DE2315790A1

DE2315790A1 - Aerosolzerstaeuber mit kolbenpumpe zur erzeugung von druckluft als treibmittel

Info

Publication number: DE2315790A1
Application number: DE2315790A
Authority: DE
Inventors: Pasquale Raymond Riccio
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1972-03-31
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1973-10-11
Also published as: ZA732102B; BE797566A; NL7304267A; FR2179408A5; JPS4915014A; IT980046B; CA992502A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O, MAUERKIRfH¹SOTTR. 4ff

Anwaltsakte 23 608 29, K'. J73

CIBA-GEIGY AG Basel / Schweiz

Aerosolzerstäuber mit Kolbenpumpe zur Erzeugung von Druckluft als Treibmittel

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aerosolzerstäuber mit einer Kolbenpumpe zum Erzeugen von Druckluft· Ein solcher Zerstäuber hat eine einen Zylinder und einen Kolben aufweisende Kolbenpumpe, einen Produktbehälter, eine Produkt-Ansaug- und Zerstäubedüse, der Kolbenpumpe und dem Produktbehälter zugeordnete Absperreinrichtungen

— 2 — 309841/0470

¹ — 2 —

231579Q

und Einrichtungen zum Betätigen des Kolbens für das Komprimieren von Luft im Zylinder sowie zum Betätigen der Absperreinrichtungen nach Erreichen eines zum Sprühen ausreichenden Überdrucks im Zylinder zum Freigeben des Zutritts von Druckluft aus der Kolbenpumpe zur Zerstäuberdüse, bei deren Durchströmung die Druckluft Produkt aus dem Produktbehälter ansaugt und dieses in Form eines Aerosols zerstäubt.

In einem solchen Zerstäuber wird der. Luftdruck stetig gesteigert, bis die Druckluft nach Erreichen eines vorbestimmten Drucks von'vorzugsweise etwa 3,5 Bar oder mehr plötzlich freigegeben wird, um das flüssige,Produkt anzusaugen und in Form eines Sprühstrahls zu zerstäuben.

Derartige Zerstäuber weisen zahlreiche Vorteile auf, wie etwa den, daß eines der üblichen Aerosol-Treibmittel, ζ.Β» Freon, nicht erforderlich ist, so daß die Gefahr einer Schädigung des Benutzers durch Einatmen des Freon-Treibmittels nach dessen Verwendung zum Zerstäuben der Flüssigkeit vermieden .ist„ Ein weiterer Vorteil von Zerstäubern der genannten Art besteht darin, daß ihre Lagerfähigkeit allein durch die Haltbarkeit des zu zerstäubenden flüssigen Produkts begrenzt ist, da die zum Zerstäuben des Produkts verwendete Luft bei der Betätigung des Zerstäubers durch den Benutzer selbst komprimiert wird. Zer-

30 984 1/04 70 ' - 3 -.

stäuber der genannten Art sind in der Französischen Patentschrift 2 094 133, der Belgischen Patentschrift 782 785 und der Deutschen Offenlegungsschrift 2 220 253 "be schrieben.

Bei allen in vorauf gegangenen Patentanmeldungen "beschriebenen Ausführungsformen von Zerstäubern dieser. Art wird zum Erzeugen der Druckluft mittels der Kolbenpumpe der Kolben durch direkten Pingerdruck des Benutzers gegenüber dem Gehäuse des Zerstäubers oder aber das Gehäuse, ebenfalls durch direkten Pingerdruck, gegenüber dem Kolben bewegt. Diese Art der Betätigung ist zwar für viele Verwendungszwecke ausreichend, zuweilen muß jedoch für die Abgabe des gerade zu zerstäubenden Produkts oder zum Zerstäuben einer bestimmten Menge des Produkts ein ziemlich hoher Druck oder eine ziemlich große Druckluftmenge erzeugt werden. Pur solche Pälle wäre ein Zerstäuber der genannten Art von Vorteil, bei welchem der zum Betätigen des Kolbens ausgeübte Pingerdruck verstärkt wird, um auf diese Weise einen hohen Luftdruck und/oder eine große Druckluftmenge zu erhalten.

Die Erfindung schafft einen Aerosolzerstäuber der genannten Art mit hydraulischer Kraftverstärkung für die Betätigung der Kolbenpumpe zum mühelosen Erzeugen von Druckluft mit einem erhöhten Druck oder von einerrelativ großen Druckluftmenge.

