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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Dosieraufsatz zur Anordnung an einem Behälterventil eines Sprühgutbehälters. Zudem betrifft die Erfindung eine Dosieranordnung mit einem an dem Sprühgutbehälter angeordneten Dosieraufsatz. Ferner betrifft die Erfindung zwei Dosierverfahren.
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Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise bei handelsüblichen Sprühdosen, für Lacke, Haarfestiger, Rasierschaum oder Schmiermittel verwendet. Die verwendeten Sprühdosen weisen typischerweise einen gegenüber der Umgebung erhöhten Innendruck auf, der bei geöffnetem Behälterventil zu einem Austreiben des entsprechenden Sprühguts führt.
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Das Behälterventil ist dabei typischerweise handbetätigbar entgegen einem Schließmechanismus, insbesondere entgegen einer Ventilfeder, ausgebildet. Durch Betätigen - üblicherweise Drücken - des Sprühkopfes kann das Behälterventil geöffnet werden. Das Behälterventil muss jedoch im unbetätigten Zustand ein Abdichten des Behälterinnenvolumens zu der Umgebung gewährleisten, um ein ungewünschtes Austreten von Sprühgut zu verhindern. Dies bedingt hohe Schließkräfte am Schließmechanismus, insbesondere Federsteifigkeiten. Zum Lösen der Abdichtung des Behälterventils muss daher eine erhebliche Krafteinleitung auf den Sprühkopf erfolgen. Nach dem Lösen des Schließmechanismus führt die erhebliche Krafteinleitung ruckartig zu einem weitestgehenden Öffnen des Behälterventils. Hierdurch wird beim Betätigen des Sprühkopfs oftmals eine übermäßige Menge an Sprühgut ausgegeben.
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Ein nur teilweises Öffnen des Behälterventils ist lediglich unkontrolliert bzw. wenig reproduzierbar und mit hohem Handhabungsgeschick möglich. Zudem kommt es bei handelsüblichen Sprühdosen mit nur leicht geöffnetem Behälterventil zu einem übermäßigen Ausströmen von Treibmittel, ohne das Sprühgut ausgegeben wird. Hierdurch steigt die in der Sprühdose verbleibende Restmenge an Sprühgut, die mangels Treibmittel nicht ausgegeben werden kann.
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Erschwerend tritt hinzu, dass der Öffnungsgrad des Behälterventils sowie die ausgetriebene Menge an Sprühgut in starkem Maße von dem momentanen Innendruck des Sprühgutbehälters abhängt. Besonders bei hohen Innendrücken ist eine dosierende Handhabung der Sprühdose weiter erschwert.
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Ferner bildet das Sprühgut sowohl im vollständig geöffneten als auch im teilgeöffneten Zustand des Behälterventils unter Umgebungsdruck üblicherweise ein Spray aus, das zu einem flächigen Auftrag des Sprühguts auf einer in Ausgaberichtung vor dem Sprühkopf angeordneten Oberfläche führt.
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Insbesondere im Bereich der Schmiermittelanwendung ist jedoch eine dosierte und punktuelle Sprühgutausgabe von entscheidender Bedeutung, da ein Kontakt des Schmiermittels mit den die Schmierstelle umgebenden Komponenten verhindert werden muss. Dies kann beispielsweise beim Schmieren von schwergängigen oder angerosteten Gelenken, Riegeln, Gewinden von Möbeln, Fahrzeuginnenräumen oder dergleichen der Fall sein.
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Daneben führt eine übermäßige Ausgabe an Sprühgut, insbesondere im Bereich von Schmiermitteln, zu einer erheblichen Mehrbelastung der Umwelt.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Dosieraufsatz mit verbesserter Handhabung sowie verbesserter Dosierbarkeit des Sprühguts anzugeben. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, eine Dosieranordnung mit einem solchen Dosieraufsatz sowie ein Dosierverfahren anzugeben.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dosieraufsatz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Dosieranordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 12 und zwei Dosierverfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 15 und 16. Die Unteransprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
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Erfindungsgemäß ist ein Dosieraufsatz vorgesehen. Der Dosieraufsatz ist zur Anordnung an einem Behälterventil eines Sprühgutbehälters geeignet. Typischerweise ist der Sprühgutbehälter druckbeaufschlagt, bzw. weist der Druckbehälter einen Innendruck auf, der einen Umgebungsdruck übersteigt.
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Der Dosieraufsatz weist einen Grundkörper auf. Der Grundkörper kann einstückig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Dosieraufsatz, insbesondere der Grundkörper, durch ein additives Fertigungsverfahren herstellbar ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Dosieraufsatz, insbesondere der Grundkörper, durch gängige Fertigungsverfahren, bspw. durch ein Kunststoffspritzgussverfahren, ein Druckverfahren und/oder ein spanendes Herstellungsverfahren, herstellbar ausgebildet ist. Besonders bevorzugt weist der Dosieraufsatz, insbesondere der Grundkörper, Kunststoff auf oder ist aus Kunststoff gefertigt. Daneben sind insbesondere metallische Materialien, die Druckverfahren und/oder spanenden oder nicht spanenden Umformverfahren unterzogen werden können, verwendbar.
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Der Dosieraufsatz bildet eine Sprühgutkavität aus. Mit anderen Worten ist die Sprühgutkavität innerhalb des Dosieraufsatzes ausgebildet. Die Sprühgutkavität kann beispielsweise sphärisch, quaderförmig und/oder kanalförmig ausgebildet sein. Die Sprühgutkavität kann eine verzweigte Volumenstruktur ausbilden. Die Sprühgutkavität ist vorzugsweise überwiegend in dem Grundkörper ausgebildet. Die Sprühgutkavität ist zur Aufnahme, insbesondere zur Bevorratung, von Sprühgut ausgebildet.
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Zudem weist der Dosieraufsatz ein Betätigungselement auf. Das Betätigungselement ist beweglich und fluiddicht an dem Dosieraufsatz, insbesondere an dem Grundkörper, angeordnet. Mit anderen Worten ist das Betätigungselement relativ zu dem Dosieraufsatz, insbesondere dem Grundkörper, bewegbar ausgebildet. Unter dem Begriff fluiddicht ist hier und im Folgenden eine auf das Sprühgut und den Innendruck des Behälterinnenvolumens bezogene Dichtheit zu verstehen. Die Dichtigkeitsanforderung von Gasen kann beispielsweise gegenüber der Dichtigkeitsanforderung bei Flüssigkeiten erhöht sein.
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In besonderer Ausgestaltung kann das Betätigungselement an dem Dosieraufsatz, insbesondere dem Grundkörper, ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise durch Verwendung eines, insbesondere elastischen, Materials in einem additiven Fertigungsverfahren erzielt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Beweglichkeit des Betätigungselements durch eine reduzierte Materialstärke bewirkt wird.
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Die Sprühgutkavität weist zumindest eine Eintrittsöffnung und zumindest eine Austrittsöffnung auf. Durch die zumindest eine Eintrittsöffnung und die zumindest eine Austrittsöffnung kann Sprühgut in die und/oder aus der Sprühgutkavität gelangen. Die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung sind vorzugsweise an unterschiedlichen Außenseiten des Grundkörpers ausgebildet. Die die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung aufweisenden Außenseiten sind vorzugsweise schräg, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordnet.
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Die Eintrittsöffnung ist zur, insbesondere fluiddichten, Anordnung an dem Behälterventil ausgebildet. Vorzugsweise ist der Grundkörper mit der Eintrittsöffnung lösbar an dem Behälterventil anordenbar. Besonders bevorzugt wird der Grundkörper an der Eintrittsöffnung auf das Behälterventil aufgesteckt. Hierdurch kann das Dosierventil zerstörungsfrei entfernt und wiederverwendet werden.
