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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Einbringung flüchtiger
Substanzen in Luft, die einer Fahrgastzelle durch eine Lüftung zugeführt wird,
mit einem die Substanz abgebenden Medium enthaltenden Reservoir,
das über
eine Austrittsöffnung
mit einem Luftkanal der Lüftung
in Verbindung ist, der von Luft in einer Strömungsrichtung durchströmt wird.
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Bei den hier behandelten flüchtigen
Substanzen handelt es sich im Wesentlichen um olfaktorisch aktive
Substanzen, d. h. Duftstoffe. Die auf dem Markt befindlichen Geräte und Vorrichtungen
zur Einbringung von Düften
in Räumen
(sogenannte Raumbeduftungssysteme) basieren auf verschiedenen Prinzipien,
wie zum Beispiel die Einwirkung von Wärme, die durch eine Kerze oder
eine Elektroheizung erzeugt werden, auf ein Duftstoffreservoir.
Die Erwärmung
bewirkt eine verstärkte
Verdampfung oder Sublimation der Riechstoffe und somit deren Verteilung
in einem Raum.
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Andere Systeme erzeugen durch Versprühen mit
geeigneten Düsensystemen
Dampf oder Aerosolgemische, während
wiederum andere Systeme Ventilatoren nutzen, die Luft über ein
Duftstoffreservoir leiten und dann die mit Duftstoff angereicherte Luft
entsprechend verteilen.
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Die durch Wärme betriebenen Systeme zeichnen
sich dabei durch ihre Trägheit
aus und in einigen Fällen
werden die olfaktorischen Eigenschaften auch durch thermische Belastung
des Duftstoffreservoirs negativ beeinflusst, bei der der Duftstoff überhitzen
oder sogar verbrennen kann.
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Bei den angesprochenen Sprühsystemen werden
relativ große
Riechstoffmengen verbraucht und der Gebrauch von festen Duftstoffen
ist nicht oder nur in gelöster
Form möglich.
Letzteres bringt aber die Problematik von geeigneten Lösungsmitteln mit
sich.
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Auch leiden derartige Sprühsysteme
unter der Tatsache, dass die in größeren Mengen versprühten Duftstoffe
oftmals ölige
Rückstände in den bedufteten
Räumen
hinterlassen, die nicht nur nicht beabsichtigte bleibende Geruchseindrücke erzeugen sondern
auch unter Hygiene- und Reinigungsaspekten unerwünscht sind.
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Die vorbeschriebenen Systeme sind
schon bei der normalen Raumbeduftung von Räumen nur sehr schwierig kontrolliert
zu dosieren, wodurch die subtile Wirkung, die von Düften ausgehen
kann und soll, oft nicht erreicht wird. Für die Beduftung von Luft in
einem Kraftfahrzeuginnenraum, der ein erheblich geringeres Raumvolumen
hat, sind diese beschriebenen Systeme grundsätzlich ungeeignet.
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Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Art ist beispielsweise bekannt aus der WO-02/32707.
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Bei der bekannten Vorrichtung ragt
ein Rohr, das einen Duftstoff enthält in einen Luftkanal, wobei das
Rohr durch einen Teil der durch den Luftkanal strömenden Luft
durchströmbar
ist.
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Dies hat den Nachteil, dass das den
Duftstoff abgebende Medium aufgrund der dabei auftretenden starken
Konvektion seine leichter flüchtigen
Duftstoffe in relativ kurzer Zeit abgibt und danach der gewünschte Beduftungseffekt
nicht mehr auftritt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, eine Vorrichtung derart weiterzubilden, dass mit ihr
auch über
einen längeren
Zeitraum eine wirksame Einbringung flüchtiger Substanzen bzw. der Beduftung
möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die mit dem Luftkanal und der Lüftung in Verbindung stehende
Austrittsöffnung
des Reservoirs, das das Medium enthält, das die flüchtige Substanz
abgibt, der Strömungsrichtung
entgegengerichtet ist mit der Luft den Luftkanal durchströmt.
