DE60208429T2

DE60208429T2 - Ventil zur vollständigen abgabe

Info

Publication number: DE60208429T2
Application number: DE60208429T
Authority: DE
Inventors: Thomas Jaworski; R. Nathan WESTPHAL; J. Donald SHANKLIN; J. David HOUSER; H. Tor PETTERSON
Original assignee: SC Johnson and Son Inc
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: CA2464722C; US20030080144A1; CA2464722A1; JP2005519814A; EP1441965A1; DE60208429D1; WO2003037749A1; ATE314284T1; EP1441965B1; US6926172B2; AR039614A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Aerosol-Ab- bzw. -Ausgabevorrichtungen und insbesondere Ventilanordnungen, die die selbsttätige Ausgabe eines Aerosolinhalts in einem einzigen Stoß bzw. Impuls ermöglichen, ohne den Einsatz von elektrischem Strom zu erfordern.
Mit Aerosoldosen lässt sich eine Vielzahl von Inhaltsstoffen ausgeben. Typischerweise wird dabei ein Wirkstoff mit einem Treibmittel gemischt, das sich in der Dose mindestens teilweise im gasförmigen Zustand befindet, aber auch mindestens teilweise in einer Flüssigkeit gelöst werden kann, die den Wirkstoff enthält. Die Mischung wird in der Aerosoldose gespeichert.
Diese Wirkstoffmischung wird dann versprüht, indem man einen Betätigungsknopf oben auf der Dose seitlich kippt oder abwärts drückt, der ein Freigabeventil betätigt. Für die Zwecke dieser Anmeldung soll der Ausdruck "Wirkchemikalie" denjenigen Teil des Behälterinhalts (ob im Emulsionszustand, ein- oder mehrphasig) bezeichnen, der im Behälter in der flüssigen Phase (unabhängig von der Phase außerhalb des Behälters) vorliegt und einen Soll-Wirkstoff wie ein (abstoßendes, abtötendes oder das Wachstum beeinflussendes) Insektenbekämpfungsmittel, einen Duftstoff, ein Desinfektionsmittel und/oder ein Deodorant allein und/oder in Mischung mit einem Lösungsmittel und/oder in Mischung mit einem Teil des Treibmittels aufweist.
Der Druck auf einen Ventilbetätigungsknopf wird typischerweise mit einem Finger ausgeübt. Bei Duftstoffen, Deodorantien, Insektiziden und bestimmten anderen Wirkstoffen, die direkt in die Luft versprüht werden, ist es zuweilen erwünscht, den gesamten Behälterinhalt des Aerosolbehälters auf einmal zu entleeren. Dies kann zwar manuell geschehen; jedoch ist das Aufbringen eines konstanten Fingerdrucks bis zum vollständigen Entleeren des Behälters ermüdend und unpraktisch. Wird weiterhin ein Insektenbekämpfungs- oder ein Räuchermittel in einen Raumbereich ausgegeben, wird typischerweise der Benutzer wünschen, sich beim Austreten des Wirkstoffs an anderer Stelle zu befinden.
Es gibt Systeme zum selbsttätigen Verteilen des gesamten Wirkinhalts eines Aerosolbehälters in einem Stoß. Der Benutzer drückt den Auslöser auf der Aerosoldose so, dass letzterer in der Ausgabeposition versperrt wird. Der Aerosolinhalt beginnt im Moment des Drückens des Auslösers zu strömen, so dass während einer gewissen Zeitspanne die die Ausgabe aktivierende Person sich nahe der ausgegebenen Chemikalie befindet. Derartige Systeme unterliegen Einschränkungen, wenn die ausgegebene Chemikalie ein Insekten abtötendes Räuchermittel ist.
Die Druckschrift US-A-4 077 542 offenbart ein Ausgabeventil für eine Sprühdose mit einer Membran, hinter der sich eine Sammelkammer für das ausgebbare Produkt befindet. Ein mittiges Loch in der Membran führt zu einer Öffnung, die geschlossen wird, indem sie bei leerer Sammelkammer auf einen vorstehenden Dicht- bzw. Verschlussring aufsitzt. Beim Betätigen der Sprühdose tritt das ausgebbare Produkt in die Sammelkammer ein und verschiebt dabei die Membran, die in eine Offenposition umspringt, in der sie das mittige Loch zum Produkt hin freilegt. Dadurch erhält man einen Sprühstoß. Diese US-A-4 077 542 liegt dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu Grunde.
Die US-A-5 702 036 offenbart eine verzögernd wirkende Sprühvorrichtung mit Ausgabeventil für eine Sprühdose, in der ein Schieberventil stromabwärts des Hauptventils der Sprühdose angeordnet ist. Das Schieberventil wird geöffnet, wenn sich das eine Sammelkammer bildende Ventilgehäuses ausdehnt. Beim Betätigen des Hauptventils tritt Produkt in die Sammelkammer ein, bis dort der Druck ausreicht, um das Schieberventil zu betätigen und das Produkt in die Umluft auszugeben. Eine Sperre auf einer Kipphebelmechanik, die das Hauptventil betätigt, hält es im betätigten Zustand.
Folglich besteht noch Bedarf an verbesserten kostengünstigen selbsttätigen Aerosol-Ausgabevorrichtungen, die ohne elektrischen Strom arbeiten und den chemischen Wirkstoff in einem einzigen Stoß und den Wirkstoffvorrat im wesentlichen vollständig ausgeben, und dies mit einer Zeitverzögerung nach dem anfänglichen Auslösen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Ventilanordnung nach Anspruch 1 bereit, die zum Ausgeben einer Wirkchemikalie aus einem Aerosolbehälter geeignet ist. Die Anordnung ist von derjenigen Art, bei der die Wirkchemikalie aus dem Behälter selbsttätig ausgegeben wird.
Es liegt ein Gehäuse vor, das auf einen Aerosolbehälter aufsetzbar ist. Eine bewegbare Membran ist dem Gehäuse zugeordnet und mit einem Verschluss verbunden, wobei die Membran in eine erste Konfiguration bzw. einen ersten Zustand vorbeaufschlagt ist. Im Gehäuse befindet sich eine Sammelkammer, die die Chemikalie aus dem Behälter aufnehmen kann und einen variablen Druck auf die Membran ausübt. Ein Durchlass ist vorgesehen, der den Aerosolbehälter mit einem Auslass der Ventilanordnung verbindet.
Befindet sich die Membran im ersten Zustand, drosselt der Verschluss die Strömung der Wirkchemikalie im Durchlass und aus der Ventilanordnung hinaus. Übersteigt der Druck in der Sammelkammer einen vorgegebenen Schwellenwert, kann die Membran eine zweite Konfiguration bzw. einen zweiten Zustand annehmen, in dem sich die Wirkchemikalie aus der Ventilanordnung aussprühen lässt. Ist die Membran aus dem ersten in den zweiten Zustand gesprungen, verbleibt sie selbsttätig außerhalb des ersten, bis die Wirkchemikalie im Behälter mindestens größtenteils ausgegeben worden ist.
In bevorzugten Formen befindet sich im Durchlass ein poröses Material, um dort die Treibgasströmung zu regulieren.
Während beim Abfallen des Drucks des Treibgases in der Sammelkammer unter einen Schwellenwert die Membran nicht aus dem zweiten in den ersten Zustand zurückkehrt, ist in einer anderen bevorzugten Ausführungsform mit der Membran eine Sperre verbunden, die in den Eingriff tritt, wenn die Membran sich im zweiten Zustand befindet, um zu verhindern, dass der Verschluss in eine den Durchlass sperrende Lage zurückgeht.
In einer anderen Form ist der Verschluss in einer Axialrichtung versetzbar und weist die Ventilanordnung einen zweiten Durchlass auf, der den Behälter mit der Sammelkammer verbindet. Der zweite Durchlass leitet Treibgas aus dem Behälter in die Sammelkammer. Es kann auch ein Betätigungsteil des Gehäuses vorliegen, der sich verdrehen lässt, um Treibgas aus dem Behälter in den zweiten Durchlass einzulassen.
Die Ausgabevorrichtungen sind für den Einsatz mit vielfältigsten chemischen Wirkstoffen gedacht. Bevorzugte Beispiele sind Insekten abweisende Mittel, Insektizide, Duftstoffe, Desinfektionsmittel und Deodorantien.
