DE2326293A1 - Gleichstrombetriebener automatischer spruehmittel-dosierspender - Google Patents

Gleichstrombetriebener automatischer spruehmittel-dosierspender

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DE2326293A1
DE2326293A1 DE2326293A DE2326293A DE2326293A1 DE 2326293 A1 DE2326293 A1 DE 2326293A1 DE 2326293 A DE2326293 A DE 2326293A DE 2326293 A DE2326293 A DE 2326293A DE 2326293 A1 DE2326293 A1 DE 2326293A1
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Thomas Rogerson
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
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    • B65D83/262—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant characterised by the actuating means operating automatically, e.g. periodically by clockwork, motor, electric or magnetic means operating without repeated human input
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F3/00—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals with driving mechanisms, e.g. dosimeters with clockwork
    • G04F3/06—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals with driving mechanisms, e.g. dosimeters with clockwork with electric driving mechanisms

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Description

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nurai. ·*···
W.621
Augsburg, den 23. Mai 1973
Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building» Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St.A.
Gleichstrombetriebener automatischer Sprühmittel-Doaierspender
Die Erfindung betrifft einen gleichstrombetriebenen automatischen Sprühmittel-Dosierspender mit einer Einrichtung zur Halterung eines Aerosolbehälters mit federbelastetem Sprühventil und mit einer Ventilbetätigungseinrichtung mit
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elektromotorisch angetriebenem Ventilbetätigungselement zur Niederdrückung des Sprühventils des Aerosolbehälters aus einer Ausgangsstellung entgegen der Federbelastung in eine Sprühstellung zwecks Abgabe einer bestimmt dosierten Sprühmittelmenge.
Derartige automatische Sprühmittel-Dosierspender werden vorzugsweise mittels einfacher Taschenlamper atterien betrieben.
Aerosol-Druckbehälter haben hinsichtlich der Abgabe der verschiedensten Sprühmittel, beispielsweise der Abgabe von Geruchverbesserern, Insektenvertilgungsmitteln, Desinfektionsmitteln oder dergl. ein weites Anwendungsfeld erobert. Derartige Aerosolbehälter sind normalerweise mit Sprühventilen ausgestattet, die entweder durch Niederdrücken oder bei einigen Konstruktionen auch durch eine seitliche Kippbewegung geöffnet werden können. Die meisten dieser Sprühventile sind so konstruiert, daß sie so lange Sprühmittel versprühen, wie sie niedergetu lckt oder der bewußten Kippbewegung unterzogen werden, während andere Konstruktionen derartiger Sprühventile, die unter der Bezeichnung "Dosierventile" bekanntgeworden sind, jeweils bei jeder Ventilbetätigung nur eine ganz bestimmte dosierte Sprühmittelmenge in Form eines
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Sprühmittelstoßes abgeben.
