DE102020129857A1

DE102020129857A1 - Wiederbefüllbarerer Fluidspender

Info

Publication number: DE102020129857A1
Application number: DE102020129857.9A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Felten
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: Beiersdorf Aktiengesellschaft De
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen wiederbefüllbaren Fluidspender, aufweisend einen Formelbehälter zur Bevorratung einer zu spendenden Formel und eine Gaskartusche zur Speicherung eines Treibgases, wobei der Formelbehälter und/oder die Gaskartusche austauschbar und/oder wiederbefüllbar ist/sind, sodass zumindest ein großer Teil des Fluidspenders als Mehrwegprodukt verwendbar ist. Darüber hinaus wird durch erfindungsgemäße Mittel ein sicherer Betrieb des wiederbefüllbaren Fluidspenders ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen wiederbefüllbaren Fluidspender zur Ausgabe von Fluiden wie beispielsweise Cremes, Schäume und Aerosole.
Aus dem Stand der Technik bekannte Fluidspender, insbesondere im Sinne von Spendevorrichtungen für Aerosole, nutzen Treibgase, um ein in der Spendevorrichtung bevorratetes Fluid durch eine Auslassdüse, z.B. eine Sprühdüse, zu befördern.
Als derartige Treibgase finden in bekannten Fluidspendern insbesondere brennbare Flüssigtreibgase wie Propan, Butan, Pentan, Dimethylether (DME) oder Mischungen davon Verwendung, die jedoch durch die Brennbarkeit zum einen ein Gefährdungspotential aufweisen und zum anderen durch Ihre Eigenschaft als flüchtige organische Verbindungen (VOC) als umweltschädlich gelten. Weniger gebräuchlich aber technisch vergleichbar sind Fluorkohlenwasserstoffe (auch Hydrofluorocarbons, HFC), Hydrofluoroelfine (HFO) und ähnliche Verbindungen. Diese sind zum einen durch die Nähe zu den verbotenen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in der Verbraucherwahrnehmung negativ belegt, zum anderen sind die Varianten entweder klimaschädlich, manche sogar toxisch, manche brennbar und Neuentwicklungen wie Solstice® der Fa. Honeywell sehr kostenintensiv.
Drüber hinaus sind herkömmliche Fluidspender in der Regel Einwegprodukte. Diese Fluidspender sind zumeist zwar aus recyclebaren Materialien gefertigt, haben jedoch aufgrund Ihrer nur einmaligen Verwendbarkeit einen verhältnismäßig großen CO2-Fußabdruck bzw. sind nur wenig nachhaltig.
In Bezug auf Aerosolspender sind durch Regularien der FEA (European Aeorosol Federation) und entsprechende Gesetze und Verordnungen enge Grenzen gesetzt, um beispielweise einen hohen Sicherheitsstandard zu gewährleisten. Eine Wiederbefüllung der Aerosolspender ist gemäß den FEA-Regularien nicht vorgesehen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Fluidspender zu schaffen, der wiederbefüllbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fluidspender gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Die Verbesserung eines wiederbefüllbaren Fluidspenders erfolgt erfindungsgemäß insbesondere dadurch, dass anstelle von brennbaren Flüssigtreibgasen wie Propan, Butan, Pentan, Fluorkohlenwasserstoffen oder DME die Verwendung von nicht brennbaren Treibgasen wie beispielsweise CO2 oder N2O ermöglicht ist und dabei eine hohe Betriebssicherheit des Fluidspenders gewährleistet ist. Weiterhin ist auch eine komfortable Bedienbarkeit eines solchen Fluidspenders ein Aspekt, der durch einen erfindungsgemäßen Fluidspender berücksichtigt ist.
Die nachfolgend offenbarten Merkmale eines Fluidspenders sind sowohl einzeln als auch in allen ausführbaren Kombinationen Teil der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßer wiederbefüllbarer Fluidspender weist einen Formelbehälter zur Bevorratung eines zu spendenden Fluids (Formel), eine mit dem Innenraum des Formelbehälters verbundene Auslassdüse zur Ausgabe des zu spendenden Fluids und eine Gaskartusche zur Beaufschlagung des Formelbehälters mit einem Druck auf, wobei in der Gaskartusche Gas unter einem hohen Druck gespeichert ist und über einen Kanal in einen Druckraum im Bereich des Formelbehälters leitbar ist.
Das in der Gaskartusche gespeicherte Gas dient als Treibgas für das im Formelbehälter bevorratete Fluid, um dieses aus dem Formelbehälter über die Auslassdüse aus dem Fluidspender hinauszubefördern.
