EP0052161B1 - Vorrichtung zum Ausgeben von gasförmigen, flüssigen oder pulverförmigen Stoffen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgeben von gasförmigen, flüssigen oder pulverförmigen Stoffen gemäß dem einleitenden Teil des Anspruchs 1. In der nachfolgenden Beschreibung zählen zu den flüssigen Stoffen auch solche weichen, cremeförmigen und schaumigen oder aufschäumbaren Stoffe von entsprechender Viskosität, die mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung ausgegeben werden können.
• Zum Aussprühen und Ausgeben von verschiedenen Stoffen sind vielfältige Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die von ihrem Arbeitsprinzip her allgemein entweder den Siphonflaschen oder den Sprühdosen ähneln. Das gemeinsame Kennzeichen der bekannten Lösungen besteht im Vorhandensein eines Druckgefäßes, das sich zur Aufnahme des auszugebenden Stoffes eignet, wobei im Druckgefäß ein Überdruck mittels eines entsprechenden Treibmittels, nämlich eines Treibgases, erzeugt wird. Der Überdruck dient zum Auspressen des Stoffes aus dem Druckgefäß und der Stoff verläßt dessen Innenraum unter Einwirkung des Überdruckes über ein Ventil oder über eine andere geeignete Öffnung.
• Die Siphonflaschen werden mit dem Treibgas von außerhalb des Druckgefäßes her gespeist. Das Druckgesfäß kann mit dem auszugebenden Stoff mehrfach neu gefüllt und mit Hilfe neuen Treibgases zum Ausspritzen des Stoffes mehrfach angewendet werden. Diese Lösung eignet sich besonders vorteilhaft für den Fall, daß eine relativ große Menge des Stoffes für das Ausspritzen vorzubereiten ist und/oder daß in der das Druckgefäß bildenden Flasche eine chemische Reaktion des auszuspritzenden Stoffes mit dem Treibgas stattfinden soll.
• Das charakteristische Merkmal der Sprühdosen besteht darin, daß das Sprühgut unter einem Überdruck eingefüllt wird : das Druckgefäß wird sowohl mit dem zu versprühenden Stoff als auch mit dem Treibgas gleichzeitig gefüllt. Da das Neufüllen von Sprühdosen sehr schwierig ist, können die Sprühdosen allgemein nur einmal verwendet werden und sind nach der Benutzung wegzuwerfen.
• In Sprühdosen werden Fluorkohlenwasserstoffe als Treibgas angewendet. Die Fluorkohlenwasserstoffe sind chemisch reaktionsträge und als inerte Gase würden sie als Treibgas sehr vorteilhaft sein. Nach den Ergebnissen von wissenschaftlichen Forschungen sind die Fluorkohlenwasserstoffe jedoch für die atmosphärische Ozonschicht und dadurch für die ganze Lebenswelt und die Menschheit sehr gefährlich. Obgleich diese Ergebnisse weiterhin den Gegenstand tiefgehender Forschungen bilden, scheint die vermutlich negative Einwirkung der Fluorkohlenwasserstoffe derart gefährlich zu sein, daß ihre Anwendung in mehreren Ländern bereits verboten wurde. Die Verstärkung dieser Tendenz ist in aller Welt zu erwarten.
• Möglichkeiten für das Ersetzen der Fluorkohlenwasserstoffe bilden den Gegenstand vielseitiger anderer Versuche, die jedoch zur Zeit keinen Erfolg zeigen können, da kein Stoff bekannt ist, der zu den Fluorkohlenwasserstoffen vergleichbar inert, billig, und in der Anwendung gleich günstig ist. Die anderen erprobten Treibgase sind entweder relativ aufwendig oder sie reagieren mit dem auszugebenden Stoff. Weder die Erhöhung der Herstellungskosten noch die chemischen Reaktionnen sind gewöhnlich erwünscht.
