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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen einer Substanz,
insbesondere eines Riech- bzw. Duftstoffes, mit einem Tank zur Befüllung mit
der Substanz und mit einer dem Tank zugeordneten Austrageinrichtung.
Die Erfindung betrifft überdies
ein Verfahren zum Austragen einer derartigen Substanz.
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Aus
der
EP 0 611 476 B1 ist
ein Verfahren zur Erhöhung
der sinnlichen Wahrnehmung von visuellen und/oder akustischen Darbietungen
in Kino-, Theater- oder Konzertsälen
bekannt, wobei Zuschauern bzw. Zuhörern synchron zur Darbietung von
bestimmten visuellen und/oder akustischen Ereignissen dazu passende
Düfte zugeführt werden.
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Ein
diesbezügliches
Gerät zur
Abgabe von Düften
ist beispielsweise aus der
WO
00/78367 A1 bekannt. Das Gerät umfasst einen Aromenspeicher, eine
Steuereinheit mit Empfangsmodul zur Ansteuerung des Aromenspeichers,
sowie eine Austrageinheit zur Generierung und zum Austragen einer
Duft- bzw. Aromenwolke aus dem Aromenspeicher. Das Gerät ist als
eine miniaturisierte mobile Einheit zum Tragen am Körper bzw.
zur Anordnung in der Nähe des
Nutzers ausgebildet.
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Gemäß dem Stand
der Technik sind verschiedene Duftsubstanzen jeweils in einer Speicherkammer
aufgenommen, wobei mehrere Speicherkammern in einer auswechselbaren
Einheit in Form einer Kartusche zusammengefasst sind. Wenn eine Duftsubstanz
in einer Speicherkammer einer Kartuschen-Einheit verbraucht ist,
wird die Kartusche gegen eine neue Kartusche ausgetauscht. Damit
ein ungewolltes Austreten von Duftsubstanzen verhindert wird, sind
die Aufnahmekammern mit Schließeinrichtungen
versehen, die zum Austragen der Duftsubstanz geöffnet werden.
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Ebenso
ist es im Stand der Technik bekannt, eine temperaturabhängige Duftfreisetzung
vorzusehen, so dass der Duftstoff erst bei einer bestimmten Temperatur
freigesetzt wird und in die Umgebung diffundiert. Mit dieser Art
der Duftfreisetzung soll gleichzeitig das Problem eines ungewollten
Austreten des Duftstoffs gelöst
sein.
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Im
Stand der Technik gemäß der
JP 08 332 425 A ist
eine Vorrichtung zum Austragen eines Duftstoffes aufgezeigt, die
eine piezoelektrisch angetriebene Austrageinrichtung umfasst. Ein
Piezoelement mit Membran ist in einer Pumpenkammer zwischen zwei
Sperrventilen angeordnet, sodass durch eine Bewegung des Piezoelementes
Druckunterschiede in der Pumpenkammer hervorgerufen werden, die
jeweils einmal das Einlassventil und andererseits das Auslassventil öffnen. Ferner
zeigt die
WO 01/30404 A1 (=
DE 100 16 078 A1 )
einen Duft-Zerstäubungsapparat
mit mehreren Duftbehältern
und daran angeschlossenen Sprüh-Einheiten,
die über
die Steuerung eines Computers ansteuerbar sind. Der Austrag des
Duftstoffes erfolgt über
eine piezoelektrische Einheit, wobei ein Zurücksaugen nicht in die Luft
abgegebenen Duftstoffes vorgesehen ist, um ein späteres Kontaminieren
der Luft mit dem Duft zu verhindern. Ein Ventilator kann zur Erhöhung des
Konvektionsstromes vorgesehen sein. In der
EP 0 897 755 A2 ist eine
Duftaustrags-Vorrichtung vorgeschlagen, mit der ein Duftstoff über einen
piezoelektrisch betriebenen Zerstäuber (atomizer) in die Umgebungsluft
gebracht wird. Schließlich
offenbart die nachveröffentlichte
WO 03/024493 A1 eine
Duftaustragvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Gemäß dem Patent
GB 577,444 A ist
es bekannt, einen Duftstoff ohne Anwendung von Verdampfungswärme auszutragen.
