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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung für ein fluidförmiges Produkt,
die einen Behälter
für das
fluidförmige
Produkt, der mit einer Öffnung
versehen ist, ein Abgabesystem für
das fluidförmige
Produkt und eine Versorgungsleitung umfasst, welche die Öffnung des
Behälters
mit dem Abgabesystem verbindet.
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Es
sind bereits zahlreiche Druckschriften bekannt, welche Abgabevorrichtungen
für ein
fluidförmiges
Produkt beschreiben, die schwingende Membranen verwenden, um das
fluidförmige
Produkt abzugeben. So ist z.B. auf die Dokumente
EP 0 682 570 ,
EP 0 615 470 und
EP 0 696 234 hinzuweisen. In diesen
drei Druckschriften umfasst das verwendete Abgabesystem eine perforierte
Membran, die einer aufrechterhaltenen Schwingung unterworfen ist,
die beispielsweise von einem piezoelektrischen Element erzeugt wird.
Fluidförmiges
Produkt steht in Berührung mit
einer der Flächen
der perforierten Membran und dadurch, dass die perforierte Membran
in Vibration versetzt wird, wird fluidförmiges Produkt durch die Löcher der
perforierten Membran hindurch in der Weise mitgenommen, dass es
in Form feiner Tröpfchen
des fluidförmigen
Produktes verteilt wird. Es ist vorteilhaft, wenn das an der Fläche der
Membran vorhandene fluidförmige
Produkt einen Druck aufweist, der im wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck oder
geringfügig
niedriger als der Atmosphärendruck ist.
In dem Dokument
EP 0 682 570 wird
das fluidförmige
Produkt Tropfen für
Tropfen im Bereich der perforierten Membran zugeführt. Es
befindet sich somit auf Atmosphärendruck.
In den Dokumenten
EP 0 615 470 und
EP 0 696 234 wird das fluidförmige Produkt der
perforierten Membran mit Hilfe eines Elementes mit Kapillarwirkung
zugeführt,
das in einen Behälter für das fluidförmige Produkt
eintaucht. Um diese Zufuhr durch Kapillarwirkung sicherzustellen,
ist es wichtig, dass das fluidförmige
Produkt in den Behälter
mit einem Druck gespeichert ist, der im wesentlichen gleich oder
geringfügig
kleiner als der Atmosphärendruck
ist. Dieses Problem wird in den beiden oben erwähnten Druckschriften nicht
erörtert.
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Das
Dokument US-5 838 350 beschreibt sogar eine Abgabevorrichtung mit
einer Membran, bei welcher der Behälter ein nachgiebiger Beutel
ist. Die Verformung des Beutels erzeugt jedoch in dem Maße, in welchem
das fluidförmige
Produkt aus ihm entnommen wird, Druckschwingungen im Bereich der Membran.
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Die
vorliegende Erfindung soll dieses oben erwähnte Problem dadurch vermindern,
dass eine Abgabevorrichtung für
ein fluidförmiges
Produkt angegeben wird, die vorteilhafterweise aber nicht ausschließlich eine
vibrierende Membran umfasst, wobei der Behälter in besonderer Weise für eine Zufuhr
des fluidförmigen
Produkts mit einem konstanten Druck geeignet ist, der im wesentlichen
gleich dem oder geringfügig
kleiner als der Atmosphärendruck
ist.
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Um
dies zu erreichen, schlägt
die vorliegende Erfindung eine Abgabevorrichtung für ein fluidförmiges Produkt
vor, die folgendes umfasst: einen Behälter für das fluidförmige Produkt,
der mit einer Öffnung
versehen ist, wobei der Behälter
einen nachgiebigen, verformbaren Beutel umfasst, in dem das fluidförmige Produkt
mit einem Druck gespeichert ist, der im wesentlichen gleich dem
oder geringfügig
kleiner als der Atmosphärendruck
ist, ein Abgabesystem für
das fluidförmige
Produkt, das einen Abgabeausgang aufweist, und eine Versorgungsleitung,
die die Öffnung
des Behälters
mit dem Abgabesystem verbindet, und ist dadurch gekennzeichnet,
dass der nachgiebige Beutel ein Element aus porösem Material enthält.
