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Einleitung
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der künstlichen Pflanzen,
vor allem der künstlichen Blumen. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine künstliche Blume mit erweiterter Funktionalität
wie insbesondere einer Beduftungsfunktion und/oder bewegbaren Blütenblättern
und ein Verfahren zur Bereitstellung und Steuerung der künstlichen
Blume.
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Stand der Technik und Nachteile
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Künstliche
Pflanzen wie insbesondere Blumen sind aus dem Stand der Technik
hinlänglich bekannt. Gemeinsames Ziel bei der Herstellung
derartiger Gegenstände ist eine für den jeweiligen
Zweck ausreichend realistische Erscheinungsform. Je nach Einsatzgebiet
und insbesondere Betrachterabstand kann bereits eine ungefähre Ähnlichkeit
mit dem natürlichen Vorbild ausreichend sein (z. B. Tannenbaumdekoration,
die im Freien verwendet wird). Schwieriger zu realisieren sind auch
in Innenräumen akzeptierte Nachbildungen, insbesondere
für den Fall, dass sich ein Betrachter den Nachbildungen
unmittelbar nähern kann. Im Laufe der Zeit hat der Stand
der Technik jedoch auch für dieses Einsatzgebiet Lösungen
hervorgebracht, welche den natürlichen Vorbildern täuschend ähnlich
sind und neben dem realistischen Erscheindungsbild auch den haptischen
Sinn ansprechen, indem die Oberflächen der Blätter
und ggf. Blüten eine dem Vorbild vergleichbare Empfindung
während des Berührens hervorrufen.
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Eine
Steigerung der Ähnlichkeit zwischen Original und Nachbildung
kann durch eine Nachbildung der natürlichen Bewegungen
der Blütenblätter, beispielsweise im Tag-Nacht-Rhythmus,
erreicht werden. Derartige künstliche Blumen sind jedoch
am Markt nicht verfügbar. Ein wichtiger Grund hierfür
ist die Empfindlichkeit der gewöhnlich verwandten elektrischen
oder elektromechanischen Antriebe, verbunden mit entsprechend hohen
Kosten.
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Eine
andere Steigerung der Ähnlichkeit zwischen Original und
Nachbildung kann auch durch die Hinzunahme des olfaktorischen Sinnes
erreicht werden. Im Gegensatz zu bewegbaren Blütenblättern sind
hierzu aus dem Stand der Technik verschiedenartige Lösungen
bekannt.
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Eine
besonders einfache Realisierung wird in der Druckschrift
US 6318876 B1 beschrieben.
Hier wird eine künstliche Pflanze herkömmlicher
Bauart mit einem ebenfalls herkömmlichen Beduftungsgerät kombiniert,
welches an einer am Topf der künstlichen Pflanze angeordneten
Steckdose betrieben wird. Naturgemäß wird die
realistische Empfindung des Dufteindrucks bei entsprechender Annäherung
an den Bereich der Blüten gestört, und auch das
Erscheinungsbild des Beduftungsgerätes kommt für
viele Fälle dem Wunsch einer besonders realitätsnahen Nachbildung
nicht in ausreichendem Maße nach.
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Bessere
Nachbildungen bringen dementsprechend den Duft im Bereich der Blüten
aus. So offenbart beispielsweise die Patentschrift
EP 163891 B1 ein Verfahren
zum Herstellen des Duftträgers einer Kunstblume und den
Duftträger selber. Dieser ist als saugfähiges
Material wie insbesondere als Vliesstoff ausgebildet, der eine den
Duftstoff abdampfende Oberfläche besitzt, und im Bereich
der Blüte angeordnet ist.
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Das
Gebrauchsmuster
DE 8212
730.1 offenbart als Duftträger und Dufttransportmittel
einen an die Blüte angrenzenden Duftdocht, der den Duftstoff enthält
und austauschbar ist.
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Bisweilen
werden auch die Blütenblätter selber als Duftträger
verwendet, so z. B. in der Druckschrift
FR 2808440 A1 . Allerdings
ist dann ein Erneuern des Duftstoffes praktisch nicht möglich;
auch ist die Beduftungszeit eng begrenzt.
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Das
Problem der Verlängerung der Beduftungszeit wird von der
Druckschrift
JP 2000034611
A behandelt. Dort wird ein gasdichtes Reservoir vorgeschlagen,
welches im Bereich unterhalb der Blüte am Stielende versteckt
ist, und aus welchem mittels eines kleinen Loches entsprechend geringe
Mengen an Duftstoff austreten. Die Druckschrift
US 3556916 A schlägt
Kapseln mit Duftstoff vor, die manuell beispielsweise durch Aufdrücken
auf einen Dorn öffnen lassen. Nachteilig an diesen Lösungen
ist die Tatsache, dass der Transport rein passiv stattfindet, so dass
die Beduftung zwar über einen längeren Zeitraum,
jedoch praktisch nur unterbrechungslos erfolgen kann.