30 984 1 /0470

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung "bei einem Aerosol— zerstäuber der genannten Art vor, daß eine durch jFingerdruck betätigbare hydraulische Kraftverstärkereinriehtung in Triebverbindung zum Kolben der Kolbenpumpe steht.

Im einzelnen schafft die Erfindung einen Aerosolzerstäuber mit einer aus einem Kolben und einem Zylinder zusammengesetzten Kolbenpumpe zum Erzeugen von Druckluft, einem Produkt "behälter, einer Produkt-Ansaug- und Zerstäuberdüse, der Kolbenpumpe und dem Produkt "behälter zugeordneten Absperreinrichtung en und mit Einrichtungen zum Betätigen des Kolbens für das Komprimieren von luft in einem Kompressionsraum des Zylinders sowie zum Betätigen der Absperre inri chtungen nach Erreichen eines bestimmten Überdrucks im Zylinder zum Freigeben des Zutritts der Druckluft aus der Kolbenpumpe zur Zerstäuberdüse, "bei deren Durchströmung die Druckluft Produkt aus dem Produkt "behält er ansaugt und dieses in Form eines Aerosols zerstäubt, wobei gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß die Absperreinrichtungen und die Produkt-Ansaug— und Zerstäuberdüse im Kolben angeordnet sind, und daß die Betätigungseinrichtung für den Kolben eine in Wirkbeziehung zu diesem und zum Zylinder stehende hydraulische Kraftverstärkereinriehtung zum Bewegen des Kolbens in den Zylinder aufweist.

— 5 — 3 0 9 8 k 1 / 0 k 7 0 ' " ^J ' '

231579Q

Die hydraulische Kraftverstärkereinrichtung hat vorzugsweise ein Gehäuse mit einem Teil größeren und einem Teil kleineren Durehmessers, einen im Teil kleineren Durchmessers geführten Betätigungskolben und eine im Gehäuse enthaltene füllung einer hydraulischen Flüssigkeit, welche unmittelbar auf den Kolben der Kolbenpumpe einwirkt .

Das Gehäuse ist vorzugsweise als Verlängerung der zylindrischen Wandung des Zylinders der Kolbenpumpe ausgebildet.

Die hydraulische Flüssigkeit steht vorzugsweise an der dem Kompressionsraum im Zylinder abgewandten Seite am Kolben an.

In einer Wandung der Kolbenpumpe ist vorzugsweise eine Lufteinlaßanordnung vorgesehene

In einer einfach herstellbaren Ausführungsform der Erfindung ist der Produktbehält er dem Kolben zugeordnet. Im einzelnen kann der Produktbehälter eine im Kolben gebildete Produktkammer, einen die Produktkammer dicht verschließenden, abnehmbaren Deckel und eine zwischen der Produktkammer und der Zerstäuberdüse angeordnete Absperreinrichtung aufweisen.

- 6 309841/0470

Die Zerstäuberdüse ist vorzugsweise als "Venturidüse ausgebildet . '

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Kolbenpumpe einen Anschlag aufweisen, an welchem die der Kolbenpumpe zugeordnete Absperreinrichtung gegen Ende oder am Ende des Kompressionshubs des Kolbens im Zylinder in Betätigungsanlage kommt, so daß sie sich öffnet und der Druckluft den Weg zur Zerstäuberdüse freigibt.

Der Anschlag kann, auch so eingerichtet sein, daß er zunächst die der Kolbenpumpe zugeordnete Absperreinrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise betätigt und gleichzeitig damit oder kurz darauf auch die Produktabsperreinrichtung, um die beiden Absperreinrichtungen in der Weise zu öffnen, daß der Druckluft und gleichzeitig damit bzw. kurz darauf dem Produkt der Weg zur Zerstäuberdüse freigegeben wird.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansieht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aerosolzerstäubers mit den verschiedenen Teilen in der Ruhestellung,

- 7 -309841/0470

Pig« 2 eine Pig. 1 entsprechende Ansieht mit den Teilen in der Betätigungsstellung und

Fig. 3 eine Sehrägansicht des erfindungsgemäßen Aerosolzerstäubers in der Betätigungsstellung.

