Zerstäuberkopf zur Verwendung zusammen mit einer Quetschflasche

Abstract

 Ein auf den Hals einer Quetschflasche aufgesetzter Zerstäuberkopf (1) enthält eine Zerstäuberdüse und ein in die Flüssigkeit im Flascheninnern hineinragendes Steigrohr (4). Das Steigrohr (4) ist oben von einer Hülse (10) derart umgeben, dass ein relativ enger Ringspalt (11) verbleibt. Zwischen der obern Stirnseite des Steigrohres und der Kopfplatte (18) verbleibt ein Zwischenraum (12) in weichem die Flüssigkeit zerstäubt wird und hernach aus der Düsenauslassöffnung (14) austritt. Im engen Ringspalt (11) wird die Luft stark beschleunigt und bewirkt dadurch eine gute Zerstäubung der aus dem Steigrohr (4) mitgerissenen Flüssigkeit.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Zerstäuberkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Es sind bereits zahlreiche Zerstäuber-Systeme für Hand-Quetschflaschen auf dem Markt. Ueblicherweise enthalten sie eine Zerstäuberdüse und ein in die Flasche eintauchendes Steigrohr. Die Düsenöffnung wird bei Nichtgebrauch durch einen Schraub-oder Klappdeckel verschlossen. Aus herstellungstechnischen Gründen müssen Zerstäuberkopf und Steigrohr als separate Teile aus unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt und hernach zusammengefügt werden. Dabei müssen an den präzisen Sitz des Steigrohres im Innern des Zerstäuberkopfes hohe Anforderungen gestellt werden, da schon geringe Ungenauigkeiten in der Relativlage der zusammengefügten Teile einen Ausfall der Zerstäuberwirkung zur Folge hat oder die Zerstäubung der Flüssigkeit ungenügend wird, indem Spritzer oder zu grosse Tröpfchen anfallen, was namentlich bei Desodorants od.dgl. unbefriedigend ist, da hier die beste Wirkung erhalten wird, wenn eine möglichst feine, nebelartige Zerstäubung des Wirkstoffes erfolgt. Ein zuverlässiges Funktionieren einer solchen als Massenprodukt hergestellten und durch Automaten zusammengesetzten Zerstäuberdüse erhält eine besondere Bedeutung, wenn die Verbindung des Zerstäuberkopfes mit der Flasche nach dem Aufsetzen auf den Flaschenhals nicht mehr gelöst werden kann und somit keine nachträgliche Korrekturmöglichkeit mehr besteht.

[0003] Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Zerstäuberkopf zu schaffen, mit dem sich eine besonders feine nebelartige Zerstäuberwirkung erreichen lässt, der als Massenprodukt preisgünstig herstellbar ist, eine hohe Funktionssicherheit hat und weitgehend tropfsicher ist.

[0004] Die Erfindung mit der diese Aufgabe gelöst wird, ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

[0005] Durch den der eigentlichen Zerstäuberdüse vorgelagerten, relativ engen Ringspalt entsteht bei einem Druck mit der Hand auf die Quetschflasche im Flascheninnern ein Ueberdruck, wodurch die in Richtung der Düsenöffnung herausgepresste Luft im Ringspalt beschleunigt wird. Die sich dadurch ergebende Luftgeschwindigkeit bewirkt bei der auf dem Injektor-Prinzip beruhenden Zerstäuberdüse eine besonders feine, nebelartige Zerstäubung der aus dem Steigrohr austretenden Flüssigkeit. Eine Feinstzerstäubung ist namentlich bei der Anwendung von geruchbindenden Wirkstoffen von erheblicher Bedeutung. Sollte der genau vorbestimmte Abstand zwischen der Stirnseite des Steigrohres und der Kopfplatte durch Montage- oder Fabrikationsungenauigkeit ausnahmsweise nicht genau eingehalten worden sein, wird die Düse dadurch nicht unwirksam - wie dies vielfach bei konventionellen Düsen der Fall ist - sondern es muss lediglich eine etwas geringere Flüssigkeits-Ausbringrate pro Luftvolumen in Kauf genommen werden. Der enge, der Zerstäuberdüse vorgelagerte Ringspalt hat zudem die weitere Eigenschaft, dass bei einem versehentlichen Umkippen der Flasche der Austritt von Flüssigkeit durch die Düsenöffnung infolge Kapillarwirkung verhindert wird. Zudem muss die Luft aus diesem engen Ringspalt verdrängt werden. Bevor dies der Fall ist, hat sich üblicherweise die Flüssigkeit im Innern der Flasche wieder beruhigt und liegt unterhalb der Düsenöffnung. Aus Gründen des für die Zerstäuberfunktion unvermeidlichen Luftpolsters wird die üblicherweise ovale Flasche nicht ganz bis zur Hälfte des Flascheninhaltes mit Flüssigkeit gefüllt. Diese "Tropfsicherheit" der Flasche hat den zusätzlichen Vorteil, dass nach dem Abschneiden des Verschlussnippels vor dem Erstgebrauch, die Düsenöffnung hernach offen bleiben kann. Dies ermöglicht eine ständige Anwendungsbereitschaft ohne dass vorgängig ein Deckel geöffnet werden und nach Gebrauch wieder geschlossen werden muss.

