DE60007519T2

DE60007519T2 - Sprühkopf mit verschlussorgan für fliessfähige medien

Info

Publication number: DE60007519T2
Application number: DE60007519T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Stradella
Original assignee: Valois SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP2002542019A; US6722585B1; FR2792552B1; CN1139433C; JP4711517B2; EP1175265A1; DE60007519D1; FR2792552A1; EP1175265B1; WO2000062939A1; CN1347347A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zerstäubungskopf für ein fluidförmiges Produkt, der einen verbesserten Verschluss für die Zerstäubungsöffnung aufweist, und insbesondere einen verbesserten Verschluss, der für Standard-Zerstäubungsvorrichtungen geeignet ist.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Verschlüssen bekannt.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere feste Verschlüsse, die sich unter der Wirkung des Drucks des Produktes bei der Betätigung der Zerstäubungsvorrichtung verformen.
Beim größten Teil der Zerstäubungsvorrichtungen hat der Teil, der die Zerstäubung der abzugebenden Flüssigkeit erzeugt, eine besonders kritische Geometrie, die nicht geändert werden darf, um einen in der geeigneten Weise zerstäubten Sprühstrahl zu erzielen. Dieser Teil ist üblicherweise in der Endwand des Zerstäubungskopfes in Form von engen Kanälen ausgebildet, die unter unterschiedlichen Winkeln angeordnet und mit der Zerstäubungsöffnung verbunden sind. Die Flüssigkeit wird somit gezwungen, einen Wirbel zu erzeugen, wenn sie durch die Zerstäubungsöffnung hindurch tritt. Der Boden dieser Kanäle kann entweder von dem Ende eines fest in dem Ausstoßkanal befestigten Elementes oder durch den Verschluss selbst gebildet sein.
Die Dokumente FR-2 767 311, FR-2 524 348 und EP-0 845 299 beschreiben diese Art von Vorrichtungen.
Bei der Herstellung von Abgabeköpfen für Zerstäubungsvorrichtungen ist jedoch einer der schwierigsten Schritte die Herstellung eines Verwirbelungsprofils mit geeigneter Form. Einerseits ist die Bodenwand des Ausstoßkanals des Kopfes sehr weit vom Injektionspunkt des Kunststoffmaterials in die Form entfernt. Andererseits ist die Dicke dieser Bodenwand relativ gering und aufgrund der Form des Zerstäubungskopfes insbesondere im Fall eines Nasen-Drückers veränderlich. Daraus folgt, dass für das Verwirbelungsprofil die Gefahr einer Verformung besteht und dass die Verwirklichung dieses Profiles schwierig zu steuern ist und ein komplexes und teueres Werkzeug erfordert.
Andererseits bildet bei Vorrichtungen, bei denen ein zusätzliches Teil eingespart werden soll, der Verschluss den Boden des Verwirbelungsprofils, wobei sich das Problem der fortschreitenden Verformung dieses Profils aufgrund der Kompressionskraft ergibt, die auf den verformbaren Teil des Verschlusses ausgeübt wird, um Letzteren in seine dichte Verschlussstellung vorzuspannen. Somit kann insbesondere bei dem Dokument EP-0 845 299 diese vom oberen Ende des Einsatzes auf die verformbare Membran ausgeübte Kompressionskraft zu einer Verformung dieser Membran führen, wodurch das Verwirbelungsprofil in beträchtlicher Weise modifiziert oder sogar geändert wird.
Das Dokument NL-6 918 423 beschreibt einen beweglichen Verschluss, der eine äußere Spirale umfasst. Dieser Verschluss verschiebt sich bei der Betätigung indem er sich von der Abgabeöffnung entfernt und verändert so beträchtlich die Geometrie des Zerstäubungsprofils im Augenblick der Abgabe.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen Verschluss für die Zerstäubungsöffnung einer Zerstäubungsvorrichtung für ein fluidförmiges Produkt zu schaffen, der nicht die oben erwähnten Nachteile aufweist.
