DE20222021U1

DE20222021U1 - Basisisolierte Zerstäubungsvorrichtung

Info

Publication number: DE20222021U1
Application number: DE20222021U
Authority: DE
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2011-08-02
Anticipated expiration: 2012-05-02
Also published as: EP1390150A1; US7104463B2; US20040188534A1; US20030047620A1; EP1390150A4; US6732944B2; US6978941B2; US20060086819A1; EP2436450A3; DK1390150T3; ATE539821T1; ES2378190T3; CA2449070A1; WO2002087774A1; EP2436450A2; CA2449070C; EP1390150B1

Abstract

Aerosolgenerator (10), umfassend:
ein in Schwingung versetzbares Bauteil (12) mit einer Vorderseite, einer Rückseite (14), einem äußeren Umfang (16) und einer Mehrzahl von Öffnungen, welche sich von der Vorderseite zu der Rückseite erstrecken;
ein Trägerelement (18), welches um den äußeren Umfang des in Schwingung versetzbaren Bauteils (12) angeordnet ist, ein in Schwingung versetzbares Element (24), welches mit dem Trägerelement (18) gekoppelt ist, wobei das in Schwingung versetzbare Element ausgebildet ist, das in Schwingung versetzbare Bauteil (12) im Bereich von Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen; und
eine Isolierungsstruktur (20, 22), die mit dem Trägerelement gekoppelt ist und so ausgebildet ist, den Aerosolgenerator (10) mit einer Trägerstruktur zu koppeln, wobei die Isolierungsstruktur den Aerosolgenerator gegenüber der Trägerstruktur schwingungsmäßig im wesentlichen isoliert, dadurch gekennzeichnet, dass
die Isolierungsstruktur eine Mehrzahl von Armen (22) umfasst, die sich vom dem Trägerelement (18) erstrecken.

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Aerosolisierung von Flüssigkeiten und im Besonderen die Aerosolisierung von Flüssigkeiten mittels eines Aerosolgenerators, der bei Ultraschallschwingungsfrequenzen arbeitet. Genauer betrachtet betrifft die Erfindung einen schwingungsmäßig isolierten Aerosolgenerator, der mit anderen Strukturen, wie beispielsweise dem Gehäuse einer Aerosolisierungsvorrichtung, verbunden ist, wenn eine Flüssigkeit aerosolisiert wird.
Die Aerosolisierung von Flüssigkeiten ist ein bedeutender Aspekt in vielen Geschäftsbereichen. Zum Beispiel werden üblicherweise Flüssigkeiten in Verbindung mit Medikamentenabgabe, Luftbefeuchtung, Desodoranzien- oder Insektizitabgabe und dergleichen aerosoliert. Eine beispielhafte Art und Weise, Flüssigkeiten zu aerosolieren, besteht darin, eine Flüssigkeit einem in Schwingung versetzbaren Bauteil, das eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, zuzuführen und das in Schwingung versetzbare Bauteil bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen. Eine Art, das in Schwingung versetzbare Bauteil in Schwingung zu versetzen, besteht darin, einen piezoelektrischen Wandler zu verwenden. Derartige Techniken werden zum Beispiel in folgenden US-Patenten beschrieben: 5,164,740 ; 5,938,117 ; 5,586,550 ; 5,758,637 ; und 6,085,740 , wobei die vollständigen Offenbarungen hiervon durch Inbezugnahme hier aufgenommen sind.
Wenn derartige in Schwingung versetzbare Bauteile bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung versetzt werden, besteht ein Bedarf sicherzustellen, dass eine maximale Menge der Schwingungsenergie von dem piezoelektrischen Wandler auf das in Schwingung versetzbare Bauteil anstatt auf die umgebende Struktur übertragen wird. Ansonsten können Leistungsverluste oder Leistungsvariationen aufgrund von Kräften auftreten, die durch das Material übertragen werden, das den Aerosolgenerator mit umgebenden Strukturen, wie etwa dem Gehäuse der Aerosolisierungsvorrichtung, koppelt.
