ITVI20110012A1 - Elemento elastico per un dispositivo per l'erogazione di fluidi o miscele e dipositivo comprendente tale elemento elastico. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale avente titolo “ELEMENTO ELASTICO PER UN DISPOSITIVO PER L’EROGAZIONE DI FLUIDI O MISCELE E DISPOSITIVO COMPRENDENTE TALE ELEMENTO ELASTICOâ€

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE

L’invenzione concerne un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di un fluido, tale dispositivo essendo applicabile ad un contenitore contenente il fluido stesso, particolarmente adatto ad erogare sostanze alimentari, profumi o detergenti in genere anche nebulizzato o sotto forma di schiuma.

DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA TECNICA

Come noto, per l’erogazione di prodotti liquidi o cremosi quali sostanze alimentari, saponi, creme, detergenti o profumi, sono diffusamente impiegati dispositivi di erogazione che vengono applicati al recipiente contenente i suddetti prodotti.

Tali dispositivi si compongono sostanzialmente di un tappo provvisto di mezzi per l’accoppiamento al collo del contenitore e di un corpo cavo individuante una camera di aspirazione/compressione del fluido, detta anche camera di accumulo, alla quale à ̈ scorrevolmente accoppiato un pistone. Il pistone comprende uno stantuffo ed uno stelo, provvisto di un elemento attuatore, chiamato anche beccuccio o cappuccio, azionabile dall’utilizzatore.

Per ottenere l’erogazione di una dose del fluido contenuto nel dispositivo, l’utilizzatore agisce in spinta sull’elemento attuatore, e quindi sul pistone, a partire da una sua posizione iniziale di riposo fino ad una seconda posizione finale di attuazione.

Durante tale fase di spinta, la dose di fluido fuoriesce da un opportuno condotto associato al beccuccio.

Terminata l’erogazione del fluido l’operatore rilascia l’elemento attuatore che, unitamente al pistone, ritorna automaticamente alla posizione iniziale di riposo.

Per consentire tale ritorno automatico, il dispositivo comprende vantaggiosamente dei mezzi elastici associati al pistone ed all’elemento attuatore che vengono compressi e caricati durante la fase di spinta da parte dell’operatore e che agiscono in spinta ed in decompressione sul pistone quando l’operatore rilascia l’attuatore .

I mezzi elastici nella posizione iniziale di riposo dell’attuatore e del pistone sono preferibilmente in una condizione di pre-carico. Ciò significa che essi sono assemblati in una condizione leggermente compressa per generare una forza di pre-carico sul pistone per mantenerlo in modo stabile nella sua posizione di riposo.

Quando l’operatore agisce sull’attuatore, pertanto, imprime una forza di spinta che consente sia di erogare il fluido presente nella camera di aspirazione/compressione e sia di caricare i mezzi elastici associati al pistone.

I mezzi elastici normalmente impiegati nella tecnica nota necessitano di una forza che cresce con l’aumentare dell’entità della compressione.

Ad esempio la forza di compressione nei mezzi elastici di tipo noto costituiti da molle elicoidali metalliche, presenta un andamento lineare crescente rispetto all’entità della compressione stessa.

Ciò risulta svantaggioso per l’operatore che deve agire in spinta sull’attuatore con una forza di spinta via via crescente per ottenere una erogazione efficiente.

Inoltre, la forza dei mezzi elastici generata durante la fase di decompressione per riportare in posizione di riposo il pistone risulta inferiore, a parità di entità di compressione, della forza impressa dall’utilizzatore durante la sua compressione. Tale effetto, noto anche come isteresi dei mezzi elastici, costituisce di fatto una quantità di energia persa tra la fase di compressione e la fase decompressione dei mezzi elastici. Ciò può determinare, inoltre, un non corretto ritorno alla posizione iniziale di riposo per il pistone e l’elemento attuatore ad esso associato.

E’ obbiettivo della richiedente la ricerca di una soluzione nella realizzazione di detti mezzi elastici che si avvicini il più possibile all’andamento ideale, e vale a dire di mezzi elastici che necessitano di una forza di compressione sostanzialmente costante indipendentemente dal grado di compressione cui sono sottoposti.

Inoltre à ̈ un ulteriore obbiettivo della richiedente la realizzazione di mezzi elastici che presentino una isteresi il più possibile ridotta con conseguente ridotta entità di energia dispersa tra la fase di attuazione e di rilascio dell’attuatore durante l’erogazione.

Un altro inconveniente dei mezzi elastici di tipo noto à ̈ costituito dal fatto che essi presentano, nella loro posizione di massima compressione, un ingombro considerevole. Ciò costituisce un limite alle dimensioni minime del dispositivo cui sono associate.