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Dieses
Element aus porösem
Material dient dazu, in vorteilhafter Weise die Konstanz des Drucks im
Inneren des Behälters
zu verbessern. Es dient tatsächlich
als Dämpfungs-Tampon während und
nach jeder Abgabe von fluidförmigen
Produkt durch die Membran hindurch. Der nachgiebige Beutel hat vorzugsweise
kein Formgedächtnis
und weist keinen merklichen Verformungswiderstand auf, so dass sein Fassungsvermögen ohne
merkliche Veränderung des
Drucks im Inneren des Beutels verändert werden kann. Dies ist
bei einem starren Fläschchen
mit Luftansaugung nicht der Fall, da die Luft in dem Behälter erst
am Ende der Produktabgabe eindringt, woraus sich die Ausbildung
eines Unterdrucks im Inneren des Behälters ergibt. Dies ist auch
nicht bei einem System mit Nachlaufkolben der Fall, das einen beträchtlichen
Unterdruck im Inneren des Behälters benötigt, damit
der Nachlaufkolben durch Ansaugung ansteigen kann. Alle diese Probleme
der Veränderung
des Drucks im Inneren des Behälters
werden mit einem nachgiebigen, frei verformbaren Beutel beseitigt,
in dem ein Element aus porösem
Material enthalten ist. Wenn auch bei jeder Verformung des nachgiebigen
Beutels ein höchstens
sehr kleiner Unterdruck im Inneren des nachgiebigen Beutels entsteht,
so ist dies im Fall eines Abgabesystems mit vibrierender Membran
ein für
ein gutes Arbeiten erwünschtes
Merkmal. Tatsächlich
ist es vorzuziehen, dass das fluidförmige Produkt im Bereich der
Membran einen kleinen Unterdruck aufweist, um eine gute Zerstäubung sicherzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich als synergetische Kombination eines frei verformbaren, nachgiebigen
Beutels mit einem Elemente aus porösem Material zum Aufnehmen
des abzugebenden fluidförmigen
Produktes, vorteilhafterweise mit einem Abgabesystem mit einer vibrierenden,
perforierten Membran zusammenfassen.
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Darüber hinaus
ermöglicht
es die Verwendung eines nachgiebigen Beutels, das in ihm enthaltene
fluidförmige
Produkt vollkommen zu konservieren, weil es niemals mit Luft in
Berührung
kommt.
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Vorteilhafterweise
umfasst der Behälter
im übrigen
einen Träger
für den
nachgiebigen Beutel, mit dem der Beutel verschweißt ist,
wobei die Öffnung
des Behälters
im Träger
des Beutels ausgebildet ist und das Element aus porösem Material
fest mit dem Träger
für den
Beutel verbunden ist. Das Element aus porösem Material kann günstiger
weise einen Verbindungsansatz umfassen, der mit der Öffnung des
Trägers
für den
Beutel in Eingriff steht. Vorzugsweise versperrt das Element aus
porösem
Material die Öffnung.
Somit besteht keine direkte Verbindung zwischen dem fluidförmigen Produkt,
das sich im freien Raum im Inneren des nachgiebigen Beutels befindet,
und der Versorgungsleitung.
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Im
Gegenteil wird das fluidförmige
Produkt gezwungen, durch das Element aus porösem Material hindurch zu treten,
um die Versorgungsleitung zu erreichen. Das Element aus porösem Material
ermöglicht
es auch, das Vorhandensein von fluidförmigen Produkt im Bereich der Öffnung des
Behälters
sicherzustellen. Somit steht die Versorgungsleitung ständig in
Verbindung mit fluidförmigem
Produkt. Vorteilhafterweise ist die Versorgungsleitung mit der Öffnung verbunden.
Vorzugsweise versperrt die Versorgungsleitung die Öffnung.
Somit ist die Versorgungsleitung direkt mit dem Element aus porösem Material verbunden
und das fluidförmige
Produkt, das in das Innere des porösen Materials aufgesaugt ist,
kann direkt in die Versorgungsleitung eintreten. Vorteilhafterweise
kann auch die Versorgungsleitung ein Element aus porösem Material
enthalten, um fluidförmiges Produkt
durch Kapillarwirkung aus dem Behälter heraus bis zum Abgabesystem
zu fördern.
Somit besteht keine Diskontinuität
des porösen
Materials zwischen dem Behälter,
der das Element aus porösem
Material enthält,
und der Versorgungsleitung, die das Element aus porösem Material
enthält.
Man stellt auf diese Weise eine permanente und konstante Versorgung unter
leichtem Unterdruck sicher, der durch den nachgiebigen, verformbaren
Beutel erzeugt wird.