Der in der Zeichnung dargestellte Zerstäuber hat einen Kolben 10 für eine Kolbenpumpe, mit einer in Axialrichtung darin verlaufenden Bohrung 11, welche an seiner Unterseite in einer erweiterten Bohrung 12 ausmündet und der Aufnahme einer im folgenden beschriebenen Absperreinriehtung dient.

Wie man in Pig. 1 und 2 erkennt, ist die Bohrung 11 aufwärts durch einen Durchlaß 13 verlängert, welcher von einem zweiten, quer verlaufenden Durchlaß 14 geschnitten wird. Dieser mündet an der Seite des Kolbens 10 in einer erweiterten Bohrung 15 aus, in welche ein Sprühdüseneinsatz 16 derart eingepreßt ist, daß darum herum eine Produkt-Ansaugkammer 17 entsteht. Die Bohrungen 11 und bilden zusammen mit den Durchlässen 13 und 14 einen Druckluft-Strömungsweg durch den Kolben 10 hindurch zum Düseneinsatz 16. Ein von der Ansaugkammer 17 aufwärts verlaufender Produktdurchlaß 18 mündet in der abwärts gerichteten Spitze einer trichterförmigen Ausnehmung 18a, in

309841/0 470

in weichet eine Söhlitzmembräne I8b eingesetzi; und mittels eines Halterihgs ISg "befestigt ist. An die Ausnehmung 18a schließt sich ein !Produkt"behälter in Form einer Produktkammer 19 an* Bas obere Ende des Kolbeiis 10 ist mit einem die Produkt kämm er 19 verschließenden Deckel veröehen* Bei einem Zerstäuber für einmalige Verwendung kann der Deckel fest angebracht oder bei einem wiederverwendbaren Zerstäuber als Schraubdeckel 19a ausgebildet sein»

Am Boden des Kolbens 10 ist eine sich über die erweiterte Bohrung 12 erstreckende, von einer Öffnung durchsetzte Dichtung 20 angeordnet und mittels eines in einen unten am Kolben 10 h. e rvö rs t eh end en Rand 1öa eingepreßten Halterings 21 befestigt. Eine in der Bohrung 11 sitzende Druckfeder 23 belastet ein Ventllplättchen 22 von oben her in Anlage an der Dichtung 20.

Ein unterhalb des Kolbens 10 gebildeter Kompressionsraum 39 ist durch eine zylindrische Wandung 24 begrenzt* Die Zylinderwandung 24 ist aufwärts verlängert und bildet ein Gehäuse 25 mit einem Teil größeren Durchmessers 25a und einem Teil kleineren Durchmessers 25b, welches über eine von einer Ringscheibe 25c gebildete Stufe mit dem Teil 25a verbunden ist. Der Kolben 10 ist gleitend beweglich im weiteren Gehäuseteil 25 a untergebracht. Er hat zunächst

— 9 — 309841/0470

seinem oberen Ende eine Ringdichtung 28 zum Abdichten des Ringspalts zwischen ihm und der Innenfläche des Gehäuseteils 25a und zunächst dem unteren Ende eine Ringdichtung 28a zum Abdichten des Kompressionsraums 39· Ein im engeren Teil 25b des Gehäuses gleitend beweglicher Betätigungskolben 30 ist von einem Dichtungsring 31 umgeben, welcher den Spalt zwischen dem Kolben 30 und der Innenfläche des Gehäuseteils 25b abdichtet. Ein einen Betätigungsstößel bildender Aufsatz 29 auf dem Kolben steht auswärts aus dem engeren Gehäuseteil 25b hervor und dient zum Ausüben eines Fingerdrucks auf den Betätigungskolben 30. Oberhalb des Kolbens 10 enthält das Gehäuse 25 eine Füllung 32 einer hydraulischen Flüssigkeit wie etwa Wasser, Öl oder dergleichen.