Bei vielen Anwendungsgebieten solcher Aerosol-Druckbehälter ist es wünschenswert, daß die Sprühventile automatisch in bestimmten Zeitintervallen betätigt werden. Es gibt bereits Geräte, mit deren Hilfe eine derartige Betätigung von Aerosol-Druckbehältern möglich ist. Diese Geräte bezeichnet man als automatische Sprühmittel-Dosierspender. Viele dieser bekannten automatischen Sprühmittel-Dosierspender werden durch Anschluß an Wechselstrom-Steckdosen betrieben. Andere Bauarten derartiger Sprühmittel-Dosierspender werden mit Gleichstrom betrieben, der beispielsweise aus Batterien zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft die letztgenannte Bauart von Sprühmittel-Dosierspendern, die gegenüber wechselstrombetriebenen Sprühmittel-DosierSpendern den Vorteil haben, daß sie auch an Plätzen betrieben werden können, wo sich keine Wechselstrom-Steckdosen befinden oder wo Stromkabel und Verlängerungskabel unerwünscht sind. Ein Nachteil der bekannten batteriebetriebenen Gleichstrom-Sprühmittel-Dosierspender liegt darin, daß die Batterien sich verhältnismäßig rasch erschöpfen und folglich häufig durch neue Battevien ersetzt werden müssen, und daß außerdem infolge der normalerweise angestrebten kleinen Abmessungen solcher automatischer Sprüh-
j mittel-Dosierspender auch die verwendeten Gleichstromquellen
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klein sein müssen und folglich nur eine geringe Kapazität haben.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei gleichstrombetriebenen automatischen Sprühmittel-Dosierspendern der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart eine möglichst einfache und billige Konstruktion zu erzielen und außerdem einen möglichst sparsamen Betrieb mit abmessungsmäßig möglichst kleinen Gleichstromquellen sicherzustellen«
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein automatischer Sprühmit-tel-Dosierspender der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart eine Zeitsteuerschaltung zur periodischen Speisung des Antriebselektromotors der Ventilbetätigungseinrichtung mit Gleichstromimpulsen aufweist, deren Impulsdauer jeweils der Dosis der Sprühmittelabgabe entspricht, und daß die Trägheit der beweglichen Teile der Ventilbetätigungseinrichtung so gewählt ist, daß deren der Rückstellkraft der Sprühventilbetätigungsfeder entgegenwirkende resultierende Trägheitskraft kleiner als diese Rückstellkraft ist, so daß jeweils am Ende eines solchen Gleichstromimpulses das Sprühventil des Aerosolbehälters unter der Wirkung seiner Belastungsfeder in seine Ausgangsstellung zurückkehren und das Ventilbetätigung&element in seine
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Ausgangsstellung zurückbewegen kann.
Zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sprühmittel-Dosierspenders werden nunmehr unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen in ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben. Es stellen dar:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht
eines automatischen Sprühmittel-Dosierspenders gemäß der Erfindung,
die Fig. 2 und 3 jeweils Vorderansichten einer Ausführungsform eines Ventilbetätigungselementes des erfindungsgemäßen automatischen Sprühmittel-Dosierspenders jeweils einmal in seiner Ausgangsstellung und zum anderen Mal in betätigter Stellung,
Fig, M ein Schaltschema der Zeitsteuer
schaltung des erfindungsgemäßen automatischen Sprühmittel-Dosierspenders j und
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Pig. 5 eine Vorderansicht einer anderen
Ausführungsform eines Ventilbetätigung selementes des erfindungrgemäßen automatischen Sprühmittel-Dosierspenders.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, ist der erfindungsgemäße - Sprühmitte1-Dosierspender 10 an der Innenseite der Tür 12 eines Gehäuses I1I befestigt, welch letzteres eine öffnung 16 aufweist, durch.welche das in dem Aerosolbehälter 18 unter Druck stehende Sprühmittel unmittelbar in den Raum versprüht werden kann. Der Aerosolbehälter 18 wird durch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Halteleiste im Gehäuse 14 so gehaltert, daß seine Ventilanordnung 20 sich unterhalb bzw» innerhalb einer Haltegabel 21 eines Halterahmens kO befindet und sein Düsenkörper 24 unterhalb eines an diesem Düsenkörper anliegenden Ventilbetätigungselementes 22 liegt. Das Sprühventil 20 kann als Dosierventil ausgebildet sein, welches bei Niederdrückung seines Düsenkörpers 2M. jeweils eine bestimmt bemessene Sprühmittelmenge über den hohlgebohrten Ventilschaft 25 und eine Düsenöffnung versprüht. Die Menge eines solchen Sprühmittelstoßes liegt jeweils in der Größenordnung von einigen hundert Milligramm. Der Sprühventil-Düsenkörper 2k wird durch ?ederdruck
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nach außen bzw. i- Hinblick auf die Zeichnungen nach oben gedrängt, so daß zur Betätig des Sprühventils eine nach in„en bzw. nach unten gerichtete Kraft erforderlich ist. Die zur Abgabe eines SprUhmittelstoAes erforderliche Abwärtsbewegung des SprUhventil-mlsemcörpers 2* beträBt etwa drei Ullimeter und wird durch einen mit der Unterfläche 26 des DUsenKorpers 2* zusammenwirkenden „ubbegrensunesanschlas 28 begrenzt.