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Die Austrittsöffnung ist zum Ausbringen des Sprühguts ausgebildet. Die Austrittsöffnung kann in die Umgebung des Dosieraufsatzes münden. Die Austrittsöffnung kann an dem Grundkörper ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst der Dosieraufsatz ein Ausgabemittel, bspw. eine Dosierdüse oder einen Ausgabehalm, an dem die Austrittsöffnung ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß begrenzt das Betätigungselement zumindest abschnittsweise die Sprühgutkavität. Mit anderen Worten bildet das Betätigungselement eine bewegliche Wandung der Sprühgutkavität aus. Das Betätigungselement kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Durch Betätigen des Betätigungselements wird ein Verkleinern der Sprühgutkavität bewirkt. Mit anderen Worten wird das Betätigungselement aus einer Ausgangsstellung mit einem größtmöglichen Volumen der Sprühgutkavität in eine Betätigungsstellung bewegt, die gegenüber dem größtmöglichen Volumen der Sprühgutkavität ein verkleinertes Volumen aufweist.
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Das Betätigungselement kann starre und/oder bewegliche Komponenten aufweisen. Weist das Betätigungselement mehrere Komponenten auf, können die mehreren Komponenten lose aneinander angeordnet sein. Beim Betätigen des Betätigungselements wirken die losen aneinander angeordneten Komponenten derart zusammen, dass ein Verkleinern der Sprühgutkavität bewirkt wird.
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Erfindungsgemäß wird somit ein Dosieraufsatz mit einer verkleinerbaren Sprühgutkavität vorgeschlagen. Die Sprühgutkavität kann Sprühgut beinhalten. Durch Betätigen des Betätigungselements, bzw. Verkleinern des Volumens der Sprühgutkavität kann das Sprühgut ausgegeben werden, wobei das ausgegebene Volumen des Sprühguts der Volumenänderung der Sprühgutkavität entspricht. Ein Öffnen des Behälterventils ist nicht nötig, sodass die Dosierung des Sprühguts besonders einfach durch Bewegen des Betätigungselements gehandhabt werden kann. Ferner kann eine Spraybildung durch eine starke Expansion des Sprühgut in Folge der Druckdifferenz zwischen dem Behälterinneren und der Umgebung vermieden werden, wodurch eine punktuelle Abgabe von, insbesondere flüssigem, Sprühgut ermöglicht wird. Darüber hinaus kann der Dosieraufsatz zum regulären Öffnen des Behälterventils genutzt werden. Der erfindungsgemäße Dosieraufsatz weist somit eine Doppelfunktion auf. Einerseits kann in einer Hauptbetätigungsrichtung, durch Krafteinleitung auf den Grundkörper des Dosieraufsatzes ein Behälterventil des Sprühgutbehälters geöffnet werden. Andererseits kann in einer Nebenbetätigungsrichtung, durch Krafteinleitung auf das Betätigungselement, ein Verkleinern der Sprühgutkavität erfolgen.
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Hier und im Weiteren ist eine Hauptbetätigungsrichtung als eine Richtung der Krafteinleitung auf den Dosieraufsatz zu verstehen, die vorrangig das Öffnen des Behälterventils bewirkt. Unter einer Nebenbetätigungsrichtung ist eine Richtung der Krafteinleitung auf das Betätigungselement zu verstehen, die vorrangig ein Verkleinern der Sprühgutkavität bewirkt. Die Hauptbetätigungsrichtung und die Nebenbetätigungsrichtung können parallel zueinander auftreten. Ferner kann eine übermäßige Krafteinleitung in Nebenbetätigungsrichtung zu einem Betätigen des Dosieraufsatzes in Hauptbetätigungsrichtung führen.
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Der Dosieraufsatz kann zum bevorraten von Sprühgut bei einem an einen Umgebungsdruck angeglichen Druck ausgebildet sein. Das in dem Dosieraufsatz bevorratete Sprühgut kann dabei beispielsweise durch Adhäsionskräfte zwischen dem Sprühgut und dem Dosieraufsatz in dem Dosieraufsatz gehalten werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement in einem unbetätigten Zustand die Austrittsöffnung versperrt. Das der Sprühgutkavität zuführbare Sprühgut kann so unter einem höheren Druck und/oder besonders sicher bevorratet werden. Mit anderen Worten kann eine größere Menge an Sprühgut bevorratet und/oder ein ungewünschtes Ausfließen des Sprühguts aus der Sprühgutkavität effektiv verhindert werden. Vorzugsweise wird die Austrittsöffnung beim Betätigen des Betätigungselements freigegeben. Dies kann beispielsweise durch teilweise, insbesondere rückkehrbare, Deformation des Betätigungselements erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Dosieraufsatzes kann die Sprühgutkavität einen zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung ausgebildeten Sprühkanal aufweisen. Der Sprühkanal kann als eine direkte Verbindung der Eintrittsöffnung mit der Austrittsöffnung verstanden werden. Der Sprühkanal wird typischerweise in einem an dem Sprühgutbehälter angeordneten Zustand des Dosieraufsatzes bei geöffnetem Behälterventil von dem Sprühgut durchströmt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Sprühgutkavität eine in den Sprühkanal mündende Nebenkavität aufweisen. Die Nebenkavität kann als ein gegenüber dem Sprühkanal strömungsärmeres Teilvolumen der Sprühgutkavität verstanden werden. Typischerweise ist die Nebenkavität als fluidische Sackgasse, bzw. als Totwasserbereich ausgebildet. Die Nebenkavität wird bei geöffnetem Behälterventil typischerweise nicht oder nur unwesentlich durchströmt. Durch die Nebenkavität kann die Sprühgutkavität und damit die ausgebbare Menge an Sprühgut bei geschlossenem Behälterventil vergrößert werden, ohne die Strömungseigenschaften des Sprühkanals zu beeinträchtigen. Die Sprühgutkavität kann eine Mündung zu dem Sprühkanal aufweisen, die einen gegenüber dem Sprühkanal und/oder der Nebenkavität verringerten, insbesondere minimalen, Strömungsquerschnitt aufweist. Das Betätigungselement kann durch Betätigen ein Verkleinern der Nebenkavität und/oder des Sprühkanals bewirken.
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Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des Dosieraufsatzes, bei der das Betätigungselement ein Verdrängerelement aufweist, das in dem betätigten Zustand zumindest teilweise in die Sprühgutkavität einführbar ist. Mit anderen Worten ist das Verdrängerelement als ein in die Sprühgutkavität ragender Vorsprung ausbildbar. Das Verdrängerelement kann an dem Betätigungselement starr ausgebildet sein und/oder durch Krafteinleitung, bspw. auf einen elastischen Teil des Betätigungselements, ausgebildet werden. Durch das Verdrängerelement kann besonders gezielt ein Teilvolumen des Volumens der Sprühgutkavität verdrängt, bzw. eine sehr genaue Dosierung des Sprühguts erfolgen.
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Bevorzugt ist zudem eine Weiterbildung des Dosieraufsatzes, bei der das Verdrängerelement in dem betätigten Zustand zumindest teilweise in den Sprühkanal einführbar ist. Hierdurch kann Sprühgut aus dem Sprühkanal verdrängt, bzw. ausgegeben werden. Ferner können die Strömungseigenschaften des Sprühkanals gezielt verändert werden. Beispielsweise kann ein minimaler Strömungsquerschnitt zwischen dem Verdrängerelement und dem Grundkörper ausgebildet werden, der zu einem Anstieg des Druckverlusts im Sprühkanal führt. Hierdurch kann bei geöffnetem Behälterventil die Menge an ausgegebenem Sprühgut eingestellt werden. Mit anderen Worten kann das Verdrängerelement als Regelschieber für die Ausgabemenge aus dem Sprühgutbehälter eingesetzt werden.
