[0001] Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für fließfähige Medien, insbesondere
Pasten o.dgl., mit einer ein Gehäuse aufweisenden Schubkolbenpumpe, die einen an einer
Kolbenlaufbahn eines Pumpenzylinders zwischen einer Ausgangslage und einer Pumphub-Endlage
verschiebbar geführten Pumpkolben sowie eine durch den Pumpenzylinder gebildete,
mit einer Austragöffnung der Vorrichtung verbundene Pumpenkammer aufweist, in welche
ein beim Pumphub geschlossener und in mindestens einer Rückhubstellung des Pumpkolbens
geöffneter Medien-Einlaß mündet.
[0002] Bei derartigen Austragvorrichtungen ist es, insbesondere wenn schwer fließfähige
Medien, wie Pasten, Salben oder andere breiige pharmazeutische Zubereitungen gefördert
werden sollen, meist schwierig, einerseits unter geringem Kraftaufwand eine gute
Förderung zu erreichen und andererseits zu gewährleisten, daß je Pumpzyklus jedes
Mal ein relativ genau gleiches Volumen an Medium ausgebracht, also eine hohe Dosiergenauigkeit
gegeben ist.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austragvorrichtung der beschriebenen
Art zu schaffen, welche bei verhältnismäßig kleinem Pumphub eine sichere und vollständige
Füllung der Pumpenkammer bei jedem Pumpzyklus gewährleistet.
[0004] Diese Aufgabe wird bei einer Austragvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Kolbenlaufbahn an einem die Pumpenkammer umschließenden,
gegenüber dem Gehäuse bewegbar gelagerten Dosierkammerkörper vorgesehen ist, der
mit dem Pumpkolben zwischen zwei Endlagen gegenüber dem Gehäuse bewegbar ist und
daß über den Pumphub der zum Dosierkammerkörper führende Einlaß geschlossen ist.
Durch die Bewegung des Dosierkammerkörpers kann der Medien-Einlaß auf verhältnismäßig
großem Einlaß-Querschnitt geöffnet werden und dadurch, daß der Dosierkammerkörper
mit dem Pumpkolben in die der Schließstellung des Medien-Einlasses zugehörige Stellung
zu bewegen ist, taucht der Dosierkammerkörper bei dieser Bewegung in das Medium ein,
so daß der Dosierkammerkörper bei geringem Kraftaufwand wiederholbar mit einem genau
bestimmten Volumen gefüllt ist.
[0005] Diese Vorteile sind insbesondere gegeben, wenn der Dosierkammerkörper selbst mit
seinem in Richtung des Pumphubes des Pumpkolbens vorderen, ringscheidenförmigen Ende
den bewegbaren Ventilschließteil eines Einlaß-Ventiles bildet, der am Ende der dem
Pumphub zugehörigen Mitlaufbewegung des Dosierkammerkörpers in einen ringnutförmigen
Ventilsitz des Gehäuses eintaucht und dadurch sowohl die zugehörige Endstellung des
Dosierkam merkörpers durch Anschlag festlegt, als auch den zunächst auf praktisch
voller Innenweite offenen Dosierkammerkörper in diesem Augenblick an dem Ende mediendicht
verschließt, welches dem in Ausgangslage stehenden Pumpkolben gegenüberliegt, so daß
also der Zylinderraum bzw. die Pumpenkammer dann an dieser Zylinderstirnseite sicher
geschlossen und nur noch zur Austragöffnung hin offen ist. Im Gegensatz zu einem Einlaß-Ventil,
dessen Ventilschließteil beispielsweise nach Art eines Rückschlagventiles zwischen
einer Öffnungs- und einer Schließlage bewegbar am Zylinder gelagert ist, ergibt sich
beim Erfindungsgegenstand der wesentliche Vorteil, daß der Ventilschließteil rein
lageabhängig über den Pumpkolben bzw. vom Pumpkolben gesteuert wird und außerdem
ohne besonderen Raumaufwand so ausgebildet werden kann, daß sich extrem große Einlaß-Querschnitte
bei geöffnetem Einlaß-Ventil ergeben. Die Innenweite des Einlaß-Ventiles bzw. des
die Pumpenkammer und die Kolbenlaufbahn bildenden Dosierkammerkörpers kann dabei
in der Größenordnung des Pumphubes liegen bzw. gegenüber diesem wesentlichen größer,
beispielsweise mehr als doppelt so groß sein.
[0006] Die erfindungsgemäße Ausbildung eignet sich insbesondere für solche Austragvorrichtungen,
die mit einem Medienspeicher baulich vereinigt sind, also nicht über eine zum Einlaß
führende Medien-Zuführleitung an einen gesonderten Medienspeicher angeschlossen werden
müssen. Der Dosierkammerkörper kann nämlich in diesem Fall praktisch schwimmend vollständig
innerhalb des gespeicherten Mediums als Tauchkörper angeordnet sein, so daß er bei
seiner Bewegung zur Schließlage des Medien-Einlasses praktisch das ihn füllende Medienvolumen
aus dem ihn umgebenden Medium heraussticht.
[0007] Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung liegt darin, daß
der Dosierkammerkörper unmittelbar benachbart zum Boden des Speicher-Gehäuses, also
an dessen vom Austrag- und Betätigungsende abgekehrten Ende angeordnet werden kann,
so daß sich unabhängig vom Füllzustand des Medien-Speichers für die im Bereich des
Dosierkammerkörpers liegende bzw. teilweise durch diese gebildete Schubkolbenpumpe
stets etwa gleiche Betriebsbedingungen ergeben.