E’ un esigenza particolarmente sentita dei dispositivi descritti, infatti, che essi presentino il minimo ingombro possibile. Ciò sia per ridurre al minimo le dimensioni complessive del sistema dispositivo-contenitore e minimizzare gli spazi di stoccaggio che per massimizzare il quantitativo di prodotto immagazzinato nel contenitore.

E’ quindi in particolare uno scopo dell’invenzione realizzare un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di fluidi che si avvicini il più possibile alle caratteristiche ideali in compressione e decompressione.

E’ un altro scopo dell’invenzione realizzare un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di fluidi più compatto rispetto ai dispositivi di tipo noto ad esso paragonabili.

E’ un ulteriore scopo proporre un soluzione adottabile per realizzare qualsiasi dispositivo per l’erogazione di fluidi o miscele anche sotto forma di schiuma quali ad esempio i dispositivi di erogazione detti foamer o nebulizzatori.

SOMMARIO DELLA PRESENTE INVENZIONE

La presente invenzione si basa sulla considerazione generale di realizzare un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di fluidi che si avvicini il più possibile ad un comportamento ideale durante la compressione e la decompressione intervenendo opportunamente sulle proprie caratteristiche geometriche e/o costruttive.

Secondo una prima forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di fluidi secondo la rivendicazione 1, vale a dire un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di fluidi comprendente una superficie che si sviluppa attorno ad un asse principale longitudinale, detta superficie comprendendo almeno una parte con un andamento a spirale che definisce in sezione secondo un piano di sezione contenente detto asse longitudinale un’alternanza tra apici esterni ed apici interni, ciascuno di detti apici esterni essendo connesso ad un corrispondente apice interno adiacente da una porzione di connessione appartenente a detta superficie, in cui detti apici interni sono allineati lungo un asse di inviluppo interno che forma con detto asse principale longitudinale un angolo compreso preferibilmente tra 2° e 12°.

Più preferibilmente l’asse di inviluppo interno forma con l’asse principale longitudinale un angolo compreso tra 5° e 9°, ancora più preferibilmente un angolo pari a 7°.

In una forma preferita dell’invenzione, gli apici esterni sono allineati lungo un asse di inviluppo esterno che forma con l’asse principale longitudinale un angolo compreso preferibilmente tra 2° e 12°.

Più preferibilmente l’asse di inviluppo esterno forma con l’asse principale longitudinale un angolo compreso tra 5° e 9°, ancora più preferibilmente un angolo pari a 7°.

Vantaggiosamente, l’asse di inviluppo interno e l’asse di inviluppo esterno formano con detto asse principale longitudinale angoli sostanzialmente uguali.

In una forma preferita dell’invenzione, la porzione di connessione comprende un tratto curvo.

In un’altra forma preferita dell’invenzione, la porzione di connessione presenta una andamento mistilineo.

Vantaggiosamente, il tratto curvo comprende un arco di circonferenza.

Preferibilmente, il raggio di curvatura di tale arco di circonferenza presenta un valore compreso preferibilmente tra 0,15 e 0,6 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico.

Nella presente invenzione, con il termine “larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico†si intende un parametro definito come la distanza intercettata dalla superficie dell’elemento elastico su un asse perpendicolare all’asse principale e passante per il punto mediano dell’altezza dell’elemento elastico.

Più preferibilmente, il raggio di curvatura presenta un valore compreso tra 0,25 e 0,45 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico, ancora più preferibilmente un valore pari a 0,35 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico.

In una forma preferita dell’invenzione, la superficie presenta uno spessore avente un valore compreso preferibilmente tra 0,01 e 0,04 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico.

Più preferibilmente, lo spessore presenta un valore compreso tra 0,02 e 0,03 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico, ancora più preferibilmente un valore pari a 0,025 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico.

In una forma preferita dell’invenzione, la distanza tra due apici interni adiacenti presenta un valore compreso preferibilmente tra 0,01 e 0,05 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico. Più preferibilmente, la distanza tra due di detti apici interni adiacenti presenta un valore compreso tra 0,02 e 0,04 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico, ancora più preferibilmente un valore pari a 0,032 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico.

In un’altra forma preferita dell’invenzione, la distanza tra due apici esterni adiacenti presenta un valore compreso preferibilmente tra 0,01 e 0,05 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico. Più preferibilmente, la distanza tra due apici esterni adiacenti presenta un valore compreso tra 0,02 e 0,04 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico, ancora più preferibilmente un valore pari a 0,032 volte il valore della larghezza della superficie nella zona mediana dell’elemento elastico.

Vantaggiosamente, la distanza tra due apici interni adiacenti à ̈ sostanzialmente uguale alla distanza tra due apici esterni adiacenti.

In una forma preferita dell’invenzione, la superficie comprende un materiale avente un tensile modulus compreso preferibilmente tra 50 MPa e 300 Mpa.

