EP0521060B1

EP0521060B1 - Druckgaspackung, insbesondere druckzerstäuberdose

Info

Publication number: EP0521060B1
Application number: EP91906526A
Authority: EP
Inventors: Hugo Prof. Dr. Hubacek; Ryszard Halys; Peter Strich
Original assignee: HALYS Ryszard; HUBACEK Hugo Prof Dr; STRICH Peter
Current assignee: Forschungsfoerderungsfonds fur Die Gewerbliche Wi
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-03-18
Also published as: ATE138873T1; DE59107898D1; DE9190042U1; JPH05505584A; EP0521060A1; AU7547091A; WO1991014638A3; WO1991014638A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckgaspackung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist. Weiters betrifft diese Erfindung ein Verfahren und eine Fülleinrichtung zum Befüllen von Druckgaspackungen, wie sie im Oberbegriff der Patentansprüche 7 und 21 beschrieben sind.
Aus der DE-A- 18 07 556 ist es bekannt, in einem niedrig- bis hochviskosen flüssigen Wirkstoff, der sich in einem mit einem Ventil versehenen Aerosol-Druckbehälter befindet, als Treibmittel Kohlendioxyd (CO₂) und Stickoxydol (N₂O) einzubringen und zu lösen. Um einen gleichmäßigen Austrag möglichst bis zum vollständigen Austrag des Wirkstoffes zu ermöglichen, soll ein möglichst hoher Teil des Treibmittels in dem niedrig- bis hochviskosen flüssigen Wirkstoff gelöst werden. Um diesen hohen Lösungsanteil dieser Treibmittel im Wirkstoff zu erreichen, wird eine möglichst große Oberfläche des Wirkstoffes dem Treibmittel ausgesetzt und ist dazu der Aerosol-Druckbehälter in die dafür notwendige Lage zu verbringen, in der er zusätzlich Vibrationen ausgesetzt werden muß, um eine großflächige Berührung und einen ausreichenden Übergang zwischen dem Treibmittel und dem Wirkstoff zu ermöglichen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß nur im Wirkstoff lösliche Treibmittel Verwendung finden können und die Aerosol-Druckbehälter aus ihrer üblichen Abfüllage in eine gesonderte Lage verdreht und in dieser geschüttelt werden müssen, wodurch die Anreicherung des Wirkstoffes mit dem Treibmittel nicht gleichzeitig mit dem Einbringen des Wirkstoffes bzw. des Treibmittels erfolgen kann. Dadurch wird die Füllzeit derartiger Aerosol-Druckbehälter verlängert und der Abfüllvorgang verteuert.
Weiters ist es aus der FR-A- 2 308 549 bekannt, während des Einbringens eines Wirkstoffes und eines Treibgases in eine Druckgaspackung den Druckbehälter einem Ultraschall auszusetzen. Nachteilig ist hierbei, daß nur durch die Bestrahlung der zu befüllenden Druckgaspackung eine ausreichende Menge an Treibgas in den Wirkstoff nicht eingebracht werden kann, die sicherstellt, daß der gesamte Wirkstoff mit dem Treibgas bis zur gänzlichen Entleerung unter einem ausreichenden Druck ausgetragen werden kann.
Bekannte Druckgaspackungen bestehen aus einer sogenannten Spraydose, deren Öffnung mit einer Ventilvorrichtung verschlossen ist. In dieser Spraydose ist ein Treibmittel und ein gegebenenfalls mit einem Lösemittel vermischter Wirkstoff angeordnet. Als Treibmittel wird in den meisten Fällen ein unter Druck oder ein unter seinem Siedepunkt abgekühltes, verflüssigtes Gas eingesetzt. Dafür werden vor allem die nunmehr als umweltschädigend erkannten halogenierten Kohlenwasserstoffe (fluor-, chlor- und/oder bromhältige Kohlenwasserstoffe) verwendet. Durch die Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre tritt eine Destabilisierung des vertikalen Temperaturgefälles der Atmosphäre ein, welches wesentlich zum Treibhauseffekt der Erde beiträgt. Vor allem absorbieren die halogenierten Kohlenwasserstoffe gerade diejenige Infrarotstrahlung und wandeln sie in Wärme um, für welche die Atmosphäre ansonsten nahezu transparent ist.
Durch das Verbot der halogenierten Kohlenwasserstoffe werden derzeit bei Druckgaspackungen auch sogenannte teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet. Diese teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe sind teurer als die bereits verbotenen halogenierten Kohlenwasserstoffe und die Ozonbelastung sowie ein unbekanntes Umweltrisiko bleiben erhalten. Demzufolge ist ein Ersatz der halogenierten Kohlenwasserstoffe durch die teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe nicht möglich.
Werden anstelle der halogenierten Kohlenwasserstoffe andere Kohlenwasserstoffe wie Propan, Butan oder Isobutan oder andere organische Verbindungen, wie beispielsweise Dimethyläther, als Treibmittel eingesetzt, so entstehen in nachteiliger Weise, besonders im Gemisch mit Luft, hochexplosive Verbindungen, und diese gelten ebenso als Schadstoffe. Darüber hinaus wird beispielsweise der Haarspray auch wäßriger.
Bei einer anderen bekannten Druckgaspackung ist der, gegebenenfalls mit einem Lösemittel versetzte Wirkstoff in einem eigenen, elastisch verformbaren Kunststoffbehälter angeordnet, welcher im Innenraum des Druckbehälters befestigt ist. Der Rest des Innenraumes des Druckbehälters wird mit Preßluft unter einem Druck von 8 bar gefüllt. Somit befindet sich die Preßluft zwischen der Wand des Druckbehälters und dem Kunststoffbehälter und übt auf letzteren einen entsprechenden Druck aus. Dabei kommt jedoch die Preßluft mit dem flüssigen Füllgut nicht in Berührung. Der Druckbehälter wird von unten durch ein Ventil mit Preßluft gefüllt. Wird ein Wirkstoff benötigt, so wird die Ventilvorrichtung geöffnet, und durch den auf den elastisch verformbaren Kunststoffbehälter durch die Preßluft ausgeübten Druck wird der Wirkstoff alleine ohne das Treibgas ausgetragen. Nachteilig ist, daß das Einbringen eines eigenen Kunststoffbehälters und das gesonderte Einbringen der Preßluft über einen weiteren externen Eingang nur schwer möglich ist.
Bei einer weiteren bekannten Druckgaspackung ist im Inneren des Druckbehälters ein eigener Druckgasbehälter vorgesehen, welcher gleichzeitig mit der Betätigung der Ventilvorrichtung zum Entnehmen des Wirkstoffes das Druckgas aus dem Druckbehälter in den mit Füllgut gefüllten Innenraum des Druckbehälters einströmen läßt. Nachteilig ist, daß bei dieser Druckgaspackung zwei Druckbehälter benötigt werden, wodurch das Gewicht, die Herstellkosten und schlußendlich die Transportkosten erheblich höher sind.
Schließlich hat man auch versucht, die Entnahme des Wirkstoffes und dessen Verteilung durch einen Sprühvorgang, durch Sprühdosen mit aufgesetzter Handpumpe, vorzunehmen. Abgesehen davon, daß diese Handpumpen von vielen Verbrauchern nicht akzeptiert werden und bei Berufen, die einen ständigen Einsatz derartiger Sprühdosen verlangen, wie beispielsweise bei Friseuren, zu Berufserkrankungen wie Schleimbeutel- und Sehnenscheidenentzündungen führen. Dazu kommt, daß mit diesen auf die Sprühdosen aufgesetzten Handpumpen ein Einsatz in verschiedenen Einsatzgebieten nicht möglich ist, da, wie beispielsweise bei der Lackierung, der Sprühvorgang zu unregelmäßig ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgaspackung zu schaffen, die mit umweltfreundlichen Treibgasen gefüllt werden kann und ein ökonomisches Austragen des in dieser gelagerten Wirkstoffes ermöglicht. Darüber hinaus soll auch ein Verfahren zum raschen Befüllen der Druckbehälter mit Wirkstoff und Treibgas für eine lange Lagerdauer, sowie eine Fülleinrichtung zum raschen Befüllen der Druckbehälter geschaffen werden.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß nunmehr alle, vor allem umweltfreundliche Gase als Treibmittel für Spraydosen verwendet werden können. So ist es in vorteilhafter Weise nunmehr möglich, aus der Luft gewonnene Treibgase, wie beispielsweise Preßluft, Stickstoff, Edelgase oder CO₂, zu verwenden. Damit ist ein ständiger Zyklus zwischen dem Treibgas und der Atmosphäre möglich. Die aus der Luft gewonnenen Stoffe, wie z.B. Stickstoff, werden in die Dosen eingefüllt und mit dem Austragen des Wirkstoffes wieder der Atmosphäre bzw. der Luft zugeführt. Durch die Anreicherung des Gemisches mit insbesondere kinetischer Energie steht zum Versprühen des Gemisches eine höhere Energie zur Verfügung als die durch das unter Druck eingebrachte Treibgas. Ein weiterer überraschender Vorteil dieser Lösung liegt aber auch darin, daß durch den während der Entnahme des Wirkstoffes aus dem Innenraum des Druckbehälters entstehenden höheren Dampfdruck ein ähnlicher Effekt wie bei den in flüssiger Form in den Innenraum der Druckbehälter eingebrachten Treibmittel erzielt wird, und daß dadurch über eine längere Entnahmedauer ein höherer Druck des Treibgases im Innenraum der Druckgaspackung erhalten bleibt, da die feine Versprühung durch den sich vermindernden Dampfdruck unterstützt wird und daher nahezu der gesamte Wirkstoff einwandfrei ausgebracht bzw. versprüht werden kann. Damit kann in überraschender Weise der bei den bisher bekannten Spraydosen durch das schlagartige Verdampfen der unter Druck verflüssigten Treibmittel beim Austritt in die Atmosphäre entstandene Effekt auch mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielt werden. Überdies wird dadurch das Gesamtgewicht einer erfindungsgemäßen Druckgaspackung gering gehalten und eine ausreichende Menge an Treibgas zum Ausbringen des gesamten, gegebenenfalls mit dem Lösemittel verbundenen Wirkstoff, sichergestellt.
Der überraschende nicht vorhersehbare Effekt bei dieser erfindungsgemäßen Lösung beruht darauf, daß durch die hohe Adhäsionskraft der Wassermoleküle immer Molekül-Konglomerate gebildet werden, die aus mehreren Einzelmolekülen bestehen. Dadurch daß diese Molekül-Konglomerate in eine Resonanzschwingung gebracht werden, teilen sich durch die hohe Energieeinbringung bei der Resonanzschwingung die Moleküle eines Molekül-Konglomerats in kleinere Molekül-Konglomerate, also beispielsweise Molekül-Konglomerate aus fünf Molekülen in Molekül-Konglomerate mit nur zwei oder drei Molekülen, auf. Dadurch wird aber die Oberflächenenergie an den einzelnen kleineren Molekül-Konglomeraten erhöht und steht eine größere Oberfläche zur Anreicherung bzw. Anbindung von Gasmolekülen über die Adhäsionskräfte an den Flüssigkeitsmolekülen zur Verfügung. Dadurch kommt es zu der als Übersättigung bezeichneten Anreicherung von Gasmolekülen an der Oberfläche der Wassermoleküle bzw. der kleineren Molekül-Konglomerate. Vorteilhaft ist dabei noch, daß durch die vordefinierte Eigenfrequenz, durch die die größeren Molekular-Konglomerate in eine Resonanzschwingung versetzt und dadurch aufgeteilt werden, bedingt durch das Frequenzband der Schwingungen, die Verkleinerung der Molekül-Konglomerate selbsttätig begrenzt wird. Diese Aufteilung in kleinere Molekül-Konglomerate endet dann selbst, wenn aufgrund der sich verringernden Masse der aufgeteilten großen Molekül-Konglomerate die verbleibenden kleineren Molekül-Konglomerate, bedingt durch Ihre kleinere Masse, nicht mehr in Resonanzschwingung versetzt werden können. Dadurch wird eine zu feine Aufteilung oder Zerkleinerung der Molekül-Konglomerate selbsttätig verhindert.
