Beschreibung
Austragkopf für Medien-Austraσvorrichtungen
Die Erfindung betrifft einen Austragkopf, wie er z.B. als Betätigungshandhabe und/oder Austragstutzen an handbetätigba- ren Austragvorrichtungen für fließfähige Medien, wie flüssige, pastöse oder ähnliche Medien verwendet wird.
Der Austragkopf kann als in sich geschlossene Baugruppe nach¬ träglich an der fertiggestellten, einen Ventilstößel oder einen Pumpkolbenschaft aufweisenden Austragvorrichtung z.B. lediglich mit einer Steckverbindung dadurch befestigt werden, daß ein Schaftende eines Schaftes des Austragkopfes auf den Ventil¬ stößel bzw. den Pumpkolbenschaft aufgesteckt wird.
Ist der Schaft einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet, so kann ein und derselbe Austragkopf-Grundkörper nur mit einer be-
stimmten Größe von Stößeln verbunden werden. Ähnlich verhält es sich, wenn der Pumpkolben eine Montageeinheit mit dem Austrag¬ kopf bildet.
Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, Nach¬ teile bekannter Ausbildungen zu vermeiden und insbesondere einen Austragkopf zu schaffen, der bei einfacher Ausbildung an unterschiedliche Austragvorrichtungen sowie gegebenenfalls an unterschiedliche Austragöffnungen angepaßt werden kann.
Gemäß der Erfindung kann ein gesonderter Schaft durch eine Steckverbindung, insbesondere ausschließlich durch Preßsitz, an dem Austragkopf befestigt sein, wobei dieser Schaft vorzugs¬ weise mit einem Ende ein Verbindungsglied zur unmittelbaren Verbindung mit dem Betätigungsglied der Austragvorrichtung und/oder mit dem anderen Ende ein profiliertes Schaftende bildet, das z.B. der Führung des Medienstromes in wechselnden Richtungen dient. Bevorzugt ist dieses Schaftende in eine kurze, frei vorstehende Innenhülse des Austragkopfes so ein¬ gesetzt, daß der größte Teil der Länge des Schaftes voll¬ ständig berührungsfrei innerhalb des Austragkopfes liegt.
Der Schaft bzw. das festsitzend im Austragkopf angeordnete Schaftende weist zweckmäßig in Längsrichtung aneinander- schließende Schaftabschnitte unterschiedlicher Außenweite auf, wobei er zweckmäßig im Bereich des Verbindungsgliedes die größte und am anderen Schaftende die kleinste Schaftweite hat. Das Verbindungsglied weist nach Art einer Hülse bzw. Muffe eine zentrale Stecköffnung für die Aufnahme des Betätigungsgliedes der Austragvorrichtung auf.
Im wesentlichen unabhängig von dieser Ausbildung des Austrag¬ kopfes kann es auch vorteilhaft sein, wenn das der Austrag-
Öffnung zugehörige Ende des Schaftes einen reduzierten Dü¬ senkern mit einer Stirn- bzw. Endwand bildet, axial benachbart zu welcher der Düsenkern am Umfang von mindestens einer Durch¬ trittsöffnung durchsetzt ist, welche einen vollständig inner¬ halb des Schaftes liegenden Abschnitt des Auslaßkanales mit einem am Außenumfang des Schaftes liegenden Abschnitt ver¬ bindet. Die Endwand, die nach Art einer U-förmigen Brücke über zwei Schenkel mit dem übrigen Schaft einteilig verbunden sein kann, kann an ihrer Endfläche, z.B. zur Bildung einer Drallein¬ richtung, auch Nuten, Vertiefungen o.dgl. aufweisen und mit dieser Endfläche an einer im wesentlichen ununterbrochen durch¬ gehenden inneren Stirnfläche des Austragkopfes anliegen, welch von einem die Austragöffnung bildenden Düsenkanal durchsetzt ist. Dadurch kann lediglich durch Verwendung eines anderen Schaftes die Strömungsbeeinflussung des Mediums vor Eintritt i den Düsenkanal verändert werden.