Somit betrifft diese Erfindung Wege, die Menge der auf das in Schwingung versetzbare Bauteil übertragenen Schwingungsenergie zu maximieren und so den Wirkungsgrad des Aerosolgenerators zu maximieren. Auf diese Art und Weise werden die Wiederholbarkeit und die Leistungsfähigkeit des Aerosolgenerators unabhängig von den Vorrichtungen erhöht, in welche die Aerosolgeneratoren integriert sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine Schwingungsisolierung eines Aerosolgenerators gegenüber umgebenden Strukturen bereit. In einer Ausführungsform wird dies durch die Ausgestaltung eines Aerosolgenerators erreicht, der ein in Schwingung versetzbares Bauteil mit einer Vorder- und einer Rückseite, einem äußeren Umfang und einer Mehrzahl von Öffnungen, die sich zwischen der Vorder- und Rückseite erstrecken, aufweist. Ein Trägerelement ist um den äußeren Umfang des in Schwingung versetzbaren Bauteils vorgesehen. Ein in Schwingung versetzbares Element ist mit dem Trägerelement gekoppelt und ist so aufgebaut, dass es das in Schwingung versetzbare Bauteil bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung versetzt. Eine Isolierungsstruktur ist mit dem Trägerelement gekoppelt und ist aufgebaut, um den Aerosolgenerator mit einer Trägerstruktur, wie beispielsweise dem Gehäuse einer Aerosolisierungsvorrichtung, zu koppeln. Die Isolierungsstruktur weist einen Widerstand in Bezug auf mechanische Schwingungen auf, der ausreichend ist, den Aerosolgenerator schwingungsmäßig gegen die Trägerstruktur wesentlich zu isolieren. Auf diese Art und Weise kann der Aerosolgenerator mit einem erhöhten Wirkungsgrad und in einer wiederholbaren Weise betrieben werden, wenn er mit umgebenden Strukturen gekoppelt ist.
Zweckmäßigerweise können die Isolierungsstruktur und das Trägerelement in einer einzigen Komponente integriert sein, wodurch deren Herstellung erleichtert wird. In einem Aspekt der Erfindung kann die Isolierungsstruktur eine Mehrzahl von Armen aufweisen, die sich von dem Trägerelement erstreckt. Diese Arme können eine große Vielfalt von Formen und Konturen aufweisen. Zum Beispiel können die Arme gebogen, gefaltet, gekrümmt oder ähnlich ausgeführt sein, um die Isolierung der Schwingungen zu erleichtern.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Isolierungsstruktur ein oder mehrere elastomere oder Kunststoffteile umfassen. Zum Beispiel kann die Isolierungsstruktur aus einer elastomeren oder Kunstoffunterlegscheibe aufgebaut sein. Zweckmäßigerweise kann die Unterlegscheibe mit dem Trägerelement gekoppelt sein, indem an dem Trägerelement Laschen ausgeformt werden und die Unerlegscheibe zwischen die Laschen eingeführt wird. In einem weiteren Beispiel kann die Isolierungsstruktur aus einer Mehrzahl von einzelnen elastomeren Teilen oder Ausgleichselementen (bellows) aufgebaut sein, die sich von dem Trägerelement erstrecken.
Um die Schwingungsisolierung zu erleichtern, kann die Isolierungsstruktur so aufgebaut sein, dass sie eine Resonanzfrequenz aufweist, die außerhalb des Betriebsbereiches des Aerosolgenerators liegt. So kann ein Betriebsbereich des Aerosolgenerators bei etwa 50 kHz bis etwa 250 kHz liegen.
In einem weiteren Aspekt kann das in Schwingung versetzbare Bauteil kuppelförmig sein und konisch zulaufende Öffnungen aufweisen. Beispiele derartiger in Schwingung versetzbare Bauteile sind in den US Patenten 5,586,550 ; 5,758,637 und 6,085,740 beschrieben, welche vorher durch Inbezugnahme aufgenommen wurden.
Ferner wird ein beispielhaftes Verfahren zum Aerosolisieren von Flüssigkeiten beschrieben. Solch ein Verfahren benutzt einen Aerosolgenerator mit einem in Schwingung versetzbaren Bauteil mit Öffnungen und einem in Schwingung versetzbaren Element, um das in Schwingung versetzbare Bauteil in Schwingung zu versetzen. Gemäß diesem Verfahren wird Flüssigkeit zu dem in Schwingung versetzbaren Bauteil geleitet und das in Schwingung versetzbare Element wird verwendet, um das in Schwingung versetzbare Bauteil bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen, um Flüssigkeitströpfchen durch die Öffnungen auszustoßen. Während der Schwingung wird eine Isolierungsstruktur verwendet, um den Aerosolgenerator im Wesentlichen schwingungsmäßig zu isolieren, um so die Betriebsleistungsfähigkeit des Aerosolgenerators zu verbessern. Ferner kann das in Schwingung versetzbare Bauteil bei einer Frequenz in Schwingung versetzt werden, die sich von der Grundfrequenz der Isolierungsstruktur unterscheidet, um den Wirkungsgrad des Aerosolgenerators zu verbessern. Wie vorstehend erwähnt, kann eine Vielfalt von Isolierungsstrukturen verwendet werden, um den Aerosolgenerator schwingungsmäßig gegen jegliche umgebende Strukturen zu isolieren. Derartige Isolierungsstrukturen können auch Resonanzfrequenzen außerhalb des Betriebsbereichs des Aerosolgenerators aufweisen.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Aerosolgenerators beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird eine Isolierungsstruktur aus einem Materialbogen gestanzt oder geprägt. Ein in Schwingung versetzbares Bauteil, das eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, wird mit der Isolierungsstruktur gekoppelt, und ein in Schwingung versetzbares Element, wie beispielsweise ein piezoelektrischer Wandler, wird mit der Isolierungsstruktur oder dem in Schwingung versetzbaren Bauteil gekoppelt. Das in Schwingung versetzbare Element wird verwendet, um das in Schwingung versetzbare Bauteil bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen, während die Isolierungsstruktur verwendet wird, um den Aerosolgenerator gegen umgebende Strukturen hinsichtlich Schwingungen zu isolieren. Durch diese Herstellung der Isolierungsstruktur können die Herstellkosten des Aerosolgenerators wesentlich reduziert werden und die Aerosolgeneratoren in größeren Mengen hergestellt werden.
