DE4134885C2 - Betätigungsaufsatz für einen Sprühbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Betätigungsaufsatz für einen Sprühbehälter, der ein strömungsfähiges, ei­ nem Gasdruck ausgesetztes Produkt und in einem Ausgabe­ kanal ein Ausgabeventil enthält, das durch den Betäti­ gungsaufsatz betätigbar ist, so daß das Produkt bei geöffnetem Ausgabeventil durch den Ausgabekanal aus­ strömt, wobei der Betätigungsaufsatz eine an den Aus­ gabekanal ankuppelbare Axialbohrung, eine von der Axi­ albohrung zu einer Austrittsdüse führende Querbohrung und ein in der Axialbohrung passend eingesetzes und axial verschiebbares Regelglied mit einer Drosselbohrung zur Durchflußregelung aufweist.

Bei einem bekannten Betätigungsaufsatz dieser Art (EP 2 34 797 B1, Fig. 16) ist das Regelglied als Gummischeibe ausgebildet, die axial gegen eine zur Drosselbohrung des Regelgliedes koaxiale Öffnung der Axialbohrung ge­ drückt wird, wobei die Gummischeibe radial in Abhängig­ keit vom Innendruck des Sprühbehälters verformt wird, so daß der Durchflußquerschnitt der Drosselbohrung mit zunehmendem Innendruck eingeengt wird. Mit abnehmendem Innendruck ist die Einengung der Bohrung entsprechend geringer und damit der Durchtrittsquerschnitt größer. Da der Durchfluß eine Funktion des Innendrucks und des Durchtrittsquerschnitts ist, bleibt er unabhängig vom Innendruck weitgehend konstant. Gummielastisches Mate­ rial hat jedoch die Eigenschaft, daß es quillt, wenn es mit bestimmten Flüssigkeiten in Berührung kommt, z. B. fetthaltigen oder öligen Flüssigkeiten, wie sie häufig in derartigen Sprühdosen enthalten sind. Darüber hinaus lassen sich die Nennmaße gummielastischer Teile bei der Herstellung nicht mit engen Toleranzen einhalten, abge­ sehen davon, daß sie temperaturabhängig sind und sich im Laufe der Zeit durch Alterungserscheinungen ändern. Da man zur Vermeidung eines unnötigen Verbrauches des im Spraybehälter enthaltenen Produktes aber bestrebt ist, den Durchtrittsquerschnitt sehr klein zu halten, z. B. bei etwa 0,2 mm², ist der Durchfluß erheblich von der genauen Einhaltung der Nennmaße des Regelgliedes abhängig.