Bei der Ausführungsvariante nach Patentanspruch 2 wird erreicht, daß bei derartigem Drücken derzeit im Handel standardmäßig angeordnete Druckgaspackungen verwendet werden können.
Eine andere Ausführungsvariante beschreibt Patentanspruch 3. Dadurch ist es möglich, mehr Treibgas im Innenraum des Druckbehälters einzubringen, als dies beim jeweiligen Fülldruck aufgrund des nach Einbringen des Wirkstoffes bzw. Gemisches verbleibenden restlichen Volumens des Innenraums des Druckbehälters möglich wäre.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 beschrieben, wodurch bis zum gänzlichen Ausbringen des Wirkstoffes eine ausreichende Menge an Treibgas vorhanden ist. Die zusätzliche unabhängige Energie kann immer dann aufgebracht werden, wenn sie benötigt wird, sodaß eine sichere Funktion der Druckgaspackung auch bei langer Lagerdauer erzielbar ist.
Eine weitere Ausführungsform ist im Patentanspruch 5 beschrieben, wodurch die Erhöhung der Oberflächenenergie immer gezielt vor einer weiteren Benutzung der Druckgaspackung aufgebracht werden kann.
Von Vorteil ist aber auch eine weitere Ausführungsform nach Patentanspruch 6, wodurch eine innige Energieübertragung und damit eine geringe Verlustleistung beim Einbringen der Energie in das Gemisch erzielbar ist.
Die Erfindung umfaßt weiters auch ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 7 beschrieben ist.
Dieses Verfahren ist durch die, im Kennzeichenteil des Patentanspruches 7, angegebenen Maßnahmen gekennzeichnet. Vorteilhaft ist, daß dadurch das Gesamtgewicht der Druckgaspackungen verringert und ohne halogenisierte Kohlenwasserstoffe für das Austreiben des Wirkstoffes das Auslangen gefunden werden kann.
Vorteilhaft sind aber auch die Maßnahmen gemäß Kennzeichenteil des Patentanspruches 8, da dadurch die Oberflächenenergie, die Oberflächendichte und die Oberflächenspannung steigen und die Adhäsionskräfte zwischen Flüssigkeitsteilchen und gasförmigem Treibmittel wirksamer werden. Dies bedeutet eine höhere Gaskonzentration an der Oberfläche der Flüssigkeitsteilchen, sodaß das gasförmige Treibmittel bzw. das Treibgas stärker und schneller gelöst wird. Damit können die Füllzeiten für die erfindungsgemäßen Druckgaspackungen kurz gehalten werden.
Vorteilhaft sind aber auch die Maßnahmen gemäß Kennzeichenteil des Patentanspruches 9, da dadurch in einfacher Form die zusätzliche Energie in das Gemisch eingebracht werden kann und andererseits auch durch die Expansion des Treibgases, aufgrund der Temperaturerhöhung, ein besseres Ausragergebnis erzielt wird.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind im Patentanspruch 10 beschrieben. Durch die Zufuhr der kinetischen Energie kann der Innendruck im Druckbehälter in vorteilhafter Weise verringert werden, sodaß eine ausreichende Sicherheit gegenüber dem maximal zulässigen Fülldruck während der Lagerung und Benutzung besteht, wobei jedoch die gespeicherte Energie im Inneren des Druckbehälters größer ist als bei normaler Füllung.
Vorteilhaft ist eine Variante nach Patentanspruch 11, da dadurch das Einleiten der kinetischen Energie durch entsprechende Steuerung des Treibgasdruckes bzw. der Treibgasgeschwindigkeit beim Eintreten in den Wirkstoff erzeugt werden kann.
Bei der Ausführungsvariante nach Patentanspruch 12 ist es dagegen möglich, die kinetische Energie über den Druckbehälter auf den Wirkstoff zu übertragen.
Schließlich ist auch ein Vorgehen nach Patentanspruch 13 vorteilhaft, da dadurch der Durchsatz an der Füllstation erhöht werden kann.
Weiters ist auch eine Ausführung nach Patentanspruch 14 von Vorteil, da dadurch eine intensive Energieeinbringung erzielt wird.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung beschreibt Patentanspruch 15, wodurch eine gute Durchmischung und dadurch eine intensive Gaseinbringung in das Gemisch erzielt wird.
Bei den Maßnahmen nach Patentanspruch 16 ist es möglich, das Aufbringen der kinetischen Energie auf den Wirkstoff durch das Treibgas selbst zu bewirken, sodaß aufwendige zusätzliche Vorrichtungen zum Aufbringen der kinetischen Energie eingespart werden können.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Vorgangsweise nach Patentanspruch 17, da dadurch eine Überbeanspruchung des Druckbehälters beim Einfüllen des Wirkstoffes bzw. des Treibgases, insbesondere eine Überdehnung, verhindert werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten beschreiben die Patentansprüche 18 und 19, weil durch die zugeführte Energie der Füllvorgang abgekürzt und eine gute Durchmischung erzielt wird. Dies führt in weiterer Folge zu einem kostensparenden und wirtschaftlichen Abfüllvorgang.
Vorteilhaft ist eine Weiterbildung nach Patentanspruch 20, weil dadurch rasch eine gewünschte Druckänderung beim Abfüllen erreicht werden kann.
Die Erfindung umfaßt weiters auch eine Fülleinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 21 beschrieben ist.
Diese Fülleinrichtung ist durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 21 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Vorteilhaft ist, daß nunmehr für eine bevorzugte Ausführungsvariante, bei der als Treibgas Preßluft oder aus der Luft gewonnene Treibgase wie Stickstoff zum Austreiben von Wirkstoffen aus einem Wasser/Alkohol-Gemisch eine Fülleinrichtung verwendet wird, eine Übersättigung der Flüssigkeitsmolekül-Konglomerate mit dem Treibgas, nämlich der Preßluft bzw. dem Stickstoff, erzielt werden kann. Weiters wird dadurch ein hoher Restdruck beim Austragen des Wasser/Alkohol-Gemisches und ein feines Versprühen desselben einerseits und andererseits eine nahezu vollständige Entleerung sowie eine außerordentlich kurze Füllzeit der Druckgaspackung erreicht. Damit wird unter Verwendung dieser Fülleinrichtung und bei Verwendung dieses angegebenen Gemisches und Treibgases eine wirtschaftliche Befüllung von Druckgaspackungen mit umweltverträglichen Treibgasen erstmals möglich.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 2: eine andere Ausführungsvariante der Ventilvorrichtung für eine erfindungsgemäße Druckgasverpackung in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 3: den Ventilsitz mit dem an diesen angeformten Einströmkanälen gemäß Fig. 2 in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung;
Fig. 4: an Hand eines Diagrammes die Austragdauer für den Wirkstoff und den in der Druckgaspackung verbleibenden Restdruck nach dem Ausbringen des Wirkstoffes bei einem in Fig. 1 schematisch durch Punkte dargestellten starken Sprühstrahl;
Fig. 5: ein Diagramm gemäß Fig. 4, jedoch beim Ausbringen des Wirkstoffes mit einem schwachen Sprühstrahl, wie dieser in Fig. 1 in strichlierten Linien dargestellt ist; strichlierten Linien dargestellt ist;
Fig. 6: eine andere Ausführungsvariante einer Ventilvorrichtung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 7: eine erfindungsgemäß ausgebildete Füllvorrichtung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;
Fig. 8: eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 9: eine Füllvorrichtung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;
Fig. 10: ein Entleerungsdiagramm mit der Austragmenge für den durch Wasser gebildeten Wirkstoff und den in der Druckgaspackung verbleibenden Restdruck nach dem Ausbringen des Wirkstoffes;
Fig. 11: ein weiteres Entleerungsdiagramm gemäß Fig.10, jedoch beim Ausbringen eines Deodorants als Wirkstoff;
Fig. 12: eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;
Fig. 13: eine Ventilvorrichtung für eine erfindungsgemäße Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 14: die Ventilvorrichtung in Draufsicht, geschnitten gemäß den Linien XIV-XIV in Fig.13;
Fig. 15: die Ventilvorrichtung in Draufsicht, geschnitten gemäß den Linien XV-XV in Fig.13;
Fig. 16: ein Entleerungsdiagramm, in dem der Druckverlauf im Innenraum der Druckgaspackung im Verhältnis zur erzielten Aussprührate gezeigt ist.

In Fig. 1 ist eine Druckgaspackung, die als Druckzerstäuberdose 1 ausgebildet ist, dargestellt. Diese besteht aus einem Druckbehälter 2, der an seinem von einem Boden 3 abgewendeten Ende mit einer Öffnung 4 versehen ist. Die Öffnung 4 ist durch eine Ventilvorrichtung 5 verschlossen. Ein mit der Ventilvorrichtung 5 gekuppeltes Steigrohr 6 endet möglichst in einem unteren Bereich 7 des Bodens 3.
Im Innenraum 8 des Druckbehälters 2 ist ein Wirkstoff 9 eingefüllt, der gegebenenfalls mit einem schematisch durch Kreise angedeuteten Lösemittel 10 vermischt ist. Ein oberhalb des Wirkstoffes 9 befindliches Volumen 11 des Innenraumes 8 ist mit einem schematisch durch Punkte angedeuteten Treibgas 12 gefüllt, das, beispielsweise, auf einen Druck von 8 bar, verdichtet ist.
Ein Gewicht, des gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 vermischten Wirkstoffes 9 ist zumindest viermal so hoch, wie das Gewicht des auf etwa 8 bar verdichteten Treibgases, welches das Volumen 11 füllt.
Die Ventilvorrichtung 5 umfaßt eine die Verbindung zwischen dem Steigrohr 6 und einer Düse 13 unterbrechende Sperrplatte 14, die mit einem Betätigungsknopf 15 und einem mit diesem bewegungsverbundenen Ventilträger 16 verbunden ist, der unter der Wirkung einer Schließfeder 17 steht, die versucht, die Sperrplatte 14 gegen einen Ventilsitz 18 zu drücken.
Je weiter der Betätigungsknopf 15 in Richtung eines Pfeiles in Richtung des Druckbehälters 2 gedrückt wird, umso größer wird ein Durchströmquerschnitt von im Ventilträger 16 angeordneten Öffnungen 19, durch die der Wirkstoff 9 in das Innere der Ventilvorrichtung 5 eintreten und zur Düse 13 durchtreten kann. Je nachdem, wie weit der Betätigungsknopf 15 hineingedrückt wird, kann ein schwacher Sprühstrahl 20, wie er in strichlierten Linien angedeutet ist, und ein starker Sprühstrahl 21, wie er schematisch mit Punkten dargestellt ist, erreicht werden. Damit kann auch die in der Zeiteinheit abgegebene Menge des Wirkstoffes 9 verändert werden.
Durch das Aufbringen einer kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9, können die Adhäsionskräfte zwischen diesen Flüssigkeitsteilchen und dem gasförmigen Treibmittel erhöht werden. Dies bedeutet, daß eine höhere Gaskonzentration an den Oberflächen der Flüssigkeitsteilchen erzielbar wird.
Für eine zufriedenstellende Sprühcharakteristik des mit dem Treibgas 12 ausgetragenen Wirkstoffes 9, der gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 vermischt ist, ist neben der Düsenart, der inneren Geometrie der Düse und dem Verhältnis von Gas- und Flüssigkeitsdurchsatz bzw. dem Druck vor der Düse gemäß der erfindungsgemäßen Erkenntnis, auch der Dampfdruck der Flüssigkeit durch das gasförmige Treibmittel in vorteilhafter Weise wirksam. Je inerter sich das gasförmige Treibmittel nämlich gegenüber der Flüssigkeit verhält, desto größer ist die Erhöhung des Dampfdruckes der Flüssigkeit.