Insbesondere hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, einen Zerstäubungskopf zu schaffen, der einen Verschluss umfasst und dessen Zerstäubungsprofil einfach, zuverlässig und kostengünstig herzustellen ist.
Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, einen Zerstäubungskopf zu schaffen, der einen Verschluss aufweist, der in der Lage ist, einen dichten Verschluss der Vorrichtung und ein zuverlässiges Öffnen bei der Betätigung der Vorrichtung zu realisieren.
Die vorliegende Erfindung hat weiterhin zum Ziel, einen Zerstäubungskopf zu schaffen, der einen derartigen Verschluss umfasst, der die Geometrie des Zerstäubungsprofils der Vorrichtung während seiner Öffnung nicht wesentlich modifiziert.
Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, einen Zerstäubungskopf zu schaffen, der einen Verschluss umfasst, der es ermöglicht, die Abmessungen des Totvolumens zu minimieren und der folglich die Notwendigkeit eines komplexen Ansaugens der Zerstäubungspumpe und/oder der Verwendung von Spezialpumpen vermeidet, die keinem Standardtyp entsprechen. Darüber hinaus ermöglicht dies einen besseren Schutz der abzugebenden Flüssigkeit zu garantieren.
Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, einen Zerstäubungskopf zu schaffen, der einen Verschluss umfasst, der einfach ist und kostengünstig hergestellt und zusammengebaut werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat somit einen Zerstäubungskopf zum Zerstäuben eines fluidförmigen Produktes durch eine Zerstäubungsöffnung hindurch zum Gegenstand, wobei der Kopf einen Ausstoßkanal und einen Verschluss umfasst, der fest im Ausstoßkanal stromaufwärts von der Zerstäubungsöffnung angeordnet ist, wobei der Verschluss einen bezüglich der Zerstäubungsöffnung festen Teil und einen in elastischer Weise verformbaren Teil umfasst, der ein Verschlusselement trägt, das in der Ruhelage die Zerstäubungsöffnung verschließt und das dann, wenn sich der elastisch verformbare Teil verformt, die Zerstäubungsöffnung öffnet, wobei der Zerstäubungskopf weiterhin ein Zerstäubungsprofil aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungsprofil zumindest auf dem elastisch verformbaren Teil des Verschlusses ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise umfasst das Zerstäubungsprofil einen oder mehrere Zerstäubungskanäle.
Vorteilhafterweise umfasst das Zerstäubungsprofil eine Verwirbelungskammer um das Verschlusselement herum.
Vorzugsweise ist der Ausstoßkanal im Wesentlichen zylindrisch und umfasst einen inneren, hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Einsatz, wobei der Verschluss einen im Wesentlichen zylindrischen Teil umfasst, der um den Einsatz herum befestigt ist, wobei der elastisch verformbare Teil des Verschlusses den Boden des zylindrischen Teils des Verschlusses bildet und das Zerstäubungsprofil auf dem zylindrischen Teil und/oder auf dem verformbaren Teil des Verschlusses ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise umfasst der zylindrische Teil des Verschlusses eine Vielzahl von Rippen, die auf dem Umfang voneinander im Abstand angeordnet sind und zwischen sich eine Vielzahl von ersten Zerstäubungskanälen definieren.
Insbesondere erstrecken sich die ersten Kanäle senkrecht oder schräg auf dem zylindrischen Teil des Verschlusses.
Vorteilhafterweise umfasst der verformbare Teil eine Vielzahl von Vorsprüngen, die zwischen sich eine Vielzahl von zweiten Zerstäubungskanälen und/oder eine Verwirbelungskammer definieren.
Vorzugsweise ist der Verschluss auf dem Einsatz durch eine Umfangsrille befestigt, die in dem zylindrischen Teil des Verschlusses vorgesehen ist und die mit einem ringförmigen Vorsprung des Einsatzes derart zusammenwirkt, dass in der Ruhelage des Verschlusses vom oberen Ende des Einsatzes auf den verformbaren Teil des Verschlusses keinerlei Kompressionskraft ausgeübt wird.