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Bei
einer ästhetisch
ansprechenden Ausführungsform
sind das Abgabesystem und die Versorgungsleitung in einer zweiteiligen
Schale montiert, die vorteilhafterweise einen Teil des Behälters sichtbar
lässt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Abgabesystem eine vibrierende Membran, die mit Löchern durchbohrt
ist, durch welche hindurch das fluidförmige Produkt in der Form feiner
Tröpfchen abgegeben
wird. In diesem Fall kann das Abgabesystem im wesentlichen analog
zu den Systemen sein, die in den oben erwähnten Druckschriften zum Stand
der Technik beschrieben werden.
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Die
Erfindung wird jetzt noch genauer unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, die ein nicht einschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der teilweise durchsichtigen Vorderfläche einer
Vorrichtung für
ein fluidförmiges
Produkt gemäß der Erfindung
und
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2 einen
vertikalen Schnitt durch die Abgabevorrichtung aus 1.
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Die
Abgabevorrichtung für
ein fluidförmiges Produkt
gemäß der Erfindung
umfasst ein Abgabesystem für
das fluidförmige
Produkt, das eine vibrierende Membran 61 aufweist, die
durch Vibrationseinrichtungen 63, beispielsweise ein piezoelektrisches Element
in Schwingungen versetzt werden kann. Die elektronischen Schaltungen
und die Stromversorgung, die für
ein gutes Funktionieren des piezoelektrischen Elementes 63 erforderlich
sind, sind durch den Block 8 dargestellt, der in 1 wiedergegeben ist.
Die spezielle Art der Einrichtungen, die verwendet werden, um die
Membran 61 in Schwingungen zu ver setzen, ist kein kritisches
oder wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Es ist lediglich
wichtig, dass das Abgabesystem eine vibrierende Membran umfasst,
die zumindest zeitweilig mit dem fluidförmigen Produkt in Berührung steht.
Bei der beschriebenen Ausführungsform
ist die vibrierende Membran 61 vermittels einer Rasteranordnung
von Löchern 62 perforiert.
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Andererseits
umfasst die Abgabevorrichtung für
das fluidförmige
Produkt gemäß der Erfindung
einen Behälter 2,
der dazu bestimmt ist, das von dem oben beschriebenen Abgabesystem
abzugebende fluidförmige
Produkt zu enthalten. Genauer gesagt, ist das im Behälter 2 enthaltene
fluidförmige
Produkt dazu bestimmt, durch die Löcher 62 der vibrierenden Membran 61 in
Form feiner Tröpfchen
des fluidförmigen
Produktes abgegeben zu werden.
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Gemäß der Erfindung
ist der Behälter 2 ein frei
verformbarer, nachgiebiger Beutel 2, der beispielsweise
aus einer oder zwei Folien eines komplexen Films hergestellt ist,
die an ihrem Umfang mit Ausnahme einer Öffnung miteinander verschweißt sind,
in die ein Beutelträger 3 in
dichter Weise eingreift. Im allgemeinen ist die Öffnung des Beutels 2 am
Beutelträger 3 angeschweißt. Der
Beutelträger 3 besitzt
eine Öffnung 30,
durch die hindurch das fluidförmige
Produkt, das im Behälter 2 enthalten
ist, entnommen werden kann. Die Wände des nachgiebigen Beutels 2 können mit
einem sehr geringen Widerstand so verformt werden, dass das im Inneren
des Beutels gespeicherte Produkt auf einem nahezu konstanten Druck
bleibt, der gleich dem Atmosphärendruck
oder geringfügig
kleiner als dieser ist. Man kann somit leicht erkennen, dass eine
Verformung des nachgiebigen Beutels im Sinne einer Verminderung
seines Fassungsvermögens
einen gewissen Verformungswiderstand erzeugt, der sich in der Erzeugung
eines geringen Unterdrucks im Inneren fortsetzt.
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Die
Verwendung eines verformbaren Beutels mit einem Formgedächtnis,
wie z.B. eines elastischen Beutels ist hier nicht zweckdienlich.
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Die
vibrierende Membran 61 ist mit dem nachgiebigen Beutel 2 durch
eine Versorgungsleitung 5 verbunden. Die Versorgungsleitung 5 ist
direkt mit der Öffnung 30 des
Beutelträgers 3 verbunden. An
ihrem anderen Ende erstreckt sich die Versorgungsleitung 5 bis
zur Innenfläche
der perforierten, vibrierenden Membran 61. Um sicherzustellen,
dass fluidförmiges
Produkt im Bereich der Innenfläche
der perforierten, vibrierenden Membran 61 vorhanden ist,
enthält
die Versorgungsleitung 5 ein Element 51 aus porösem Material,
das die Rolle einer Fördereinrichtung
für das
fluidförmige
Produkt durch Kapillarwirkung aus dem Behälter 2 heraus spielt.
