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Die
Erfindung betrifft einen Austragkopf für eine Dosiereinrichtung, in
dem eine Strömungskanalanordnung
integriert ist, die mit einem Strömungsweg der Dosiereinrichtung
verbindbar ist, wobei die Strömungskanalanordnung
zu einem Düsenaustritt geführt ist,
der eine Aufnahme für
ein separates Düsenbauteil
aufweist, das eine Düsenaustrittsachse definiert,
und wobei zwischen der Strömungskanalanordnung
und dem Düsenaustritt
eine Strömungsleiteinheit
vorgesehen ist.
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Ein
solcher Austragkopf für
eine Dosiereinrichtung zur Ausbringung eines Mediums ist aus der
DE 198 13 078 A1 bekannt.
Der Austragkopf besteht aus Kunststoff und ist mit einer integrierten
Strömungskanalanordnung
versehen. Durch Aufstecken des Austragkopfes auf eine Pumpeinheit
kann die Strömungskanalanordnung
mit einem Strömungsweg
der Pumpeinheit verbunden werden. Die Strömungskanalanordnung weist einen
radial zu einer Mittellängsachse
des Austragkopfes verlaufenden Strömungskanalabschnitt auf, der
in eine Drallgebungseinheit mündet,
die als Strömungsleiteinheit
für das
ausströmende
Medium dient. Die Drallgebungseinheit ist einstückig in dem kappenförmig gestalteten
Austragkopf ausgeformt. Vor einer Austrittsöffnung des Austragkopfes, die
auf die Drallgebungseinheit folgt, ist ein mit einer Aus trittsdüse versehenes
Schieberbauteil angeordnet, das ein separates Düsenbauteil darstellt. Das Schieberbauteil
ist aus Kunststoff hergestellt und vorzugsweise einstückig und
gemeinsam mit dem Austragkopf hergestellt. In einer Ruheposition,
die nach der Herstellung der Bauteile definiert ist, ist das Schieberbauteil über feinste
Spritzgussverbindungen eingangsseitig einer quer zur Strömungskanalanordnung
verlaufenden und als Aufnahme dienenden Schiebenut gehalten. Durch
ein Nachuntendrücken
des Schieberbauteiles werden die feinen Verbindungen getrennt, so
dass das Schieberbauteil in der Schiebenut nach unten verschiebbar
ist, wodurch die in dem Schieberbauteil integrierte Austrittsdüse vor der
Drallgebungseinheit positioniert wird. Der Austragkopf befindet
sich nun in einer Funktionsposition, in der bei einem Aufsetzen des
Austragkopfes auf die Pumpeinheit ein Austragvorgang des insbesondere
flüssigen
Mediums, vorzugsweise ein Sprühvorgang,
erfolgen kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Austragkopf der eingangs genannten Art
zu schaffen, der äußerst kleinbauend
gestaltet werden kann und in einfacher Weise herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass das Düsenbauteil
scheibenförmig
gestaltet ist und eine zentrale Düsenöffnung aufweist, und dass das
Düsenbauteil
symmetrisch zu der durch die Düsenöffnung definierten
Düsenaustrittsachse
gestaltet ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist
es in äußerst einfacher
Weise möglich,
das Düsenbauteil
in der Aufnahme des Austragkopfes zu montieren und so einen funktionsfertigen
Austragkopf zu erreichen. Die scheibenförmige und symmetrisch zu der Düsenaustrittsachse
erfolgende Gestaltung des Düsenbauteiles
ermöglicht
eine ungerichtete Montage des Düsenbauteiles.
Dies bedeutet, dass das Düsenbauteil
in beliebiger Position in die Aufnahme einsetzbar ist und ohne eine
anschlie ßende
Ausrichtung bereits mit dem Einsetzen die gewünschte Endposition erreicht
hat. Vorzugsweise ist die Aufnahme in ihren Abmessungen derart an
das Düsenbauteil
angepasst, dass das Düsenbauteil
bündig
in die Aufnahme einsetzbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung eignet
sich insbesondere für
Dosiereinrichtungen, die flüssige
Medien austragen. Vorzugsweise ist das Düsenbauteil derart ausgestaltet,
dass das Düsenbauteil
gemeinsam mit der Strömungsleiteinheit
und dem Düsenaustritt
eine Sprühdüse definiert.
Grundsätzlich
ist es aber auch möglich,
andere Arten von fließ-, riesel-
oder schüttfähigen oder
auch gasförmigen Medien
auszutragen.