eine
Der automatische Spruhmittel-Dosierspender weist ventiroetäticun^seinrichtung auf, die in den Zeichnungen allge. -in mit der Bezugszirfer 30 bezeichnet ist. Diese u,fa*t im wesentlichen einen Gleichstrom-Antrieb.motor «, ein ünterset.unesgetriebe Ji una das oben bereits erwähnte Ventllbetätigungselement 22.
Außerdem beinhaltet dia VentilbetätigunSBeinrichtung eine Zeitsteuerschaltung 36, welche den Gleichstrommotor periodisch mit Gleichstromimpulsen aus einer Gleichstromquelle 38 speist, welch letztere beispielsweise die Form von in Reihe geschalteten Taschenlampenbatterien haben kann, wie dies später im einzelnen noch beschrieben werden wird. Die Ventilbetätigungseinrichtung 30 und die Zeitsteuerscnaltuns 36 sind auf dem Halterahmen UO befestigt, der seinerseits mittels Befestigungsschrauben und Abstandshülsen aa der Gerätetür 12 befestigt ist.
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Der Gleichstrommotor 32 weist eine Triebwelle 44 mit einem Ritzel 46 auf, welch letzteres mit einem Stirnrad 48 des Untersetzungsgetriebes 34 in Eingriff steht. Das Untersetzungsgetriebe 34 hat, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, eine Anzahl von Untersetzungsstufen, die jeweils von Stirnrädern 48, 49 und 50 und von Ritzeln 52, 52' gebildet werden, die so miteinander in Eingriff stehen, daß sich die gewünschte Drehmomentumsetzung ergibt. '
Das Abtriebsritzel 52' des Untersetzungsgetriebes steht mit einem Stirnrad 54 in Eingriff, welch letzteres auf einem Achszapfen 55 drehbar gelagert ist und mit einem Ventilbetätigungselement 22 fest verbunden ist, das entweder an dem Stirnrad 54 befestigt ist oder mit diesem ein gemeinsames Teil bildet. Das Ventilbetätigungselement 22 weist eine Anlagefläche 56 auf, die mi\ der Oberseite 58 des Sprühdüsenkörpers 24 zusammenwirkt« Der Gleichstrommotor 32 ist also formschlüssig mit der Sprühventilanordnung 20 gekuppelt. Fig. 2 zeigt deutlich einen mechanischen Vorteil, der dadurch erzielt wird, daß die Anlagefläche des Ventilbetätigungselementes 22 radial nähei' an der gemeinsamen Drehachse 55 des Stirnrades 54 und des am SprUhventil-DUsenkörper 24 anliegenden Ventilbetätigungselementes 22 liegt als der Teiik des Stirnrades 54.
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Pig. 5 zeigt eine abgewandelte AusfUhrungsform eines Ventilbetätigungaelementes, welches einen mit mehreren Hökern versehenen Hebelarm 110 aufweist, der drehbar auf , einem Achszapfen 55a gelagert ist und ein Zahnsegment 112 aufweist, welches mit ihm ein gemeinsames Teil bildet. Das Zahnsegment steht in Eingriff mit dem Ritzel 52· und der radial innere Höker 114 liegt an dem Sprühventil-Düsenkörper 24 an. Der Hebelarm 110 weist an seinem vom Zahnsegment 112 abgelegenen Ende einen zweiten Höker 116 auf, welcher mit einem von Hand betätigbaren, in den Zeichnungen nicht dargestellten Betätigungshebel zusammenwirken kann, welch letzterer sich in Querrichtung quer zur Zeichnungsebene erstreckt.
