DE9320087U1 - Apparatur zur Erzeugung von Aerosolen - Google Patents
Apparatur zur Erzeugung von AerosolenInfo
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Description
Apparatur zur Erzeugung von Aerosolen
Stand der Technik
Die derzeit im Handel befindlichen Geräte zur Herstellung von Aerosolen (z.B. Spraydosen für Haarlacke, Parfüms,
Reinigungsmittel etc.) benutzen meist vorgespannte Treibgase, um die zur Aerosolbildung benötigten Flüssigkeiten
(Aerosolbildner) zur Sprühdüse zu transportieren. Diese Treibgase sind meist umweltbelastend (z.B. FCKW, etc.)
oder belasten die Umwelt bei ihrer Herstellung. Alternative Apparaturen verwenden Luft als Treibmittel,
die sich über dem Aerosolbildner in der Apparatur befindet. Zur Förderung des Aerosolbildners zur Sprühdüse und
zum Erreichen einer möglichst feinen Tröpfchenausbildung muß die Luft manuell auf einen bestimmten Vordruck
gebracht werden.
Aus der nachstehenden Beziehung:
Aus der nachstehenden Beziehung:
erkennt man, daß eine Erhöhung des Vordrucks P2 einerseits
durch einen Massezuwachs von m2, andererseits aber auch
durch Volumenreduzierung von V2 erfolgen kann. Gemäß dem Stand der Technik entsprechend erfolgt üblicherweise
die Druckerhöhung über den Zuwachs der Luftmasse 1&Lgr;2,
wobei die zusätzliche Luftmasse Am durch einen Pumpvorgang in die Apparatur befördert wird.
Da die Pumpe zweckmäßigerweise in der Apparatur integriert ist, und die vom Benutzer aufzubringende Handkraft F für
den Pumphub Sg1133 angemessen sein soll, muß die Pumpkolbenfläche
A]£ entsprechend klein ausgebildet sein, denn es
gilt: F=P*A]C
Aus der Beziehung Äm=A]C*sHub *p2 (p2-Dichte v. Luft)
sieht man, daß bei kleiner werdender Kolbenfläche A^ der
Kolbenhub s^^ zunehmen muß, will man den gleichen Massezuwachs
m und damit eine bestimmte Erhöhung von iti2 bzw. P2
erreichen; d.h. die Anzahl der Pumphübe wird bei vorgegebenem Kolbenhub zunehmen.
Außerdem wird die für den Pumphub aufzubringende Kraft F mit zunehmendem Vordruck ansteigen.
Ein weiterer Nachteil dieser Apparaturen ist, daß die Anzahl der Pumphübe ständig steigen muß, je mehr Aerosolbildner
aus der Apparatur entnommen wird, weil das Luftvolumen dann über dem Aerosolbildner zunimmt und zum
Erreichen des Vordruckes P2 mehr Luftmasse zugeführt werden muß.
Die nach o.a. Prinzip de's'MStsseiizuwächses arbeitenden
Apparaturen sind daher unhandlich in der Bedienung, erfordern relativ hohe Kräfte zur Vordruckerzeugung und haben
aufgrund des Materxalverschleißes zwischen Pumpkolben und Pumpzylinderwand eine geringe Funktionsdauer und Zuverlässigkeit.
Außerdem reichen die mit diesen Apparaturen erzeugbaren Drücke nicht aus, um eine gute Aerosolbildung zu erzielen.
Der in Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einer Apparatur ein Aerosol zu
erzeugen, bei der anstelle von umweltbelastenden Treibgasen ein umweltfreundliches Gas verwendet wird, und mit
der nach dem Prinzip der "Volumenverkleinerung" eines vorgegebenen Gasvolumens ein ausreichend hoher Vordruck
zur Aerosolbildung erzeugt werden kann. Dieses Problem wird in Schutzanspruch 1 gelöst.
Erreichte Vorteile
Mit der Erfindung wird erreicht, daß anstelle brennbarer Treibgase (z.B. Kohlenwasserstoffe etc.) ein umweltfreundliches
inertes Gas (z.B. Luft) als Treibmittel für die Aerosolbildung verwendet werden kann, wodurch die
Funktionssicherheit einer solchen Apparatur erhöht und die Umwelt mit weniger Schadstoffen belastet wird. Außerdem
kann der Benutzer mit geringem Kraftaufwand einen hohen Vordruck in der Apparatur erzeugen, wodurch eine gute
Aerosolbildung erreicht wird und weniger manuelle Druckerhöhungszyklen zum Wiederherstellen des Vordrucks
nach mehreren Sprühvorgängen erforderlich sind (bessere Bedien- und Handhabbarkeit).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten
Nach Anspruch 2 wird Luft als Gas zur Vordruckerzeugung verwendet, wodurch ein besonders umweltfreundlicher und
kostengünstiger Einsatz der Apparatur ermöglicht wird, da Luft nicht durch ein besonderes Verfahren hergestellt
werden muß und kostenlos in uneingeschränkter Menge in der Umgebung vorhanden ist.
Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ermöglicht, daß aus den Teilen der Apparatur Rohstoffe für neue Produkte wiedergewonnen
werden können, und die Umwelt nicht zusätzlich durch nicht recyclebare Stoffe belastet wird.
Nach Anspruch 4 erfolgt der Transport der Aerosolflüssigkeit zur Aerosoldüse durch einen schraubenförmig ausgebildeten,
elastischen Schlauch, wodurch gewährleistet
wird, daß bei beidseitig^!: f?olbe*nbewegung entlang der X-X
Achse das dem Kolben zugewandte Schlauchende immer an der Kolbenfläche anliegt, und somit bei lotrechter X-X Achsenlage
der Apparatur immer von der Aerosolflüssigkeit bedeckt wird.
Die Weiterbildung nach Anspruch 5 ermöglicht, daß über den Einfüllverschluß die Apparatur sowohl mit Aerosolflüssigkeit
als auch mit Gas befüllt werden kann.
Nach Ansprüchen 6 und 7 wird über eine Drückvorrichtung
bzw. über ein Hubgetriebe eine hohe Druckkraft am Kolben aufgebracht. Dadurch kann ein besonders hoher Vordruck im
Gasvolumen erreicht werden, der eine feine Aerosolbildung an der Aerosoldüse begünstigt.
In Weiterbildung 8 wird der Kolben durch das Führungsstück an der Rotation um die X-X Achse gehindert, die beim
Erreichen einer bestimmten Gaskraft durch die zwischen Kolbenschaft und Spindel auftretende Gewindereibung verursacht
würde. Dadurch wird gewährleistet, daß der Kolben unabhängig von der an der Kolbenfläche auftretenden Kraft
eine translatorische Bewegung zur Komprimierung des Gasvolumens ausführen kann.
Nach Anspruch 9 sind die Drehknauffläche und der Auflagerkragen als Sägezahnprofil ausgebildet, wodurch der Drehknauf
nach jeder Drehbewegung (rechtsdrehend) arretiert wird und ein Zurückstellen des Kolbens aufgrund der Gaskraft
an der Kolbenfläche vermieden wird. Dadurch kann ein hoher Vordruck für unbegrenzte Dauer im Gasvolumen
gehalten werden.
Nach Anspruch 10 sind Spindel- und Kolbenschaftgewinde 13, 14 sowie Drehknauffläche und Auflagerkragen des Hubgetriebes
so ausgelegt, daß die Summe aller Reibkräfte zwischen den bewegten Teilen so groß ist, daß ein Zurückstellen
des Kolbens aufgrund der an der Kolbenfläche angreifenden maximalen Gaskraft vermieden wird. Dadurch
kann auf eine zusätzliche formschlüssige Arretierung des Drehknaufs verzichtet werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
Abbildungen 1 bis 6 erläutert.
Es zeigen:
Es zeigen:
Abb. 1 Apparatur zur Herstellung von Aerosolen (im Schnitt) mit Kolben 2 in Anfangsstellung
Abb. 2 Apparatur zur Herstellung von Aerosolen {im Schnitt) mit in Richtung Zylinderstirnfläche 17
verschobenen Kolben
Abb. 3 Apparatur zur Herstellung von Aerosolen (im Schnitt) mit reduziertem Aerosolvolumen 12
Abb. 4 Apparatur zur Herstellung von Aerosolen (im Schnitt) mit Kolben 2 in Endposition und einer
Rückdrehsicherung für Drehknauf 5
Abb. 5 Schnitt A-A durch die Apparatur zur Herstellung von Aerosolen
Abb. 6 Einzelheit A mit Sägezahnprofil der Rückdrehsicherung
In den Abbildungen ist eine Apparatur zur Herstellung von Aerosolen dargestellt, bei der nach dem öffnen des Einfüllverschlusses
8 die zur Aerosolerzeugung erforderliche Flüssigkeit 12 und das zur Vordruckerzeugung erforderliche
Gas 11 eingebracht werden.
