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WO1991016997A1 - Ultraschallzerstäuber für haarlacke - Google Patents

Ultraschallzerstäuber für haarlacke Download PDF

Info

Publication number
WO1991016997A1
WO1991016997A1 PCT/DE1991/000245 DE9100245W WO9116997A1 WO 1991016997 A1 WO1991016997 A1 WO 1991016997A1 DE 9100245 W DE9100245 W DE 9100245W WO 9116997 A1 WO9116997 A1 WO 9116997A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
ultrasonic atomizer
atomizer according
air
ultrasonic
Prior art date
Application number
PCT/DE1991/000245
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Van Der Linden
Jürgen Friedrich
Hubert Kremer
Klaus Müller
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to JP91505657A priority Critical patent/JPH05507644A/ja
Publication of WO1991016997A1 publication Critical patent/WO1991016997A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0623—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn
    • B05B17/063—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn having an internal channel for supplying the liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0623—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn

Definitions

  • the invention relates to an ultrasound atomizer for hair lacquers with a housing, a fan built into the housing, an air outlet opening, a piezoelectric vibration system in the air outlet opening of the housing, excitation electronics for the piezoelectric vibration system, and a liquid container for the atomizer Liquid, a conveyor for the liquid to the piezoelectric vibrating system, a power supply and a switch.
  • a liquid atomizer is already known from DE-OS 32 02 597, in which a liquid located in a liquid storage container is fed to a piezoelectric vibration system and atomized there.
  • the aerosol that is formed is carried away by the air flow from a built-in fan.
  • this device is not suitable for the atomization of hair lacquers and other liquids that dry, harden or harden in the air.
  • the invention is therefore based on the object of developing an ultrasonic atomizer which can also be used to atomize liquids which dry or harden or harden in the air, such as, for example, hair lacquers.
  • liquids which dry or harden or harden in the air, such as, for example, hair lacquers.
  • the sticking of outlet openings, delivery lines and the like should be reliably avoided. Operation should also be possible regardless of location. Under no circumstances should hair lacquers or other liquids to be sprayed be allowed to leak. A non-respiratory aerosol should be generated to protect the occupationally concerned persons.
  • the inner surfaces that come into contact with the liquid to be atomized can be hermetically sealed off from the outside air by at least one valve according to the invention when the ultrasonic atomizer is switched off creates a basic requirement for clogging, clogging or clogging resin to avoid the inner parts of the ultrasonic atomizer.
  • liquid is also prevented from escaping.
  • the liquid container can be designed as a container that reduces its volume when liquid is removed. The result of this is that when liquid is removed, no air gets into the liquid container and thicken it gradually
  • the liquid container can be designed as a cylinder with freely movable pistons. This makes it possible to remove liquid from the liquid container without sucking air into the container. Instead, the piston is pressed into the cylinder by the external air pressure in accordance with the volume removed.
  • the liquid container can be designed as a folding bag.
  • the folding bag collapses more and more with increasing fluid withdrawal.
  • the piezoelectric vibrating system contains an atomizing plate with a central through-hole for the supply of the medium to be atomized, in which a valve stem with a plate-like type over the through hole on the atomizing plate is led to the atomizer plate seal that can be brought into contact with the system.
  • a valve stem with a plate-like type over the through hole on the atomizing plate is led to the atomizer plate seal that can be brought into contact with the system.
  • valve stem of the atomizer plate seal can be actuated mechanically with the switch. The result of this is that when the switch is actuated, any in the gap between the atomizer plate and the atomizer
  • the conveying device for the liquid can be closed on the suction side via a check valve.
  • this check valve also prevents air from reaching the inner liquid-carrying areas of the ultrasonic atomizer when the storage container for the liquid is changed.
  • FIG. 1 shows a cross section through an ultrasonic atomizer for hair lacquers according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through its conveying device for the medium to be atomized
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III of FIG. 2
  • FIG. 4 shows a cross section through the one indicated in FIG.
  • FIG. 5 shows a section along the line VV in FIG. 4
  • FIG. 6 shows a diagram of the timing of the switching on and off times of the various components of the ultrasonic atomizer according to the invention
  • FIG. 7 shows a cross section through the lower housing part of an ultrasonic atomizer according to the invention with a other conveying device for the medium to be atomized and
  • FIG 8 shows a cross section through the lower housing part of an ultrasonic atomizer according to the invention with a mechanical conveying device for the liquid.
  • the cross section through the ultrasonic atomizer 1 shown in FIG. 1 clearly shows the structure of the same. At the bottom
  • a cylindrical liquid container 4 is inserted from below.
  • This liquid container 4 is designed as a replaceable cartridge. It contains a folding bag 6 with the liquid to be atomized 8.
  • batteries 10, 12 (only two shown) and an induction coil 14 for recharging the batteries can be seen.