Die vorliegende Erfindung hat auch eine Zerstäubungsvorrichtung zum Gegenstand die einen Zerstäubungskopf umfasst, wie er oben definiert wurde.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Verschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische perspektivische Darstellung einer durch die Erfindung nicht abgedeckten Ausführungsform eines Verschlusses und
3 eine schematische Schnittansicht eines standardmäßigen Zerstäubungskopfes gemäß einer vorteilhaften Realisierungsform der vorliegenden Erfindung, der den Verschluss aus 1 umfasst.
Wie man den Figuren entnimmt, umfasst ein erfindungsgemäßer Verschluss hauptsächlich ein Verschlusselement 9, das auf einem elastisch verformbaren Teil 10 des Verschlusses angeordnet ist. Das Verschlusselement 9, das vorteilhafterweise in Form eines konischen Zapfens ausgebildet ist, ist zwischen einer die Abgabeöffnung 7 verschließenden Stellung, die in 3 wiedergegeben ist, und einer die Abgabeöffnung 7 öffnenden Stellung bewegbar. Genauer gesagt ist der Verschluss fest im Inneren des Ausstoßkanals 5, 6 eines Zerstäubungskopfes 1 einer Zerstäubungsvorrichtung für ein fluidförmiges Produkt stromaufwärts von der Abgabeöffnung 7 angeordnet. Das Verschlusselement 9, das an dem elastisch verformbaren Teil 10 des Verschlusses befestigt ist, ist in der Ruhe elastisch zu seiner Verschlussstellung hin vorgespannt. Bei der Betätigung der Vorrichtung verformt der durch das Produkt erzeugte Druck den elastisch verformbaren Teil 10 des Verschlusses, wodurch das Verschlusselement 9 aus seiner Verschlussstellung zu seiner Öffnungsstellung hin verschoben wird, wodurch das Ausstoßen des Produktes durch die Abgabeöffnung ermöglicht wird. Insbesondere erfolgt diese Verschiebung des Verschlussorganes 10 in axialer Richtung von der Öffnung 7 weg. Somit ist der Verschluss der vorliegenden Erfindung fest in dem Ausstoßkanal stromaufwärts von der Abgabeöffnung angeordnet und lediglich das Verschlusselement 9 wird durch die Elastizität des elastisch verformbaren Teils 10 verschoben. Wie man den Figuren entnimmt, bildet der elastisch verformbare Teil 10 vorzugsweise einen radialen Flansch, der in der Nähe der Abgabeöffnung 7 angeordnet ist, wobei besagte Verformung ausgehend von einem vorbestimmten Druck erfolgt, der von dem Produkt auf den elastisch verformbaren Teil ausgeübt wird. Vorteilhafterweise ist dieser elastisch verformbare Teil 10 aus einem elastomeren Material hergestellt. Vorzugsweise ist das Verschlusselement 9 einstückig mit dem elastisch verformbaren Teil 10 ausgeführt, wobei beide vorzugsweise aus einem elastomeren Material hergestellt sind. Auf diese Weise kann der Verschluss gemäß der Erfindung sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden und ist in vollkommener Weise zuverlässig und dicht. Es sei darauf hingewiesen, dass jedes geeignete flexible Material für den ganzen Verschluss oder zumindest für seinen elastisch verformbaren Teil 10 verwendet werden kann.
Gemäß der Erfindung ist die Bodenwand des Zerstäubungskopfes 1 in glatter oder ebener Weise ausgebildet und es ist der Verschluss, der ein Verwirbelungsprofil umfasst. Vorzugsweise hat der erfindungsgemäße Verschluss eine allgemeine Form, die der des Verschlusses ähnlich ist, der in dem Dokument FR-2 767 311 beschrieben ist, auf das hier Bezug genommen wird. Der Verschluss umfasst somit einen im Wesentlichen zylindrischen Teil 3, wobei der elastisch verformbare Teil 10 den Boden dieses zylindrischen Teils 3 bildet.