In das untere offene Ende der Zylinderwandung 24 ist ein Zylinderboden 33 im Preßsitz fest eingesetzte Er hat einen auswärts über die untere Kante der Zylinderwandung 24 umgelegten Rand 34. Der aus der Wandung 24 und dem Boden 33 gebildete Zylinder begrenzt zusammen mit der Unterseite des Kolbens 10 den Kompressionsraum der Kolbenpumpe. Auf dem Zylinderboden 33 erhebt sich ein Betätigungsstift 35, welcher bei Annäherung des Kolbens an den Zylinderboden die Öffnung in der Dichtung 20 durchsetzt und das Ventilplättchen 22 von dieser abhebt, um

- 10 309841/0470

231

den Druckluft-Strömungsweg zum Sprühdüseneinsatz 16 freizugeben. Zwischen dem Zylinderboden 33 und dem Kolben sitzt eine Rückführfeder 36_. Am Zylinderboden 33 ist ferner eine Lufteinlaßanordnung mit einer Anzahl von den Boden durchsetzenden Durchlässen 37 und einer diese nach Art eines Platterventils überdeckenden flexiblen Dichtungsscheibe 38 vorgesehen. Die Dichtungsscheibe 38 ist lediglich mit ihrem Mittelteil in einer den Betätigungsstift umgebenden Ringnut 35a gehalten oder mittels eines Befestigungselements, etwa einer auf den Stift 35 gesetzten Scheibe, gehalten. Die Wandung des erweiterten Teils 25a des Gehäuses 25 ist von einer Öffnung 26 durchsetzt,· welcher in der einander angenäherten Stellung von Kolben und Zylinderboden 33 am Ende eines Kompressionshubs die Bohrung 15 gegenübersteht (Jig. 2).

Im Gebrauch wird der Zerstäuber zwischen dem am Boden angreifenden Daumen und einem am Betätigungsstoßel 29 angreifenden Pinger, vorzugsweise dem Zeigefinger gehalten und zwischen Daumen und Pinger zusammengepreßt. Dabei bewegt sich der Betätigungsstößel 29 in das engere Gehäuseteil 25b und übt damit über die hydraulische Flüssigkeit 32 einen Druck auf den Pumpenkolben 10 aus. Der Pumpenkolben 10 bewegt sich unter Komprimieren der Luft im Kompressionsraum 39 auf den Zylinderboden 33 zu. Ist

- 11 -

309841/04 70

am Ende des Kompressionshubs ein Höchstwert des Luftdrucks erreicht, so kommt der Betätigungsstift 55 in Anlage am Ventilplatteheη 22 und hebt dieses von der Dichtung 20 ab, so daß die im Kompressionsraum 59 komprimierte Luft zum Düseneinsatz 16 entweichen kann. Bei der Durchströmung des Düseneinsatzes 16 mit Druckluft entsteht in der Ansaugkammer 17 und im Durchlaß 18 ein Unterdruck, aufgrund dessen sich die Schlitzmembrane 18b abwärts in die trichterförmige Ausnehmung 18a hinein verformt, so daß sich ihr Schlitz öffnete Dadurch wird nun Produkt aus der Produktkammer 19 angesaugt und durch die zu diesem Zeitpunkt der Bohrung 15 gegenüber stehende Öffnung 26 hindurch zerstäubt. Nach dem Ausströmen der Druckluft bringt die Feder 25 das Ventilplättchen 22 wieder auf seinen Sitz zurück. Beim Nachlassen des Pingerdrucks führt die Feder 56 den Kolben 10, die hydraulische Flüssigkeit 52 und den Betätigungsstößel 29 in die Ausgangsstellung zurück.

Da die Querschnittsfläche des erweiterten Gehäuseteils 25a und die des darin geführten Pumpenkolbens 10 größer ist als die des engeren Gehäuseteils 25b, bewegt sich die hydraulische Flüssigkeit 52 im Gehäuseteil 25b über eine größere Strecke als im Gehäuseteil 25a, wobei ein im Gehäuseteil 25b auf die Hydraulikflüssigkeit 32 ausgeübter

- 12 309841 /0470

Druck auf die gesamte Querschnitts!lache des Pumpenkolbens 10 übertragen wird. Die zum Erzeugen dieses Drucks über den Betätigungsstößel 29 ausgeübte Kraft ist daher am Pumpenkolben 10 verstärkt oder vervielfacht, so daß es möglich ist, mit der relativ geringen Kraft von Daumen und Zeigefinger einen erhöhten luftdruck in der Kompressionskammer 39 zu erzielen und/oder eine' größere Menge Luft zu komprimieren, als dies bei direkter Ein- ' wirkung der gleichen Kraft auf den Kolben 10 möglich ist. Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform erzeugt durch Kompression eines im Vergleich zu einem ähnlichen Zerstäuber ohne hydraulische Kraftverstärkung etwas größeren Luftmenge auf ein etwas geringeres Volumen einen höheren Luftdruck. Durch Verlängerung des Kolbenwegs in Richtung auf den Zylinderboden 33 läßt sich eine noch größere Luftmenge auf einen noch höheren Druck komprimieren. ' '