In Ausführungsformen der Erfindung ist CO2, N2 oder N2O als Treibgas in der Gaskartusche gespeichert. Bevorzugt ist das Treibgas dabei unter einem Druck von 60 bar und mehr in der Gaskartusche gespeichert, sodass das Treibgas in flüssiger Form gespeichert ist.
Die Gaskartusche und der Formelbehälter sind über den Kanal miteinander verbunden, wobei das Gas in einer Ausführungsform der Erfindung außen an den Formelbehälter leitbar und in einer anderen Ausführungsform in den Formelbehälter leitbar ist. Auch die Kombination beider Möglichkeiten ist in Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen.
Im Bereich des Formelbehälters ist dazu mindestens ein Druckraum realisiert, in den das Gas einleitbar ist und der so gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, dass ein vorbestimmter Druck zum Treiben des Fluids einstellbar ist.
Die Auslassdüse ist in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung an das zu spendende Fluid bzw. an die gewünschte Ausgabeform des Fluids angepasst. Dazu ist die Auslassdüse beispielsweise für eine Ausgabe des Fluids als Spray als eine Sprühdüse bzw. als ein Zerstäuber ausgebildet. Andere Ausbildungsformen der Auslassdüse sind beispielsweise Konfusoren oder Diffusoren. Ausgabeformen des Fluids sind beispielsweise Cremes, Schäume oder Aerosole. Entsprechende Sprühdüsen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders ist die Wiederbefüllbarkeit des Fluidspenders durch die Austauschbarkeit oder die Wiederbefüllbarkeit des Formelbehälters und/oder der Gaskartusche realisiert.
In Ausführungsformen der Erfindung ist der erfindungsgemäße Fluidspender dabei mit handelsüblichen Gaskartuschen bestückbar. Je nach Ausführungsform des Fluidspenders ist dieser beispielsweise zur Aufnahme einer Gaskartusche in Form einer Stechkartusche, einer Schraubventilkartusche oder einer Gaskartusche mit Bajonettanschluss ausgebildet.
Weiterhin ist die mit einem erfindungsgemäßen Fluidspender zu spendende Formel (z.B. Creme, Gel, Schaum, Gas oder Aerosol) in einem Formelbehälter bevorratet, der in den Fluidspender einsetzbar ist. Dabei sind erfindungsgemäß je nach Ausführungsform der Erfindung wiederbefüllbare und/oder Einweg-Formelbehälter verwendbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist/sind der Formelbehälter und/oder die Gaskartusche so gestaltet, dass dieser/diese einen minimalen Materialeinsatz aufweist/aufweisen, d.h. aus einer möglichst geringen Materialmenge hergestellt ist/sind, und zumindest weitgehend recyclebar ist/sind.
Der Formelbehälter ist in erfindungsgemäßen Ausführungsformen eines Fluidspenders beispielsweise als ein zylindrischer oder prismatischer Hohlkörper mit einem kolbenartig verschiebbaren Boden ähnlich einer Spritze, als eine Beutelverpackung, beispielsweise mit einem Einschweißteil aus steifem Kunststoff im Bereich des Auslasses, oder als ein Kunststoffbehälter mit variabler Wandstärke ausgebildet. Dabei ist eine ausreichende Steifigkeit im Anschluss- bzw. Auslassbereich zur sicheren Anbindung an eine Ausgabeeinrichtung, beispielsweise einen Ausgabekopf, und eine hinreichende Flexibilität im Übrigen erforderlich. Weitere Ausführungsformen des Formelbehälters sind eine Flasche mit sehr dünnen Seitenwänden, hergestellt beispielsweise durch einen Blasformprozess, oder eine Tube mit dünnwandigem Extrusionsschlauch oder Laminatfolie.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser einen Druckbehälter auf, der den Druckraum umgibt und in dem der Formelbehälter zumindest teilweise angeordnet ist. In dem Druckraum des Druckbehälters ist der Formelbehälter dabei mithilfe des in der Gaskartusche gespeicherten Gases mit einem Druck beaufschlagbar, sodass das im Formelbehälter bevorratete Fluid treibbar ist.
In einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders ist der Druckraum, in den das Gas aus der Gaskartusche eingeleitet wird, ein Teil des Formelbehälters.
In vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung weist der Fluidspender ein Druckregelventil zur Regelung des für den Formelbehälter bereitgestellten Drucks und ein Einlassventil zum Verschließen oder Öffnen des Kanals von der Gaskartusche zum Druckraum auf.