[0008] Auch besteht durch die erfindungsgemäße Ausbildung die Möglichkeit, die Austragvorrichtung
so auszubilden, daß ihre vom Medium gefüllten bzw. von diesem zu durchfließenden
Räume vor der ersten Benutzung der Austragvorrichtung und/oder nach jedem Pumphub
nach außen luftdicht abgeschlossen sind, so daß der Medieninhalt der Austragvorrichtung
stets bis unmittelbar an die Austragöffnung gegen Austrocknen, Eindringen von Bakterien
und ähnliches geschützt ist.
[0009] Hierbei kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die genannten Räume der Austragvorrichtung
bereits bei der Herstellung bzw. Erstbefüllung der Austragvorrichtung im wesentlichen
vollständig, also bis der Austragöffnung oder einem nahe bei dieser liegenden Auslaß-Ventil
mit Medium gefüllt sind, so daß bereits bei der ersten Betätigung der Schubkolbenpumpe
ein volles, genau dosiertes Austragvolumen ausgebracht wird. Zweckmäßig weist die
Austragvorrichtung hierbei an dem vom Medien-Einlaß entfernten Ende des Speicherraumes
einen Schleppkolben auf, der zur vollständigen Entlüftung des Speicherraumes sowie
zur Erstfüllung des Auslaßkanales entsprechend der Patentanmeldung P 35 05 911.7 -
auf die hier wegen weiterer Einzelheiten Bezug genommen wird - ausgebildet und angeordnet
werden kann.
[0010] Um den Leerraum hinter dem Schleppkolben trotz bei Ausgangs- bzw. Ruhelage der Schubkolbenpumpe
luftdicht geschlossener Ausbildung für eine leichtgängige Beweglichkeit des Schleppkolbens
belüften zu können, ist diesem Leerraum ein Belüftungskanal zugeordnet, der lageabhängig
vom Pumpkolben ausschließlich dann geöffnet ist, wenn der Pumpkolben in einer von
seiner Ausgangslage abweichenden Lage steht. Ein diesen Leerraum durchsetzender und
aus dem Gehäuse herausgeführter Kolbenstößel des Pumpkolbens ist abgedichtet durch
eine Durchgangsöffnung des Gehäuses nach außen geführt und trägt außerhalb des Gehäuses
einen Betätigungskopf der Austragvorrichtung.
[0011] Die Abdichtung der dem Medium zugeordneten Hohlräume der Austragvorrichtung kann
auch dadurch verbessert werden, daß im Auslaßkanal zwischen dem Pumpkolben und der
Austragöffnung, vorzugsweise unmittelbar benachbart zur Austragöffnung, ein Auslaßventil
angeordnet ist, welches bei Druckgleichgewicht auf seinen beiden Strömungsseiten den
Auslaßkanal dicht verschließt. Dieses, zweckmäßig als Überdruckventil ausgebildete
Auslaß-Ventil kann ein federbelastetes Kugelventil, aber auch ein Schlauchventil
entsprechend der DE-OS 29 02 624 sein, auf die wegen weiterer Einzelheiten Bezug genommen
wird.
[0012] Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen auch
aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, woobei 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 können. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung in Ansicht;
Fig. 2 die Austragvorrichtung gemäß Fig. 1, teilweise im Axialschnitt;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 einen Ausschnitt in der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und einer anderen
Funktionsstellung;
Fig. 5 einen Auschnitt der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und in einer weiteren
Funktionsstellung;
Fig. 6 einen Ausschitt einer weiteren Ausführungsform einer Austragvorrichtung.
[0013] Die Austragvorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 bis 4 weist ein im wesentlichen achssymmetrisch
zu einer Mittelachse 2 ausgebildete Gehäuse 3 auf, das über den größten Teil seiner
Länge konstante, beispielsweise zylindrische Querschnitte hat und an einem Ende mit
einem hohlkegelstumpfförmigen Standfuß 4 sowie mit einer innerhalb diesem liegende
Boden-Wand 5 in Form einer zur Mittelachse 2 rechtwinkligen Quer-Wand versehen ist,
die einteilig mit dem Mantel 6 des Gehäuses 3 ausgebildet ist. Das andere, auf voller
Innenweite offene Ende des einteiligen Grundkörpers des Gehäuses 3 ist mit einem
Stirndeckel in Form einer Deckelkappe 7 luftdicht verschlossen, die mit einem Ringflansch
in die Innenfläche des Mantels 6 des Gehäuses 3 eingreift, wobei am Außenumfang des
Ringflansches und am Innenumfang des Mantels 6 ineinandergreifende, ringförmig um
die Mittel achse 2 durchgehende Nuten und Rippenstege vorgesehen sind, die nach Art
von Dichtungen sowohl eine formschlüssige Verbindung zwischen Mantel 6 und Deckelkappe
7 als auch einen dichten Verschluß gewährleisten. Die Deckelkappe 7 liegt mit einem
ringscheibenförmigen Flansch an der zugehörigen Stirnfläche des Mantels 6 an, wobei
dieser Flansch bündig an der Außenumfang des Mantels 6 anschließt. Die Deckelkappe
7 wird nach Art einer Sprengring-Befestigung lediglich durch Eindrücken in den Mantel
6 befestigt.