Der innerhalb des Schaftes liegende Abschnitt des Auslaßkana¬ les weist zweckmäßig wenigstens auf einem an den Querkanal anschließenden Teil seiner Länge oder auf seiner ganzen Länge Querschnitte auf, die von der Kreisform abweichen, z.B. annä¬ hernd flach rechteckig oder derart sternförmig sind, daß z.B. drei um eine Mittelachse gleichmäßig verteilte, flache Nut¬ querschnitte mit ihren der Mittelachse zugekehrten, offenen Längsseiten aneinanderschließen.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Be¬ schreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die
hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Er¬ findung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Austragkopf im Axialschnitt , mit angedeuteter Austragvorrichtung;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines Austragkopfes;
Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2, jedoch ohne Grundkörper des Austragkopfes;
Fig. 4 den Schaft des Austragkopfes nach Fig. 2 im Axial¬ schnitt und vergrößerter Darstellung;
Fig. 5 eine Längsansicht des Schaftes gemäß Fig. 4 in ver¬ größerter Darstellung;
Fig. 6 einen Querschnitt durch den Schaft gemäß Fig. 4;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Austragkopfes;
Fig. 8 den Austragkopf gemäß Fig. 7 bei abgenommenem Aus¬ tragkopf-Grundkörper;
Fig. 9 den Schaft gemäß Fig. 7 im vergrößerten Axialschnitt;
Fig. 10 einen Querschnitt durch den Schaft gemäß Fig. 9.
Der Austragkopf 1 gemäß Fig. 1 dient zur Betätigung und zum Medienanschluß an eine Austragvorrichtung 2, die z.B. eine Schubkolben-Pumpe 3 mit einer in einem Zylinder-Gehäuse 5 verschiebbaren Kolbeneinheit 4 aufweist. Das Gehäuse 5, das
auch durch einen einfachen, der Kolbeneinheit 4 gegenüberlie¬ gend am Boden geschlossenen Behälter für die einmalige Ent¬ leerung gebildet sein kann, ist hier mit Hilfe einer Kappe 7 mit einem eingesetzten Zylinderdeckel bzw. einem Umfangs- flansch gegen die Stirnseite des Halses eines Medien-Behälters 6 abgedichtet gespannt, in den das Gehäuse 5 mit einem ein Einlaßventil aufweisenden Ende hineinragt. Die Kolbeneinheit 4 bildet ein Auslaßventil 8 für einen sie im Innern bis zu einem Betätigungsschaft 9 durchsetzenden Pumpen-Auslaßkanal. Der Betätigungsschaft 9 dient als einzige, in der Mittelachse 10 der Pumpe 3 liegende Verbindung der Austragvorrichtung 2 mit dem Austragkopf 1 durch eine axiale Klemm- bzw. Steckverbin¬ dung.
Der durch zwei Kunststoff-Spritzteile gebildete Austragkopf 1 weist einen äußeren, vollständig freiliegenden, gehäuseartig hohlen Grundkörper 11 und einen vollständig versenkt in diesem liegenden, rohrartig an beiden Enden offenen einteiligen Schaft 12 auf, der nur im Bereich eines kurzen Endes in unmittel¬ barer, vollständig ummantelter Berührung mit dem Grundkörper 11 steht. Der Grundkörper 11 bildet an einem Ende eine flache, erweiterte Kappe 13, in welche im zusammengesetzten Zustand das vorstehende Ende des Gehäuses 5 bzw. der Zylinderdeckel hinein¬ ragt. Die geschlossene Stirnwand dieser Kappe 13 bildet eine Druck-Handhabe 14 zur Betätigung der Pumpe 3.