Es sind auch Verfahren zum Anwenden dieser Ventilanordnungen mit Aerosolbehältern angegeben; ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausgeben einer Wirkchemikalie nach Anspruch 8.
Die vorliegende Erfindung erreicht ein stabiles Aufsetzen einer Ventilanordnung auf eine Aerosoldose, stellt aber eine Betätigungsvorrichtung mit zwei Arbeitszuständen bereit. In dem einen Arbeitszustand ist die Ventilanordnung betrieblich vom Betätigungsventil des Aerosolbehälters getrennt (ein für den Versand oder die Langzeitlagerung geeigneter Zustand). In einem anderen Arbeitszustand ist die Ventilanordnung betrieblich mit dem Inneren des Aerosolbehälters verbunden und erlaubt dem Benutzer, das vollständige Ausgeben der Wirkchemikalie aus ihm selbsttätig einzuleiten. Wichtig ist, dass die Ausgabe des Aerosolinhalts später erfolgt als das Herstellen der Verbindung der Ventilanordnung zum Inneren des Aerosolbehälters; daher kann der Anwender den Ausgabebereich verlassen, bevor der Aerosolinhalt ausgegeben wird.
Die vorgenannten und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In dieser wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die zur Erläuterung, nicht Einschränkung der Erfindung bevorzugte Ausführungsformen derselben zeigen. Diese Ausführungsformen stellen nicht unbedingt den vollen Erfindungsumfang dar; zur Auslegung desselben wird auf die Ansprüche verwiesen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schaubildliche Schnittdarstellung einer ersten bevorzugten erfindungsgemäßen selbsttätigen Ausgabeventilanordnung im AUS-Zustand auf eine Aerosoldose aufgesetzt;
2 zeigt vergrößert einen Dosenauslassventiltteil der Ventilanordnung der 1;
3 zeigt vergrößert einen Ausgabeteil der Ausgabeventilanordnung der 1;
4 entspricht der 1, aber mit der Vorrichtung im EIN-Zustand in einer Sammelphase;
5 zeigt vergrößert einen Teil der 1 mit der Vorrichtung in einer Sprühphase;
6 entspricht der 4, zeigt aber eine alternative Ausführungsform;
7 zeigt als Schnitt eine selbsttätige Ausgabeventilanordnung nach einer anderen Ausführungsform im AUS-Zustand;
8 entspricht der 7, zeigt aber das Ventil in einem EIN-Zustand in der Sammelphase des Ausgabezyklus;
9 zeigt vergrößert einen Teil der Ventilanordnung der 7;
10 entspricht der 9, zeigt aber das Ventil in der Sprühphase des Ausgabezyklus;
11 ist ein Schnitt durch eine selbsttätige Ausgabeventilanordnung nach einer weiteren anderen Ausführungsform in deren AUS-Zustand;
12 entspricht der 11, zeigt aber das Ventil in einem EIN-Zustand in der Sammelphase des Ausgabezyklus;
13 ist ein Schnitt durch eine selbsttätige Ausgabeventilanordnung nach einer weiteren Ausführungsform in deren AUS-Zustand;
14 zeigt vergrößert einen Teil der Ventilanordnung der 13;
15 entspricht der 13, zeigt aber das Ventil in einem EIN-Zustand in der Sammelphase des Ausgabezyklus;
16 zeigt vergrößert einen Teil des Ausgabeteils der Ventilanordnung der 15;
17 zeigt vergrößert den Sammelkammerteil der Ventilanordnung der 15;
18 entspricht der 17, zeigt aber das Ventil in der Sprühphase;
19 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen selbsttätigen Ausgabeventilanordnung im AUS-Zustand und auf eine Aerosoldose aufgesetzt;
20 zeigt vergrößert einen Teil der Ventilanordnung der 19;
21 entspricht der 19, zeigt aber das Ventil in einem EIN-Zustand;
22 entspricht der 20 und zeigt die Ventilanordnung der 21 mit dem Ventil in einer Sammelphase;
23 zeigt vergrößert die Sammelkammer der Ventilanordnung der 21;
24 entspricht einem Teil der 19, zeigt aber die Ventilanordnung in einem Sprühzustand;
25 ist ein Schnitt durch ein selbsttätiges Ausgabeventil einer alternativen Ausführungsform in einem AUS-Zustand auf eine Aerosoldose aufgesetzt;
26 entspricht der 25, aber mit dem Ventil in einem EIN-Zustand;
27 zeigt vergrößert einen Teil der Ausgabeeinrichtung der 26; und
28 entspricht der 27, aber mit dem Ventil im Sprühzustand.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Wie zunächst die 1 zeigt, hat eine Aerosoldose 12 eine zylindrische Wand 11, die am oberen Rand durch eine Kuppel 13 abgeschlossen ist. Der obere Rand der Dosenwand 11 ist an einer Dosenglocke 37 angefügt. Ein nach oben offener Becher 17 ist mittig in der Kuppel 13 angeordnet und mit einem Randwulst 19 an die Kuppel angefügt.
Die Dose 12 weist einen axial verlaufenden Kanal 23 auf, der mittig durch sie in eine unter Druck stehende Chemikalienmischung (Wirkstoff und Treibgas) an einem Ende (vorzugsweise am unteren Dosenende) verläuft. Der obere Bereich 25 des Doseninneren über der Chemikalienleitung enthält unter Druck stehendes Treibgas. Der untere Bereich enthält eine Mischung aus verflüssigtem Gas und chemischem Wirkstoff. Auf das obere Ende des Kanals 23 ist ein T-Adapter 15 zum Inneren der Ausgabeeinrichtung 10 aufgesetzt, durch den die Chemikalie ausgebbar ist.
Die Ausgabeeinrichtung 10 weist eine Dosenventilanordnung 45 mit einer Treibgasventilanordnung 41 und einer Wirkstoffventilanordnung 47 auf. Die Ausgabeeinrichtung 10 ermöglicht, den Inhalt der Aerosoldsose selbsttätig in einem einzigen Stoß an die Umluft auszugeben. Die Ausgabeeinrichtung 10 besteht größtenteils aus Polypropylen; auch andere geeignete Werkstoffe sind anwendbar.
Eine Halterung 16 ist am radial inneren Ende auf den Ventilbecherrand 19 und am radial äußeren Ende auf die Glocke 37 aufgerastet. Die radial äußere Wand 34 der Halterung 16 erstreckt sich axial und weist auf der radial äußeren Fläche ein Gewinde auf. Die Ausgabeeinrichtung 10 hat eine radial äußere Wand 35 mit einer unteren Schürze 20; die Wand ist Teil einer Steuerungsgruppe 22. Die Schürze 20 hat auf der radial inneren Fläche ein Gewinde, das mit dem auf der Außenwand 34 verschraubbar ist, um die Ausgabeeinrichtung 10 auf die Aerosoldose 12 drehend aufzusetzen. Das axial äußere Ende der Wand 35 läuft an einer radial sich erstreckenden oberen Deckfläche mit einem mittigen Auslass aus, der eine Ausgabedüse 54 enthält, mit der in vorbestimmten Intervallen der Wirkstoff aus der Ausgabeeinrichtung 10 versprüht werden kann. Im Betrieb lässt sich die Ausgabeeinrichtung 10 durch Verdrehen des Elements 22 relativ zur Dose 12 EIN- und AUSschalten, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt.
Wie ersichtlich, sind in der gesamten Beschreibung die Begriffe "axial außen", "axial stromabwärts", "axial innen" und "axial stromaufwärts" bezüglich der Längsachse des Behälters verwendet. Der Begriff "radial" bezieht sich auf eine auswärts von dieser Achse weg oder einwärts zu ihr hin weisende Richtung.
Wie auch die 2 zeigt, umschließt der T-Adapter 15 einen axial stromabwärts vom Kanal 23 liegenden Innenraum 14. Der T-Adapter 15 ist so bemessen, dass er sich durch Krimpen ("crimp") mittig im offenen Ende des Bechers 17 festlegen lässt. Eine langgestreckte ringförmig umlaufende Wand 27 umschließt einen ersten Kanal 28, der axial vom Inneren des Hohlraums 14 weg und mittig durch die Ausgabeeinrichtung 10 verläuft und die Wirkmischung aus der Dose 12 der Ausgabedüse 54 zuführt. Ein langgestreckter Ventilschaft 31 verläuft axial stromabwärts von der Wand 27 in die Ausgabeeinrichtung 10 und lässt den Kanal 28 sich so in die Ausgabeeinrichtung hinein erstrecken.