Sodann ist ein Betätigungsaufsatz für einen Sprühbehälter bekannt (US-PS 4 650 094, Fig. 1), der ein strömungsfähiges, einem Gasdruck ausgesetztes Produkt und in einem Ausgabekanal ein Ausgabeventil enthält, das durch den Betätigungsaufsatz betätigbar ist, so daß das Produkt bei geöffnetem Ausgabeventil durch den Ausgabekanal ausströmt. Der Betätigungsaufsatz hat eine an den Ausgabekanal ankuppelbare Axialbohrung, eine von der Axialbohrung zu einer Austrittsdüse führende Querbohrung und ein in der Axialbohrung verschiebbares Regelglied zur Durchflußregelung. Das Regelglied ist durch den Innendruck des Sprühbehälters gegen Federkraft bis gegen einen Anschlag verschiebbar, der das Regelglied in einer Lage anhält, in der es den größten Teil der Axialbohrung blockiert. Es besteht aus einem Differentialkolben, der in der Axialbohrung mit allseitigem radialem Abstand gelagert ist. Die Axialbohrung ist eine Stufenbohrung, deren Querschnitt zur Querbohrung hin stufenweise abnimmt. Der Differentialkolben ist ein Stufenkolben, dessen Querschnitt im vorderen Endabschnitt stetig zu seinem vorderen Ende hin abnimmt. Der vordere Endabschnitt des Kolbens ist bei geöffnetem Ausgabeventil durch den Innendruck in den den kleinsten Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Axialbohrung einführbar. Dabei verringert er den Spalt zwischen dem vorderen Endabschnitt des Kolbens und dem den kleinsten Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Axialbohrung. Wenn der Innendruck abnimmt, dringt der vordere Endabschnitt des Kolbens weniger weit in den Axialbohrungsabschnitt mit dem kleinsten Durchmesser ein, so daß die Spaltweite zwischen dem vorderen Endabschnitt des Kolbens und diesem Axialbohrungsabschnitt zunimmt und der Durchfluß weitgehend konstant bleibt. Die Herstellung einer solchen Axialbohrung in einem üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Betätigungsaufsatz ist zum einen hinsichtlich einer leichten Entformbarkeit und zum anderen zur Erzielung enger Spalttoleranzen schwierig. Auch die Abmessungen des Kolbens erfordern die Einhaltung enger Toleranzen, um enge Spalttoleranzen einzuhalten. Wegen der Temperaturabhängigkeit der Maße beider den Spalt begrenzenden Teile ist es noch schwieriger, die Spaltweite genau zu bemessen, um eine möglichst hohe Konstanz des Durchflusses bei abnehmendem Innendruck des Behälters zu erreichen. Dagegen ist eine Drosselbohrung im Kolben selbst nur durch das Kolbenmaterial begrenzt. Sie kann daher von vornherein genauer als ein Spalt bemessen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Betäti­ gungsaufsatz der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem der Durchfluß bei geöffnetem Ausgabeventil mit höherer Genauigkeit eingehalten wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Regelglied durch den Innendruck des Sprühbehälters gegen Federkraft vor die Eintrittsöffnung der Querboh­ rung bis gegen einen Anschlag verschiebbar ist, der das Regelglied in einer Lage anhält, in der es den größten Teil der Eintrittsöffnung blockiert, und daß das Regel­ glied aus weitgehend starrem Material hergestellt ist.

Bei dieser Lösung bilden das Regelventil und die Ein­ trittsöffnung der Querbohrung ein Durchfluß-Regelven­ til, das den Durchfluß unabhängig vom Innendruck weit­ gehend konstant hält. Die Drosselbohrung im Regelventil trägt ebenfalls, wenn auch nur zu einem geringen Teil, zur Konstanthaltung des Durchflusses bei, weil sie bei hohem Innendruck einen etwas höheren Durchflußwider­ stand als bei niedrigerem Innendruck bietet, so daß schon dadurch eine gewisse, vom Innendruck unabhängige Konstanz des Durchflusses gewährleistet ist. Darüber hinaus vermeidet die Drosselbohrung schon von vornher­ ein eine zu hohe Austrittsmenge bei Betätigung des Aus­ gabeventils. Wie schon bisher benötigt man kein zusätz­ liches Gehäuse für das Durchflußregelventil. Das Regel­ glied kann aus verhältnismäßig hartem Kunststoff herge­ stellt werden, der weitgehend alterungsbeständig und unempfindlich gegenüber dem im Sprühbehälter enthalte­ nen Produkt ist.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Eintrittsöff­ nung der Querbohrung als axialer Schlitz in Form eines Rechtecks ausgebildet ist. Auf diese Weise ist für eine lineare Abhängigkeit des Durchflußquerschnitts der Ein­ trittsöffnung vom Innendruck und damit für eine noch höhere Konstanz des Durchflusses gesorgt.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Betätigungsaufsatz bei niedrigem Innendruck des Sprühbehälters,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt in einer zu der Schnitt­ ebene der Fig. 1 senkrechten Ebene,

Fig. 3 die gleiche Schnittansicht wie Fig. 1, jedoch bei maximalem Innendruck des Sprühbehälters,

Fig. 4 eine Rückansicht eines Einsatzes des Betäti­ gungsaufsatzes und

Fig. 5 den Schnitt V-V der Fig. 4.

