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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung für ein fluides
Produkt gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Miniaturzerstäuber, der
für die
Verpackung von kosmetischen Produkten, insbesondere Parfüms, ausgelegt
ist.
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Spender
dieser Art sind insbesondere in den Patentanmeldungen FR-A-2 778 639, EP-A-0
761 314, FR-A-2 443 980, oder in den Patenten US-A-3 897 005, oder
US-A-3 412 907 beschrieben. Alle diese Vorrichtungen haben hauptsächlich mindestens einen
Nachteil, der entweder mit ihren Herstellungskosten oder mit ihrer
Nutzungsbequemlichkeit oder mit der Qualität des Sprühstrahls zusammenhängt, den
sie erzeugen können.
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Da
die Proben im Allgemeinen nicht für den Verkauf bestimmt sind,
muss ihr Herstellungspreis nämlich
so niedrig wie möglich
sein. Es ist also wichtig, über
Vorrichtungen zu verfügen,
deren Bauteile leicht in großer
Serie herstellbar sind und deren Montage einfach durchgeführt werden
kann. Außerdem müssen sie
in der Lage sein, ein Sprühstrahl
zu erzeugen, dessen Qualität
so gut wie möglich
ist, und dessen Eigenschaften so konstant wie möglich sind.
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Eine
Lösung,
um solche Verpackungen zu einem möglichst geringen Preis herzustellen,
bestünde darin,
das Reservoir in Form eines Eindosisbehälters herzustellen, wie er üblicherweise
zur Verpackung von bestimmten physiologischen Seren, Augentropfen
oder Abschminkprodukten verwendet wird. Ein solcher Eindosisbehälter wird
aus einem Stück
mit einem Sprühloch
hergestellt, dessen Öffnung
durch das Abreißen
eines Aufsatzes, insbesondere durch ein Verdrehen des Aufsatzes
um die Achse des Lochs, bewirkt wird. Das Füllen einer solchen Vorrichtung
kann über
den offenen Boden des Reservoirs er folgen. Letzteres wird anschließend insbesondere
durch Schweißen
nach Art einer Tube verschlossen.
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Eine
solche Lösung
hat aber zwei große Nachteile.
Der erste liegt daran, dass das Loch, das aus dem Abreißen des
Aufsatzes durch Verdrehen entsteht, beim Öffnen eine ungenaue Form und
ungenaue Abmessungen aufweist. Daraus folgt, dass der Sprühstrahl,
der durch ein solches Loch erhalten werden kann, wenn man auf die
zusammendrückbaren
Wände des
Reservoirs drückt,
Eigenschaften hat, die sich von einer Vorrichtung zur anderen stark verändern. Oft
ist der Querschnitt des Lochs sogar so, dass es nicht möglich ist,
einen Sprühstrahl
zu erzeugen. Das Produkt kann nur in Form von mehr oder weniger
großen
Tropfen oder kontinuierlich tröpfelnd
ausfließen.
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Außerdem ist
der Schweißvorgang
nach dem Füllen
des Reservoirs, insbesondere, wenn es sich um ein sehr flüchtiges
Produkt wie ein Parfüm handelt,
nicht problemlos. Unter der Wärmewirkung kann
das Produkt verdunsten, sich verschlechtern und sich sogar entzünden.
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Eine
andere Lösung
ist insbesondere in den Patenten
US
2,571,504 ,
US 2,642,313 ,
US 2,728,981 ,
GB 680 815 und
GB 263 699 beschrieben und besteht
darin, eine Vorrichtung vom Typ Zerstäuber zu verwenden. Die Druckschrift
US 2 571 504 A beschreibt
eine Sprühvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die in diesen Druckschriften beschriebene Vorrichtung
weist einen Behälter
mit verformbarer Wand auf, der ein zu sprühendes flüssiges Produkt enthält. Der
Behälter
wird von einem Sprühkopf
verschlossen, der mit einem Sprühloch versehen
ist, das mit dem Inneren des Behälters über ein
Tauchrohr in Verbindung steht. Im oberen Bereich des Rohrs ist eine
Luftzufuhr vorgesehen. Wenn man den Behälter zu sammendrückt, reduziert
man das Innenvolumen des Behälters,
so dass die Luft unter Druck gesetzt wird und auf das Produkt drückt, das aus
dem Behälter
austreten soll. Das Produkt steigt dann im Tauchrohr hoch. Die Druckluft
neigt ebenfalls dazu, aus dem Behälter zu entweichen, und tritt über die
Luftzufuhr in das Tauchrohr ein. Eine Mischung von Luft und Produkt
wird dann vor dem Sprühen
im Rohr erhalten. Bei dieser Vorrichtung ist die Verformung der
Wand linear, d.h. dass die Verringerung des Innenvolumens des Behälters proportional
zum auf die Wand zu ihrer Verformung ausgeübten Druck ist. Der Benutzer
kann dann die Wand verformen, indem er einen leichten Druck auf
sie ausübt,
so dass die Luft geringfügig
unter Druck gesetzt wird. Zuerst gibt es nicht genug Energie, damit
die Luft das Produkt in das Tauchrohr drückt. Trotzdem hat die Luft die
Tendenz, aus dem Behälter
auszutreten, so dass man nur die Luft sprüht.