In dem Verfahren überstreicht
ein Luftstrom, in den die Riechsubstanz einzutragen ist, das Mündungsende
eines Röhrchens,
dessen anderes Ende in der auszutragenden Substanz eingetaucht ist.
Das Überströmen des Mündungsendes
verursacht dort einen Unterdruck, mittels dem die Substanz angesaugt
und dann in diesen Luftstrom ausgetragen wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Austragen
einer Substanz, insbesondere eines Riechstoffs, zu schaffen, die
einfach und kostengünstig
herstellbar ist. Aufgabe der Erfindung ist es überdies, die Qualität der auszutragenden Substanz
bzw. des Riechstoffs über
einen zeitlichen Rahmen zu halten.
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Diese
Aufgaben werden mit einer Vorrichtung zum Austragen einer Substanz,
insbesondere eines Riechstoffs, gelöst, wie sie durch den Anspruch 1
gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
gehen aus den jeweiligen Unteransprüchen hervor. Gemäß Anspruch
13 ist ein bevorzugtes Verfahren zum Austragen einer Substanz, insbesondere
eines Riechstoffs, vorgeschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist zum Austragen eines olfaktorisch wahrnehmbaren Duft- oder Riechstoffs
in ein Umgebungsmedium, insbesondere Luft konzipiert. Als Substanz
zur Verwendung in der Vorrichtung ist jede Substanz geeignet, die
als in ihren Be standteilen förderbar
bezeichnet werden kann. Eine derartige Substanz kann in der Vorrichtung
in gasförmiger,
flüssiger,
pastöser
Form oder als Gel aufgenommen sein. Ebenso ist es möglich, dass
sich die Substanz aus einem auszutragenden Riechstoff und einem
Trägermedium,
wie beispielsweise einem Gas oder einer Flüssigkeit zusammensetzt, die
in dem Tank vermischt sind und zusammen über die Austrageinrichtung
ausgetragen werden.
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Ein
die Substanz aufnehmender Tank und eine dem Tank zugeordnete Austrageinrichtung
bilden gegenüber
dem Umgebungsmedium eine geschlossene Einheit, innerhalb der ein
Kontaktieren des Umgebungsmediums mit der in dem Tank aufgenommenen
Substanz im Wesentlichen verhindert ist. Der Terminus „eines
im wesentlichen Verhinderns" definiert
dabei, dass ein Kontakt einzelner Atome oder Moleküle des Umgebungsmediums
mit der Substanz zwar nicht absolut ausgeschlossen ist, jedoch ist
dieser Anteil vernachlässigbar
klein. Mit anderen Worten ist beispielsweise eine in Luft als das
Umgebungsmedium verwendete Vorrichtung zum Austragen eines Riechstoffs
gegenüber
Luft hermetisch verschlossen, wenn ein Kontakt von Luft mit dem
aufgenommen Riechstoff in dem Behältnis bis auf wenige Atome
oder Moleküle
nicht stattfindet.
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Da
ein Kontaktieren des Riechstoffs mit dem in Umgebungsluft vorhandenen
Sauerstoff die Qualität
des Riechstoffs mindert, ist durch die erfindungsgemäße Maßnahme,
dass im Tank kein Austausch von Umgebungsluft mit der Substanz stattfindet,
erreicht, dass die Qualität
des Riechstoffs über
einen langen Zeitraum unverändert
aufrecht erhalten bleibt.