In einem Aspekt kann die Isolierungsstruktur einen ringförmigen Körper und eine Mehrzahl von Armen aufweisen, die sich von dem ringförmigen Körper erstrecken. In einem weiteren Aspekt werden die Arme gebogen oder gefaltet, nachdem die Isolierungsstruktur gestanzt worden ist. In einem weiteren Aspekt ist das in Schwingung versetzbare Bauteil entlang einer mittigen Öffnung des ringförmigen Körpers gekoppelt, und das in Schwingung versetzbare Element umfasst ein ringförmiges piezoelastisches Element, welches mit dem ringförmigen Körper gekoppelt ist.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Aerosolgenerators verwendet ein Trägerelement mit einem äußeren Umfang. Eine Mehrzahl von Laschen wird in dem äußeren Umfang des Trägerelements ausgeformt. Dies kann durch paarweise Einschnitte in das Trägerelement und anschließendes Biegen des Materials zwischen den Einschnitten weg von dem Trägerelement erzielt werden. Ein in Schwingung versetzbares Bauteil, das eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, wird mit dem Trägerelement gekoppelt und ein in Schwingung versetzbares Element wird mit dem Trägerelement oder dem in Schwingung versetzbaren Bauteil gekoppelt und kann bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung versetzt werden. Ein Flansch wird um das Trägerelement gekoppelt, wobei der Flansch in den Laschen aufgenommen wird. Der Flansch weist einen mechanischen Schwingungswiderstand auf, der ausreichend ist, um den Aerosolgenerator im Wesentlichen in Bezug auf Schwingung zu isolieren. Solch ein Verfahren ist nützlich bei der Herstellung eines isolierten Aerosolgenerators in einer zeitsparenden und kostengünstigen Weise.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1. zeigt eine perspektivische Rückansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
2 zeigt eine perspektivische Rückansicht einer Isolierungsstruktur des Aerosolgenerators gemäß 1 vor dem Zusammenbau des Aerosolgenerators.
3 veranschaulicht eine Aerosolisierungsvorrichtung, die den Aerosolgenerator der 1 aufweist.
4 zeigt eine perspektivische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
5 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
6 zeigt eine perspektivische Rückansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
7 zeigt eine perspektivische Rückansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
8 zeigt eine perspektivische Rückansicht einer besonderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
9 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aerosolgenerators.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trägerelements und einer Isolierungsstruktur des Aerosolgenerators gemäß 9.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Trägerelements gemäß 10, bevor Laschen zum Halten der Isolierungsstruktur vorgesehen werden.
BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMSFORMEN
Die Erfindung stellt Techniken und Vorrichtungen bereit, um einen Aerosolgenerator schwingungsmäßig gegen umgebende Strukturen zu isolieren, mit denen der Aerosolgenerator gekoppelt ist. In einigen Fällen werden die umgebenden Strukturen das Gehäuse des Aerosolisierers oder Zerstäubers oder verschiedenartiger Strukturen innerhalb derartiger Geräte sein. Derartige Aerosolisierungs- oder Zerstäubungsvorrichtungen können einen komplexen Aufbau und ebenso komplizierte Vorschriften zur Zuführung des Fluidums oder Verpackung aufweisen, die den Betrieb des Aerosolgenerators beeinflussen können.