• Unabhängig von den mit den Forderungen hinsichtlich des Umweltschutzes begründeten Nachteilen der Fluorkohlenwasserstoffe sind die Sprühdosen relativ kostspielig : die Verpackung stellt einen unverhältnismäßig hohen Wert im Vergleich mit dem des auszugebenden Stoffes dar, weil die Einmaligkeit der Anwendung - bei Erfüllung der Sicherheitsanforderungen - zur bedeutenden Vergrößerung der Herstellungskosten führt. Ein anderes Problem besteht darin, eine große Menge der ausgeleerten Flaschen zu vernichten. Die Vernichtung kann große Schwierigkeiten hervorrufen, besonders dann, wenn die Sprühdosen mit einem explosiven oder leicht brennbaren Treibmittel gefüllt worden sind, da die in den Dosen unvermeidbar verbleibenden Reste des Treibmittels bei nicht hinreichend vorsichtigem Öffnen der Dosen zu Unfällen führen können.
• Die zum Neufüllen der Sprühdosen ausgearbeiteten Verfahren benötigen Vorrichtungen von kompliziertem Aufbau, die nicht immer den hygienischen Anforderungen bei dem Neufüllen genügen und außerdem nicht die Verhinderung der Umweltverschmutzung gewährleisten können. Ein weiterer Nachteil des Neufüllens besteht darin, daß die neugefüllten Sprühdosen neuerlich verschlossen werden müssen, denn das zuverlässige erneute Verschließen der Dosen erfordert die Anwendung von relativ kostspieligen Vorrichtungen und technologischen Mitteln.
• Es ist jedoch auch bereits eine als Sprühdose ausgebildete Vorrichtung mit den Merkmalen aus dem einleitenden Teil des Anspruchs 1 bekannt (DE-A-2 004 856), die dadurch, daß das Treibmittel in einem von dem Teilraum, der zur Aufnahme des auszugebenden Stoffes dient, mittels des Kolbens getrennten anderen Teilraum untergebracht ist, ohne Rücksicht auf die Verträglichkeit des Treibmittels mit dem auszugebenden Stoff in Verbindung mit billigen, die Umwelt nicht verschmutzenden oder nicht belastenden Treibmitteln angewendet werden kann.
• Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, bei einer Vorrichtung eingangs erwähnter Art den Druckbehälter wiederverwendbar zu gestalten und in dem Druckbehälter außer dem Treibmittel (dem Treibgas) auch den auszugebenden Stoff in selbstständigen, billigen und nach der Benutzung wegwerfbaren Verpackungen anzuordnen und den Überdruck des Treibmittels auch zum Öffnen des Stoffbehälters innerhalb des Druckbehälters auszunutzen.
• Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
• Die Ausgabeöffnung des Druckbehälters kann mit einem Zerstäuber ausgestattet sein. Der Stoffbehälter kann mit einem unter Einwirkung eines Überdruckes sich an die innenwand des Druckbehälters andrückenden elastischen Mantel versehen sein. Als Treibmittel kann z. B. Preßluft oder ein anderes entsprechend billiges Gas angewendet werden. Die Auswahl des Treibmittels ist dadurch erleichtert, daß dieses nicht in Kontakt mit dem auszugebenden Stoff gelangt. Unter bestimmten Bedingungen kann es auch vorteilhaft sein, wenn als Treibmittel ein unter Druckentwicklung wirksam werdendes chemisches Zweikomponentensystem angewendet wird. Der Druckbehälter soll nach der Entleerung des Stoffbehälters nicht weggeworfen oder vernichtet werden, weil die Vorrichtung nach dem Herausnehmen des entleerten Stoffbehälters und des benutzten Treibmittelbehälters und nach dem Einlegen der neuen Behälter sehr einfach wieder in Betrieb gesetzt und verwendet werden kann. Da die Behälter aus billigen Stoffen mit ästhetischer, wohlgefälliger Außengestaltung herstellbar sind, entsteht durch die Anwendung der Erfindung die einfache und billige Möglichkeit, eine neue Familie austauschbare Elemente (Behälter) enthaltender Handelsprodukte zu verwirklichen. Die Behälter bilden nur dieselbe Umweltschutzprobleme wie die anderen wohlbekannten Kunststoff-Verpackungen.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und mit Hilfe von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt.