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Überdies
ist gewährleistet,
dass die als Riechstoff ausgetragene Substanz nicht ungewollt in das
Umgebungsmedium ausgetragen wird. Ein Austragen der Substanz erfolgt
ausschließlich
durch eine Betätigung
der zum Befördern
der Substanz in das Umgebungsmedium vorgesehen Mittel der Austrageinrichtung.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist sowohl für
den privaten als auch für
den gewerblichen Einsatz bestimmt. Anwendungsbeispiele sind: Shopping,
Entspannung, Meditation, Videospiele, Fernsehen, Video, Computersimulationen,
Internet, Kino, Theater, Ausstellungen, um nur einige zu nennen. Die
Größenabmessungen
der Vorrichtung und insbesondere des Aufnahmetanks sind von der
jeweiligen Einsatzmöglichkeit
abhängig.
Beispielsweise ist eine miniaturisierte Form der Vorrichtung als
Duft-Chip denkbar, die am Körper eines
Nutzers getragen werden kann. Die Einheit aus befüllbarem
Tank und Austrag-Einrichtung
kann kostengünstig
in einem Fertigungsprozess gefertigt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Vorrichtung weist der Tank, bzw. ein daran angeschlossener Kanal
eine verschließbare
Befüllöffnung auf, über die
der Tank evakuiert und mit einer Substanz befüllt werden kann. An der Befüllöffnung ist ein
Füllgerät anschließbar, über das
der Innenraum des Tanks entleert und von etwaig im Tank vorhandenem
Umgebungsmedium oder von einer darin befindlichen Substanz befreit
wird, wobei im Anschluss daran eine neue Substanz in den Tank gefüllt werden kann.
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Gemäß der Erfindung
ist vorgesehen, dass der Tank zumindest teilweise eine verformbare
Wandung aufweist, die sich beim Evakuieren an eine unverformbare
Tankwandung anlegt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass
bei einem Evakuieren des Tanks im Innenraum kein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsmedium
entsteht. Von Bedeutung ist dabei, dass das Material für die verformbare
Tankwandung und die Form des Tanks derart gewählt sind, dass ein vollständiges Zusammenfalten
des Tanks realisiert und der Tank vollständig evakuiert werden kann,
ohne dass dabei Hohlräume
im Innenraum des Tanks zurückbleiben.
Im Ergebnis ist nach einem Evakuieren der Tank von jeglichem Rückstand
befreit. Dementsprechend ist ein solches Material als die verformbare
Tankwandung zu verwenden, das sich möglichst knitter- und faltenfrei
an dem umverformbaren Teil des Tanks anlegen kann. Vorteilhafte Materialien
zur Verwendung als die verformbare Tankwandung sind geeignete Kunststofffolien.
Nach dem Evakuieren kann der Tank mit einer neuen Substanz befüllt werden,
wobei sich das Volumen des Tanks aufgrund der verformbaren Tankwandung
in Abhängigkeit
des eingebrachten Substanzvolumens erhöht. Die Substanz kann auch
mit einem für
die Substanz geeigneten Gas oder Flüssigstoff als Träger der
Substanz in den Tank eingebracht werden. Es ist auch möglich, einen
Tank vorzusehen, der ausschließlich
aus einer verformbaren, d. h. biegsamen Folie besteht. In jedem
Fall sollte gewährleistet
sein, dass beim vollständigen
Evakuieren des Tanks keine Hohlräume
in dem Tank verbleiben.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Mittel zum Befördern
der Substanz eine Mikropumpe aufweisen. Die Mikropumpe ist dabei
derart ausgestaltet, dass ein ausreichender Schutz gegen ungewolltes
Austreten der im Tank befindlichen Substanz und gegen ein Eindringen
des Umgebungsmediums in den Tank gewährleistet ist.