[0014] Innerhalb des Gehäuses 3 ist eine zur Mittelachse 2 koaxiale Schubkolbenpumpe 8
angeordnet, deren Pumpkolben 10 nahe benachbart zur Boden-Wand 5 liegt und deren zweiteiliger
Kolbenstößel 9 durch das Gehäuse 3 aus der Deckelkappe 7 nach außen geführt ist. Der
die Deckelkappe 7 durchsetzende Abschnitt 11 des Kolbenstößels 9 ist durch eine Durchgangsöffnung
in einer Stirnwand 12 der Deckelkappe 7 nach außen geführt, wobei am Außenumfang
dieses Abschnittes 11 eine Ringdichtung läuft, die in Form einer nach außen spitzwinklig
kegelstumpfförmig verjüngten Ringdichtlippe 13 einteilig mit der Stirnwand 12 bzw.
der Deckelkappe 7 ausgebildet ist und mit Vorspannung am zylindrischen Außenumfang
des Abschnittes 11 anliegt. Die Deckelkappe 7 weist an der Außenseite der Stirnwand
12 eine einteilig mit ihr ausgebildete und gegenüber der Weite des Mantels 6 kleinere
Führungshülse 14 auf, welche einen Betätigungskopf 15 zur Betätigung der Austragvorrichtung
bzw. der Schubkolbenpumpe 8 trägt. Der im wesentlichen gleichen Außendurchmesser wie
das Gehäuse 6 aufweisende, kappenförmige Betätigungskopf 15 übergreift die Führungshülse
14 mit seinem Mantel, wobei die Führungshülse 14 an ihrem äußeren Ende einen über
ihren Außenumfang vorstehenden Ringnocken 16 aufweist, welcher von einem Gegenringnocken
17 am Ende des Mantels des Betätigungskopfes 15 hintergriffen wird, derart, daß der
Betätigungskopf 15 in seiner von dem Gehäuse 3 entfernten Ausgangs- bzw. Ruhelage
durch Anschlag festgesetzt ist. Die genannten Nocken weisen einander zugeordnete
schräge Auflaufflächen auf, so daß der Betätigungskopf 15 lediglich durch Aufdrücken
auf die Führungshülse 14 montiert werden kann, wobei der Gegenringnocken 17 den Ringnocken
16 unter elastischer Aufweitung überfährt und danach in seine hintergreifende Funktionsstellung
springt. In Ausgangslage können die ringförmigen Nocken luftdicht aneinander anliegen,
so daß der von der Führungshülse 14 und dem Betätigungskopf 15 eingeschlossene Raum
luftdicht abgeschlossen ist. Beim Abheben des Gegenringnockens 17 vom Ringnocken 16
aufgrund einer Betätigung des Betätigungskopfes 15 ist jedoch eine Belüftungsverbindung
dieses Raumes nach außen gegeben. Mit dem Betätigungskopf 15 ist der Abschnitt 11
des Kolbenstößels 9 einteilig ausgebildet, wobei dieser Abschnitt 11 von der Innenseite
der Stirnwand des Betätigungskopfes 15 frei und über den Gegenringnocken 17 hinaus
absteht. Um den Abschnitt 11 ist in der Führungshülse 14 und im Betätigungskopf 15
eine Rückstellfeder 18 angeordnet, die sich einen Endes an der Außenseite des Stirnwand
12 und mit dem anderen Ende an der Innenseite der Stirnwand des Betätigungskopfes
15 mit Vorspannung abstützt. Diese Rückstellfeder 18 kann auch an einer Außenflanke
der Ringdichtlippe 13 derart abgestützt sein, daß diese durch den Federdruck zu ihrer
Dichtanlage hin belastet wird. Der Betätigungskopf 15 weist einen in Nähe seiner Stirnwand
radial von seinem Mantel abstehenden Austragstutzen 19 mit einer in dessen Endfläche
vorgesehenen, ins Freie führenden Austragöffnung 20 auf. Auf diesen Austragstutzen
19 ist abnehmbar eine Dicht- und Schutzkappe 21 aufgesprengt, die mit ihrer kugelkalottenförmig
nach innen gewölbten Stirnwand so in die koaxial zu ihr liegende Austragöffnung 20
eingreift, daß sie diese durch ununterbrochene Anlage an ihrer äußeren Begrenzungskante
dicht verschließt. Im Austragstutzen 19 ist ein Auslaßventil 22 in Form eines Kugel-Überdruckventiles
angeordnet, das lediglich um die Länge seiner Ventilfeder im Abstand von der Austragöffnung
20 liegt.
[0015] Zwischen der Deckelkappe 7 und der Schubkolbenpumpe 8 ist im Gehäuse 3 ein Schleppkolben
23 angeordnet, der mit zwei axial hintereinander liegenden, von der Schubkolbenpumpe
8 wegweisend spitzwinklig kegelstumpfförmig erweiterten Ringdichtlippen 24, 25 an
der, eine Kolbenlaufbahn bildenden Innenfläche 29 des Gehäuse-Mantels 6 und mit zwei
in derselben Richtung ausragenden, jedoch in dieser Richtung stumpfwinklig kegelstumpfförmig
verengten sowie gegenüber den äußeren Ringdichtlippen 24, 25 axial geringfügig zur
Schubkolbenpumpe 8 versetzten inneren Ringdichtlippen 27, 28 am Außenumfang eines
mit dem Pumpkolben 10 einteiligen Abschnittes 30 des Kolbenstößels 9 abgedichtet
anliegt. Zwischen dem Schleppkolben 23 und der Boden-Wand 5 bildet das Gehäuse 3
mit seinem Mantel 6 einen Medien-Speicher 31, dessen Speicherraum 32 im Querschnitt
ringförmig ist. In diesem Speicherraum 32 liegt die Schubkolbenpumpe 8, wobei jedoch
