender, der als Einheitsformteil ausgeführt sein kann und einen Pumpkörper 12 und einen Behälterverschluß 13 bildet. Der Verschluß besitzt Innengewinde 14 für einen Eingriff in die Außengewinde am Flaschenhals eines (nicht dargestellten) Behälters, um den Spender an seinem Platz montieren zu können. Eine den Verschluß umgebende äußere Einfassung 15 kann zu ästhetischen Zwecken vorgesehen sein.
Der Pumpkörper beinhaltet einen oberen und einen unteren zylindrischen Abschnitt 16 bzw. 17, wobei der Letztgenannte einen geringfügig kleineren Durchmesser aufweist und einen Pumpzylinder bildet.
Eine Verriegelungshülse 18 ist innerhalb des oberen Abschnitts 16 des Pumpkörpers, beispielsweise durch Schnappbefestigung, zwischen einem ringförmigen Flansch 19 der Hülse und einer integral mit dem Abschnitt. 16 ausgebildeten ringförmigen Rippe 21 befestigt. Eine relative Bewegung der Hülse um ihre Mittelachse wird durch Bereitstellung sehr kleiner radialer Vorsprünge 22 (Fig. 1), die in entlang der Innenseite des oberen Abschnitts 16 verlaufende Längsnuten 23 eingreifen, verzögert.
Der Plungerkopf 24 des Spenders besitzt eine glatte konturierte obere Fläche 25, die eine glatte Auflagefläche für die Finger oder die Handfläche des Benutzers definiert. Der Plungerkopf besitzt eine integral ausgebildete Tülle 26, die in Verbindung mit einem einen Auslaßdurchgang 28 definierenden hohlen Kolbenschaft 27 steht.
Der Kolbenschaft ist fest am Plungerkopf gesichert, beispielsweise durch die Bereitstellung eines Schnappwulstes 29, wobei mehrere in Längsrichtung verlaufende Rippen 31 am Schaft in passend ausgeführte Nuten in der Hülse 32 des Kopfes eingreifen, um eine relative Drehung um die Mittelachse der Teile zu verhindern.
Ein unterer Abschnitt 33 der Verriegelungshülse besitzt einen Innendurchmesser, der im wesentlichen dem größeren Außendurchmesser des Kolbenschafts entspricht, und weist an seiner Oberfläche eine oder mehrere, in Längsrichtung verlaufende Nuten 34 auf, die einen Belüftungsweg definieren.
Das untere Ende des Kolbenschafts weist, wie bei 35, eine Einschnürung auf, um eine ringförmige Schulter 36 zu definieren. Eine oder mehrere Auslaßöffnungen 37 sind in der Wand des eingeschnürten Abschnitts vorgesehen, der sich durch die zentrale Öffnung einer Kolbenmanschette 38 erstreckt.
Ein ringförmiger Wulst 39 am eingeschnürten Abschnitt 35 greift in einen inneren ringförmigen Flansch 41 an der Kolbenmanschette ein, die in der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung des Plungers die Öffnungen 37 abdeckt, um den Auslaß zu schließen.
Die Kolbenmanschette besitzt eine untere Chevron-Dichtung 42, die in abdichtender Weise in die Wand des Pumpzylinders eingreift, sowie eine obere Chevron-Dichtung 43, die gleichermaßen in abdichtender Weise in die Wand des Pumpzylinders eingreift.
Eine Kolbenrückstellfeder 44 erstreckt sich zwischen dem Wulst 39 und den Schultern 45 federzentrierender Rippen 46, die sich innerhalb des Verengungsabschnitts 47 des Pumpkörpers befinden, in dem ein in Eingriff mit seinem Ventilsitz 49 stehendes Einlaßkugelventil 48 untergebracht ist. Ein mit einem Nippel 52 verbundenes Tauchrohr 51, das sich vom Verengungsabschnitt 47 aus erstreckt, reicht bis in den (nicht dargestellten) Behälter. Die Rippen 46 und die unterste Windung der Rückstellfeder bilden einen Kugelkäfig für das Einlaßkugelventil.