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Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung des Dosieraufsatzes, bei der das Verdrängerelement über die Mündung der Nebenkavität in den Sprühkanal einführbar ist. Hierdurch kann auf vorteilhafte Weise die Mündung einer bestehenden Nebenkavität für das Verdrängerelement als Eintrittsöffnung in den Sprühkanal genutzt werden. Der Grundkörper kann mithin unverändert bleiben, wodurch die Entwicklungs- und Fertigungskosten geringgehalten werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Dosieraufsatzes ist das Betätigungselement dazu ausgebildet, durch den Innendruck des Sprühgutbehälters bei geöffnetem Behälterventil aus einer Betätigungsstellung in eine Ausgangsstellung bewegt zu werden. Mit anderen Worten kann das Betätigungselement aus einer Betätigungsstellung in eine Ausgangsstellung bewegt werden, wobei sich die Sprühgutkavität vergrößert. Hierdurch kann die Sprühgutkavität wieder mit Sprühgut befüllt werden und steht für den nächsten Einsatz zur Verfügung. Auf einen rückstellenden Mechanismus oder ein rückstellendes Bauteil kann bei dieser Ausführungsform verzichtet werden, wodurch die Fertigungskosten geringgehalten werden.
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Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des Dosieraufsatzes, bei der das Betätigungselement einen Verformungsabschnitt, insbesondere eine Membran, aufweist. Besonders bevorzugt kann das Betätigungselement als Verformungsabschnitt des Dosieraufsatzes ausgebildet sein. Insbesondere kann das Betätigungselement als eine Membran ausgebildet sein. Der Verformungsabschnitt, insbesondere die Membran, kann vorzugsweise unlösbar an dem Dosieraufsatz, insbesondere dem Grundkörper, angeordnet sein. Weiter vorzugsweise begrenzt der Verformungsabschnitt, insbesondere die Membran, die Sprühgutkavität. Hierdurch kann das Betätigungselement mit besonders einfachen Mitteln ausgebildet werden. Zudem kann die Handhabung des Betätigungselements durch den Verformungsabschnitt weiter verbessert werden.
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Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform des Dosieraufsatzes, bei der das Betätigungselement eine Hubverstellung aufweist. Eine Hubverstellung ermöglicht ein Einstellen der Auslenkung des Betätigungselements, insbesondere in der Nebenbetätigungsrichtung. Typischerweise ist die Hubverstellung zur Begrenzung einer größtmöglichen Eindringtiefe des Betätigungselements in die Sprühgutkavität bzw. eines maximalen Betätigungshubs in Nebenbetätigungsrichtung ausgebildet. Hierdurch kann ein größtmögliches Auslenken des Verdrängerelements in die Sprühgutkavität eingestellt werden. Dies ermöglicht eine genaue Vorbestimmung der Menge an Sprühgut, die beim Betätigen des Betätigungselements ausgegeben wird. Zudem kann durch die Hubverstellung eine Anpassung an den momentanen Innendruck des Behälterinnenvolumens erfolgen. Beispielsweise kann so die Abgabemenge bei sinkendem Behälterdruck nachjustiert werden.
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Besonders bevorzugt kann die Hubverstellung mit dem vorhergehend und im Folgenden beschriebenen Verdrängerelement kombiniert sein, wobei durch die Hubverstellung die Auslenkung des Verdrängerelements einstellbar ist. Hierdurch kann ein größtmögliches Eindringen des Verdrängerelements in den Sprühkanal eingestellt werden. Dadurch können die Strömungseigenschaften des Sprühkanals noch genauer eingestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Dosieraufsatzes ist das Betätigungselement durch ein Federelement, insbesondere eine Spiralfeder, des Dosieraufsatzes in die Ausgangslage zurückbewegbar ausgebildet. Mit anderen Worten kann das Betätigungselement nach der Betätigung selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Hierdurch kann das Betätigungselement bei jeder Betätigung aus derselben Ausgangslage bewegt werden, wodurch die Handhabbarkeit des Dosieraufsatzes verbessert wird.
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Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des Dosieraufsatzes, bei der das Betätigungselement als Taster ausgebildet ist. Der Taster kann in einer Betätigungsrichtung des Betätigungselements beweglich an dem Grundkörper angeordnet und nach dem Betätigen selbsttätig in die Ausgangslage zurückbewegbar ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Dosieraufsatzes ist vorgesehen, dass der Taster einen, insbesondere starr ausgebildeten, Druckknopf aufweist. Der Taster, insbesondere der Druckknopf, kann beweglich mit dem Grundkörper verrastet sein. Vorzugsweise ist der Druckknopf mittels eines Federelements in einer Ausgangsstellung gehalten. Hierdurch kann der Taster nach der Betätigung unabhängig von der Befüllung der Sprühgutkavität mit Sprühgut in eine vorbestimmte Ausgangslage zurückgeführt werden. Für eine Betätigung kann der Taster somit aus einer vorbestimmten Referenzlage ausgelenkt werden, wodurch die Handhabung weiter verbessert werden kann.
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Die zugrundeliegende Aufgabe wird zudem gelöst durch eine Dosieranordnung. Die Dosieranordnung weist einen vorhergehend und im Folgenden beschriebenen Dosieraufsatz auf. Zudem weist die Dosieranordnung einen Sprühgutbehälter für ein druckbeaufschlagtes Sprühgut auf.
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Der Sprühgutbehälter weist ein Behälterinnenvolumen und ein Behälterventil auf. Typischerweise ist das Behälterinnenvolumen zumindest mit einem Sprühgut befüllt. Vorzugsweise enthält das Behälterinnenvolumen ein Treibmittel, das zum Ausgeben des Sprühguts bei geöffnetem Behälterventil dient.
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Das Behälterventil kann als ein handbetätigtes Ventil ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Behälterventil als Kugelventil ausgebildet sein.
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Der Dosieraufsatz ist an dem Behälterventil angeordnet. Vorzugsweise ist der Dosieraufsatz gesteckt an dem Behälterventil angeordnet. Typischerweise sind das Behälterventil und der Dosieraufsatz mittels eines Betätigungsholms aneinander angeordnet. Der Betätigungsholm kann an dem Behälterventil angeordnet oder ausgebildet sein.
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Das Behälterventil ist durch den Grundkörper des Dosieraufsatzes mittelbar oder unmittelbar öffenbar ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Behälterventil durch Betätigen des Dosieraufsatzes in Hauptbetätigungsrichtung öffenbar ausgebildet. Beispielsweise kann die Krafteinleitung auf den Dosieraufsatz zu einem Abheben eines Sperrelements des Behälterventils aus dem Ventilsitz führen, wodurch ein Strömungspfad aus dem Behälterinnenvolumen in den Dosieraufsatz freigegeben wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Dosieranordnung ist das Betätigungselement an einer von dem Behälterventil abgewandten Seite an dem Dosieraufsatz angeordnet. Die dem Behälterventil abgewandte Seite ist typischerweise die Seite der Hauptbetätigungsrichtung. Hierdurch kann eine besonders einfache Handhabung des Dosieraufsatzes ermöglicht werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement an einer zu dem Behälterventil schräg, vorzugsweise 45°, besonders bevorzugt rechtwinklig, versetzten Seite des Dosieraufsatzes angeordnet ist. Hierdurch kann die Nebenbetätigungsrichtung schräg zu der Hauptbetätigungsrichtung ausgebildet sein, wodurch eine unbeabsichtigte Betätigung des Behälterventils und/oder des Betätigungselements vermieden werden kann.
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Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform der Dosieranordnung, bei der das Betätigungselement, insbesondere die Betätigungsfeder des Betätigungselements, des Dosieraufsatzes eine geringere Betätigungskraft als das Behälterventil, insbesondere als ein Federelement des Behälterventils, aufweist. Das Federelement des Behälterventils verschließt das Behälterventil typischerweise entgegen der Nebenbetätigungsrichtung. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Betätigungselement ausgelenkt wird, bevor sich das Behälterventil öffnet.
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Die zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch zwei Dosierverfahren zum Dosieren von Sprühgut mit einem vorhergehend und im Folgenden beschriebenen Sprühgutbehälter.
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Ein erstes Dosierverfahren sieht vor, dass das Betätigungselement in Betätigungsrichtung bewegt und ein Teil des in der Sprühgutkavität befindlichen Sprühguts durch Verringern des Volumens der Sprühgutkavität über die Austrittsöffnung, vorzugsweise tropfenförmig, ausgegeben wird.