der weitaus größte Teil des Speicherraumes 32 hinter der Schubkolbenpumpe 8, also
benachbart zu demjenigen Ende der Schubkolbenpumpe bzw. des Pumpkolbens 10 liegt,
das während des Pumphubes dessen hinteres Ende darstellt bzw. der Deckelkappe 7 und
dem Betätigungskopf 15 zugekehrt ist, von welchem also der Kolbenstößel 9 nach außen
geführt ist. Auf der vom Speicherraum 32 abgekehrten Seite des Schleppkolbens 23
umschließt das Gehäuse 3 einen nach außen abgedichteten Leerraum 33, welcher ebenfalls
vom Kolbenstößel 9 durchsetzt und im Bereich von dessen Durchführung durch die Stirnwand
12 mit der Ringdichtlippe abgedichtet ist. Diesem Leerraum 33 ist ein Belüftungskanal
34 zugeordnet, der beispiels weise durch eine einzige Längsnut 35 am Außenumfang
des Abschnittes 11 des Kolbenstößels 9 gebildet sein kann. In Ausgangslage des Pumpkolbens
10 bzw. des Betätigungskopfes 15 ist der Belüftungskanal 34 zum Leerraum 33 hermetisch
dicht dadurch geschlossen, daß die nur über einen Teil der Länge des Abschnittes 11
durchgehende Längsnut 35 vollständig außerhalb des Leerraumes 33 benachbart zur Außenseite
der Ringdichtlippe 13 liegt. Wird der Betätigungskopf 15 aus seiner Ausgangslage in
Richtung Pfeil 36 des Pumphubes ein erstes Stück weit bewegt, so überfährt das zugehörige
Ende der Längsnut 35 die Ringdichtlippe 13 derart, daß nunmehr eine Belüftungsverbindung
zwischen dem Leerraum 33 und dem von der Führungshülse 14 und dem Betätigungskopf
15 umschlossenen Raum hergestellt ist, die während des restlichen Pumphubes geöffnet
bleibt und erst gegen Ende des entgegengesetzt in Richtung Pfeil 37 gerichteten Rückhubes
wieder geschlossen wird. Dadurch kann der Schleppkolben 23 mit den Bewegungen des
Mediums im Speicherraum 32 ungehindert derart mitlaufen, daß seine den Speicherraum
32 begrenzende Stirnfläche, unabhängig vom Füllzustand des Speicherraumes 32, ständig
in unmittelbarem Berührungskontakt mit dem Medium bleibt. Die Anordnung des Belüftungskanales
34 ist dabei zweckmäßig so abgestimmt, daß der Belüftungskanal beim Pumphub etwa in
der Stellung zum Leerraum 33 geöffnet wird, in welcher ein noch zu beschreibendes
Einlaß-Ventil der Schubkolbenpumpe 8 in Schließstellung gelangt ist, so daß der Schleppkolben
23 bei Überdruck im Speicherraum 32 nur verhältnismäßig schwergängig ausweichen kann,
während er bei Unterdruck im Speicherraum 32 verhältnismäßig leichtgängig nachläuft.
[0016] Die Schubkolbenpumpe 8 weist einen am Pumpkolben 10 aufgehängten und mit diesem
parallel zur Mittelachse 2 in den Pfeilrichtungen 36, 37 zwischen zwei Endlagen gegen
über dem Gehäuse 3 bewegbaren Dosierkammerkörper 38 auf, der nahe benachbart zur Innenseite
der Boden-Wand 5 vollständig innerhalb des Speicherraumes 32 angeordnet und in den
Pfeilrichtungen 36, 37 gegenüber dem Pumpkolben 10 um ein Maß bewegbar ist, das größer
als seine maximale Bewegungsstrecke gegenüber dem Gehäuse 3 ist. Der Dosierkammerkörper
38, der bei Ausgangslage des Pumpkolbens 10 durch diesen am hinteren, von seinem Medien-Einlaß
39 abgekehrten Ende napfförmig verschlossen ist, weist einen zur Mittelachse 2 des
Pumpkolbens 10 koaxialen, insbesondere im wesentlichen zylindrischen Mantel 40 derart
auf, daß der Dosierkammerkörper 38 durch eine einfache Hülse gebildet ist. Der an
den Innenquerschnitt des Gehäuses 3 bzw. des Mantels 6 angepaßte Außenquerschnitt
des Dosierkammerkörpers 38 ist dabei gegenüber dem Innenquerschnitt des Mantels 6
derart kleiner, daß der Dosierkammerkörper 38 annähernd über seinen gesamten Außenumfang
43 konstanten Abstand von der Innenfläche 29 des Mantels 6 hat. Mit dem Außenumfang
43 ist der Dosierkammerkörper 38 an den der Mittelachse 2 zugekehrten Kantenflächen
von Längsstegen 44 geführt, die an der Innenfläche des Gehäuse-Mantels 6 vorgesehen
und vorzugsweise einteilig mit diesem ausgebildet sind. Gemäß Fig. 3 sind drei gleichmäßig
um die Mittelachse 2 verteilte Führungs-Längsstege vorgesehen. Benachbart zu seinem
hinteren Ende 41 ist der Dosierkammerkörper 38 in seiner Außenweite reduziert, derart,
daß eine nach hinten weisende Anschlagschulter 45 gebildet ist, mit welcher der Dosierkammerkörper
38 in seiner Ausgangslage an Anschlagnocken 45 anliegt. Diese Anschlagnocken 45 sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die zugehörigen, radial nach innen vorspringenden
Enden der Längsstege 44 gebildet. Diese Längsstege 44 gehen ununterbrochen bis zur
Boden-Wand 5 durch.