Die erfindungsgemäßen Aerosolgeneratoren können ein in Schwingung versetzbares Bauteil mit einer Mehrzahl von Öffnungen aufweisen, wie beispielsweise eine Lochplatte, durch welche Flüssigkeitströpfchen ausgestoßen werden, und einen piezoelektrischen Wandler, um die Lochplatte zum Schwingen zu bringen. Der Wandler ist ausgebildet, dass er die Lochplatte bei Ultraschallfrequenzen typischerweise im Bereich von etwa 50 kHz bis etwa 250 kHz in Schwingungen versetzt. Nicht beschränkende Beispiele von Aerosolgeneratoren, die solche Bauteile nutzen, sind in den US-Patenten: 5,164,740 ; 5,938,117 ; 5,586,550 ; 5,758,637 und 6,085,740 beschrieben, welche hier durch Inbezugnahme aufgenommen sind.
Die erfindungsgemäßen Aerosolgeneratoren nutzen ein Isolierungssystem, welches so ausgestaltet ist, dass es möglichst alle Arten von externen Schnittstellen unterbringt, um die Wiederholbarkeit und die Leistung des Aerosolgenerators zu erhöhen. Auf diese Weise können die Aerosolgeneratoren in eine große Vielfalt von komplexen Aerosolisierungs- oder Zerstäubungsvorrichtungen eingebaut werden, ohne dass ihre Betriebsfähigkeit bedeutend beeinflusst wird. Die Isolierungssysteme weisen einen mechanischen Schwingungswiderstand auf, der verhindert, dass die Kraft, die auf die Ränder des Aerosolgenerators übertragen wird, die Umgebungsstruktur erreicht. Ein derartiges Phänomen kann als die Transmissibilität oder Durchlässigkeit bezeichnet werden und ist als das Verhältnis der Kraft, die die umgebende Struktur erfährt, zu der Kraft, die auf die Ränder des Aerosolgenerators wirkt, definiert. Gemäß der Erfindung soll die Durchlässigkeit weniger als etwa 30%, vorzugsweise weniger als etwa 20% und höchst bevorzugt weniger als etwa 10% betragen. In einigen Fällen wurde eine Durchlässigkeit gemessen, die weniger als etwa 6% und bei Resonanz etwa 2% bis 3% betrug.
Das Isolierungssystem kann entweder aus einzelnen oder einstückig geformten Elementen konstruiert sein und kann eine große Vielzahl von Formen und Größen aufweisen. Zum Beispiel kann das Isolierungssystem dünne Metallarme, Elastomer-Buchsen oder -Hülsen, Kunststoffbeine, Elastomerkanten oder ähnliches aufweisen. Materialtypen, die zur Konstruktion derartiger Elemente verwendet werden können, umfassen Silicon, Urethan, Elastomere, dünne oder gekrümmte Metalle oder ähnliches.
Die erfindungsgemäßen Isolierungssysteme sind ebenfalls aufgebaut, um eine Resonanzfrequenz aufzuweisen, die außerhalb der Arbeitsfrequenz des Aerosolgenerators ist. Auf diese Weise schwingt die Isolierungsstruktur bei der Verwendung des Aerosolgenerators nicht entsprechend mit, wodurch die Leistung und die Wiederholbarkeit des Aerosolgenerators gesteigert werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Isolierungssysteme in den Aerosolgenerator derart eingebaut sein können, dass die Aerosolgeneratoren in großen Mengen und zu angemessenen Kosten hergestellt werden können. Dies kann zum Beispiel durch Verwendung einer Isolierungsstruktur erreicht werden, die sowohl den Aerosolgenerator schwingungsmäßig isoliert als auch die Lochplatte trägt. Derartige Isolierungsstrukturen können zweckmäßigerweise durch Stanzen, Prägen, Formen und dergleichen gebildet werden.
Bezugnehmend nun auf 1 wird eine Ausführungsform eines Aerosolgenerators 10 mit einem Isolierungssystem beschrieben. Der Aerosolgenerator 10 umfasst ein in Schwingung versetzbares Bauteil 12, welches eine Vorderseite (nicht sichtbar), eine Rückseite 14 und einen äußeren Umfang 16 aufweist. Auch wenn es nicht gezeigt wird, so umfasst das in Schwingung versetzbare Bauteil eine Mehrzahl von Öffnungen, welche sich von der Rückseite 14 zu der Vorderseite hin verjüngen. Beispiele von in Schwingung versetzbaren Bauteilen, die mit der Erfindung verwendet werden können, werden in den US-Patenten 5,164,740 ; 5,938,117 ; 5,586,550 ; 5,758,637 und 6,085,740 allgemein beschrieben, die durch Inbezugnahme aufgenommen sind. Wie gezeigt, weist das in Schwingung versetzbare Bauteil 12 eine kuppelförmige Geometrie auf. Es sei aber bemerkt, dass andere Formen und Größen von in Schwingung versetzbaren Bauteilen verwendet werden können, und dass die Erfindung nicht bestimmt ist, auf eine bestimmte Art von in Schwingung versetzbarem Bauteil beschränkt zu sein.