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Eine ähnliche
Lösung offenbart die Druckschrift
US 5077102 A . Vorgeschlagen
wird hier eine Blüte, die aus dochtartigem Material besteht
und mit einem Reservoir, ggf. über einen Docht, verbunden ist.
Als Transportkräfte werden Kapillarkraft, Druck und/oder
Schwerkraft vorgeschlagen. Der Druck wird dabei über einen
unter Druck stehenden Behälter bereitgestellt. Als primäres
Transportmedium ist jedoch der Docht vorgesehen, welcher aufgrund
seiner Kapillarwirkung auch ein druckloses Reservoir langsam entleeren
kann.
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Nachteilig
an den bekannten Lösungen ist zunächst das Fehlen
einer Steuerbarkeit der Beduftungsfunktion. Insbesondere in Innenräumen
kann es beispielsweise nachts oder bei längerer Abwesenheit sinnvoll
sein, die Beduftungsfunktion einzuschränken oder ganz abzustellen.
Eine Steuerbarkeit ist ferner auch deshalb von Vorteil, weil durch
Temperaturschwankungen oder entleerungsbedingte Druckschwankungen
des Reservoirs anders keine gleichbleibende Beduftungswirkung erzielbar
ist. Bis auf die optisch wenig ansprechende Ausführungsform der
US 6318876 B1 hält
der Stand der Technik hier keine Lösungen bereit. Bei der
Verwendung von Reservoirs sind diese entweder in ihrer Größe
begrenzt (kleines Reservoir, an oder in der Blüte untergebracht),
oder die Steighöhe aus einem beispielsweise im Stängel
oder Sockelbereich der Blume angeordneten größeren
Reservoirs wird durch die von der Oberflächenspannung der
Duftflüssigkeit bestimmte kapillare Steighöhe
beispielsweise eines Dochtes begrenzt. Insbesondere ölhaltige
Flüssigkeiten, die als langsam verdampfende Flüssigkeiten
prinzipiell gut als Trägerflüssigkeiten geeignet
sind, weisen hier eine besonders geringe Oberflächenspannung
auf, die zu entsprechend geringen, mit einer Kapillare überbrückbaren
Steighöhen führt. Ein typischer Grenzwert liegt
bei ca. 100 mm Steighöhe, was gemessen an vielen natürlichen
Vorbildern nicht ausreichend ist, da die Höhe der Duft
abgebenden Blüte über dem Boden insbesondere bei
den für den Innenbereich beliebten Schnittblumen deutlich
darüber liegt.
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Aufgabe der Erfindung und
Lösung
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Aufgabe
der Erfindung ist demnach die Bereitstellung einer gegenüber
dem Stand der Technik realitätsnäheren künstlichen
Blume mit mindestens einer erweiterten Funktionalität der
vorstehend beschriebenen Art, wobei die beschriebenen Nachteile des
Standes der Technik überwunden werden. Betreffend der Funktionalität
bewegbarer Blütenblätter soll die erfindungsgemäße
Lösung kostengünstig und robust sein. Betreffend
die Beduftungsfunktion der künstlichen Blume soll diese
erfindungsgemäß steuerbar sein. Ferner soll die
künstliche Blume erfindungsgemäß dazu
geeignet sein, Steighöhen des Duftstoffes aus dem Reservoir
zum Beduftungselement zu ermöglichen, die größer
als die rein kapillare Steighöhe des jeweiligen Duftstoffes
sind.
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Die
Erfindung schlägt dazu eine Vorrichtung gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren nach Anspruch 20 vor. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
sind den abhängigen Ansprüchen sowie der Figuren
und deren Beschreibung zu entnehmen.
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Beschreibung
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Die
erfindungsgemäße realitätsnahe künstliche
Blume weist mindestens eine erweiterte Funktionalität auf,
durch welche die Blume gegenüber dem aus dem Stand der
Technik bekannten Lösungen abgrenzt.
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Eine
erste erweiterte Funktionalität betrifft erfindungsgemäß eine
Beduftungsfunktion. Zur Erfüllung dieser ersten Funktionalität
umfasst die künstliche Blume mindestens ein Reservoir für
einen Duftstoff, mindestens ein Beduftungselement zum Ausbringen
des Duftstoffes in die Umgebung, mindestens ein Verbindungsrohr,
welches zwischen dem mindestens einen Reservoir und dem mindestens
einen Beduftungselement angeordnet ist und diese mindestens fluidisch
miteinander verbindet, sowie mindestens eine Fördervorrichtung
zum Fördern des Duftstoffes aus dem Reservoir durch das
Verbindungsrohr zum Beduftungselement.
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Dass
mindestens eine Reservoir für den Duftstoff ist dabei gas-
und flüssigkeitsdicht abgeschlossen, umfasst jedoch mindestens
eine Öffnung, aus welcher der im Reservoir vorhandene Duftstoff kontrolliert
austreten kann. Bevorzugt ist das Reservoir unempfindlich gegen
Temperaturschwankungen. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht,
dass in einer äußeren, festen Hülle ein
flexibler Ballon untergebracht ist, dessen Volumen geringer als
das Innenvolumen der äußeren Hülle ist.