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Daher
ist es einer der Gegenstände
der Erfindung, eine Sprühvorrichtung
herzustellen, die die oben unter Bezugnahme auf die üblichen
Vorrichtungen erörterten
Probleme ganz oder teilweise löst.
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Es
ist insbesondere ein Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung
herzustellen, die einfach in Serienproduktion mit einem möglichst
geringen Selbstkostenpreis herstellbar ist.
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Es
ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung zu liefern,
die es ermöglicht, einen
Sprühstrahl
zu erzeugen, dessen Qualität
sowohl zufrieden stellend als auch von einer Vorrichtung zur anderen
reproduzierbar ist.
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Erfindungsgemäß werden
diese Ziele durch die Herstellung einer Vorrichtung gemäß dem beiliegenden
Anspruch 1 erreicht.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer "eine Widerstandsschwelle
gegen die Verformung aufweisenden Wand" eine Wand verstanden, die so konfiguriert
ist, dass ihre Verformung nicht linear von dem auf sie zu ihrer
Verformung ausgeübten
Druck abhängt,
sondern das Überschreiten einer
Schwelle erfordert. So bewirkt der von einem Benutzer auf die Betätigungswand
ausgeübte
Druck vor dem Erreichen des Schwellendrucks, d.h. des Drucks, der
es ermöglicht,
die vorbestimmte Widerstandsschwelle gegen die Verformung der Betätigungswand
zu überwinden,
eine Verformung der Wand, die es nicht erlaubt, das Innenvolumen
des Reservoirs deutlich zu verringern, die es aber ermöglicht,
Energie zu sammeln, damit, wenn der vom Benutzer auf die Wand ausgeübte Druck
den Schwellendruck erreicht, die Wand sich abrupt verformt. Das Volumen
innerhalb des Reservoirs reduziert sich dann deutlich, so dass plötzlich ein Überdruck
im Inneren des Reservoirs erzeugt wird. Dieser Überdruck ermöglicht es,
das Produkt mit ausreichend Energie in das Tauchrohr zu drücken, um
es bis zum Sprühloch
hochsteigen zu lassen, um einen Sprühstrahl guter Qualität zu erzeugen.
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Die
Vorrichtung besitzt einen am Reservoir befestigten Ausgabeaufsatz,
in dem das Sprühloch ausgebildet
ist, wobei der das zweite Ende des Tauchrohrs mit dem Sprühloch verbindende
Kanal im Aufsatz ausgebildet ist. Die zwei Hauptbauteile aufweisende
Vorrichtung ist somit einfach herzustellen, indem einerseits das
Reservoir und andererseits der Sprühaufsatz geformt wird, der
als Verschlussdeckel dient.
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Vorteilhafterweise
kann das Tauchrohr aus einem Stück
mit dem Aufsatz hergestellt werden. Alternativ ist das zweite Ende
des Tauchrohrs fest in einem im Aufsatz ausgebildeten Hohlraum montiert,
indem es zum Beispiel presseingepasst wird.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
ist der Luftdurchlass im Ausgabeaufsatz ausgebildet. Er mündet einerseits
ins Innere des Reservoirs und andererseits in den Kanal. Vorteilhafterweise
mündet
er in Höhe
des zweiten Endes des Tauchrohrs in den Kanal. Der Luftdurchlass
besteht dann aus mindestens einer in der Wand des Hohlraums ausgebildeten Kehle.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist der Luftdurchlass ein Loch, das in der Seitenwand des Tauchrohrs
zu seinem zweiten Ende hin vorgesehen ist.