Die thermische Zustandsgleichung für ideale Gase lautet: p*V_fl = R*T. In dieser Gleichung ist p*V_fl der Arbeit oder Energie des betreffenden Gases zuzuordnen. Beim Verdampfen eines Mols der Flüssigkeit unter dem Gasdruck des inerten Treibmittels beträgt die Verdampfungsarbeit der Flüssigkeit: R*T -p*V_fl. Sie ist um die geleistete Arbeit p*V_fl des inerten Treibmittelgasdruckes geringer als im Normalfall, wo die Verdampfungsarbeit R*T beträgt. In diesen Gleichungen ist R = Gaskonstante, T = Temperatur in Kelvin, p = inerter Gasdruck des Treibmittels und V_fl = Volumen der Flüssigkeit.
Mit der Erniedrigung der Verdampfungsarbeit steigt daher der Dampfdruck der Flüssigkeit an. Dies bewirkt, daß die Flüssigkeit eine gute Sprühcharakteristik zeigt. Dadurch ist es mit dem erfindungsgemäß komprimierten Treibgas 12 möglich, einen in etwa ähnlichen Sprüheffekt zu erreichen, wie er mit den verflüssigten Treibgasen, die also dem Wirkstoff 9 in flüssiger Form zugemengt werden, z.B. den chlorierten Kohlenwasserstoffen, erreicht wird.
Des weiteren bewirkt diese Veränderung im Dampfdruck des inerten Treibgases 12 trotz des Absinkens des Treibmittelgasdruckes mit der Entleerung nach dem Versprühen der gesamten Menge an Wirkstoff 9, also der Entleerung des Innenraumes 8, daß in Abhängigkeit von der verwendeten Düse ein Restdruck von 0,5 bis 3 bar in dem Druckbehälter 2 vorhanden ist. Damit wird auch sichergestellt, daß der gesamte Wirkstoff 9, sowie das gegebenenfalls mit diesem vermischte Lösemittel 10 aus dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 ausgetragen werden kann.
Diese vorgeschilderten Vorteile können nunmehr aber mit umweltverträglichen Treibgasen 12, wie beispielsweise verdichteter Luft, verdichtetem Stickstoffgas, verdichtetem Edelgas, aber auch Kohlendioxydgas und dgl., erreicht werden. Damit wird sowohl die Geruchsbelästigung als auch die in vielen Fällen hohe Explosionsgefahr, die bei den derzeit an Stelle der halogenierten Kohlenwasserstoffe verwendeten Treibgas 12, wie Propan, Butan, Isobutan und dgl., auftreten, vermieden.
In Fig. 2 und 3 ist eine mögliche Ventilvorrichtung 5 in größerem Maßstab dargestellt. Diese Ventilvorrichtung 5 besteht aus einem Ventilträger 16, in dem eine Hülse 22 eingepreßt ist, die einen Ventilsitz 18 aufweist.
Wie besser aus Fig. 3 ersichtlich, weist diese Hülse 22, in Anschluß an den Ventilsitz, mehrere durch Schlitze 23 gebildete Einströmkanäle 24 auf. Diese Schlitze 23 sind in dem vom Ventilsitz 18 abgewendeten Ende offen und erstrecken sich etwa bis auf eine Distanz 25 in Richtung des Ventilsitzes 18. Der Ventilsitz ist bevorzugt kegelförmig ausgebildet und wirkt mit einem Ausströmöffnungen 26 aufweisenden Sperrteil 27, insbesondere einem Ventilkegel, zusammen.
Die Schlitze 23 sind dagegen in einem zylindrischen Mantel 28 angeordnet, der unmittelbar an den Ventilsitz 18 anschließt und bevorzugt einstückig mit diesem ausgebildet ist. Eine äußere Umfangsfläche dieses zylindrischen Mantels 28 liegt an einer Innenwand 29 einer Bohrung des Ventilträgers 16 dichtend an, während in einer Bohrung 30 des Mantels 28 ein zylindrischer Steuerkolben 31 geführt ist. Der mit dem Sperrteil 27, bevorzugt einen gemeinsamen Bauteil bildende Steuerkolben 31, ist gemeinsam mit diesem durch eine Schließfeder 17, die eine Vorspannkraft 32 erzeugt, auf den Ventilsitz 18 gepreßt. Gegen die Wirkung dieser Vorspannkraft 32 kann der Steuerkolben 31 bzw. der Sperrteil 27 über einen Betätigungsknopf 15 in Richtung einer Auflagefläche 33 für die Schließfeder 17 im Ventilträger 16 bewegt werden.
Sowohl die Hülse 22, als auch der Sperrteil 27 bzw. der Steuerkolben 31 und die Bohrung 30 sind konzentrisch zu einer Längsachse 34 der Ventilvorrichtung 5 angeordnet. Zur Befestigung des Steigrohres 6 ist der Ventilträger 16 mit Schlauchhalter 35 ausgestattet. Im Bereich der Schließfeder 17 ist im Ventilträger 16 weiters eine Öffnung 36 angeordnet, die den Innenraum des Ventilträgers mit dem umgebenden Innenraum des Druckbehälters 2 verbindet.
Dies bewirkt nunmehr, daß bei jeder Betätigung des Betätigungsknopfes 15 zum Entnehmen eines Wirkstoffes 9 diesem zusätzlich zu dem mit dem Wirkstoff 9 mitgerissenen Treibgas 12, welches über das Steigrohr 6 den Schlitzen 23 zugeführt wird, direkt in der Ventilvorrichtung 5 über die Öffnung 36 weiteres Treibgas 12 zugemischt wird. Durch dieses Zumischen des Treibgases 12 wird auch bei unterschiedlichen Entnahmemengen des gegebenenfalls mit einem Lösemittel 10 versetzten Wirkstoffes 9 ein annähernd gleiches Sprühverhalten beim Austritt aus der Düse 13 erreicht. Wird dagegen der Betätigungsknopf 15 losgelassen, so drückt die Schließfeder 17 den Steuerkolben 31 mit seinem die Ausströmöffnungen 26 aufweisenden Sperrteil 27 gegen den kegeligen Ventilsitz 18, wodurch ein weiterer Eintritt des Wirkstoffes 9 bzw. des Treibgases in den Steuerkolben 31 unterbunden wird. Aufgrund der Labyrinthwirkung, die zwischen dem Zylindermantel 28 des zylindrischen Steuerkolbens 31 und den kegelförmigen Sperrteil 27 bzw. Ventilsitz 18 geschaffen wird, wird eine hohe Dichtigkeit der Ventilvorrichtung 5 erreicht.
In den Fig. 4 und 5 ist anhand der Diagramme gezeigt, daß in Abhängigkeit von der Art der Entnahme des Wirkstoffes 9 aus dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 aufgrund der Menge an direkt zugeführtem Treibgas 12 in der Ventilvorrichtung 5 der Restdruck in dem Druckbehälter 2 dann höher ist, wenn der Wirkstoff 9 mit dem gegebenenfalls diesem beigesetzten Lösemittel 10 durchgehend mittels eines starken Sprühstrahles 21, wie dieser in Fig. 1 schematisch durch Punkte dargestellt ist, ausgetragen wird.
Der Vergleich zeigt, daß bei ausschließlicher Verwendung eines schwachen Sprühstrahles 20 zum Austragen des Wirkstoffes 9 die Sprühzeit länger wird und der Restdruck auf bis zu 0,5 bar gegenüber 3 bar beim Austragen des Wirkstoffes 9 mit einem starken Sprühstrahl 21 absinken kann.
Bei beiden Diagrammen in Fig. 4 und 5 wird dabei von einem Fülldruck des Druckbehälters 2 von 8 bar ausgegangen. Zeiteinheit wurde deshalb keine angegeben, da die gesamte Austragsdauer in starker Abhängigkeit von der Düsenausbildung bzw. der Füllmenge steht. Die Zeitdauer wurde daher im vorliegenden Fall empirisch ermittelt und gegenübergestellt.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante wird eine Verbindung zwischen dem Steigrohr 6 und der Düse 13 über Durchlässe 37, die in der Sperrplatte 14 angeordnet sind, hergestellt. Die Sperrplatte 14 wird durch die Wirkung der mit der Schließfeder 17 in Richtung des Ventilsitzes 18 ausgeübten Vorspannkraft 32 gegen den Ventilsitz 18 gepreßt. Dadurch, daß sich die Durchlässe 37 in jenem Bereich befinden, in dem die Sperrplatte 14 auf dem Ventilsitz 18 aufliegt, ist in diesem Zustand - der in Fig. 6 in vollen Linien dargestellt ist - ein Durchtritt des Wirkstoffes 9 vom Steigrohr 6 zur Düse 13 unterbunden.
Wird dagegen durch einen Druck auf den Betätigungsknopf 15 die Sperrplatte 14 vom Ventilsitz 18 abgehoben, so kann der Wirkstoff 9 durch Durchlässe 37 in ein, mit dem Betätigungsknopf 15 fix verbundenes Rohr, welches in dem Ventilsitz 18 in Längsrichtung gleitend geführt ist, und in Richtung der Düse 13 hindurchtreten.
Zur Dosierung der auszutragenden Menge an Wirkstoff 9 ist auf der vom Ventilsitz 18 abgewendeten Seite der Sperrplatte 14 ein Dosierkolben 38 angeordnet, der mit einem, sich in Richtung des Schlauchhalters 35, verjüngenden Kegel ausgebildet ist.
Diesem Dosierkolben 38 ist eine Dosierfläche 39 zugeordnet, wobei die ausgetragene Menge an Wirkstoff 9 bei einer zunehmenden Größe der Bewegung der Sperrplatte 14 in Richtung des Schlauchhalters 35 für das Steigrohr 6 abnimmt. In der Dosierfläche 39 sind Öffnungen 36 angeordnet, die unmittelbar in den Innenraum 8 des Druckbehälters 2 münden, in welchem lediglich das Treibgas 12 angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß gleichzeitig mit dein Austreten des gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 vermischten Wirkstoffes 9 eine entsprechend durch die Querschnittsfläche der Öffnung 36 voreinstellbare Menge an Treibgas 12 zugemischt werden kann. Damit kann die Verteilung bzw. die Austragsgeschwindigkeit des Wirkstoffes 9 zusätzlich beeinflußt werden.
Die Menge des zusätzlich zugemischten Treibgases 12 kann dabei in einfacher Weise durch die Querschnittsfläche, also im wesentlichen durch den Durchmesser der Öffnung 36, bestimmt werden. Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Durchmesser der Öffnung 36 zwischen 0,05 bis 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,08 bis 0,15 mm, beträgt. Eine derartige sich daraus ergebende Querschnittsfläche der Öffnung 36 erlaubt, bei den derzeit bekannten und verwendeten Ventilvorrichtungen 5 und den dabei verwendeten Durchmessern der einzelnen Leitungen eine gute Mischung und eine entsprechend feine Verteilung des Wirkstoffes 9. Selbstverständlich ist es möglich an Stelle einer einzigen Öffnung 36 mit der sich aus dem Durchmesser ergebenen Querschnittsfläche mehrere Bohrungen bzw. Offnungen vorzusehen, deren gesamte Querschnittfläche der Querschnittsfläche bei dem vorangegebenen Durchmesser entspricht.
Weiters wird durch die Anordnung der Öffnungen 36 im Bereich der Dosierfläche 39 erreicht, daß bei einem Hineindrücken des Betätigungsknopfes 15 um ein Ausmaß, bei welchem der Dosierkolben 38 dicht an der Dosierfläche 39 anliegt und demgemäß kein Wirkstoff 9 mehr in Richtung der Düse 13 hindurchtreten kann, gleichzeitig auch die Zufuhr bzw. das Hindurchtreten von Treibgas 12 durch die Öffnung bzw. die Öffnungen 36 unterbunden ist. Damit wird verhindert, daß bei einem zu tiefen Eindrücken des Betätigungsknopfes 15 gegebenenfalls nur die Zufuhr von Wirkstoff 9 unterbunden wird und unter Umständen das gesamte Treibgas 12 abgeblasen wird. In so einem Fall würde dann lediglich der nicht mehr ausbringbare Wirkstoff 9 im Druckbehälter 2 verbleiben.