In diesem flexiblen Ballon befindet sich der flüssige Duftstoff.
Da die äußere Hülle eine Gasausgleichsbohrung
aufweist, kann sich der flexible Ballon beispielsweise aufgrund
von Temperaturschwankungen, aber auch bei zunehmender Leerung in
seinem Volumen ändern, ohne dass ein Über- oder
Unterdruck im Reservoir entsteht. Derartige Reservoirs sind beispielsweise
aus dem Bereich der Druckertintenpatronen bekannt.
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Der
Duftstoff kann in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalls
aus der Gesamtheit der bekannten Duftstoffe ausgewählt
werden. Insbesondere ist es möglich, dass der Duftstoff
selber eine ölige Flüssigkeit ist, oder zumindest
mit einer öligen Trägerflüssigkeit vermischt
werden muss oder kann.
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Das
ferner umfasste mindestens eine Beduftungselement dient dem Ausbringen
des Duftstoffes in die Umgebung. Hierzu können ebenfalls
alle aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen Verwendung
finden. Gleiches gilt für die mindestens eine Fördervorrichtung
zum Fördern des Duftstoffes aus dem Reservoir durch das
Verbindungsrohr zum Beduftungselement.
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Das
erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehene Verbindungsrohr
dient der fluidischen Verbindung von Reservoir und Beduftungselement(en).
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Eine
zweite erweiterte Funktionalität betrifft erfindungsgemäß eine
Blütenkinematik. Zur Erfüllung dieser zweiten
Funktionalität umfasst die künstliche Blume mindestens
ein Reservoir für eine Betriebsflüssigkeit, gelenkig
gelagerte Blütenblätter, mindestens eine Fördervorrichtung
zum Fördern der Betriebsflüssigkeit zu den Blütenblättern,
sowie mindestens einen mit Betriebsflüssigkeit befüllbaren, elastischen
und an den Blütenblättern angeordneten Bereich.
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Die
Betriebsflüssigkeit kann bevorzugt Wasser oder ein Hydrauliköl
sein.
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Erfindungsgemäß sind
die Blütenblätter gelenkig gelagert. Als Lagerung
können scharnierbasierte Gelenke, bevorzugt jedoch festkörperbasierte Gelenke
aus elastischem Material vorgesehen sein. Besonders bevorzugt bestehen
die Blütenblätter selber aus einem derartigen
Material wie beispielsweise Kautschuk oder einem elastischen Kunststoff,
oder sind an die Gelenke angespritzt.
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Als
die mindestens eine Fördervorrichtung zum Fördern
der Betriebsflüssigkeit zu den Blütenblättern
kommen grundsätzliche alle druckerzeugenden Fördervorrichtungen
aus dem Stand der Technik in Betracht. Die Fördervorrichtung
muss lediglich so beschaffen sein, dass sie dazu geeignet ist, die
Betriebsflüssigkeit zu den Blütenblättern
fördern kann.
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Schließlich
ist erfindungsgemäß noch mit mindestens ein mit
Betriebsflüssigkeit befüllbarer, elastischer und
an den Blütenblättern angeordneter Bereich vorgesehen,
welcher beispielsweise als mindestens teilelastischer Hohlkörper
oder elastische Membran ausgebildet ist. Durch Füllen mit
Betriebsflüssigkeit bläht sich dieser Bereich
auf und verändert seine Form. Mittels einer entsprechenden
Anordnung des mindestens einen Bereiches in Nachbarschaft der Gelenke
und einer Befestigung desselben sowohl an einem stationären.
Teil (beispielsweise dem Stängel) sowie den Blütenblättern
selber lassen sich diese durch Verändern des Füllungs-
und somit Dehnungsgrades des mindestens. einen elastischen Bereiches
bewegen.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die Fördervorrichtung aktiv steuerbar
ist. „Steuerbar” bedeutet, dass die Fördervorrichtung
mittels externer Signale gesteuert werden kann. Insbesondere kann die
Fördervorrichtung erfindungsgemäß ihren
Betrieb aufgrund externer Signale aufnehmen, einstellen, oder in
der Intensität begrenzen. Im Hinblick auf die Beduftungsfunktion
bedeutet „aktiv”, dass die Steuerbarkeit nicht
lediglich durch konstruktive Merkmale erreicht wird, beispielsweise
durch die Anpassung des Kapillardurchmessers, da derartige Änderungen von
eher dauerhafter Natur sind. „Aktiv” bedeutet vielmehr,
dass eine Beeinflussung während des Betriebes möglich
ist, und dass diese Beeinflussung leicht wiederholbar und in ihrer
Wirkung auch wieder umkehrbar ist.
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Für
den Fall, dass die erfindungsgemäße künstliche
Blume beide Funktionalitäten (Beduftung und Bewegung) erfüllt,
ist nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen,
dass die Betriebsflüssigkeit auch der Duftstoff ist. Ebenso
ist bevorzugt, dass das Reservoir für die Betriebsflüssigkeit
mit dem Reservoir für den Duftstoff identisch ist.