Das in Schwingung versetzbare Bauteil 12 ist mit einer Isolierungsstruktur 18 gekoppelt, die auch als ein Trägerelement arbeitet, um das in Schwingung versetzbare Bauteil 12 zu tragen. Die Isolierungsstruktur umfasst einen ringförmigen Körper 20 und eine Anzahl von Armen 22, die verwendet werden, um den Aerosolgenerator 10 mit einer weiteren Struktur, wie beispielsweise dem Gehäuse einer Aerosolisierungsvorrichtung, zu koppeln. Der ringförmige Körper 20 ist an dem äußeren Umfang 16 des in Schwingung versetzbaren Bauteils 12 gesichert, sodass die Mitte des in Schwingung versetzbaren Bauteils frei ist, um Flüssigkeitströpfchen auszustoßen. Mit dem ringförmigen Körper 20 ist ein ringförmiges piezoelektrisches Element 24 gekoppelt, welches verwendet wird, das in Schwingung versetzbare Bauteil 12 in Schwingung zu versetzen, wenn dem piezoelektrischen Element 24 elektrischer Strom zugeführt wird.
In der Anwendung werden die Arme 22 benutzt, um zu verhindern, dass die Übertragung von Kräften an dem äußeren Rand des Körpers 20 umgebende Strukturen erreicht, sodass der Aerosolgenerator 10 schwingungsmäßig wesentlich gegen jegliche umgebenden Strukturen isoliert ist, mit denen die Arme 22 gekoppelt sein können. In diesem Beispiel können die Arme 22 aus Aluminium, Stahl, Elastomeren, Kunststoff und dergleichen aufgebaut sein und können eine oder mehrere Abwinklungen aufweisen, um zu ermöglichen, dass der Aerosolgenerator 10 an einer weiteren Struktur befestigt wird, und um eine Kraftübertragung zu verhindern. Obwohl drei Arme gezeigt sind, kann der Aerosolgenerator 10 auch aufgebaut sein, dass er eine unterschiedliche Anzahl von Armen, wie zwei, vier, fünf oder dergleichen aufweist. Mit einem derartigen Aufbau kann der Aerosolgenerator 10 in einer wiederholbaren Art betrieben werden, d. h. der Aerogenerator ist imstande, gleichbleibend Tröpfchen innerhalb eines vorgegebenen Größenbereichs und innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Flussraten zu erzeugen. Ferner weist diese Ausführungsform bei Resonanz eine Durchlässigkeit von etwa 2% auf.
Gemäß 2 kann die Isolierungsstruktur 18 aus einem Materialbogen gestanzt sein. Sobald sie gestanzt wurde, kann das in Schwingung versetzbare Element 14 und das piezoelektrische Element 24 an dem Körper 22 gebondet werden. Die Arme 22 können auch in die gewünschte Form gebogen werden. Ein derartiger Prozess eignet sich für eine Massenproduktion zu angemessenen Kosten.
In Bezug nun auf 3 wird ein Aerosolgenerator 10 gezeigt, der mit einer Aerosolierungsvorrichtung 30 gekoppelt ist. Die Vorrichtung 30 umfasst ein Gehäuse 32, um die verschiedenen Komponenten des Aerosolierungsvorrichtung 30 zu halten. Das Gehäuse 32 umfasst ferner ein Mundstück 34 und einen oder mehrere Luftdurchgänge (nicht gezeigt), um zu ermöglichen, dass Luft in das Gehäuse 32 eintreten kann, wenn ein Anwender über das Mundstück 34 inhaliert. In dem Gehäuse 32 ist der Aerosolgenerator 10 gemäß 1 angeordnet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass jeder beliebige der hier beschriebenen Aerosolgeneratoren in das Gehäuse 32 eingesetzt werden kann. Der Aerosolgenerator 10 ist mit dem Gehäuse 32 über Arme 22 gekoppelt, die ebenfalls als eine Isolierungsstruktur dienen, um den Aerosolgenerator 10 bezogen auf Schwingungen gegen das Gehäuse 32 auf eine Art und Weise zu isolieren, die der hierin beschriebenen ähnlich ist.