Entsprechend der Hubhöhe, um welche der Betätigungsknopf 15 mehr oder weniger in Richtung des Druckbehälters 2 verstellt wird, verändert sich auch die mit dem Treibgas 12 vermischte, ausgetragene Menge des Wirkstoffes 9.
Nachdem aber bei der Freigabe der Förderung von Wirkstoff 9 zwischen dem Dosierkolben 38 und der Dosierfläche 39 gleichzeitig auch der volle Querschnitt der Öffnung 36 freigegeben wird, wird auch bei dieser Ausführungsvariante, unabhängig von der Menge des ausgetragenen Wirkstoffes 9 eine gleichmäßige Menge an Treibgas 12 ausgetragen.
Damit ist die Menge des Treibgases 12, welches der Düse 13 im Betätigungsknopf 15 durch die Öffnung 36 im Ventilträger 16 zugeführt wird, unabhängig von der voreingestellten Austragsmenge des Wirkstoffes 9.
In Fig. 7 ist eine Druckzerstäuberdose 1 gezeigt, wie sie beispielsweise anhand der Fig. 1 beschrieben ist. Das Einbringen des Wirkstoffes 9, gegebenenfalls vermischt mit dem Lösemittel 10, sowie des Treibgases 12 erfolgt derart, daß vor dem Einbringen der Ventilvorrichtung 5 in die Öffnung 4 des Druckbehälters 2, der gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 versetzte Wirkstoff 9 eingefüllt wird. Danach wird mit einem Deckel 40, in dem der Ventilträger 16 eingebaut ist, die Öffnung gasdicht verschlossen. In diesem Zustand wird der Druckbehälter 2 in den Bereich einer Abfüllvorrichtung 41 verbracht.
Im Bereich dieser Abfüllvorrichtung 41 wird der Druckbehälter 2 auf eine Grundplatte 42 aufgesetzt, die über Federelemente 43 federnd gelagert ist. Des weiteren ist der Abfüllvorrichtung 41 ein Vibrationsantrieb 44, beispielsweise ein elektrischer Schwingmagnet 45, zugeordnet. Die Abfüllvorrichtung 41 weist einen Abfüllkopf 46 auf, der entlang von Führungen 47 mittels druckmittelbetätigbarer Zylinderkolbenantriebe 48 gegen die mit dem Deckel 40 verschlossene Stirnseite des Druckbehälters 2 gepreßt werden kann. Weiters weist der Abfüllkopf 46 einen Steuerstift 49 auf, der mit dem Aufsetzen des Abfüllkopfes 46 auf den Druckbehälter 2 in das Innere der Ventilvorrichtung 5 eindringt und die schematisch eingezeichnete Sperrplatte 14 gegen den Widerstand der Schließfeder 17 vom Ventilsitz 18 abhebt. Dadurch wird eine direkte Leitungsverbindung zwischen dem Abfüllkopf 46 und dem Steigrohr 6 im Inneren des Druckbehälters 2 hergestellt.
Wird der Abfüllkopf 46 weiter nach unten bewegt, so wird durch den Widerstand, den die Sperrplatte 14 dem Steuerstift 49 entgegensetzt, ein Rückschlag- und ein Steuerventil 50, 51 geöffnet, wie dies in Fig. 7 in vollen Linien gezeigt ist, sodaß über eine gegebenenfalls flexible Zuleitung 52 und ein Druckreduzierventil 53 das Treibgas 12 über einen Verdichter 54 bzw. aus einem Druckspeicher 55 in den Innenraum des Druckbehälters 2 eingeblasen werden kann. Zwischen dem Druckreduzierventil 53 und dem Druckbehälter 2 kann weiters ein Steuerventil 56 angeordnet sein, mit welchem z.B. auch eine sinusförmige Steuerung der Füllmenge während des Füllvorganges für das Treibgas 12 erfolgen kann.
Diese sinusförmige Mengensteuerung des einzubringenden Treibgases 12 kann dadurch erfolgen, daß der Ventilflügel des Rotationsventils mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten entsprechend dem eingezeichneten Pfeil rotiert, wodurch am Anfang und am Ende des Füllvorgangs die Füllmenge beispielsweise entsprechend einer Exponentialfunktion zu- bzw. abnehmen kann.
Gleichzeitig mit dem Einbringen des Treibgases 12 in den Innenraum des Druckbehälters 2 wird der Vibrationsantrieb 44 im Bereich des Abfüllkopfes 46 aktiviert und versetzt den Abfüllkopf 46 bzw. den Druckbehälter 2 in Schwingungen. Dadurch kommt es zu einer Durchwirbelung und zum Aufbringen einer kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 und gegebenenfalls des Lösemittels 10. Das Aufbringen der Vibrationsenergie bzw. der kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 kann nun auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, daß der Abfüllkopf in senkrecht zur Längsachse des Druckbehälters 2 gerichtete, durch Doppelpfeile 57 angedeutete Schwingungsbewegungen versetzt wird, wobei der Druckbehälter 2 über elastische Auflagen 58 in einer Dichtplatte 59 des Abfüllkopfes 46 mitgenommen wird.
Des weiteren ist es aber auch möglich, daß der Druckbehälter 2 Vibrationsbewegungen in parallel zur Längsachse des Druckbehälters 2 verlaufender Richtung - wie durch Pfeile 60 angedeutet - beaufschlagt wird. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Federelemente 43 eine in zur Grundplatte 42 senkrecht verlaufender Richtung ausgerichtete Schwingungscharakteristik aufweisen. So können dann die beispielsweise als Blattfedern dargestellten Federelemente 43 auch als Schraubendruckfedern oder elastische Federelemente aus Kunststoff und/oder Gummi bestehen, die eine Übertragung der Schwingungen vom Vibrationsantrieb 44 auf das Treibgas 12 ermöglichen.
Selbstverständlich ist es aber auch in Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante möglich, die Grundplatte 42 starr anzuordnen. In diesem Fall wird durch die Schwingungsbewegung des Vibrationsantriebes 44 der Abfüllkopf 46, beispielsweise in vertikaler Richtung gemäß den Pfeilen 60, relativ zum Druckbehälter 2 bewegt, sodaß das Eintragen des Treibgases 12 durch das ständige Schließen und Öffnen des Rückschlag- und Steuerventils 50,51 impulsförmig erfolgt. Dies bewirkt, daß während des Einpressens des Treibgases 12 der Wirkstoff 9 bzw. das Lösemittel 10 gut durchgewirbelt wird und auf dieses eine kinetische Energie aufgebracht wird, die eine höhere Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und Treibgas 12 ermöglicht.
Nicht zuletzt ist dieses impulsförmige Einbringen des Treibgases 12 auch dadurch erzielbar, daß eine Vibrationsbewegung durch eine impulsförmige gegengleiche Beaufschlagung der Zylinderkolbenantriebe 48 erfolgen kann. Dazu ist es aber vorteilhaft, wenn diese über eine Druckflüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, betrieben werden. Durch ein entsprechendes Steuerventil können dann Druckimpulse in die Zylinderkolbenantriebe 48 eingeleitet werden, die zu einem Schwingen des Abfüllkopfes 46 gegenüber dem Druckbehälter 2 führen und über das Rückschlag- und Steuerventil 50,51 das impulsweise Einströmen des Treibgases 12 bewirken.
Nicht zuletzt ist es aber natürlich auch andererseits möglich, dieses impulsförmige Einströmen des Treibgases 12 über das Steuerventil 56 auszulösen. Auch dadurch kann eine entsprechende Durchwirbelung des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 erzielt werden, die zu einem Verwirbeln und zum Aufbringen einer kinetischen Energie führt.
Es ist aber nach einer anderen Ausführungsvariante, wie weiters in Fig.7 auch schematisch angedeutet, möglich, den Druckbehälter 2 über die Grundplatte 42 in Schwingung zu versetzen. Dies kann dadurch erfolgen, daß beispielsweise die in Fig. 7 gezeigten Federelemente 43 beispielsweise Blattfedern über einen Vibrationsantrieb 61, beispielsweise einen elektrischen Schwingmagneten, in Schwingungen gemäß den Doppelpfeilen 57 bzw. den Pfeilen 60 versetzt werden. Dadurch kann die kinetische Energie vom Druckbehälter 2 direkt auf den Wirkstoff 9 bzw. das Lösemittel 10 übertragen und dieses in eine intensive Vibration versetzt werden.
Durch das Aufbringen von "mechanischer" Energie in Form von kinetischer Energie auf die Flüssigkeitsteilchen, steigt die Oberflächenenergie und damit die Oberflächenergiedichte und die Oberflächenspannung an. Dadurch wird die Tendenz zur Vereinigung der Flüssigkeitsteilchen geringer und die Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und gasförmigen Treibmitteln wird verstärkt. Dies bedeutet, daß eine höhere Konzentration an Treibgas 12 an den Oberflächen der Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 erzielbar ist. Das Treibgas 12 wird dadurch stärker und schneller im Wirkstoff 9 gelöst. So ergibt sich bei einem Treibgas, welches sich zu einem höheren Prozentsatz im Wirkstoff 9 löst, ein Gewichtsverhältnis zwischen Treibgas 12 und Wirkstoff 9 von 1 : 11, während beispielsweise bei Preßluft dieses Verhältnis 1 : 21 beträgt. Ein solches sich im Wirkstoff 9 stark lösendes Treibgas 12 ist beispielsweise CO₂.
Durch diese scheinbar einfache Maßnahme dem Wirkstoff 9 kinetische Energie zuzuführen, wird erreicht, daß die Füllzeit bei Verwendung von beispielsweise aus der Luft gewonnenen Treibgasen wie Stickstoff, Kohlendioxyd oder auch bei anderen Edelgasen nicht länger oder sogar kürzer als die Fülldauer der Druckbehälter 2 mit den halogenierten Kohlenwasserstoffen ist, und es können Füllzeiten von ca. 1 Sek. für einen Druckbehälter 2 erreicht werden.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform für eine Druckzerstäuberdose 1 gezeigt. Diese unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Druckzerstäuberdosen 1 lediglich dadurch, daß zwischen dem Wirkstoff 9 und dem Treibgas 12 ein im Innenraum 8 des Druckbehälters 2 angeordneter Gleitkolben 62 vorgesehen ist, der das Treibgas 12 vom Wirkstoff 9 bzw. dem Lösemittel 10 trennt. Dieser Gleitkolben 62 ist an einer, zum Beispiel durch das Steigrohr 6 gebildeten Führungssäule in Richtung der Längsachse 34 des Druckbehälters 2 verschiebbar geführt.
Zwischen dem Steigrohr 6 und der Ventilvorrichtung 5 ist ein Rückschlagventil 63 angeordnet, welches ein Ausströmen des Treibgases 12 aus einer Zylinderkammer 64 in das Steigrohr 6 verhindert. Dieses Rückschlagventil 63 ist zwischen dem Gleitkolben 62 und dem Deckel 40 des Druckbehälters 2 angeordnet. Damit ist über die Ventilvorrichtung 5 eine Einbringung des Treibgases 12 nach dem Einbringen des Wirkstoffes 9 möglich.
Durch die Anordnung des Gleitkolbens 62 kann eine Vermischung des Treibgases 12 mit dem Wirkstoff 9 bzw. dem Lösemittel 10 vermieden werden. Dadurch können auch Wirkstoffe 9 bzw. Lösemittel 10 Verwendung finden, die eine direkte Vermischung mit dem Treibgas 12 über längere Lagerdauer hinweg nicht gestatten. Es muß dabei auch in Kauf genommen werden, daß in einzelnen Fällen eine gewisse Menge an Wirkstoff 9 bzw. Lösemittel 10 im Druckbehälter 2 verbleibt. Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform des Druckbehälters unter Verwendung des Gleitkolbens 62 auf die Beaufschlagung des Druckbehälters 2 bzw. des Treibgases 12 mit kinetischer Energie während des Einfüllens des Treibgases 12 verzichtet werden.