  • a conveying device 18 for the liquid which projects into the plastic container 4 with its suction nozzle 16 and is shown in detail in FIGS. 2 and 3, is arranged centrally directly above the plastic container 4.
  • a fan 20 with an air outlet duct 22 can be seen above the conveying device 18 for the liquid.
  • a piezoelectric vibration system 24 is installed centrally in this air outlet duct 22.
  • the air outlet opening 26 on the side facing the piezoelectric vibrating system 24 carries an atomizing cone 30 which merges into an atomizing plate 28.
  • the atomizing cone 30 and the atomizing plate 28 have a central through-bore 32 which is connected to the delivery line 34 of the conveying device 18.
  • the opening of the through bore 32 on the atomizer plate 28 is closed by an atomizer plate seal 36 when the ultrasonic atomizer 1 is switched off.
  • the latter is guided in the through bore 32 via a valve stem (not shown).
  • the valve stem is engaged with a lever arm 38 of the device switch 40.
  • an electronic switch 42 which can be actuated by the device switch 40 and a control electronics 44 for the piezoelectric vibrating system 24 connected to the electronic switch are accommodated.
  • FIG. 2 shows a cross section through the conveying device 18 for the liquid. It includes an electric motor 46
  • the suction nozzle 16 for the liquid pump is kept closed by a spring-loaded ball valve 54 in the idle state.
  • FIG. 3 shows a cross section through the pump wheel 56.
  • the pump wheel 56 is mounted slightly eccentrically to the surrounding housing ring and carries a sealing roller 58, 59, 60, 61 in four on its circumference recesses 62, 63, 64, 65.
  • the connections 66, 68 of the intake manifold 16 and the delivery line 34 are indicated by dashed lines.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section and FIG. 5 shows a cross section through the fan 20.
  • the motor 72 together with the radial fan wheel 74 of the fan is elastically mounted in the fan housing 78 via a rubber sleeve 76.
  • the fan housing 78 has an annular air filter 82 on its lateral annular air intake opening 80, which completely covers the air intake opening 80.
  • the liquid conveyed in this way is conveyed through the delivery line 34 and the through-bore 32 through the atomizing cone 30 and atomizing plate 28 to the atomizing plate seal 36 which is pushed off from the atomizing plate 28 by means of the lever arm 38 when the device switch 40 is depressed
  • REPLACEMENT LEAF transported to the atomizer plate.
  • the liquid is atomized through the vibrating surface of the atomizing plate and entrained by the passing air stream and transported to the application site or the customer's hair.
  • the oscillation frequency in the range from 50 to 200 kHz, a fine but not yet respirable aerosol is generated.
  • the intake socket 16 for the liquid which extends into the folding bag 6, carries a spring-loaded ball valve 54, which at
  • the liquid pump comes to a standstill and prevents backflow of liquid that has already been pumped into the folding bag and thus prevents air from being sucked in through the atomizer plate seal 36 into the through bore 32 of the atomizer plate 28 and atomizer cone ice 30.
  • this spring-loaded ball valve 54 prevents air from entering the intake port 16 of the liquid pump 50 when - when changing the liquid container 4 - the lower end of the intake port comes into contact with air.
  • this ball valve 54 is also located at the lower end of the intake manifold.
  • the air outlet nozzle 45 which can be placed at the front end of the air outlet duct 22 of the fan is the only component of the ultrasonic atomizer 1 which comes into contact with both the liquid to be sprayed and air at the same time.
  • the removability of this air outlet nozzle 45 not only enables a separate and thus simple cleaning of this component, but also opens up the further possibility of adapting the flow rate of the air jet generated to the particular application, depending on the diameter of the air outlet nozzle used.
  • the valves which are mechanically coupled to the device switch are opened, that is, in the exemplary embodiment of FIG. 1, only the atomizer plate seal 36 is opened.
  • the ball valve 54 could also be mechanically coupled to the device switch 40 similar to the atomizer plate seal 36.
  • the electronic switch 42 is then actuated due to a small clearance.
  • the control electronics 44 for the piezoelectric vibrating system 24 and the fan 20 are switched on directly by the latter.
  • any existing bonds between the atomizing plate 28 and the atomizing plate seal 36 can be broken up and then solidified by activating the piezoelectric vibration system 24 and the fan 20, possibly still attached to the atomizing plate
  • Particles are repelled and blown away before the liquid 8 to be atomized is conveyed via the liquid pump 50.
  • the bottom cylindrical part of the housing 2 built-in batteries 10, 12 can be recharged indirectly via the induction coil 14.
  • the induction coil 14 As a result of the use of a rubber-mounted axial fan, quiet and quiet operation of the ultrasonic atomizer 1 is ensured.