Più preferibilmente, la superficie comprende un materiale avente un tensile modulus compreso tra 80 MPa e 220 Mpa. In una forma preferita dell’invenzione, la superficie comprende un materiale avente una durezza compresa preferibilmente tra 20 Shore D e 70 Shore D.

Più preferibilmente, la superficie comprende un materiale avente una durezza compresa tra 35 Shore D e 60 Shore D, ancora più preferibilmente una durezza pari a 0,45 Shore D. Preferibilmente, l’elemento elastico dell’invenzione comprendere una porzione di forma sostanzialmente troncoconica.

In un’altra forma preferita dell’invenzione, l’elemento elastico comprendere due porzioni di forma sostanzialmente troncoconica.

Opportunamente, in corrispondenza di almeno uno degli apici interni e/o in corrispondenza di almeno uno degli apici esterni la superficie presenta un aumento di spessore rispetto alle zone adiacenti.

In un suo secondo aspetto la presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per l’erogazione di fluidi secondo la rivendicazione 15, vale a dire un dispositivo per l’erogazione di fluidi comprendente un elemento elastico realizzato secondo quanto descritto precedentemente.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori vantaggi, obiettivi e caratteristiche nonché forme di realizzazione della presente invenzione sono definiti nelle rivendicazioni e saranno chiariti nel seguito per mezzo della descrizione seguente, nella quale à ̈ fatto riferimento alle tavole di disegno allegate; nei disegni, caratteristiche e/o parti componenti corrispondenti o equivalenti della presente invenzione sono identificate dagli stessi numeri di riferimento. In particolare, nelle figure:

- la figura 1 rappresenta una sezione longitudinale di un esempio di un dispositivo per l’erogazione di fluidi o miscele comprendente l’elemento elastico oggetto dell’invenzione;

- la figura 2 rappresenta una vista in pianta dell’elemento elastico oggetto dell’invenzione;

- la figura 3 rappresenta una vista di una sezione longitudinale dell’elemento di figura 2;

- la figura 3A rappresenta un particolare ingrandito di figura 3;

- la figura 4 rappresenta l’andamento di alcune grandezze caratteristiche dell’elemento elastico di fig. 2;

- la figura 5 rappresenta una variante realizzativa dell’elemento elastico di fig. 2;

- la figura 6 rappresenta un particolare ingrandito di un’altra variante realizzativa dell’elemento elastico di fig. 2;

- la figura 7 rappresenta un particolare ingrandito di un ulteriore variante realizzativa dell’elemento elastico di fig.

2;

- le figure 8 e 9 rappresentano ciascuna una sezione longitudinale del dispositivo di figura 1, in altrettante posizioni di lavoro.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PRESENTE

INVENZIONE.

Gli esempi di attuazione dell’invenzione di seguito descritti si riferiscono ad un dispositivo per l’erogazione di fluidi ed in particolare per l’erogazione di liquidi detergenti. E’ chiaro che la soluzione proposta potrà essere applicata anche a dispositivi per l’erogazione di profumi o prodotti alimentari, o qualsiasi altro fluido in genere, che debba essere prelevato da un contenitore e convogliato verso l’esterno anche sotto forma di schiuma o nebulizzato.

Una formulazione di un dispositivo 1 per l’erogazione di fluidi oggetto della presente invenzione, applicato al collo N di un contenitore C contenente un fluido L da erogare, à ̈ rappresentato in figura 1.

Esso comprende un corpo cavo 2, che individua una camera di aspirazione/compressione 3 del fluido L, provvisto di un condotto di aspirazione 4 del fluido L, al quale à ̈ scorrevolmente accoppiato un pistone 5 mobile da una prima posizione di riposo, visibile in figura 1, ad almeno una seconda posizione di lavoro, mostrata in figura 8.

Il dispositivo 1 à ̈ azionabile dall’utilizzatore tramite un elemento attuatore 6, comprendente un pulsante di azionamento detto anche beccuccio o cappuccio 7, solidale al pistone 5.

Il corpo cavo 2 Ã ̈ solidale ad una ghiera di supporto e di guida 16 per il pistone 5. La ghiera di supporto 16 Ã ̈ a sua volta associata ad un elemento portante 17 applicabile al collo N del contenitore C. Nella forma realizzativa qui mostrata una filettatura interna 17a consente tale applicazione.

E’ evidente che in varianti realizzative l’elemento portante 17 potrebbe essere provvisto di diversi mezzi di connessione al collo del contenitore C, come ad esempio mezzi a scatto o anche incollaggio.