In Fig.9 ist eine Füllvorrichtung für die Druckzerstäuberdose 1 nach Fig. 1 gezeigt.
Das Einbringen des Wirkstoffes 9, gegebenenfalls vermischt mit dem Lösemittel 10, sowie des Treibgases 12 erfolgt derart, daß vor dem Einbringen der Ventilvorrichtung 5 in die Öffnung 4 des Druckbehälters 2 der gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 verse:zte Wirkstoff 9 eingefüllt wird. Danach wird mit einem Deckel 122, in dem der Ventilträger 16 eingebaut ist, die Öffnung 4 gasdicht verschlossen. In diesem Zustand wird der Druckbehälter 2 in den Bereich einer Abfüllvorrichtung 123 verbracht.
Im Bereich dieser Abfüllvorrichtung 123 wird der Druckbehälter 2 auf eine Grundplatte 124 aufgesetzt, die über Federelemente 125 federnd gelagert ist. Des weiteren ist der Abfüllvorrichtung 123 ein Vibrationsantrieb 126, beispielsweise ein elektrischer Schwingmagnet, zugeordnet.
Die Abfüllvorrichtung 123 weist einen Abfüllkopf 127 auf, der entlang von Führungen 128 mittels druckmittelbetätigbarer Zylinderkolbenantriebe 129 gegen die mit dem Deckel 122 verschlossene Stirnseite des Druckbehälters 2 gepreßt werden kann. Weiters weist der Abfüllkopf 127 einen Steuerstift 130 auf, der mit dem Aufsetzen des Abfüllkopfes 127 auf den Druckbehälter 2 in das Innere der Ventilvorrichtung 5 eindringt und die schematisch eingezeichnete Sperrplatte 14 gegen den Widerstand der Schließfeder 17 vom Ventilsitz 18 abhebt. Dadurch wird eine direkte Leitungsverbindung zwischen dem Abfüllkopf 127 und dem Steigrohr 6 im Inneren des Druckbehälters 2 hergestellt.
Wird der Abfüllkopf 127 weiter nach unten bewegt, so wird durch den Widerstand, den die Sperrplatte 14 dem Steuerstift 130 entgegensetzt, ein Rückschlag- und ein Steuerventil 131,132 geöffnet, wie dies in Fig.9 in vollen Linien gezeigt ist, sodaß über eine gegebenenfalls flexible Zuleitung 133 und ein Druckreduzierventil 134 das Treibgas 12 über einen Verdichter 135 bzw. aus einem Druckspeicher 136 in den Innenraum des Druckbehälters 2 eingeblasen werden kann. Zwischen dem Druckreduzierventil 134 und dem Druckbehälter 2 kann weiters ein Steuerventil 137 angeordnet sein, mit welchem z.B. auch eine sinusförmige Steuerung der Füllmenge während des Füllvorganges für das Treibgas 12 erfolgen kann.
Diese sinusförmige Mengensteuerung des einzubringenden Treibgases 12 kann dadurch erfolgen, daß der Ventilflügel des Rotationsventils mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten, entsprechend dem eingezeichneten Pfeil rotiert, wodurch am Anfang und am Ende des Füllvorgangs die Füllmenge beispielsweise entsprechend einer Exponentialfunktion zu- bzw. abnehmen kann.
Gleichzeitig mit dem Einbringen des Treibgases 12 in den Innenraum des Druckbehälters 2 und/oder daran anschließend wird der Vibrationsantrieb 126, der auch im Bereich des Abfüllkopfes 127 angeordnet sein kann, aktiviert und versetzt diesen bzw. den Druckbehälter 2 in Schwingungen. Dadurch kommt es zu einer Durchwirbelung und zum Aufbringen einer kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 und gegebenenfalls des Lösemittels 10. Das Aufbringen der Vibrationsenergie bzw. der kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So ist es beispielsweise auch möglich, daß der Abfüllkopf in senkrecht zur Längsachse des Druckbehälters 2 gerichtete, durch Doppelpfeile 138 angedeutete Schwingungsbewegungen versetzt wird, wobei der Druckbehälter 2 über elastische Auflagen 139 in einer Dichtplatte 140 des Abfüllkopfes 127 mitgenommen wird.
Des weiteren ist es aber auch möglich, daß der Druckbehälter 2 Vibrationsbewegungen in parallel zur Längsachse des Druckbehälters 2 verlaufender Richtung - wie durch Doppelpfeile 141 angedeutet - beaufschlagt wird. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Federelemente 125 eine in zur Grundplatte 124 senkrecht verlaufender Richtung ausgerichtete Schwingungscharakteristik aufweisen. So können dann die beispielsweise als Blattfedern dargestellten Federelemente 125 durch Schraubendruckfedern oder elastische Federelemente aus Kunststoff und/oder Gummi bestehen, die eine Übertragung der Schwingungen vom Vibrationsantrieb 126 auf das Treibgas 12 ermöglichen.
Selbstverständlich ist es aber auch in Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante möglich, die Grundplatte 124 starr anzuordnen, wodurch die Schwingungsbewegung des Vibrationsantriebes 126 der Abfüllkopf 127, beispielsweise in vertikaler Richtung gemäß den Pfeilen 138, relativ zum Druckbehälter 2 bewegt wird, sodaß das Eintragen des Treibgases 12 durch das ständige Schließen und Öffnen des Rückschlag- und Steuerventils 131,132 impulsförmig erfolgt. Dies bewirkt, daß während des Einpressens des Treibgases 12 der Wirkstoff bzw. das Lösemittel 10 gut durchgewirbelt wird und auf dieses eine kinetische Energie aufgebracht wird, die eine höhere Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und Treibgas 12 ermöglicht.
Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Füllen der Druckgaspackungen bzw. Druckzerstäuberdosen 1 hat sich gezeigt, daß eine optimale Durchmischung zwischen dem Treibgas und dem Wirkstoff bzw. dem Gemisch dann erzielt werden kann, wenn eine Frequenz der auf die Druckbehälter einwirkenden Schwingungen zwischen 20 und 100 Hz beträgt. Eine Amplitude soll dabei im Bereich zwischen 1,3 und 2,2 mm liegen. Eine Vibrationsbeaufschlagung mit einer Frequenz von 50 Hz hat sich dann als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Amplitude zwischen 1,6 und 1,8 mm beträgt. Durch diese mechanische Schwingung bzw. die kinetische Energiezufuhr kommt es nämlich dazu, daß die Flüssigkeitsoberfläche aufreißt und zentimeterhohe Fontänen des Wirkstoffes bzw. Gemisches in den Gasraum eintreten, wodurch eine unproportionale hohe Oberflächenvergrößerung zwischen Treibgas und Wirkstoff bzw. Gemisch erzielt wird. Diese hohe Oberfläche begünstigt die Aufnahme des Gases in den Wirkstoff bzw. das Gemisch, wodurch ein hoher Anteil des Treibgases im Wirkstoff bzw. Gemisch abgespeichert werden kann. Dazu kommt, daß bei Treibgasen, welche eine chemische Reaktion mit dem Wirkstoff bzw. dem Gemisch eingehen die chemische Reaktion erheblich beschleunigt wird, wodurch ohne vorherige Anreicherung des Wirkstoffes bzw. Gemisches mit Treibgas eine vollständige Sättigung des Wirkstoffes bzw. des Gemisches mit Treibgas erzielbar ist.
Durch die Zuführung der kinetischen Energie ist es nunmehr auch möglich, daß ein Volumen des Treibgases in der Druckgaspackung größer ist, als das Gasvolumen, welches bei dem jeweiligen Fülldruck jenes Volumen des Innenraumes 8 füllt, welches nicht vom Wirkstoff 9 bzw. Gemisch gefüllt ist. Dieser Effekt entsteht dadurch, daß ein Teil des Gases den Wirkstoff 9 bzw. das Gemisch übersättigt und Gasmoleküle daher unabhängig von einer eventuellen chemischen Bindung im Wirkstoff 9 bzw. Gemisch in einer monomolekularen oder weniger monomolekularen Schicht an Flüssigkeitströpfchen durch Adhäsionskräfte festgehalten sind. Weiters steigt durch das Aufbringen von "mechanischer" Energie in Form von kinetischer Energie auf die Flüssigkeitsteilchen, die Oberflächenenergie und damit die Oberflächenenergiedichte und die Oberflächenspannung an. Dadurch wird die Tendenz zur Vereinigung der Flüssigkeitsteilchen geringer und die Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und gasförmigen Treibmitteln wird verstärkt. Dies bedeutet, daß eine höhere Konzentration an Treibgas 12 an den Oberflächen der Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 erzielbar ist. Das Treibgas 12 wird dadurch stärker und schneller im Wirkstoff 9 gelöst. So ergibt sich bei einem Treibgas, welches sich zu einem höheren Prozentsatz im Wirkstoff 9 löst, ein Gewichtsverhältnis zwischen Treibgas 12 und Wirkstoff 9 von 1 : 11, während beispielsweise bei Preßluft dieses Verhältnis 1: 21 beträgt. Ein solches sich im Wirkstoff 9 stark lösendes Treibgas 12 ist beispielsweise CO₂. Dieser Effekt kann in einer Glasspraydose derart beobachtet werden, daß die Flüssigkeitsoberfläche aufreißt und zentimeterhohe Fontänen nach oben bildet. Die kinetische Energiezufuhr hat während des Abfüllvorganges derart zu erfolgen, daß die Fontänenbildung maximal wird. Damit ist der Abfüllvorgang beendet d.h. die Zwei-Phasen-Mischung ist langzeitig stabilisiert. (Mehrjährige Lagerzeit ohne Änderung des Sprühbildes)
Des weiteren ist es bei Gasen, welche eine chemische Reaktion mit dem Füllgut eingehen oder in diesem stark löslich sind, z.B. CO₂, nicht mehr notwendig den Wirkstoff bzw. die Flüssigkeit vor dem Abfüllen in die Spraydose mit dem gleichen Gas anzureichern.
Durch diese scheinbar einfache Maßnahme, dem Wirkstoff 9 kinetische Energie zuzuführen, wird erreicht, daß die Füllzeit bei Verwendung von beispielsweise aus der Luft gewonnenen Treibgasen wie Stickstoff, Kohlendioxyd oder auch bei anderen Edelgasen nicht länger oder sogar kürzer als die Fülldauer der Druckbehälter 2 mit den halogenierten Kohlenwasserstoffen ist, und es können Füllzeiten von ca. 1 Sekunde, bevorzugt von 0,8 Sekunden, für einen Druckbehälter 2 erreicht werden.
Es ist aber auch vorteilhaft, die Adhäsionskräfte zwischen diesen Flüssigkeitsteilchen und dem gasförmigen Treibmittel durch eine an den Abfüllvorgang anschließende Vibrationsbeaufschlagung des Druckbehälters 2 vorzuführen.
Durch die zusätzlich in das Treibgas 12 bzw. den Wirkstoff 9 und das eventuell vorhandene Lösemittel 10 eingebrachte Energie steht beim Ausbringen des Wirkstoffes 9 eine höhere Energie zum Austreiben desselben aus dem Druckbehälter 2 zur Verfügung. Während nun bei den halogenierten Kohlenwasserstoffen bzw. bei verflüssigten Gasen diese zusätzliche Energie zum feineren Zerstäuben der Wirkstoffe 9. durch den Entzug von Wärme aus der Umgebung und dem damit einhergehenden Verdampfen gewonnen wird, kann dies bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die zusätzliche Energiezufuhr in Form von kinetischer oder thermischer Energie erfolgen.
Somit ist die Energie, die zum Austragen des Wirkstoffes 9 durch die Düse 13 zur Verfügung steht, die Summe der durch die Verdichtung des Treibgases eingebrachten Energie und der zusätzlich auf den Wirkstoff eingebrachten kinetischen bzw. thermischen Energie.