[0017] Im Bereich des vorderen Endes 42 des Dosierkammerkörpers 38, also im Bereich des
Medien-Einlasses 39, ist ein Einlaß-Ventil 47 vorgesehen, das einen zur Mittelachse
2 koaxialen ringförmigen, gegenüber dem Gehäuse 3 bewegbaren Ventilkörper 48 und
einen gegenüber dem Gehäuse 3 feststehenden Ventilsitz 49 aufweist. Der Ventilkörper
48 ist im Querschnitt schneidenförmig bzw. derart zum hinteren Ende 41 des Dosierkammerkörpers
38 divergierend ausgebildet, daß seine äußere, durch eine kegelstumpfförmige Endfläche
des Dosierkammerkörpers 38 gebildete Flanke 50 unter einem Winkel von etwa 90° oder
weniger nach hinten divergiert, während seine radial innere, durch eine Zylinderfläche
gebildete Flanke 51 im Querschnitt im wesentlichen achsparallel zur Mittelachse 2
bzw. zur Bewegungsrichtung des Dosierkammerkörpers 38 liegt. Der Ventilsitz 49 ist
durch eine Ringnut in der Innenseite der Boden-Wand 5 gebildet, deren Querschnitt
so an den Querschnitt des Ventilkörpers 48 angepaßt ist, daß dieser bei geschlossenem
Einlaß-Ventil 47 mit seinen Flanken 50, 51 an den zugehörigen Innenflanken des Ventilsitzes
49 im wesentlichen ganzflächig anliegt. Die Axialerstreckung zumindest der äußeren
Flanke 50 des Ventilkörpers 48 ist jedoch größer als die Axialerstreckung der zugehörigen
schrägen Innenflanke des Ventilsitzes 49, so daß diese Flanke 50 bei geschlossenem
Einlaß-Ventil 47 noch einen über den Ventilsitz 49 nach innen vorstehenden schrägen
Abschnitt aufweist. Die Flanke 50 ist bis an den Außenumfang 43 des Dosierkammerkörpers
38 geführt. Durch die beschriebene Ausbildung kann der Dosierkammerkörper 38 zwischen
der durch die Anschlagnocken 46 festgelegten Ausgangslage und einer durch Eingriff
des Ventilkörpers 48 in den Ventilsitz 49 festgelegten Pumplage hin und her bewegt
werden. Für die Montage des Dosierkammerkörpers 38 weisen die Anschlagnocken 46 an
ihren der Mittelachse 2 zugekehrten Seiten schräge Einlaufflächen auf, gegen welche
der Dosierkam merkörper 38 mit seiner Flanke 50 axial derart angedrückt werden kann,
daß die Anschlagnocken 46 unter elastischer Aufweitung des Behälter-Mantels 6 ausweichen,
bis sie hinter die Anschlagschulter 45 springen. Der Axialhub des Dosierkammerkörpers
38 ist wesentlich kleiner als sein Außendurchmesser, wobei jedoch in der Ausgangslage
die vordere, durch die ringschneidenförmige Endlippe des Ventilkörpers 48 gebildete
Stirnfläche im axialen Abstand von der Innenfläche der Boden-Wand 5 bzw. vom Ventilsitz
49 liegt. Durch den Abstand des Außenumfanges 43 vom Behälter-Mantel 6 sind zwischen
den Längsstegen 44 ringausschnittförmige Medien-Verbindungen 52 zwischen dem hinter
der Schubkolbenpumpe 8 liegenden Hauptteil des Medien-Speicherraumes 32 und dem Medien-Einlaß
39 gebildet.
[0018] Die Innenfläche des Mantels 40 des Dosierkammerkörpers 38 bildet über den größten
Teil ihrer Länge eine Kolbenlaufbahn 53 von konstanter Weite, die zweckmäßig zylindrisch
ist. Am hinteren Ende geht die Kolbenlaufbahn 53 in eine innenliegende erweiterte,
zweckmäßig spitzwinklig kegelstumpfförmig bis zur hinteren Endfläche des Dosierkammerkörpers
38 divergierende ringförmige Mitnahmeschulter 54 über. Am vorderen Ende geht die
Kolbenlaufbahn 53 ebenfalls in eine innenliegende erweiterte ringförmige Mitnahmeschulter
55 über, die zum vorderen Ende spitzwinklig kegelstumpfförmig divergiert, deren Kegelwinkel
jedoch kleiner als der der Mitnahmeschulter 54 ist. Die Mitnahmeschulter 55 liegt
mit einem Abstand hinter der vorderen Endfläche des Dosierkammerkörpers 38 bzw. des
Ventilkörpers 48, der mindestens so groß wie die Tiefe des Ventilsitzes 49 ist, wobei
die Mitnahmeschulter 55 zweckmäßig unmittelbar in die Flanke 51 übergeht.