Das Verhältnis der beiden Volumen von Flüssigkeit 12 und Gas 11 ist so bemessen, daß durch die Verkleinerung des
Gasvolumens 11 ein ausreichend hoher Druck zur Aerosolbildung erzeugt wird.
Flüssigkeitsvolumen 12 und Gasvolumen 11 werden eingegrenzt durch die Kolbenfläche 16 und der oberen Zylinderstirnfläche
17. Damit die Flüssigkeit 12 durch den Schlauch 9 zur Aerosoldüse 7 gelangen kann, muß das
Gasvolumen 11 komprimiert werden. Dies geschieht indem der
Kolben 2 entlang der X-X Achse in Richtung der Zylinderstirnfläche 17 bewegt wird.
Die dafür erforderliche Kolbenkraft wird über eine Drückvorrichtung aufgebracht, die hier beispielsweise als
Hubgetriebe 15 ausgebildet ist und aus dem Kolbenschaft 3 mit Innengewinde 13, der Bewegungsspindel 4 mit Gewinde
und Drehknauf 5 besteht.
Die Bewegungsspindel 4 wird zunächst mit dem Drehknauf 5 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei der Kolben 2 mit dem
Kolbenschaft 3 eine translatorische Bewegung entlang der X-X Achse in Richtung Zylinderstirnfläche 17 vollzieht.
Damit der Kolben 2 bei ansteigendem Druck im Gasvolumen aufgrund der Gewindereibung bei den Gewinden 13 und 14
nicht um die X-X Achse rotieren kann, wodurch die Translation des Kolbens 2 verhindert würde, wird der elliptisch
ausgebildete Kolbenschaft 3 in dem Führungsstück 10 zwangsgeführt.
Der Kolben 2 wird solange entlang der X-X Achse in Richtung Zylinderstirnfläche 17 geführt, bis ein vom
Benutzer über das Hubgetriebe 15 im Gasvolumen 11 einstellbarer Vordruck erreicht wird.
Die Kraft Fg, die am Kolben 2 bei einem gegebenen Vordruck im Luftvolumen 11 auftritt, wird über den Kolbenschaft 3,
der Spindel 4 und den Drehknauf 5 in den Auflagerkragen 6 des Zylinders 1 eingeleitet.
Die Reibkräfte zwischen den Gewinden 13 und 14, sowie
zwischen dem Auflagerkragen 6 und der Drehknauffläche 18 verhindern das Zurückdrehen der Spindel 4 entgegen den
Uhrzeigersinn, wodurch der Kolben 2 seine Position beibehält und ein Druckabfall im Gasvolumen 11 vermieden
wird.
Nachdem sich der Vordruck im Gasvolumen 11 eingestellt hat, kann solange Aerosol erzeugt werden, bis der Vordruck
aufgrund einer Volumenzunahme von Gasvolumen 11, bedingt durch die Entnahme der Aerosolflüssigkeit während des
Sprühvorgangs, auf Normaldruck abgefallen ist.
Zur weiteren Aerosolerzeugung muß dann das Gasvolumen 11 erneut komprimiert werden.
In Abb. 2 wird die Apparatur zur Herstellung von Aerosolen mit Anfangsvolumen Vo^1., komprimiertem Gasvolumen Viaas und
Vordruck PlSa# gezeigt.
Abb. 3 zeigt die Apparatur zur Herstellung von Aerosolen nach mehreren Sprühzyklen mit reduziertem Aerosolvolumen
entspanntem Gasvolumen (Anfangsvolumen) VoQa# und
A
Normaldruck Poea# .
Normaldruck Poea# .
Abb. 4 zeigt die Apparatur zur Herstellung von Aerosolen mit Aerosolvolumen VIf110x ,und mit auf PZg^ komprimiertem
Gasvolumen V2Sa, (V2Sa,
< Vi0ae d.h. P2Ga.
> Piaae ), bei der
der Drehknopf 5 nach jeder vom Benutzer zur Kompression des Gasvolumens 11 ausgeführten Umdrehung, durch in
Auflagerkragen 6 und Drehknauffläche 18 eingebrachten Sägezahnprofile gegen Zurückdrehen arretiert wird. Um eine
Kolbenbewegung in Richtung Führungsstück 10 durchzuführen, wird zum Aufheben der Arretierung der Drehknauf 5 in
Richtung Zylinderstirnfläche 17 gedrückt und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.