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Ein zweites Dosierverfahren sieht vor, dass das Behälterventil durch den Grundkörper des Dosieraufsatzes geöffnet und eine Austrittsmenge durch Bewegen des Betätigungselements in Betätigungsrichtung verringert ist.
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Vorzugsweise kann das erste und das zweite Dosierverfahren kombiniert angewendet werden. Mit anderen Worten kann das erste Dosierverfahren oder das zweite Dosierverfahren vor und/oder nach dem jeweiligen anderen Dosierverfahren angewendet werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
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- 1 zeigt schematisch dargestellt eine Dosieranordnung in einem unbetätigten Zustand mit einem Sprühgutbehälter und einer ersten Ausführungsform eines Dosieraufsatzes.
- 2 zeigt schematisch dargestellt die Dosieranordnung aus 1 in einem betätigten Zustand zum Ausgeben von Sprühgut aus dem Sprühgutbehälter.
- 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Dosieraufsatzes mit einem unbetätigten elastischen Betätigungselement und einer Dosierdüse.
- 4 zeigt die zweite Ausführungsform des Dosieraufsatzes aus 3 in einem betätigten Zustand des Betätigungselements.
- 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Dosieraufsatzes mit einem als Druckknopf ausgebildeten Betätigungselement.
- 6 zeigt eine vierte Ausführungsform des Dosieraufsatzes mit einem als Taster ausgebildeten Betätigungselement.
- 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Dosieraufsatzes in einem unbetätigten Zustand, aufweisend einen Taster mit einem Verdrängerelement.
- 8 zeigt die fünfte Ausführungsform des Dosieraufsatzes aus 7 in einem betätigten Zustand, bei dem das Verdrängerelement in einen Sprühkanal eingeschoben ist.
- 9 zeigt eine sechste Ausführungsform des Dosieraufsatzes mit einem Betätigungselement in einem betätigten Zustand, aufweisend eine Hubverstellung.
- 10 zeigt die Ausführungsform des Dosieraufsatzes aus 9 in einem mittels der Hubverstellung längsverstellten Zustand des Verdrängerelements.
- 11 zeigt eine siebte Ausführungsform des Dosieraufsatzes mit einem seitlich an dem Grundkörper angeordneten Betätigungselement.
- 12 zeigt eine achte Ausführungsform des Dosieraufsatzes mit einem exzentrisch angeordneten Betätigungselement in einer Draufsicht.
- 13 zeigt eine neunte Ausführungsform des Dosieraufsatzes in einem unbetätigten Zustand mit einem Ausgabeholm, an dem das Betätigungselement ausgebildet ist.
- 14 zeigt die Ausführungsform des Dosieraufsatzes aus 13 in einem betätigten Zustand des Betätigungselements.
- 15 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Dosieren von Sprühgut.
- 16 zeigt in einer schematischen Darstellung eine dritte Ausführungsform des Dosierverfahrens.
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1 zeigt eine Dosieranordnung 10 mit einer ersten Ausführungsform eines Dosieraufsatzes 12 und einem Sprühgutbehälter 14. Der Sprühgutbehälter 14 weist ein Behälterinnenvolumen 16 zur Aufnahme eines Sprühguts 18 auf. Typischerweise beinhaltet der Sprühgutbehälter 16 ein Sprühgut 18.
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Das Sprühgut 18 ist vorzugsweise ein Fluid bzw. ein Gas und/oder eine Flüssigkeit. Das Sprühgut 18 kann beispielsweise ein Öl, ein Haarspray, ein Deodorant, ein Rasierschaum, eine Sprühsahne, eine Farbe oder ein Lack sein. Das Sprühgut 18 ist innerhalb des Sprühgutbehälters 14 druckbeaufschlagt aufnehmbar. Mit anderen Worten weist der Sprühgutbehälter 14 in dem Behälterinnenvolumen 16 einen Behälterinnendruck auf, der zumindest während der Ausgabe des Sprühguts 18 über einem Umgebungsdruck einer Behälterumgebung 20 liegt, in die das Sprühgut 18 ausgegeben wird. Vorzugsweise beinhaltet der Sprühgutbehälter 14 in Verbindung mit einem flüssigen Sprühgut 18 ein Treibmittel 22. Als Treibmittel 22 kann ein Gas, beispielsweise Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Propan, Butan und/oder Dimethylether verwendet werden.
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Der Sprühgutbehälter weist ein Behälterventil 24 auf. Das Behälterventil 24 ist typischerweise unlösbar an einer Behälterwandung 26 des Sprühgutbehälters 14 angeordnet. Ein zwischen dem Behälterventil 24 und der Behälterwandung 26 angeordnetes Dichtmittel 28 - hier ein Dichtring - kann ein ungewünschtes Austreten von Sprühgut 18 und/oder Treibmittel 22, beispielsweise bei geschlossenem Behälterventil 24, wirkungsvoll verhindern.
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Das Behälterventil 24 kann wie dargestellt ein Ventilgehäuse 30, ein Sperrelement 32 und ein Federelement 34 aufweisen. Typischerweise ist das Behälterventil 24 mittels des Ventilgehäuses 30 an der Behälterwandung 26 befestigt. Das Federelement 34 kann zwischen dem Ventilgehäuse 30 und dem Sperrelement 32 angeordnet sein. Das Ventilgehäuse 30 kann zum Abstützen des Federelements 34 ausgebildet sein, wodurch das Sperrelement 32 in einem geschlossenen Zustand des Behälterventils 24 gegen eine Dichtung - hier das Dichtmittel 28 - gedrückt wird.
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Das Behälterventil 24 kann ferner einen rohrförmigen Betätigungsholm 36 aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Betätigungsholm 36 an dem Dosieraufsatz 12 angeordnet oder ausgebildet ist. Der Betätigungsholm 36 dient der Betätigung des Behälterventils 24 und zum Führen des Sprühguts 18. Vorzugsweise ist der Betätigungsholm 36 beweglich und fluiddicht an dem Dichtmittel 28 angeordnet, besonders bevorzugt in das Dichtmittel 28 eingesteckt. Hierdurch kann ein Austreten von Sprühgut 18 an dem Betätigungsholm 36 vorbei vermieden werden. Der Betätigungsholm 36 kann, wie dargestellt, in eine an dem Sperrelement 32 komplementär ausgebildete Holmaufnahme 38 greifen.
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Der Sprühgutbehälter 14 kann einen Eintauchschlauch 40 umfassen. Der Eintauchschlauch 40 ist typischerweise an dem Behälterventil 24, bzw. dem Ventilgehäuse 30 befestigt. Der Eintauchschlauch 40 erstreckt sich vorzugsweise von dem Behälterventil 24 bis zu einer dem Behälterventil 24 gegenüberliegenden Seite der Gehäusewandung 26.
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Der Dosieraufsatz 12 ist mittels des Betätigungsholms 36 an dem Sprühgutbehälter 14, bzw. dem Behälterventil 24 angeordnet, bzw. befestigt. Ferner ist das Behälterventil 24 durch den Dosieraufsatz 12 - hier unmittelbar - öffenbar ausgebildet.
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Der Dosieraufsatz 12 weist einen Grundkörper 42 sowie ein Betätigungselement 46 auf. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist das Betätigungselement 46 beweglich und fluiddicht an dem Grundkörper 42 angeordnet. Das Betätigungselement 46 kann an dem Grundkörper 42 lösbar oder unlösbar angeordnet sein. Insbesondere kann das Betätigungselement 46 an dem Grundkörper 42 ausgebildet sein. Hierzu kann bei der Fertigung des Dosieraufsatzes 12 ein additives Fertigungsverfahren verwendet werden.
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Der Dosieraufsatz 12 kann einen Ausgabehalm 48 aufweisen. Hierdurch kann eine Ausgabe des Sprühguts 18 zielgenau ausgegeben werden. Der Ausgabehalm 48 kann vorzugsweise lösbar an dem Grundkörper 42 angeordnet sein.