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Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis
zugrunde, dass häufig
bereits kleinste Mengen an olfaktorisch aktive flüchtigen
Substanzen (Duftstoffen) ausreichend sind, um den gewünschten
Beduftungseffekt zu erzielen. Indem die Austrittsöffnung des
Reservoirs der Strömungsrichtung
entgegengerichtet ist, wird an dieser Austrittsöffnung nur ein geringer Austausch
erreicht von anströmender,
nicht mit Duftstoffen versehener Luft mit Luft, die sich in dem
Duftraum befindet und stark mit Duftstoffen angereichert ist. Dieser
geringe Austausch ist dabei ausreichend, um den gewünschten
Beduftungseffekt zu erreichen. Gleichzeitig wird durch den nur auftretenden
geringen Austausch von nicht mit Duftstoffen versehener Luft und
in dem Reservoir vorhandener, stark mit Duftstoffen versetzter Luft
erreicht, dass die Duftstoffe nur sehr langsam aus dem Reservoir
entnommen werden und somit das in diesem Reservoir befindliche duftabgebende
Medium diese Eigenschaft über einen
sehr langen Zeitraum beibehält.
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Jetzt ist es weiterhin bekannt, dass
der Geruchssinn auf dem Prinzip basiert, dass ausgehend von einer
Duftquelle Duftmoleküle
durch das Transportmedium Luft in unsere menschliche Nase gelangen.
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Diese Moleküle gelangen durch das Einatmen
an die Riechschleimhaut, die mit entsprechenden Rezeptoren ausgestattet
ist. Entsprechend ihrer physicochemischen Eigenschaften werden die Riechstoffmoleküle an diesen
Rezeptoren resorbiert und nach entsprechender Verweilzeit wieder
desorbiert. Beim „Andocken" an die Rezeptoren
finden bestimmte biochemische Prozesse sowie Membranveränderungen
an den Zellwänden
statt, die zu einer Veränderung
der Permeabilität
für Na+ und K+-Ionen führen. Durch
diese Verschiebung von Ionen findet wiederum eine Potenzialveränderung
statt. Diese Potenzialveränderung
wird dann in Form eines Nervenimpulses in die entsprechenden Nervenbahnen geleitet.
Durch die Reizweiterschaltung werden so entsprechende Signale an
das Gehirn weitergeleitet und weiterverarbeitet.
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Anfänglich wird eine Substanz dabei
sehr deutlich wahrgenommen. Nach einer für unterschiedliche Substanzen
typischen Zeit, die zwischen einigen Sekunden bis zu einigen Minuten
dauern kann, klingt die Geruchsempfindung für diese Substanz ab, bis sie
schließlich
gar nicht mehr oder nur noch sehr schwach wahrgenommen wird. Diesen
Effekt nennt man „Adaption".
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Um eine Beduftung zu erreichen, die
auf Dauer wahrgenommen wird, ist es somit unter Berücksichtigung
des soeben beschriebenen Phänomens
wichtig, eine zeitlich getaktete Einbringung des Riechstoffs zu
realisieren, um einen scheinbar dauerhaften (sich in Wirklichkeit
aber wiederholenden) Geruchseindruck zu generieren.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass die Austrittsöffnung
des Reservoirs mit einem sie periodisch verschließenden und
wieder öffnenden
Verschluss versehen ist.
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Konstruktiv ist dies besonders günstig dadurch
zu erreichen, dass das Reservoir durch zwei einander koaxial zugeordnete,
gegeneinander verdrehbare Rohrelemente umgeben ist, die jeweils
mit einander zugeordneten Öffnungen
versehen sind.
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Durch Verwendung eines Rundrohres
wird dabei im Luftkanal selbst eine gute Verwirbelung von mit Duftstoffen
angereicherter Luft und nicht mit Duftstoffen angereicherter Luft
erreicht, bei einem akzeptablen Strömungswiderstand durch das in
den Luftkanal ragende Rundrohr.
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Die dabei gewählte Konstruktion, zwei ineinander,
zueinander koaxial angeordnete und gegeneinander verdrehbare Rohrelemente
zu verwenden, ermöglicht
dabei nicht nur eine konstruktiv einfache sondern auch eine sehr
betriebssichere Lösung.
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Mit den gegeneinander verdrehbaren
Rohrelementen, die mit den einander zugeordneten Öffnungen
versehen sind, lässt
sich auch das periodische Schließen und Öffnen eines Verschlusses einfach
realisieren, wodurch ein entsprechendes Takten der Dufteinbringung
in den Luftstrom erreicht wird. Dies wirkt, wie sich aus dem obigen
ergibt, der Adaption entgegen und führt zu dem gewünschten
Effekt der wahrgenommenen Dauerbeduftung.