In Ausführungsformen der Erfindung liegt der im Druckraum erzeugbare bzw. regelbare Druck in einem Bereich von etwa 2 bar bis 10 bar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der im Druckraum erzeugbare bzw. regelbare Druck in einem Bereich von etwa 4 bar bis 6 bar.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser einen Ventilblock auf, mit dem die Gaskartusche ausgerüstet oder verbunden ist und der das Druckregelventil zur Regelung des für den Formelbehälter bereitgestellten Drucks und das Einlassventil zum Verschließen oder Öffnen des Kanals aufweist.
Das Einlassventil ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass der Kanal geöffnet ist, wenn der Druckraum dicht verschlossen ist und geschlossen ist, wenn der Druckraum nicht sicher dicht verschlossen ist.
In Ausführungsformen der Erfindung wird der Druckraum durch die Verbindung des Ventilblocks und/oder der Gaskartusche mit dem Formelbehälter und/oder dem Druckbehälter dicht verschlossen.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Ventilblock oder die Gaskartusche eine Verbindungseinrichtung zur Verbindung mit dem Formelbehälter und/oder dem Druckbehälter auf, wobei an den jeweils miteinander zu verbindenden Teilen korrespondierende Elemente der Verbindungseinrichtung ausgebildet sind.
Zur Realisierung der gewünschten Ventilzustände in Abhängigkeit der Dichtigkeit des Druckraums weist das Einlassventil in vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ein Schaltelement auf, das in die Verbindungseinrichtung des Ventilblocks oder der Gaskartusche mit dem Formelbehälter und/oder dem Druckbehälter eingreift, sodass dieses aktiviert wird, sobald die Verbindung vollständig hergestellt ist, und deaktiviert wird, sobald die Verbindung gelöst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders ist im Kanal von der Gaskartusche zum Formelbehälter, vorteilhaft im Ventilblock, ein Durchflussbegrenzer angeordnet, der die Menge des bei geöffneten Ventilen aus der Gaskartusche durch den Kanal strömenden Gases begrenzt, sodass ein Überschwingen des Drucks am Formelbehälter und/oder im Druckbehälter über den Solldruck hinaus vermieden wird.
Ein solches Überschwingen des Drucks im Druckraum kann ansonsten durch die Trägheit des Druckregelventils auftreten.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist der Formelbehälter zur Entleerung des Inhalts ein variables Innenvolumen auf.
Dies ist in Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise realisiert durch eine zumindest bereichsweise flexible Hülle des Formelbehälters, sodass dieser von dem Druck des Treibgases komprimierbar ist, oder einen spritzenartigen Aufbau des Formelbehälters mit einem beweglichen Boden, der durch den Druck des Treibgases beweglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser ein Betätigungselement zum Auslösen der Ausgabe eines im Formelbehälter bevorrateten Fluids und ein Auslassventil, durch das hindurch das Fluid aus dem Formelbehälter zur Auslassdüse geleitet wird, auf, wobei das Auslassventil durch eine Betätigung des Betätigungselements geöffnet wird und ansonsten geschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser ein Überdruckventil am Druckraum oder am Druckbehälter auf, das automatisch öffnet, sobald der Druck im Druckraum bzw. im Druckbehälter einen Schwellwert übersteigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser ein Ablassventil auf, das beim Öffnen des Druckraums geöffnet wird, sodass ein ggf. im Druckraum bestehender Druck vor dem Abschließen des Öffnens geregelt abbaubar ist.
Dazu weist das Ablassventil in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Schaltelement auf, das in die Verbindungseinrichtung von Gaskartusche oder Ventilblock und Formelbehälter und/oder Druckbehälter eingreift.
In einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders sind der Durchflussbegrenzer, das Druckregelventil und/oder das Einlassventil in die Gaskartusche integriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders sind die Gaskartusche und der Formelbehälter in ein gemeinsames Gehäuse des Fluidspenders integriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser eine Kartuschenaufnahme zur Aufnahme der Gaskartusche auf.
Die Kartuschenaufnahme ist in Ausführungsformen der Erfindung als ein Gehäuse ausgebildet, das einen Innenraum zur Aufnahme der Gaskartusche aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser eine Kartuschenaufnahme, einen Ventilblock, einen Formelbehälter und einen Ausgabekopf auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist der Ventilblock eine Vorrichtung zum Öffnen der Gaskartusche auf.