Mezzi elastici, indicati complessivamente con il numero 8, sono atti a garantire, ad erogazione avvenuta, il ritorno del pistone 5 dalla posizione di lavoro alla posizione di riposo. I mezzi elastici 8 comprendono un elemento elastico 9 interposto tra l’elemento portante 17 e l’elemento attuatore 6. L’elemento elastico 9, mostrato in dettaglio nelle figure 2 e 3, contrasta con una sua prima estremità 9a con l’elemento portante 17 e con la seconda estremità 9b, opposta alla prima 9a, con l’elemento attuatore 6.

La prima estremità 9a dell’elemento elastico 9 à ̈ ricevuta in una opportuna sede 17b dell’elemento portante e, analogamente, la seconda estremità 9b dell’elemento elastico 9 à ̈ ricevuta in una opportuna sede 6a dell’elemento attuatore. In variati realizzative, la prima estremità 9a dell’elemento elastico 9 potrebbe essere associata alla ghiera di supporto 16 come pure la seconda estremità 9b dell’elemento elastico 9 potrebbe essere associata direttamente al pistone 5.

In una soluzione alternativa dell’invenzione, l’elemento elastico 9 potrà essere capovolto in modo da presentare la prima estremità 9a a contatto con l’attuatore 6, o il pistone 5, e la seconda 9b a contatto con l’elemento di supporto 17 o la ghiera 16.

Per quanto concerne il pistone 5, esso comprende un elemento di supporto 5a al quale à ̈ scorrevolmente accoppiato uno stantuffo 5b cooperante a tenuta con le pareti della camera di aspirazione/compressione 3.

L’elemento di supporto 5a à ̈ accoppiato per interferenza ad uno stelo 12 solidale all’elemento attuatore 6.

L’elemento di supporto 5a e lo stelo 12 presentano un condotto di erogazione 13 del fluido L che comunica con la camera di aspirazione/compressione 3 e con l’ambiente esterno E.

Primi mezzi valvolari 14 disposti a valle del condotto di aspirazione 4 e secondi mezzi valvolari 15 disposti a monte del condotto di erogazione 13, regolano l’afflusso del fluido L dal contenitore C alla camera di aspirazione/compressione 3 ed il deflusso dalla camera 3 stessa al condotto di erogazione 13.

Nell’esempio di realizzazione rappresentato, i primi mezzi valvolari 14 comprendono una sfera 14a realizzata in materiale non metallico, mentre i secondi mezzi valvolari 15 sono costituiti da bordi di tenuta 15a appartenenti allo stantuffo 5b atti a cooperare con l’elemento di supporto 5a e con le pareti della camera di aspirazione/compressione 3 ed ad impegnarsi con rispettive gole ricavate sulla ghiera di guida e supporto 16.

Con riferimento alle figure 2 e 3 à ̈ descritto in seguito l’elemento elastico 9.

L’elemento elastico 9 comprende una superficie esterna 28 che si estende per una predeterminata lunghezza H tra la prima estremità 9a del primo elemento elastico 9, o estremità di base, e la sua seconda estremità 9b, o estremità superiore. La lunghezza H definisce quindi l’altezza dell’elemento elastico 9.

La superficie esterna 28 si sviluppa attorno ad un asse principale longitudinale X per avvolgerlo integralmente, eccetto che per le aperture inferiore e superiore 28a e 28b in corrispondenza delle rispettive estremità di base 9a e superiore 9b, come si osserva in fig. 3.

Sull’elemento elastico 9 si individua il parametro D0, come mostrato in figura 3, definito come la distanza intercettata dalla superficie esterna 28 dell’elemento elastico 9 su un asse perpendicolare all’asse principale X e passante per il punto mediano Hm dell’altezza H. Il parametro D0 rappresenta, pertanto, la larghezza della superficie esterna 28 nella zona mediana dell’elemento elastico 9.

La superficie esterna 28 dell’elemento elastico 9 presenta un andamento a spirale.

Come si osserva nella sezione longitudinale di fig. 3, tale andamento a spirale definisce per la superficie esterna 28 un’alternanza tra apici esterni 31 ed apici interni 30.

Ciascuno apice esterno 30 Ã ̈ connesso ad un corrispondente apice interno adiacente 31 da una porzione di connessione 32. Le porzioni di connessioni 32 presentano un andamento sostanzialmente uguale tra loro e comprendono preferibilmente un tratto curvo 33, come si osserva in fig.

3A

Preferibilmente il tratto curvo 33 comprende un arco di circonferenza di raggio R.

Il raggio di curvatura R dell’arco di circonferenza 33 à ̈ scelto sulla base del valore del parametro D0 ed à ̈ preferibilmente compreso tra 0,15*D0 e 0,60*D0, più preferibilmente compreso tra 0,25*D0 e 0,45*D0 e ancora più preferibilmente pari a 0,35*D0.