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Hierzu wird insbesondere vorgeschlagen
eines der Rohrelemente mit wenigstens einem ihn rotierend antreibbaren
Antriebselement zu verbinden.
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Durch die gewählte Drehzahl dieses Antriebselementes
kann eine auf jeden Duftstoff oder jede Duftkomposition individuell
abgestimmte Taktfrequenz ermöglicht
werden, die eine bestmögliche
Wirkung eines Duftes mit sich bringt bei gleichzeitig minimaler
Ausbringmenge an olfaktorisch aktiven, flüchtigen Substanzen.
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Eine Möglichkeit zur Ausführung des
Antriebselementes ist, einen Motor zu verwenden. Dieser kann beispielsweise
auch über
einen Mikroprozessor angesteuert werden.
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Alternativ kann als Antriebselement
auch ein durch die den Luftkanal durchströmende Luft angetriebenes Lüfterrad
vorgesehen sein. Hier ist also keine separate elektrische Antriebsvorrichtung
vorzusehen und man ermöglicht,
die Frequenz an Duftimpulsen direkt an die Menge der durchgesetzten
Luft anzupassen: Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit
und das somit einem hohen Luftdurchsatz wird das Lüfterrad
schnell laufen und somit eine erhöhte Duftimpuls-Frequenz erzeugt
werden. Bei geringerer Strömungsgeschwindigkeit
haben die Duftimpulse demgemäss
auch einen längeren
Abstand zueinander.
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Vorzugsweise ist dabei das Antriebselement mit
einem den Verschluss der Austrittsöffnung überwachenden Positionssensor
verbunden. So kann sichergestellt werden, dass beispielsweise bei
einem Ausschalten der Beduftung die Austrittsöffnung sicher geschlossen ist,
wobei darauf zu achten ist, dass also die einander zugeordneten Öffnungen
in den zwei in einander koaxial angeordneten Rohrelementen sich
nicht überdecken.
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Um bei einer späteren Wartung und einem Auswechseln
des die olfaktorisch wahrnehmbare Substanz abgebundenen Mediums,
das in einer Duftpatrone vorgesehen wird, nur geringste Wartungskosten
zu haben, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen,
den vorgesehenen Motor als Antriebselement über einen Bajonettverschluss
mit dem das Reservoir enthaltenden als Duftpatrone fungierenden Rohrelement
zu verbinden. Hierdurch ist ein schneller Ausbau und ein schnelles
Lösen des
Motors und des den Duftstoff enthaltenden Rohrelementes gewährleistet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels.
Dabei zeigt
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1 den
Schnitt durch einen Duftkanal mit in diesen hineinragenden Duftraum;
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2 ein
Duftraum in perspektivischer Explosionsdarstellung;
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3 Schnitt
durch einen Duftraum.
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In 1 erkennt
man den Schnitt durch einen Luftkanal 1, der in einem Kraftfahrzeug
eingebaut ist. Durch diesen Luftkanal strömt in Richtung des Pfeiles 2 Luft.
Diese Luft wird entweder von außen
angesaugt oder aber in einer „Umluft"-Schaltung dem Fahrzeuginneren entnommen.
Die Strömung wird
dabei entweder durch einen Ventilator erzeugt, oder aber, insbesondere
wenn sich das Fahrzeug bewegt, aufgrund einer Zwangsbe- bzw. -entlüftung des Fahrzeuginnenraumes.
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An der Wandung des Luftkanals 1 ist
ein zylinderförmiger
Einbau 3 vorgesehen, in dessen Inneren sich ein Reservoir 4 befindet.
Dieser Einbau ragt im wesentlichen radial in den freien Querschnitt
des Luftkanals 1. Innerhalb dieses Reservoirs 4 ist
ein Medium 5 angeordnet, das eine flüchtige Substanz abgibt. Bei
dem Medium handelt es sich insbesondere um einen anorganischen oder
polymeren Trägerstoff,
der mit einem Duftstoff als flüchtiger
Substanz angereichert oder dotiert ist. Der zylinderförmige Einbau 3 weist
eine Austrittsöffnung 6 auf,
die der Strömungsrichtung
(vergleiche Pfeil 2) der in dem Luftkanal 1 strömenden Luft
entgegengerichtet ist.