Diese Vorrichtung zum Öffnen der Gaskartusche ist bei zur Verwendung mit versiegelten Gaskartuschen, sogenannten Stechkartuschen, ausgebildeten Fluidspendern bevorzugt als ein Dorn bzw. als ein Hohldorn ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders ist der Ventilblock mit einem Einlassventilventil, mit Rastkugeln und/oder einer Sperreinrichtung zur Realisierung von zumindest einer Schutzfunktion ausgerüstet.
Das Einlassventil gewährleistet, dass das Gas erst aus der Gaskartusche bzw. aus dem Kanal in den Druckraum einströmen kann, wenn dieser durch die vollständige Herstellung der Verbindung von Gaskartusche oder Ventilblock und dem Formelbehälter und/oder dem Druckbehälter abgedichtet ist.
Die Rastkugeln oder ähnliche Rastelemente sichern die Verbindung von Gaskartusche oder Ventilblock und dem Formelbehälter und/oder dem Druckbehälter gegen ein versehentliches Öffnen.
Eine Sperreichrichtung sichert die Verbindung von Gaskartusche oder Ventilblock und dem Formelbehälter und/oder dem Druckbehälter vor einem Öffnen, solange im Druckraum ein zu hoher Druck anliegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders weist dieser eine Zumischeinrichtung zum Zumischen von Gas in den Fluidstrom vor dem Ausgabeventil auf.
Eine solche Zumischeinrichtung kann beispielsweise als eine VPH-Bohrung (Vapor Phase Hole), also ein Gas-Phasen-Loch zur Zumischung von Gas in den Fluidstrom, ausgebildet sein.
Mithilfe einer derartigen Zumischeinrichtung ist die Ausgabemenge des Fluids verringerbar und darüber hinaus die Zerstäubung des Fluids bei der Ausgabe verbesserbar, sodass beispielsweise ein Ecovalve realisierbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders ist der Formelbehälter in Abhängigkeit der in diesem enthaltenen Formel so geformt und im montierten Zustand so zum Ausgabekopf angeordnet, dass je nach der entsprechenden Form des Formelbehälters die Zumischeinrichtung zum Zumischen von Gas in den Fluidstrom geöffnet oder geschlossen ist. Beispielsweise ist der Formelbehälter eines ersten Fluids, das unter der Zumischung von Gas mithilfe der Zumischeinrichtung ausgegeben werden soll, so geformt, dass die Zumischeinrichtung geöffnet ist, während der Formelbehälter eines zweiten Fluids, das nicht mit der Zumischung von Gas mithilfe der Zumischeinrichtung ausgegeben werden soll, so geformt, dass die Zumischeinrichtung geschlossen ist.
In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1: Ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Fluidspenders,
2: Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Fluidspenders,
3: Eine perspektivische Ansicht eines Schnitts des in 2 dargestellten Fluidspenders,
4: Eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des in den 2 und 3 dargestellten Fluidspenders,
5: In einer teiltransparenten Darstellung eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des in 4 gezeigten Teils eines erfindungsgemäßen Fluidspenders,
6: Einen Schnitt des in den 4 und 5 gezeigten Teils der Fluidspenders,
7: Eine perspektivische Teilansicht eines Schnitts des in den 4 bis 6 gezeigten Teils des Fluidspenders,
8: Eine weitere perspektivische Teilansicht eines Schnitts des in den 4 bis 6 gezeigten Teils des Fluidspenders,
9: Eine perspektivische Teilansicht des in den 4 bis 6 gezeigten Teils des Fluidspenders und
10: Eine perspektivische Teilansicht eines horizontalen Schnitts des in den 4 bis 6 gezeigten Teils des Fluidspenders.

In 1 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Fluidspenders (1) dargestellt. Der Fluidspender (1) weist einen Formelbehälter (2) und eine Gaskartusche (3) auf, die über einen Kanal (4) miteinander verbunden sind. Im Kanal (4) sind ein Durchflussbegrenzer (5), ein Druckregelventil (6) und ein Einlassventil (7) angeordnet.
Der Formelbehälter (2) ist im Druckraum eines Druckbehälters (8) angeordnet, wobei das Gas aus der Gaskartusche (3) über den Kanal (4) in den Druckraum einleitbar ist. Dadurch ist im Druckraum des Druckbehälters (8) ein auf den Formelbehälter (2) wirkender Druck erzeugbar.