Vantaggiosamente, la previsione di tali raggi di curvatura per l’arco di circonferenza del tratto curvo 33 consente di ridurre al minimo la corsa necessaria per portare l’elemento elastico 9 nella condizione di pre-carico, vale a dire nella condizione leggermente compressa per generare una forza di pre-carico sul pistone 5 per mantenerlo in modo stabile nella sua posizione di riposo.

Nella forma realizzativa qui descritta, i tratti curvi 33 lungo l’elemento elastico 9 tra la prima estremità 9a e la seconda estremità 9b presentano un raggio di curvatura R sostanzialmente costante

In varianti realizzative, tuttavia, i tratti curvi 33 lungo l’elemento elastico 9 tra la prima estremità 9a e la seconda estremità 9b potranno presentare raggi di curvatura diversi. Gli apici interni 30 sono allineati sostanzialmente lungo un asse di inviluppo interno Yi. L’asse di inviluppo interno Yi forma con l’asse principale longitudinale X un angolo A, come indicato in fig. 3.

Preferibilmente, l’angolo A tra l’asse di inviluppo interno Yi e l’asse principale longitudinale X à ̈ compreso tra 2° e 12°, più preferibilmente compreso tra 5° e 9° e ancora più preferibilmente pari a 7°.

Analogamente, gli apici esterni 31 sono allineati sostanzialmente lungo un asse di inviluppo esterno Ye. L’asse di inviluppo esterno Ye forma con l’asse principale longitudinale X un angolo B, come indicato in fig. 3.

Preferibilmente, l’angolo B tra l’asse di inviluppo esterno Ye e l’asse principale longitudinale X à ̈ compreso tra 2° e 12°, più preferibilmente compreso tra 5° e 9° e ancora più preferibilmente pari a 7°.

La forma conferita all’elemento elastico 9 à ̈ sostanzialmente di tipo tronco-conico.

Vantaggiosamente, la previsione dei suddetti angoli A tra l’asse di inviluppo interno Yi e l’asse principale longitudinale X e la previsione degli angoli B tra l’asse di inviluppo esterno Ye e l’asse principale longitudinale X consente di ridurre lo spazio di ingombro dell’elemento elastico 9 in condizione compressa, come vedremo meglio anche in seguito.

Infatti, in condizione compressa dell’elemento elastico 9, gli apici interni 30 e gli apici esterni 31 della superficie esterna 28 si trovano in posizioni sfalsate e non sovrapposte e pertanto le spire che costituiscono la superficie esterna 28 si compenetrano.

La superficie esterna 28 dell’elemento elastico 9 presenta uno spessore S sostanzialmente costante. La superficie esterna 28 definisce in definitiva una parete di spessore S. Per tale motivo, con il termine superficie esterna si vuole intendere nella presente invenzione una parete provvista di un proprio spessore.

Lo spessore S della superficie esterna 28 à ̈ scelto sulla base del valore del parametro D0 ed à ̈ preferibilmente compreso tra 0,01*D0 e 0,04D0, più preferibilmente compreso tra 0,02*D0 e 0,03D0 e ancora più preferibilmente pari a 0,025D0.

Vantaggiosamente, la previsione di tale spessore S per la superficie esterna 28 consente di ottimizzare il rapporto tra forza elastica e minima isteresi del materiale.

La distanza DI tra due apici interni 30 adiacenti à ̈ scelta sulla base del valore del parametro D0 ed à ̈ compresa preferibilmente tra 0,01*D0 e 0,5*D0, più preferibilmente compresa tra 0,02*D0 e 0,04*D0 e ancora più preferibilmente pari a 0,032*D0.

La distanza D2 tra due apici esterni 31 adiacenti à ̈ scelta sulla base del valore del parametro D0 ed à ̈ compresa preferibilmente tra 0,01 *D0 e 0,5*D0, più preferibilmente compresa tra 0,02*D0 e 0,04*D0 e ancora più preferibilmente pari a 0,032*D0.

Vantaggiosamente, la previsione della detta distanza DI tra due apici interni 30 adiacenti e la previsione della detta distanza D2 tra due apici eterni 31 adiacenti consente di ottimizzare il carico dell’elemento elastico 9 rispetto alle sue dimensioni quando esso à ̈ compresso.

La superficie esterna 28 Ã ̈ realizzata preferibilmente in materiale plastico, come ad esempio in polipropilene, in polietilene o in TPE (elastomero termoplastico).

Ciò consente di realizzare l’elemento elastico 28 vantaggiosamente mediante stampaggio.

Il materiale di cui à ̈ costituita la superficie esterna 28 à ̈ vantaggiosamente di tipo resiliente.

Il tensile modulus di tale materiale à ̈ compreso preferibilmente tra 50 Mpa e 300 Mpa, più preferibilmente compreso tra 80 Mpa e 220 Mpa.