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Der Dosieraufsatz 12 bildet die Sprühgutkavität 50 aus. Die Sprühgutkavität 50 kann darstellungsgemäß zumindest teilweise in dem Grundkörper 42 ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Sprühgutkavität 50 von dem Grundkörper 42 begrenzt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sprühgutkavität 50 in dem Ausgabehalm 48 ausgebildet bzw. durch den Ausgabehalm 48 begrenzt sein.
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Die Sprühgutkavität 50 weist eine Eintrittsöffnung 52 zur Anordnung an dem Behälterventil 24 - hier dem Betätigungsholm 36 - und eine Austrittsöffnung 54 zum Ausgeben des Sprühguts 18 auf. Die Sprühgutkavität 50 kann, wie dargestellt, einen die Eintrittsöffnung 52 und die Austrittsöffnung 54 fluidisch verbindenden Sprühkanal 56 aufweisen. Mit anderen Worten kann der Sprühkanal 56 in dem Grundkörper 42 und dem Ausgabehalm 48 ausgebildet sein.
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Das Betätigungselement 46 begrenzt die Sprühgutkavität 50 zumindest abschnittsweise beweglich. Mit anderen Worten ist das Betätigungselement 46 zum Verändern, beispielsweise Vergrößern und/oder Verkleinern, des Volumens der Sprühgutkavität 50 ausgebildet.
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Durch Betätigen des Betätigungselements 46 - hier dem Auslenken des Betätigungselements 46 in einer Nebenbetätigungsrichtung 58 - wird ein Verringern des Volumens der Sprühgutkavität 50 bewirkt.
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Gemäß der Darstellung ist die Dosieranordnung 10 in einem unbetätigten Zustand gezeigt. Mit anderen Worten befindet sich weder das Betätigungselement 46 noch das Behälterventil 24 in einem betätigten Zustand.
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2 zeigt die Dosieranordnung 10 aus 1 in einem betätigten Zustand.
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Der Dosieraufsatz 12 ist in dem gezeigten Fall entlang einer Hauptbetätigungsrichtung 60 aus der in 1 gezeigten Position ausgelegt. Hierfür kann der Dosieraufsatz 12 beispielsweise neben dem Betätigungselement 46 betätigt werden.
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Die Auslenkung des Dosieraufsatzes 12 bewirkt mittels des Betätigungsholms 36 ein Verdrängen des Sperrelements 32, wodurch sich dieses entgegen der Federkraft des Federelements 34 aus der dichtenden Anlage an dem Dichtmittel 28 löst und einen Strömungsquerschnitt 62 freigibt.
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Aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Behälterinnenvolumen 16 und der Umgebung 20 wird das Sprühgut 18 über den Eintauchschlauch 40, das Behälterventil 24 und den Dosieraufsatz 12, beispielsweise entlang der Strömungspfeile 64, in die Umgebung 20 ausgegeben. Typischerweise ist das Sprühgut 18 nach dem Austreten durch die Austrittsöffnung 54 als Spray ausgebildet, wodurch eine verhältnismäßig große Menge Sprühgut 18 auf einer verhältnismäßig großen Sprühfläche ausgegeben wird. Eine, insbesondere punktuelle, Ausgabe von Kleinstmengen an Sprühgut 18 kann hierdurch nicht erfolgen.
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Während des Ausgebens des Sprühguts 18 wird vorzugsweise die Sprühgutkavität 50 des Dosieraufsatzes 12 mit Sprühgut 18 gefüllt. Besonders bevorzugt wird das zuvor betätigte Betätigungselement 46 dabei in einer der Nebenbetätigungsrichtung 58 entgegengesetzten Richtung ausgelenkt. Mit anderen Worten wird das Volumen der Sprühgutkavität 50 beim Füllen vergrößert.
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Eine Mischkugel 66 kann im Voraus einer Betätigung des Dosieraufsatzes 12 zum Vermischen des Sprühguts 18 und/oder zum Erzeugen eines höheren Behälterinnendrucks verwendet werden. Hierbei kann der Sprühgutbehälter 14 beispielsweise einer Schüttelbewegung unterzogen werden.
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Wird die Betätigung des Dosieraufsatzes 12 entlang der Hauptbetätigungsrichtung 60 beendet, wird der Dosieraufsatz 12 durch das Federelement 34 entgegen der Hauptbetätigungsrichtung 60 bewegt, bis das Sperrelement 32 an dem Dichtmittel 28 zum Anliegen kommt. Der Strömungsquerschnitt 62 wird dadurch verschlossen und ein Ausgeben des Sprühguts 18 beendet.
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Im anschließenden unbetätigten Zustand des Dosieraufsatzes 12 ist die Sprühgutkavität 50, insbesondere vollständig, mit Sprühgut 18 gefüllt. Vorzugsweise weist die Sprühgutkavität 50 dabei ein größtmögliches Volumen auf. Ein Abfließen des Sprühguts 18 über die Auslassöffnung 54 kann durch Einwirkung des Umgebungsdrucks auf die Sprühgutkavität 50 verhindert werden.
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Durch Betätigen des Betätigungselements 46 mittels Krafteinleitung entlang der Nebenbetätigungsrichtung 58 kann die Sprühgutkavität 50 verkleinert werden, wodurch Sprühgut 18 über die Austrittsöffnung 54 ausgegeben werden kann. Die dosierte Menge des Sprühguts 18 kann hierbei deutlich geringer ausfallen, wodurch eine Kleinstmenge punktgenau ausgegeben werden kann.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12. Der dargestellte Dosieraufsatz 12 unterscheidet sich im Wesentlichen durch eine Dosierdüse 68 von dem Dosieraufsatz 12 aus den vorhergehenden Figuren.
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Die Dosierdüse 68 ist an dem Grundkörper 42, vorzugsweise lösbar, angeordnet. Die Dosierdüse 68 kann beispielsweise in den Grundkörper 42 einsteckbar ausgebildet sein. Die Dosierdüse 68 kann einen Teil des Volumens der Sprühgutkavität 50 aufweisen. Ferner kann die Dosierdüse 68 die Austrittsöffnung der Sprühgutkavität 50 bzw. des Sprühkanals 56 ausbilden. Eine Dosierdüse 68 kann eine Spraybildung beim Ausgeben des Sprühguts 18 (siehe 1, 2) während einer Ausgabe von Sprühgut 18 aus dem Behälterinnenvolumen 16 (siehe 1, 2) begünstigen.
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Das Betätigungselement 46 kann darstellungsgemäß als Verformungsabschnitt 70 - hier als Membran - des Dosieraufsatzes 12 ausgebildet sein. Der Verformungsabschnitt 70, bzw. die Membran kann beispielsweise aus einem Elastomer, bzw. aus einem elastisch verformbaren Kunststoff bestehen. Der Verformungsabschnitt 70, bzw. die Membran 70 kann in einer Grundkörpernut 72 dichtend anordenbar, insbesondere einsteckbar, sein. Vorzugsweise ist der Verformungsabschnitt 70 an dem Grundkörper 42 befestigt, insbesondere angeklebt. Besonders bevorzugt ist der Verformungsabschnitt 70 an den Grundkörper 42 angespritzt.
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Der Verformungsabschnitt 70 - hier die Membran - begrenzt die Sprühgutkavität 50 abschnittsweise. Ferner ist der Verformungsabschnitt 70 in einer Nebenbetätigungsrichtung 58 betätigbar ausgebildet. Mit anderen Worten kann durch Betätigen des Verformungsabschnitts 70 - beispielsweise durch Eindrücken der Membran - die Sprühgutkavität 50 verkleinert werden.
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4 zeigt den Dosieraufsatz 12 aus 3 in einem betätigten Zustand. Der Verformungsabschnitt 70, bzw. die elastische Membran ist in Nebenbetätigungsrichtung 58 ausgelenkt, wodurch die Sprühgutkavität 50 (siehe 1,2) verkleinert ist.