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Für
den Fall, dass die künstliche Blume beide erweiterten Funktionalitäten
bereitstellt, ist es ferner besonders bevorzugt, dass seine lediglich
eine aktiv steuerbare Fördervorrichtung umfasst, welche je
nach Bedarf der ersten oder der zweiten Funktionalität
zugeordnet wird. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung entsprechender
Ventile geschehen. Nach einer anderen Ausführungsform sind die beiden
Funktionalitäten vereint ausgeführt. Dazu fördert
die Fördervorrichtung zunächst Duftstoff in den
elastischen Bereich, welcher die in einer Ruheposition befindlichen
Blütenblätter öffnet. Anschließend
tritt der Duftstoff entweder direkt an dem elastischen Bereich durch
entsprechend klein bemessene Poren (beispielsweise 0,1 bis 1 μm)
aus, oder er wird durch den weiterhin aufrechterhaltenen Druck durch einen
dazu vorgesehenen Ausgang des mindestens einen elastischen Bereiches
zu den eigentlichen, zur Duftausbringung vorgesehenen Beduftungselementen
gefördert. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Beduftungselemente
derart an den Poren des elastischen Bereiches angeordnet sind, dass
sie den dort austretenden Duftstoff beispielsweise kapillar aufnehmen
und über ihre Oberfläche verteilt abgeben. Auf
diese Weise ist eine besonders robuste und einfache sowie wenige
Komponenten erforderliche Ausführungsform realisierbar.
Ferner entspricht eine derartige Koppelung der Bewegungs- und der
Beduftungsfunktion auch dem natürlichen Vorbild und ist auch
aus diesem Grunde bevorzugt.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der künstlichen
Blume ist die aktiv steuerbare Fördervorrichtung eine Pumpe.
Besonders bevorzugt ist die steuerbare Fördervorrichtung
eine Mikropumpe, insbesondere eine piezobetriebene Membran-Mikropumpe.
Durch Verwendung einer derartigen Pumpe lassen sich besonders einfach
geringe Mengen an Betriebsflüssigkeit bzw. Duftstoff exakt
dosieren. Durch Variation der Fördermenge kann der Bewegungs-
bzw. Dufteindruck auf besonders einfache Weise verstärkt
oder abgeschwächt werden. Da eine derartige Pumpe elektrisch
betrieben ist, ist sie auch besonders leicht steuerbar. Ferner lassen
sich derartige Pumpen zu geringen Kosten herstellen. Für
den Fall des Vorhandenseins einer Beduftungsfunktion sind so auch
Einmalprodukte, welche nach Entleeren des Reservoirs mit diesem
entsorgt werden, ohne größere Kostennachteile
realisierbar. Der Förderdruck der Pumpe muss dabei derart
bemessen sein, dass die vorgegebene Steighöhe mindestens
gerade erreicht wird. Ab der Oberkante des Verbindungsrohrs wird
der dorthin geförderte Duftstoff beispielsweise kapillar
in das oder die Beduftungselemente transportiert.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die
künstliche Blume eine Steuerung zum Steuern des Fördermechanismus.
Die Steuerung ist also nicht lediglich der künstlichen
Blume in Form eines externen Bauelementes zugeordnet, sondern Bestandteil
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Besonders
bevorzugt umfasst die Steuerung ferner mindestens einen Sensor zur
Erfassung der Zeit (Zeitschaltuhr), der Helligkeit (Lichtsensor),
oder der Feuchte (Feuchtigkeitssensor), sowie Kombinationen aus
mehreren Sensoren. Auf diese Weise kann die künstliche
Blume „intelligent” auf ihr Umfeld reagieren.
So kann die Zeitsteuerung dazu benutzt werden, die künstliche
Blume nur zu bestimmten Zeiten zu betreiben. Ebenso kann mittels
des Lichtsensors ein automatischer Betrieb am Tag beziehungsweise bei
Beleuchtung erfolgen. Sofern beide erweiterten Funktionalitäten
bereitgestellt werden, ist es selbstverständlich besonders
bevorzugt, dass mittels des mindestens einen Sensors auch beide
Funktionalitäten steuerbar sind. Insbesondere für
den Fall, dass die Blütenblätter derart bewegbar
sind, dass die Blüte als ganzen neigbar ist, ist es bevorzugt
vorgesehen, dass mittels mehrerer Helligkeitssensoren die Richtung
größter Helligkeit detektierbar ist, so dass die Neigung
der Blüte der Richtung größter Helligkeit folgt.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die
künstliche Blume eine Energieversorgung, die mit einer
elektrischen Energiequelle koppelbar ist oder diese umfasst. Dementsprechend
ist nach dieser Ausführungsform die Energieversorgung und
ggfs. die Energiequelle fester Bestandteil der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Die
Energiequelle ist bevorzugt eine Batterie und/oder eine Solarzelle
und/oder das Stromnetz. Die Batterie ist besonders bevorzugt eine
wieder aufladbare Batterie (Akkumulator). Alternativ oder zusätzlich
ist vorgesehen, dass die Energie zum Betrieb der erfindungsgemäßen
Vorrichtung über eine Solarzelle bereitgestellt wird, welche
besonders bevorzugt sowohl mit Tageslicht als auch mit künstlichem
Licht betrieben werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass
die Solarzelle zum Aufladen der Batterie verwendet wird.