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Als
Mikropumpe dient eine Peristaltikpumpe, die ein Einlassventil, ein
Auslassventil und mindestens eine Pumpenkammer zwischen dem Einlassventil
und dem Auslassventil aufweist. Dem Einlassventil, dem Auslassventil
und der/den Pumpenkammer(n) sind jeweils eine verformbare Membran
zugeordnet, auf der Aktuatoren angeordnet sind. Durch geeignete
Anordnung der Ventile zu der/den Pumpenkammer(n) kann eine einzige
Membran vorgesehen sein, die sich über beide Ventile und die Pumpenkammer(n)
erstreckt. Mittels der Aktuatoren lässt sich die Membran deformieren
und damit das Einlass- und das Auslassventil öffnen bzw. schließen, und/oder
in der mindestens einen Pumpenkammer ein gewünschter Druck erzeugen. Die
Ventile sind in vorteilhafter Weise bei einer entspannten Membran, d.
h. bei nicht angesteuerten Aktuatoren geschlossen.
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Bei
einem Betätigen
der Peristaltikpumpe wird die Substanz durch eine zeitlich gesteuerte
Betätigung
der Aktuatoren folgendermaßen
befördert: Bei
geschlossenem Auslassventil wird das Einlassventil durch Ansteuern
des Einlassventil-Aktuators geöffnet
und etwa zeitgleich durch Ansteuern des Pumpenkammer-Aktuators ein
Unterdruck in der mindestens einen Pumpenkammer erzeugt, so dass die
Substanz aus dem Tank über
das Einlassventil in die Pumpenkammer gesogen wird. Nach dem Schließen des
Einlassventils wird das Auslassventil durch Ansteuern des dem Auslassventil
zugeordneten Aktuators geöffnet
und durch Ansteuern des der Pumpenkammer zugeordneten Aktuators
in dieser ein Überdruck
erzeugt, mit dem die Substanz in das Umgebungsmedium ausgetragen
wird. Bei einer Verwendung von mehreren hintereinander geschalteten Pumpenkammern
können
höhere
Druckunterschiede erzeugt werden.
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Die
Aktuatoren werden dabei in geeigneter Weise angesteuert, derart,
dass eine Verbindung vom Innenraum des Tanks zur Umgebung zu keinem Zeitpunkt,
auch nicht während
der Betätigung
der Pumpe, geschaffen ist und das Umgebungsmedium somit zu keinem
Zeitpunkt in den Tank gelangen kann. Das wird erreicht, indem die
beiden Ventile nicht zeitgleich geöffnet sind. Vorteilhaft bei
dieser Ausführungsform
ist, dass eine derartige Peristaltikpumpe in äußerst miniaturisierter Form
hergestellt werden kann und zugleich zuverlässig arbeitet.
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Vorteilhaft
sind elektrisch ansteuerbare Piezoelemente als Aktuatoren für das Einlass-
und das Auslassventil und die mindestens eine Pumpenkammer vorgesehen.
Gleichsam wird es als vorteilhaft erachtet, elektrisch ansteuerbare
und thermisch arbeitende Aktuatoren einzusetzen.
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Des
Weiteren wird es als vorteilhaft erachtet, dass die dem Einlass-
und dem Auslassventil und der/den Pumpenkammer(n) zugeordnete Aktuatormembran
bis in den Bereich des Austrittskanals zum Austragen der Substanz
verlängert
und dort mit einer beliebig kleinen Austrittsöffnung ausgebildet ist. Mithilfe
der so ausgebildeten Austrittsöffnung
ist die Bildung und Abgabe eines kompakten Tröpfchens der Substanz gewährleistet.
Ebenso kann es möglich sein,
die Austrittsöffnung
als Zerstäuberdüse auszubilden.