Der dargestellte Betätigungsaufsatz dient zur Betäti­ gung eines Ausgabeventils eines nicht dargestellten Sprühbehälters, der ein strömungsfähiges, einem Gas­ druck ausgesetztes Produkt enthält. Der Betätigungsauf­ satz hat etwa die Form einer Haube mit einem koaxialen inneren Rohr 1, das eine Axialbohrung 2 begrenzt. Das Rohr 1 wird auf einen einen Teil des Ausgabekanals des Sprühbehälters bildenden Ventilschaft des Ausgabeven­ tils aufgesteckt, so daß es reibschlüssig mit diesem verbunden ist. Durch Niederdrücken des Ventilschaftes mittels des Betätigungsaufsatzes wird das Ausgabeventil in herkömmlicher Weise geöffnet, so daß das Produkt unter dem im Sprühbehälter herrschenden Gasdruck durch den Ausgabekanal ausströmt. In der Nähe des oberen En­ des der Axialbohrung 2 führt eine Querbohrung 3 zu ei­ ner Austrittsdüse 4. In der Axialbohrung 2 ist ein Re­ gelglied 5 passend eingesetzt und axial verschiebbar. Es hat die Form eines Kreiszylinders mit einer mittle­ ren Querwand 6, in der eine koaxiale Drosselbohrung 7 ausgebildet ist. Zwischen der Querwand 6 und dem oberen Ende der als Sackbohrung ausgebildeten Axialbohrung 2 ist eine Schraubenfeder 8 angeordnet. Das Regelglied 5 ist durch den Innendruck des Sprühbehälters gegen die Kraft der Schraubenfeder 8 über die Eintrittsöffnung 9 der Querbohrung 3 bis gegen einen Anschlag 10 ver­ schiebbar, der das Regelglied 5 in einer Lage anhält, in der es den größten Teil der Eintrittsöffnung 9 bloc­ kiert. Die Eintrittsöffnung 9 der Querbohrung 3 ist als axialer Schlitz in Form eines Rechtecks ausgebildet (siehe Fig. 2). Der Anschlag 10 ist durch etwa V-förmi­ ge Unterbrechungen 11 in mehrere radiale und axiale Vorsprünge unterteilt. Von der Eintrittsöffnung 9 er­ weitert sich die Querbohrung 3 in Form ebener, in der Seitenansicht etwa halbelliptischer Flächen bis auf einen kreisrunden Querschnitt.

Die Querbohrung 3 geht in eine Ringnut 12 über, in die ein etwa haubenartiger Einsatz 13 mit seiner Umfangs­ wand so eingesetzt ist, daß diese an der radial äußeren Wand der Ringnut 12 dicht anliegt und zur radial inne­ ren Wand einen Abstand aufweist und mithin eine weitere Ringnut 14 freibleibt.

Wie die Fig. 4 und 5 deutlicher zeigen, hat der Einsatz 13 in der Mitte seines Bodens eine Vertiefung 15, die anfänglich kreiszylindrisch ist und sich dann konisch zur Düse 4 hin verjüngt. Ferner sind im Boden des Ein­ satzes 13 von dessen Umfangswand etwa tangential zur mittleren Vertiefung 15 konvergierende Nuten 16 in gleichen Winkelabständen ausgebildet.

Ein die radial innere Wand der Ringnut 12 (Fig. 1) bil­ dender Zapfen 17 begrenzt einerseits zusammen mit der Vertiefung 15 im Einsatz 13 eine Wirbelkammer und ande­ rerseits zusammen mit den Nuten 16 Kanäle, die an ihren breiteren Enden mit der Ringnut 14 in Verbindung ste­ hen.

Sodann ist der Betätigungsaufsatz zwischen seiner Um­ fangswand und dem Rohr 1 mit Versteifungsrippen 18 ver­ sehen.