In den 1 und 2 sind zwei Beispiele für die Realisierung eines Verschlusses wiedergegeben. Beim Beispiel der 1, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, umfasst der Verschluss ein Zerstäubungsprofil gleichzeitig auf seinem zylindrischen Teil 3 und auf dem elastisch verformbaren Teil 10. Somit umfasst der zylindrische Teil eine Vielzahl von Rippen 16, die zwischen sich erste Zerstäubungskanäle 6 einschließen. Diese Kanäle 6 können, wie in den 1 und 2 dargestellt, vertikal verlaufen, doch könnten sie auch schräg angeordnet sein. In 1 umfasst der elastisch verformbare Teil eine Vielzahl von Vorsprüngen 18, die zwischen sich zweite Zerstäubungskanäle 8 sowie eine Verwirbelungskammer 19 um das Verschlusselement 9 herum einschließen. Es handelt sich dabei um ein übliches Zerstäubungsprofil. Es sei darauf hingewiesen, dass die Form des Zerstäubungsprofils beliebig sein kann.
Bei dem Beispiel der 2, das nicht unter die Erfindung fällt, kann das Zerstäubungsprofil auf dem zylindrischen Teil des Verschlusses ausreichen, um eine gute Zerstäubung insbesondere dann sicherzustellen, wenn der Raum zwischen der Bodenwand des Kopfes und dem elastisch verformbaren Teil sehr klein ist.
In allen Fällen wird bei der Betätigung der Vorrichtung und somit beim Öffnen des Verschlusses durch die Verschiebung des Verschlusselementes 9 aus seiner Verschlussstellung zu seiner Öffnungsstellung hin die Geometrie der Zerstäubungskanäle 6 und/oder 8 nicht oder nur äußerst geringfügig verändert. Der Verschluss der vorliegenden Erfindung ermöglicht es somit, eine gute Zerstäubung zu garantieren, obwohl er sich im Bereich der Abgabeöffnung befindet.
In 3 ist eine vorteilhafte Realisierungsform des Verschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Realisierungsform ist der Verschluss um den Einsatz 4 herum im Inneren eines standardmäßigen Zerstäubungskopfes 1 befestigt. Die Befestigung des Verschlusses auf dem Einsatz ist hier im Bereich des zylindrischen Teils 3 des Verschlusses beispielsweise mit Hilfe einer ringförmigen inneren Rille 31 realisiert, die mit einem ringförmigen seitlichen Vorsprung 41 zusammenwirkt, der auf dem Einsatz 4 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist keinerlei Berührung zwischen dem oberen Ende 42 des Einsatzes 4 und dem elastisch verformbaren Teil 10 des Verschlusses erforderlich. Somit ist auch keine Kompressionskraft vorhanden, die in der Ruhelage auf den elastisch verformbaren Teil ausgeübt wird, für den somit keine Gefahr besteht, dass er permanent verformt und dadurch das Zerstäubungsprofil geändert wird.
Der Verschluss der vorliegenden Erfindung ermöglicht es somit, die folgenden Vorteile zu erzielen:

– Die Realisierung des Verwirbelungsprofils des Zerstäubungskopfes auf dem Verschluss ist sehr einfach und zuverlässig und somit kostengünstig.
– Das Fehlen einer Kompressionsbelastung des elastisch verformbaren Teils des Verschlusses in der Ruhelage verhindert eine Verschlechterung des Verwirbelungsprofils durch Materialverformung und erhöht somit die Haltbarkeit und Lebensdauer des Verschlusses, des Zerstäubungskopfes und der Zerstäubungsvorrichtung.
– Das Öffnen des Verschlusses verändert die Geometrie des Zerstäubungsprofils beim Ausstoßen des Produktes nicht oder nur sehr wenig und garantiert somit eine perfekte Zerstäubung.