Nachdem gemäß der Entropie jedes System, welches nicht in einen bestimmten Zustand gezwungen ist, einem niederen Energiezustand zustrebt, wirkt die über das Treibgas eingebrachte Energie und die zusätzlich auf das Gemisch eingebrachte Energie beim Austragen des Wirkstoffes zusammen und wird gemeinsam frei. Dadurch wird das Austragergebnis und das Sprühergebnis verbessert und ein nahezu vollständiges Austragen des Wirkstoffes 9, wie dies anhand der nachfolgenden Fig.10 und 11 noch näher beschrieben werden wird, erreicht.
Des weiteren ist aber zu berücksichtigen, daß neben der Düsenart, der inneren Geometrie der Düsen und dem Verhältnis von Gas- und Flüssigkeitsdurchsatz bzw. dem Druck vor der Düse auch der Dampfdruck der Flüssigkeit durch das gasförmige Treibmittel in vorteilhafter Weise das Austragen und Verteilen des Wirkstoffes 9 begünstigt.
Je inerter sich nämlich das gasförmige Treibmittel gegenüber der Flüssigkeit verhält, desto größer ist die Erhöhung des Dampfdruckes der Flüssigkeit.
In den Fig.10 und 11 sind verschiedene Entleerungsdiagramme 142 und 143 dargestellt. Auf der Abszisse der Entleerungsdiagramme 142 und 143 ist jeweils der Entleerungsgrad in Prozent und auf der Ordinate jeweils der Überdruck im Innenraum des Druckbehälters 2 in bar angegeben.
Im Entleerungsdiagramm 142 ist, bei der in vollen Linien gezeichneten Diagrammlinie 144 als Treibgas Luft und als Wirkstoff Wasser verwendet, während bei der in strichpunktierten Linien dargestellten Diagrammlinie 145 als Treibgas Stickstoff und als Wirkstoff Wasser verwendet wurde.
Bei dem Entleerungsdiagramm 143 zeigt die als volle Linie dargestellte Diagrammlinie 146 die Verhältnisse bei Luft als Treibgas und ein Deodorant als Wirkstoff, während die in strichpunktierten Linien gezeichnete Diagrammlinie 147 die Verhältnisse bei Stickstoff als Treibgas und ein Deodorant als Wirkstoff 9 zeigt.
Abgesehen von geringfügigen Abweichungen ergibt sich aus diesen Entleerungsdiagrammen 142 und 143, daß bis zu einem Entleerungsgrad von ca. 99 % in etwa ein Überdruck von 2 bar im Innenraum des Druckbehälters 2 besteht. Dies bedeutet, daß beispielsweise bei einem Füllgewicht von ca. 50 Gramm zum Austragen von ca. 0,4 bis 0,5 Gramm des Wirkstoffes noch immerhin annähernd 2 bar Überdruck im Innenraum des Druckbehälters 2 zur Verfügung stehen. Nachdem der Überdruck im Innenraum des Druckbehälters 2 auf 0 abgesunken ist, verbleibt eine Restmenge an Wirkstoff von ca. 0,05 Gramm. Dies bedeutet, daß praktisch die Druckgaspackung zur Gänze entleert wurde.
Die diesen Diagrammlinien zugrunde liegenden Versuche wurden derart vorgenommen, daß bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius) der Innendruck und die Gesamtmasse von je einem Druckbehälter gravimetrisch bestimmt wurde. Danach wurde über die Düse 13 der Wirkstoff durch oftmaliges Versprühen entleert, sowie der Innendruck und die Gesamtmasse bestimmt. Dieser Vorgang wurde bis zur kompletten Entleerung, d.h. bis kein Überdruck im Druckbehälter 2 feststellbar war, fortgesetzt. Danach wurden die Druckbehälter mechanisch geöffnet und die Restmenge an Wirkstoff bestimmt.
Damit bestätigen sich die zuvor angestellten Überlegungen, bezüglich der in den Wirkstoff von außen her zugeführten Energie bzw. beim Austragen des Wirkstoffes.
In Fig.12 ist anhand einer Ausführungsvariante des Druckbehälters 2 gezeigt, wie diese zusätzliche Energie in den Wirkstoff 9, der gegebenenfalls mit einem Lösemittel 10 versetzt ist bzw. in das Treibgas 12 eingebracht werden kann. Dazu ist es möglich, daß am Boden 3 des Druckbehälters 2 als Energiequelle 148 ein Vibrator 149 angeordnet sein kann. Diesem kann eine Stromversorgung 150 und eine Steuervorrichtung 151 zugeordnet sein.
Zum Ein- und Ausschalten der Energiequelle 148 bzw. des Vibrators 149 kann die Steuervorrichtung 151 mit einem an dessen Außenseite angebrachten Taster bzw. Schalter 152 versehen sein. Eine derartige Ausbildung des Druckbehälters 2 hat den Vorteil, daß die zusätzliche Energie zum Austragen des Wirkstoffes 9 auch während der Verwendung des Druckbehälters 2 immer wieder eingebracht werden kann und dadurch den positiven Effekt dieser zusätzlich eingebrachten Energie zum Austragen und feineren Versprühen des Wirkstoffes 9 voll nutzen zu können.
Wie mit strichlierten Linien weiters angedeutet, ist es aber auch möglich, dem Druckbehälter 2 diese zusätzliche Energie zum Austragen des Wirkstoffes 9 über eine als Heizvorrichtung 153 ausgebildete Energiequelle 148 zuzuführen. Diese Zufuhr der Wärmeenergie im Druckbehälter 2 bzw. auch in dessen Wirkstoff 9 und Treibgas 12 kann über Strahlungswärme, oder wie ebenfalls angedeutet, durch ein im Innenraum 8 im Wirkstoff 9 angeordnetes Heizelement 154, z.B. einen Heizstab, durch Wärmeleitung erfolgen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß der Vibrator 149 bzw. eine andere elektrische, induktive oder elektrochemische Energiequelle verwendet wird, um dem Wirkstoff 9 und dem Treibgas 12 diese zusätzliche Energie zum vollständigen Austragen bei guten Sprühcharakteristiken zuzuführen.
So kann es sich aber des weiteren auch als vorteilhaft erweisen, wenn der Druckbehälter 2 mit einer zusätzlichen Einfüllöffnung 155 mit einem Einfüllstutzen 156 versehen ist, in dem ein Rückschlagventil 157 angeordnet ist. Von Vorteil wäre bei einer derartigen Ausbildung, daß vor allem Großanwender, wie Friseurbetriebe, Lackierereien, KFZ-Werkstätten und dgl., sich die Druckbehälter 2 immer wieder, mit einem in großen Behältern angelieferten Wirkstoff 9 und dem Treibgas 12, beispielsweise Druckluft aus einem normalen Druckluftnetz, füllen können. Indem diese Druckbehälter 2 dann mit entsprechenden Energiequellen 148 unmittelbar versehen sind oder mit solchen Energiequellen in Verbindung gebracht werden, ist es auch bei solchen Selbstabfüllern dann einfach möglich, die Gesamtenergie im Druckbehälter 2 so zu erhöhen, daß ein vollständiges Austragen des Wirkstoffes und eine entsprechende feine Zerstäubung des Wirkstoffes 9 erzielbar ist.
Damit könnte eine Anzahl der verwendeten Druckzerstäuberdosen eingespart und durch eine verringerte Transportmenge und ein geringeres Transportvolumen eine zusätzliche Umweltbelastung vermieden werden.
In den Fig.13 bis 15 ist weiters eine Ventilvorrichtung 5 für die Verwendung mit einem erfindungsgemäßen gefüllten Druckbehälter 2 gezeigt. Diese Ventilvorrichtung 5 ist beispielsweise in einen Deckel 122, der den Druckbehälter 2 verschließt, angeordnet. Ein Ventilsitz 158 weist an seinem Ende einen umlaufenden Flansch 159 auf, der unter Zwischenschaltung einer Dichtscheibe 160, durch eine in den Deckel 122 eingepreßte Nut 161 fest gegen eine Anlagefläche 162 gedrückt ist. In dem zylinderförmigen Ventilsitz ist in einer Längsbohrung 163 ein Ventilstößel 164 geführt, der mittels einer Druckfeder 165 gegen die Dichtscheibe 160 gepreßt ist. Wird daher vom Betätigungsknopf 15 keine Druckkraft in Richtung des Druckbehälters 2 ausgeübt, so liegt, wie mit strichlierten Linien angedeutet, der Ventilstößel 164 an der Dichtscheibe 160 an, und ein Austritt von Treibgas 12 bzw. Wirkstoff 9 aus dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 zur Düse 13 ist unterbunden.
Wird dagegen der Betätigungsknopf 15 in Richtung eines Pfeils 166, also auf den Druckbehälter 2 zubewegt, so wird der Ventilstößel 164 gegen die Wirkung der Druckfeder 165 nach innen geschoben, und es kann nunmehr, über die einen größeren Durchmesser als die Längsbohrung 163 aufweisende Ausnehmung 167 und in der Längsbohrung 163 angeordneten Längsschlitzen 168 über Öffnungen 169 der Wirkstoff 9 vermischt mit dem Treibgas 12 in einen zur Düse 13 führenden Kanal 170 des Betätigungsknopfes 15 eintreten. Wird nunmehr der Ventilstößel 164 noch weiter gegen den Innenraum des Druckbehälters 2 bewegt, so kann eine größere Menge an Wirkstoff 9 und Treibgas 12 austreten, da in diesem Bereich zusätzlich zu den Längsschlitzen 168 weitere Längsschlitze 171 angeordnet sind und somit der Durchtrittsquerschnitt für den Wirkstoff 9 und das Treibgas 12 erhöht, im vorliegenden Fall sogar verdoppelt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, je nach Einschubweg des Ventilstößels 164 eine mehr oder weniger große Querschnittserhöhung vorzunehmen, sodaß beispielsweise auch ein stetig ansteigendes Austragsvolumen an Wirkstoff 9 bzw. Treibgas 12 erreichbar ist.
Um eine gleichmäßige Versprühung des ausgetragenen Wirkstoffes 9 sicherstellen zu können, ist die Ausnehmung 167 zusätzlich über eine Öffnung 172 mit dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 verbunden. Dadurch wird mit jedem Austragen eines Wirkstoffes 9 eine gewisse Menge an Treibgas 12 mit ausgetragen, die eine gleichmäßige Austragung des Wirkstoffes 9 bewirkt.
Die Menge des gleichzeitig mit dem Wirkstoff 9 jederzeit austretenden Treibgases 12 wird durch die Querschnittsfläche der Öffnung 172 bzw. mehrerer Öffnungen 172 voreingestellt. Durch die Wahl der Größe des Durchmessers der Öffnung bzw. Öffnungen 172 zwischen 0,05 und 3 mm kann die Ausbringrate der Flüssigkeit bzw. des Wirkstoffes, das Sprühbild und die Entleerungsmenge gesteuert werden. Je kleiner der Durchmesser, desto größer die Aussprührate pro Zeiteinheit, desto geringer die in der Dose zurückbleibende Wirkstoffmenge und desto "nasser" (größere Tröpfchenbildung) wird das Sprühbild. Von besonderem Vorteil ist der kleine Durchmesser, insbesondere kleiner als 0,1 mm, der Öffnung 172 für den restlichen Gasdruck in der Spraydose knapp vor der 100%igen Entleerung. Beispielsweise bleibt bei einer Deo/Luft Spraydose kleiner als bei einem Ausgangsdruck von 8 bar und bei kleinem Durchmesser der Öffnung 172 nach 99 % Entleerung immer noch ein Restdruck von 2,5 bis 3 bar im Innenraum erhalten. Durch die Menge des zusätzlich ausströmenden Treibgases 12 kann die Verteilung bzw. Austragsgeschwindigkeit des Wirkstoffes 9 zusätzlich beeinflußt werden.
