DE2737160A1

DE2737160A1 - Schaumerzeugungselement

Info

Publication number: DE2737160A1
Application number: DE19772737160
Authority: DE
Inventors: Walter Herbert Wesner
Original assignee: AFA CORP
Current assignee: AFA CORP
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1977-08-18
Publication date: 1978-02-23
Also published as: AU2729077A; DK370077A; AU510972B2; CA1074365A; IT1079826B; CH613105A5; NL7708634A; BE857971A; JPS5340404A; FR2361933A1; FR2361933B1; SE7709265L; BR7705556A; NO772835L; GB1572818A

Description

The AFA Corporation

14201 N.W. 6Oth Avenue, Miami Lakes, Florida,

USA

Schaumerzeugungselement

Die Erfindung betrifft ein Element zur Verwendung bei einem Flüssigkeitsabgabebehälter, vorzugsweise vom Drückertyp oder Fingerpumptyp, wobei das Element bewirkt, daß das Produkt in Form von Schaum und weniger in Form eines Sprayoder Nebelstromes abgegeben wird.

Abgabebehälter vom Drückertyp, bei denen die hier beschriebenen Vorrichtungen besonders nützlich sind, sind in den britischen Patenten Nr. 917 135, 1 315 866 und 1 331 842 dargestellt, die den US-Patenten 3 061 202, 3 685 739 und

3 650 473 entsprechen.

Schaumerzeugende Düseneinheiten zur Verwendung bei Abgabebehältern vom Drückertyp sind Gegenstand der US-Patente

4 013 228 und 3 946 947. Wenn diese Vorrichtungen auch recht

sie
wirksam sind, so sind in der Praxis durch ein hohes Längezu Durchmesserverhältnis gekennzeichnet, wodurch Probleme beim Abfüllen und Verpacken von Produkten auftreten, de

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einen ziemlich langen Abgabebehälter aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Schaumerzeugungselemente zu vermeiden und insbesondere auch deren Herstellung und Wirksamkeit zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig.l einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung der Erfindung,

Fig.la eine Ansicht dieser Ausgestaltung von rechts,

Fig.2 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, und

Fig.2a eine Ansicht dieser Ausgestaltung von rechts.

Die Schaumerzeugungselemente sind in der Ausgestaltung, wie sie in den Figuren 1 und la dargestellt ist, an der Düse eines Abgabebehälters vom Drückertyp angebracht. In einer anderen Ausgestaltung, wie sie in den Figuren 2 und 2a dargestellt ist, bildet die Düse kein separates Teil, sondern ist ale integraler Teil des Schaumerzeugungselementes ausge-

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bildet. In den Figuren 1 und la ist mit 101 ein Süßeres Gehäuse oder ein äußerer Körper von zylindrischer Form bezeichnet, der zwei Gitter 110 enthält/ die von zwei Gitterhaltern 109 gehalten sind. Der Körper 101 ist so gestaltet, daß er an der Düse eines Abgabebehälters vom Drückertyp befestigt werden kann, der allgemein mit 102 bezeichnet ist, und der über die Auslaßöffnung 103 ein Produkt liefert. Im Körper 101 ist eine Saugkammer 104 von im wesentlichen zylindrischer Form vorgesehen, die anliegend an die Abgabedüse 103 angeordnet ist und die mit Saugschlitzen 105 versehen ist. Die Saugschlitze 105 wirken mit Schlitzen 106 zusammen, die im Körper angeordnet sind, um Luft in die sich durch die Saugkammer 104 bewegende Flüssigkeit einzubringen. Es sei bemerkt, daß der Schlitz 106, der in Fig.l in gestrichelten Linien dargestellt ist, bei einem normalen Schnitt nicht sichtbar wäre. Durch seine Darstellung wird jedoch die Verbindung zwischen der inneren Saugkammer 104, den Saugschlitzen 105 und der Atmosphäre deutlicher dargestellt. Der Körper 101 ist auch mit einer Schaumbildungskammer 107 von zylindrischer Form versehen, die einen geringeren Durchmesser als die Saugkammer aufweist, und die an die Saugkammer 104 anliegend angeordnet ist. Zwischen der Schaumbildungskammer 107 und den Gittern 110 ist eine Expansionskammer 108 angeordnet. Eine Schaumformkammer 111 folgt den Gittern 110.