[0006] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zerstäuberkopf

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1

Fig. 3 eine Ansicht einer Quetschflasche mit Zerstäuberkopf.

[0007] Der aus einem einzigen Kunststoff- oder Metallstück bestehende Zerstäuberkopf 1 wird auf den Flaschenhals 12 einer von Hand zusammendrückbaren, vorzugsweise ovalen Quetschflasche aus flexiblem Kunststoff aufgesetzt. Der Mantel des Zerstäuberkopfes ist vorne als Kegelstumpf 3 ausgebildet. Im Innern des Zerstäuberkopfes 1 befindet sich ein aus Kunststoff bestehendes, biegsames Steigrohr 4, das am Mantel geschlossen ist und auf seiner ganzen Länge die gleiche lichte Innenweite aufweist, d.h. die Bohrung des Steigrohres 4 enthält keine Verengung oder seitliche Oeffnungen. Das Steigrohr 4 wird durch mehrere, vorzugsweise drei am Umfang verteilte Flügel 6 durch Reibschluss festgehalten. Diese Flügel 6 stützen sich an der Innenwand 7 des Kopfes ab und erstrecken sich radial nach innen.

[0008] Auf der Aussenseite des zylindrischen Flaschenhalses 2 befindet sich ein ringförmiger, im Querschnitt keilartiger Wulst 8, hinter den eine nach innen vorstehende Ringrippe 22 der Bohrung 23 des Zerstäuberkopfes 1 elastisch einrastet und dadurch nach dem Aufsetzen des Zerstäuberkopfes 1 auf den Flaschenhals 12 eine nicht mehr lösbare Verbindung ergibt. Beim Aufdrücken des Zerstäuberkopfes 1 auf den Flaschenhals 12 schnappt die Ringrippe 22 elastisch über den Wulst 8, sodass hernach eine Verbindung besteht, die sich ohne Gewaltsanwendung nicht mehr lösen lässt.

[0009] Das Steigrohr 4 ist oben von einer Hülse 10 umgeben, welche von der Kopfplatte 18 ausgehend nach innen ragt.

[0010] Zwischen dem Mantel des Steigrohres 4 und der Innenfläche - also der Bohrung der Hülse 10 - besteht ein relativ enger Ringspalt 11. Die axiale Länge dieser Hülse 10 entspricht etwa dem 1 1/2 - 2-fachen des Steigrohrdurchmessers. Die Flügel 6 setzen sich auf der Innenseite der Hülse 10 in Form von Rippen fort, sodass das Steigrohr 4 auch im Bereich der Hülse 10 geführt und gehalten ist. Die Flügel 6 stützen das Steigrohr 4 somit auf einer axialen Länge die grösser ist als die axiale Ausdehnung der Hülse 10.