Die Menge des zusätzlich zugemischten Treibgases 12 kann dabei in einfacher Weise durch die Querschnittsfläche, also im wesentlichen durch den Durchmesser der Öffnung 172, bestimmt werden. Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Durchmesser der Öffnung 172 zwischen 0,05 bis 0,3 mm vorzugsweise zwischen 0,08 bis 0,15 beträgt. Eine derartige sich daraus ergebende Querschnittsfläche der Öffnung 172 erlaubt bei den derzeit bekannten und verwendeten Ventilvorrichtungen 5 und den dabei verwendeten Durchmessern der einzelnen Leitungen eine gute Mischung und eine entsprechend feine Verteilung des Wirkstoffes 9. Selbstverständlich ist es möglich, an Stelle der einzigen Öffnung 172, mit der sich aus dem Durchmesser ergebenden Querschnittsfläche, mehrere Bohrungen bzw. Öffnungen vorzusehen, deren gesamte Querschnittsfläche der Querschnittsfläche bei dem vorangegebenem Durchmesser entspricht.
Als besonders vorteilhaft hat sich aber auch ein Verfahren zum Füllen der zuvor beschriebenen Druckbehälter 2 herausgestellt, bei welchem beispielsweise entsprechend der Darstellung in Fig.9 der Wirkstoff 9 gegebenenfalls vermischt mit einem Lösemittel 10 in den Druckbehälter eingebracht wird, worauf dieser mit der Ventilvorrichtung 5 verschlossen wird. Danach wird das Treibgas, beispielsweise Stickstoff, CO₂ oder Preßluft oder ein beliebig anderes inertes Gas, mit einem höheren Fülldruck als der Betriebsdruck, der beispielsweise 8 bar betragen soll, eingefüllt. Diese Druckerhöhung beträgt beispielsweise bei Stickstoff oder anderen inerten Gasen 1 bar, bei CO₂ 4 bar und bei Preßluft 2 bar.
Der somit mit höherem Druck gefüllte Druckbehälter 2 wird nunmehr von der Fülleinrichtung 127 entfernt. Danach wird dem Druckbehälter von außen Energie, insbesondere kinetische Energie, durch Vibration zugeführt, sodaß es zu einer Gefügeverdichtung des Treibgases 12 und des gegebenenfalls mit Lösemittel 10 vermischten Wirkstoffes 9 kommt. Diese Zufuhr der Energie, insbesondere kinetischen Energie, wird solange durchgeführt, bis im Innenraum des Druckbehälters 2 der gewünschte Lieferdruck von z.B. 8 bar erreicht ist. Durch die damit im Treibgas 12 bzw. im Wirkstoff 9 zusätzlich gespeicherte Energie können die zuvor bereits beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Effekte erreicht werden.
Selbstverständlich sind die vorangegebenen Druckwerte nur rein beispielshaft, und es kann auch mit höheren oder niederen Drücken, entsprechend den verschiedenen Vorschriften in den einzelnen Ländern, gearbeitet werden. Wesentlich ist lediglich, daß der Fülldruck über dem normalen Verbrauchsdruck liegt und durch Zufuhr von Energie bzw. Gefügeverdichtung der Fülldruck dann auf den Verbrauchsdruck abgesenkt wird.
In Fig.16 ist ein Entleerungsdiagramm 173 gezeigt, in dem das Verhältnis zwischen Innendruck im Innenraum der Druckgaspackung, der auf der Abszisse in bar aufgetragen ist, und der Aussprührate, die auf der Ordinate in g/sek aufgetragen ist, dargestellt ist.
Grundsätzlich wird die Aussprührate durch die Ausbildung der Ventilvorrichtung 5 in Verbindung mit der Gestaltung der Öffnung 172 festgelegt.
Durch entsprechende Wahl der Durchtrittsquerschnitte im Bereich der Ventilvorrichtung 5 sowie der Querschnittsfläche der Öffnung 172 kann beispielsweise die Aussprührate bei vollgefüllter Druckgaspackung auf 2 g/sek bzw. 1 g/sek festgelegt werden.
In dem vorliegenden Entleerungsdiagramm 173 ist nun die Aussprührate in Abhängigkeit vom Innendruck in der Druckgaspackung dargestellt. Eine Diagrammlinie 174 zeigt die Aussprühmenge über den sich ständig absenkenden Innendruck in der Druckgaspackung ausgehend von einer Aussprührate von 2 g/sek, während die Diagrammlinie 175 den Verlauf der Aussprührate ausgehend von einer Aussprührate vor g/sek jeweils bei einem maximalen Fülldruck von 8 bar zeigt.
Für beide Diagrammlinien 174 und 175 ist charakteristisch, daß die Aussprührate bis zur Verringerung des Druckes im Innenraum auf die Hälfte des ursprünglichen Fülldruckes nahezu linear auf die Hälfte absinkt. Ist die Aussprührate zu Beginn 2 g/sek, so sinkt sie dann auf nahezu 1 g/sek ab, während bei einer Ausgangssprührate von 1 g/sek diese auf 0,5 g/sek absinkt.
Interessant ist jedoch, daß die Aussprührate bei einem Unterschreiten von ca. 4 bar Innendruck mit zunehmender Abnahme des Innendrucks wiederum bis auf ca. 70 % des Ursprungswertes ansteigt, bevor sie bei einer Entleerung von ca. 99 % des Wirkstoffes bzw. Gemisches abrupt auf 0 abfällt.
Im Zuge der in Verbindung mit den praktischen Versuchen gewonnenen Erkenntnissen wurde festgestellt, daß die Sprühwirkung in Spraydosen dadurch zustande kommt, daß das in der Spraydose zum größten Teil verflüssigt vorliegende Treibgas nach dem Ausströmen aus der Spraydose verdampft und durch das plötzliche Verdampfen den mit einem Lösungsmittel vermischten Wirkstoff dabei fein zerstäubt. Als technisch leicht verflüssigbar bieten sich die umweltschädigenden FCKWs, KWs oder auch Dimtylether an.
Um mit dieser bisher bekannten und umweltschädigenden Technologie eine vergleichbar gute Sprühcharakteristik zu erhalten, geht die Erfindung prinzipiell davon aus, die "Gesamtenergie" (innere Energie bzw. Enthalpi) des Füllgutes schon in der Spraydose zu erhöhen. Die eingebrachte Energie muß dabei im wesentlichen auch über größere Zeiträume in der Spraydose erhalten bleiben.
Erfindungsgemäß wird sie in kinetische Energie in Form definierter Vibrationsschwingungen eingebracht. Die vorher kompakte Flüssigkeit wird dabei im Inneren der Dose in einen tröpfchen- bzw. nebelartigen "Schwebezustand" zerteilt. Durch die Energiezunahme der Flüssigkeit steigt die Oberflächenenergie, die Oberflächenenergiedichte und damit die Oberflächenspannung an. Die vergrößerte Oberfläche verringert die Tendenz zur Wiedervereinigung der einzelnen Flüssigkeitsteilchen. Die Adhäsionskräfte zwischen den Flüssigkeitsteilchen und gasförmigen Treibmitteln werden auf Grund der vergrößerten Oberfläche stärker wirksam, die schichtenförmige, monomolekulare (multimolekulare) Konzentration des Treibgases steigt an der Oberfläche der Flüssigkeitsteilchen an. Das Treibgas wird dadurch stärker und schneller "gelöst".
Dadurch, daß das vorliegende Verfahren mit Fülldrucken bis maximal 10 bar arbeitet, können die Abweichungen der realen Treibgase in den Rechnungen mit idealen Gasen vernachlässigt werden.
Die thermische Zustandsgleichung für ideale Gase lautet: $p x V = R x T.$
In dieser Gleichung ist p x V der Arbeit oder Energie des betreffenden Gases zuzuordnen. Beim Verdampfen eines Mols der Flüssigkeit unter dem Gasdruck des inerten Treibmittels beträgt die Verdampfungsarbeit der Flüssigkeit: R x T - p x V. Sie ist um die geleistete Arbeit p x V des inerten Treibmittelgasdruckes geringer als im Normalfall, wo die Verdampfungsarbeit R x T beträgt. In diesen Gleichungen ist R = Gaskonstante, T = Temperatur in Kelvin, p = inerter Gasdruck des Treibmittels und V_fl = Volumen der Flüssigkeit.
Mit der Erniedrigung der Dampfdruckarbeit steigt der Dampfdruck der Flüssigkeit an. Es gilt die ideale Gasgleichung:

p =: Dampfdruck der Füllflüssigkeit
p =: Dampfdruck des inerten Treibgases, z.B. Stickstoffgas, auch Luft

Eine Dampfdruckerhöhung der Füllflüssigkeit in der Spraydose und letztlich im Augenblick des Aussprühens wird dadurch erreicht, daß man die Füllflüssigkeit durch ein möglichst inertes Gas unter Druck setzt.
Der Satz von der Konstanz des Dampfdruckes in einem abgeschlossenen System (W. Thomson) durfte dabei auf das erfindungsgemäße System an angewendet sein. Jedenfalls unterliegt dieser Satz einer gewissen Einschränkung, nämlich dann, wenn die Flüssigkphase außerordentlich stark unterteilt wird, beispielsweise wenn sie in Gestalt kleiner und kleinster Tröpfchen vorliegt. In diesem Fall tritt noch der Gleichung

σ=: Oberflächenspannung
V_fl =: Volumen der Füllflüssigkeit
r =: Tröpfchendurchmesser
R =: Gaskonstante
T =: absolute Temperatur

Inwieweit bei der Erfindung der zweite Hauptsatz der Wärmelehre eine praktische Bedeutung hat, nämlich daß bei Expansion eines idealen Gases die vorher zugeführte Wärme (Kinetische Energie) in Form von geleisteter Arbeit für den Verdampfungsprozeß außerhalb der Spraydose zur Verfügung steht und damit die Frage nach den Temperaturverhältnissen in der Dose während des Abfüllvorganges konnte noch nicht restlos geklärt werden.
Untersuchungen in ganz anderen Forschungsgebieten wie diesen haben gezeigt, daß das Wasser, aber auch Wasser/Alkohol-Gemisch wie sie sehr häufig in Spraydosen Verwendung finden, an ihren Phasengrenzflächen Flüssigkeit/Dampf Moleküle mit höherem Energie zustand besitzen, und diese intermolekular fester gebunden sind, als in der einzelnen Phase selbst. An jeder Phasengrenzfläche herrscht ein besonderer Spannungszustand, der sich beispielsweise in einer wesentlich veränderten Oberflächenspannung oder veränderten spezifischen Wärmekapazität nachweisen läßt.
Die molekulare Systemorganisation in flüssigem Wasser ist äußerst vielfältig. Das dipol-artige Wasser kann über sein Sauerstoffatom als starker Elektronendomor und über seine Wasserstoffatome als starker Elektronenakzeptor fungiert. Diese Donor-Akzeptor Wechselwirkung zwischen den einzelnen Wassermolekülen und damit auch die Wechselwirkung zu anderen Fremdmolekülen, z.B. zu den in gasförmiger Phase vorliegenden Treibgas-Molekülen bedingt charakteristische und außerordentlich variable Anziehungs- bzw. Haltekräfte.
Nach den GUTMANN-Regeln werden die Bindungslängen zwischen den einzelnen Atomen eines Moleküls (intramolekulare Bindung andererseits durch die Anzahl der ein Konglomerat bildenden Einzelmoleküle bestimmt. So konnte quantenmechanisch berechnet werden, daß die Partialladungen in "gebundenen" Wassermolekül, d.h. drei Moleküle bilden beispielsweise eine Einheit, stärker ausgeprägt sind, als bei einem "ungebundenen" Wassermolekül, d.h. einem einzelnen Wassermolekül.
Um nun in ihrer Größe definierte Wassermolekül-Konglomorate ("polymeres Wasser") bzw. definierte Lösungsmolekül-Konglomerate des Spraydosen-Füllgutes und damit charakteristische Haltekräfte zu dem in Gasphase befindlichen Treibgasen zu erhalten, ist es notwendig, die Flüssigkeit gesamt in ein Resonanzschwingung durch kinetische Energieeinbringung zu versetzen.