In den Figuren 2 und 2a ist mit 1 ein äußeres Gehäuse oder ein äußerer Körper von zylindrischer Form bezeichnet, der in der dargestellten Weise konisch ausgebildet sein kann. Der

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Körper 1 bildet an jedem Ende eine im wesentlichen zylindrische öffnung, deren eine, allgemein mit 2 bezeichnet, angepaßt ist, um den Schaumkörper an einem Abgabebehälter zu befestigen, wodurch eine getrennte Düse, wie sie in Fig.l bei 102 dargestellt ist, vermieden wird. Die andere Öffnung bildet eine Schaumformkammer 8, durch die der Schaum geformt und zu seinem Ziel geführt wird. Die Schaumformkammer 8 endet mit dem Gitter 7, das zwischen der Schaumformkammer 8 und der Expansionskammer 9 angeordnet ist. Die Expansionskammer 9 hat einen größeren Durchmesser als die Schaumbildungskammer 6, an die sie angrenzt. Die Schaumbildungskammer 6 ist im wesentlichen zylindrisch und enthält einen oder mehrere Unterbrecherringe 4, die in der Wand der Kammer ausgebildet sind und den von der Saugkammer 10 herkommenden Schaum bewegen und homogenisieren. Die Schaumbildungskammer 6 und die Öffnung 3 verbindend, ist die Saugkammer 10 wahlweise mit einem oder mit mehreren keilförmigen Ansaugschlitzen 5 versehen, durch die Luft in die Saugkammer 10 gezogen wird, wenn Flüssigkeit durch diese bewegt wird. Die Saugkammer 10 grenzt an die Öffnung 3 an, durch die Flüssigkeit aus dem Abgabebehälter gedrückt wird.

DLe erfindungsgemäßen Schaumbildungselemente sind einfach in der Herstellung,wirksam in der Erzeugung von Schaum. Das in Fig.l dargestellte Element wird in fünf Teilen hergestellt, dem Körper 101, den Gitterhaltern 109 und den Gittern 110. Das in Fig.2 dargestellte Element wird in zwei Teilen herge-

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stellt, dem Körper 1 und dem Gitter 7. Die Herstellung von Formen für die Herstellung der Körper 1 und 101 ist eine einfache Sache und bietet keine Schwierigkeiten. Ähnlich einfach ist auch das Einsetzen der Gitterhalter 109 und der Gitter 110 in die Vorrichtung der Fig.l und das Einsetzen der Gitter 7 in die Vorrichtung der Fig.2. Das Gitter 7 wird auf irgendeine herkömmliche Weise am Körper 1 befestigt, wobei die Befestigung auf einfache Weise durch Schallschweißung erfolgen kann, wenn das Gitter und der Körper 1 aus demselben Material bestehen, wie z.B. Polypropylen.

Es wird nun auf das Element der Figur 1 Bezug genommen, bei dem der Schaum durch Betätigen eines herkömmlichen Abgabebehälters, beispielsweise durch Hin- und Herbewegen eines Drückers, eines Abgabebehälters in herkömmlicher Weise, abgegeben wird. Das Produkt verläßt den Drücker-Abgabebehälter und tritt über die Auslaßöffnung 103 in die Saugkammer 104 ein, wo die Flüssigkeit durch die Luft, die über die Saugschlitze 105 eindringt,angesaugt wird. Die Bewegung der Flüssigkeit erzeugt einen Ventur!effekt, wodurch in der Saugkammer 104 ein Vorschäumen bewirkt wird. Der Schaum bewegt sich dann weiter in die Schaumbildungskammer 107, die einen geringeren Durchmesser hat als die Saugkammer 104. Die Schaumbildungskammer 107 verdichtet den Schaum, wodurch dieser eine feinere Struktur erhält,und beschleunigt die Bewegung des geschäumten Produktes.