In der Ruhestellung des Plungers, wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Schulter 36 einen vorbestimmten axialen Abstand vom Flansch 41 auf, so daß sich der Kolbenschaft, wenn der Plungerkopf heruntergedrückt wird, relativ zur Kolbenmanschette verschiebt, wodurch die Auslaßöffnungen 37 für das in der Pumpkammer 53 befindliche Produkt freigelegt werden, so daß der Kolben innerhalb seines Zylinders durch fortgesetztes Herunterdrücken des Kopfes hin- und herbewegt wird, wodurch das flüssige Produkt in der Pumpkammer druckbeaufschlagt und in bekannter Weise durch die Auslaßöffnungen, den Auslaßdurchgang 28 und durch die Tülle nach außen gedrückt wird. Wenn der Kopf mittels manueller Kraft nicht mehr nach unten gedrückt wird, verschiebt die Rückstellfeder den Kolbenschaft relativ zum Kolben zurück in seine in Fig. 2 gezeigte Position, wodurch die Auslaßöffnungen geschlossen werden und der Kolben in seine in Fig. 2 gezeigte Position zurückgeführt wird, woraufhin sich das Pumpkammervolumen so ausdehnt, daß durch einen entsprechenden Druckabfall darin Produkt aus dem Behälter abgesaugt und nach oben durch das Tauchrohr und das geöffnete Einlaßkugelventil in die Pumpkammer hineingesaugt wird.
Das aus dem Behälter abgesaugte Produkt muß durch Luft aufgefüllt werden, um eine hydraulische Verriegelung und ein Zusammenfallen des Behälters zu verhindern. Zu diesem Zweck ist eine Behälterbelüftungsöffnung 54 in der Wand des Pumpzylinders 17 oberhalb der Chevron-Dichtung 43 in der Ruhestellung des Plungers vorgesehen. Eine innere, hochstehend angeordnete Hülse 55 am Kolben greift in die Unterseite des unteren Abschnitts 33 der Verriegelungshülse ein und besitzt einen Innendurchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des Kolbenschafts entspricht, um die Belüftungsnuten 34 in der in Fig. 2 gezeigten Position in geschlossenem Zustand abzudichten. Außerdem hält die Hülse 55 den axialen Abstand zwischen der Schulter 36 und dem Flansch 41 in der Ruhestellung des Plungers aufrecht.
Daher werden die Belüftungsnuten 34, wenn der Plunger ausreichend weit heruntergedrückt wird, um den Kolben im Innern seines Zylinders zu verschieben, geöffnet, so daß ein Belüftungsdurchgang vom Innern des Behälters über die Belüftungsöffnung 54 zur Atmosphäre hin hergestellt wird. Des weiteren wird dadurch, daß zwischen den Chevron-Dichtungen der Kolbenmanschette und der Belüftungsöffnung 54 ein Abstand eingehalten wird, um einen Gleitkontakt zu vermeiden, jeglicher Abrieb der Kolbendichtungen verhindert. Außerdem greift kein Abschnitt der Kolbendichtungen in die Verriegelungshülse oder ein beliebiges anderes Element ein, um die Belüftungsnuten in der Ruhestellung des Plungers geschlossen zu halten, wie es bei Ausführungen nach dem Stand der Technik der Fall ist. Somit wird die etwas empfindliche Kolbendichtung vor Beschädigung und Abrieb geschützt, was ansonsten Leckagen zur Folge haben könnte.