Über die Stirnwand steht ein gegenüber der Kappe 13 wesentlich reduzierter Austragstutzen 15 frei vor, der durch eine mit einem Ende einteilig an die Stirnwand anschließende Außenhülse 16 und eine nur über einen kleinen Teil von deren Länge reichende Innenhülse 17 gebildet ist. Die Innenhülse 17 geht mit ihrem von der Kappe 13 abgekehrten Ende einteilig in das zugehörige Ende der Außenhülse 16 über und bildet mit dieser
eine Düsenkappe 18. Der Außenumfang der frei gegen die Kappe 13 vorstehenden Innenhülse 17 ist im wesentlichen über deren gesamte Länge gegenüber dem Innenumfang der Außenhülse 16 berührungsfrei. Die Stirnwand der Düsenkappe 18 ist am Ende des Austragstutzens 15 von einem Düsenkanal einer Zerstäuberdüse durchsetzt, die die Austragöffnung 19 der Austragvorrichtung 2 bildet.
Der Schaft 12 ist mit einem in der Außenweite mehrfach abge¬ setzten Schaftende 20, das nur etwa einem Viertel der Gesamt¬ länge des Schaftes 12 entspricht, fest sitzend in die Innen¬ hülse 17 und die Düsenkappe eingepreßt und ausschließlich dadurch befestigt. Es ist denkbar, am Innenumfang der Außen¬ hülse 16 Stützrippen o.dgl. vorzusehen, welche den Schaft 12 im Abstand von der Innenhülse 17 am Außenumfang in seiner Lage sichern. Das Schaftende 20 bildet als zugehörigen Endabschnitt des Schaftes 12 einen in eine Bohrung der Düsenkappe 18 eng anliegend eingreifenden Düsenkern 21, der die kleinste Außen¬ weite aller Schaftabschnitte hat und bis an das innere Ende des Düsenkanales bzw. die dieses ringförmig umgebende, annähernd ebene Bodenfläche der Bohrung reicht.
Im Bereich des Überganges zwischen der Außen- und Innenhülse 16, 17 geht der Düsenkern 21 über eine annähernd ebene Ring¬ schulter 36 in einen kurzen, spitzwinklig konischen Schaftab¬ schnitt 22 über, an den wiederum ein im wesentlichen zylind¬ rischer Schaf abschnitt 23 kontinuierlich anschließt. Dieser Schaftabschnitt 23 geht innerhalb der Innenhülse 17 in einen weiteren, spitzwinklig konischen und über das freie Ende der Innenhülse 17 hinausreichenden Schaftabschnitt 24 kontinuier¬ lich über, an den ein längster, durchgehend zylindrischer Schaftabschnitt 25 kontinuierlich anschließt. Der Schaftab¬ schnitt 25 ist von einer seinen Außenumfang anliegend umge-
benden, geschlossenen Ummantelung frei und geht an dem vom Schaftende 20 abgekehrten Ende in ein erweitertes, hülsenför- miges Verbindungsglied 26 über, das gegenüber der Stirnwand berührungsfrei bis in die Kappe 13 hineinragt, jedoch gegen¬ über der offenen Kappenseite zurückversetzt ist. Das Verbin¬ dungsglied 26 bildet mit seinem Innenumfang eine am Boden von einer Ringschulter begrenzte Stecköffnung 27, die an den Be¬ tätigungsschaft 9 so angepaßt ist, daß dieser bis zum Anschlag seines Endes an der Ringschulter eingesetzt werden kann. Die Stecköffnung 27 kann am Einführende trichterförmig erweitert sein und zwischen ihren Enden mindestens einen vorstehenden Ringwulst als Abdichtung und Klemmzone für den Betätigungs¬ schaft 9 aufweisen.
Der Schaft 12 bildet einen Abschnitt 29 eines unmittelbar an den Pumpen-Auslaßkanal des Betätigungsschaftes 9 durch die genannte Steckverbindung anzuschließenden Auslaßkanales 28. Der Abschnitt 29 reicht von dem Verbindungsglied 26 bis zum Düsen¬ kern 21 bzw. zur Ringschulter 36 und ist bohrungsartig aus¬ schließlich vom Mantel des Schaftes 12 begrenzt, sowie von eingesetzten Teilen frei. Im Bereich der Ringschulter 36 geht der Auslaßkanal 28 in einen den Schaft 12 diametral durchset¬ zenden und ebenfalls über seine Länge im wesentlichen kon¬ stante Querschnitte aufweisenden Querkanal 31 über, der etwa gleiche Durchflußquerschnitte wie der Abschnitt 29 hat. Der Querkanal 31 durchsetzt den Außenumfang des Schaftes 12 nur im Bereich des Düsenkernes 21 mit zwei voneinander abgekehrten Durchtrittsöffnungen 33, die gleich weit wie der Querkanal 31 sind und an die Ringschulter 36 anschließen.