Um das Ausgabeventil des Sprühbehälters zu öffnen, drückt der Benutzer mit dem Finger auf die leicht kon­ kave geriffelte Betätigungsfläche des Betätigungsauf­ satzes. Das daraufhin durch das Druckgas aus dem Sprüh­ behälter herausgedrückte Produkt strömt durch die Axi­ albohrung 2, die Drosselbohrung 7, die Öffnung 9, die Querbohrung 3, die Ringnut 12, die Ringnut 14, die Nu­ ten 16, die Vertiefung 15 und die Düse 4 nach außen. Dabei drückt es das Regelglied 5 gegen die Kraft der Schraubenfeder 8 (nach oben) in Richtung auf die Ein­ trittsöffnung 9. Die Schraubenfeder 8 ist dabei so be­ messen, daß das Regelglied 5 bei gefülltem Sprühbehäl­ ter und maximalem Innendruck sofort bis gegen den An­ schlag 10 gedrückt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Lage des Regelgliedes 5 kann das Produkt dennoch austreten, weil die Eintrittsöffnung 9 nicht vollständig durch das Regelglied 5 versperrt wird. Al­ lerdings wird der Durchfluß durch die Drosselbohrung 7, den noch freiliegenden geringen Durchtrittsquerschnitt der Öffnung 9 und schließlich die ebenfalls als Drossel wirkende Düse 4 entsprechend stark gedrosselt. Auf die­ se Weise wird verhindert, daß eine zu große Produktmen­ ge in unerwünschter Weise versprüht wird. Dennoch ist eine weitgehend feine Zerstäubung des Produktes sicher­ gestellt, insbesondere durch die Verwirbelung des Pro­ duktes in der Vertiefung 15 des Einsatzes 13 mit dem Treibgas und der Luft.

Wenn der Innendruck aufgrund einer wiederholten Betäti­ gung des Sprühbehälters abnimmt, schiebt die Schrauben­ feder 8 das Regelglied 5 gegen den Innendruck entspre­ chend weiter zurück, so daß der freie Durchtrittsquer­ schnitt der Eintrittsöffnung 9 entsprechend vergrößert und damit der Durchfluß weiterhin konstant gehalten wird. In der Lage des Regelgliedes 5 nach den Fig. 1 und 2 ist der Behälter weitgehend geleert und der In­ nendruck mithin sehr gering, so daß das Regelglied 5 die Eintrittsöffnung 9 völlig freigibt und der Austritt des restlichen Produktes nur noch durch die Drosselboh­ rung 7 und die Düse 4 gedrosselt wird.

Claims (2)

1. Betätigungsaufsatz für einen Sprühbehälter, der ein strömungsfähiges, einem Gasdruck ausgesetztes Pro­ dukt und in einem Ausgabekanal ein Ausgabeventil enthält, das durch den Betätigungsaufsatz betätig­ bar ist, so daß das Produkt bei geöffnetem Ausgabe­ ventil durch den Ausgabekanal ausströmt, wobei der Betätigungsaufsatz eine an den Ausgabekanal ankup­ pelbare Axialbohrung (2), eine von der Axialbohrung (2) zu einer Austrittsdüse (4) führende Querbohrung (3) und ein in der Axialbohrung passend eingesetzes und axial verschiebbares Regelglied (5) mit einer Drosselbohrung (7) zur Durchflußregelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (5) durch den Innendruck des Sprühbehälters gegen Fe­ derkraft (8) vor die Eintrittsöffnung (9) der Querbohrung (3) bis gegen einen Anschlag (10) ver­ schiebbar ist, der das Regelglied (5) in einer Lage anhält, in der es den größten Teil der Eintritts­ öffnung (9) blockiert und daß das Regelglied (5) aus weitgehend starrem Material hergestellt ist.

2. Betätigungsaufsatz nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eintrittsöffnung (9) der Querboh­ rung (3) als axialer Schlitz in Form eines Recht­ ecks ausgebildet ist.