Der T-Adapter 15 enthält einen Durchgang 21 zwischen dem Innenraum 14 und dem Gassammelbereich 25. Der Durchgang bildet einen Treibmitteleinlass, wie sich aus der folgenden Beschreibung genauer ergibt. Ein Treibmittelzufuhrkanal 46 verläuft axial durch den Durchlass 21 und verbindet den Innenraum 14 mit einer Sammelkammer 36, die Treibmittel aufnimmt. Der Innendruck in der Sammelkammer 36 bestimmt, wann sich die Ausgabeeinrichtung 10 in einer Sammelphase befindet (bspw. beim ersten Betätigen des Systems durch den Benutzer) sowie wann eine Ausgabephase beginnt und wie lange sie dauert, bis der Doseninhalt im wesentlichen erschöpft ist.
Der Ventilschaft 31 übt über ein Federelement 29 Druck auf den Dichtring 33 aus. Die Wand 27 wirkt als Kolben, der vom axial inneren Ende des Ventilschafts 31 axial stromaufwärts verläuft und an einem Verschlusselement 44 endet, das auf den Dichtring 33 gedrückt wird. Im AUS-Zustand der Ausgabeeinrichtung (vergl. 2) drückt die Feder das Verschlusselement 44 auf den Dichtring 33, so dass kein Wirkstoff in den Kanal 28 einströmen kann. Weiterhin wird der Ventilschaft 31 auf einen Dichtring 24 am äußeren Ende der Dose 12 gedrückt, um dazwischen einen dichten Verschluss herzustellen, so dass kein Treibmittel aus der Dose 12 in den Durchlass 46 strömen kann. Es kann dann also weder Treibgas noch Wirkmischung aus der Dose 12 in die Ausgabeeinrichtung strömen; die Ausgabeeinrichtung 10 befindet sich in einem Lagerungs- bzw. Versandzustand.
Ein Kanal 32 verläuft am Verschluss 44 durch die Oberfläche der Wand 27 und ermöglicht im EIN-Zustand der Ausgabeeinrichtung einen Wirkstoffzustrom zur Ausgabeeinrichtung.
Die 3 zeigt, wie das axial äußere Ende des Ventilschafts 31 an einem mittigen Einlass zu einer Rückhaltewand 42 endet, der seinerseits mit einem axial verlaufenden ringförmigen Kanal 50 verbunden ist. Der Kanal 50 verläuft auswärts zur Düse 54 und bildet einen Auslasskanal 51, der Wirkstoff an die Umluft ausgibt. Ein Stopfen 52 ist am inneren Ende des Kanals 51 angeordnet und mit einem O-Ring 53 dicht abgeschlossen, damit kein Wirkstoff unter Druck aus der Ausgabeeinrichtung 10 austreten kann, wenn sie sich nicht in einer Sprühphase befindet, wie unten ausführlicher beschrieben.
Der Kanal 46 verläuft am Übergang zwischen den Kanälen 50, 31 radial auswärts und mündet an seinem axial äußeren Ende an einem Treibmitteleinlass 38 der Rückhaltewand 42. Eine Sammelkammer 36 ist von einer Rückhaltewand 42 gebildet, die gemeinsam mit einer flexiblen monostabilen Membran 40 die Sammelkammer 36 umschließt. Die Membran 40 umfasst ein ringförmiges flächiges Element, das an seiner radial äußeren Oberfläche von einem Federringelement 49 gelagert ist, das die Membran 40 in die in der 1 gezeigte Schließstellung vorspannt.
Die Membran 40 ist aus dem ersten Sammelzustand (4) in einen zweiten Offenzustand (5) bewegbar, um die Ausgabeeinrichtung 10 in einen Sprühzustand zu bringen. Im Einlass 38 der Sammelkammer 36 befindet sich ein poröses Element 48 vorzugsweise aus einem Keramik- oder anderen durchlässigen Werkstoff niedriger Porosität, um die Strömung von eintretendem Treibgas zu regulieren und so die Dauer zwischen dem Einschalten der Ausgabeeinrichtung 10 und dem Versprühen des Wirkstoffs zu verlängern. Die radial äußere Kante der Membran 40 ragt mit ihrem axial äußeren Ende in eine Nut in der radial inneren Oberfläche der oberen Abschlussfläche 39. Die radial innere Kante der Membran geht einteilig in den Kanal 50 über.
Eine langgestreckte Hülse 56 verläuft axial zwischen der Wand 50 und dem sich axial erstreckenden Teil der Rückhaltewand 42 und weist an den distalen Enden zwei äußere Paare von Dichtringen 55 auf, die einen fluiddichten Abschluss zur Innenfläche der Rückhaltewand 42 bilden, wie unten ausführlicher beschrieben.
Wie die 4 zeigt, wird die Ausgabeeinrichtung eingeschaltet, indem man die Steuergruppe 22 verdreht, um die Ausgabeeinrichtung 10 in Richtung des Pfeils A axial einwärts zu versetzen. Es ist einzusehen, dass die Nachgiebigkeit der Feder 29 die Gefahr einer Beschädigung der Ausgabeeinrichtung 10 durch Überdrehen durch den Benutzer gering hält. Eine Schulter auf dem Element 16 wirkt als zusätzlicher Anschlag. Der Ventilschaft 31 wird abwärts geschoben und komprimiert die Feder 29, die das Verschlusselement 44 axial stromaufwärts bewegt und von der Dichtung 33 abhebt. Die Bewegung des Ventilschafts 31 löst auch den Verschluss 24.
Damit wird eine Sammelphase eingeleitet, in der das unter Druck stehende Treibgas aus der Dose 12 stromabwärts in Richtung des Pfeils B durch den Innenraum 14 in den Kanal 46 strömt. Das Treibmittel tritt dann am Einlass 38 in die Sammelkammer 36 ein, wo das poröse Element 42 es drosselt, bevor es in die Sammelkammer gelangt.
Sobald die Steuergruppe 22 gedreht worden ist, um die Ausgabeeinrichtung 10 in den EIN-Zustand zu schalten, kann auch unter Druck stehendes Wirkstoffgemisch die Dose 12 verlassen. Insbesondere strömt der Wirkstoff durch den Kanal 23 und um den Verschluss 44 herum in den Kanal 21 und von dort weiter in Richtung des Pfeils C zum Auslasskanal 51. Da sich jedoch an der Mündung des Kanals 51 der Stopfen 52 befindet, kann der Wirkstoff hier nicht weiter stromabwärts strömen.
Der konstante Zustrom von Treibgas aus dem Einlasskanal 46 in die Sammelkammer 36 bewirkt jedoch in ihr einen Druckanstieg, der auf die radial innere Oberfläche der Membran 40 wirkt. Ist die Sammelkammer 36 so weit mit Treibgas gefüllt, dass der Druck einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, verformt die monostabile Membran 40 sich aus dem normalen Schließzustand der 4 in den Offenzustand der 5.
Damit ist eine Sprühphase eingeleitet, in der die Membran 40 bewirkt, dass der Kanal 50 axial auswärts versetzt wird. Wird der Kanal 50 auswärts versetzt, löst sich der Stopfen 52 vom Kanal 28. Da der Innendurchmesser der Rückhaltewand 42 zunimmt, während der Stopfen 52 sich stromabwärts bewegt, kann Wirkstoffmischung in Richtung des Pfeils D aus dem Kanal 28, um den Stopfen herum und in den Auslasskanal 51 strömen. Der Wirkstoff strömt unter Druck vom Kanal 51 zur Düse 54, um als stetiger Sprühstrahl aus dieser auszutreten. Es ist einzusehen, dass der dichte Abschluss zwischen den beiden Ringwülsten 55 der Hülse 56 und der Innenfläche der Rückhaltewand 42 während sowohl der Sammel- als auch der Sprühphase erhalten bleibt, so dass kein Treibmittel die Sammelkammer 36 verlassen kann.