Fig. 4 zeigt Einzelheiten der Zeitateuerschaltung zur Erzeugung von Gleichstromimpulsen auf einer Leitung 70, die zvn Antrieb des Gleichstrommotors 32 dienen. Die Stromquelle 38 kann von zwei in Serie geschalteten Taschenlampenbatterien Größe D oder mehreren kleineren Batterien gebildet sein, so daß dem Gleichstrommotor 32 über eine Leitung 72 und einen Ausgangs-Transistorschalter 76 eine positive Spannung von drei Volt dargeboten wird, während die negative Klemme der Strömquelle über eine Leitung 72' und einen Ausschalter 74 mit dem Antriebsmotor 32 verbunden iet.
— 9 —
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Der Ausgangs-Transistorschalter 76 wird von einer Doppelbasisdioden-Zeitsteuerschaltung 78 gesteuert, die über einen Strombegrenzungswiderstand 90 und eine Diode 82 mit der Basis 84 des Ausgangstransistors· 76 verbunden ist.
Die Doppelbasisdioden-Zeitsteuerschaltung 78 weist eine programmierbare Doppelbasisdiode 86 auf, deren Triggerpegel eine Punktion der an ihrem g-Pol 88 aufgebauten Vorspannung ist, welch letztere durch die an einer Verbindungsstelle 90 zwischen in Reihe geschalteten Widerständen 92 und 91I herrschende Spannung erzeugt wird. Eine von in Reihe geschalteten Widerständen 96 und 98 sowie einer Kapazität 100 gebildete Ladeschaltung ergibt die gewünschte Zeitsteuerung· Ein niederohmiger Strombegrenzungswiderstand 102 koppelt die Kapazität 100 mit der. Anode 104 der Doppelbasisdiode 86. Die Werte der Widerstände 92, 94, 96 und 98 und der Kapazität ICO sind so gewählt, daß die gewünschte periodische Triggerung des Doppelbasisdioden-Transistoi"* 86 erreicht wird, d.h. eine Triggerung jeweils in Intervallen von etwa zwölf b^s fünfzehn Minuten·
Während der Tätigkeit der Zeitsteuerschaltung 78 ist die normalerweise an der Verbindungsstelle 90 erzeugte Vorspannung nicht groß genug, um die Spannung an der Basisemitter strecke des Ausgangs-Transistorschalters 76 plus
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der Durchlaßspannung der Diode 82 zu überwinden. Infolgedessen ist der Ausgangs-Transistorschalter 76 normalerweise nichtleitend und der Gleichstrommotor 32 bleibt infolgedessen unerregtβ Wird die Kapazität 100 über die Widerstände 96 und 98 aufgeladen, so erreicht die Spannung der Anode 104 den Triggerpegel der Doppelbasisdiode 86, so daß die zwischen der Anode 104 und der Kathode IO6 herrschende Impedanz auf einen genügend niedrigen Viert abfällt und so eine Entladung der Kapazität 100 über den Widerstand 102 zuläßt. Gleichzeitig fällt auch die '!wischen dem g-Pol 88 und der Kathode I06 herrschende Impedanz ab, so daß nunmehr die an dem Verbindungspunkt 90 herrschende Spannung auf einen Pegel heruntergezogen wird, der niedrig genug ist, um eine Durchlaßvorspannung am Basisemitterübergang des Ausgangstransistors 76 aufzubauen und den letzteren leitend zu machen.
Sobald der Transistor 76 leitet, beginnt der Motor 32 in Richtung des Pfeiles I08 (siehe Pig. I) umzulaufen und bewirkt dadurch, daß das Ventilbetätigungselement 22 sich in Richtung des Pfeiles 60 zu verschwenken beginnt und dadurch den Sprühventil-Düsenkörper 24 niederdrückt., wie Fig. 3 dies zeigt. Der Ausgangstransistor 76 ist so lange leitend wie die Kapazität 100 Zeit braucht, um sich zu
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entladen. Diese, normalerweise eine halbe Sekunde andauernde Zeitspanne ist so ausgewählt, daß sie der Träghext der beglichen Teile der Ventilbetätigungseinrichtung und der Zeitspanne Rechnung trägt, die gebraucht wird, um aus dem Dosier-Sprühventil 20 einen SprUhmittelstoß abgeben au können.