Der Düsenkern 21 bildet dadurch eine im Abstand der Ring¬ schulter 36 gegenüberliegende Endwand 34, deren Innenseite 35 den Querkanal 31 begrenzt und die über zwei einander gegen-
überliegende, den Querkanal 31 und die Durchtrittsöffnungen 33 seitlich begrenzenden Schenkel 38 mit dem Schaftabschnitt 22 bzw. der Ringschulter 36 einteilig verbunden ist. Von der Ringschulter 36 reichen bis zur Endfläche 39 des Schaftes 12 bzw. zur Außenseite der Endwand 34 Längskanäle 32, von denen jeder eine Durchtrittsöffnung 33 mit einer gemeinsamen, un¬ mittelbar benachbart zum inneren Ende des Düsenkanales lie¬ genden Dralleinrichtung 37 verbindet. Jeder Längskanal 32 ist durch eine Axialnut gebildet, deren Bodenfläche zweckmäßig um die Mittelachse 10 gekrümmt ist und die gleich breit wie oder breiter als die zugehörige Durchtrittsöffnung 33 sein kann, wobei ihre Durchflußquerschnitte über ihre Länge zweckmäßig konstant sind. Die Nuten sind im Außenumfang des Düsenkernes 21 vorgesehen und durch den zugehörigen Innenumfang der Düsen¬ kappe 18 an den offenen Nut-LängsSeiten verschlossen.
Die Ringschulter 36 liegt dicht an einer entsprechenden Ring¬ schulter der Düsenkappe 18 an, in die auch die Schaftab¬ schnitte 22, 23, 24 dicht und selbsthemmend eingreifen. Bei Pumpbetätigung strömt das Medium durch den Kanalabschnitt 29 und den Querkanal 31 in die wesentlich engeren Längskanäle 32 und dann in nochmals engere, in der Endfläche 39 vorgesehene Verbindungskanäle, durch welche das Medium in eine Rotations¬ strömung um die Düsenachse versetzt und dann durch den Düsen¬ kanal fein zerstäubt zum Gebrauch aufgetragen wird.
Zur Montage kann der Austragkopf 1 auch nach der Befestigung der Pumpe 3 am Behälter 6 auf den Betätigungsschaft 9 aufge¬ steckt werden, da eine hierbei erfolgende, durch Anschlag der Kolbeneinheit 4 begrenzte Pumpbetätigung infolge der vorgese¬ henen Volumenverhältnisse höchstens zu einer Medienfüllung des Kanalabschnittes 29, nicht jedoch zu einem Austrag von Medium führt. Das Verbindungsglied 26 kann in Ausgangsstellung der
Pumpe in das Gehäuse 5 bzw. den Zylinderdeckel eingreifen und in Pumphub-Endstellung vollständig innerhalb des Gehäuses 5 liegen.
Gemäß den Fig. 2 bis 5 geht der Schaftabschnitt 25 mit annä¬ hernd kontinuierlicher Außenweite bis zur Ringschulter 36 bzw. dem Düsenkern 21 durch, wobei er am Ende einen angephasten Schaftabschnitt 22 zum leichteren Einführen in die am Innen¬ umfang über die gesamte Länge zylindrische Innenhülse 17 aufweisen kann.
Der zylindrische Abschnitt 29 des Auslaßkanales 28 geht in geringem Abstand vor dem Querkanal 31 in einen engeren Ab¬ schnitt 30 über, der gemäß Fig. 6 Flachquerschnitt derart hat, daß dadurch die Schenkel 38 gebildet sind, so daß der Außen¬ durchmesser des Düsenkernes 21 etwa in der Größenordnung des Abschnittes 29 liegen kann bzw. gegenüber dessen Innenweite nur etwa um die Tiefe der Längskanäle 32 größer ist.