Die Aerosolisierungsvorrichtung 30 umfasst ferner einen Behälter 36 mit einem Vorrat der Flüssigkeit, welche durch den Aerosolgenerator 10 aerosolisiert werden soll. Der Behälter 36 kann ein Messventil umfassen, um eine gemessene Flüssigkeitsmenge auf die Lochplatte 16 abzugeben. Auch wenn es nicht dargestellt ist, so kann ein Knopf oder dergleichen benutzt werden, um das Volumen der Flüssigkeit zu dispensieren, wenn es von dem Anwender angefordert wird.
Das Gehäuse 32 beinhaltet einen Elektronikbereich 38, um die verschiedenen elektrischen Komponenten der Aerosolisierungsvorrichtung 30 aufzunehmen. Zum Beispiel kann der Bereich 38 eine Leiterplatte 40 aufweisen, die als ein Controller dient, um den Betrieb des Aerosolgenerators 10 zu steuern. Genauer gesagt kann die Leiterplatte 40 ein elektronisches Signal an das piezoelektrische Element 24 (über eine nicht gezeigte Schaltungsanordnung) senden, um die Lochplatte 16 in Schwingung zu versetzen. Eine Stromversorgung P, wie etwa eine oder mehrere Batterien, ist elektrisch mit der Leiterplatte 40 verbunden, um die Aerosolisierungsvorrichtung 30 mit Strom zu versorgen.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Aerosolgenerators 70. Der Aerosolgenerator 70 umfasst ein in Schwingung versetzbares Bauteil 72 mit einer Vorderseite 74, einer Rückseite (nicht gezeigt) und einer Mehrzahl von Öffnungen. Das in Schwingung versetzbare Bauteil 72 ist mit einem Trägerelement 76 gekoppelt, das ebenfalls ein piezoelektrisches Element 78 trägt. Von dem Trägerelement 76 erstreckt sich ein Satz gebogener Arme 80, die als eine Isolierungsstruktur arbeiten, um den Aerosolgenerator schwingungsmäßig gegen andere Strukturen zu isolieren, mit denen die Arme 80 gekoppelt sind. Die Arme 80 können aus Materialien hergestellt werden, die denen ähnlich sind, die in 1 beschrieben wurden. Auch wenn nur eine bogenförmige Biegung gezeigt ist, so kann in einigen Fällen jeder Arm viele Krümmungen oder Biegungen oder Abwinklungen aufweisen, um die Schwingungsisolierung des Aerosolgenerators 70 zu erleichtern.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Aerosolgenerators 82 mit einem alternativen Isolierungssystem. Der Aerosolgenerator 82 ist mit Ausnahme der Ausgestaltung der Arme dem Aerosolgenerator 70 ähnlich. Zur Vereinfachung der Erläuterung werden ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 4 bezeichnet. Der Aerosolgenerator 82 benutzt einen Satz gewinkelter Arme 84, die mit dem Trägerelement 76 gekoppelt sind. Auch wenn die Arme 84 mit einer gewinkelten Biegung gezeigt sind, so können sie alternativ mehrere gewinkelte Biegungen aufweisen, die jeweils den gleichen Biegewinkel aufweisen oder nicht.
6–8 zeigen weitere alternative Ausführungsformen von Aerosolgeneratoren mit unterschiedlichen Isolierungssystemen. Diese Aerosolgeneratoren sind bis auf die Isolierungsstruktur ähnlich dem Aerosolgenerator 70. Zur Vereinfachung der Erläuterung werden ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in 4 bezeichnet. 6 zeigt einen Aerosolgenerator 88 mit einem Satz von Anschlussösen 90, die mit dem Trägerelement 76 verbunden sind und dazu verwendet werden, den Aerosolgenerator 88 gegen umgebende Strukturen, mit denen die Ösen 90 verbunden sind, schwingungsmäßig zu isolieren. Die Ösen 90 können aus Materialien aufgebaut sein, wie die, die bei den vorherigen Ausführungsformen beschrieben wurden, und können zahlenmäßig mehr oder weniger sein, als in der Zeichnung gezeigt wird. Die Ösen 90 können optional Anbringungslöcher 92 aufweisen, um die Anbringung der Ösen an einer weiteren Struktur zu ermöglichen. In einigen Fällen können die Ösen 90 und die Trägerstruktur 76 gemeinsam in einem Einspritzformverfahren gebildet werden, wie in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nummer _____, beschrieben ist, die am gleichen Tag wie diese Anmeldung (Attorney Docket No.: 16770-003500) eingereicht wurde, welche hier durch Inbezugnahme aufgenommen ist.