• Die Vorrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, weist einen Druckbehälter 5 auf, der einerseits mit einer Ausgabeöffnung versehen ist, andererseits mit einer Verschlußkappe 13 verschlossen ist. Die Ausgabeöffnung ist in der dargestellten Vorrichtung mittels eines Stechrohres 4, eines Ventils 3 und eines an einer Feder 1 abgestützten Zerstäubers 2 ausgebildet. Die dargestellten Elemente 1 bis 4 bilden gemeinsam eine Ventilvorrichtung. Die Verschlußkappe 13 ist mittels einer Dichtungsscheibe 7 dicht mit dem Druckbehälter verbunden. Hierzu kann - ein Schraubverschluß, wie in der Zeichnung dargestellt, oder ein in der Zeichnung nicht dargestellter Bajonettverschluß oder eine andere geeignete Verschlußeinheit verwendet werden. In der Verschlußkappe 13 ist in der dargestellten Weise ein mit dem Innenraum des Druckbehälters 5 kommunizierendes Entlüftungsventil 14 sowie eine aus einer Nadel 6 und aus einem Druckbetätigungsstößel 8 bestehende Stecheinheit angeordnet.
• In dem an die Ausgabeöffnung angrenzenden Teilraum des Druckbehälters 5 wird ein den auszugebenden Stoff 10 enthaltender Stoffbehälter 9 angeordnet. Der Stoffbehälter 9 ist bei der dargestellten Ausführungsform derart ausgebildet, daß er an seiner der Verschlußkappe 13 zugewendeten Stirnseite eine dem Überdruck widerstehende Wand, und auf seiner dem Ventil 3 bzw. der Ausgabeöffnung zugewendeten Stirnseite eine leicht durchstoßbare oder aufreißbare Wand aufweist. An der der Verschlußkappe 13 zugewendeten Stirnseite kann der Stoffbehälter 9 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mit einer steifen Wand 15 und/oder mit einem elastischen Gleitmantel 16 versehen sein. Sowohl die steife Wand 15 als auch wenigstens die am freien Rand des Gleitmantels 16 ausgebildete Ringlippe sind an den Durchmesser der Innenwand des Druckgefäßes 5 derart angepaßt, daß sie unter Druck luftdicht, jedoch gleitend verschiebbar an der Innenwand anliegen. Der Gleitmantel 16 bildet gleichzeitig eine Halterung für den Treibmittelbehälter 11. Nach dem Einsetzen des Stoffbehälters 9 in den Druckbehälter 5 wird der einen Treibstoff 12, beispielsweise Druckluft, enthaltende Treibmittelbehälter 11 eingesetzt. Der Treibmittelbehälter 11 weist an seiner der Verschlußkappe 13 zugewendeten Stirnseite eine mittels des Nadelrohrs 6 durchstechbare Wand auf. Nach dem Verschließen des Druckbehälters 5 wird mittels des Druckbetätigungsstößels 8 die Nadel 6 in die Wand des Treibmittelbehälters 11 eingestochen. Unter dem Druck des ausströmenden Treibmittels 12 werden die steife Wand 15 oder der Gleitmantel 16 dicht an die Innenwand des Druckgefäßes 5 angelegt, so daß das Treibmittel nicht zur Ausgabeöffnung hin entweichen kann. Unter der Einwirkung des Überdruckes beginnt der Stoffbehälter 9 sich in Richtung auf die Ausgabeöffnung zuzubewegen. Während dieser Verschiebebewegung wird mittels des Stechrohres 4 die benachbarte Stirnwand des Stoffbehälters 9 aufgestochen, so daß dadurch der Innenraum des Stoffbehälters 9 mit der Ausgabeöffnung verbunden wird. Nach dem Öffnen der Ausgabeöffnung bewirkt der Überdruck das Ausströmen des auszugebenden Stoffes 10 aus dem Stoffbehälter 9 durch die Ausgabeöffnung und ggf. den Zerstäuber 1. Das den Innenraum des Druckbehälters 5 in zwei Teilräume trennende Wandelement wird bei der Entleerung des Stoffbehälters 9 langsam in Richtung auf die Ausgabeöffnung zubewegt. Nach dem Ausspritzen des Stoffes kann der Überdruck durch entsprechende Betätigung des Entlüftungsventils 14 zur Abgabe des verbleibenden Treibmittels 12 ausgeglichen werden. Nach dem Öffnen der Verschlußkappe 13 können die leeren Behälter 9, 11 aus dem Druckbehälter 5 herausgenommen und gegen neue Behälter ausgetauscht werden.