Als Modellvorstellung gilt die Schwingungsgleichung für ein Federpendel (harmonische Schwingung):

T =: Schwingungszeit
f =: Eigenfrequenz des Schwingers
D =: Federkonstante (Materialkonstante)
m =: Masse des Schwingers

In der modellhaften Betrachtung ist für m die Masse des Wassermolekül-Konglomerats, d.h. die Anzahl der einzelnen Wassermolküle in einem Konglomerat zu verstehen. Die Federkonstante D ist als die Haltekraft (Adhäsionskraft, Wasserstoffbrückenbindung, intermolekulare Bindungskraft, etc.) zwischen den einzelnen Molekülen zu interpretieren.
Da in ein schwingendes System durch die Resonanzschwingung größtmögliche Energie eingebracht werden kann, und mit zunehmender Masse des Schwingers (Wassermolekül-Konglomerat) die Eigenfrequenz des Schwingers singt, ist die erfindungsgemäße Wirksamkeit der Vibrationsschwingung nicht nur eine Frage der Energiegröße, sondern auch eine dominierende Frage der Vibrationsfrequenz geworden.
Inwieweit die Art und Größe möglicher Frequenzbänder für das Spraydosenproblem effizient sind, ist vorerst nur durch praktische Versuche eingegrenzt worden, da durch die spezifische frequente Einbringung kinetischer Energie ohne Zweifel die Phasengrenzfläche zwischen Flüssigkeit und Treibgas molekular gesehen energetisch und in den elektrischen Wechselwirkungen beeinflußt wird.
Abschließend sei noch festgehalten, daß auch einzelne Details, der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele, für sich eigenständige erfinderische Lösungen bilden können und daß in den Zeichnungen des Ausführungsbeispiels zum besseren Verständnis der Erfindung einzelne Teile unproportional vergrößert und schematisch vereinfacht dargestellt sind. Dies betrifft insbesondere die unterschiedlichen Ausführungsvarianten der Ventilvorrichtung 5 sowie die Anordnung und Ausbildung der Öffnungen 136,172 die Verwendung des Gleitkolbens 162 und den Verfahrensablauf beim Befüllen der Druckbehälter 2 mit dem Wirkstoff 9 bzw. Lösemittel 10 und Treibgas 12.

Bezugszeichenaufstellung

1: Druckzerstäuberdose
2: Druckbehälter
3: Boden
4: Offnung
5: Ventilvorrichtung
6: Steigrohr
7: Bereich
8: Innenraum
9: Wirkstoff
10: Lösemittel
11: Volumen
12: Treibgas
13: Düse
14: Sperrplatte
15: Betätigungsknopf
16: Ventilträger
17: Schließfeder
18: Ventilsitz
19: Offnung
20: Sprühstrahl
21: Sprühstrahl
22: Hülse
23: Schlitz
24: Einströmkanal
25: Distanz
26: Ausströmöffnung
27: Sperrteil
28: Mantel
29: Innenwand
30: Bohrung
31: Steuerkolben
32: Vorspannkraft
33: Auflagefläche
34: Längsachse
35: Schlauchhalter
36: Öffnung
37: Durchlaß
38: Dosierkolben
39: Dosierfläche
40: Deckel
41: Abfüllvorrichtung
42: Grundplatte
43: Federelement
44: Vibrationsantrieb
45: Schwingmagnet
46: Abfüllkopf
47: Führung
48: Zylinderkolbenantrieb
49: Steuerstift
50: Rückschlagventil
51: Steuerventil
52: Zuleitung
53: Druckreduzierventil
54: Verdichter
55: Druckspeicher
56: Steuerventil
57: Doppelpfeil
58: Auflage
59: Dichtplatte
60: Pfeil
61: Vibrationsantrieb
62: Gleitkolben
63: Rückschlagventil
64: Zylinderkammer
122: Deckel
123: Abfüllvorrichtung
124: Grundplatte
125: Federelement
126: Vibrationsantrieb
127: Abfüllkopf
128: Führung
129: Zylinderkolbenantrieb
130: Steuerstift
131: Rückschlagventil
132: Steuerventil
133: Zuleitung
134: Druckreduzierventil
135: Verdichter
136: Druckspeicher
137: Steuerventil
138: Doppelpfeil
139: Auflage
140: Dichtplatte
141: Doppelpfeil
142: Entleerungsdiagramm
143: Entleerungsdiagramm
144: Diagrammlinie
145: Diagrammlinie
146: Diagrammlinie
147: Diagrammlinie
148: Energiequelle
149: Vibrator
150: Stromversorgung
151: Steuervorrichtung
152: Schalter
153: Heizvorrichtung
154: Heizelement
155: Einfüllöffnung
156: Einfüllstutzen
157: Rückschlagventil
158: Ventilsitz
158: Flansch
160: Dichtscheibe
161: Nut
162: Anlagefläche
163: Längsbohrung
164: Ventilstößel
165: Druckfeder
166: Pfeil
167: Ausnehmung
168: Längsschlitz
169: Offnung
170: Kanal
171: Längsschlitz
172: Offnung
173: Entleerungsdiagramm
174: Diagrammlinie
175: Diagrammlinie

Claims

Druckgaspackung, insbesondere Druckzerstäuberdose (1) mit einem Druckbehälter (2), mit einer Öffnung (4), die durch eine Ventilvorrichtung (5) verschlossen ist und einem, sich von der Ventilvorrichtung (5) in den Bereich eines Bodens (3) des Druckbehälters (2) erstreckenden Steigrohr (6) und bei der ein Teil eines Innenraumes (8) des Druckbehälters (2) mit einem Wirkstoff (9) und gegebenenfalls einem Lösemittel (10), sowie mit einem Treibgas (12) gefüllt ist und ein Teil des Treibgases (12) im Wirkstoff (9) bzw. im Lösemittel (10) gelöst ist, sowie der Rest des Treibgases (12) sich in dem nicht vom gegebenenfalls mit dem Lösemittel (10) vermischten Wirkstoff (9) gefüllten Volumen des Innenraumes (8) befindet und unter einem Druck von ca. 6 bis 20 bar, bevorzugt 5 bis 9,5 bar, steht, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (8) des Druckbehälters (2) auf einen Gewichtsteil Treibgas (12) zwischen 10 bis 22 Gewichtsteile, des, gegebenenfalls mit dem Lösemittel (10) vermischten Wirkstoffes (9) kommen, und daß Molekül-Konglomerate des Wirkstoffes (9) bzw. des Lösemittels (10) mit an diesen durch Adhäsionskräfte festgehaltenen Treibgasmolekülen übersättigt sind.
Druckgaspackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löse- und gegebenenfalls Wirkstoffmenge und die Treibgasmenge so abgestimmt sind, daß bei einer Temperatur des Druckbehälters von + 50 Grad C° der Treibgasdruck 10 bis 14 bar, bevorzugt 12 bar, nicht überschreitet.
Druckgaspackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Adhäsionskraft Gasmoleküle in einer monomolekularen oder weniger monomolekularen Schicht an Flüssigkeitströpfchen festgehalten sind.
Druckgaspackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckbehälter (2) eine Energiequelle (148) zur Abgabe von Energie mittels Wärmeleitung oder Wärmestrahlung zugeordnet ist.
Druckgaspackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (2) mit einem die Energiequelle (148) bildenden Vibrator (149) kuppelbar bzw. ausgestattet ist.
Druckgaspackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (148) im Innenraum (8) des Druckbehälters (2) angeordnet ist.
Verfahren zum Befüllen von Druckgaspackungen, insbesondere Druckzerstäuberdosen (1), bei dem ein mit einer Öffnung (4) versehener Druckbehälter (2) hergestellt und mit einem gegebenenfalls mit einem Lösemittel (10) vermischten Wirkstoff (9) zum Teil gefüllt wird und danach die Öffnung (4) mittels einer Ventilvorrichtung (5) verschlossen und dann ein Treibgas (12) über die Ventilvorrichtung (5) in den Innenraum (8) des Druckbehälters (2) mit einem Druck zwischen 6 und 12 bar, bevorzugt mit 8 bar, eingebracht wird und das Treibgas (12) mit dem Wirkstoff (9) bzw. Lösemittel (10) durch Zufuhr kinetischer Energie solange innig miteinander verwirbelt werden, bis das Treibgas (12) im Wirkstoff (9) bzw. dessen Lösemittel (10) gelöst ist, dadurch gekennzeichnet, daß für je einen Gewichtsteil des in das Gemisch eingebrachten Treibgases (12) zwischen 10 bis 22 Gewichtsteile, des, gegebenenfalls mit dem Lösemittel (10) vermischten Wirkstoffes (9) in den Druckbehälter (2) eingefüllt werden, worauf der, gegebenenfalls mit einem Lösemittel (10) vermischte Wirkstoff (9) in seine Resonanzschwingung versetzt und durch die dabei eingebrachte kinetische Energie Molekül-Konglomerate aus dem Wirkstoff (9) bzw. dem Lösemittel (10) herausgelöst werden und an diesen durch Adhäsionskräfte Treibgasmoleküle angelagert werden, sodaß der Wirkstoff (9) bzw. das Lösemittel (10) mit Treibgas (12) übersättigt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einbringens des Treibgases auf die Flüssigkeitsteilchen des gegebenenfalls mit dem Lösemittel versehenen Wirkstoffes eine kinetische Energie aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie eine thermische, über Wärmeleitung oder Wärmestrahlung aufgebrachte Energie ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas mit einem über dem Betriebsdruck liegenden Druck in den Innenraum des Druckbehälters eingebracht und daran anschließend durch Zufuhr von insbesondere kinetischer Energie der Druck im Innenraum des Druckbehälters auf den Betriebsdruck abgesenkt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff und gegebenenfalls das Lösemittel in Bewegung versetzt, insbesondere mit einer Vibrationsbewegung in eine Resonanzschwingung versetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter zumindest während des Einbringens des Treibgases in Vibration versetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter nach dem Einfüllen des Gemisches in Vibration versetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz der auf das Gemisch und/oder Treibgas einwirkenden Schwingungen zwischen 20 Hz und 100 Hz, bevorzugt 50 Hz, beträgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Amplitude der auf das Gemisch und/oder Treibgas einwirkenden Schwingungen zwischen 1,2 mm und 2,5 mm bevorzugt 1,6 - 1,8 mm beträgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas intermittierend in den Innenraum des Druckbehälters eingeblasen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfüllkurve sinusförmig verläuft.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang in 0,8 sec erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr so stark ist, daß während des Füllvorganges die Flüssigkeitsoberfläche aufreißt und Fontänen austreten.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas über eine Kolbenpumpe und die Ventilvorrichtung in den Druckbehälter eingebracht wird.
Fülleinrichtung zum Füllen von Treibgas in Druckgaspackungen, insbesondere Druckzerstäuberdosen (1), mit einem Verdichter (54) für das durch Preßluft gebildete oder durch aus der Luft gewonnene Treibgas (12), wie Stickstoff, einer Abfüllvorrichtung (41, 123), mit der das Treibgas in die Druckgaspackung eingefüllt wird, wobei die Abfüllvorrichtung (41, 123) mit einer Ventilvorrichtung (5) der Druckgaspackung bedarfsweise dichtend kuppelbar ist und eine Haltevorrichtung für die Druckgaspackung mit einem Vibrationsantrieb (44, 126) verbindbar ist, der während des Einfüllens des Treibgases in die Druckgaspackung mit einer Amplitude zwischen 1,2 mm und 2,5 mm, bevorzugt 1,6 mm bis 1,8 mm, und einer solchen Frequenz schwingt, daß die Molekül-Konglomerate eines Wasser/Alkohol-Gemisches in der Druckgaspackung in ihre Resonanzschwingung versetzt und mit dem Treibgas (12) übersättigt werden.