Vantaggiosamente, la previsione di tale valore di tensile modulus consente di ottimizzare il valore di isteresi del materiale utilizzato, riducendo in tal modo le dimensioni dell’elemento elastico 9.

La durezza del materiale di cui à ̈ costituita la superficie esterna à ̈ compresa preferibilmente tra 20 e 70 Shore D, più preferibilmente compresa tra 35 e 60 Shore D e ancora più preferibilmente pari a 45 Shore D.

Vantaggiosamente, la previsione di tale valore di durezza consente di ottimizzare il valore di isteresi del materiale utilizzato, riducendo in tal modo le dimensioni dell’elemento elastico 9.

In fig. 4 à ̈ mostrata la caratteristica di un elemento elastico 9 secondo l’invenzione di lunghezza H pari a 29 mm in cui R=7,4mm, S=0,5mm, D1=6,8mm, D2=6,8mm, A=6,8°, B=6,8° e realizzato in TPE (elastomero termoplastico).

Tale curva mostra l’andamento della forza di carico dell’elemento elastico 9 (asse delle ordinate B) rispetto all’entità della compressione dell’elemento elastico 9 (asse delle ascisse A). La curva rappresenta un ciclo completo costituito da una fase di compressione Wc ed una fase di decompressione Wd, o rilascio, dell’elemento elastico 9.

In particolare l’elemento elastico 9 à ̈ soggetto ad una compressione massima Cm di circa 17,5mm e quindi rilasciato.

Dai valori riportati nel grafico si evince come l’elemento elastico 9 durante la fase di compressione Wc presenti una zona centrale compresa tra i valori di compressione Ci=5mm e Cf=13mm con caratteristiche sostanzialmente ideali, vale a dire che la forza di carico applicata presenta un andamento, per un tratto rilevante, sostanzialmente costante e di valore intorno al valore Fc=2,3 Kgf.

L’elemento elastico 9 à ̈ montato sul dispositivo di erogazione 1 in modo tale che esso lavori in maniera ideale e quindi tra i suddetti valori di compressione estremi compresi tra Ci e Cf. In particolare, nella condizione di riposo mostrata in fig. 1, l’elemento elastico 9 si troverà in una condizione di pre-carica leggermente compresso e con un valore di compressione pari a Ci=5mm.

Analogamente, nella condizione di massima compressione, mostrata in fig. 9 e descritta nel seguito, l’elemento elastico 9 si troverà in una condizione di compressione con un valore di compressione pari a Cf=13mm.

Si noti infine che l’isteresi dell’elemento elastico 9 dell’invenzione risulta vantaggiosamente di entità ridotta. Infatti, l’ampiezza della isteresi D data dalla differenza tra la forza di carico Fc durante la fase di compressione Wc e forza di carico Fd durante la fase di decompressione Wd risulta di valore ridotto.

Preferibilmente, l’ampiezza dell’isteresi D à ̈ mantenuta a valori inferiori alla metà della forza di compressione massima Fcmax dell’elemento elastico in corrispondenza del valore della compressione massima Cm, vale a dire preferibilmente D≤0,5*Fcmax.

Più preferibilmente, l’ampiezza dell’isteresi D à ̈ mantenuta a valori inferiori ad un quarto della forza di compressione massima Fcmax dell’elemento elastico in corrispondenza del valore della compressione massima Cm, vale a dire D≤0,25*Fcmax.

Con riferimento alla fig. 9, il valore della forza di compressione massima Fcmax à ̈ circa 4Kgf e l’ampiezza dell’isteresi D si mantiene lungo l’intero ciclo di compressione e decompressione a valori sostanzialmente inferiori a 1Kgf.

L’area compresa tra la curva della fase di compressione Wc e la curva della fase di decompressione Wd, che rappresenta l’energia persa durante un ciclo di compressione e decompressione dell’elemento elastico, risulta pure di valore ridotto.

Un variante esecutiva dell’elemento elastico dell’invenzione, indicato complessivamente con il numero 100 in fig. 5, si differenzia dalla precedente per il fatto di comprendere due porzioni, indicate rispettivamente con i numeri 101 e 102 sostanzialmente di tipo tronco-conico, nel caso di specie tra loro adiacenti e contrapposte

Una altra forma di realizzazione dell’invenzione à ̈ mostrata nel particolare di fig. 6.

Tale forma realizzativa si differenzia dalle precedenti per il fatto che la porzione di connessione 132 tra l’apice esterno 130 e l’apice interno adiacente 131 presentano un andamento sostanzialmente mistilineo, comprendendo un primo tratto curvo 133, preferibilmente un arco di circonferenza, ed un secondo tratto sostanzialmente lineare 134.

Una ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione à ̈ mostrata nel particolare di fig. 7.

Tale forma realizzativa si differenzia dalle precedenti per il fatto che in corrispondenza degli apici esterni 230 e degli apici interni 231 lo spessore della superficie laterale risulta ingrossato per definire per tali apici una nervatura.