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Das
Sprühloch
kann in der Achse des Tauchrohrs so ausgebildet sein, dass ein Sprühstrahl
in der Achse erhalten wird. Alternativ ist das Sprühloch winkelmäßig bezüglich der
Achse des Tauchrohrs versetzt. Da die Vorrichtung vorzugsweise mit
dem Kopf nach oben mit dem Rohr im Wesentlichen senkrecht verwendet
wird, kann man so einen Sprühstrahl
erhalten, der nicht senkrecht ist, und insbesondere einen waagrechten
Sprühstrahl,
der das Auftragen des Produkts auf die Haut vereinfacht, indem ein
Sprühloch
vorgesehen wird, das um 90° bezüglich der
Achse des Rohrs versetzt ist.
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Vorteilhafterweise
hat die Betätigungswand ein
Formgedächtnis,
d.h., dass sie so konfiguriert ist, dass sie durch elastische Rückstellkraft
wieder ihre ursprüngliche
Form annimmt, wenn der Druck endet. Die Vorrichtung kann dann mehrere
Male nacheinander verwendet werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
die Betätigungswand
in ihrer nicht verformten Stellung ein im Wesentlichen konvexes
Profil auf, insbesondere in Form einer Kuppel, und hat in ihrer
verformten Stellung ein im Wesentlichen konkaves Profil, wenn der
Druck höher
als der oder gleich dem Schwellendruck ist. Eine solche Konfiguration
ermöglicht
es, auf einfache Weise eine Wand mit einer Widerstandsschwelle gegen
die Verformung zu erhalten, die dem Übergang zwischen dem konkaven Profil
und dem konvexen Profil entspricht. Außerdem erleichtert diese Konfiguration
die Rückkehr
der Wand in die konvexe Stellung, wenn der Druck endet.
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Die
Betätigungswand
des Reservoirs ist aus einem thermoplastischen Material geformt,
insbesondere einem Polyethylen, einem Polypropylen, einem Polyethylenterephthalat,
einem Polyethylennaphtalat, einem Polyacrylnitril, einem Polyoxymethylen,
einem Polyvinylchlorid, oder einer Mischung dieser Materialien.
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Die
Vorrichtung ist besonders geeignet für die Verpackung und das Sprühen einer
Probedosis eines kosmetischen Produkts, insbesondere eines Parfüms.
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Abgesehen
von den oben erläuterten
Maßnahmen
besteht die Erfindung aus einer gewissen Anzahl weiterer Maßnahmen,
die nachfolgend anhand von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen
erläutert
werden, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben werden.
Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung
in Perspektive;
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2 eine
Ansicht der Vorrichtung aus 1 im axialen
Schnitt in der Ruhestellung;
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3 eine
Ansicht der Vorrichtung aus 1 im axialen
Schnitt in der Sprühstellung;
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4 eine
Ansicht einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung im
axialen Schnitt;
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5 einen
Querschnitt gemäß der Achse V-V
der zweiten Ausführungsform;
und
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6 eine
Ansicht einer dritten Ausführungsform
eines Sprühaufsatzes
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im axialen Schnitt.
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Die
Vorrichtung, die in 1 in Gesamtansicht und in den 2 und 3 im
Schnitt dargestellt ist, weist ein Reservoir 10 mit verformbarer Wand
auf, das das auszugebende Produkt P und Luft enthält, auf
das ein Aufsatz 20 montiert ist, in dem ein Sprühloch 21 ausgebildet
ist. Das Sprühloch 21 steht mit
dem Inneren des Reservoirs über
ein Tauchrohr 30 in Verbindung. Durch Ausüben eines
Drucks auf die Wand des Reservoirs erzeugt man einen Überdruck
im Inneren des Reservoirs, der das Versprühen des Produkts durch das
Loch 21 über
das Tauchrohr 30 bewirkt.
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Gemäß der dargestellten
Ausführungsform ist
das Reservoir 10 in Form eines Wassertropfens konfiguriert,
aber es ist klar, dass es jede andere Form aufweisen kann, die die
Verformung mindestens einer seiner Wände erlaubt. Es wird durch
Formen, insbesondere durch Spritzblasen, zum Beispiel in einem Stück, eines
thermoplastischen Materials erhalten. Das Reservoir ist zum Beispiel
aus einem Polyethylen, einem Polypropylen, einem Polyethylenterephthalat,
einem Polyethylennaphtalat, einem Polyacrylnitril, einem Polyoxymethylen,
einem Polyvinylchlorid, oder einer Mischung dieser Materialien geformt.