Das Plungerverriegelungsmerkmal gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch leichter realisiert, daß ein Paar gegenüberliegender Kantenwände 56, die in einer senkrecht zur Mittelachse der Hülse 18 verlaufenden Ebene liegen, bereitgestellt werden. Ein hochstehender Begrenzungsanschlag 57 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Kante 58 befindet sich an einem Ende einer jeden Kantenwand 56. Am anderen Ende einer jeden Kantenwand befindet sich eine in Längsrichtung verlaufende Nut 59, und an jeder Kantenwand 56 neben jeder Nut 59 und mit Abstand von der Kante 58 ist eine Arretierung 59 vorgesehen, um dadurch die Schulter zu definieren.
Der Kolbenschaft besitzt ein Paar gegenüberliegender Kantenwand 56 als Anstoß Vorsprünge 61, um eine Ausrichtung bzw. Nichtausrichtung mit den Nuten 59 zu bewirken, wenn eine Drehung des Plungerkopfes im Verhältnis zu derjenigen der Verriegelungshülse erfolgt.
Somit sind die Vorsprünge 61 während des Betriebs, wenn eine Drehung des Plungerkopfes in der Richtung des in Fig. 5 gezeigten "OFFEN"-Pfeils erfolgt, mit den (in Fig. 3 dargestellten) Nuten 59 ausgerichtet, um dadurch eine ungehinderte Hin- und Herbewegung des Plungerkopfes in einer betriebswirksamen Position zuzulassen, so daß in einer dem Fachmann bekannten Weise Produkt aus der zum Ansaugen gebrachten Pumpkammer gespendet werden kann.
Am Ende des Plungeraufwärtshubs, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, wenn es erwünscht ist, den Plunger gegen eine Hin- und Herbewegung in seiner oberen und betriebsunwirksamen Position zu verriegeln, wird der Plungerkopf einfach um etwa 90º in der Richtung des in Fig. 5 gezeigten "GESCHLOSSEN"-Pfeils, die derjenigen des "OFFEN"-Pfeils gegenüberliegt, um seine Mittelachse gedreht, so daß die Vorsprünge 61 an der Arretierung 59 vorbeigleiten und in die Schultern 56 eingreifen (siehe Fig. 4), wodurch die Umfangsbewegung der Vorsprünge durch die in Längsrichtung verlaufenden Kanten 58 der Begrenzungsanschläge begrenzt ist. Die Kanten 58 und die Arretierungen 59 stützen somit die Vorsprünge 51 ab, wobei die Arretierung die Vorsprünge unter der Vorspannung der Rückstellfeder fest an ihrem Platz hält. Durch ein leichtes Anstoßen des Plungerkopfes in der "OFFEN"-Richtung kann somit das von den Arretierungen bewirkte feste Zurückhalten nicht überwunden werden. Selbst wenn die Spendereinheit fallengelassen wird, ist es aufgrund des erfindungsgemäßen Merkmals, das ein festes Zurückhalten bewirkt, unwahrscheinlich, daß der Plungerkopf dazu gebracht werden wird, sich in seine "OFFEN"-Position zu drehen.
Im Verlauf der Umfangsbewegung der Vorsprünge 61 aus einer Position, in der eine Ausrichtung mit den Nuten 59 erfolgt, zu einer Position, in der sie sich an den Anstoßschultern 56 abstützen, kann der Benutzer die Streckenbewegung der Vorsprünge 61 um die Arretierungen spüren, so daß die Arretierungen gleichermaßen eine Schaltfunktion für den Benutzer zur Verfügung stellen.
Wenn der Plungerkopf um seine Achse in der Richtung seines "GESCHLOSSEN"-Pfeils gedreht wird, kann der von den Arretierungen bewirkte Widerstand vom Benutzer leicht überwunden werden, bis die Vorsprünge wieder mit den Nuten 59 ausgerichtet sind. In einer solchen wiederausgerichteten Position stoßen die Vorsprünge 61 stumpf an die in Längsrichtung verlaufenden Kanten 62 der Begrenzungsanschläge, gegenüber den Kanten 58, an, wodurch verhindert wird, daß die Vorsprünge 61 an den Schlitzen 59 vorbeigleiten.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß ein einfacher und wirtschaftlicher und dennoch hochwirksamer Pumpspender gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, der eine feste Plungerverriegelung zuläßt, die Anzahl der für den Spender benötigten Teile reduziert und die Unversehrtheit der Kolbenmanschette sicherstellt.