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Nach
einer anderen Ausführungsform umfasst die künstliche
Blume eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle zur Fernbedienung
der Steuerung. Durch die Möglichkeit der Fernbedienung
der Steuerung kann der Betrieb mehrerer künstlicher Blumen
beispielsweise mittels einer zentralen Steuerungseinrichtung erfolgen.
Ein manuelles Steuern der erfindungsgemäßen Vorrichtung
entfällt, was insbesondere bei einer Vielzahl vorhandener
erfindungsgemäßer künstlicher Blumen,
beispielsweise in öffentlichen Gebäuden wie Flughäfen
oder Hotels, von großem Vorteil sein kann.
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Zum
Betrieb der erfindungsgemäß vorgesehenen Schnittstelle
zur Fernbedienung der Steuerung kommen prinzipiell alle aus dem
Stand der Technik bekannten Schnittstellenarten infrage. Eine besonders
einfache Art der Fernbedienung ist ein lokaler Schalter, welcher
in unmittelbarer Nähe der künstlichen Blume gut
erreichbar platziert und mittels Draht angebunden ist. Weitere bevorzugte
Schnittstellenarten sind USB, Bluetooth, Wireless LAN, und Wireless
USB. Es kann auch vorteilhaft sein, eine GSM-Schnittstelle vorzusehen,
so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über
das Mobilfunknetz angesteuert werden kann. Besonders bevorzugt ist die
erfindungsgemäß vorgesehene Schnittstelle bidirektional
ausgebildet. Das bedeutet, dass mit ihr nicht nur Daten empfangen,
sondern auch über sie versendet werden können,
beispielsweise Informationen über den Betriebszustand,
wie insbesondere über den Ladezustand der Energiequelle
oder über den Füllstand des Reservoirs. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann auch mehrere der genannten Schnittstellen umfassen.
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Um
die Daten zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch bei Inaktivität der Schnittstelle bereitstellen
zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die künstliche
Blume ferner einen programmierbaren Baustein umfasst, welcher mit
der Steuerung und ggf. mit der Schnittstelle zur Fernbedienung verbindbar
ist. Dementsprechend dient der programmierbare Baustein der Speicherung
bestimmter Steuerungsanweisungen, die „online” über die
Schnittstelle an die erfindungsgemäße Vorrichtung übermittelt
wurden, und „offline” der Steuerung zur Verfügung
gestellt werden. Besonders bevorzugt dient der programmierbare Baustein
ferner der Speicherung der aktuellen Betriebszustände der
Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wie beispielsweise den Ladezustand der Energiequelle oder den Füllstand
oder das Alter des Reservoirs.
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Für
den Fall des Bereitstellens der Beduftungsfunktion und je nach Ausführungsform
kann das Verbindungsrohr sehr kurz sein (das Reservoir ist direkt
mit dem Beduftungselement benachbart), es kann jedoch auch eine
Länge aufweisen, welche insbesondere größer
als die kapillare Steighöhe des jeweiligen Duftstoffes
im Verbindungsrohr ist. Das Verbindungsrohr kann ferner lediglich
der fluidischen Verbindung dienen, oder auch zusätzlich
für die mechanische Verbindung von Reservoir und Beduftungselement(en)
vorgesehen sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Verbindungsrohr als Stängel ausgebildet.
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Es
ist dabei vorgesehen, dass das Verbindungsrohr mindestens eine Kapillare
umfasst und eine Gesamthöhe aufweist, welche die kapillare Steighöhe
des Duftstoffes übersteigt. Die kapillare Steighöhe
des Duftstoffes hängt im Wesentlichen von seiner Oberflächenspannung
ab. Flüssigkeiten mit hoher Oberflächenspannung
(z. B. Wasser) steigen in Kapillaren gleichen Durchmessers höher
als solche mit geringerer Oberflächenspannung (z. B. Ethanol).
Ist die Soll-Steighöhe, also der Niveauunterschied zwischen
Oberkante des Flüssigkeitspegels im Reservoir und dem oberen
Ende des Verbindungsrohres, größer als die kapillare
Steighöhe des jeweiligen Duftstoffes, so muss zusätzliche
Energie eingetragen werden, um den verbleibenden Höhenunterschied
zu überbrücken. Dieser Energieeintrag erfolgt
mittels der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung.
Aufgrund der weitgehenden Unabhängigkeit des beispielsweise
durch eine Pumpe bereitgestellten Förderdruckes von der
jeweiligen geometrie- und oberflächenspannungsbedingten
kapillaren Steighöhe können mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch insbesondere solche Verbindungsrohre benutzt werden,
welche die rein kapillare Steighöhe überschreiten.