[0019] Der Pumpkolben 10 weist zwei axial hintereinander liegende ringförmige und über
seinen übrigen Außenumfang radial vorstehende, federelastische Kolbenlippen 56, 57
auf, von denen die hintere nach hinten stumpf- oder spitzwinklig konisch erweitert
und in entspanntem Zustand in der Außenweite größer als die vordere Kolbenlippe
57 ist, die nach vorne in entspanntem Zustand unter einem kleineren Kegelwinkel spitzwinklig
erweitert ist. Die Kolbenlippen 56, 57 liegen in einem axialen Abstand voneinander,
der kleiner als der Axialabstand der Mitnahmeschultern 54, 55 voneinander ist. Die
beiden Kolbenlippen 56, 57 gehen von einer gemeinsamen ringförmigen, den Grundkörper
des Pumpkolbens 10 bildenden Lippenwurzel 58 aus, an welche der zugehörige Abschnitt
30 des Kolbenstößels 9 anschließt. In Ausgangslage der Austragvorrichtung liegt der
Außenumfang der hinteren Kolbenlippe 56 im wesentlichen ganzflächig an der Mitnahmeschulter
54 an. Die ringförmige, der Kolbenlaufbahn 53 zugehörige Lippendichtfläche der Kolbenlippe
56 steht also auf einem Durchmesser, der wesentlich größer als der der Kolbenlaufbahn
53 ist. Die am vorderen Ende der Kolbenlippe 57 vorgesehene Lippendichtfläche liegt
hierbei etwa in der Mitte der Länge der Kolbenlaufbahn 53 an dieser an. Wird nunmehr
der Pumpkolben 10 in Richtung Pfeil 36 des Pumphubes bewegt, so nimmt er über die
an der Mitnahmeschulter 54 anliegende Kolbenlippe 56 den Dosierkammerkörper 38 mit,
derart, daß dessen Anschlagschulter 45 von den Anschlagnocken 46 abhebt. Der Ventilkörper
48 wird hierbei in Richtung zum Ventilsitz 49 bewegt, so daß der Querschnitt des Einlasses
39 verringert und das Einlaß-Ventil 47 schließlich geschlossen wird. Hierbei verdrängt
die Flanke 50 das den Dosierkammerkörper 38 vollständig umschließende Medium nach
außen und aus dem Ventilsitz 49, während die Flanke 51 nach Art einer Scherschneide
in die zugehörige Flanke des Ventilsitzes 49 einläuft. Hat der Dosierkammerkörper
38 durch Anschlag seine an der Quer- bzw. Boden-Wand 5 anliegende Endlage erreicht
und wird der Pumpkolben 10 in derselben Richtung weiterbewegt, so läuft die Kolbenlippe
56 nach Art eines Federrastgliedes von der Mitnahmeschulter 54 ab, wobei die Kolbenlippe
56 in eine spitzwinklig kegelstumpfförmige Form überführt wird. Gleichzeitig verdrängt
der Pumpkolben 10 aus der vom Dosierkammerkörper 38 umschlossenen Pumpenkammer 59
das in dieser enthaltene Medium in einen Auslaßkanal 60, der die Verbindung zwischen
der Pumpenkammer 59 und der Austragöffnung 20 bildet. Das Ende des Pumphubes des
Pumpkolbens 10 ist durch einen über die Innenseite der Boden-Wand 5 vorstehenden
Anschlag in Form eines zur Mittelachse 2 koaxialen Anschlagringes 61 festgelegt,
dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Dosierkammerkörpers
38 bzw. der Durchmesser der Kolbenlaufbahn 53 ist und dessen Stirnfläche als Gegenanschlag
eine innenliegende Anschlagschulter 62 zugeordnet ist, die zweckmäßig durch die vorne
liegende Stirnfläche der Lippenwurzel 58 gebildet ist. Dadurch wird der Pumpkolben
10 festgesetzt, bevor die Kolbenlippe 57 an der Boden-Wand 5 anschlägt, so daß die
Kolbenlippe 57 geschont ist. In der letzten Phase des Pumphubes des Pumpkolbens
10 gegenüber dem Dosierkammerkörper 38 gelangt die vordere Kolbenlippe 57 unter radialer
bzw. konischer Aufweitung in den Bereich der Mitnahmeschulter 55, bis sie bei Erreichen
der Pumphub-Endlage gemäß Fig. 5 an dieser im wesentlichen ganzflächig anliegt. Die
Kolbenlippe 57 bildet dann mit der Mitnahmeschulter 55 ebenfalls eine kraftschlüssige
lösbare Rastverbindung zwischen Pumpkolben 10 und Dosierkammerkörper 38, deren Rastkraft
jedoch kleiner als die Rastverbindung zwischen Kolbenlippe 56 und Mitnahmeschulter
54 sein kann. Des weiteren braucht die jeweilige Rastverbindung nicht unmittelbar
zwischen der jeweilgen Kolbenlippe und dem Dosierkammerkörper 38 vorgesehen sein,
sondern sie kann auch ein von der jeweiligen Kolbenlippe gesondertes Rastglied an
der Kolbeneinheit aufweisen; auch ist es denkbar, den Kraftschluß zwischen Pumpkolben
10 und Dosierkammerkörper 38 so hoch zu wählen, daß gesonderte Mitnahmeschultern,
zumindest die vordere Mitnahmeschulter 55, nicht erforderlich ist und die Kolbenlaufbahn
53 somit bis zur zugehörigen Endfläche des Dosierkammerkörpers 38 ununterbrochen
durchgehen kann. Wird der Pumpkolben 10 in der Pumphub-Endlage freigegeben, so wird
er durch die Kraft der Rückstellfeder 18 in Richtung Pfeil 37 seines Rückhubes zurückbewegt,
ohne daß eine gesonderte Feder für den Dosierkammerkörper erforderlich ist. Hierbei
nimmt er zuerst durch den kraftschlüssigen Eingriff in den Dosierkammerkörper 38
diesen mit, bis der Dosierkammerkörper 38 durch formschlüssige Anlage der Anschlagschulter
45 an den Anschlagnocken 46 gegenüber dem Gehäuse 3 festgehalten wird. Bei der weiteren
Rückhubbewegung des Pumpkolbens 10 löst sich dann die vordere Kolbenlippe 57 durch
Ablaufen nach Art einer Federrastung von der Mitnahmeschulter 55, so daß der Pumpkolben
10 in seine Ausgangslage gegenüber dem Dosierkammerkörper 38 zurückkehrt, in welcher
die Kolbenlippe 56 wieder die Mitnahmeschulter 54 hintergreift. Durch die Rückhubbewegung
des Dosierkammerkörpers 38 wird das Einlaß-Ventil 47 geöffnet und beim weiteren Rückhub
des Pumpkolbens 10 ein Unterdruck in der Pumpenkammer 59 aufgebaut, so daß durch die
Medien-Verbindung 52 und den am Innenumfang vom Anschlagring 61 begrenzten ringförmigen
Medien-Einlaß 39 Medium aus dem Speicherraum 32 in die Pumpenkammer 59 nachgesaugt
wird. Der Anschlagring 61 ragt auch bei Ausgangslage des Dosierkammerkörpers 38 in
dessen vorderes Ende hinein. Auch das hintere Ende des Dosierkammerkörpers 38 ist
ringschneidenförmig ausgebildet, wobei die eine Schneidenflanke durch die Mitnahmeschulter
54 gebildet ist, so daß sich der Dosierkammerkörper 38 verhältnismäßig widerstandsarm
durch das Medium bewegen kann. Durch das beschriebene Verfahren, nach welchem die
Austragvorrichtung arbeitet, ergibt sich bei luftdichtem Verschluß des Speicherraumes
32 eine sehr genaue Dosierung. Obwohl der Pumpkolben 10, der einen gegenüber dem Dosierkammerkörper
38 größeren Arbeitshub aufweist, am Ende eines verhältnismäßig langen, biegeelastischen
Kolbenstößels 9 angeordnet ist, ist er über den Dosierkammerkörper 38 genau geführt.