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Anstelle
der Membran-Austrittsöffnung
kann jede andere Düse
zum Zerstäuben
der auszutragenden Substanz, beispielsweise ein Ultraschallzerstäuber, angeordnet
sein.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass eine Anschlussvorrichtung vorgesehen ist, mittels der die Vorrichtung
zum Austragen der Substanz an eine Steuereinheit zum Betätigen der
Austrageinrichtung anschließbar
ist. Die Steuereinrichtung kann dabei gleichermaßen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sein. Eine Steuereinheit, zweckmäßig mit
einem Empfangsmodul zur externen Ansteuerung durch eine Signal-
oder Taktgebereinheit, ermöglicht
eine Abgabe eines Riechstoffs als Antwort eines von der Steuereinheit
abgegebenen Signals. Das Steuersignal kann Informationen über Duftart und/oder
Duftzusammensetzungen sowie beispielsweise auch über die Duftzuführdauer
aufweisen. Des Weitern können
die Duftsteuersignale bevorzugt Informationen zur Duftintensität, zum Duftzuführbeginn und
Duftzuführende
enthalten. Als Signale können kodierte
Filmspuren oder Ereignis gekoppelte Signalgeber eingesetzt sein.
Damit ist es möglich,
die Vorrichtung zum Austragen eines Riechstoffs synchron zu einer
visuellen Darbietung, wie beispielsweise zu einem Kinofilm zu verwenden,
so dass zu bestimmten Filmsequenzen ein synchrones Signal der Steuereinheit
an die Vorrichtung gegeben wird, um einen zur Filmsequenz passenden
Duft auszutragen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Austrageinrichtung
eine Heizplatte umfasst, die in den Förderweg der Substanz eingebracht
ist. Durch das Aufheizen bzw. Auftreffen der Substanz auf die Heizplatte
wird das Verdampfen der Substanz unterstützt. Die dadurch erzielte verbesserte
Konvektion der Substanz in das Umgebungsmedium führt zu einer schnelleren Wahrnehmung
des ausgebrachten Riechstoffs in der Nase eines Nutzers. Wie oben
bereits erwähnt,
ist die Bildung eines Tröpfchens
der Substanz durch die Membran-Austrittsöffnung vorteilhaft, so dass
das Tröpfchen
dann vollständig
auf die Heizplatte auftrifft.
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Darüber hinaus
ist gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ein Gebläse vorgesehen,
das einen die ausgetragene Substanz befördernden Luftstrom erzeugt.
Dabei ist von Bedeutung, dass der Austrag der Substanz ohne Trägergas erfolgt,
d. h. dass kein Gas durch den Tank durchgeleitet wird, um die Substanz
auszutragen. Der Gebläsestrom
fördert
lediglich die natürliche
Konvektion des Umgebungsmediums zur Nase des Nutzers.
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In
Verbindung mit dem Gebläse
ist gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
eine Drossel- oder Düsenvorrichtung
vorgesehen, mittels der der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom in einen
die ausgetragene Substanz tragenden inneren Gasstrom und einen den
inneren Gasstrom einhüllenden äußeren Gasstrom
unterteilt wird, derart, dass der innere Gasstrom bevorzugt eine
geringere Strömungsgeschwindigkeit
als der äußere Gasstrom
aufweist. Der äußere Luftstrom
bildet eine Isolierung gegenüber
dem inneren, die Substanz tragenden Luftstrom. Dadurch ist es möglich, die
ausgetragene Substanz über
eine größere Entfernung
in dem Umgebungsmedium zu befördern,
ohne von einem Nutzer wahrgenommen zu werden.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Einheiten
aus Tank und Austrageinrichtung zu einer Vorrichtung zusammengefasst,
d. h. es ist eine Kartusche geschaffen, in der mehrere Tanks mit
unterschiedlichen Substanzen, insbesondere unterschiedlichen Riechstoffen
zusammengefasst sind. Die Kartusche kann gleichermaßen eine
Anschlussvorrichtung und/oder eine Steuereinheit zum Betätigen aller
in der Kartusche zusammengefassten Austrageinrichtungen aufweisen,
wodurch sich individuelle Duftabgaben durch Ansteuern der einzelnen
in der Kartusche zusammengefassten Austrageinrichtungen realisieren
lassen.