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Von der Schaumbildungskammer 107 bewegt sich der Schaum durch die Expansionskammer 108 und trifft auf die Gitter 110 auf, wobei die größere Fläche den Durchgang erleichtert. Es sollte-zumindest ein,und wenn möglich drei#Gitter vorgesehen sein. Die Gitter erleichtern das Schäumen, da sie bewirken, daß Luft zugeführt wird und der Flüssigkeitsstrom unterbrochen wird. Bei drei oder mehr Gittern wird der Rückstaudruck beträchtlich, und der Druck zur Betätigung des Drückerabgabebehälters kann eine unannehmbare Höhe erreichen. Wenn zwei Gitter verwendet werden, sollten sie zumindest um 0,031 Inches (0,787 cm) voneinander beabstandet sein, um die Bildung eines fein strukturierten Schaumes zu ermöglichen. Wenn die Gitter zu nahe beieinander angeordnet sind, wirken sie wie ein einzelnes Gitter, während bei zu weit beabstandeten Gittern der Schaumstrom verlangsamt wird und der Schaum zusammenfallen kann, bevor er durch die Vorrichtung hindurch ist.

Nach cem Durchqueren der Gitter wird der Schaum durch die Schaumformkammer 111 geführt, in der der Schaum abschließend geformt und gegen das Ziel gerichtet wird.

Der Charakter des gebildeten Schaumes, d.h. ob der Schaum naß oder trocken ist, ist im wesentlichen eine Funktion des Luft-zu-Flüssigkeitverhältnisses und wird im wesentlichen durch die Flüssigkeit, die durch die Auslaßöffnung 103 kommt, durch die Luftmenge,die durch die Saugschlitze 105 kommt und die Größe der Saugkammer 104 bestimmt. Wenn der Drückerabgabebehälter eine einstellbare Düse aufweist, wird durch das Ein-

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stellen gewöhnlich ein Flüssigkeitsstrom oder ein Spray erzeugt. Diese Einstellung ist ein herkömmliches Mittel zum Beeinflussen des Schaumtyps. Wenn die Düse für ein Spray eingestellt ist, neigt die die Auslaßö'ffnung 103 verlassende Flüssigkeit dazu, sich auszubreiten oder sich nach außen hin zu erweitern. Das Luft-Flüssigkeitsverhältnis in der Saugkammer 104 ist daher relativ groß, und der sich ergebende Strom wird trockener und cremiger. Wenn die Düse des Abgabebehälters für einen Strom eingestellt ist, wird die Flüssigkeit, die das Schaumelement über die Auslaßöffnung 103 verläßt, komprimiert, und das Luft-Flüssigkeitsverhältnis in der Saugkammer ist relativ geringer. Der erzeugte Schaum ist dann feuchter und der Luftanteil darin geringer. Der feuchtere Schaum kann im allgemeinen weiter abgestrahlt werden als ein trockener, cremiger Schaum.

Fig.2 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung. Das Schaumelement, wie es in Fig.2 dargestellt ist, ist in zwei Teilen hergestellt, dem Körper und dem Gitter. Sein Zusammenbau ist äußerst einfach. Wie vorstehend beschrieben, soll diese Ausgestaltung die einstellbare Düse eines Abgabebehälters vom Drückertyp ersetzen und soll anstelle der Düse an einem derartigen Abgabebehälter befestigt werden. Beim Hin- und Herbewegen des Drückers des Drückerabgabebehälters wird Flüssigkeit durch die Öffnung 3 in die Belüftungskammer 10 gedrückt, wo sie anfänglich mit der durch die Saugschlitze 5 eintretenden Luft vermischt wird. Das belüftete Material bewegt sich dann in die Schaumbildungskammer 6, vorbei an den Unterbrecherringen 4, die den Schaum bewegen und vermischen.

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Von der Schaumbildungskammer 6 bewegt sich der Schaum durch die Gitter 7 in die Schaumformkammer 8, wo er geformt und gegen das Ziel gerichtet wird. Es sei angemerkt, daß zwischen dem Ausgang der Schaumbildungskanuner 6 und dem Gitter 7 der Schaum die Expansionskammer 9 durchquert. Diese Expansion skammer 9 soll bei jedem Schub des Drückers des AB-gabebehälters Luft einfangen und mitnehmen und dadurch dazu beitragen, daß ein Schaum von hoher Qualität erzeugt wird. Die Fähigkeit der Düse, Luft einzufangen, ist bedeutungsvoll für die Eigenschaft dieser Ausgestaltung, ohne Ansaugöffnungen 5 wirksam zu arbeiten.