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Bei einem an einem Sprühgutbehälter 14 (siehe 1, 2) angeordneten Dosieraufsatz 12, im Fall einer mit dem Sprühgut 18 befüllten Sprühgutkavität 50 (siehe 2), kann bei Betätigung des Betätigungselements 46, bspw. durch Eindrücken der Membran, eine Kleinstmenge an Sprühgut 18 über die Austrittsöffnung 54 ausgegeben werden. Die Kleinstmenge an Sprühgut 18 entspricht dabei dem durch den Verformungsabschnitt 70 verdrängten Volumen der Sprühgutkavität 50.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Dosieraufsatzes 12. Der Dosieraufsatz 12 bildet die Sprühgutkavität 50 aus. Die Sprühgutkavität 50 weist den zwischen der Eintrittsöffnung 52 und der Austrittsöffnung 54 verlaufenden Sprühgutkanal 56 und eine Nebenkavität 74 auf. Die Nebenkavität 74 kann im Verhältnis zu dem Sprühkanal 56 als ein strömungsarmer Bereich der Sprühgutkavität 50 verstanden werden. Mit anderen Worten kann die Nebenkavität 74 als eine strömungstechnische Sackgasse, bzw. als ein Totwasser verstanden werden. Die Nebenkavität 74 weist eine Mündung 75 auf, durch die die Nebenkavität 74 mit dem Sprühkanal 56 fluidisch kommunizieren kann.
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Die Nebenkavität 74 wird durch das Betätigungselement 46 teilweise begrenzt. Das Betätigungselement 46 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform als beweglicher Druckknopf 76 ausgebildet. Der Druckknopf 76 ist entlang der Nebenbetätigungsrichtung 58 beweglich an dem Grundkörper 42 angeordnet. Ausführungsgemäß kann der Druckknopf 76 einen umlaufenden Haltekranz 78 aufweisen, der mit einer entsprechenden Gegenstruktur 80 - hier Rastnasen -des Grundkörpers 42 verrastet ist. Eine solche Anordnung von Haltekranz 78 und Gegenstruktur 80 kann beispielsweise durch ein additives Fertigungsverfahren ausgebildet werden. Hierdurch kann ein späteres Fügen von Betätigungselement 46 und Grundkörper 42 entfallen. Darstellungsgemäß kann der Grundkörper 42 die Auslenkung des Betätigungselements 46 in Nebenbetätigungsrichtung 58 und/oder entgegen der Nebenbetätigungsrichtung 58 begrenzen. Hierdurch kann eine definierte Änderung des Volumens der Sprühgutkavität 50, bzw. der Nebenkavität 74 vorbestimmt werden.
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Durch Betätigen des Druckknopfes 76 in Nebenbetätigungsrichtung 58 kann die Sprühgutkavität 50 bzw. die Nebenkavität 74 verkleinert werden. Hierdurch kann im Fall einer mit Sprühgut 18 (siehe 1,2) befüllten Sprühgutkavität 50 eine Ausgabe von Kleinstmengen des Sprühguts 18 erfolgen.
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Der Grundkörper 42 kann an der Austrittsöffnung 52 zur Aufnahme eines Ausgabemittels, bspw. eines Ausgabehalms 48 (siehe 1) ausgebildet sein.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform das Dosieraufsatzes 12.
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Der Dosieraufsatz 12 unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Ausbildung des Betätigungselements 46 von dem Dosieraufsatz 12 aus 5. Ausführungsgemäß ist das Betätigungselement 46 als Taster 82 ausgebildet. Mit anderen Worten weist das Betätigungselement 46 zusätzlich zu dem Druckknopf 76 eine Betätigungsfeder 84 auf. Die Betätigungsfeder 84 kann sich einenends bzw. an einem ersten Ende in Nebenbetätigungsrichtung 58 an dem Grundkörper 42 und anderenends, bzw. an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende entgegen der Nebenbetätigungsrichtung 58 an dem Druckknopf 76 abstützen. Mit anderen Worten kann die Betätigungsfeder 84 der Betätigung in Nebenbetätigungsrichtung 58 entgegenwirken.
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Hierdurch kann die zum Auslenken des Druckknopfs 76 nötige Krafteinwirkung, beispielsweise durch Wahl einer entsprechenden Federsteifigkeit, vorbestimmt werden. Dies kann ein zu schnelles Betätigen des Druckknopfes 76 verhindern und eine feinere Dosierung von Sprühgut 18 (siehe 1,2) ermöglichen.
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Zudem kann bei dieser Ausführungsform das Betätigungselement 46 nach Beenden der Betätigung selbsttätig durch die Betätigungsfeder 84 in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Hierdurch kann die Handhabung weiter verbessert werden.
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Allgemeingültig kann das Betätigungselement 46, insbesondere der Druckknopf 76, eine abgeschrägte und/oder konkav in Nebenbetätigungsrichtung 58 gewölbte Betätigungsfläche 86 aufweisen. Die abgeschrägte und/oder konkave Betätigungsfläche 86 kann beispielsweise ergonomisch an einen menschlichen Finger angepasst sein. Hierdurch kann das Betätigungselement 46 noch besser gehandhabt und eine Ausgabemenge des Sprühguts 18 noch besser dosiert werden.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12 in einem unbetätigten Zustand.
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Der Dosieraufsatz 12 weist ein als Taster 82 ausgebildetes Betätigungselement 46 auf. Das Betätigungselement 46 umfasst ausführungsgemäß einen Druckknopf 76, eine Betätigungsfeder 84 sowie ein Verdrängerelement 88.
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Das Verdrängerelement 88 ist bei dieser Ausführungsform einstückig mit dem Druckknopf 76 ausgebildet. Das Verdrängerelement 88 kann in Nebenbetätigungsrichtung 58 über den Druckknopf 76 vorstehen.
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Wie dargestellt ragt das Verdrängerelement 88 aus der Nebenkavität 74 in die Mündung 75. Das Verdrängerelement 88 des Betätigungselements 46 kann mithin den Sprühkanal 56 abschnittsweise begrenzen, wobei ein fluidisches Übersprechen von dem Sprühkanal 56 in die Nebenkavität 74 konstruktiv ermöglicht ist. Beispielsweise kann ein Ringspalt zwischen dem Verdrängerelement 88 und dem Grundkörper 42 vorgesehen sein, durch den Sprühgut 18 (siehe 1,2) aus dem Sprühkanal 56 in die Nebenkavität 74 und umgekehrt gelangen kann.
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In alternativer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Sprühgutkavität 50 keine Nebenkavität 74 umfasst. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass das Verdrängerelement 88 dichtend an dem Grundkörper 42 zur Anlage kommt.
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8 zeigt den Dosieraufsatz 12 aus 7 in einem betätigten Zustand des Betätigungselements 46, bzw. des Tasters 82, wobei sich der Taster 82 wie dargestellt in einem Zustand größtmöglicher Auslenkung in Nebenbetätigungsrichtung 58 befindet. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsfeder 84 auf Block zusammengedrückt wird. Vorteilhaft in Bezug auf ein Entleeren der Nebenkavität 74 ist jedoch eine Begrenzung der größtmöglichen Auslenkung bei einem Restfederweg der Betätigungsfeder 84 durch anderweitige Anschläge. Hier beispielsweise durch Anlage des Haltekranzes 78 an den Grundkörper 42.
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Gemäß dem dargestellten Zustand des Betätigungselements 46 ist sowohl die Nebenkavität 74 als auch der Sprühkanal 56 der Sprühgutkavität 50 durch Bewegen des Betätigungselements 46 in Nebenbetätigungsrichtung 58 verkleinert.
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Zudem ragt das Verdrängerelement 88 in dem gezeigten Zustand in den Sprühkanal 56. Mit anderen Worten ist das Betätigungselement 46 mit dem Verdrängerelement 88 über die Mündung 75 in den Sprühkanal 56 eingedrungen dargestellt. Hierdurch kann im Sprühkanal 56 befindliches Sprühgut 18 (siehe 1, 2) verdrängt werden.