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

Um die Bildung von Krusten an allen von Flüssigkeit benetzten Oberflächen zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, daß die mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit in Berührung kommenden inneren Oberflächen bei abgeschaltetem Ultraschallzerstäuber (1, 88, 100) über mindestens ein Ventil (36, 54, 98, 106) hermetisch von der Außenluft abschließbar sind. Des weiteren ist vorgesehen, daß der Flüssigkeitsbehälter (6, 96, 102) als ein sein Volumen bei Flüssigkeitsentnahme verkleinernder Behälter ausgebildet ist. Der Ultraschallzerstäuber ist vorzugsweise für den Einsatz bei der Zerstäubung von an der Luft trocknender, aushärtender oder verharzender Flüssigkeiten geeignet.

Description

Ultraschallzerstäuber für Haarlacke
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallzerstäuber für Haarlacke mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse eingebauten Lüf- ter, einer Luftaustrittsöffnung, einem piezoelektrischen Schwing¬ system in der Luftaustrittsöffnung des Gehäuses, einer Anre¬ gungselektronik für das piezoelektrische Schwingsystem, einem Flüssigkeitsbehälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit, einer Fördereinrichtung für die Flüssigkeit zum piezoelektrischen Schwingsystem, einer Stromversorgung und einem Schalter.
Die Zerstäubung von Kos etika, Haarfestiger und dergleichen erfolgt zur Zeit mit Spraydosen. Diese enthalten ein unter Druck stehendes Treibgas. Beim Betätigen eines Ventils ver- sprüht das Treibgas die Flüssigkeit und trägt das sich bilden¬ de Aerosol mit sich fort. Solche Spraydosen belasten durch das freiwerdende Treibgas die Umwelt. Insbesondere schädigen die meisten der hierfür geeigneten Treibgase die Ozonhülle der Er¬ de. Darüber hinaus belasten die versprühten Kosmetika die Ate - wege insbesondere der berufsmäßig damit befaßten Personen. Zwar haben die meisten Tröpfchen des auf diese Weise erstellten Aero¬ sols einen Durchmesser, der nicht lungengängig ist, dennoch ent¬ steht dabei ein, wenn auch geringer, Anteil lungengängiger Tröpf¬ chen, den man gerne vermeiden würde.
Durch die DE-OS 32 02 597 ist bereits ein Flüssigkeitszerstäuber bekannt, bei dem eine in einem Flüssigkeitsvorratsbehälter be¬ findliche Flüssigkeit einem piezoelektrischen Schwingsystem zu¬ geführt und dort zerstäubt wird. Das sich dabei bildende Aero- sol wird von dem Luftstrom eines eingebauten Gebläses fortge¬ tragen. Dieses Gerät ist jedoch nicht für die Zerstäubung von Haarlacken und anderen an der Luft trocknender, aushärtender oder verharzender Flüssigkeiten geeignet. Bei der Verwendung
ERSATZBLATT Solcher, an der Luft trocknender oder aushärtender Flüssigkei¬ ten würde sich bei diesem Flüssigkeitszerstäuber innerhalb kur¬ zer Zeit Krusten an allen von Flüssigkeit benetzten Oberflächen bilden, die diesen Flüssigkeitszerstäuber außer Betrieb setzen würden. Auch ist es eine Eigenart dieses Flüssigkeitszerstäubers, daß er nicht lageunabhängig betrieben werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ultra¬ schallzerstäuber zu entwickeln, mit dem auch an der Luft trock- nende bzw. aushärtende oder verharzende Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Haarlacke, zerstäubt werden können. Insbesondere soll das Verkleben von Auslaßöffnungen, Förderleitungen und derglei¬ chen zuverlässig vermieden werden. Auch soll der Betrieb lage¬ unabhängig möglich sein. In keinem Fall dürfen Haarlacke bzw. sonstige zu versprühende Flüssigkeiten auslaufen können. Aus Gründen des Schutzes der berufsmäßig damit befaßten Personen soll ein nicht-lungengängiges Aerosol erzeugt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 2 bis 21 zu entnehmen.