Das hier beschriebene Schaumelement kann aus irgendeinem herkömmlichen thermoplastischen Material bestehen, wie Polyolefin, einschließlich Polyäthylen und Polypropylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyamid, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral und dergleichen. Aus Gründen der einfachen Herstellung und Kostengründen wird Polypropylen bevorzugt.

Die Gitter können aus irgendeinem herkömmlichen und nützlichen Material bestehen, das entweder gewebt oder nicht gewebt, natürlich oder synthetisch sein kann. Der besondere Typ wird ausgewählt, um ein ausgezeichnetes Produkt zu erzeugen, das den gewünschten Schaum ergibt und eine vernünftige Wartungsdauer aufweist. Die Gitter können aus feinmaschigem Metall oder synthetischem Kunststoff bestehen oder können aus einem porösen synthetischen Material gebildet sein, wobei die Poren durch Schäumen oder andere bekannte Verfahren erzeugt sind.

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Die Poren in den verwendeten Gittern können jegliche angemessene Größe und Gestalt aufweisen, um einen Schaum mit den gewünschten Eigenschaften zu erzeugen.

3h Verbindung mit der Schaumerzeugung sei angemerkt, daß bei dem hier beschriebenen Element die Luftzufuhr auf verschiedenen Wegen erreicht wird. Die Konstruktion macht sich die Tatsache zunutze, daß ein flüssiges Produkt aus einem Abgabebehälter vom Drückertyp bereits etwas Luft enthält. Sie macht sich weiterhin den Rückfluß von Luft durch das Gitter zunutze, wie er oben in Verbindung mit der Vorrichtung der Fig.2 beschrieben ist, und sie macht sich schließlich die Zufuhr von Luft durch die Luftdurchgänge, wie beispielsweise dem Luftansaugschlitz 5, zunutze. In vielen Fällen können die Luftansaugschlitze 5 weggelassen werden.

Ein anderer Vorteil des hier beschriebenen Elementes besteht darin, daß der Schaum in einer sehr kompakten Vorrichtung erzeugt wird. Bei der Ausführung sind keine großen Länge-Durchmesserverhältnisse erforderlich, und es ist daher möglich, ein Schaumerzeugungselement zu schaffen, das äußerst kompakt ist, eine Eigenschaft, die besonders vorteilhaft ist im Hinblick auf die Anwendung beim Verbraucher und die sich ergebenden Probleme beim Verpacken und Verladen.

Zusätzlich ist diese Konstruktion unabhängig von den Sprayeigenschaften, wodurch Materialien in einem weiten Viskositätsbereich erfolgreich geschäumt werden können. Die Vorrich-

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tung schäumt tatsächlich jede Flüssigkeit, die von einem handbetätigten Abgabebehälter vom Drückertyp abgegeben wird, einschließlich Oberflächenbehandlungsmittel.

Die Abmessungen des Schaumelementes sind nicht kritisch und können zur Erzeugung eines geeigneten Schaumes geändert werden. Die Abmessungen einer Ausgestaltung des in Fig.2 dargestellten Elementes sind folgende: Die Gesamtlänge beträgt etwa 2,5 Inches (6,35 cm). Dabei beträgt die Länge des Teiles zur Befestigung am Drückerspraybehälter (die Länge bis zum Ende der Auslaßöffnung 3) annähernd 0,6 Inches (1,524 cm) und die Länge vom Ende der Auslaßöffnung 3 zur Mittellinie des Unterbrecherringes 4 annähernd 0,25 Inches (0,635 cm). Der Abstand zwischen dem Ende der Öffnung 3 und dem Ende der Schaumbildungskammer 6 beträgt etwa 0,41 Inches (1,0414 cm), und der Abstand vom Ende der Auslaßöffnung 3 zum Gitter 7 beträgt etwa 0,4 Inches (1,27 cm). Der Abstand vom Ende der Auslaßöffnung 3 zum Ende der Düse beträgt etwa o,9 Inches (4,826 cm).

Die Belüftungskammer 10 und die Schaumbildungskammer 6 haben einen Durchmesser von etwa 0,16 Inches (0,4064 cm), während der äußere Durchmesser der Schaumbildungskammer 6 0,24 Inches (0,6096 cm) beträgt. Die Expansionskammer 9 hat einen äußeren Durchmesser von 0,32 Inches (0,8128). Die Schaumformkammer 8 hat einen inneren Durchmesser von 0,40 Inches (1,016 cm).