Abb. 5 zeigt einen Schnitt A-A durch die Apparatur zur Herstellung von Aerosolen mit Draufsicht auf den Drehknauf
5, Führungsstück 10 und Querschnittsfläche des Kolbenschafts 3
Abb. 6 zeigt die Einzelheit A mit Drehknauf 5 in Arretierstellung gegen Zurückdrehen.
Claims (1)
- . .. ..*«.. AnlageS chü't zansprüche1. Apparatur zur Erzeugung von Aerosolendadurch gekennzeichnet,daß der vom Zylinder 1 und der Kolbenfläche 16 gebildete Hohlraum 19 die Aerosolflüssigkeit 12 und das Gasvolumen 11 beinhaltet, wobei das Gasvolumen 11 durch die Bewegung des Kolbens 2 entlang der X-X Achse in Richtung der Zylinderstirnfläche 17 komprimierbar ist, wodurch die Aerosolflüssigkeit 12 durch den Schlauch 9 zur Aerosoldüse 7 gedrückt wird und ein feiner Aerosolnebel erzeugbar ist.Apparatur nach Anspruchdadurch gekennzeichnet,, daß das zur Vordruckerzeugung benötigte Gasvolumen 11 als Luftvolumen ausgebildet ist.3. Apparatur nach Anspruch 1 unddadurch gekennzeichnet,daß alle Teile der Apparatur aus recyclebaren Materialien bestehen4. Apparatur nach Anspruch 1 bisdadurch gekennzeichnet,daß der Schlauch 9 schraubenfederförmig ausgebildet ist, aus elastischem Material besteht, und somit bei der Translation des Kolbens 2 mit seinem dem Kolben zugewandtem Ende immer an der Kolbenfläche 16 anliegt.5. Apparatur nach Anspruch 1 bisdadurch gekennzeichnet,daß über EinfüllVerschluß 8 des Zylinders 1 sowohl Aerosolflüssigkeit 12 als auch Gas 11 einfüilbar ist.6. Apparatur nach Anspruch"! "Bis &zgr;"dadurch gekennzeichnet,daß zum Aufbringen der zur Kompression des Gasvolumens erforderlichen Kolbenkraft eine Drückvorrichtung verwendet wird.7. Apparatur nach Anspruch 1 bisdadurch gekennzeichnet,daß diese Drückvorrichtung als Hubgetriebe ausgebildet ist, die das vom Bediener der Apparatur am Drehknauf aufgebrachte Drehmoment über Spindel 4, Kolbenschaft 3 des Kolbens 2 in eine entlang der X-X Achse zur Zylinderstirnfläche 17 translatorische Druckkraft FD umsetzt.8. Apparatur nach Anspruch 1 bisdadurch gekennzeichnet,daß der Kolbenschaft 3 einen elliptischen Querschnitt hat und durch das Führungsstück 10 zwangsgeführt wird.9. Apparatur nach Anspruch 1 bisdadurch gekennzeichnet,daß die Drehknauffläche 18 und die Fläche des Auflagerkragens 6 als Sägezahnprofile ausgebildet sind, wodurch ein Zurückstellen des Kolbens 2 und damit ein Druckverlust im komprimierten Gasvolumen durch Formschluß verhindert wird.10. Apparatur nach Anspruch 1 bisdadurch gekennzeichnet,daß die Summe der Reibkräfte aus der Gewindereibung zwischen, den Gewinden 13 und 14, und zwischen dem Auflagerkragen 6 und der Drehknauffläche 18 größer ist, als das Rückdrehmoment, daß durch Gaskraft F3 über Spindel 4, Kolbenschaft 3 an Drehknauf 5 verursacht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9320087U DE9320087U1 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Apparatur zur Erzeugung von Aerosolen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9320087U DE9320087U1 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Apparatur zur Erzeugung von Aerosolen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9320087U1 true DE9320087U1 (de) | 1994-02-17 |
Family
ID=6902642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE9320087U Expired - Lifetime DE9320087U1 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Apparatur zur Erzeugung von Aerosolen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9320087U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100411957C (zh) * | 2002-09-13 | 2008-08-20 | 雷克斯姆分配系统股份公司 | 用于液体或糊状产品的给料器 |
-
1993
- 1993-12-29 DE DE9320087U patent/DE9320087U1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100411957C (zh) * | 2002-09-13 | 2008-08-20 | 雷克斯姆分配系统股份公司 | 用于液体或糊状产品的给料器 |
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