Da in der Sprühphase das Treibmittel nicht einfach aus der Sammelkammer 36 entweichen kann, verbleibt der Druck in der Kammer über dem zum Aufrechterhalten der Sprühphase nötigen Schwellenwert. Tritt eine geringe Menge Treibmittel an der Hülse 56 vorbei aus, wird die entwichene Menge durch Treibmittel aus dem oberen Bereich 25 der Dose 12 ersetzt, um den Innendruck in der Sammelkammer 36 über dem Mindest- bzw. Schwellenwert zu halten. Sobald also die Membran 40 umspringt, um die Sprühphase einzuleiten, wird Wirkchemikalie weiter aus der Dose 12 ausgegeben, bis deren Inhalt im wesentlichen erschöpft ist.
Die Dauer der Sammelphase lässt sich bspw. durch Justieren der Steifigkeit der Membran 40, des Volumens der Kammer 36 und/oder der Porosität des porösen Drosselelements 48 einstellen.
Ersichtlich lassen die Ausgabeeinrichtung 10 und die Dose 12 sich dem Endbenutzer als zusammengesetzte Anordnung verkaufen. Im Betrieb dreht der Benutzer die Gruppe 22, um die Ventilanordnung 45 axial einwärts zu versetzen, so dass Aerosolinhalt aus der Dose 12 ausströmt, und den Sammelzyklus zu beginnen. Das Treibgas strömt durch den Kanal 46 und in die Sammelkammer 36. Ist die Sprühphase eingeleitet, strömt die Wirkstoffmischung durch den Kanal 51 und tritt durch die Düse 54 in die Umluft aus, bis die Wirkchemikalie vollständig aus der Dose 12 ausgegeben worden ist.
Soll ein Räuchermittel oder Insektizid ausgegeben werden, kann ein Benutzer mit Vorteil die Sammelphase einleiten und dann den zu behandelnden Raumbereich verlassen, bevor die Sprühphase einsetzt. Folglich kann ein Benutzer die Düse 54 dort, wo sie erwünscht ist, anordnen und den Ausgabezyklus von Hand einleiten. In Folge der Verzögerung bis zum Sprüheinsatz kann der Anwender den Raum vor dem Sprühen verlassen, wie es besonders erwünscht sein kann, wenn die Wirkchemikalie ein Räuchermittel wie bspw. ein Insektizid ist.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass nur ein kurzer manueller Betätigungsschritt erforderlich ist. Der Anwender braucht nicht mit einem Finger stetig Druck aufzubringen, um ein stetiges Sprühen zu erreichen.
Es sei nun auf die 6 verwiesen. Die Ausgabeeinrichtung 10 lässt sich mit einer mechanischen Sperrmechanik 61 modifizieren, die dazu beiträgt, die Ausgabeeinrichtung 10 im Sprühzustand zu arretieren. Dies lässt sich mit einem oder mehreren Widerhaken 57 erreichen, die geringfügig axial einwärts unter der oberen Abschlussfläche 39 vom Kanal 50 radial auswärts vorstehen. Der radial innere Rand der Abschlussfläche 39 ist an der Düse 54 angeschrägt, so dass, wenn die Ausgabeeinrichtung 10 den Sprühzustand annimmt, die obere Deckfläche über den/die Widerhaken 57 rastet und den Kanal 50 in der Solllage arretiert.
Erreicht der Druck in der Sammelkammer 36 den vorbestimmten Schwellenwert und wird der Kanal 50 auswärts versetzt, versperrt die Schnittstelle Widerhaken 57/Deckfläche 39 die Ausgabeeinrichtung 10 im Sprühzustand unabhängig davon, ob der Druck in der Sammelkammer danach unter den Schwellenwert abfällt. Die Sperrmechanik liegt so, dass, wenn sie im Eingriff ist, der Stopfen 52 so weit vom Kanal 28 entfernt liegt, dass die Wirkchemikalie frei aus der Ausgabeeinrichtung 10 entweichen kann.
Die 7-10 zeigen eine Ausgabeeinrichtung 120 nach einer anderen Ausführungsform, die auf eine Dose 122 mittels einer äußeren Wand 144 aufgesetzt ist, deren Innenfläche ein Gewinde trägt, das mit dem auf der Außenfläche der Wand 136 verschraubbar ist. Eine obere Deckfläche 149 verläuft vom axial äußeren Ende der Wand 144 im wesentlichen radial einwärts. Die Wand 136 hat an ihrer axial inneren Fläche einen Flansch, der an der Dosenglocke 139 angreift. Die Wand 136 geht einteilig in eine winklige Wandfläche 147 über, die von ihr radial einwärts und axial stromabwärts verläuft. Die Wandfläche 147 geht an ihrer radial inneren Kante einteilig in eine Wand 154 über, die sich von ihr axial stomaufwärts ersteckt und mit einem Flansch den Rand 129 untergreift.
Die Steueranordnung 120 weist weiterhin einen Hebel 171 auf, der mit der Wand 144 gemeinsam gedreht wird, um die Steueranordnung 132 in der Axialrichtung zu versetzen, wie oben beschrieben. Zusätzlich könnte der Hebel 171 zwischen sich und der Wand 144 eine durchlöcherte Lasche (nicht gezeigt) aufweisen, die zerreißt, bevor die Ausgabeeinrichtung sich betätigen lässt; damit wird angezeigt, dass die Ausgabeeinrichtung manipuliert worden ist.
Die Dose 122 hat ein erstes und ein zweites Ventil 137 bzw. 140, die in sie hinein ragen. Das Ventil 137 ist mit einem Kanal 133 verbunden, der axial zum Dosenboden verläuft, um Chemikaliengemisch aufzunehmen. Das Ventil 140 läuft im oberen Bereich 135 der Dose 122 aus, um Treibgas aufzunehmen. Die Ventile 137, 140 weisen jeweils einen abwärts drückbaren Kanal 138 bzw. 143 auf, der axial aus der Dose 122 verläuft. Somit lässt die Ausgabeeinrichtung 120 sich als separates Teil bereit stellen, das auf die Dose 122 aufsetzbar ist, indem man die Wandung 144 relativ zur Wandung 136 dreht.
Wie die 9 zeigt, weist die Wirkstoffventilanordnung 157 eine Ringwand 177 auf, deren axial inneres Ende auf den Kanal 137 aufschiebbar ist. Ein Flansch 173 verläuft von der Wandung 177 radial einwärts zum äußeren Ende des Kanals 138. Der Flansch 173 umschließt einen mittigen Kanal 165, der axial durch ihn hindurch verläuft und mit dem Kanal 138 fluchtet. Eine Ringwand 141 ist in die Wand 177 eingepasst, verläuft vom Flansch 173 axial stromabwärts und umschließt einen axial verlaufenden Kanal 175, der in Strömungsverbindung mit dem Kanal 165 steht. Der Kanal 165 verläuft aus der Ausgabeeinrichtung 120 hinaus und bildet einen Auslass 167 zur Umluft.
Zwischen den Kanälen 175, 165 sperrt ein Stopfen 164 den letzteren, damit die Wirkchemikalie nicht aus der Ausgabeeinrichtung 120 austreten kann, wenn sie sich nicht im Sprühzustand befindet. Zwei O-Ringe 163 zwischen der Innenfläche der Wand 177 und der Außenfläche der Wand 141 gewährleisten weiter, dass Wirkchemikalie oder Treibmittel nicht durch den Druckausgleichskanal 156 in der Wand 141 aus der Ausgabeeinrichtung 120 austreten kann. Ein ringförmiger Kanal 153 umgibt den Stopfen 164 und verbindet die Kanäle 165, 175 in der Sprühphase.
Die Treibmittelventilanordnung 151 weist eine ringförmige Wand 179 um einen Durchlass 142 auf, der vom Ventilschaft 143 axial in eine Sammelkammer 146 verläuft. Die Sammelkammer wird von einer Membran 150, die radial von einer Wand 161 an der Schnittstelle zwischen der oberen Deckfläche 149 und der axial äußeren Ende der Wand 179 ab verläuft, dem axial inneren Teil der Wand 161, der Innenfläche der Wand 179 und der Außenfläche der Wand 141 gebildet. Die Membran 150 ist weiterhin an ihrem radial inneren Ende mit der Wand 141 verbunden.
Die Wand 179 hat einen Flansch 159 ähnlich dem Flansch 173 der Wand 177, der am Ventilschaft 143 angreift und einen durch diesen verlaufenden Kanal 181 bildet, der den Ventilschaft 143 und den Kanal 142 strömungsmäßig verbindet. Im Kanal 142 sitzt axial stromabwärts des Flansches 159 ein poröses Strömungssteuerelement 158, das die Treibmittelströmung in eine Sammelkammer 146 reguliert.