-13 -

30984 1/0470

Claims

Patentansprüche :

MJ Aerosolzerstäuber mit einer einen Kolben und einen Zylinder aufweisenden Kolbenpumpe zum Erzeugen von Druckluft, einen Produktbehälter, einer Produkt-Ansaug- und Zerstäuberdüse, der Kolbenpumpe und dem Produktbehälter zugeordneten Absperreinrichtungen und mit Einrichtungen zum Betätigen des Kolbens für das Komprimieren von Luft in einem Kompressionsraum des Zylinders sowie zum Betätigen der Absperreinrichtungen nach Erreichen eines bestimmten Überdrucks im Zylinder zum Freigeben des Zutritts der Druckluft aus der Kolbenpumpe zur Zerstäuberdüse, bei deren Durchströmung die Druckluft Produkt aus dem Produkt behält er ansaugt und dieses in lorm eines Aerosols zerstäubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinriehtungen (20, 22 bzw» 18) und die Produkt-Ansaug- und Zerstäuberdüse (16) im Kolben (10) angeordnet sind und daß die Betätigungseinrichtung für den Kolben eine in Wirkbeziehung zu diesem und zum Zylinder stehende hydraulische Kraftverstärkeranordnung zum Bewegen des Kolbens in den Zylinder (24) aufweist.

-H-

09841/0470

2_β 'Aerosolzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kraftverstärkeranordnung ein Gehäuse (25) mit einem Seil größeren Durehmessers (25a) und einem Teil kleineren Durchmessers (25~b) , einen in dem Teil kleineren Durchmessers geführten Betätigungskolben (30) und eine am Kolben der Kolbenpumpe anstehende Füllung aus einer hydraulischen flüssigkeit (32) aufweist.

3. Aerosolzerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) als Verlängerung der zylindrischen Wandung (24) des Zylinders der Kolbenpumpe ausgebildet ist.

Aerosolzerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Flüssigkeit (32) an der dem Kompressionsraum (39) des Zylinders (24) abgewandten Seite des Kolbens, (lo) an diesem ansteht.

5. Aerosolzerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe in einer Wandung (33) eine Lüfteinlaßanordnung (37, 38) hat.

- 15 0 9 8 4 1/0470

6. Aerosolzerstäuber nach, wenigstens einem der Ansprüche

1 Ms 5 j dadurch gekennzeichnet, daß der Produkt "behält er (19) dem Kolben (10) zugeordnet ist_o

7. Aerosolzerstäuber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktbehälter eine im Kolben gebildete Produktkammer (19)> einen diese dicht verschließenden abnehmbaren Deckel (19a) und eine zwischen der Produkt kammer und der Zerstäuberdüse (16) angeordnete Produkt-Absperreinrichtung (18) aufweist.

8. Aerosolzerstäuber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüse (16) eine Venturidüse ist.

9. Aerosolzerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe eine Anschlageinrichtung (35) enthält, welche kurz vor dem Ende oder am Ende des Kompressionshubs des Kolbens (10) im Zylinder (24, 33) an der der Kolbenpumpe zugeordneten Absperreinrichtung in Anlage bringbar ist und mittels welcher die Absperreinrichtung zum Freigeben des Zustroms von Druckluft zur Zerstäuberdüse öffnend betätigbar ist.

- 16 -

309841/0470

■ - 16 -

10. Aero bo Iz er staut) er nach Anspruch 7 oder 8_t dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe eine Anschlageinrichtung (35) enthält, welche kurz vor dem Ende oder am Ende des Kompressionshu"bs des Kolbens (10) im Zylinder (24, 33) an der der Kolbenpumpe zugeordneten Absperreinrichtung und gleichzeitig oder kurz danach an der Produkt-Absperreinrichtung in Anlage bringbar ist und mittels welcher die beiden Absperreinrichtungen zum Freigeben des Zustroms von Druckluft zur Zerstäuberdüse und gleichzeitig damit oder kurz danach zum Freigeben des Zutritts von Produkt zur Zerstäuberdüse öffnend betätigbar sind.

1/0470