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Ferner kann ein von der Eindringtiefe 90 des Verdrängerelements 88 in den Sprühkanal 56 abhängiger Strömungsquerschnitt 92 eingestellt werden. Der Strömungsquerschnitt 92 ist vorzugsweise als der geringste Strömungsquerschnitt innerhalb des Dosieraufsatzes 12 einstellbar. Typischerweise wird der Strömungsquerschnitt 92 zwischen dem Verdrängerelement 92 und dem Grundkörper 42 ausgebildet. Durch Einstellen des Strömungsquerschnitts 92 kann der Druckverlust des Dosieraufsatzes 12 erhöht werden. Bei Betätigen des Dosierkopfes 12 in Hauptbetätigungsrichtung 60 und einem damit einhergehenden Öffnen des Behälterventils 24 (siehe 1, 2) kann hierdurch eine geringere Menge an Sprühgut 18 ausgegeben werden, wodurch die Handhabung und Dosierung verbessert wird.
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Das Verdrängerelement 88 kann als ein allgemeingültig zu verstehendes Merkmal verstanden werden und ist ausdrücklich nicht auf die hier gezeigte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere ist die Verwendung des Verdrängerelements 88 im Zusammenhang mit dem Verformungsabschnitt 70 vorstellbar. Darüber hinaus kann der Verformungsabschnitt 70 durch Betätigen ein Verdrängerelement 88 ausbilden, das den Strömungsquerschnitt 92 in dem Sprühkanal 56 einstellt (vgl. 3, 4).
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Der Dosieraufsatz 12 kann somit eine Doppelfunktionalität aufweisen. Die Doppelfunktionalität kann in der Folge verschiedene Verwendungen des Dosieraufsatzes 12, insbesondere bei Anordnung des Dosieraufsatzes 12 an einem Sprühgutbehälter 14, ermöglichen.
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Allgemeingültig kann bei einer Verwendung des Dosieraufsatzes 12 das Betätigungselement 46 durch Betätigen zum Ausgeben einer Kleinstmenge von in der Sprühgutkavität 50 befindlichem Sprühgut 18 genutzt werden. Ein Öffnen des Behälterventils 24 muss nicht erfolgen, wodurch eine übermäßige Ausgabe an Sprühgut 18 vermieden werden kann.
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Bei einer weiteren Verwendung des Dosieraufsatzes in Verbindung mit dem Verdrängerelement 88 kann alternativ oder zusätzlich der Strömungsquerschnitt 92 des Sprühkanals 56 eingestellt werden. Hierdurch kann im geöffneten Zustand des Behälterventils 24 gegenüber einem Dosieraufsatz 12 ohne eingestellten Strömungsquerschnitt 92 eine geringere Menge an Sprühgut 18 ausgegeben werden.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass zunächst die Ausgabe von in der Sprühgutkavität 50 vorhandenem Sprühgut 18 durch Bewegen des Betätigungselements 46 in Nebenbetätigungsrichtung 58 erfolgt. Anschließend kann bei teilweise oder vollständig ausgelenktem Betätigungselement 46 der Dosieraufsatz 12 in Hauptbetätigungsrichtung 46 bewegt werden, um ein Öffnen des Behälterventils 24 bei am Sprühgutbehälter 14 angeordnetem Zustand des Dosieraufsatzes 12 zu bewirken.
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Die Hauptbetätigungsrichtung 60 und die Nebenbetätigungsrichtung 58 sind als die Krafteinleitungsrichtungen auf den Dosieraufsatz 12 zu verstehen, bei denen jeweils ein Bewegen des Betätigungselements 46 oder des Dosieraufsatzes 12 als Ganzes bewirkt werden soll. Es versteht sich, dass bei vollständig betätigtem Betätigungselement 46 (vgl. beispielsweise 8) die Hauptbetätigungsrichtung 60 mit der Nebenbetätigungsrichtung 58 zusammenfallen kann. Mit anderen Worten kann eine weitere Krafteinwirkung auf das vollständig ausgelenkte Betätigungselement 46 eine Auslenkung des Dosieraufsatzes 12 in der Hauptbetätigungsrichtung 60 bewirken.
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9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12.
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Das als Taster 82 ausgebildete Betätigungselement 46 weist ein Verdrängerelement 88 auf. Das Verdrängerelement 88 ist mittels einer Hubverstellung 94 an dem Druckknopf 76 angeordnet. Mit anderen Worten ist das Verdrängerelement 88 mittels der Hubverstellung 94 in Nebenbetätigungsrichtung 58 relativ zu dem Druckknopf 76 einstellbar. Die Hubverstellung 94 kann, wie dargestellt, beispielsweise als Schraubverbindung ausgebildet sein.
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Die Hubverstellung 94 kann dichtungsfrei ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Hubverstellung 94 dichtungsfrei ausgebildet, falls eine Abdichtung des Verdrängerelements 88 gegenüber dem Grundkörper 42, beispielsweise durch eine Mündungsdichtung (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Im dargestellten Fall weist die Sprühgutkavität 50 die Nebenkavität 74 auf, die sich vorzugsweise in fluidischer Interaktion mit dem Sprühkanal 56 befindet. In diesem Fall kann die Hubverstellung 94 eine nicht näher dargestellte Dichtung aufweisen, die ein Austreten von Sprühgut 18 über die Hubverstellung 94 verhindert.
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Darstellungsgemäß kann die Hubverstellung 94 derart eingestellt sein, dass das Verdrängerelement 88 in einem betätigten Zustand des Betätigungselements 46 den Sprühkanal 56 weitestgehend verschließt. In dem dargestellten Zustand des Betätigungselements 46 ist vorgesehen, dass das Verdrängerelement 88 mit dem Grundkörper 42 einen durch das Sprühgut 18 durchströmbaren Ringspalt 96 ausbildet. Ein Ringspalt 96 kann einen zuverlässig vorherbestimmbaren Strömungsquerschnitt 92 sicherstellen. Hierdurch kann bei geöffnetem Behälterventil 24 (siehe 1, 2) besonders zuverlässig eine geringe Menge an Sprühgut 18 ausgegeben werden.
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Bei der gezeigten Ausführungsform weist der Sprühkanal 56 einen in der Nebenbetätigungsrichtung 58 ausgebildeten Längsteil 98 und einen quer zu der Nebenbetätigungsrichtung 58 ausgebildeten Querteil 100 auf. Das Betätigungselement 46 kann durch das Verdrängerelement 88 dazu ausgebildet sein, den Querteil 100 zu durchqueren und in den Längsteil 98 zumindest teilweise einzudringen. Mit anderen Worten kann die Eindringtiefe 90 eine Abmessung des Querteils 100 in Nebenbetätigungsrichtung 58 übersteigen.
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Alternativ oder zusätzlich zu einem Ringspalt 96 kann vorgesehen sein, dass das Verdrängerelement 88 einen Strömungskanal 102 aufweist. Der Strömungskanal 102 ist vorzugsweise in dem Verdrängerelement 88 ausgebildet. Der Strömungskanal 102 kann den Längsteil 98 mit dem Querteil 100 fluidisch verbinden. Der Strömungskanal 102 kann einen vorbestimmten Strömungsquerschnitt 92 aufweisen, wodurch eine zuverlässig bestimmte Menge Sprühgut 18 abgegeben werden kann.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12.
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Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von dem Dosieraufsatz 12 aus 9 im Wesentlichen in der Ausbildung des Verdrängerelements 88 und des Grundkörpers 42. Das Verdrängerelement 88 und der Grundkörper 42 können zueinander komplementär ausgebildete Strömungsflächen 104 aufweisen, die eine strömungsoptimierte Führung des Sprühguts 18 in dem Strömungsquerschnitt 92 begünstigen. Hierdurch kann eine Dosierung des Sprühguts 18 und eine Handhabung des Dosieraufsatzes 12 weiter verbessert werden.
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Mittels der Hubverstellung 94 kann der Strömungsquerschnitt 92 vorbestimmt werden.
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11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12.
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Der Dosieraufsatz 12 kann das Betätigungselement 46 seitlich an dem Grundkörper 42 angeordnet aufweisen. Darstellungsgemäß kann die Hauptbetätigungsrichtung 60 von der Nebenbetätigungsrichtung 58 abweichen, insbesondere um 90° gedreht ausgebildet sein.