Der Formelbehälter (2) ist an seiner oberen Seite mit einem Auslassventil (9) verbunden, durch das hindurch die Formel (50) zu einer Auslassdüse (10) beförderbar ist, sofern das Auslassventil (9) geöffnet ist. Ist das Auslassventil (9) geöffnet, tritt die Formel (50) über die Auslassdüse (10) aus dem Fluidspender (1) aus.
Der Druckbehälter (8) weist ein Überdruckventil (11) auf, das bei einem wesentlich über dem Betriebsdruck liegenden Druck im Druckraum öffnet. Weiterhin weist der Druckbehälter (8) ein Ablassventil (12) auf, über das der Druck aus dem Druckraum durch ein Ablassen des Gases abbaubar ist. Das Ablassventil (12) ist dabei an ein Schaltelement gekoppelt, das bei einem Öffnen des Druckraumes öffnet, sodass der Druck aus dem Druckraum bereits vor dem vollständigen Öffnen des Druckraums abgebaut oder zumindest wesentlich reduziert ist.
Weiterhin weist der Fluidspender (1) eine Vorrichtung zur Öffnung der Gaskartusche (14) auf, die als ein Dorn ausgebildet ist und die dem Öffnen der Versiegelung (15) der Gasgartusche (3) dient, sodass das Gas aus der Gaskartusche (3) in den Kanal (4) einströmen kann.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1). Der Fluidspender (1) weist im oberen Bereich einen Ausgabekopf (16) auf, an dem die Auslassdüse (10) und ein Betätigungselement (13) angeordnet sind. Das Betätigungselement (13) ist als ein Knopf ausgebildet, der zum Öffnen des Auslassventils (9) nach unten gedrückt wird.
An den Ausgabekopf (8) schließt sich der Druckbehälter (8) an, in dem der in dieser Darstellung daher nicht sichtbare Formelbehälter (2) angeordnet ist. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann dieser Teil des Fluidspenders (1) auch unmittelbar der Formelbehälter (2) sein. Der Druckbehälter (8) ist über einen Ventilblock (19) mit einer Kartuschenaufnahme (17) verbunden, die den unteren Teil des Fluidspenders (1) bildet. In der Kartuschenaufnahme (17) ist die Gaskartusche (3) angeordnet, die daher in dieser Darstellung nicht sichtbar ist.
Die einzelnen Komponenten des dargestellten Fluidspenders (1) sind dabei in ein gemeinsames Gehäuse integriert, wobei die Gehäusewand durch den Ausgabekopf (16), den Druckbehälter (8), den Ventilblock (19) und die Kartuschenaufnahme (17) und somit durch einige der Komponenten des Fluidspenders (1) gebildet wird.
In 3 ist eine perspektivische Ansicht eines vertikalen Schnitts des in 2 gezeigten Fluidspenders (1) dargestellt.
Im Druckbehälter (8) ist ein Formelbehälter (2) angeordnet. Das Auslassventil (9) ist durch ein Herunterdrücken des Betätigungselements (13) offenbar. Unterhalb des Druckraumes des Druckbehälters (8) ist der Ventilblock (19) angeordnet. Dabei ist das darin angeordnete Ablassventil (12) sichtbar, das einen Ablasskanal öffnet oder schließt. Über den Ablasskanal ist der Druckraum mit der Atmosphäre bzw. der Umgebung des Fluidspenders (1) verbindbar.
Der Ventilblock (19) weist eine Anschlusseinrichtung (27) für eine Gaskartusche (3) auf, über die die Gaskartusche (3) mit dem in dieser Darstellung nicht sichtbaren Kanal (4) verbindbar ist. Weiterhin weist der Ventilblock (19) im Bereich der Anschlusseinrichtung (27) eine Vorrichtung zur Öffnung einer Gaskartusche (14) auf, die als ein Dorn ausgebildet ist.
Die Kartuschenaufnahme (17) ist zweiteilig ausgebildet, wobei die Einzelteile durch eine als ein Schraubgewinde (18) ausgebildete Verbindung zusammenfügbar sind.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht des durch den Ventilblock (19) und die Kartuschenaufnahme (17) gebildeten Unterteils der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1).
Der Ventilblock (19) weist einen Teil der als ein Bajonettverschluss ausgebildeten Verbindungseinrichtung (20) zur Verbindung des Ventilblocks (19) mit dem Druckbehälter (8) des Fluidspenders (1) auf. Dabei sind entlang des Umfangs des in zylindrisch ausgebildeten Ventilblocks (19) Nuten (21) angeordnet, in die in dieser Darstellung nicht sichtbare, innenseitig am Druckbehälter (8) angeordnete Rastnocken (22) eingreifen.