Die Wand des Reservoirs weist eine Zone 11 gewölbter Form
auf, die verformbar ist, wenn man einen Druck darauf ausübt. Diese
Wand hat ein Formgedächtnis,
so dass sie ihre ursprüngliche
Form wieder annimmt, wenn der auf sie ausgeübte Druck endet. Gegenüber dieser
Zone 11 hat das Reservoir 10 eine ebene Wand 12.
Diese Konfiguration des Reservoirs ermöglicht es, die Zone, auf die
der Benutzer einen Druck ausüben
muss, leicht zu identifizieren, so dass der Betrieb der Vorrichtung
klar wird. Außerdem
ermöglicht
es diese Konfiguration, die Vorrichtung einfach zwischen zwei Fingern
zu ergreifen, zum Beispiel, indem der Daumen auf die ebene Wand 12 und
der Zeigefinger auf die verformbare Zone 11 oder umgekehrt
aufgelegt wird. Der Benutzer übt
so mit Hilfe seines Zeigefingers oder seines Daumens einen Druck
auf die Betätigungswand
aus, so dass er das Produkt bequem sprühen kann.
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Das
Reservoir 10 endet in einem offenen Hals 13, in
den der Sprühaufsatz 20 dicht
eingesetzt ist. Der Aufsatz 20 weist zum Beispiel eine
ringförmige
Kehle 24 auf, die vorgesehen ist, um mit einem ringförmigen Vorsprung 14 zusammenzuwirken,
der auf der Innenwand des Halses 13 des Reservoirs ausgebildet
ist. Gemäß einer
Ausführungsform
ist das Tauchrohr 30 mit einer Achse X aus einem Stück mit dem
Aufsatz 20 geformt. Der Aufsatz 20 und das Tauchrohr 30 werden
zum Beispiel durch Formen eines einzigen Bauteils aus einem thermoplastischen Material,
insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, erhalten. Das erste
Ende 30a des Rohrs mündet im
Wesentlichen zum Boden des Reservoirs hin, um in das zu sprühende Produkt
eingetaucht zu sein. Das zweite Ende 30b verlängert sich
durch den Aufsatz 20, in dem ein Kanal 22 ausgebildet
ist. Der Kanal 22 verlängert
die Leitung des Tauchrohrs bis zu einem Sprühloch 21. Der Kanal 22 ist
gemäß der Achse
X des Rohrs ausgebildet und erstreckt sich über den Hals des Reservoirs
hinaus, wobei er in einem zylindrischen Sprühkopf 25 endet, in
dem das Sprühloch 21 ausgebildet
ist. Das Loch 21 ist vorteilhafterweise in der Seitenwand
des Sprühkopfs
gemäß einer
Achse lotrecht zur Achse X des Rohrs ausgebildet.
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Eine Öffnung 41 ist
in der Seitenwand des Tauchrohrs 30 zu seinem zweiten Ende 30b hin,
d.h. direkt unter dem Aufsatz 20, ausgebildet. So kann
die im Reservoir 20 oberhalb des zu sprühenden Produkts vorhandene
Luft, wenn sie unter Druck gesetzt wird, durch dieses Loch 41 gleichzeitig
in das Tauchrohr eindringen, wenn das Produkt im Rohr hochsteigt,
wie in 3 gezeigt ist.
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In 4 kann
man eine andere Ausführungsform
der Sprühvorrichtung
sehen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
endet das Reservoir 10 in einem offenen Hals 13,
der auf seiner Außenfläche ein
Gewinde aufweist. Der Aufsatz 20 ist auf den Hals des Reservoirs
geschraubt, indem er sich in der Verlängerung der Wand des Reservoirs befindet,
um das Ende des Wassertropfens zu bilden. Der Rest des Reservoirs
ist gleich dem, was entsprechend den 1 bis 3 beschrieben
wurde.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist der Aufsatz 20 mit einer Befestigungsschürze 26 versehen, die
an ihrer Innenfläche
ein Gewinde aufweist, um mit dem Hals 13 des Reservoirs 10 zusammenzuwirken. Eine
zylindrische Dichtungsschürze 27 ist
vorgesehen, um sich ins Innere des Halses 13 des Reservoirs
einzufügen
und so die Dichtheit zwischen der Öffnung des Halses 13 und
dem Aufsatz zu gewährleisten.
Ein zylindrischer Hohlraum 23 ist im Aufsatz vorgesehen,
um das Ende 30b des Tauchrohrs aufzunehmen. Der Kanal 22,
der das Tauchrohr mit dem Sprühloch 21 verbindet,
mündet
am Boden des Hohlraums 23. Der Kanal 22 hat einen
Abschnitt 22a, der in der Achse X des Rohrs ausgebildet
ist, und einen Absatz 22b lotrecht zur Achse X, der am
Sprühloch 21 mündet. Alternativ
kann man vorsehen, dass der Kanal ganz in der Achse X ausgebildet
ist, wie in der in
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7 gezeigten Variante dieser Ausführungsform,
um einen Sprühstrahl
gemäß der Achse
X zu erzeugen.