7 zeigt einen Aerosolgenerator 94 mit einem elastomeren Ring 96, der mit einem äußeren Umfang des Trägerelements 76 gekoppelt ist. Der elastomere Ring 96 dient als eine Isolierungsstruktur, um den Aerosolgenerator 94 schwingungsmäßig gegen umgebende Strukturen zu isolieren, mit denen der Ring 96 gekoppelt sein kann. Alternativ kann ein Kunststoffmaterial zur Herstellung des Rings 96 verwendet werden.
8 zeigt einen Aerosolgenerator 98 mit einer Mehrzahl von diskreten elastomeren Elementen 100, die um den äußeren Umfang des Trägerelements 76 angeordnet sind. Diese Elemente können aus elastomeren oder Kunststoffmaterialien in ähnlicher Weise hergestellt sein, wie die, die bei 7 beschrieben wurden, und können zahlenmäßig mehr oder weniger als drei sein. Die Elemente 100 werden benutzt, um den Aerosolgenerator 98 schwingungsmäßig gegen umgebende Strukturen zu isolieren, mit denen die Elemente 100 verbunden sind.
9 zeigt eine Querschnittsansicht eines Aerosolgenerators 110, der ein Isolierungssystem aufweist und der in einer zeit- und kosteneffizenten Art und Weise hergestellt werden kann. Der Aerosolgenerator 110 ist mit einem Trägerelement 112 aufgebaut, das verwendet wird, um ein in Schwingung versetzbares Bauteil 114 zu halten, welches eine Mehrzahl von Öffnungen in einer Art und Weise aufweist, die der bei anderen Ausführungsformen beschriebenen ähnlich ist. Wie in 10 beschrieben, umfasst das Trägerelement 112 eine mittige Öffnung 116, entlang der das in Schwingung versetzbare Bauteil 114 positioniert ist, und einen kreisförmigen äußeren Umfang 118. Mit dem Trägerelement 112 ist ein in Schwingung versetzbares Element 120 gekoppelt, um das in Schwingung versetzbare Bauteil 114 bei der Aerosolisierung einer Flüssigkeit in Schwingung zu versetzen.
Das Trägerelement 112 kann hergestellt werden, indem das Trägerelement 112 aus einem Materialbogen gestanzt wird, sodass es die Form einer Scheibe oder einer Unterlegscheibe aufweisen kann. Gemäß 11 sind Paare von Einschnitten 122 und 124 an dem äußeren Umfang 118 des Trägerelements 112 vorgesehen, um einen Satz von Laschen 126 zu bilden. Die Laschen 126 werden dann von dem Trägerelement 112 weg gepresst oder gebogen, um einen Schlitz zwischen den Laschen 126 und dem Trägerelement 112 zu bilden, wie in 9 gezeigt ist. Ein Isolierungselement 128 kann dann durch Einfügen von Isolierungselementen 128 zwischen die Laschen 126 entlang dem äußeren Umfang 118 eingefügt werden. Zweckmäßigerweise kann das Isolierungselement 128 ein elastischer Dichtungsring sein, der zwischen die Laschen 126 eingeschoben werden kann. Wie bei den anderen Ausführungsformen kann das Isolierungselement 128 verwendet werden, um den Aerosolgenerator schwingungsmäßig gegen umgebende Strukturen zu isolieren.
Die Erfindung wurde nun ausführlich zwecks Klarheit und Verständnis beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, dass bestimmte Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche praktiziert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5164740 [0002, 0026, 0031]
US 5938117 [0002, 0026, 0031]
US 5586550 [0002, 0009, 0026, 0031]
US 5758637 [0002, 0009, 0026, 0031]
US 6085740 [0002, 0009, 0026, 0031]

Claims

Aerosolgenerator (10), umfassend: ein in Schwingung versetzbares Bauteil (12) mit einer Vorderseite, einer Rückseite (14), einem äußeren Umfang (16) und einer Mehrzahl von Öffnungen, welche sich von der Vorderseite zu der Rückseite erstrecken; ein Trägerelement (18), welches um den äußeren Umfang des in Schwingung versetzbaren Bauteils (12) angeordnet ist, ein in Schwingung versetzbares Element (24), welches mit dem Trägerelement (18) gekoppelt ist, wobei das in Schwingung versetzbare Element ausgebildet ist, das in Schwingung versetzbare Bauteil (12) im Bereich von Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen; und eine Isolierungsstruktur (20, 22), die mit dem Trägerelement gekoppelt ist und so ausgebildet ist, den Aerosolgenerator (10) mit einer Trägerstruktur zu koppeln, wobei die Isolierungsstruktur den Aerosolgenerator gegenüber der Trägerstruktur schwingungsmäßig im wesentlichen isoliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsstruktur eine Mehrzahl von Armen (22) umfasst, die sich vom dem Trägerelement (18) erstrecken.