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Besonders
geeignet ist die erfindungsgemäße Lösung für den Einsatz
im Kosmetikbereich oder im pharmazeutischen Bereich. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind
insbesondere besonders kleinbauende Austragköpfe erzielbar. Besonders vorteilhaft
ist die Erfindung für
Dosierpumpen einsetzbar, die einen Pumpendurchmesser von weniger
als 9 mm aufweisen. Hier handelt es sich um miniaturisierte Dosierpumpen.
In entsprechender Weise ist vorzugsweise auch der Austragkopf mit
einem Durchmesser versehen, der kleiner als 9 mm ausgeführt ist.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahme koaxial
zu der Düsenaustrittsachse
derart nach außen
offen gestaltet ist, dass das Düsenbauteil
längs der
Düsenaustrittsachse
in der Aufnahme montierbar ist. Das Einsetzen des Düsenbauteiles
längs der
Düsenaustrittsachse
in der Aufnahme ermöglicht
vorteilhaft in einem einzigen Arbeitsschritt bereits eine exakte
und endgültige
Positionierung des Düsenbauteiles
in der Aufnahme und damit in dem Austragkopf.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das scheibenförmige Düsenbauteil
rotationssymmetrisch zu der Düsenaustrittsachse
gestaltet. Dadurch ergibt sich insbesondere eine flache zylindrische Scheibe,
die vor zugsweise in ihrer Mitte koaxial zur Düsenaustrittsachse eine entsprechende
Düsenöffnung aufweist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Düsenbauteil spiegelsymmetrisch
zu einer auf die Düsenaustrittsachse
bezogenen radialen Mittelebene gestaltet. Dadurch ist es möglich, das
Düsenbauteil
sowohl in einer ersten Ausrichtung als auch in einer zweiten, spiegelverkehrten
Ausrichtung in die Aufnahme einzusetzen und dennoch in beiden Fällen die
gleiche Düsenfunktion
zu erzielen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Aufnahme Sicherungsmittel
zum Fixieren des Düsenbauteiles
in der Aufnahme zugeordnet. Die Sicherungsmittel dienen dazu, das
Düsenbauteil
form-, kraft- oder
stoffschlüssig
in der Aufnahme zu fixieren. In vorteilhafter Weise sind als Sicherungsmittel
Rastprofilierungen vorgesehen, die das Düsenbauteil formschlüssig in
der Aufnahme halten. Vorzugsweise wird das Düsenbauteil vollautomatisch
in der Aufnahme montiert. Es ist auch möglich, das Düsenbauteil manuell
zu montieren. Hierzu sind die Rastprofilierungen so ausgeführt, dass
das Düsenbauteil
von Hand ohne die Zuhilfenahme eines entsprechenden Werkzeugs in
die Aufnahme eingesteckt oder eingerastet werden kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Sicherungsmittel ein
separates Sicherungsbauteil vorgesehen, das mit dem Austragkopf
verbindbar ist und in seiner Sicherungsposition das Düsenbauteil form- oder kraftschlüssig in
der Aufnahme zurückhält. Das
Sicherungsbauteil ist vorzugsweise kappen- oder hülsenartig
gestaltet und auf den Austragkopf aufsteckbar oder aufschiebbar.
Vorzugsweise kann das kappen- oder hülsenförmige Sicherungsbauteil eine
Durchtrittsöffnung
aufweisen, deren Durchmesser geringfügig größer ist als ein Durchmesser
des Düsenaustrittes.
Vorzugsweise ist das Sicherungsbauteil bei seiner Montage auf dem
Austragkopf derart geführt,
dass die Durchtrittsöffnung zwangsläufig koaxial
zu dem Düsenaustritt
positioniert wird. Alternativ ist es möglich, sowohl eine Außenkontur
des Austragkopfes als auch das Sicherungsbauteil rotationssymmetrisch
zu gestalten, so dass das Sicherungsbauteil relativ zu dem Austragkopf
verdreht werden kann. Dadurch kann die Durchtrittsöffnung entweder
koaxial vor dem Düsenaustritt gedreht
werden, oder aber die Durchtrittsöffnung wird bei Nichtbenutzung
so verdreht, dass die Durchtrittsöffnung zu dem Düsenaustritt
versetzt ist. In dieser Position verschließt ein entsprechender Mantelabschnitt
des Sicherungsbauteiles den Düsenaustritt.