Dadurch, daß die mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit in Be¬ rührung kommenden inneren Oberflächen erfindungsgemäß bei abge- schalteten Ultraschallzerstäuber über mindestens ein Ventil her¬ metisch von der Außenluft abschließbar sind, wird eine Grund¬ voraussetzung geschaffen, um ein Verstopfen, Zusetzen oder Ver¬ harzen der inneren Teile des Ultraschallzerstäubers zu vermei¬ den. Außer dem verhinderten Luftzutritt wird so auch ein Aus- laufen von Flüssigkeit verhindert.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Flüssigkeitsbehälter als ein sein Volumen bei Flüssigkeitsent¬ nahme verkleinernder Behälter ausgebildet sein. Dies hat zur Folge, daß bei der Entnahme von Flüssigkeit keine Luft in αen Flüssigkeitsbehälter gelangt und so ein allmähliches eindicken
ERSATZBLATT der Flüssigkeit vermieden wird. Auch wird so lageunabhängig verhindert, daß über den Flüssigkeitsbehälter Luft in die in¬ neren Leitungswege des Ultraschallzerstäubers gelangen kann._
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Flüssigkeitsbehälter als Zylinder mit frei beweglichen Kolben ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, aus dem Flüssigkeitsbehälter Flüssigkeit zu ent¬ nehmen, ohne in den Behälter Luft anzusaugen. Vielmehr wird stattdessen der Kolben vom äußeren Luftdruck in den Zylinder entsprechend dem entnommenen Volumen hineingedrückt.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Flüssigkeitsbehälter als Faltsack ausgebildet sein. Bei dieser Bauweise kollabiert der Faltsack mit zunehmender Flüssigkeits- entnähme immer mehr. Auch existiert so, außer an der Entnahme- Öffnung, keine weitere Dichtstelle, durch die Lösungsmittel¬ dämpfe oder gar Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter austre¬ ten oder Luft in den Flüssigkeitsbehälter eindringen könnten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das pie¬ zoelektrische Schwingsystem in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung einen Zerstäuberteller mit einer zentralen Durchgangs¬ bohrung für die Zuführung des zu zerstäubenden Mediums enthält, in der ein Ventilschaft mit einer veritiltellerartigen, über der Durchgangsbohrung auf dem Zerstäuberteller zur Anlage bringba¬ ren Zerstäubertellerdichtung geführt ist. Durch solch eine An¬ ordnung wird das Rohrleitungssystem, das zum Zerstäuberteller führt, beim Abschalten recht wirkungsvoll vor Lufteintritt und somit vor Verkrustungen, Verstopfungen und Verharzungen ge- schützt.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann der Ventil¬ schaft der Zerstäubertellerdichtung mechanisch mit dem Schalter betätigbar sein. Dies hat zur Folge, daß beim Betätigen des Schalters etwaige im Spalt zwischen Zerstäuberteller und Zer-
ERSATZBLATT stäubertellerdichtung gebildete Verkrustungen mechanisch auf¬ gebrochen werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Förder- einrichtung für die Flüssigkeit ansaugseitig über ein Rück¬ schlagventil verschließbar sein. Dieses Rückschlagventil ver¬ hindert zugleich auch, daß bei Wechseln des Vorratsbehälters für die Flüssigkeit Luft über die Ansaugleitung in die inneren flüssigkeitsführenden Bereiche des Ultraschallzerstäubers ge- langt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden an¬ hand dreier in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ultra¬ schallzerstäuber für Haarlacke, FIG 2 einen Querschnitt durch dessen Fördereinrichtung für das zu zerstäubende Medium, FIG 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Figur 2,
FIG 4 einen Querschnitt durch den in der Figur 1 angedeuteten
Lüfter, FIG 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Figur 4, FIG 6 ein Diagramm des zeitlichen Ablaufs der Ein- und Aus- schaltzeitpunkte der verschiedenen Bausteine des erfin¬ dungsgemäßen Ultraschallzerstäubers, FIG 7 einen Querschnitt durch den unteren Gehäuseteil eines erfindungsgemäßen Ultraschallzerstäubers mit einer an¬ deren Fördereinrichtung für das zu zerstäubende Medium und
FIG 8 einen Querschnitt durch den unteren Gehäuseteil eines erfindungsgemäßen Ultraschallzerstäubers mit mechanischer Fördereinrichtung für die Flüssigkeit.