Die vorstehenden Ausführungen lassen deutlich erkennen, daß viele andere Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind, So könnte beispielsweise die Verriegelungshülse eine einzelne Anstoßschulter, eine einzelne Arretierung und einen einzelnen Begrenzungsanschlag sowie eine einzelne Nut für einen einzelnen Vorsprung 61 beinhalten, ohne damit von der Erfindung abzuweichen. Es versteht sich daher, daß die vorliegende Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche auf andere Weise als vorstehend beschrieben realisiert werden kann.

Claims

1. Flüssigkeitspumpspender (10), der einen Pumpkörper (12) mit einem Behälterverschluß (13), eine fest am Pumpkörper (12) montierte Verriegelungshülse (18), einen manuell betätigten Pumpplunger (24) mit einer Auslaßtülle (26), die in entgegengesetzten Richtungen um eine Mittelachse davon drehbar ist und sich durch koaxiale Öffnungen im Verschluß (13) und in der Hülse (18) erstreckt und so ausgeführt ist, daß eine Hin- und Herbewegung zwischen einer unteren und einer durch eine Feder (44) vorgespannten oberen Position durchgeführt werden kann, umfaßt, wobei die Verriegelungshülse (18) mindestens eine Kantenwand (56), die in einer Ebene senkrecht zur Achse liegt, einen Begrenzungsanschlag (57) an einem Ende der Wand und eine in Längsrichtung verlaufende Nut (59) an einem entgegengesetzten Ende der Wand sowie eine Verriegelungsarretierung (60) an der Hülse (18) besitzt, wobei die Wand (56) eine Anstoßschulter definiert, und wobei der Plunger (24) mindestens einen radial verlaufenden Vorsprung (61) aufweist, der in einer Drehposition des Plungers (24) um die Achse in Eingriff mit der Schulter steht, um den Plunger (24) in der oberen Position zu verriegeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsarretierung (60) an die Nut (59) angrenzt und daß die Arretierung (60) an der Kantenwand (56) hochstehend ausgeführt und, verglichen mit der Kantenwand (56), auf einem höheren Niveau angeordnet ist, wobei die Anstoßschulter lediglich zwischen der hochstehenden Verriegelungsarretierung (60) und dem Begrenzungsanschlag (57) definiert ist, um eine Abstützung für den Vorsprung (61) zu definieren, so daß der Plunger (24) in der einen Drehposition fest zurückgehalten wird, wobei der Vorsprung (61) an einer oberen Fläche der Arretierung (60) entlanggleitet und in Ausrichtung mit der Nut (59) gebracht wird, wenn eine Drehung des Plungers um die Achse in eine andere, der einen Position entgegengesetzte Drehposition erfolgt, um den Plunger (24) zur Durchführung einer Hin- und Herbewegung zu entriegeln.

2. Spender nach Anspruch 1, bei dem die Verriegelungshülse (18) ein Paar am Umfang mit Abstand voneinander angeordneter, in der Ebene liegender Kantenwände (56), hochstehende Begrenzungsanschläge (57), die jeweils an einem Ende einer jeden der Wände angeordnet sind, in Längsrichtung verlaufende Nuten (59), die jeweils an einem entgegengesetzten Ende einer jeden der Wände vorgesehen sind, sowie Arretierungen (60) an der Wand, die jeweils neben den Nuten (59) angeordnet sind, besitzt, wobei die Wände (56) zwischen den Arretierungen (60) und den Anschlägen (57) Anstoßschultern definieren, und wobei der Plunger (24) ein Paar am Umfang mit Abstand voneinander angeordnete und radial verlaufende Vorsprünge (61) aufweist, die in der einen Drehposition in Eingriff mit den Schultern stehen.