Wenn sich die Kapazität 100 auf eine Mindeetspannung entladen hat, die eine Funktion der Kennlinie der Doppelbasi=diode 86 ist. dann besinnen der A„odenkathodenUberganS und der Torkathodenübergang des Transistors 86 wieder hohe !mpedanaen an.uneh.en, worauf die Vorspannung am Verbindungspunkt 90 wieder eingestellt wird und wiederum die an der Basisemitterstreoke herrschende Spannung des Ausgangstrans.stors unter Sperrpotential vorspannt und dadurch den Gleichstemotor 32 stromlos macht.
Der dem Antriebsmotor über den Transistor 76 *uBefürte Stromimpuls reicht aus, den SprUhventil-DUsenK»rper « in seine in ,ig. 3 darstellte niedergedrückte Stelluns ,u „ringen. Wenn der SprUhventil-BUsenKCrper 2« auf diese „eise niederduckt 1st. bewirkt -^J^^ Gleichstrommotors 32 und hält denselben so lanee bl. der an dem aieichstrommotor 32 anliegende Stromimpuls
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abgeKlungen ist und de, Motor «^ -it der Abist, so da. nun»enr - Motoran.ce ^ ^n triebs«lle W frei in u^eKehrter
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Motor anker und der weni&en betätigungseinrichtung 30-kleiner ist Federkraft,
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J2 seine und die
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Dosierspender von Hand betätigt werden, wenn dies zum Ausprobieren oder zwecks Auslösung gesonderter SprUhmittelstöße erforderlich ist.
Die von den Batterien 38 zu liefernde Leistung ist eine Funktion der Kraft, die zur Niederdrückung des Sprühventils erforderlich ist, ferner der Länge des Ventilhubes dieses Ventils, außerdem des Wirkungsgrades des Untersetzungsgetriebes, weiterhin des Stromverbrauches der Schaltung im Bereitschaftszustand (wegen des Vorhandenseins der Strombegrenzungswiderstände 92 und 9* ist der Stromverbrauch besonders niedrig) und schließlich der Häufigkeit der Ventilbetätigung.
Wenn ein kraftsparendes Dosierventil verwendet wird, d.h. ein solches, welches zu seiner Niederdrückung nur eine Kraft in der Größenordnung von etwa einem Kilopond benötigt, dann sind zwei Taschenlampenbatterien der Größe D anziehend, um den automatischen Sprühmit te 1-Dosier spender mit Sprühintervallen in der Größenordnung von etwa fünf«eh Minuten ein ganzes Jahr lang zu betreiben. Die in der Zeiteinheit abgegebene Sprühmittelmenge kann dadurch erhöht werden, daß die Häufigkeit der Ventilbetätigung erhöht wird. Die jeweils bei jeder Ventilbetätigung abgegebene Sprüh-
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mittelmenße kann dadurch geändert werden, daß das Sprühmittel-Dosierventil durch ein anderes solches Ventil anderer Mengendosierung ersetzt wird. Soll dann außerdem auch noch die im Verlaufe langer Zeiträume abgegebene durchschnittliche Sprühmittelmenge beibehalten werden, so können zur Erreichung dieses Zieles schließlich auch noch die von der Zeitsteuerschaltung gesteuerten Zeitintervalle geändert werden.