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Die Sprühgutkavität 50 bzw. der Sprühkanal 56 weist den Längsteil 98 und den Querteil 100 auf, die bezogen auf die Nebenbetätigungsrichtung 58 ausgebildet sind.
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12 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12 in einer Draufsicht. Mit anderen Worten ist der Dosieraufsatz 12 in einer Ansicht in Nebenbetätigungsrichtung 58 dargestellt, die in die Zeichenebene gerichtet ist.
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Der Dosieraufsatz 12 kann eine Dosierdüse 42 aufweisen.
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Der Dosieraufsatz 12 weist das Betätigungselement 46 auf. Das Betätigungselement 46 kann exzentrisch zu einer Mittelachse 106 des Dosieraufsatzes 12 an dem Grundkörper 42 angeordnet sein. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Betätigung des Betätigungselements 46 in Nebenbetätigungsrichtung 58 und des Dosieraufsatzes 12 in Hauptbetätigungsrichtung 60 erfolgen.
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13 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosieraufsatzes 12 in einem unbetätigten Zustand.
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Der Dosieraufsatz 12 weist den Ausgabehalm 48 auf. Ferner weist der Dosieraufsatz 12 das Betätigungselement 46 auf. Das Betätigungselement 46 kann an dem Ausgabehalm 48 als Verformungsabschnitt 70 ausgebildet sein. Wie dargestellt, kann der Verformungsabschnitt 70 als beweglicher Abschnitt 108 des Ausgabehalms 48 ausgebildet sein. Der bewegliche Abschnitt 108 kann gegenüber unbeweglichen Abschnitten 110 beispielsweise ein elastisches Material aufweisen. Insbesondere kann das Herstellen eines solchen Ausgabehalms 48 durch ein additives Fertigungsverfahren erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass sich der bewegliche Abschnitt 108 von den unbeweglichen Abschnitten 110 durch eine reduzierte Materialstärke unterscheidet.
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Das Betätigungselement 46 bzw. der bewegliche Abschnitt 108 kann in einer unbetätigten Ausgangsstellung in radialer Richtung über die unbeweglichen Abschnitte vorstehen. Vorzugsweise ist der bewegliche Abschnitt 108 kugelartig oder halbkugelartig ausgebildet. Ausführungsgemäß kann das Betätigungselement 46 mehrere Nebenbetätigungsrichtungen 58 aufweisen. Vorzugsweise ist das Betätigungselement 46 zum zeitgleichen Betätigen in zwei entgegengesetzten Nebenbetätigungsrichtungen 58 ausgebildet.
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Der Ausgabehalm 48 kann darstellungsgemäß an dem Grundkörper 42 angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Ausgabehalm 48 lösbar, insbesondere gesteckt, an dem Grundkörper 42 angeordnet. Der Ausgabehalm 48 ist ausführungsgemäß als Teil des Sprühkanals 56 ausgebildet. Der Ausgabehalm 48 weist die Austrittsöffnung 54 auf.
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14 zeigt die Ausführungsform des Dosieraufsatzes aus 13 in einem betätigten Zustand des Betätigungselements 46.
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Der bewegliche Teil 108 des Verformungsabschnitts 70 ist in Nebenbetätigungsrichtung 58 ausgelenkt, wodurch die Sprühgutkavität 50 im Vergleich zu einem in der 13 dargestellten Ausgangszustand verkleinert ist. Ist die Sprühgutkavität 50 mit Sprühgut 18 (siehe 1, 2) gefüllt, kann das Sprühgut 18 über die Austrittsöffnung 54 aus dem Sprühkanal 56 ausgegeben werden.
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15 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Dosierverfahren 112 zum Dosieren von Sprühgut 18 mit einer Dosieranordnung 10 (siehe 1, 2).
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In einem Verfahrensschritt 114 wird die Dosieranordnung 10 mit der durch das Sprühgut 18 befüllten Sprühgutkavität 50 bereitgestellt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 116 wird das Betätigungselement 46 aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung bewegt. Mit anderen Worten wird das Betätigungselement 46 in Nebenbetätigungsrichtung 58 ausgelenkt, wodurch die Sprühgutkavität 50 verkleinert wird. Vorzugsweise wird das Sprühgut 18 dabei tropfenförmig durch die Austrittsöffnung 54 ausgegeben.
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16 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dosierverfahrens 112 mit den Verfahrensschritten 114 und 116 in einer schematischen Darstellung.
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In einem an den Verfahrensschritt 116 anschließenden Verfahrensschritt 120 ist ausführungsgemäß vorgesehen, dass das Behälterventil 24 durch den Grundkörper 24 des Dosieraufsatzes 12 geöffnet wird. Die Austrittsmenge an Sprühgut 18 aus dem Sprühgutbehälter 14 ist durch die Betätigungsstellung des Betätigungselements 46 verringert.
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Die in den Figuren beschriebenen Verfahrensmerkmale sind nicht auf die jeweiligen Ausführungsformen beschränkt zu verstehen. Insbesondere kann eine zweckmäßige Kombination der Verfahrensschritte vorgesehen sein.
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In einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung einen Dosieraufsatz 12, der in einem an einem Sprühgutbehälter 14 angeordnete Zustand erweitere Funktionalitäten aufweist. Neben einer Hauptfunktion zum Öffnen eines Behälterventils 24 des Sprühgutbehälters 14, kann der Dosieraufsatz 12 weitere Nebenfunktionen aufweisen, die sich aus dem Verkleinern einer in dem Dosieraufsatz 12 ausgebildeten Sprühgutkavität 50 durch ein Betätigungselement 46 ergeben können. Die Erfindung betrifft zudem eine Dosieranordnung mit einem Dosieraufsatz 12 und einem Sprühgutbehälter 14 sowie ein Dosierverfahren 112 zum Dosieren von Sprühgut 18.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dosieranordnung;
- 12
- Dosieraufsatz;
- 14
- Sprühgutbehälter;
- 16
- Behälterinnenvolumen;
- 18
- Sprühgut;
- 20
- Behälterumgebung;
- 22
- Treibmittel;
- 24
- Behälterventil;
- 26
- Behälterwandung;
- 28
- Dichtmittel;
- 30
- Ventilgehäuse;
- 32
- Sperrelement;
- 34
- Federelement;
- 36
- Betätigungsholm;
- 38
- Holmaufnahme;
- 40
- Eintauchschlauch;
- 42
- Grundkörper;
- 46
- Betätigungselement;
- 48
- Ausgabehalm;
- 50
- Sprühgutkavität;
- 52
- Eintrittsöffnung;
- 54
- Austrittsöffnung;
- 56
- Sprühkanal;
- 58
- Nebenbetätigungsrichtung;
- 60
- Hauptbetätigungsrichtung;
- 62
- Strömungsquerschnitt;
- 64
- Strömungspfeil;
- 66
- Mischkugel;
- 68
- Dosierdüse;
- 70
- Verformungsabschnitt;
- 72
- Grundkörpernut;
- 74
- Nebenkavität;
- 75
- Mündung;
- 76
- Druckknopf;
- 78
- Haltekranz;
- 80
- Gegenstruktur;
- 82
- Taster;
- 84
- Betätigungsfeder;
- 86
- Betätigungsfläche;
- 88
- Verdrängerelement;
- 90
- Eindringtiefe;
- 92
- Strömungsquerschnitt;
- 94
- Hubverstellung;
- 96
- Ringspalt;
- 98
- Längsteil;
- 100
- Querteil;
- 102
- Strömungskanal;
- 104
- Strömungsfläche;
- 106
- Mittelachse;
- 108
- beweglicher Abschnitt;
- 110
- unbeweglicher Abschnitt
- 112
- Dosierverfahren;
- 114
- Verfahrensschritte
- 116
- Verfahrensschritt;
- 118
- Verfahrensschritt;
- 120
- Verfahrensschritt.