Der in der Figur 1 gezeigte Querschnitt durch den Ultraschall¬ zerstäuber 1 läßt den Aufbau desselben gut erkennen. Im unteren
ERSATZBLATT zylindrischen Teil des Gehäuses 2 des Ultraschallzerstäubers 1 ist ein zylindrischer Flüssigkeitsbehälter 4 von unten einge¬ schoben. Dieser Flüssigkeitsbehälter 4 ist als auswechselbare Patrone ausgebildet. Er enthält einen Faltsack 6 mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit 8. Im unteren Teil des Gehäuses 2 oberhalb des Kunststoffbehälters 4 sind mehrere Akkus 10, 12 (nur zwei dargestellt) sowie eine Induktionsspule 14 für die Wiederaufladung der Akkus zu erkennen. Zentrisch unmittelbar über dem Kunststoffbehälter 4 ist eine mit ihrem Ansaugstutzen 16 in den Kunststoffbehälter 4 hineinragende, in den Figuren 2 und 3 im einzelnen dargestellte Fördervorrichtung 18 für die Flüssigkeit angeordnet. Über der Fördervorrichtung 18 für die Flüssigkeit erkennt man einen Lüfter 20 mit einem Luftaustritts¬ kanal 22. Zentrisch in diesem Luftaustrittskanal 22 ist ein piezoelektrisches Schwiπgsyste 24 eingebaut. An seiner der
Luftaustrittsöffnung 26 zugewandten Seite trägt das piezoelek¬ trische Schwingsystem 24 einen in einem Zerstäuberteller 28 übergehenden Zerstäuberkegel 30. Der Zerstäuberkegel 30 und der Zerstäuberteller 28 haben eine zentrale Durchgangsbohrung 32, welche an der Förderleitung 34 der Fördervorrichtung 18 ange¬ schlossen ist. Die Öffnung der Durchgangsbohrung 32 auf dem Zerstäuberteller 28 ist bei abgeschaltetem Ultraschallzerstäu¬ ber 1 durch eine Zerstäubertellerdichtung 36 verschlossen. Letz¬ tere ist über einen Ventilschaft (nicht dargestellt) in der Durchgangsbohrung 32 geführt. Der Ventilschaft befindet sich mit einem Hebelarm 38 des Geräteschalters 40 in Eingriff. In dem Zwischenraum zwischen dem Lüfter 20 und der Fördervorrich¬ tung 18 ist ein vom Geräteschalter 40 betätigbare Elektronik¬ schalter 42 und eine am Elektronikschalter angeschlossene An- steuerungselektronik 44 für das piezoelektrische Schwingsystem 24 untergebracht. Auf das Ende des Luftaustrittskanals 22 ist eine den Zerstäuberteller 28 im Abstand von wenigen Millimetern umschließende Luftaustrittsdüse 26 aufsteckbar.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Fördervorrichtung 18 für die Flüssigkeit. Sie umfaßt einen Elektromotor 46 mit
ERSATZBLATT einer auf der Motorwelle 48 aufgeflanschten, selbst-ansaugenden Flüssigkeitspumpe 50. Der Ansaugstutzen 16 für die Flüssigkeits¬ pumpe wird im Ruhezustand von einem federbelasteten Kugelventil 54 geschlossen gehalten.
In der Schnittdarstellung der Figur 3 erkennt man einen Quer¬ schnitt durch das Pumpenrad 56. Das Pumpenrad 56 ist geringfü¬ gig exzentrisch zu dem ihn umgebenden Gehäusering gelagert und trägt je eine Dichtwalze 58, 59, 60, 61 in vier an seinem Um- fang eingelassenen Vertiefungen 62, 63, 64, 65. Die Anschlüsse 66, 68 des Ansaugstutzens 16 und der Förderleitung 34 sind ge¬ strichelt angedeutet.
Die Figur 4 zeigt einen Längsschnitt und die Figur 5 einen Quer- schnitt durch den Lüfter 20. Man erkennt darin, daß der Motor 72 mitsamt dem Radiallüfterrad 74 des Lüfters über eine Gummi¬ hülse 76 im Lüftergehäuse 78 elastisch gelagert ist. Auch er¬ kennt man, daß das Lüftergehäuse 78 an seiner seitlichen ring¬ förmigen Luftansaugöffnung 80 einen ringförmigen Luftfilter 82 trägt, der die Luftansaugöffnung 80 vollständig abdeckt.
Während des Betriebes des Ultraschallzerstäubers 1 wird Luft vom Radiallüfterrad 74 des Lüfters 20 durch den ringförmigen Luftfilter 82 hindurch angesaugt und durch den Luftaustritts- kanal 22 des Lüftergehäuses an dem piezoelektrischen Schwing¬ system 24 vorbei durch die abnehmbare Luftaustrittsdüse 45 hin¬ durch nach außen geblasen. Zugleich wird von dem Pumpenrad 56 der Flüssigkeitspumpe 50 Flüssigkeit aus dem Faltsack 6 im Flüssigkeitsbehälter 4 gesaugt. Dabei wird das federbelastete Kugelventil 54 durch den von der Flüssigkeitspumpe erzeugten Unterdruck geöffnet. Die so geförderte Flüssigkeit wird durch die Förderleitung 34 und die Durchgangsbohrung 32 durch den Zer¬ stäuberkegel 30 und Zerstäuberteller 28 hindurch an den bei niedergedrücktem Geräteschalter 40 mittels des Hebelarms 38 vom Zerstäuberteller 28 abgedrückten Zerstäubertellerdichtung 36
ERSATZBLATT auf den Zerstäuberteller befördert. Dort wird die Flüssigkeit durch die schwingende Oberfläche des Zerstäubertellers zerstäubt und von dem vorbeistreichenden Luftstrom mitgerissen und zum Applikationsort bzw. den Haaren des Kunden befördert. Durch ent- sprechende Wahl der Schwingfrequenz im Bereich von 50 bis 200 KHz wird dabei ein feines aber noch nicht lungengängiges Aerosol er¬ zeugt.