Der Impulsbetrieb des Gleichstrommotors 32. und seine unmittelbare formschlüssige Kupplung mit dem Sprühventil m "hen zusätzliche Teile, wie Rückholfedern, Tlotorumoteuerelemente, Nocken oder dergl., wie sie bei bekannten automatischen Sprühmittel-Dosierspendern üblich sind, überflüssig und dadurch ist der oben beschriebene Sprühmittel-Dosierspender hinsichtlich seiner Konstruktion wesentlich einfacher als die bisher üblichen vergleichbaren Sprühmittel-Dosierspender und trotzdem wesentlich zuverlässiger und wesentlich leiser im Betrieb und außerdem hat er einen sehr sparsamen Batteriestromverbrauch.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    ( l.JGleichstrombetriebener automatischer Sprühmittel-Dosierspender, mit einer Einrichtung zur Halterung eines Aerosolbehälters mit federbelastetem Sprühventil, und mit einer Ventilbetätigungseinrichtung mit elektromotorisch angetriebenem Ventilbetätigungselement zur Niederdrückung des Sprühventils des Aerosolbehälters aus einer Ausgangsstellung entgegen der Federbelastung in eine Sprühstellung zwecks Abgabe einer bestimmt dosierten Sprühmittelmenge, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuerschaltung (36) zur periodischen Speisung des Antriebselektromotors (32) der Ventilbetätigungseinrichtung (30) mit Gleichstromimpulsen, deren Impulsdauer jeweils der Dosis der Sprühmittelabgabe entspricht, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die
    Trägheit der beweglichen Teile (44 54 bzw. 44 .....
    und 110) der Ventilbetätigungseinrichtung so gewählt ist, daß deren der Rückstellkraft der Sprühventilbelastungsfeder entgegenwirkende resultierende Trägheitskraft kleiner ' als diese Rückstellkraft ist, so daß jeweils am Ende eines solchen Cleichetromimpulses das Sprühventil (20) des Aerosolbehälters (18) unter der Wirkung seiner Belastungsfeder in seine Ausgangsstellung zurückkehren und das Ventilbetäti-
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    (22 »... HO) in seine AusgangsstellunS zurücK bewegen kann.
    2 SprUhmittel-Dosierspender nach Anspruch 1, dadurch
    kennzeichnet, da* die «««—'« »"
    ist daB die dem Antriebsmotor (32) der VentiibetäWgungseinrichtuns (30, zugerührten Gleichstrom^ !ans senug sind, u. jeweils eine vollständige Niederdruck des Sprüh ventile (20) des Aerosolbehälters (18) .u gewährleisten.
    3. sprünmittel-Dosierspender nach Anspruch 1 oder 2, aadurch sexennseichnet, da, dessen Ventilbetätisungseinrichtung (30) ein mischen den AntriebseleKtromotor (32) das ventilbetätigungs.le-nent (22 bzw. IW) geschaltetes Untersetzungsgetriebe (3*) aufweist.
    U. Sprühmittel-Dosierspender nach Anspruch 3, dadurch gezeichnet, da. das Ventilbetatigungsele™ent (22 b.w. 110) ^ eine Schwenkachse (55) schwenkbar ist und ein mit einer Verzahnung versehenes, mit einem verzahnten Bauteil (52 ) des ontersetzunssgetriebes (3.) in Eingri« stehendes ieU (5») aufweist.
    5 sprühmittel-Dosiersp.ender nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge.enn.cicnnet, ^ das VentUbetätigungselement (HO)
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    der Ventilbetätigungseinrichtung (30) als Hebel ausgebildet ist (Fig. 5).
    6. Sprühmittel-Dosierspender nach.Anspruch 4 -oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigunsselement (110) mit mindestens einem Betätigungsnocken (114) für das Sprühventil (20) des Aerosolbehälters (18) versehen ist (Fig. 5).
    7. Sprühmittel-Dosierspender nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet-, daß die Schwenkachse (55) des Ventilbetätigungselementes (22 bzw. 110) radial näher bei einer mit dem Sprühventil (20) des Aerosolbehälter (18) zusammenwirkenden Wirkungsfläche (56 bzw. il4) dieses Venti!betätigungselementes als dem Teilkreis des mit dem Untersetzungsgetriebe (34) in Eingriff stehenden Teils (5^) gelegen ist.
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