Gemäß Fig. 5 ist jeder Längskanal 32 im Querschnitt ringseg- mentförmig und über einen Verbindungskanal 40 etwa tangential an eine zentrale Kammer oder Vertiefung 41 angeschlossen. Der Verbindungskanal 40 und die Vertiefung 41 sind durch Ausneh¬ mungen in der Endfläche 39 gebildet. Jeder Verbindungskanal 40 nimmt vom Längskanal 32 in Richtung zur Vertiefung 41 im Quer¬ schnitt keilförmig ab, wobei er am weiteren Eintrittsende einen gegenüber dem Längskanal 32 nur etwa halb so großen Durchflu߬ querschnitt aufweist, nämlich nur über einen Teil der Breite dieses Längskanales 32 reicht. Eine Keilflanke 42 des nutför- migen Verbindungskanales 40 erstreckt sich etwa von einer Flanke des Längskanals 32 tangential an den Innenumfang der kreisrunden Vertiefung 41, deren Durchmesser in der Grös- senordnung der Breite des Längskanales 32 liegt. Dadurch wird
bei einfacher Ausbildung eine hohe Zerstäubungswirkung er¬ zielt.
Das Verbindungsglied 26 weist gemäß Fig. 4 eine mehrfach im Durchmesser abgesetzte Stecköffnung 27 und an deren offenem Ende eine Erweiterung für die Aufnahme eines entsprechend erweiterten Bundes des BetätigungsSchaftes 9 auf, in welchen gemäß Fig. 1 ein Schaftteil eines Kolbenkernes der Kolbenein¬ heit 4 so gesteckt werden kann, daß eine Kolbenmanschette mit vorbestimmter Axialspannung festgelegt ist.
Gemäß den Fig. 7 bis 10 geht der Außenumfang des Düsenkernes 21 unmittelbar in den Schaftabschnitt 22 über. Am freien Ende ist der Düsenkern 21 mit einer abgesetzten Ringschulter 43 ver¬ sehen, die mit der Düsenkappe 18 einen Ringkanal an der Außen¬ seite der Endwand 34 bildet. Der Auslaßkanal 28 bildet im Be¬ reich des Abschnittes 29 drei längsnutförmige, jedoch mitein¬ ander kommunizierende und sternförmig um die Mittelachse 10 angeordnete Kanäle, die bis zur Innenseite 35 der Stirnwand 34 reichen. Ein einziger bis alle Nutkanäle sind jeweils über einen Querkanal 31 und eine Durchtrittsöffnung 33 an einen Längskanal 32 angeschlossen, der in die Ringschulter 43 mündet. Dadurch können drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Querkanäle 31 und entsprechend angeordnete Durchtrittsöffnungen 33 sowie Längskanäle 32 vorgesehen werden. Die jeweilige Durch¬ trittsöffnung 33 liegt etwa in der Ebene der Bodenwand des zu¬ gehörigen Nutkanales des Abschnittes 39. Die Querwand 34 ist über drei Schenkel mit dem geschlossenen Mantel des Düsenkernes 21 verbunden, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Schenkeln eine Durchtrittsöffnung 33 vorgesehen ist.
Die die jeweilige Durchtrittsöffnung 33 der Innenseite 39 gegenüberliegend begrenzende Schulter 36 liegt hier im Abstand
vor dem Schaftabschnitt 22 im Mantel des Düsenkernes 21. Ist der Schaft durch die Innenhülse auf größerer Länge bzw. bis zu Verbindungsglied 26 ummantelt, so kann der Querkanal 31 auch wesentlich näher beim Verbindungsglied liegen und die Längs¬ kanäle 32 sind entsprechend verlängert.
Jedes beschriebene Merkmal kann bei allen Ausführungsformen vorgesehen werden.