– Der Verschluss ist fest im Ausstoßkanal angeordnet, was es ermöglicht, in maximaler Weise das Totvolumen im Gegensatz zu Vorrichtungen zu begrenzen, die einen beweglichen Kolben im Inneren des Ausstoßkanals umfassen.
– Sowohl im Bereich der Pumpe als auch des Zerstäubungskopfes kann mit der vorliegenden Erfindung eine Standardtechnologie verwendet werden, was in starker Weise die Gesamtkosten der Herstellung und der Montage verringert.

Claims

Zerstäubungskopf (1) zum Zerstäuben eines fluidförmigen Produktes durch eine Zerstäubungsöffnung (7) hindurch, wobei der Kopf einen Ausstoßkanal (5) und einen Verschluß umfasst, der fest im Ausstoßkanal (5) stromaufwärts von der Zerstäubungsöffnung (7) angeordnet ist, wobei der Verschluß einen bezüglich der Zerstäubungsöffnung (7) festen Teil (3) und einen in elastischer Weise verformbaren Teil (10) umfasst, der ein Verschlußelement (9) trägt, das in der Ruhelage die Zerstäubungsöffnung (7) verschließt und das dann, wenn sich der elastisch verformbare Teil (10) verformt, die Zerstäubungsöffnung (7) öffnet, wobei der Zerstäubungskopf (1) weiterhin ein Zerstäubungsprofil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsprofil zumindest auf dem elastisch verformbaren Teil (10) des Verschlusses ausgebildet ist.
Zerstäubungskopf nach Anspruch 1, bei dem das Zerstäubungsprofil einen oder mehrere Zerstäubungskanäle (6, 8) umfasst.
Zerstäubungskopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zerstäubungsprofil eine Verwirbelungskammer (19) um das Verschlußelement (9) herum umfasst.
Zerstäubungskopf nach einen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ausstoßkanal (5) im wesentlichen zylindrisch ist und einen inneren, hohlen, im wesentlichen zylindrischen Einsatz (4) umfasst, wobei der feste Teil (3) des Verschlusses im wesentlichen zylindrisch und um den Einsatz (4) herum befestigt ist, wobei der elastisch verformbare Teil (10) des Verschlusses den Boden des zylindrischen Teils (3) des Verschlusses bildet und wobei das Zerstäubungsprofil auf dem zylindrischen Teil (3) und/oder auf dem verformbaren Teil (10) des Verschlusses ausgebildet ist.
Zerstäubungskopf nach Anspruch 4, bei dem der zylindrische Teil. (3) des Verschlusses eine Vielzahl von Rippen (16) umfasst, die auf dem Umfang voneinander im Abstand angeordnet sind und zwischen sich eine Vielzahl von ersten Zerstäubungskanälen (6) definieren.
Zerstäubungskopf nach Anspruch 5, bei dem sich die ersten Kanäle (6) senkrecht oder schräg auf dem zylindrischen Teil (3) des Verschlusses erstrecken.
Zerstäubungskopf nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem der verformbare Teil (10) eine Vielzahl von Vorsprüngen (18) umfasst, die zwischen sich eine Vielzahl von zweiten Zerstäubungskanälen (8) und/oder eine Verwirbelungskammer (19) definieren.
Zerstäubungskopf nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem der Verschluß auf dem Einsatz (4) durch eine Umfangsrille (31) befestigt ist, die in dem zylindrischen Teil (3) des Verschlusses vorgesehen ist und die mit einem ringförmigen Vorsprung (41) des Einsatzes (4) derart zusammenwirkt, daß keinerlei Kompressionskraft vom oberen Ende (42) des Einsatzes (4) auf den verformbaren Teil (10) des Verschlusses in der Ruhelage des Verschlusses ausgeübt wird.
Zerstäubungsvorrichtung für ein fluidförmiges Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zerstäubungskopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.