Setzt man die Ausgabeeinrichtung 120 anfänglich auf die Dose 122 auf, werden weder der Kanal 138 noch der Kanal 143 betätigt. Dreht man jedoch, wie die 8 zeigt, die Ausgabeeinrichtung 120 in den EIN-Zustand, so dass die Sammelphase beginnt, werden die Flansche 159, 173 axial stromaufwärts versetzt und drücken den Ventilschaft 143 bzw. 138 abwärts. Folglich strömt Wirkchemikalie durch den Kanal 133 und das Ventil 137 in den Kanal 165; sie kann jedoch nicht in den Kanal 175 eintreten, da der Stopfen 164 und die O-Ringe 163 einen Verschluss bilden.
Das Treibmittel strömt durch das Ventil 140, den Kanal 181, den porösen Steuereinsatz 158 und den Kanal 142 in die Sammelkammer 146. Übersteigt der Druck des Treibmittels auf der axial inneren Fläche der Membran 150 einen vorbestimmten Schwellenwert, verformt sie sich aus dem in der 7 gezeigten normalen Schließ- in den Offenzustand, den die 10 zeigt.
Damit wird eine Sprühphase eingeleitet, während der die Membran 150 ein Versetzen der Wand 141 axial stromaufwärts bewirkt, so dass der Einlass zum Kanal 175 vom Stopfen 164 abgehoben wird. Folglich strömt Wirkchemikalie in Richtung des Pfeils N aus dem Kanal 138 und durch den Kanal 153 in den Kanal 175, wo sie am Auslass 167 die Ausgabevorrichtung 120 verlässt. Beim Versetzen der Wand 141 bleibt der dichte Abschluss zwischen den O-Ringen 163 und der Innenfläche der Wand 141 erhalten.
Folglich kann kein Treibmittel aus der Sammelkammer 164 durch den Spalt zwischen der radial inneren Fläche der Wand 177 und der radial äußeren Fläche der Wand 141 hindurchtreten. Der Druck in der Sammelkammer 146 bleibt über dem Schwellenwert, so dass die Wirkchemikalie 122 im wesentlichen vollständig aus der Dose 122 freigesetzt wird. Wie ersichtlich, kann die Ausgabeeinrichtung 120 auch eine Sperre der in der 6 gezeigten Art aufweisen, um einen axial stromaufwärtigen Versatz der Wand 141 in der Sprühphase mechanisch zu verhindern.
Die 11, 12 zeigen eine Ausgabevorrichtung mit ähnlichem Aufbau wie die letzte Ausführungsform. Die hauptsächlichen Unterschiede liegen in der Wirkstoff- und in der Treibmittel-Ventilanordnung 257 bzw. 251.
Insbesondere weist die Wirkstoff-Ventilanordnung 257 eine ringförmig umlaufende Lippe 225 auf, die axial stromaufwärts in den Kanal 233 ragt und einen Innenraum 224 umgreift. Das axial stromaufwärtige Ende der Lippe 225 sitzt im Kanal 233, um dem Ventil 237 Wirkstoff zuzuführen.
Ein biegsames Verschlusselement 234 in der Treibmittel-Ventilanordnung 251 steht vom Element 225 radial auswärts so ab, dass das Verschlusselement 234 mit seiner axial äußeren Oberfläche an der axial inneren Oberfläche eines Sitzes 254 anliegt. Der Sitz 254 befindet sich im Becher 234 und nimmt ein inneres und ein äußeres Gabelelement 259 auf. Das Gabelelement 259 bildet das axial innere Ende einer Wand 279, die einen Kanal 242 in die Sammelkammer 246 umgreift. Im Kanal 242 sitzt ein poröses Strömungssteuerelement 258.
Im in der 11 gezeigten AUS-Zustand der Ausgabeeinrichtung verhindert das Verschlusselement 234 das Einströmen von Treibmittel in den Kanal 242. Wird aber die Anordnung 232 weitergedreht, um die Ausgabeeinrichtung EINzuschalten, wie in 12 gezeigt, werden die Gabelelemente 259 axial stromaufwärts gegen das Verschlusselement 234 gedrückt, das vom Sitz 254 weg auswärts auslenkt. Da das innere vom äußeren Gabelelement axial stromabwärts versetzt wird, wird der Einlass zum Kanal 242 zum oberen Bereich 235 der Dose 222 hin geöffnet und kann über den Kanal 242 Treibmittel in die Sammelkammer 246 strömen.
Die 13, 14 zeigen eine andere Ausführungsform der Ausgabeeinrichtung auf die Dose 322 auf die gleiche Weise aufgesetzt, wie oben für die vorgehende Ausführungsform beschrieben. In das Ringelement ist jedoch eine Feder 339 eingesetzt, die den T-Adapter 334 axial auswärts gegen den Becher 327 vorspannt.
Der T-Adapter 334 liegt im Innenraum 324. Das Ringelement 325 umschließt einen Kanal 385, der vom Kanal 333 in den Kanal 324 verläuft. Das Gehäuse 334 umschließt einen ersten Kanal 353, der teilweise radial durch dieses verläuft und an einem axial verlaufenden Kanal 355 endet. Der Kanal 355 steht an seinem axial äußeren Ende in Strömungsverbindung mit einem Kanal 375, der als Auslass 364 für die Wirkchemikalie axial aus der Ausgabeeinrichtung hinaus verläuft. Der Kanal 375 ist von einer axial verlaufenden Ringwand 377 umgeben. Befindet die Ausgabeeinrichtung sich jedoch im AUS-Zustand oder in der Sammelphase, sperrt ein Stopfen 364 den Zugang zum Kanal 375. Ist weiterhin die Ausgabeeinrichtung 320 im AUS-Zustand, fluchten die Kanäle 385, 353 radial nicht miteinander.
Das Ringelement 325 umschließt weiterhin einen Treibmittelzuflusskanal 331, der radial durch dieses hindurch verläuft und in Strömungsverbindung mit dem oberen Bereich 335 der Dose 322 steht. Der T-Adapter 334 enthält einen Kanal 381, der in der Radialrichtung teilweise durch ersteren verläuft und am axial stromaufwärtigen Ende eines axial verlaufenden Kanal 383 endet. Der Kanal 383 steht an seinem axial äußeren Ende in Strömungsverbindung mit einem Kanal 342, der in die Sammelkammer 346 mündet. Ein poröses Element 358 ist im Kanal 342 angeordnet und regelt den Treibmittelzufluss zur Sammelkammer 346. Befindet die Ausgabeeinrichtung sich im AUS-Zustand, fluchten jedoch die Kanäle 331, 381 nicht miteinander.
Ein Dichtring 328 ist zwischen der Wand 325 und dem Becher 327 auf den T-Adapter 334 aufgesetzt. Ein Paar O-Ringe 363 liegen in der radialen Schnittstelle zwischen den Wänden 325, 334 axial ein- und auswärts der Kanäle 353, 331. Bei im AUS-Zustand befindlicher Ausgabeeinrichtung und in Kombination mit dem oben beschriebenen Versatz des Treibmittel- und des Wirkstoffkanals verhindern der Dichtring 328 und die O-Ringe 363 den Wirkstoff- und Treibmittelzustrom zur Ausgabeeinrichtung.
Es sei nun auf die 15-18 verwiesen. Wird die Ausgabeeinrichtung 320 mit dem Verdrehen der Steueranordnung 332 EINgeschaltet, beginnt die Sammelphase, wobei der T-Adapter 334 gegen die Kraft der Feder 339 stromaufwärts versetzt wird. Folglich wird der Kanal 353 mit dem Kanal 385 ausgerichtet und strömt Wirkchemikalie in Richtung des Pfeils P in die Ausgabeeinrichtung 320. Da aber der Stopfen 364 den Zugang zum Kanal 375 sperrt, kann in der Sammelphase keine Wirkchemikalie die Ausgabeeinrichtung 320 verlassen.
Während der T-Adapter 334 versetzt wird, gelangt der Kanal 381 in die radiale Ausrichtung mit dem Kanal 331, so dass Treibmittel in Richtung des Pfeils Q in und durch den Kanal 383 und den porösen Steuereinsatz 358 über den Kanal 342 in die Sammelkammer 3436 gelangt. Dort sammel es sich an, bis sein Druck einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht; an diesem Punkt wird die Membran 350 aus dem Schließ- in den Offenzustand verformt, den die 20 zeigt.