Bei Entnahme der Flüssigkeit 8 aus dem Faltsack 6 kollabiert dieser allmählich im Kunststoffbehälter. Dabei strömt Luft in den Flüssigkeitsbehälter 4 zwischen diesem und dem Faltsack 6 ein. Zu diesem Zweck hat der Flüssigkeitsbehälter einige feine (hier nicht weiter dargestellte) Luftzuführungsbohrungen. Der in den Faltsack 6 reichende Ansaugstutzen 16 für die Flüssig- keit trägt ein federbelastetes Kugelventil 54, welches beim
Stillstand der Flüssigkeitspumpe schließt und eine Rückströmung bereits geförderter Flüssigkeit in den Faltsack und damit ein Ansaugen von Luft durch die Zerstäubertellerdichtung 36 in die Durchgangsbohrung 32 des Zerstäubertellers 28 und Zerstäuber- kegeis 30 verhindert. Darüber hinaus verhindert dieses feder¬ belastete Kugelventil 54 ein Eindringen von Luft in den Ansaug¬ stutzen 16 der Flüssigkeitspumpe 50, wenn - beim Wechseln des Flüssigkeitsbehälters 4 - das untere Ende des Ansaugstutzens mit Luft in Berührung kommt. Zu diesem Zweck befindet sich dieses Kugelventil 54 auch am unteren Ende des Ansaugstutzens.
Durch diese Maßnahmen wird insgesamt ein Austrocknen oder Ver¬ harzen der mit der zu versprühenden Flüssigkeit benetzten Ober¬ flächen verhindert. Darüber hinaus wird durch die mechanische Kupplung des Hebelarms 38 des Geräteschalters 40 mit dem Ven¬ tilschaft für die Zerstäubertellerdichtung 36 bei der Inbetrieb¬ nahme ein zwangsweises Aufdrücken der Zerstäubertellerdichtung bewirkt, durch das im Randbereich der Zerstäubertellerdichtuπg und des Zerstäubertellers 28 eventuell angetrocknete Flüssig- keitsreste aufgebrochen werden. Zugleich wird durch diese her-
ERSATZBLATT metische Abdichtung aller mit der Flüssigkeit benetzten Ober¬ flächen gewährleistet, daß der Ultraschallzerstäuber 1 in allen Lagen betriebsfähig ist, ohne daß Flüssigkeit auslaufen kann.
Durch diesen hermetischen Verschluß aller mit der zu zerstäu¬ benden Flüssigkeit in Berührung kommenden Oberflächen einer¬ seits und durch den Luftfilter an der Ansaugseite des Lüfters 20 andererseits wird gewährleistet, daß das Aerosol durch keine Fremdkörper, wie Staub oder Haare, verunreinigt wird. Die am vorderen Ende des Luftaustrittskanals 22 des Lüfters aufsetzba¬ re Luftaustrittsdüse 45 ist das einzige Bauelement des Ultra¬ schallzerstäubers 1, welches gleichzeitig sowohl mit der zu versprühenden Flüssigkeit als auch mit Luft in Berührung kommt. Durch die Abnehmbarkeit dieser Luftaustrittsdüse 45 wird nicht nur eine separate und damit einfache Reinigung dieses Bauteils ermöglicht, sondern auch die weitere Möglichkeit eröffnet, die Strömungsgeschwindigkeit des erzeugten Luftstrahls je nach dem Durchmesser der verwendeten Luftaustrittsdüse den jeweiligen Anwendungsfällen anzupassen.
Wie das Diagramm der Figur 6 zeigt, werden beim Betätigen des Geräteschalters 40 sofort die an den Geräteschalter mechanisch angekuppelten Ventile, das ist im Ausführungsbeispiel der Fi¬ gur 1 nur die Zerstäubertellerdichtung 36, geöffnet. In einer Variation des Ausführungsbeispiels der Figur 1 könnte aber auch das Kugelventil 54 mechanisch mit dem Geräteschalter 40 ähnlich der Zerstäubertellerdichtung 36 gekuppelt sein. In einem Zeit¬ intervall von einigen zehntel Sekunden wird sodann infolge ei¬ nes kleinen Spielabstandes der Elektronikschalter 42 betätigt. Von diesem werden die Ansteuerungselektronik 44 für das piezo¬ elektrische Schwingsystem 24 und der Lüfter 20 unmittelbar ein¬ geschaltet. Erst danach - in einem zeitlichen Abstand von ca. 1 bis 3 Sekunden - wird über ein Zeitverzögerungsglied (nicht dar¬ gestellt) die Flüssigkeitspumpe 50 eingeschaltet und damit die zu zerstäubende Flüssigkeit auf den Zerstäuberteller 28 beför¬ dert. Durch diese zeitliche Abstufung wird erreicht, daß beim
ERSATZBLATT Betätigen des Geräteschalters 40 gegebenenfalls vorhandene Ver¬ klebungen zwischen dem Zerstäuberteller 28 und der Zerstäuber¬ tellerdichtung 36 aufgebrochen werden und sodann durch Aktivie¬ ren des piezoelektrischen Schwingsystems 24 und des Lüfters 20 gegebenenfalls am Zerstäuberteller noch hängende verfestigte
Partikel abgestoßen und weggeblasen werden, bevor über die Flüs¬ sigkeitspumpe 50 die zu zerstäubende Flüssigkeit 8 nachgeför¬ dert wird.