[0020] Der Abschnitt 30 des Kolbenstößels 9 ist rohrförmig ausgebildet, derart, daß der
zugehörige Abschnitt des Auslaßkanales 16 ihn in der Mittelachse 2 durchsetzt. Benachbart
zum Pumpkolben 10 ist der Abschnitt 30 des Kolbenstößels 9 stufenförmig erweitert,
derart, daß der Auslaßkanal 60 im Innenquerschnitt von der Pumpenkammer 59 in Auslaßrichtung
mehrfach abgestuft im Querschnitt abnimmt. Das vom Pumpkolben 10 abgekehrte Ende des
Abschnittes 30 ist in den Abschnitt 11 des Kolbenstößels 9 eingesteckt und dadurch
sowohl axial wie auch um die Mittelachse 2 gegenüber dem Betätigungskopf 15 gesichert.
Der Auslaßkanal 60 durchsetzt auch den rohrförmigen Abschnitt 11 des Kolbenstößels
9 und mündet in einen Radialkanal 63, in welchem das Auslaßventil 22 liegt und der
achsgleich zur Austragöffnung 20 vorgesehen ist.
[0021] In Fig. 6 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in
Fig. 2, jedoch mit dem Index 'a' verwendet. Das Auslaßventil 22a ist bei der Ausführungsform
nach Fig. 6 weiter entfernt von der Austragöffnung 20a in der Mittelachse 2a, und
zwar innerhalb des dem Betätigungskopf 15a zugehörigen Abschnittes 11a des Kolbenstößels
9a, vorgesehen. Der Ventilsitz wird durch das zugehörige Ende des dem Pumpkolben zugehörigen
Abschnittes 30a des Kolbenstößels 9a gebildet, an welchem der durch eine Kugel gebildete
Ventilkörper des Auslaßventiles 22a unter der Kraft einer innerhalb des Abschnittes
11a liegenden Ventilfeder anliegt.
1. Austragvorrichtung für fließfähige Medien, insbesondere Pasten o.dgl., mit einer
ein Gehäuse (3) aufweisenden Schubkolbenpumpe (8), die einen an einer Kolbenlaufbahn
(53)eines Pumpenzylinders zwischen einer Ausgangslage (Fig. 2) und einer Pumphub-Endlage
verschiebbar geführten Pumpkolben (10) sowie eine durch den Pumpenzylinder gebildete,
mit einer Austragöffnung (20) der Vorrichtung (1) verbundene Pumpenkammer (59) aufweist,
in welche ein beim Pumphub geschlossener und in mindestens einer Rückhubstellung
des Pumpkolbens (10) geöffneter Medien-Einlaß (39) mündet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenlaufbahn (53) an einem die Pumpenkammer (59) umschließenden, gegenüber
dem Gehäuse (3) bewegbar gelagerten Dosierkammerkörper (38) vorgesehen ist, der mit
dem Pumpkolben (10) zwischen zwei Endlagen gegenüber dem Gehäuse (3) bewegbar ist
und daß über den Pumphub der zum Dosierkammerkörper (38) führende Einlaß (39) geschlossen
ist.
2. Austragvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Einlaß (39) mit einem Einlaß-Ventil (47) verschließbar ist, das insbesondere in Abhängigkeit
von der Lage des Dosierkammerkörpers (38) geöffnet und geschlossen ist, daß ferner
vorzugsweise ein Ventilglied, insbesondere der Ventilkörper (48) des Einlaß-Ventiles
(47) unmittelbar am Dosierkammerkörper (38) vorgesehen bzw. von diesem gebildet ist,
daß ferner vorzugsweise das Einlaß-Ventil (47) insbesondere um eine Mittelachse (2)
des Pumpkolbens (10) ringförmig ausgebildet und insbesondere der Ventilkörper (48)
am Ende des Mantels (40) des Dosierkammerkörpers (38) vorgesehen ist und daß ferner
vorzugsweise der Ventilsitz (49) des Einlaß-Ventiles (47) eine Anschlagfläche für
die zugehörige Endstellung des Dosierkammerkörpers (38) bildet und insbesondere durch
eine im Querschnitt an den Ventilkörpers (48) angepaßte Vertiefung in einer Quer-Wand
(5) des Gehäuses (3) gebildet ist.
3. Austragvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Pumpkolben (10) in Mitnahmerichtung (Pfeile 36, 37) kraftschlüssig in den
den Pumpenzylinder bildenden Dosierkammerkörper (38), insbesondere ausschließlich
mit mindestens einer Kolbenlippe (56, 57), eingreift, wobei vorzugsweise der Pumpkolben
(10) und der Dosierkammerkörper (38) in mindestens einer ihrer beiden gegenseitigen
Endstellungen mit einer gegenüber dem Reibungsschluß zwischen Kolbenlaufbahn (53)
und Pumpkolben (10) höheren Kraftschluß über eine Federrastung ineinander greifen.
4. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dosierkammerkörper (38) mindestens eine, insbesondere ringförmige
Mitnahmeschulter (54, 55) für den rastenden Eingriff einer Kolbenlippe (56, 57) des
Pumpkolbens (10) aufweist, der vorzugsweise zwei annähernd entgegengesetzt ausragende
konische Kolbenlippen (56, 57) aufweist, von denen eine in der Ausgangs-Endstellung
(Fig. 2) eine konische Mitnahmeschulter (54) im Bereich des hinteren Endes (41) und/oder
die andere Dichtlippe (57) in der Pumphub-Endlage eine konische Mitnahmeschulter
(55) im Bereich des vorderen Endes (42) des Dosierkammerkörpers (38) hintergreift.
5. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Endstellung (Fig. 2) des Dosierkammerkörpers (38)
gegenüber dem Gehäuse (3) durch Anschlag festgelegt ist, wobei vorzugsweise der Dosierkammerkörper
(38) am Außenumfang im Bereich seines hinteren Endes (41) eine Anschlagschulter (45)
aufweist, welcher mindestens ein an der Innenseite des Gehäuses (3) vorgesehener Anschlagnocken
(46) zugeordnet ist und/oder daß der Dosierkammerkörper (38) durch einen am hinteren
und/oder vorderen Ende (41, 42) mindestens auf der Weite der Kolbenlaufbahn (53) offenen,
vorzugsweise hülsenförmigen Behälter-Mantel (40) gebildet ist.
6. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumphub-Endlage des Pumpkolbens (10) gegenüber dem Gehäuse
(3) durch Anschlag festgelegt ist, wobei vorzugsweise an der Quer-Wand (5) des Gehäuses
(3) ein zum Pumpkolben (10) vorstehender Anschlagring (61) vorgesehen ist, dem eine
im Bereich der Lippenwurzel (58) der Kolbenlippe (56, 57) an der Innenseite des
Pumpkolbens (10) vorgesehene Anschlagschulter (62) zugeordnet ist und/oder daß durch
den Pumpkolben (10) zur Austragöffnung (20) ein zur Pumpenkammer (59) offener Auslaßkanal
(60), insbesondere wenigstens teilweise durch einen einteilig mit dem Pumpkolben
(10) ausgebildeten rohrförmigen Kolbenstößel (9) führt, dessen vom Pumpkolben (10)
abgekehrtes Ende mit einem die Austragöffnung (20) aufweisenden Betätigungskopf (15)
für die Schubkolbenpumpe (8) verbunden ist.
7. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) wenigstens teilweise als zum Dosierkammerkörper
(38) über den Medien-Einlaß (39) offener Medien-Speicher (31) ausgebildet ist, in
dem vorzugsweise der Dosierkammerkörper (38) vollständig innerhalb des Speicherraumes
(32) und/oder in etwa koaxialer Anordnung liegt, daß ferner vorzugsweise der Speicherraum
(32) des Gehäuses (3) im wesentlichen hinter dem hinteren Ende (41) des Dosierkammerkörpers
(38) vorgesehen ist und daß von diesem Speicherraum (32) entlang des Außenumfanges
(43) des Dosierkammerkörpers (38) zu dessen im Bereich einer Boden-Wand (5) des Gehäuses
(3) vorgesehenen Medien-Einlaß (39) eine Medien-Verbindung (52) führt, die insbesondere
durch einen Abstand zwischen dem Außen umfang (43) des Dosierkammerkörpers (38) und
der Innenfläche (29) des Gehäuses (3) gebildet ist, daß ferner vorzugsweise das vom
Medien-Einlaß (39) entfernte Ende des Speicherraumes (32) von einem mit der Verringerung
des Medien-Füllvolumens mitlaufenden Schleppkolben (23) begrenzt ist, der insbesondere
an der Innenfläche (29) des Gehäuses (3) und/oder der Außenfläche des Kolbenstößels
(9) mit Dichtlippen (24, 25, 27, 28) geführt ist und daß ferner vorzugsweise ein in
den Leerraum (33) hinter dem Schleppkolben (23) mündender Belüftungskanal (34) vorgesehen
ist, der insbesondere bei Ausgangslage (Fig. 2) des Pumpkolbens (10) geschlossen
und durch mindestens eine Längsnut (35) in dem am Betätigungskopf (15) vorgesehenen
Abschnitt (11) des Kolbenstößels (9) gebildet ist, die bei Ausgangslage (Fig. 2) vollständig
außerhalb des Leerraumes (33) liegt.
8. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dosierkammerkörper (38) unmittelbar am Gehäuse (3) gelagert,
vorzugsweise mit seinem Außenumfang (43) an Längsstegen (44) des Gehäuses (3) geführt
ist, die in die Anschlagnocken (46) übergehen.
9. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolbenstößel (9) des Pumpkolbens (10) abgedichtet aus dem
Gehäuse (3) herausgeführt ist, das vorzugsweise an der zugehörigen, insbesondere durch
eine abgedichtet eingesprengte Deckelkappe (7) gebildeten Endwand (12) eine einteilig
mit dieser aus gebildete, am Außenumfang eines an dem Betätigungskopf (15) vorgesehenen
Abschnittes (11) des Kolbenstößels (9) geführte Ringdichtlippe (13) aufweist.
10. Austragvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch ein, insbesondere nahe benachbart zur Austragöffnung (20) im Auslaßkanal (60)
liegendes Auslaß-Überdruckventil (22), insbesondere ein federbelastetes Kugelventil,
das in Ruhelage den Auslaßkanal (60) dicht verschließt.