[0011] Zwischen der obern Stirnseite 5 des Steigrohres 4 und der Innenfläche der Kopfplatte 18 besteht ein Zwischenraum 12 mit der Höhe a. Das Steigrohr 4 liegt gegen mindestens einen, vorzugsweise drei schmale Anschläge 13 an, die sich in diesem Zwischenraum 12 befinden, sodass für den Zwischenraum 12 eine genau vorbestimmte Höhe verbleibt. In der Kopfplatte 18 befindet sich eine Düsenauslassöffnung 14, die angenähert den gleichen Durchmesser wie die Bohrung des Steigrohres 4 hat. Die Düsenauslassöffnung 14 ist aussen durch einen Nippel 15 verschlossen, der vor dem erstmaligen Gebrauch abgetrennt wird. Nach dem Abschneiden dieses Nippels 15 steht die Düsenauslassöffnung 14 ständig mit der Umgebungsluft in Verbindung.

[0012] Der Uebergang zwischen der Kopfplatte 18 und der Düsenauslassöffnung 14 ist durch eine scharfe Kante gebildet, was die Bildung von Luft-Turbulenzen und damit die Zerstäubungswirkung fördert. Die Breite b des Ringspaltes 11 ist kleiner als der Abstand a zwischen der Stirnseite 5 des Steigrohres 4 und der gegegenüberliegenden Innenwand der Kopfplatte 18. Der Durchmesser der Düsenauslassöffnung kann je nach der gewünschten Ausbringrate und weitern Kriterien zwischen 0,6 - 1 mm, vorzugsweise etwa 0,8 mm betragen. Die Breite b kann beispielsweise etwa 0,3 mm und die Höhe a etwa 0,6 mm betragen.

[0013] In Fig. 3 ist eine Quetschflasche 24 mit aufgesetztem Zerstäuberkopf 1 dargestellt. Das Steigrohr 4 erstreckt sich in das Flascheninnere und endigt nahe am Boden 20 der Flasche. Die Mittelaxe y des Zerstäuberkopfes 1 ist gegenüber der Längsmittelaxe x der Flasche 24 geneigt. Dadurch wird erreicht, dass ein vom Benützer weg, schräg nach oben gerichteter Sprühnebel erzeugt werden kann.

[0014] Die Wirkungsweise dieser Zerstäuberdüse ist folgende: Bei einem Druck mit der Hand auf eine mit niedrig viskoser Flüssigkeit bis knapp zur Hälfte gefüllten, aufrecht gehaltenen Quetschflasche 24 entsteht im Flascheninnern ein Ueberdruck. Dieser wirkt einerseits auf den Flüssigkeitsspiegel im Flascheninnern und treibt Flüssigkeit im Innern des in die Flüssigkeit eintauchenden Steigrohres 4 nach oben. Anderseits wird Luft durch den Ringspalt 11 aus dem Innenraum der Flasche 24 herausgepresst. Da dieser Ringspalt 11 relativ eng ausgebildet ist, wird die Luft in diesem Ringspalt 11 stark beschleunigt. Als Folge dieser relativ hohen Luftgeschwindigkeit wird durch Injektorwirkung aus dem Steigrohr 4 Flüssigkeit mitgerissen und dabei infolge Wirbelbildung im Bereich der Düsenauslassöffnung 14 zerstäubt. Für eine feine, nebelartige Zerstäubung - also ohne Bildung relativ grosser Tropfen - ist eine möglichst hohe Luftgeschwindigkeit in der Zerstäuberdüse 2 erforderlich. Es hat sich ferner als günstig erwiesen, wenn die Querschnittsfläche des Ringspaltes 11 höchstens das 1,8 fache und mindestens das 1,2 fache der Querschnittsfläche des Luftdurchlasses des Zwischenraumes 12 vor der Düsenauslassöffnung 14 ist.

[0015] Der Zerstäuberkopf ist anderseits unempfindlich gegenüber Fabrikationstoleranzen sowohl des Zerstäuberkopfes 1 als auch des Steigrohres 4 und gegen ein allfälliges nicht ganz vollständiges Einstecken des Steigrohres 4 bis zu den Anschlägen 13 oder ein Lockern des Steigrohres im Gebrauch. Ein nicht ganz bis zu den Anschlägen 13 ragendes Steigrohr 4 bewirkt lediglich einen schwächeren Zerstäubungsgrad, nicht jedoch ein völliges Versagen der Zerstäuberwirkung, wie dies bei Düsen nach dem Stand der Technik vielfach eintritt.