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Vorteilhaft
trägt die
Vorrichtung bzw. die Kartusche Mittel zum Identifizieren der in
dem jeweiligen Tank aufgenommenen Substanz. Derartige Mittel können eine
elektronische Speichereinheit aufweisen, die über die Anschlussvorrichtung
kontaktierbar ist, so dass über
eine Datenverbindung von der Vorrichtung bzw. Kartusche zur Steuereinheit
Identifikationsdaten der Substanzen übertragen werden können. In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist die Kartusche eine Identitätskennung
in der Art eines Identifikations-Mikrochips
auf, auf dem geeignete Identifikationsdaten der Kartusche gespeichert
sind. Anhand dieser Kartuschen-Identifizierung ist eine Einsatzbestimmung
der Kartusche für
eine bestimmte Anwendung festlegbar und die Kartusche dieser einfach
zuzuordnen. Eine bestimmte Anwendung kann beispielsweise ein bestimmter
Kino-Film sein, zu dem die Kartusche eingesetzt werden soll, um
zu bestimmten Filmsequenzen die richtigen Düfte freizusetzen.
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Die
mit der Substanz in Kontakt stehenden Elemente der Vorrichtung sind
aus einem Material gefertigt, das mit den aufgenommenen Substanzen keine
Reaktion eingeht. Ein geeignetes Material ist beispielsweise ein
Polyetheretherketon-Kunststoff (PEEK).
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Die
Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel mithilfe der
beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
In diesen zeigen:
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1 eine
geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen
eines Riechstoffes;
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2 in
vergrößerter Schnittansicht
die Austrageinrichtung aus der Vorrichtung von 1;
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3 in
Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung
aus mehreren Einheiten zum Austragen von verschiedenen Riechstoffen;
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4 eine
schematische Darstellung einer Drosselvorrichtung zum Erzeugen eines
inneren, einen Riechstoff tragenden Gasstroms mit einem den inneren
Gasstrom einhüllenden äußeren Gasstrom.
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1 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
einer Vorrichtung 10 zum Austragen eines Riechstoffes mit
einem Gehäuse 13,
dessen Abmessungen cirka 40 mm × 6
mm × 6
mm betragen. Die Vorrichtung 10 weist einen Tank 12 auf,
dessen Unterteil von dem Gehäuse 13 gebildet
ist. Das Oberteil des Tanks 12 ist von einer verformbaren
Membranfolie 18 gebildet, die an den Rändern des Tankunterteiles hermetisch dicht
befestigt ist. Am hinteren Ende des Tanks 12 ist eine Befüllöffnung 16 gebildet,
mittels der der Tank evakuiert und mit einem Riechstoff befüllt werden kann.
Beim Evakuieren des Tanks 12 über die Befüllöffnung 16 legt sich
die verformbare Membranfolie 18 an dem Tankunterteil in
dem Gehäuse 13 an.
Die Membranfolie 18 ist derart ausgewählt, dass sie sich ohne Faltenbildung
oder Bildung eines Hohlraums an dem umverformbaren Tankunterteil
anlegen kann. Beim anschließenden
Befüllen
des Tanks 12 über
die Befüllöffnung 16 löst sich
die Membranfolie 18 aus dem Tankunterteil und die Befüllung wird
fortgesetzt bis die gewünschte
Füllung
erreicht ist, wobei sich dann, wie dargestellt, die Membranfolie 18 nach
oben in einen in Gehäuse 13 gebildeten
Aufnahmeraum 13I auswölben kann.
Die Befüllöffnung 16 wird
anschließend
verstöpselt
oder durch ein (nicht gezeigtes) Rückschlagventil verschlossen.
Ein auf dem Gehäuse 13 aufgebrachter
Deckel oder Griffschutz 13II schützt die
Membranfolie 18.
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Eine
Austrageinrichtung 14 für
den Riechstoff ist über
einen Kanal 19 an dem Tank 12 in dem Gehäuse 13 angeschlossen.