Das hier beschriebene Schaumerzeugungselement wurde in Verbindung mit einem Abgabebehälter vom Drückertyp dargestellt, kann jedoch gleichermaßen auch mit einem Abgabebehälter vom

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Fingerpumptyp verwendet werden. Obwohl das Schaumerzeugungselement als separates Element beschrieben ist, das an einem Abgabebehälter vom Drückertyp befestigt ist, sei angemerkt, daß das Schaumerzeugungselement auch in die Formgestaltung eines Abgabebehälters vom Drückertyp einbezogen werden kann, um einen integralen Schaumabgabebehälter zu schaffen.

Vorstehend wurde dne Schaumvorrichtung beschrieben, bei der Flüssigkeit, die aus einem Abgabebehälter vom Drückertyp abgegeben wird, mit einem Schaumerzeugungselement geschäumt werden kann, wobei das Element eine Anzahl von Kammern und einen oder mehrere Gitter enthält. Die Flüssigkeit wird belüftet, und der Schaum wird im Element erzeugt. In einer Ausgestaltung ist das Element angepaßt, um über die Düse eines Abgabebehälters vom Drückertyp gesetzt zu werden. In einer anderen Ausgestaltung ersetzt das Element die ganze Düse.

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Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath t d - 62 Wiesbaden ι i6.8.1977

Dr. Dieter Weber λ-λλι«««

Guitav-Freytaf-Strake β * *^

Dipl.-Phys. Klaus Seiffert · * <°^{Mt1) wt7f0}

PATENTANWÄLTE 2737160

Telegrammadresse· WILLPATENT Tat·»:*- 186 247

Case 7512-0 03

The AFA Corporation

14201 N.W. 60th Avenue, Miami Lakes, Florida

USA

Schaumerzeugungselement

Priorität; v. 20.August 1976 in Großbritannien Anm.No.: 34874/76

Patentansprüche

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ι 1. "Echaumerzeugungselement mit einem Körper, der an einem Ende "Flüssigkeit aufnehmen kann, die von einem Flüssigkeitsabgabebehälter gepumpt wird, und der am anderen Ende ein geschäumtes Produkt abgibt, gekennzeichnet durch

a) eine erste Kammer (10, 104) in dem Körper (1, 1Ol), in dem die Flüssigkeit mit Luft gemischt wird,

b) eine zweite Kammer (6, 107), die an die erste Kammer 10, 104) angrenzt und durch die die belüftete Flüssigkeit hindurchgeführt wird, wobei dia 2ue4.ke« K«nMV^(6, 107) im wesentlichen

ORIGINAL INSPECTED

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denselben oder einen geringeren Durchmesser aufweist als die erste Kammer (10, 104),

c) eine dritte Kammer (9, 108), die an die zweite Kammer (6, 107) angrenzt und einen größeren Durchmesser als diese aufweist, und die das belüftete Produkt aus der zweiten Kammer (6, 107) übernimmt,

d) zumindest ein Gitter (7, 110), das das stromabwärtsliegende Ende der dritten Kammer (9, 108) überdeckt und durch das das Produkt in der dritten Kammer (9, 108) gedrückt wird, und

e) Abgabemittel (8, 111) zum Abgeben des geschäumten Produktes.
2. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1, 101) zur Befestigung an der Auslaßdüse eines Flüssigkeitsabgabebehälters angepaßt ist.
3. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1, 101) mit der Auslaßöffnung eines Flüssigkeitsabgabebehälters gebildet ist und die Auslaßöffnung des Behälters ersetzt.
4. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element integraler Bestandteil eines Flüssigkeitsabgabebehälters ist.

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5. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (10, 104) mit Belüftungs— mitteln (5, 105) versehen ist, um Luft in die Kammer einzuführen.
6. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (10) mit einem oder mehreren keilförmigen Schlitzen (5) versehen ist, um Luft in die Kammer zu führen.
7. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (6, 107) einen geringeren Durchmesser aufweist als die erste Kammer (10, 104).
8. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (6, 117) im wesentlichen denselben Durchmesser aufweist, wie die erste Kammer (10,104)
9. Schaumerzeugungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (6) Mittel (4) aufweist, um das in der ersten Kammer belüftete Produkt zu bewegen und zu vermischen.

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