In besonders bevorzugter Weise ist das Sicherungsbauteil bei der
beschriebenen Ausführung
als Außenhülse gestaltet,
die den Austragkopf wenigstens im Bereich der Aufnahme außen übergreift.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Sicherungsmittel Klebstoff
vorgesehen, der im montierten Zustand das Düsenbauteil in der Aufnahme
stoffschlüssig
sichert. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Sicherungsmittel derart
gestaltet, dass sie auf das Düsenbauteil
eine Rückhaltekraft
entgegen einer Mediumaustrittsrichtung ausüben, die größer ist als eine Druckkraft
des in der Strömungskanalanordnung
geförderten
Mediums. Dadurch ist gewährleistet,
dass der Mediumdruck bei einem Austragvorgang oder in nicht benutztem
Zustand der Pumpe nicht dazu führen
kann, das Düsenbauteil
aus der Aufnahme herauszudrücken,
herauszuschleudern oder herauszuschießen. Diese Ausgestaltung ist
insbesondere bei Dosiereinrichtungen vorteilhaft, die durch Aufheizung
unter größeren Druck
geraten können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Sicherungsmittel so
ausgeführt,
dass sie für
das Düsenbauteil
eine umlaufende Dichtwirkung axial und/oder radial zu der Düsenaustrittsachse
aufweisen. Dadurch ist gewährleistet,
dass die Strömungskanalanordnung
keine Leckageverluste im Bereich des Düsenaustrittes aufweist. Entsprechende
Flüssigkeit
tritt ausschließlich
durch die Düsenöffnung aus.
Vorzugsweise wird die Dichtwirkung durch einen umlaufenden Rastrand
bewirkt, der das Düsenbauteil umlaufend
formschlüssig
hintergreift und in der Aufnahme sichert. Die Dicke des Düsenbauteiles
und die Tiefe der Aufnahme sind derart aufeinander abgestimmt, dass
das Düsenbauteil
in seiner montierten Position spielfrei in der Aufnahme gehalten
ist und durch den umlaufenden Rastrand oder andersgestaltete Sicherungsmittel
umlaufend in dieser Montageposition gehalten wird.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
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1 zeigt
in einer Frontansicht eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Austragkopfes
ohne Düsenscheibe,
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2 eine
Schnittdarstellung des Austragkopfes nach 1 entlang
der Schnittlinie II-II, jedoch mit Düsenscheibe und
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3 in
einer Schnittdarstellung ähnlich 2 eine
weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Austragkopfes.
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Ein
Austragkopf 1 gemäß den 1 und 2 ist
in 1 in stark vergrößerter Darstellung gezeigt.
Auch die Schnittdarstellung nach 2 stellt eine
mehrfache Vergrößerung der
tatsächlichen
Abmessungen des Austragkopfes 1 dar. Der Austragkopf 1 nach
den 1 und 2 wird für Dosiereinrichtungen eingesetzt,
die mit mechanischen Pumpeinheiten, insbesondere mit Schubkolbenpumpen, versehen
sind. Derartige Dosiereinrichtungen werden zum Ausgeben flüssiger Medien
aus dem Kosmetik- oder Pharmazeutikbereich eingesetzt. Besonders
bevorzugt weist der Austragkopf 1 gemäß den 1 und 2 einen
tatsächlichen
Durchmesser von weniger als 9 mm auf. Mit diesen geringen Abmessungen
ist der Austragkopf 1 vorteilhaft Teil einer miniaturisierten
Dosiereinrichtung, da auch die übrigen
Teile der Dosiereinrichtung vorzugsweise keinen größeren Durchmesser
aufweisen als der Austragkopf 1.
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Der
Austragkopf 1 ist aus einem thermoplastischen Kunststoff
im Spritzgussverfahren einstückig hergestellt.
Der Austragkopf 1 stellt ein kappenförmiges Bauteil dar und weist
einen Außenmantel 2 auf, der
im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist. Koaxial innerhalb des
Außenmantels 2 ist
ein hülsenförmiger Kragenabschnitt 3 vorgesehen,
der wie auch der Außenmantel 2 nach
unten offen ist. Der Kragenabschnitt 3 dient dazu, den
Austragkopf 1 auf einen nicht dargestellten Auslassbereich
einer Pumpeinheit der Dosiereinrichtung aufzustecken und so den
Austragkopf 1 mit einem Strömungsweg der Pumpeinheit zu
verbinden.
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Die
Dosiereinrichtung weist zusätzlich
zu der Pumpeinheit vorzugsweise einen Mediumspeicher auf.
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Der
Kragenabschnitt 3 umgibt einen ersten Strömungskanalabschnitt
einer Strömungskanalanordnung
innerhalb des Austragkopfes 1. In einem oberen Endbereich
geht der koaxial verlaufende erste Strömungskanalabschnitt 8 in
einen zweiten, radial ausgerichteten Strömungskanalabschnitt 6 über, der zu
einer Austrittsöffnung 4 des
Austragkopfes 1 führt. Vor
der Austrittsöffnung 4 ist
ein nicht näher
bezeichneter Aufnahmebereich für
eine Düsenscheibe 9 vorgesehen.