Tale nervatura conferisce una maggiore resistenza alla superficie esterna in corrispondenza degli apici 230 e 231 i quali sono sottoposti a continue sollecitazioni durante la compressione e decompressione dell’elemento elastico nel suo azionamento.

Il funzionamento del dispositivo di erogazione 1 dell’invenzione à ̈ descritto facendo riferimento ad un sistema di erogazione che utilizza il primo esempio di elemento elastico 9 descritto, quello cioà ̈ delle figure 2 e 3, facendo riferimento alla figura 1 ove à ̈ in condizione iniziale di riposo, ed alle figure 8 e 9.

Operativamente l’utilizzatore agisce sull’elemento attuatore 6 esercitando una pressione P che muove assialmente il pistone 5.

Così facendo l’utilizzatore carica i mezzi elastici 8 e comprime il prodotto contenuto nella camera di aspirazione/compressione 3.

L’aumento di pressione fa scorrere lo stantuffo 5b sull’elemento di supporto 5a, consentendo così il deflusso del fluido L contenuto nella camera di aspirazione/compressione 3 prima verso il condotto di erogazione 13 e poi verso l’esterno E, seguendo il percorso indicato con 25, mostrato in figura 8.

Lo stantuffo 5b, raggiunto il fondo della camera di aspirazione/compressione 3, viene rilasciato dall’utilizzatore consentendo così ai mezzi elastici 8 di riportarlo nella posizione iniziale di riposo mostrata in figura 1.

II ritorno elastico del pistone 5 genera una depressione all’interno della camera di aspirazione/compressione 3 che fa intervenire i primi mezzi valvolari 14 a valle del condotto di aspirazione 4 ed affluire il fluido L nella camera stessa, aspirandolo dal contenitore C preparando il dispositivo 1 al prossimo utilizzo.

Va osservato come vantaggiosamente la collocazione e la forma dei mezzi elastici 8 proposti permettano di ottimizzare gli ingombri complessivi del dispositivo 1. Va osservato infatti come l’elemento elastico troncoconico 9 presenti, quando il pistone 5 si trova a fine corsa, come mostrato in figura 8, un ingombro ridotto.

Infatti gli apici interni 30 e gli apici esterni 31 della superficie esterna 28 si trovano in posizioni sfalsate e non sovrapposte e pertanto le spire che costituiscono la superficie esterna 28 si compenetrano quando il pistone 5 si trova a fine corsa.

Vantaggiosamente e preferibilmente il dispositivo proposto à ̈ realizzabile in tutte le sue parti in materiale plastico o sintetico.

L’elemento elastico della presente invenzione à ̈ stato descritto in associazione ad un dispositivo di erogazione di fluidi. Tuttavia, in varianti realizzative, l’elemento elastico dell’invenzione potrà impiegato in dispositivi atti ad erogare liquidi sotto forma di schiuma o foam.

In tal caso il dispositivo di erogazione sarà provvisto, in modo noto, di opportuni mezzi atti a convogliare aria in pressione verso una camera di miscelazione, a valle della quale sono disposti mezzi atti a contribuire alla formazione della schiuma.

Inoltre, la superficie esterna dell’elemento elastico della presente invenzione à ̈ stata descritta di forma sostanzialmente chiusa, eccetto che per le aperture inferiore e superiore. Tuttavia, in varianti realizzative, la superficie esterna potrebbe comprendere delle aperture passanti, tali comunque da non compromettere la desiderata funzionalità dell’elemento elastico.

Ancora, i valori di compressione estremi Ci e Cf con cui l’elemento elastico à ̈ montato sul dispositivo di erogazione potranno essere scelti di valore più o meno vicino rispetto ai corrispondenti valori estremi di compressione nulla e di massima compressione Cm, pur garantendo le caratteristiche ed i vantaggi sopra descritti. In particolari varianti realizzative, ad esempio, i valori estremi Ci e Cf potranno essere rispettivamente scelti sostanzialmente pari a 0 e Cm. Dai valori riportati nel grafico si evince come l’elemento elastico 9 durante la fase di compressione Wc presenti una zona centrale compresa tra i valori di compressione Ci=5mm e Cf=13mm con caratteristiche sostanzialmente ideali, vale a dire che la forza di carico applicata presenta un andamento, per un tratto rilevante, sostanzialmente costante e di valore intorno al valore Fc=2,3 Kgf.

L’elemento elastico 9 à ̈ montato sul dispositivo di erogazione 1 in modo tale che esso lavori in maniera ideale e quindi tra i suddetti valori di compressione estremi compresi tra Ci e Cf. In particolare, nella condizione di riposo mostrata in fig. 1, l’elemento elastico 9 si troverà in una condizione di pre-carica leggermente compresso e con un valore di compressione pari a Ci=5mm.