Umgekehrt wird, wie ebenfalls aus der Figur 6 zu erkennen ist, beim Loslassen des Geräteschalters 40 wegen des Spiels zwischen dem Geräteschalter und dem Elektronikschalter 42 zunächst der Elektronikschalter und über den Elektronikschalter unmittelbar sofort die Flüssigkeitspumpe 50 abgeschaltet. Wohingegen der Lüfter 20 und die Ansteuerelektronik für das piezoelektrische Schwingsystem 24 vom Elektronikschalter 42 über ein Zeitglied (nicht dargestellt) noch ca. 1 bis 2 Sekunden lang eingeschal¬ tet bleiben. In diesem Zeitintervall werden die mechanisch an¬ gekuppelten Ventile von dem Geräteschalter geschlossen. Diese zeitliche Abstufung ist so ausgelegt, daß zunächst die Flüssig¬ keitspumpe mit dem Elektronikschalter abgeschaltet, sodann das Verschlußsystem mit den Ventilen geschlossen und erst danach mit einiger Verzögerung das piezoelektrische Schwingsyεtem 24 und der Lüfter abgeschaltet werden, wobei der Lüfter infolge seiner mechanischen Trägheit noch etwas länger nachläuft. Durch diese Reihenfolge wird gewährleistet, daß beim Abschalten zu¬ nächst die Flüssigkeitszufuhr zum Zerstäuberteller unterbro¬ chen, sodann die Zerstäubertellerdichtung schließt, darüber hinaus dann aber das piezoelektrische Schwiπgsystem noch einige Sekunden lang über die Ansteuerungselektronik eingeschaltet bleibt, um alle Flüssigkeitsreste auf dem Zerstäuberteller ab¬ zuschütteln. Diese abgeschüttelten Aerosolreste können sodann von dem Luftstrom des noch eingeschalteten Lüfters 20 weggetra¬ gen werden, bevor auch diese beiden Bausteine inaktiviert wer- den. Auf dem nunmehr sauberen Zerstäuberteller befindet sich somit nichts mehr, was Verkrustungen erzeugen könnte.
ERSATZBLATT Bei Nichtgebrauch des Ultraschallzerstäubers können die irr, un¬ teren zylindrischen Teil oes Gehäuses 2 eingebauten Akkus 10, 12 über die Induktionsspule 14 indirekt wieαer aufgeladen wer¬ den. Infolge der Verwendung eines gummigelagerten Axiallüfterε wird ein ruhiger und leiser Betrieb des Ultraschallzerstäubers 1 gewährleistet.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 3 wäre es auch denkbar, anstelle der Flüssigkeitspumpe 50 eine Luftpumpe 90 zu verwenden und die zu zerstäubende Flüssigkeit 92 entweαer durch direktes Eindrücken von Luft über den Flüssigkeitsspiegel selbst oder, wie das im Ausführungsbeispiel der Figur 7 anhand eines abgewandelten Ultraschallzerstäubers 88 dargestellt ist, durch Eindrücken von Luft in den Zwischenraum zwischen den Flüs- sigkeitsbehälter 94 und den Faltsack 96 zu fördern. In diesem letztgenannten Fall muß der Flüssigkeitsbehälter den Faltsack, abweichend vom Ausführungsbeispiel der Figur 1, luftdicht um¬ schließen.
Entsprechend einer weiteren, im Ausführungsbeispiel der Figur 8 gezeigten, Variante des Ultraschallzerstäubers 100 wäre es auch denkbar, statt einer Flüssigkeitspumpe 50 einen Faltsack 102 zu verwenden, der durch eine federbelastete Andruckplatte 104 be¬ lastet wird. In diesem Fall würde beim Öffnen der Ventile bzw. der Zerstäubertellerdichtung sofort Flüssigkeit auf den Zerstäu¬ berteller befördert werden. Der größeren Einfachheit dieser letzt¬ genannten Variante steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß die Zerstäubertellerdichtung ständig unter Flüssigkeitsdruck steht.
Es ist auch möglich, abweichend vom Ausführungsbeispiel der Fi¬ gur 2, das federbelastete Rückschlagventil 5 über einen Stift des Flüssigkeitsbehälters 4 zwangsweise beim Entkuppeln dessel¬ ben zu öffnen.