• Es ist ersichtlich, daß bei der dargestellten Ausführungsform die beiden zusammengesetzten Behälter 9, 11 insgesamt als Kolben wirken, mit welchem das Druckgefäß 5 als Zylinder zusammenwirkt. Der Stoffbehälter 9 ist ggf. mit Ausnahme der steifen Wand 15 derart verformbar, daß er an der das Ventil 3 aufweisenden Stirnwand des Druckgefäßes 5 mit zunehmender Abgabe des Stoffes 10 zunehmend zusammengedrückt wird und dadurch sein Volumen verkleinert wird.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. Grundsätzlich wird ein Druckbehälter vorgeschlagen, welcher eine Ausgabeöffnung in Form eines Ventils und eine untere Verschlußkappe sowie eine in der Verschlußkappe angeordnete Stecheinheit aufweist. Nach dem Abnehmen der Verschlußkappe sollen das Treibmittel und der auszugebende Stoff in entsprechenden Behältern derart im Druckbehälter angeordnet werden, daß der Stoffbehälter näher an dem Ventil liegt und der Treibmittelbehälter den verbleibenden Teilraum des Druckbehälters mindestens teilweise ausfüllt. Der Stoffbehälter oder der Treibstoffbehälter sollen an ihrer Berührungsoberfläche derart ausgebildet sein, daß an dieser Oberfläche die luftdichte Trennung der beiden Teilräume gewährleistet ist. Der Druckbehälter wird mit Hilfe der Verschlußkappe luftdicht verschlossen. Danach wird der Treibmittelbehälter mit Hilfe der Stecheinheit geöffnet, so daß dadurch der Überdruck freigesetzt wird. Der Überdruck bewirkt die Verschiebung des Stoffbehälters in die Richtung auf das Ventil zu.
• Das Ventil kann z. B. mit einem Eintrittsrohr versehen sein, das durch die Wand des Stoffbehälters hindurchgestoßen werden und in den Stoffbehälter eingetaucht werden kann. Unter der Einwirkung des Überdruckes wird der auszugebende Stoff durch die Öffnung des Ventils ausgespritzt.
• Eine andere bequeme Lösung besteht darin, daß in dem in obiger Weise verschlossenen Druckbehälter nach dem Auchstechen des Treibmittelbehälters und ggf. nach dem Öffnen des Ventils eine Nadel oder ein anderes scharfes Element das Aufreißen des Stoffbehälters bewirkt. Bei dieser Ausführungsform kann der Druckbehälter auch ohne das Ventil, sondern nur mit einer geöffneten Ausgabeöffnung versehen werden, so daß der Stoff unmittelbar nach dem Aufstechen des Treibmittelbehälters durch die Öffnung ausgegeben wird.
• Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Druckbehälter aus zwei Behälterteilen zusammenzusetzen und durch das Zusammensetzen der Behälterteile einerseits das luftdichte Verschließen des Druckbehälters, und andererseits das Aufstechen des Treibmittelbehälters zu erreichen. Hierbei kann die gemeinsame Berührungsfläche der Behälter durch eine bewegliche Trennwand der Behälter ausgebildet sein und die Ausgabeöffnung mit einer leicht aufreißbaren Schicht abgedeckt sein. Die in dieser Weise zusammengestellte Vorrichtung ist einmal anwendbar : die Ausgabeöffnung wird unter Einwirkung des Überdruckes geöffnet und der Stoff kann in einem kontinuierlichen Strom in der gewünschten Richtung ausgespritzt werden. Durch die Erfindung ist der Aufbau wirksamer Vorrichtungen mit einfachen, billigen, leicht herstellbaren Bestandteilen ermöglicht. Die Behälter können nach der Benutzung weggeworfen werden. Das angewendete Treibmittel wird aus billigen, die Umwelt nicht verschmutzenden Stoffen, insbesondere aus entsprechenden Gasen ausgewählt. Daher stellt die Vorrichtung keine Explosions- und Feuergefahr bei nachträglichem gewaltsamen Öffnen dar. Es können Stoffbehälter mit unterschiedlichen Stoffen verwendet werden.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vorgefertigte Stoff- und Treibmittelbehälter in unterschiedlicher ästhetischer Gestaltung verwendet werden und es können hierbei einfache Maßnahmen getroffen werden, den Inhalt jederzeit zuverlässig prüfen zu können (bei den Sprühdosen ist deren Inhalt nicht kontrollierbar). Der Stoffbehälter kann auch den Treibmittelbehälter als angebauten Bestandteil enthalten. Die Ausbildung des Stoffbehälters und des Treibmittelbehälters als Baueinheit führt zu weiteren Erleichterungen bei der Verteilung, der Beförderung und der Anwendung der Vorrichtung. Im Vergleich mit den bekannten Lösungen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung um 50 bis 80 % billiger hergestellt werden. Die wegwerfbaren Verpackungen des Stoffbehälters und des Treibmittelbehälters bedeuten im Vergleich mit den Sprühdosen eine relativ geringe Verschmutzungsgefahr für die Umwelt ; außerdem kann das Treibmittel aus biologisch und ökologisch zuverlässig ungefährlichen Gasen ausgewählt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Ausgeben von gasförmigen, flüssigen oder pulverförmigen Stoffen, mit einem luftdicht abschließbaren Druckbehälter (5), an dessen einem Ende eine, vorzugsweise von einem Ventil (3) beherrschte, Ausgabeöffnung ausgebildet ist und dessen anderes Ende von einer Verschlußkappe (13) verschlossen ist, einem in dem Druckbehälter (5) verschiebbaren Kolben (15, 16), von welchem der Druckbehälter (5) in zwei Teilräume unterteilt ist, von denen der mit der Ausgabeöffnung verbundene erste Teilraum zur Aufnahme des auszugebenden Stoffes dient und der zweite Teilraum einen unter Druck stehenden Treibmittelbehälter (11) aufnimmt, der in einer an dem Kolben (15, 16) ausgebildeten Halterung sitzt und mittels einer an der Verschlußkappe (13) ausgebildeten Stecheinheit (6, 8) aufstechbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (5) lösbar verschließbar ist und daß von dem Kolben (15, 16) der Boden eines den auszugebenden Stoff (10) enthaltenden, in dem ersten Teilraum angeordneten verformbaren Stoffbehälters (9) ausgebildet ist, der mittels eines in die Ausgabeöffnung mündenden Stechrohres (4) aufstechbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (13) mittels eines Schraubgewindes, eines Bajonettverschlusses oder einer anderen Verschlußeinheit lösbar mit dem Druckbehälter (5) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoffbehälter (11) einen an den Stoffbehälter (9) angebauten Bestandteil desselben bildet.

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