Lenkt die Membran 350 axial stromabwärts in den Offenzustand aus, werden auch die Wände 377, 341 axial stromabwärts versetzt. Folglich wird der Eingang zum Kanal 375 vom Stopfen abgehoben und kann Wirkchemikalie aus dem Kanal 355 in den Kanal 375 ein- und aus dem Auslass 364 ausströmen. Da in der Sprühphase der dichte Abschluss zwischen den O-Ringen 363 und der Wand 377 erhalten bleibt, kann kein Treibmittel die Ausgabeeinrichtung 320 verlassen. Es ist einzusehen, dass auch hier die Ausgabeeinrichtung 320 eine Sperrmechanik der in der 6 gezeigten Art aufweisen könnte.
Wie weiterhin in 19 und 20 gezeigt, weist eine Aerosoldose 422 eine zylindrische Wand 421 auf, die am oberen Rand eine Kuppel 423 abschließt. Der obere Rand der Dosenwand 421 ist einteilig mit der Kuppel 423 ausgebildet, kann aber alternativ über eine Glocke (nicht gezeigt) an diese angeschlossen sein. Mittig in der Kuppel 423 ist ein nach oben offener Becher 427 angeordnet und mit ihr an einem Randwulst 429 verbunden.
Die Dose 422 weist mittig einen axial verlaufenden Kanal 433 auf, der an einem Ende (vorzugsweise zum Dosenboden) in einer unter Druck stehenden Chemikalienmischung (Wirkstoff und Treibgas) mündet. Der obere Bereich 435 des Doseninneren über der Wirkchemikalienleitung enthält Treibgas unter Druck. Als Schnittstelle zum Inneren der Ausgabeeinrichtung 420 nimmt das obere Ende des Kanals 433 einen T-Adapter 425 auf, durch den die Chemikalie ausgestoßen werden kann.
Die Ausgabeeinrichtung 420 weist eine Ventilanordnung mit einem Treibgasventil 451 und einem Wirkstoffventil 457 auf. Die Ausgabeeinrichtung besteht größtenteils aus Polypropylen; andere geeignete Werkstoffe sind jedoch ebenfalls verwendbar.
Die Ausgabeeinrichtung 420 hat einen Unterteil 426 mit einer Innenwand 44 und einer außen umlaufenden Schürze 430, die an ihren axial äußeren Enden zusammengefügt sind und einen Teil einer Steueranordnung 432 bilden.
Die Innenwand 444 und die Schürze 430 sitzen auf dem Randwulst 429 des Ventilbechers bzw. auf der Dosenaußenwand 421 auf. Insbesondere ist der Randwulst in einen Hohlraum eingerastet, der von einer Wand 436 gebildet ist, die ein Außengewinde trägt. Die Innenwand 444 trägt ein Innengewinde, das mit dem Außengewinde auf der Wand 436 verschraubbar ist. Die Schürze ist auf die äußere Dosenwand 421 aufgepasst. Im Betrieb lässt die Ausgabeeinrichtung sich durch Verdrehen des Elements 432 relativ zur Dose 422 EIN- und AUSschalten.
Wie am besten in 20 zu sehen ist, enthält der T-Adapter 425 einen Innenraum 424, der axial stromabwärts des Kanals 433 liegt. Der T-Adapter 425 ist so bemessen, dass er sich durch Krimpen im offenen Ende des Bechers 427 festlegen lässt. Eine langgestreckte Ringwand 437 umschließt einen ersten Kanal 438, der axial vom Innenraum 424 weg und mittig durch die Ausgabeeinrichtung verläuft und Wirkstoffmischung aus der Dose 422 an die Ausgabedüse 464 abgibt.
Der T-Adapter 425 enthält einen Durchlass 431, der zwischen dem Innenraum 424 und dem Gassammelbereich 435 verläuft. Ein Dichtring 434 ist radial einwärts angeordnet und fluchtet mit dem Durchlass 431, wenn die Ausgabeeinrichtung 420 sich im AUS-Zustand (20) befindet. Folglich kann in diesem Zustand kein Gas aus der Dose 422 in die Ausgabeeinrichtung strömen.
Das axial äußere Ende des T-Adapters 425 ist von einem ringförmigen Verschlusselement 428 zwischen der axial äußeren Kante des T-Adapters 425 und der axial inneren Kante des Bechers abgeschlossen. Das Verschlusselement 428 begrenzt den Pfad des Treibgases, das aus der Dose 422 in die Ausgabeeinrichtung strömt.
Eine zweite langgestreckte Ringwand 441 verläuft mit der Wand 437 konzentrisch und hat einen Innendurchmesser, der etwas größer ist als der Außendurchmesser der Wand 437. Zwischen den Wänden 441, 437 bildet sich so ein axial verlaufender Spalt 442, der einen Treibgaseinlasskanal bildet. Die Wand 441 hat einen Außen- und einen Innenteil, die koaxial verlaufen und zwischen sich einen Kanal 443 bilden, der in den Einlasskanal 442 verläuft. Im AUS-Zustand der Ausgabeeinrichtung ist der Kanal 443 radial mit dem Verschlusselement 428 ausgerichtet.
Ein Unterteil der Wand 441 enthält einen Kanal 453, der radial durch diesen verläuft und anfänglich mit dem Verschlusselement 434 ausgerichtet ist. Dieser Wandteil weist weiterhin einen radial äußeren Schenkel 454 auf, der von der Wand 441 axial stromaufwärts absteht. Der Schenkel 454 umschließt einen radial durch ihn verlaufenden Kanal 456, durch den im EIN-Zustand der Ausgabeeinrichtung 420 Treibgas in sie strömen kann, wie im Folgenden beschrieben.
Der Oberteil der Wand 441 und der Einlasskanal 442 laufen an ihren axial äußersten Enden an einem Einlass 448 zu einer Sammelkammer 446 aus, die Treibgas aus der Dose 422 übernimmt. Im Einlass 448 sitzt ein poröser Einsatz 458 vorzugsweise aus einer Keramik geringer Porosität oder einem anderen, ähnlich durchlässigen Material und reguliert die Strömung des in die Sammelkammer 446 einströmenden Treibgases. Ein Kanal 460 verläuft radial durch die Rückhaltewand, die radial zwischen der Sammelkammer 446 und dem porösen Einsatz 458 liegt und die Mündung der Sammelkammer umschließt.
Die Sammelkammer 446 ist an ihrem axial äußersten Ende durch eine Deckfläche 449 gebildet, die am axial äußersten Rand der Außenwand 445 radial verläuft, die ihrerseits von der Wand 444 axial stromabwärts verläuft. Die Wand 445 umschließt weiterhin den radial äußeren Rand der Sammelkammer 446. Der axial innere Teil der Sammelkammer 446 wird von einer flexiblen monostabilen Membran 450 begrenzt, die aus einem ersten bzw. Schließzustand (19) in einen zweiten bzw. Offenzustand (20) bewegbar ist, um die Wirkchemikalie vollständig freizusetzen. Der radial äußere Rand der Membran 450 sitzt in einer in der radial inneren Oberfläche der Wand 445 ausgebildeten Nut. Mit ihrem radial inneren Rand ist die Membran 450 in eine Nut in der mit der Wand 441 verbundenen Rückhaltewand 452 eingesetzt.
Das untere Ende der Rückhaltewand 452 ist gegen den radial äußeren Rand der Wand 441 an ihrem oberen Ende dicht abgeschlossen. Die radial äußere Fläche der Rückhaltewand 452 liegt an der Deckfläche 449 an und ist auf dieser gleitend verschiebbar. Mit ihrem oberen Ende umschließt die Rückhaltewand 452 die Ausgabedüse 464.
Im Hohlraum 424 ist ein Federelement 439 angeordnet, das auf einem Flansch 440 aufsitzt, der vom unteren Ende der Wand 441 radial auswärts vorsteht; so werden die Wände 437, 441 (sowie das Verschlusselement 434) axial aufwärts vorgespannt. Im AUS-Zustand der Ausgabeeinrichtung drückt die Feder die Wand 456 mit ihrem oberen Rand fest auf die Dichtung 428. Da bei im AUS-Zustand befindlicher Ausgabeeinrichtung auch der Kanal 431 und der Innenraum 424 dicht verschlossen sind, kann weder Treibgas noch Wirkstoffmischung aus der Dose 422 in die Ausgabeeinrichtung strömen. Die Ausgabeeinrichtung 420 befindet sich also in einem Lager- bzw. Versandzustand.