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Bevorzugt
ist das Verbindungsrohr als mindestens eine Kapillare mit einer
Gesamthöhe von mindestens 100 mm ausgebildet. Versuche
und Berechnungen mit typischen Duftstoffen, insbesondere solchen
auf Ölbasis, zeigen, dass ein Überschreiten einer
Steighöhe von ca. 100 mm kaum ohne den erfindungsgemäßen
Energieeintrag zu bewerkstelligen ist.
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Für
den Fall einer Bereitstellung der Beduftungsfunktion umfasst die
künstliche Blume nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
mindestens ein Unterbrechungselement zur Unterbrechung des fluidischen
Pfades zwischen Reservoir und Beduftungselement. Um nach Abschalten
der Fördervorrichtung einen unerwünschten Rückfluss
von Duftstoff zurück in das Reservoir zu vermeiden, ist am
oberen Ende des Verbindungsrohrs ein Unterbrechungselement zur Unterbrechung
des fluidischen Pfades zwischen Reservoir und dem mindestens einen
Beduftungselement angeordnet. Das Unterbrechungselement dient gleichzeitig
einem ebenfalls unerwünschten Leersaugen des Reservoirs
aufgrund der kapillaren Saugkraft des Verbindungsrohres und/oder
des mindestens einen Beduftungselementes. Es ist klar, dass bei
einer Mehrzahl von Reservoirs und/oder unterschiedlichen Beduftungselementen
auch eine entsprechende Anzahl von Unterbrechungselementen vorzusehen
ist, da andernfalls ein unerwünschtes Vermischen der jeweiligen
Duftstoffe die Folge wäre.
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Bevorzugt
ist das Unterbrechungselement als den Duftstoff abweisende Beschichtung
ausgebildet, die weder alleine durch aufwärts wirkende
Kapillarkräfte noch durch den schwerkraftinduzierten, abwärts
wirkenden Abfluss überwunden werden kann. Derartige Beschichtungen
sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Alternativ
oder zusätzlich kann das Unterbrechungselement in Form
eines Bereichs unterschiedlichen fluidischen Querschnitts vorliegen.
Diesen so genannten „kapillaren Sprung” kann der
Duftstoff wiederum nur mittels erhöhten Energieeintrags überwinden.
Schließlich kann auch vorgesehen sein, das Unterbrechungselement
in Form eines beispielsweise elektromechanischen Ventils bereitzustellen.
Dem Vorteil einer einfachen Steuerbarkeit steht hier jedoch der
Nachteil entsprechender Komplexität gegenüber.
Auch Kombinationen, insbesondere der abweisenden Beschichtung mit
der Querschnittsveränderung, sind denkbar.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass
das mindestens eine Reservoir und das mindestens eine Beduftungselement
voneinander getrennt angeordnet sind. Daraus resultierend weist
das diese beiden Bauelemente verbindende Verbindungsrohr eine entsprechende
Länge auf, die deutlich von null verschieden ist.
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Nach
einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die Energiequelle und das mindestens eine Reservoir eine bauliche Einheit
bilden. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, dass der Energieinhalt
der Energiequelle so bemessen ist, dass er gerade zum Leerfördern
des Reservoirs ausreicht. Die beiden Komponenten Energiequelle und
Reservoir werden dann als Einmalprodukte konzipiert und nach dem
erfindungsgemäßen Gebrauch gemeinsam entsorgt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch
die als Pumpe vorliegende Fördervorrichtung zusammen mit dem
Reservoir und der Energiequelle als bauliche Einheit konzipiert
und wird nach dem erfindungsgemäßen Gebrauch entsorgt.
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Bevorzugt
wird der Duftstoff mittels Verdampfens oder Zerstäubens
in die Umgebungsluft gebracht. Hierzu ist das mindestens eine Beduftungselement
bevorzugt als flächiger Körper mit hochporöser
Oberfläche ausgebildet. „Hochporös” bedeutet
in diesem Zusammenhang, dass die von außen sichtbare Fläche
(„äußere Oberfläche”)
bei näherem Hinsehen nicht glatt, sondern stark strukturiert
ist, und demnach eine große „spezifische” oder „innere
Oberfläche” aufweist. Ebenfalls bevorzugt ist das
Beduftungselement als Volumenkörper aus hochporösem
Material ausgebildet, beispielsweise aus einem Vliesstoff. Ferner
bevorzugt ist eine Ausführungsform, nach welcher das Beduftungselement als
eine Elektrospray-Vorrichtung oder eine Sprühdüse ausgebildet
ist. Schließlich sind auch Kombinationen der hier beschriebenen
Ausführungsformen für das Beduftungselement von
der Erfindung umfasst.