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Hinter der Austrittsöffnung 6 ist
dabei im Inneren des rohrförmigen
zylinderförmigen
Einbaus 3 ein zweites koaxial angeordnetes Rohrelement 7 gelagert,
das gegenüber
dem zylinderförmigen
Einbau 3 rotierbar ist und mit einer seitlichen Öffnung 8 versehen
ist.
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Die axiale Position der Öffnung 8 und
der Austrittsöffnung 6 sind
im wesentlichen identisch, so dass sich diese beiden Öffnungen
der beiden rohrförmigen
Elemente 3 und 7 zur Deckung bringen lassen. In
dieser Position kann dann die flüchtige
Substanz, d. h. der Duftstoff aus dem im Inneren des zweiten Rohrelementes
befindlichen Reservoir 4 durch die Öffnung 8 und die Öffnung 6 hin durch
nach außen treten.
Die flüchtige
Stubstanz bzw. die Duftstoffe werden dabei wie in der 1 zu erkennen von der Luft
mitgerissen, die an dem Einbau 3 vorbeiströmt und in
dieser verteilt. Der rohrförmige
Einbau 3 bewirkt dabei eine entsprechende Verwirbelung
der an ihm vorbeiströmenden
Luft, die zu einer gleichmäßigen Verteilung
der Duftpartikel in dieser Luft führt.
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Da die Austrittsöffnung 6 entgegen
der Strömungsrichtung
geöffnet
ist, tritt nur wenig anströmende
Luft durch die Austrittsöffnung 6 in
das Innere des Reservoirs 4 ein und verdrängt aus
diesem mit Duft angereicherte Luft, die dann durch die Austrittsöffnung 6 nach
außen
tritt. Man hat somit den Vorteil, dass auch über einen längeren Zeitraum das duftabgebende
Medium 5 nicht „ausgelaugt" wird und man somit
eine langanhaltende Duftabgabe des duftabgebenden Mediums 5 gewährleisten
kann.
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Wie bereits erwähnt, sind die Öffnung 8 und die
Austrittsöffnung 6 miteinander
in Überdeckung
zu bringen, was zum Austritt von Duftstoffen aus dem Reservoir führt. Insbesondere
durch die Dimensionierung der beiden Öffnungen kann dabei die Menge der
Duftabgabe gesteuert werden.
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Im hier vorliegenden Fall ist es
dabei außerdem
noch wichtig, dass das zweite Rohrelement 7 durch einen
Elektromotor 9 rotierbar ist. Durch die entsprechende Drehzahl
dieses Motors 9 und damit des Rohrelementes 7 kann
die Zeitdauer bestimmt werden, innerhalb derer die Öffnung 8
am zweiten Rohrelement 7 und die Austrittsöffnung 6
am zylinderförmigen
Einbau 3 in Übereinstimmung
sind.
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Weiterhin kann durch eine kontinuierliche Verdrehung
des zweiten Rohrelementes 7 und damit einer periodischen Überdeckung
von Austrittsöffnungen 6 und Öffnung 8 erreicht
werden, dass die Austrittsöffnung 6 mit
einem sie periodisch schließenden und öffnenden
Verschluss versehen ist. Dies führt
dazu, dass nur periodisch Duftstoffe in die vorbeiströmende Luft
abgegeben werden. Hierdurch wird erreicht, dass bei im Fahrzeuginneren
befindlichen Personen keine Adaption an einen kontinuierlich vorhandenen
Duft auftritt.
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Es soll noch erwähnt werden, dass im hier dargestellten
Beispiel das zweite Rohrelement 7 als austauschbare Kartusche
bzw. Patrone ausgeführt ist,
die über
einen Bajonettverschluss 10 mit dem Elektromotor 9 verbunden
ist. Dies ermöglicht
es, eine Duftkartusche bzw. Duftpatrone vorzusehen, die auf einfache
Weise ausgetauscht werden kann, wenn das duftabgebende Medium 5 im
Reservoir 4 verbraucht ist.
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Außerdem ist noch zu erwähnen, dass
der Motor 9 über
eine Steuerung antreibbar ist, die über einen nicht dargestellten
Positionssensor die Position der Öffnung 8 im Verhältnis zur
Duftaustrittsöffnung 6 erfasst.
Durch diese Konstruktion kann gewährleistet werden, dass bei
Abschalten der Beduftung die beiden Öffnungen nicht übereinstimmen
und der Duftraum geschlossen ist und nicht unerwünscht Duft austreten kann.