Analogamente, nella condizione di massima compressione, mostrata in fig. 9 e descritta nel seguito, l’elemento elastico 9 si troverà in una condizione di compressione con un valore di compressione pari a Cf=13mm.

Da quanto detto à ̈ chiaro come la soluzione proposta permette di risolvere gli inconvenienti detti e di raggiungere gli scopi prefissi.

Si à ̈ quindi dimostrato che la presente invenzione permette di raggiungere gli scopi prefissati. In particolare permette di realizzare un elemento elastico per un dispositivo per l’erogazione di fluidi che si avvicini il più possibile alle caratteristiche ideali in compressione e decompressione.

Quantunque l’invenzione sia stata descritta facendo riferimento alle allegate tavole da disegno, essa potrà subire modifiche in fase realizzativa, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo espresso dalle rivendicazioni di seguito riportate e pertanto protette dal presente brevetto.

Claims (15)

1. RIVENDIC AZIONI 1. Elemento elastico (9; 100) per un dispositivo (1) per l’erogazione di fluidi (L) comprendente una superficie (28) che si sviluppa attorno ad un asse principale longitudinale (X), detta superficie (28) comprendendo almeno una parte con un andamento a spirale che definisce in sezione secondo un piano di sezione contenente detto asse longitudinale (X) un’alternanza tra apici esterni (31; 131; 231) ed apici interni (30; 130; 230), ciascuno di detti apici esterni (31; 131; 231) essendo connesso ad un corrispondente apice interno (30; 130; 230) adiacente da una porzione di connessione (32; 132) appartenente a detta superficie (28), caratterizzato dal fatto che detti apici interni (30; 130; 230) sono allineati lungo un asse di inviluppo interno (Yi) che forma con detto asse principale longitudinale (X) un angolo (A) compreso preferibilmente tra 2° e 12°.
2. 2. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti apici esterni (31; 131; 231) sono allineati lungo un asse di inviluppo esterno (Ye) che forma con detto asse principale longitudinale (X) un angolo (B) compreso preferibilmente tra 2° e 12°.
3. 3. Elemento elastico (9; 100) secondo la rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che detto asse di inviluppo interno (Yi) e detto asse di inviluppo esterno (Ye) formano con detto asse principale longitudinale (X) angoli (A, B) sostanzialmente uguali.
4. 4. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta porzione di connessione (32; 132) comprende un tratto curvo (33, 133).
5. 5. Elemento elastico (9; 100) secondo la rivendicazione 5), caratterizzato dal fatto che detto tratto curvo (33, 133) comprende un arco di circonferenza.
6. 6. Elemento elastico (9; 100) secondo la rivendicazione 6), caratterizzato dal fatto che il raggio di curvatura (R) di detto arco di circonferenza presenta un valore compreso preferibilmente tra 0,15 e 0,6 volte il valore della larghezza di detta superficie (28) nella zona mediana di detto elemento elastico (9; 100).
7. 7. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta superficie (28) presenta uno spessore (S) avente un valore compreso preferibilmente tra 0,01 e 0,04 volte il valore della larghezza di detta superficie (28) nella zona mediana di detto elemento elastico (9; 100).
8. 8. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la distanza (DI) tra due di detti apici interni (30; 130; 230) adiacenti presenta un valore compreso preferibilmente tra 0,01 e 0,05 volte il valore della larghezza di detta superficie (28) nella zona mediana di detto elemento elastico (9; 100).
9. 9. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la distanza (D2) tra due di detti apici esterni (31; 131 ; 231) adiacenti presenta un valore compreso preferibilmente tra 0,01 e 0,05 volte il valore della larghezza di detta superficie (28) nella zona mediana di detto elemento elastico (9; 100).
10. 10. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11) a 14), caratterizzato dal fatto che detta distanza (DI) tra due di detti apici interni (30; 130; 230) adiacenti à ̈ sostanzialmente uguale a detta distanza (D2) tra due di detti apici esterni (31; 131; 231) adiacenti.
11. 11. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta superficie (28) comprende un materiale avente un tensile modulus compreso preferibilmente tra 50 MPa e 300 Mpa.
12. 12. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta superficie (28) comprende un materiale avente una durezza compresa preferibilmente tra 20 Shore D e 70 Shore D.
13. 13. Elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una porzione di forma sostanzialmente troncoconica.
14. 14. Elemento elastico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza di almeno uno di detti apici interni (230) e/o in corrispondenza di almeno uno di detti apici esterni (231) detta superficie (28) presenta un aumento di spessore rispetto alle zone adiacenti.
15. 15) Dispositivo (1) per l’erogazione di fluidi (L) comprendente un elemento elastico (9; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.