Es sei nun auf die 21-23 verwiesen. Wird die Steueranordnung 432 verdreht, um die Ausgabeeinrichtung 420 axial einwärts zu versetzen, wird die Wand 441 gegen die Kraft der Feder 439 abwärts verschoben. Der Dichtring 434 verlässt die Ausrichtung mit dem Kanal 431, und der Kanal 443 liegt axial unter dem Dichtring 428. Dadurch wird die Sammelphase eingeleitet, in der Treibgas unter Druck aus der Dose 422 austreten kann.
Wie insbesondere die 21 zeigt, strömt das Treibgas, nachdem es durch den Kanal 431 in den Innenraum 424 eingetreten war, weiter stromaufwärts durch die Kanäle 456, 443 in den Einlasskanal 442 und dann axial stromabwärts durch den Kanal 442 in den Einlass 448, wo es der poröse Strömungssteuereinsatz 452 reguliert, bevor es in die Mündung 460 der Sammelkammer 446 eintritt. Da während der Treibgas-Sammelphase an diesem Punkt der Dichtring 434 mit dem Kanal 453 ausgerichtet bleibt, kann die Wirkstoffmischung nicht aus der Dose 422 in die Ausgabeeinrichtung strömen.
Die stetige Zufuhr von Treibgas aus dem Einlasskanal 442 in die Sammelkammer 446 über die Mündung 460 in der Sammmelphase bewirkt einen Druckanstieg in der Sammelkammer; dieser Druck wirkt auf die Oberseite der Membran 450. Ist die Sammelkammer 446 mit genug Treibgas gefüllt, so dass der Druck einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, wird die monostabile Membran 450 aus dem normalen Schließzustand der 27 in den Offenzustand der 24 verformt.
Damit wird eine Sprühphase eingeleitet, in der die Membran 450 bewirkt, dass die Rückhaltewand 452 und die Wand 437 abwärts versetzt werden. Gemeinsam mit der Rückhaltewand 452 wird auch der poröse Strömungssteuereinsatz 458 versetzt. Folglich ist die Größe des axialen Versatzes von dem zwischen dem porösen Einsatz 458 und dem Rand der Wand 441 axial vorliegenden Raum begrenzt. Mit dem Abwärtsversatz der Wand 437 wird der Kanal 453 vom Dichtring 434 weg axial in den Innenraum 424 verschoben.
Dann kann Wirkstoffmischung aus der Dose 422 aufwärts in den Innenraum 424, in Richtung des Pfeils G durch den Kanal 453, axial aufwärts den Kanal 438 entlang und als Sprühnebel aus der Düse 464 hinaus strömen. Das Treibgas verbleibt in der Sprühphase in der Sammelkammer 446, damit die Wirkchemikalie vollständig aus der Dose 422 ausgestoßen werden kann.
Es ist einzusehen, dass die Ausgabeeinrichtung 420 und die Dose 422 sich dem Endverbraucher als vormontierte Einheit verkaufen lassen. Im Betrieb verdreht der Anwender die Anordnung 432, um die Ventilanordnung 455 axial einwärts zu verschieben, so dass der Aerosolinhalt aus der Dose 422 strömen kann und der Sammelzyklus beginnt. Das Treibgas strömt durch den Kanal 442 und in die Sammelkammer 446. Ist die Sprühphase eingeleitet, strömt die Wirkstoffmischung durch den Kanal 438 und tritt durch die Düse 464 als Sprühnebel in die Umluft aus.
Die Dauer der Sammelphase lässt sich bspw. über die Steife der Membran 450, das Innenvolumen der Kammer 446 und/oder die Porosität des Einsatzes 458 einstellen.
Wie nun die 25 zeigt, weist eine Aerosoldose 822 nach einer anderen Ausführungsform eine zylindrische Wand 821 auf, die am oberen Rand von der üblichen Kuppel 823 verschlossen ist. Der obere Rand der Dosenwand 821 ist an die Kuppel 823 über die Dosenglocke 831 angefügt. In der Mitte der Kuppel 823 befindet sich ein nach oben offener Becher 827 und ist an diese über den Randwulst 829 angefügt.
Mittig im Ventilbecher 827 liegt das herkömmliche Ventil 833. Das Ventil 833 hat einen aufwärts ragenden Ventilschaft 825, durch den der Doseninhalt austreibbar ist. Das Ventil 833 ist als vertikal betätigbar und zu öffnen dargestellt, indem der Ventilschaft 825 direkt abwärts bewegt wird. Stattdessen lässt sich ein Kippventil verwenden, dessen Ventilschaft seitlich geneigt und geringfügig abwärts bewegt wird.
Eine allgemein mit 820 bezeichnete Ausgabeeinrichtung ist zum Aufsetzen auf das vertikal betätigte Ventil 833 konfiguriert. Die Ausgabeeinrichtung besteht größtenteils aus Polypropylen; auch andere geeignete Werkstoffe sind anwendbar.
Die Ausgabeeinrichtung 820 weist eine Steueranordnung 832 mit einer Seitenwand 844 auf, die von einer oberen Deckfläche 849 her im wesentlichen axial stomaufwärts verläuft und mit einer mit einem Innengewinde versehenen Innenfläche endet. Es ist einzusehen, dass in der gesamten Beschreibung die Begriffe "axial außen", "axial stromabwärts", "axial innen" und "axial stromaufwärts" bezüglich der Längsachse des Behälters angewandt sind. Der Ausdruck "radial" bezeichnet eine von dieser Achse aus- oder einwärts gerichtete Richtung. Die Steueranordnung 832 weist weiterhin eine interne Aufsetzkonstruktion 828 mit einem Paar axial verlaufender Wände auf, die an den radial äußeren Oberflächen des Randes 829 und der Glocke 831 anliegen, um die Konstruktion 828 in der Solllage festzulegen. Die radial äußere Wand 826 der Konstruktion trägt ein Außengewinde, das mit dem Innengewinde der Seitenwand 844 verschraubbar ist.
Die Gewinde haben eine vorbestimmte Teilung derart, dass beim Verdrehen im Uhrzeigersinn bezüglich der Aufsetzkonstruktion 828 die Anordnung 832 relativ zur Aerosoldose 822 axial abwärts versetzt wird, wie in der 26 gezeigt. In der Anwendung dreht daher der Benutzer die Wand 844, um die Ausgabeeinrichtung 820 entlang der Wand 826 abwärts zu drücken. Die Steueranordnung 832 lässt sich weiterdrehen, um die Ausgabeeinrichtung 820 EIN- und AUSzuschalten.
Die Aufsetzkonstruktion 828 weist weiterhin einen Stab 830 auf, der vom distalen Ende der Wand 826 radial auswärts ragt. Der Stab 830 ist an die Wand 826 über eine perforierte Lasche (nicht gezeigt) angefügt, die beim Aufsetzen der Ausgabeeinrichtung auf die Dose 822 zerreißt, wobei der Stab 830 axial abwärts ausgelenkt wird, um anzuzeigen, dass die Ausgabeeinrichtung 820 u.U. unbefugt manipuliert worden ist (bspw. auf dem Regal eines Einzelhandelsgeschäfts).
Eine ringförmige Rückhaltewand 840 hat einen Axialteil 841, der vom Ventil 833 weg stromabwärts verläuft, und einen Radialteil 843, der am radial äußeren Ende der oberen Deckfläche 849 auswärts ragt. Die Wand 840 umschließt einen axial verlaufenden mittigen Innenraum 852.
Beim anfänglichen Aufsetzen der Ausgabeeinrichtung auf die Aerosoldose 822 liegt der untere Rand der Wand 840 am Ventilschaft 825 und ist radial mit diesem ausgerichtet. Er übt jedoch keine Abwärtskraft auf den Schaft 825 aus.
Ist das Ventil 833 noch nicht aktiviert, ist die Steuereinrichtung 832 noch nicht in den Eingriff mit der Aerosoldose 822 getreten und befindet sich die Anordnung in einem Lagerungs-/Versand-Zustand. Wird jedoch die Steueranordnung 832 gedreht, um die Ausgabeeinrichtung 820 abwärts zu versetzen (vergl. die 26), drückt sie den Ventilschaft 825 herab, so dass Aerosolinhalt aus der Dose 822 in die Ausgabeeinrichtung 820 strömen kann.