In 5 ist eine teiltransparente Darstellung eines Ausschnitts des in 4 gezeigten Unterteils eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1) dargestellt. Ein Kanal (4) verbindet den Auslass der Gaskartusche mit dem Innenraum des Druckbehälters (8), der mit dem Ventilblock (19) verschlossen wird. Der Ventilblock (19) weist entlang des äußeren Umfangs drei Nuten (21) auf, die der als ein Bajonettverschluss ausgebildeten Verbindungseinrichtung (20) zugeordnet sind.
Aus dem Körper des Ventilblocks (19) ragen in zwei der Nuten (21) in radialer Richtung Rastkugeln (23) hinein. In Drehrichtung im Uhrzeigersinn ist hinter den Rastkugeln (23) jeweils ein freier Bereich der Nut vor deren Ende angeordnet, in den bei einer Verbindung mit einem passenden Gegenstück eine Rastnocke (22) ragt. Die gefedert gelagerten Rastkugeln (23) bieten so einen gewissen Widerstand gegen ein Öffnen des Bajonettverschlusses.
Weiterhin sind im Ventilblock (19) ein Druckregelventil (6), ein Einlassventil (7) und ein Ablassventil (12) angeordnet.
Das Einlassventil (7) und das Ablassventil (12) weisen jeweils ein in eine Nut (21) ragendes Schaltelement auf, das entsprechend der Rastkugeln (23) von einer die entsprechende Position in der Nut (21) passierenden Rastnocke (22) aktiviert wird.
Darüber hinaus weist der Ventilblock (19) eine Sperreinrichtung (25) auf, mit der der Bajonettverschluss in einem geschlossenen Zustand verriegelbar ist, sofern im Druckraum des Fluidspenders (1) ein zu hoher Druck anliegt. Dazu weist die Sperreinrichtung (25) in der gezeigten Ausführungsform einen Sperrpin auf, der in einem verriegelten Zustand in die jeweilige Nut (21) hineinragt, sodass eine in der jeweiligen Nut (21) befindliche Rastnocke (22) diesen nicht passieren kann.
Das Schaltelement des Ablassventils (12) und das in verriegeltem Zustand in die entsprechende Nut (21) ragende Sperrelement der Sperreinrichtung (25) sind dabei vorteilhaft so angeordnet, dass das Schaltelement des Ablassventils (12) in Drehrichtung zum Öffnen des Bajonettverschlusses (hier entgegen dem Uhrzeigersinn) durch die jeweilige Rastnocke (22) aktiviert wird, bevor ein weiteres Verdrehen des Bajonettverschlusses durch die Sperreinrichtung (25) verhindert ist, sodass der Druck im Druckraum abbaubar ist und die Sperreinrichtung (25) daraufhin entriegelbar ist.
6 zeigt das in den 4 und 5 dargestellte Unterteil eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1) in einem vertikalen Schnitt.
Dabei ist ersichtlich, dass die Aufnahmevorrichtung (27) zur Aufnahme der Gaskartusche (3) eine Dichtung (30) aufweist, die als ein Dichtring ausgebildet ist und die die Öffnung der Gaskartusche (3) so abdichte, dass diese nur mit dem hier nicht sichtbaren Kanal (4) verbunden ist.
Die Kartuschenaufnahme (17) ist zweiteilig ausgebildet, wobei ein äußerer Teil die Seitenwand und den Boden bildet und ein oberer bzw. innerer Teil (31) als ein Teil des Ventilblocks (19) ausgebildet ist. Dabei ragt der innere Teil (31) hülsenartig nach unten aus dem Ventilblock (19) heraus.
Die Teile der Kartuschenaufnahme (17) sind über ein Schraubgewinde (18) miteinander verbunden, sodass der äußere Teil der Kartuschenaufnahme (17) eine Schraubhülse ausbildet.
Am Boden der Kartuschenaufnahme (17) weist diese eine Mehrzahl von Ablassöffnungen (28) auf, über die mithilfe des Ablassventils (12) der Druck aus dem Druckraum ablassbar ist. Dazu wird in der gezeigten Ausführungsform mithilfe des Ablassventils (12) eine Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Innenraum (32) der Kartuschenaufnahme (17) hergestellt, der wiederum über die Ablassöffnungen (28) mit der Umgebung verbunden ist.