Dieses Element 51 aus porösem Material kann sich bis
zum Behälter 2 erstrecken,
um direkt in das fluidförmige Produkt
einzutauchen und sich so mit ihm voll zu saugen. Gemäß einem
Merkmal der Erfindung enthält der
nachgiebige Beutel 2 ein Element 4 aus porösem Material,
das sich durch Kapillarwirkung mit dem fluidförmigen Produkt voll saugen
kann. Dieses Element 4 aus porösem Material nimmt ein beträchtliches
Volumen des nachgiebigen Beutels 2 ein und ermöglicht es
auf diese Weise, das in dem nachgiebigen Beutel enthaltene fluidförmige Produkt
abzuführen,
ganz gleich an welcher Stelle es sich befindet. Vorteilhafterweise
ist das Element 4 aus porösem Material fest mit dem Beutelträger 3 beispielsweise
dadurch verbunden, dass ein Verbindungsansatz 40, der an
dem Element 4 aus porösem
Material ausgebildet ist, in das Innere einer Öffnung 30 eingreift,
die am Beutelträger 3 ausgebildet
ist. Das Element 4 aus porösem Material kann selbst die Öffnung 30 derart
versperren, dass das frei im nachgiebigen Beutel 2 gespeicherte,
fluidförmige
Produkt nicht direkt durch die Öffnung 30 herausfließen kann,
sondern im Gegenteil dazu gezwungen wird, durch das Element 4 aus
porösem
Material hindurch zu strömen.
Auch kann die Versorgungsleitung 5 in der Öffnung 30 derart
in Eingriff stehen, dass sie diese versperrt. Somit spielt der Beutelträger 3 vermittels
seiner Öffnung 30 die
Rolle einer dichten Verbindungsbuchse zwischen der Versorgungsleitung 5 und
dem Element 4 aus porösem
Material. Vorzugsweise kommt das Element 51 aus porösem Material,
das in der Versorgungsleitung 5 enthalten ist, in Berührung mit
dem Element 4 aus porösem
Material, das in der Öffnung 30 in
Eingriff steht. Somit wird ein kontinuierlicher Versorgungsweg für das fluidförmige Produkt aus
dem nachgiebigen Beutel 2 heraus bis zur Innenfläche der
perforierten, vibrierenden Membran 61 geschaffen.
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Das
Element 4 aus porösem
Material führt
zu mehreren Vorteilen: Erstens ermöglicht es, die Versorgungsleitung 55 mit
fluidförmigen
Produkt zu versorgen. Zweitens spielt es die Rolle eines Dämpfungs-Tampons
für die
Druckschwankungen im Inneren des nachgiebigen Beutels 2.
Drittens ermöglicht es
eine praktisch vollständige
Entleerung des nachgiebigen Beutels 2 aufgrund der Tatsache,
dass das fluidförmige
Produkt in stärkerem
Maße das
Bestreben hat, das poröse
Material zu tränken,
als neben diesem in dem Freiraum zu verbleiben, der vom nachgiebigen
Beutel gebildet wird.
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Das
Abgabesystem für
das fluidförmige
Produkt kann ebenso wie der nachgiebige Beutel 2, sein Beutelträger 3 und
die Versorgungsleitung 5 im Inneren einer Schale 1 angeordnet
sein, die vorteilhafterweise aus zwei miteinander zusammensetzbaren Teilen
gebildet sein kann. Die beiden Teile 11 und 12 können nahezu
symmetrisch sein. Es muss jedoch einer der Schalenteile 11 mit
einer Vertiefung für
die Aufnahme der perforierten Membran 61 sowie mit einer
anderen Vertiefung für
die Aufnahme eines Betätigungsknopfes 7 versehen
sein. Die beiden Teile der Schale können vorteilhafterweise mit
einem Fenster 110, 120 versehen sein, durch das
hindurch der nachgiebige Beutel 2 sichtbar ist. Die zusammengebaute
Schale 1 kann als Gehäuse
dienen, um den Versorgungsblock und die elektronische Schaltung 8 für die Vibrationseinrichtungen 63 unterzubringen.
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Bei
dem zur Erläuterung
der vorliegenden Erfindung verwendeten Ausführungsbeispiel umfasst das
Abgabesystem eine vibrierende Membran. Der nachgiebige Beutel mit
seinem in seinem Inneren befindlichen Element aus porösem Material
kann jedoch auch mit Formen von Abgabesystemen verwendet werden,
die keine vibrierende Membran aufweisen, beispielsweise mit einer
Pumpe.