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Nach
einer erweiterten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
künstlichen Blume mit Bereitstellung der Funktionalität
einer Blütenkinematik ist es bevorzugt, dass die Blüte
als Ganzes dreh- und/oder kippbar gelagert ist. Hierzu umfasst die künstliche
Blume eine entsprechende Aktorik.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass zur Bereitstellung der Energie für
die Drehung und/oder Kippung der künstlichen Blüte
die erfindungsgemäß vorgesehene mindestens eine
Fördervorrichtung eingesetzt wird. Gegebenenfalls sind
hierzu weitere Fördervorrichtungen und/oder Ventile sowie
ein entsprechend segmentierter elastischer Bereich mit mehreren,
voneinander abgegrenzten Kompartimenten vorzusehen. Besonders bevorzugt
ist die Fördervorrichtung eine Pumpe wie insbesondere eine
Mikropumpe.
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Die
vorliegende Erfindung weist gegenüber dem Stand der Technik
eine Reihe von Vorteilen auf, so dass eine nach der erfindungsgemäßen
Lehre gefertigte künstliche Blume einem Betrachter besonders
realitätsnah erscheint. Insbesondere weist die Erfindung
den Vorteil der exakten Steuerbarkeit der Beduftungsfunktion, gepaart
mit der Möglichkeit, großvolumige Reservoirs zu
verwenden, auf. Ferner überwindet eine nach der erfindungsgemäßen
Lehre angefertigte künstliche Blume den Nachteil, nur relativ
geringe Steighöhen überbrücken zu können,
so dass auch Duftstoffe eingesetzt werden können, deren
Oberflächenspannung nicht für ein rein kapillares Fördern
durch ein entsprechendes Verbindungsrohr ausreicht. Auch durch die
alternativ oder zusätzlich vorgesehene erfindungsgemäße
Bewegbarkeit der Blütenblätter und/oder der Blüte
als Ganzes wird eine Übereinstimmung der künstlichen
Blume mit dem natürlichen Vorbild erzielt, die ebenfalls
deutlich über das bekannte Maß hinausgeht, wobei
die vorgeschlagene Lösung sowohl kostengünstig
fertigbar als auch besonders robust im Betrieb ist.
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Figurenbeschreibung
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Die 1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
künstlichen Blume mit Beduftungsfunktion.
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Die 2A zeigt
den Bereich der Blüte einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen künstlichen Blume
mit kombinierter Beduftungs- und Bewegungsfunktion, wobei sich die Blüte
der künstlichen Blume in einer Ruheposition befindet.
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Die 2B zeigt
die Blüte der 2A in Betriebsposition.
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In
der 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen künstlichen Blume
mit Beduftungsfunktion dargestellt. In einem Gefäß 1 sind
die vor dem Benutzer zu verbergenden Komponenten untergebracht (eine
entsprechende Abdeckung ist nicht gezeigt). Dies sind die Energieversorgung,
welche die als Batterie 2 ausgebildete Energiequelle umfasst,
sowie das den Duftstoff 3 beinhaltende Reservoir 4.
Ebenfalls verborgen untergebracht ist die als Pumpe 5 ausgebildete
Fördervorrichtung. Zwischen der Energieversorgung und der Fördervorrichtung
ist ein einfacher Schalter 6 gezeigt, der in einer sehr
einfachen Form die Funktion der erfindungsgemäßen
Steuerung bzw. Fernbedienung wahrnimmt. An der Seitenwand des Gefäßes 1 ist
eine Solarzelle 7 angebracht, welche als weitere Energiequelle
dient. Sobald ausreichend viel Licht auf die Solarzelle 7 auftrifft,
symbolisiert durch die schräg gezeichneten Pfeile, kann
die Energieversorgung zumindest von der Solarzelle 7 unterstützt, ggfs.
auch vollständig von ihr bereitgestellt werden. Nicht dargestellt
sind die selbstverständlich notwendigen elektrischen Leitungen
von der Solarzelle 7 zur Batterie 2 bzw. zur Steuerung.
Die Solarzelle 7 kann erfindungsgemäß auch
dazu verwendet werden, die Anwesenheit von Licht zu detektieren
und so als Helligkeitssensor eingesetzt werden.
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Die
Pumpe 5 dient dazu, Duftstoff 3 aus dem Reservoir 4 entgegen
der Schwerkraft in Richtung der Blüte 8 zu fördern.
Hierzu muss der Duftstoff 4. die Steighöhe H überwinden.
Zur Führung des Duftstoffes 3 wird dieser durch
ein als Stängel 9 ausgebildetes Verbindungsrohr
gefördert. Am oberen Ende des Stängels 9 ist
die mehrere Beduftungselemente 10 umfassende Blüte 8 angeordnet.
Die in der 1 dargestellten Beduftungselemente 10 bestehen
aus einem hochporösen Stoff (Vlies) und sind als Blütenblätter
ausgestaltet. Sie stehen (mindestens) fluidisch miteinander in Verbindung,
und eines der Beduftungselemente 10' ist fluidisch mit
dem den Duftstoff 3 zuführenden Stängel 9 verbunden.