Am Boden der Kartuschenaufnahme (17) ist weiterhin eine topfartig ausgebildete Kartuschenfixierung (33) angeordnet, mit der eine Gaskartusche (3) in der Kartuschenaufnahme (17) in Verbindung mit der Anschlusseinrichtung (27) fixierbar ist.
Wird eine neue Gaskartusche (3) in der Kartuschenfixierung (33) der geöffneten Kartuschenaufnahme (17) eingesetzt, so wird die Gaskartusche (3) beim Verschrauben in die Anschlusseinrichtung (27) hineingedrückt. Ist in der Anschlusseinrichtung (27) eine Vorrichtung zum Öffnen der Gaskartusche (14) angeordnet, so wird die Gaskartusche (3) dabei auch geöffnet und an den Kanal (4) angeschlossen.
In 7 ist eine perspektivische Teilansicht eines weiteren vertikalen Schnitts des Unterteils einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Fluidspenders (7) dargestellt.
Zum einen ist ersichtlich, dass die Verbindungseinrichtung (20) mit einem als ein Dichtring ausgebildeten Dichtelement (34) ausgerüstet ist, sodass der Druckraum (8) durch die diesen begrenzende Verbindungseinrichtung (20) entsprechend abgedichtet ist.
Weiterhin ist ein möglicher Aufbau einer Sperreinrichtung (25) eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1) dargestellt. Die Sperreinrichtung (25) weist einen im Ventilblock (19) gefedert gelagerten Kolben (29) auf, der in einem Kanal so gelagert ist, dass dieser bei einem in dem Druckraum anliegenden Druck, der größer als der in der Umgebung des Fluidspenders (1) herrschende Atmosphärendruck ist, in den Kanal hineingedrückt wird. Ist der Druck im Druckraum groß genug, so wird mithilfe des Kolbens (29) ein Sperrpin durch eine Öffnung in die Nut (21) geschoben, sodass diese für eine Rastnocke (22) versperrt ist.
Diese Sperreinrichtung (25) wird von einem als ein Kolben (29) ausgebildeten beweglichen Element über eine Steuerkurve betätigt. Wenn der Druck im Druckbehälter (8) gering ist, befindet sich das bewegliche Element in der oberen Position, wo es von einer Feder gehalten wird. Steigt der Druck im Druckbehälter (8) auf den Arbeitsdruck, bewegt sich das bewegliche Element entgegen dem Federdruck nach unten (Richtung in der Zeichnung) und schiebt durch die Steuerkurve den Pin der Sperreinrichtung (25) nach außen in die Nut (21), so dass die Rastnocken (22) beim Öffnen blockiert werden und so die unbeabsichtigte Öffnung des unter Druck stehenden Druckbehälters (8) verhindert wird. Das bewegliche Element mit der Feder dient gleichzeitig auch als Überdruckventil (11). Durch einen erhöhten Druck im Druckbehälter (8) wird das bewegliche Element weiter bewegt bis das Gas aus dem Druckbehälter (8) seitlich am beweglichen Element vorbeiströmen kann.
8 zeigt eine Teilansicht eines vertikalen Schnitts des Unterteils eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1) entlang einer anderen Achse im Bereich des Druckregelventils (6). Der Kanal (4) führt aus dem Bereich der Anschlusseinrichtung (27) zum Druckregelventil (6), das in einem Durchgangsloch im Ventilblock (19) federnd gelagert ist. Dabei ist an der Oberseite des Druckregelventils (6) eine Verbindung zum Druckraum und an der Unterseite eine Verbindung zum Innenraum (32) der Kartuschenaufnahme (17), der mit der Umgebung verbunden ist, realisiert, sodass die Position des Druckregelventils (6) je nach dem in dem Druckraum im Verhältnis zur Umgebung vorliegenden Druck ist das Druckregelventil (6) geöffnet oder geschlossen.
In 9 ist in einer Teilansicht eine weitere perspektivische Darstellung eines Unterteils eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1) im Bereich des Ventilblocks (19) dargestellt. Dabei ist die Anordnung der Sperreinrichtung (25) und der Rastkugel (23) in einer Nut (21) der Verbindungseinrichtung (20) ersichtlich.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines horizontalen Schnitts im Bereich des Ventilblocks (19) eines erfindungsgemäßen Fluidspenders (1). Dabei ist die Anordnung der verschiedenen Ventile, der Sperreinrichtung (25) und der Rastkugeln (23) in Relation zu der jeweiligen Nut (21) zu erkennen.