Zwischen dem Aufnahmebereich für
die Düsenscheibe 9 und
dem zweiten Strömungskanalabschnitt 6 ist
eine Strömungsleiteinheit
in Form einer Drallgebungsanordnung 7 vorgesehen, die anhand
der 1 gut erkennbar ist. Sowohl der Aufnahmebereich
als auch die Drallgebungsanordnung 7 weisen eine Symmetrieachse
auf, die einer Austrittsachse A der Austrittsöffnung 4 entspricht.
Die Austrittsachse A ist rechtwinklig zu einer nicht näher bezeichneten
Mittellängsachse
des Austragkopfes 1 und vorzugsweise radial zu dieser ausgerichtet.
Der zweite Strömungskanalabschnitt 6 mündet in
einem oberen Bereich der Drallgebungsanordnung 7 und des
Aufnahmebereiches, wie anhand der 2 erkennbar
ist.
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Der
Aufnahmebereich dient dazu, eine Düsenscheibe 9 aufzunehmen,
die rotationssymmetrisch gestaltet ist. Die Düsenscheibe 9 weist
in der Draufsicht eine Kreisform auf und ist mittig mit einem Durchtritt
in Form einer Düsenöffnung 10 versehen. Der
Aufnahmebereich ist in seinen Abmessungen so auf die Düsenscheibe 9 abgestimmt,
dass die Düsenscheibe 9 in
ihrem montierten Zustand gemäß 2 bündig in
dem Aufnahmebereich sitzt. Im montierten Zustand ist eine Düsenachse
der Düsenöffnung 10 identisch
mit der Austrittsachse A. Die Düsenscheibe ist
zudem spiegelsymmetrisch zu einer auf die Düsenaustrittsachse A bezogenen
radialen Mittelebene ausgerichtet.
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Die
Düsenscheibe 9 ist
als einstückiger Kunststoffkörper ausgeführt, der
mit einem im Querschnitt abgerundeten, umlaufenden Umfangs- oder Randbereich
versehen ist.
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Wie
anhand der 1 aufgrund der gewählten Darstellung
verzerrt erkennbar ist, weist die Austrittsöffnung 4 eine kreisförmige Randkontur
auf. Die Randkontur weist einen Durchmesser auf, der geringer ist
als ein Durchmesser des Aufnahmebereiches, der eine kreisförmige oder
zylindrische Randkontur besitzt. Die Randkontur des Aufnahmebereiches
ist auf den Durchmesser der Düsenscheibe 9 so
abgestimmt, dass der Aufnahmebereich für die Düsenscheibe 9 einen
im wesentlichen spielfreien Sitz gewährleistet. Die Tiefe des Aufnahmebereiches
ist ebenfalls auf die Dicke der Düsenscheibe 9 abgestimmt,
so dass die Düsenscheibe 9 axial
bündig
in dem Aufnahmebereich gehalten ist. Um die Düsenscheibe 9 spielfrei
in dem Aufnahmebereich zurückzuhalten,
bil det die umlaufende Randkontur der Austrittsöffnung 4 einen umlaufenden
Rastrand 5, der als Sicherungsmittel im Sinne der Erfindung
dient. Zum Montieren der Düsenscheibe 9 wird
die Düsenscheibe 9 vor
der Austrittsöffnung 4 positioniert
und anschließend
unter Aufbringung einer axialen Druckkraft in den Aufnahmebereich
hineingepresst. Da die Düsenscheibe 9 und
auch der Rastrand der Randkontur der Austrittsöffnung 4 aus Kunststoff
bestehen, ist eine gewisse elastische Nachgiebigkeit der Randkontur
der Austrittsöffnung 4 einerseits
und des Randes der Düsenscheibe 9 andererseits
gewährleistet,
so dass ein Einpressen der Düsenscheibe 9 ermöglicht ist.
Nach dem Einpressen hintergreift der Rastrand die Düsenscheibe 9.
Der Rastrand 5 ermöglicht
so den formschlüssigen,
spielfreien Rückhalt
der Düsenscheibe 9.
Die formschlüssigen
Rückhaltekräfte, die
der Rastrand 5 auf die Düsenscheibe 9 ausübt, bewirkt
eine umlaufende Dichtfunktion, so dass die Düsenscheibe 9 abgedichtet
in dem Aufnahmebereich gehalten ist. Flüssigkeit kann daher ausschließlich durch
die zentrale Düsenöffnung 10 nach außen treten.