Beim Evakuieren des Tanks 12 über die Befüllöffnung 16 ist die
Austrageinrichtung hermetisch verschlossen, so dass kein Umgebungsmedium
in den Tank gelangen kann. Wie in 2 näher gezeigt,
ist die Austrageinrichtung 14 als eine in den Kanal 19 eingeschaltete
Mikro-Peristaltikpumpe 20 mit einem Einlassventil 21a,
einem Auslassventil 21b und einer Pumpenkammer 22 ausgebildet.
Den beiden Ventilen 21a, 21b und der Pumpenkammer 22 ist
eine Aktuatormembran 23 zugeordnet, die sich über diese
Elemente erstreckt. Das Einlassventil arbeitet derart, dass die
Aktuatormembran 23 den Zulauf von dem Tank 12 zur
Pumpenkammer 22 schließt
oder öffnet.
Ein Betätigen
des Einlassventils erfolgt mit einem auf der Membran 23 angeordneten
Aktuator 24, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Piezoelement
ist. Im Normalfall, d. h. ohne Beaufschlagung des Piezoelements
mit Strom, ist das Einlassventil 21a geschlossen. Bei einer
Ansteuerung des Piezoelements mit Strom wird die Membran 23 durch
die Aktion des Piezoelements gewölbt,
wodurch Riechstoff über
das Einlassventil 21a in die Pumpenkammer 22 befördert werden kann.
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Die
Pumpenkammer 22 ist als eine Aussparung in dem Gehäuse 13 vorgesehen,
wobei sie an einer oberen offenen Seite mit der Aktuatormembran 23 verschlossen
ist. An der Außenseite
der Membran 23 ist ein weiterer Aktuator 24 als
ein elektrisch betriebenes Piezoelement angeordnet. Bei Betätigung des
der Pumpenkammer 22 zugeordneten Piezoelements werden Druckunterschiede
in der Pumpenkammer erzeugt, die den Riechstoff in die bzw. aus der
Pumpenkammer 22 befördern.
Mit anderen Worten wird durch die Betätigung dieses Piezoelements beispielsweise
die Aktuatormembran 23 gegenüber der Pumpenkammer nach außen gewölbt, womit
in der Kammer 22 ein Druckgefälle erzeugt wird, durch das
bei geöffnetem
Einlassventil 21a und bei geschlossenem Auslassventil 21b der
Riechstoff in die Pumpenkammer 22 gesogen wird. Demgegenüber entsteht
bei einer Wölbung
der Aktuatormembran 23 in den Innenraum der Pumpenkammer 22 hinein
ein erhöhter
Druck in der Pumpenkammer, durch den der Riechstoff bei geschlossenem
Einlassventil 21a und bei geöffnetem Auslassventil 21b aus
der Pumpenkammer 22 zu einer Austrittsöffnung 26 des Kanals 19 befördert wird.
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Das
Auslassventil 21b weist entsprechend dem Einlassventil 21a die
Aktuatormembran 23 und einen darauf angeordneten Aktuator 24 auf.
Das Auslassventil 21b arbeitet in analoger Weise wie das
Einlassventil, d. h. dass das Ventil ohne Ansteuerung des Aktuators
schließt.
Die Betätigung
der beiden Ventile 21a, 21b ist zeitlich unterschiedlich
getaktet, so dass die beiden Ventile nicht zeitgleich geöffnet sind
und das Umgebungsmedium nicht in den Tank 12 gelangen kann.
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Die
Membran 23 erstreckt sich in der gezeigten Ausführungsform
von den beiden Ventilen 21a, 21b und der Pumpenkammer 22 bis
hin zur Austrittsöffnung 26 des
Kanals 19. In der Membran 23 kann eine beliebig
kleine Öffnung
als Austrittsöffnung 26 für den Riechstoff
ausgebildet sein.