Claims

Wiederbefüllbarer Fluidspender (1) aufweisend einen Formelbehälter (2) zur Bevorratung eines zu spendenden Fluids, eine mit dem Innenraum des Formelbehälters (2) verbundene Auslassdüse (10) zur Ausgabe des zu spendenden Fluids und eine Gaskartusche (3) zur Beaufschlagung des Formelbehälters (2) mit einem Druck, wobei in der Gaskartusche (3) Gas unter einem hohen Druck gespeichert ist und über einen Kanal (4) in den Bereich des Formelbehälters (2) leitbar ist.
Fluidspender (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederbefüllbarkeit des Fluidspenders (1) durch den Austausch oder die Wiederbefüllbarkeit des Formelbehälters (2) und/oder der Gaskartusche (3) realisiert ist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Druckraum aufweist, in den das Gas aus der Gaskartusche (3) einleitbar ist und der gegenüber der Umgebung so abgedichtet ist, dass ein vorbestimmter Druck zum Treiben des Fluids einstellbar ist.
Fluidspender (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Druckbehälter (8) aufweist, in dem zumindest ein Teil des Druckraums realisiert ist und in dem der Formelbehälter (2) zumindest teilweise angeordnet ist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Druckregelventil (6) zur Regelung des für einen Formelbehälter (2) bereitgestellten Drucks und ein Einlassventil (7) zum Verschließen oder Öffnen des Kanals (4) aufweist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskartusche (3) mit einem Ventilblock (19) ausgerüstet oder verbunden ist, der ein Druckregelventil (6) zur Regelung des für einen Formelbehälter (2) bereitgestellten Drucks und ein Einlassventil (7) zum Verschließen oder Öffnen des Kanals (4) aufweist.
Fluidspender nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (7) derart ausgebildet ist, dass der Kanal (4) geöffnet ist, wenn der Druckraum dicht verschlossen ist, und geschlossen ist, wenn der Druckraum nicht sicher dicht verschlossen ist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kanal (4) oder an der Gaskartusche (3) ein Durchflussbegrenzer (5) angeordnet ist, der die Menge des bei geöffneten Ventilen aus der Gaskartusche (3) durch den Kanal (4) strömenden Gases begrenzt, sodass ein Überschwingen des Drucks im Druckraum vermieden wird.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formelbehälter (2) zur Entleerung des Inhalts ein variables Innenvolumen aufweist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Betätigungselement (13) zum Auslösen der Ausgabe eines im Formelbehälter (2) bevorrateten Fluids und ein Auslassventil (9), durch das das Fluid aus Formelbehälter (2) zur Auslassdüse (10) geleitet wird, aufweist, wobei das Auslassventil (9) durch eine Betätigung des Betätigungselements (13) geöffnet wird.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein mit dem Druckraum verbundenes Überdruckventil (11) aufweist, das öffnet, sobald der Druck im Druckraum einen Schwellwert übersteigt.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Ablassventil (12) aufweist, das beim Öffnen des Druckraums geöffnet wird, sodass der Druck im Druckraum vor dem Lösen der Dichtung des Druckraums geregelt abbaubar ist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussbegrenzer (5) und das Druckregelventil (6) in die Gaskartusche (3) integriert sind.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskartusche (3) und der Formelbehälter (2) in ein gemeinsames Gehäuse des Fluidspenders (1) integriert sind.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Kartuschenaufnahme (17) zur Aufnahme der Gaskartusche (3) aufweist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Kartuschenaufnahme (17) zur Aufnahme der Gaskartusche (3), einen Ventilblock (19), einen Formelbehälter (2) und einen Ausgabekopf (16) aufweist, die in ein gemeinsames Gehäuse integriert sind.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Vorrichtung zum Öffnen einer Gaskartusche (14) aufweist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (19) mit einem Einlassventilventil (7), mit Rastkugeln (23) und/oder einer Sperreinrichtung (25) zur Realisierung einer Schutzfunktion ausgerüstet ist.
Fluidspender (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Zumischeinrichtung zum Zumischen von Gas in den Fluidstrom im Ausgabekopf (16) aufweist.
Fluidspender (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Formelbehälter (2) in Abhängigkeit der in diesem enthaltenen Formel so geformt und im montierten Zustand so zum Ausgabekopf (16) angeordnet ist, dass je nach der entsprechenden Form des Formelbehälters (2) die Zumischeinrichtung zum Zumischen von Gas in den Fluidstrom geöffnet oder geschlossen ist.