[0016] Bei einem versehentlichen Umkippen der Flasche 24 ist der Zerstäuberkopf weitgehend tropfsicher, da die Luft aus dem engen Ringspalt 11 nicht schlagartig entweichen kann und zudem das Nachfliessen der Flüssigkeit infolge Kapillarwirkung ebenfalls gebremst wird. Nach der Beruhigung der Flüssigkeit fliesst sie aus dem Bereich der Düse wieder in das Flascheninnere zurück. Dadurch ist es möglich, auch nach dem Abtrennen des Nippels 15 ohne Deckel oder Schraubverschluss auszukommen. Dies ermöglicht bei einer solchen Flasche ständige Anwendungsbereitschaft. Die Flasche ist somit ohne Vorbereitungshandlung - wie Oeffnen eines Verschlusses, Abschrauben eines Deckels od.dgl. gebrauchsbereit, sodass durch Druck auf die Flaschenwandung eine mit Wirkstoff - z.Beispiel Deodorant - vermischte Flüssigkeit fein zersprüht werden kann.

Ansprüche

1. Zerstäuberkopf zur Erzeugung eines Flüssigkeits-Sprühnebels zur Verwendung zusammen mit einer Quetschflasche (24), mit einem in die Quetschflasche hineinzuragen bestimmten Steigrohr (4), das an seinem obern Ende im Innern des Kopfes (1) gehalten ist, am obern Ende des Steigrohres (4) eine Zerstäuberdüse (2) vorhanden ist, das Steigrohr (4) aussen mit einem radialen Abstand von einer Hülse (10) umgeben ist, wobei ein mit der Zerstäuberdüse in Durchflussverbindung stehender Ringspalt (11) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbceite (b) des Ringspaltes (11) kleiner ist als der Abstand (a) zwischen der Stirnseite l5) des Steigrohres (4) und einer dieser Stirnseite gegenüberliegenden, die Düsenauslassöffnung (14) enthaltenden Kopfplatte (18).

2. Zerstäuberkopf nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuberkopf (1) deckellos ist und die Düsenauslassöffnung (14) aussen durch einen bei erstmaligem Gebrauch abtrennbaren Nippel (15) verschlossen ist.

3. Zerstäuberkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Ringspaltes (11) höchstens das 1,8-fache und mindestens das 1,2-fache, vorzugsweise etwa das 1,5-fache der Querschnittsfläche des Luftdurchlasses (12) der Düse vor der Düsenöffnung (14) ist.

4. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise drei auf der Innenseite des Kopfes (1) verteilte, radial einwärts gerichtete Flügel (6) vorhanden sind, welche das Steigrohr (4) durch Reibschluss halten.

5. Zerstäuberkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (6) in Axialrichtung länger sind als die Hülse (10) und an der Innenwand (7) des Kopfes (1) abgestützt sind.

6. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche l - 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stirnseite (5) des Steigrohres (4) und der Kopfplatte (18) mindestens ein den freien Abstand (a) bestimmender schmaler Anschlag (13) vorhanden ist und zwischen der Kopfplatte (18) und der Düsenauslassöffnung (14) eine scharfe, ringförmige Kante besteht.

7. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (4) einen auf seiner ganzen Länge geschlossenen Mantel hat und der auf der ganzen Steigrohr-Länge gleichbleibende Innenquerschnitt (19) angenähert dem Querschnitt der Düsenaustrittsöffnung (14) entspricht.

8. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (11) so klein ist, dass bei einem Umkippen der Flasche (24) ein Flüssigkeitsaustritt infolge Kapillarwirkung verhindert ist.

9. Quetschflasche mit aufgesetztem Zerstäuberkopf und einem in das Flascheninnere hineinragenden Steigrohr, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuberkopf (1) deckellos und unlösbar mit dem Flaschenhals (12) verbunden ist und einen, die Düsenauslassöffnung (14) verschliessenden, vor dem erstmaligen Gebrauch abschneidbaren Nippel (15) aufweist.

Zeichnung