Aerosolgenerator (1) gemäß Anspruch 1, bei dem die Isolierungsstruktur (20, 22) mit dem Trägerelement (18) einstückig gebildet ist und die Isolierungsstruktur einen ringförmigen Körper (20) umfasst, der um den äußeren Umfang des in Schwingung versetzbaren Bauteils gesichert ist.
Aerosolgenerator gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem sich drei Arme (22) von dem Tragerelement erstrecken.
Aerosolgenerator gemäß Anspruch 1, bei dem das Isolierungselement (20, 22) ausgebildet ist, sodass das Verhältnis der Kräfte, die zu der Trägerstruktur übertragen werden, zu den Kräften an einem äußeren Rand des Trägerelements (18) weniger als etwa 30% beträgt.
Aerosolgenerator gemäß Anspruch 1, bei dem die Isolierungsstruktur (20, 22) Resonanzfrequenzen aufweist, die außerhalb des Betriebsfrequenzbereichs des Aerosolgenerators liegen.
Aerosolgenerator gemäß Anspruch 1, bei dem das in Schwingung versetzbare Bauteil (12) einen zentralen Abschnitt aufweist, der die Öffnungen enthält, wobei der zentrale Abschnitt kuppelförmig ist und wobei sich die Öffnungen von der Rückseite zu der Vorderseite hin verjüngen.
Aerosolisierungsvorrichtung umfassend: ein Gehäuse (32) und einen Aerosolgenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Aerosolgenerator innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Isolierungsstruktur (20, 22) des Aerosolgenerators betriebsmäßig mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die Isolierungsstruktur einen Schwingungswiderstand aufweist, der ausreichend ist, um den Aerosolgenerator gegen das Gehäuse schwingungsmäßig im wesentlichen zu isolieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei dem das Verhältnis der Kräfte, die auf das Gehäuse übertragen werden, zu Kräften an einem äußeren Rand des Trägerelements weniger als etwa 10% beträgt.
Aerosolgenerator (10) umfassend: ein in Schwingung versetzbares Bauteil (12) mit einer Vorderseite, einer Rückseite (14), einem äußeren Umfang (16) und einer Mehrzahl von Öffnungen, welche sich zwischen der Vorderseite und der Rückseite erstrecken; ein Trägerelement (18), welches um den äußeren Umfang des in Schwingung versetzbaren Bauteils (12) angeordnet ist, ein in Schwingung versetzbares Element (24), welches mit dem Trägerelement (18) gekoppelt ist, wobei das in Schwingung versetzbare Element (24) ausgebildet ist, das in Schwingung versetzbare Bauteil (12) bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen; und eine Isolierungsstruktur (20, 22), welche mit dem Trägerelement gekoppelt ist und so ausgebildet ist, um den Aerosolgenerator (10) mit einer Trägerstruktur zu koppeln, wobei die Isolierungsstruktur einen Schwingungswiderstand aufweist, der ausreichend ist, um den Aerosolgenerator gegen die Trägerstruktur schwingungsmäßig wesentlich zu isolieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsstruktur eine Mehrzahl von Armen (22) aufweist, die sich von dem Trägerelement (18) erstreckt.
Aerosolgenerator (10) umfassend: ein in Schwingung versetzbares Bauteil (12) mit einer Vorderseite, einer Rückseite (14) und einem äußeren Umfang (16), wobei das in Schwingung versetzbare Bauteil (12) einen zentralen Abschnitt aufweist, der eine Mehrzahl von Öffnungen enthält, welche sich zwischen der Vorderseite und der Rückseite erstrecken, wobei die Öffnungen sich von der Rückseite zu der Vorderseite hin verjüngen, wobei der zentrale Abschnitt kuppelförmig ist; ein ringförmiges Trägerelement (18), welches um den äußeren Umfang des in Schwingung versetzbaren Bauteils (12) angeordnet ist, ein ringförmiges, in Schwingung versetzbares Element (24), welches mit dem Trägerelement (18) gekoppelt ist, wobei das in Schwingung versetzbare Element (24) ausgebildet ist, um das in Schwingung versetzbare Bauteil (12) bei Ultraschallfrequenzen in Schwingung zu versetzen; und das Trägerelement ferner eine Isolierungsstruktur (20, 22) aufweist, die ausgebildet ist, um den Aerosolgenerator (10) mit einer Trägerstruktur zu koppeln, wobei die Isolierungsstruktur drei Arme (22) aufweist, die sich von dem Trägerelement (18) erstrecken.
Aerosolgenerator gemäß Anspruch 10, bei dem jeder Arm zumindest eine Krümmung oder Biegung aufweist.