Der Innenraum 852 enthält weiterhin am unteren Ende ein Ventilbetätigungselement 842, das am Ventilschaft 825 anliegt. Das Betätigungselement 842 umschließt einen mittigen ersten Einlasskanal 846, der mit dem Ventilschaft 825 ausgerichtet von diesem axial aufwärts verläuft. Das Betätigungselement 842 umschließt weiterhin einen zweiten Einlasskanal 848, der vom Ventilschaft 825 radial auswärts zu einer Sammelleitung 850 verläuft. Der zweite Einlasskanal 848 dient in der Sammelphase als Auslass für Aerosolinhalt.
Der Ventilschaft 825 enthält zwei Öffnungen (nicht gezeigt) zur Übergabe von Aerosolinhalt an die Ausgabeeinrichtung. Eine Öffnung richtet den Inhalt vom Ventil 833 axial auswärts in den ersten Einlasskanal 846. Eine zweite Öffnung verläuft radial auswärts und fluchtet mit dem zweiten Einlasskanal 848.
Die Sammelkammer 856 ist teilweise von einer flexiblen monostabilen Membran 858 umschlossen, die aus einem ersten bzw. Schließzustand (27) in einen zweiten bzw. Offenzustand (28) bringbar ist, um die Ausgabeeinrichtung 820 zu aktivieren. An ihrem radial äußeren Ende ist die Membran 858 mit einer ortsfesten Wand 843 verbunden. An ihrem radial inneren Ende ist die Membran 858 mit einer axial verlaufenden Ringwand 860 verbunden, die in Axialrichtung veschiebbar ist. Die Wand 860 umschließt einen Pfad 864, der mit der Dose verbunden ist. Ein Paar O-Ringe 868 ist zwischen der Außenfläche der Wand 860 und der Innenfläche der Wand 840 angeordnet. Das axial innere Ende der Wand 860 bildet einen Stopfen 870, mit dem der Kanal 846 sperrbar ist.
Zur Anwendung dreht der Benutzer die Steueranordnung 832 – vorzugsweise mit der Wand 844 – relativ zur Dose 822, womit die Ventilanordnung 854 axial abwärts und die Wand 842 gegen den Ventilschaft 825 beaufschlagt werden. Dadurch beginnt Aerosolinhalt, aus der Dose 822 zu strömen. Wie die 27 zeigt, will der Aerosolinhalt sowohl axial als auch radial aus dem Ventilschaft 825 strömen. Da jedoch an diesem Zeitpunkt der Stopfen 870 den Kanal 846 sperrt, wird zunächst der gesamte Aerosolinhalt mit dem Kanal 848 radial in die Sammelleitung 850 gezwungen.
In der Mündung der Leitung 850 liegt eine poröse Scheibe 872, mit der die Strömung das Aerosolinhalts in der Leitung regulierbar ist. Die konstante Zufuhr des Aerosolinhalts bewirkt einen Anstieg des Drucks, der auf die Unterseite der Membran 858 wirkt.
Ist die Sammelkammer 856 weit genug mit Aerosolinhalt gefüllt, so dass ein vorbestimmter Schwellenwert erreicht ist, verformt sich die monostabile Membran 858 aus dem Normalzustand der 27 in den Zustand der 28. Damit ist die Sprühphase eingeleitet.
Sobald die Membran 858 aufwärts auslenkt, wird auch die Wand 860 aufwärts versetzt, so dass der Stopfen 870 vom Kanal 846 abhebt. Folglich kann Aerosolinhalt aus dem Ventilschaft 825 und am Stopfen 870 vorbei in den Pfad 864 strömen. Der Aerosolinhalt verlässt die Ausgabeeinrichtung 820 am distalen Ende des Pfads 864.
Die O-Ringe 868 verhindern in der Sprühphase das Einströmen von Aerosolinhalt aus der Sammelkammer 856 in den Kanal 864. Da somit der Druck in der Sammelkammer 856 nicht unter den Schwellenwert abfällt, verbleibt die Ausgabeeinrichtung im Sprühzustand und wird die Wirkchemikalie vollständig aus der Dose 822 ausgegeben.
Einzusehen ist, dass sich die Ausgabeeinrichtung mit einer beliebigen geeigneten Sperrmechanik, wie oben beschrieben, im Sprühzustand mechanisch versperren lässt, sobald der Druck in der Sammelkammer 856 den Schwellenwert übersteigt.
Die vorangehende Beschreibung betrifft bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird einsehen, dass daran zahlreiche Modifikationen durchführbar sind, ohne die Erfindung, wie sie von den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen. Die folgenden Ansprüche sollen der Öffentlichkeit die verschiedenen Ausführungsformen mitteilen, die in den Umfang der Erfindung fallen können.

Claims

Ventilanordnung (10) zur Ausgabe einer Chemikalie aus einem Aerosolbehälter (12), wobei die Ventilanordnung von derjenigen Art ist, mit der eine Wirkchemikalie aus dem Behälter selbsttätig freisetzbar ist, wobei die Ventilanordnung aufweist: ein auf einen Aerosolbehälter (12) aufsetzbares Gehäuse (22); eine dem Gehäuse zugeordnete bewegbare Membran (40), die mit einem ersten dichten Ab- bzw. Verschluss (53) verbunden und in eine erste Konfiguration vorbeaufschlagt ist; eine Sammelkammer (36) im Gehäuse (22) zur Aufnahme einer Chemikalie aus dem Behälter (12), wobei aus der Sammelkammer ein variabler Druck auf die Membran (40) ausgeübt wird; und einen Durchlass (51, 28), der den Aerosolbehälter mit einem Auslass (54) der Ventilanordnung verbindet; wobei bei in der ersten Konfiguration befindlicher Membran (40) der erste dichte Verschluss (53) die Strömung der Wirkchemikalie aus der Ventilanordnung (10) heraus über den Durchlass (51, 28) einschränkt; wobei, wenn der Druck in der Sammelkammer (36) einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, die Membran (40) in eine zweite Konfiguration bewegbar ist, in der sich Wirkchemikalie aus der Ventilanordnung als Sprühstrahl ausgeben lässt; und wobei eine Rückhalteeinrichtung vorgesehen ist, mittels der, nachdem sich die Membran (40) aus der ersten in eine zweite Konfiguration bewegt hat, die Membran selbsttätig aus der ersten Konfiguration heraushaltbar ist, bis mindestens ein größerer Anteil der Wirkchemikalie im Behälter (12) freigesetzt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung weiterhin einen zweiten dichten Verschluss enthält, der bei in der zweiten Konfiguration befindlicher Membran (40) ein Austreten von Chemikalie aus der Sammelkammer (36) und der Ausgabeeinrichtung verhindert.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, bei der die Rückhalteeinrichtung eine Sperre (57) aufweist, die mit der Membran (40) verbunden ist und in den Eingriff tritt, wenn die Membran (40) sich in der zweiten Konfiguration befindet, um den ersten Verschluss an der Rückkehr in eine Lage zu hindern, in der er den Durchlass (51, 28) sperrt.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, in der der dichte Verschluss (53) in einer Axialrichtung versetzbar ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, weiterhin mit einem zweiten Durchlass (46), der den Behälter mit der Sammelkammer (36) verbindet.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, bei der der zweite Durchlass (46) Treibgas aus dem Behälter in die Sammelkammer (46) ausgibt.
Ventilanordnung nach Anspruch 4 weiterhin mit einem Betätigungsteil des Gehäuses, der verdrehbar ist, um Treibgas aus dem Behälter in den zweiten Durchlass einströmen zu lassen.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, bei der die Wirkchemikalie aus der aus Insekten abweisenden Mitteln, Insektiziden, Duftstoffen, Desinfektionsmitteln und Deodorantien bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren zur selbsttätigen Ausgabe einer Wirkchemikalie aus einem Aerosolbehälter in eine Umgebung mit folgenden Schritten: (a) Bereitstellen einer Ventilanordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche; (b) Aufsetzen der Ventilanordnung auf einen derartigen Aerosolbehälter; und (c) Betätigen der Ventilanordnung.