Um nach Abschalten der Pumpe 5 einen unerwünschten
Rückfluss von Duftstoff 3 zurück in das
Reservoir 4 zu vermeiden, ist am oberen Ende des Stängels 9 ein
Unterbrechungselement 11 zur Unterbrechung des fluidischen
Pfades zwischen Reservoir 4 und den Beduftungselementen 10 angeordnet, symbolisiert
durch den horizontal verlaufenden dicken Balken. Das Unterbrechungselement 11 dient
gleichzeitig einem ebenfalls unerwünschten Leersaugendes
Reservoirs 4 aufgrund der kapillaren Saugkraft des Stängels 9 und/oder
der Beduftungselemente 10. In der dargestellten Ausführungsform
ist das Unterbrechungselement 11 als den Duftstoff 3 abweisende
Beschichtung ausgebildet, die weder alleine durch aufwärts wirkende
Kapillarkräfte noch durch den schwerkraftinduzierten, abwärts
wirkenden Abfluss überwunden werden kann.
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Der
in der dargestellten Ausführungsform gezeigte Stängel
trägt zudem Blätter 12. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind hingegen Befestigungselemente,
die der Verankerung des Stängels 9 und der Blüte 8 dienen,
sowie andere, für die Erfindung nicht wesentliche Elemente.
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In
der 2A ist der Bereich der Blüte 8 einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
künstlichen Blume mit kombinierter Beduftungs- und Bewegungsfunktion
dargestellt, wobei sich die Blüte der künstlichen
Blume in einer Ruheposition befindet. Demnach ist am oberen Ende des
Stängels 9 ein elastischer Bereich 13 angeordnet,
der den Stängel 9 fluidisch abschließt
und als Membran ausgebildet ist. In dieser Membran sind Poren 14 eingebracht,
durch welche gegebenenfalls geringe Mengen an Duftstoff 3 hindurchtreten
können. Der Duftstoff befindet sich im Stängel 9,
in den er mittels der nicht dargestellten Fördereinrichtung
gefördert worden ist. Wie durch die Oberfläche
der Duftstofffront angedeutet, reicht der Duftstoff 3 nicht
bis an den elastischen Bereich 13 heran. Daher tritt auch kein
Duftstoff 3 aus den Poren 14 aus. Da der elastische
Bereich 13 nicht unter Druck steht, bildet er eine ebene
Fläche. An der Außenseite dieser Fläche
sind die als Blütenblätter ausgestalteten Beduftungselemente 10 angebracht.
Diese werden gegebenenfalls durch die Poren 14 mit Duftstoff 3 versorgt.
-
In
der 2B ist die Blüte der 2A in
Betriebsposition dargestellt. Hier reicht die Oberfläche der
Duftstofffront direkt bis an den elastischen Bereich 13 heran,
so dass Duftstoff 3 aus dem Poren 14 an die Beduftungselemente 10 gelangen
kann. Da während der Förderung des Duftstoffs 3 Druck
mittels der nicht dargestellten Fördervorrichtung auf denselben
ausgeübt wird, welcher sich durch den Stängel 9 in
Richtung des elastischen Bereiches 13 fortpflanzt, wölbt
sich dieser nach außen. Dieser Bewegung folgen die an der
Außenseite des elastischen Bereiches 13 angebrachten
Beduftungselemente 10, so dass sich in etwa die in der 2B dargestellte
Situation ergibt, nach welcher die als Blütenblätter
ausgestalteten Beduftungselemente 10 einer geöffneten
Blüte 8 entsprechen. Die Öffnung der
Blüte 8 wird solange aufrecht erhalten, wie die
Versorgung der Beduftungselemente 10 mit Duftstoff 3 erfolgt,
ohne dass hierzu eine gesonderte Vorrichtung notwendig ist. Sobald
die Fördervorrichtung ihren Betrieb einstellt, versiegt
die Versorgung mit Duftstoff, die Beduftung ebbt ab, und gleichzeitig
schließen sich die Blütenblätter aufgrund
der Bewegung des elastischen Bereiches zurück in die Ruheposition,
so dass sich wiederum die in der 2A gezeigte
Situation ergibt. Um ein besonders effektives Abschalten der Beduftungsfunktion
zu erzielen, können lediglich die Innenseiten der Blütenblätter
als Beduftungselemente vorgesehen und die Blüte in der
geschlossenen Position so ausgestaltet sein, dass sich ein nahezu
geschlossenes Volumen ergibt. Auf diese Weise wird der zeitverzögert
verdunstende restliche Duftstoff in diesem Hohlraum gehalten, anstatt
noch in die Umgebung zu gelangen.
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- 1
- Gefäß
- 2
- Batterie
- 3
- Duftstoff
- 4
- Reservoir
- 5
- Pumpe
- 6
- Schalter
- 7
- Solarzelle
- 8
- Blüte
- 9
- Stängel
- 10,
10'
- Beduftungselement
- 11
- Unterbrechungselement
- 12
- Blatt
- 13
- elastischer
Bereich
- 14
- Pore
- H
- Steighöhe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6318876
B1 [0005, 0011]
- - EP 163891 B1 [0006]
- - DE 8212730 U [0007]
- - FR 2808440 A1 [0008]
- - JP 2000034611 A [0009]
- - US 3556916 A [0009]
- - US 5077102 A [0010]