SRSATZB A TT

Claims

Patentansprüche
1. Ultraschallzerstäuber (1, 88, 100) für Haarlacke mit einem Gehäuse (2), einem im Gehäuse eingebauten Lüfter (20), einer Luftaustrittsöffnung (26) , einem piezoelektrischen Schwingsy¬ stem (24) in der Luftaustrittsöffnung des Gehäuses, einer An¬ regungselektronik (44) für das piezoelektrische Schwingsystem, einem Flüssigkeitsbehälter (4, 6, 94, 96, 102) für die zu zer¬ stäubende Flüssigkeit (8, 92, 108), einer Fördereinrichtung (18, 50, 90, 104) für die Flüssigkeit zum piezoelektrischen Schwing¬ system, einer Stromversorgung (10, 14) und einem Schalter (40), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit in Berührung kommende innere Ober¬ fläche bei abgeschaltetem Ultraschallzerstäuber über mindestens ein Ventil (36, 54, 98, 106) hermetisch von der Außenluft ab¬ schließbar ist.
2. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Flüssigkeitsbehälter (6, 96, 102) als ein sein Volumen bei Flüssigkeitsentnahme verklei¬ nernder Behälter ausgebildet ist.
3. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 und/oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Flüssig- keitsbehälter als Zylinder mit frei beweglichen Kolben ausge¬ bildet ist.
4. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 und/oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Flüssig- keitsbehälter (4, 94) einen die Flüssigkeit dicht umschließen¬ den Faltsack (6, 96, 102) enthält.
5. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das piezoelektrische Schwingsystem (24) einen Zerstäuber¬ teller (28) mit einer zentralen Durchgangsbohrung (32) für die
ERSATZBLATT Zuführung des zu zerstäubenden Mediums (8, 92, 108) enthält, in der ein Ventilschaft mit einer ventiltellerartige , über der Durchgangsbohrung auf den Zerstäuberteller (28) zur Anlage bringbaren Zerstäubertellerdichtung (36) geführt ist.
6. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilschaft der Zerstäubertellerdichtung (36) mecha¬ nisch über den Schalter (40) betätigbar ist.
7. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fördereinrichtung (18, 50, 90, 104) ansaugseitig über ein Rückschlagventil (54, 98, 106) verschließbar ist.
8. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rückschlagventil (54, 98, 106) federbelastet ist und durch die bei der Aktivierung der Fördereinrichtung (18, 50, 90, 104) entstehende Druckdif- ferenz geöffnet wird.
9. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rückschlagventil mecha¬ nisch mit dem Schalter gekuppelt ist und bei der Betätigung des- selben geöffnet wird.
10. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rückschlagventil über den Schalter elektrisch geöffnet wird.
11. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Flüssigkeitspumpe (50) als Fördervorrichtung für das zu zerstäubende Medium (8) verwendet ist.
ERSATZBLATT
12. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Luftfilter (82) die Ansaugöffnung (80) des Lüfters (20) abschließt.
13. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lüfter (20) im Gehäuse (2) des Ultraschallzerstäubers gummigelagert ist.
14. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwen¬ dung eines Axiallüfters (20).
15. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zerstäuberteller (28) im Abstand von nur wenigen Milli¬ metern von einer abnehmbaren Luftaustrittsdüse (45) für das Luft-Aerosol-Gemisch umschlossen ist.
16. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Betätigung des Schalters (40) zunächst das Verschlu߬ system (36, 28) geöffnet, sodann mit einer kurzen Zeitverzö- gerung sowohl die Anregungselektronik (44) für das piezoelek¬ trische Schwingsystem (24) als auch der Lüfter (20) und sodann mit einer weiteren, etwas größeren Verzögerung die Pumpe (50, 90) für die Förderung des zu zerstäubenden Mediums (8, 92) ein¬ geschaltet werden.
17. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beim Loslassen des Schalters (20) zunächst die Pumpe (50, 90) und unmittelbar danach das Verschlußsystem (36, 28) für das zu zerstäubende Medium (8, 92) und sodann mit einer weiteren
ERSATZBLATT Zeitverzögerung das piezoelektrische Schwingsystem (24) und der Lüfter (20) abgeschaltet werden.
18. Ultraschallzerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprü- ehe 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t , daß als Fördereinrichtung für die Flüssigkeit eine Einrichtung (90, 104) zur Erhöhung des Druckes im Flüssigkeitsbehälter (96, 102) verwendet wird.
19. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Erhö¬ hung des Druckes im Flüssigkeitsbehälter eine Luftpumpe umfaßt, die Luft in den Flüssigkeitsbehälter drückt.
20. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Erhö¬ hung des Druckes im Flüssigkeitsbehälter eine Luftpumpe (90) umfaßt, die die Luft in den Zwischenraum zwischen Faltsack (96) und Kunststoffbehälter (94) drückt.
21. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Faltsack (102) von außen durch die Kraft einer Feder mechanisch zusammengedrückt wird.
ERSATZBLATT
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