Die formschlüssigen
Rückhaltekräfte sind
im Übrigen
so groß bemessen,
dass kein Herausdrücken
der Düsenscheibe 9 bei
unter starkem Überdruck
gefördertem
flüssigem
Medium innerhalb der beiden Strömungskanalabschnitte 6, 8 zu
der Austrittsöffnung 4 ermöglicht ist.
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Bei
der Ausführungsform
nach 3 ist ein Austragkopf 1a vorgesehen,
der im wesentlichen dem Austragkopf gemäß den 1 und 2 entspricht.
Bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede gilt die gesamte
Offenbarung der Ausführungsform
der Austragkopfes 1 gemäß den 1 und 2 auch
für den
Austragkopf 1a. Funktionsgleiche oder identische Bauteile
oder Abschnitte des Austragkopfes 1a sind mit identischen
Bezugszeichen wie bei dem Austragkopf 1 gemäß den 1 und 2 versehen,
jedoch unter Hinzufügung
des Buchstaben a. Wesentlicher Unterschied bei dem Austragkopf 1a ist
es, dass der an die Drallgebungsanordnung 7a und den zweiten
Strömungskanalabschnitt 6a anschließende Aufnahmebereich
zum Aufnehmen der Düsenscheibe 9 unmittelbar
außenseitig des
Außenmantels 2a des
Austragkopfes 1a angeordnet ist. Die Austrittsöffnung 4a ist
in einem separaten Sicherungsbauteil in Form einer hülsenartigen Sicherungshaube 5a vorgesehen,
die kraftschlüssig von
oben her über
den Austragkopf 1a bzw. Außenmantel 2a geschoben
ist. Die Austrittsöffnung 4a weist
einen wesentlich geringeren Durchmesser als der Aufnahmebereich
für die
Düsenscheibe 9 auf. Die
Austrittsöffnung 4a wird
koaxial vor der Düsenachse
der Düsenscheibe 9 positioniert.
Eine umlaufende Randkontur der Austrittsöffnung 4a dient somit zwangsläufig als
umlaufender Randvorsprung, der den formschlüssigen Rückhalt der Düsenscheibe 9 in dem
Aufnahmebereich bewirkt.
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Der
Innendurchmesser der Sicherungshaube 5a ist geringfügig kleiner
als der Außendurchmesser
des Außenmantels 2a,
so dass ein sicherer Kraftschluss der Sicherungshaube 5a in
ihrem auf den Außenmantel 2a aufgesteckten
Zustand gewährleistet ist.
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Bei
nicht dargestellten Ausführungsbeispielen
der Erfindung ist es möglich,
die Sicherungshaube 5a gegenüber dem Außenmantel des Austragkopfes
zu verdrehen. Dadurch kann die Austrittsöffnung in eine mit der Düsenöffnung der
Düsenscheibe fluchtende
Position oder in eine relativ zu der Düsenscheibe verdrehte Position
gebracht werden. In der verdrehten Position verdeckt ein Mantelabschnitt
der Sicherungshaube die Düsenscheibe
vollständig,
so dass kein Austragvorgang möglich
ist. Sobald die Austrittsöffnung
in die mit der Düsenscheibe
fluchtende Position verdreht ist, kann ein entsprechender Sprühvorgang
stattfinden.
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Bei
einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
weist die Sicherungshaube keinerlei Sicherungsfunktion auf, sondern
ist ausschließlich
ein dekoratives Bauteil.
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Bei
einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
weisen der Außenmantel
des Austragkopfes und die Sicherungshaube jeweils eine polygonale
Außenkontur
auf. Diese polygonalen Außenkonturen
gewährleisten,
dass die Sicherungshaube passgenau auf den Außenmantel aufsteckbar ist und
anschließend
nicht verdreht werden kann. Das Aufstecken erfolgt derart gerichtet, dass
zwangsläufig
die Austrittsöffnung
fluchtend vor der Düsenscheibe
positioniert wird.
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Es
ist auch möglich,
dass das Sicherungsbauteil so ausgeführt ist, dass es beim Aufsetzen
auf den Außenmantel
lediglich einen Teilbereich des Außenmantels überdeckt, indem die Düsenscheibe bzw.
die Austrittsöffnung
des Austragkopfes positioniert ist. Ein derartiges Sicherungsbauteil
kann dann insbesondere eine Halbschalenform oder ein ähnliches,
rotationsasymmetrisches Bauteil darstellen.