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Gegenüber der
Austrittsöffnung 26 ist
an einer abgewinkelten Verlängerung
des Griffschutzes 13II eine elektrisch
betriebene Heizplatte 30 angeordnet. Die Heizplatte 30 kann
durch eine Steuereinrichtung angesteuert sein, so dass sie nach
Bedarf ein- bzw. ausschalt bar ist. Beim Austreten aus der Austrittsöffnung 26 trifft
der Riechstoff auf die erwärmte Heizplatte 30,
wodurch der Riechstoff auf der Heizplatte verdampft und eine Konvektion
bzw. eine Diffusion des Riechstoffs in das Umgebungsmedium verbessert
wird.
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Die
Vorrichtung 10 weist eine Anschlussvorrichtung 28 auf,
an der eine Steuereinheit (nicht gezeigt) anschließbar ist,
so dass die Austrageinrichtung 14 angesteuert werden kann.
Die Anschlussvorrichtung 28 ist eine im Stand der Technik
bekannte Kontaktvorrichtung, wie sie beispielsweise auf Chip-Karten
verwendet wird. Mittels des gezielten, d. h. über die Steuereinheit ansteuerbaren
Betätigens der
Austrageinrichtung 14 kann der Riechstoff zu bestimmten
Filmsequenzen im Kino, im Fernsehen oder zu anderen dem Nutzer dargebotenen
Informationen ausgetragen werden.
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3 zeigt
eine Kartusche 32, die mehrere Einheiten aus Tank 12 und
Mikro-Peristaltikpumpe 20 umfasst.
Insgesamt sind in der Kartusche 11 Einheiten vorgesehen,
die über
eine Anschlussvorrichtung 28 ansteuerbar sind. Die aus
den 1 und 2 für die Vorrichtung 10 hervorgehenden
Merkmale und Details sind auf die Kartusche 32 gleichermaßen zu lesen,
wobei auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird. Je nach
Intensität
und Bedarf der einzelnen Riechstoffe, können die Tanks 12 im
unterschiedlichen Maße
mit Riechstoff befüllt
werden und kann die Dauer des Riechstoffaustrags individuell gesteuert
werden.
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4 veranschaulicht
ein Verfahren, bei dem ein Riechstoff 40 aus einer Austrageinrichtung 14 in
einer Drossel- oder Düsenvorrichtung 34 ausgebracht
wird. Die Drossel- bzw. Düsenvorrichtung 34 ist
schematisch dargestellt. Mit ihr wird aus einem einheitlichen Luftstrom
bevorzugt ein gedrosselter, möglicherweise
aber auch ein beschleunigter innerer Gasstrom 36 gebildet,
der von einem äußeren Gasstrom 38 umhüllt ist.
Aufgrund der unterschiedlichen Fließgeschwindigkeit wird der die
Substanz tragende innere Gasstrom 36 durch den äußeren Gasstrom 38 eingehüllt und
gegenüber
dem Umgebungsmedium isoliert. Der Riechstoff in dem inneren Gasstrom
kann damit über
eine größere Entfernung
durch den inneren Gasstrom transportiert werden, ohne von der Nase
eines Nutzers wahrgenommen zu werden, da eine Durchmischung des
inneren Gasstroms mit dem Umgebungsmedium aufgrund des isolierenden äußeren Gasstroms
unterbunden ist.
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- 10
- Vorrichtung
zum Austragen eines Riechstoffs
- 12
- Tank
- 13
- Gehäuse
- 13I
- Aufnahmeraum
- 13II
- Griffschutz
- 14
- Austrageinrichtung
- 16
- Befüllöffnung
- 18
- verformbare
Membranfolie
- 19
- Kanal
- 20
- Mikro-Peristaltikpumpe
- 21a
- Einlassventil
- 21b
- Auslassventil
- 22
- Pumpenkammer
- 23
- Aktuatormembran
- 24
- Aktuator
(Piezoelement)
- 26
- Austrittsöffnung
- 28
- Anschlussvorrichtung
- 30
- Heizplatte
- 32
- Vorrichtung
(Kartusche)
- 34
- Drosselvorrichtung
- 36
- innerer
Gasstrom
- 38
- äußerer Gasstrom
- 40
- Riechstoff