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Eine
Kehle 42 ist auf der Wand des Hohlraums 23 über seine
ganze axiale Höhe
ausgebildet und verlängert
sich in den Boden des Hohlraums, um zwischen dem offenen Ende des
Rohrs und dem Kanal 22 zu münden. Vorteilhafterweise ist
eine zweite Kehle 42 diametral entgegengesetzt zur ersten
auf der Wand des Hohlraums ausgebildet. Die beiden Kehlen 42 verlängern sich
im Boden des Hohlraums über
seinen ganzen Querschnitt. Diese Kehlen 42 sind vorgesehen,
um die Luftzufuhr in das vom Rohr kommende Produkt vor dem Sprühen zu gewährleisten.
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In
den beiden soeben beschriebenen Ausführungsformen ist das Reservoir
so konfiguriert, dass es einen Sprühstrahl guter Qualität erzeugt.
Zu diesem Zweck weist die verformbare Zone 11 eine vorbestimmte
Widerstandsschwelle gegen die Verformung auf, unter der die Wand
sich leicht verformt, und über
die hinaus die Wand sich abrupt verformt, um ein konkaves Profil
aufzuweisen, wie es in 3 gezeigt ist. Diese Schwelle
wird in Abhängigkeit
von der Geometrie der Betätigungswand,
aber auch von der Beschaffenheit des zur Bildung dieser Wand verwendeten
Materials und schließlich
der Wandstärke bestimmt.
So kann das Reservoir von einer ersten konvexen Stellung, die seiner
nicht verformten Stellung entspricht, in eine zweite konkave Stellung übergehen,
die seiner verformten Stellung entspricht. Diese zweite Stellung
ist vorgegeben, auch hier in Abhängigkeit
von der Geometrie der Wand. Außerdem wird
der Rest des Reservoirs nicht wesentlich verformt, so dass, wenn
die Betätigungswand
verformt wird, das Innenvolumen des Reservoirs sich verringert.
Die im Reservoir enthaltene Luft wird dann unter Druck gesetzt,
und es wird ein Überdruck
im Inneren des Reservoirs erzeugt. Da dieser Überdruck sehr plötzlich beim Überschreiten
der Schwelle er zeugt wird, wird das Produkt über das Ende 30a des
Tauchrohrs plötzlich
in dessen Inneres gedrückt,
während gleichzeitig
Luft über
das Loch 41 oder die Kehle 42 eindringt, so dass
im Tauchrohr und/oder im Kanal 22 eine Mischung aus Produkt
und Luft gebildet wird. Die erhaltene Mischung wird dann durch die Öffnung 21 gesprüht.
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Wenn
die Wand ihre ursprüngliche
Form wieder annimmt, tritt Luft insbesondere über das Sprühloch 21 in das Reservoir
ein: Wenn noch Produkt im Inneren des Reservoirs vorhanden ist,
kann man erneut einen Überdruck
erzeugen, indem man die Betätigungswand
verformt, und so eine weitere Produktdosis sprühen.
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Gemäß einem
besonderen Beispiel, das illustrativ und nicht einschränkend zu
verstehen ist, verwendet man ein Reservoir 10 aus Polyethylenterephthalat
(PET). Die Wand des Reservoirs besitzt eine verformbare Zone 11,
die in der nicht verformten Stellung ein konvexes Profil aufweist,
das in der verformten Stellung konkav wird. Die verformbare Zone 11 ist
im nicht verformten Zustand im Wesentlichen ein Kugelabschnitt,
der einen Krümmungsradius
in der Größenordnung
von 50 mm hat. Die verformbare Wand hat eine Stärke von etwa 0,3 mm. Im nicht
verformten Zustand hat das Reservoir ein Volumen von 7,5 ml. Das
Reservoir hat ein verformbares Volumen von 0, 5 ml, so dass in der
konkaven Stellung der Betätigungswand
das Volumen des Reservoirs 7,0 ml beträgt.
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Die
obige ausführliche
Beschreibung bezog sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Es ist klar, dass Varianten hinzugefügt werden können, ohne sich von der Erfindung,
wie sie nachfolgend beansprucht wird, zu entfernen.