AT514534A1 - Spenderpatrone sowie Spenderanordnung - Google Patents

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AT514534A1 ATA50415/2013A AT504152013A AT514534A1 AT 514534 A1 AT514534 A1 AT 514534A1 AT 504152013 A AT504152013 A AT 504152013A AT 514534 A1 AT514534 A1 AT 514534A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spenderpatrone (1) zur Verwendung in einer Spenderanordnung (20) zum Einbringen zumindest einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit, wobei die Spenderpatrone (1) ein Hüllelement (2) mit einem durchgehenden Zentralraum (3) und mit mindestens zwei Öffnungen (11a,11b) für den Eintritt bzw. Austritt der Flüssigkeit umfasst, wobei die Spendersubstanz im Zentralraum (3) vorgesehen ist und ist, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Verschlussmittel (4a,4b) vorgesehen sind, die die Öffnungen (11a,11b) in einer Ausgangskonfiguration dicht verschließen, wobei die Verschlussmittel (4a,4b) in eine Betriebskonfiguration bringbar sind, in der für die Flüssigkeit ein Strömungsweg durch das Hüllelement (2) hindurch freigegeben ist. Weiters betrifft die Erfindung eine Spenderanordnung (20) zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit umfassend die Spenderpatrone (1) und einen Spenderaufsatz (21), der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche, verbindbar ist, wobei die Spenderpatrone (1) betreibbar im oder am Spenderaufsatz (21) angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz (21) in Wirkverbindung gebracht ist.

Description

Spenderpatrone sowie Spenderanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spenderpatrone gemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1 sowie eine Spenderandordnung, in die derartige Spenderpatroneneinsetzbar sind.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren und Vorrichtungen bekannt,um unterschiedliche Substanzen, beispielsweise Aromastoffe oder Farbstoffe, in Getränkeeinzubringen bzw. Getränke zu aromatisieren, zu färben oder mit diversen Substanzen zuversetzen.
Eine sehr einfache Methode besteht darin, die Substanz gleich direkt in dieBasisflüssigkeit einzumischen, womit allerdings ein irreversibler Zustand geschaffen wirdund die Menge der eingebrachten Substanz einmalig festgelegt ist.
Weiters ist beispielsweise aus der US 3,463,361 ein System bekannt, bei dem einAromageber in einer Art Strohhalm enthalten ist und das Aroma beim Durchsaugen vonFlüssigkeit an diese abgegeben wird.
Weiters sind beispielsweise aus der EP 1 059 852 Systeme bekannt, bei denenhohlzylindrische Matrixkörper mit darin eingelagerten Substanzen beispielsweise in einenFlaschenaufsatz so eingesetzt werden, dass die Flüssigkeit beim Ausgießen daran vorbeiströmen muss und Aromastoffe aufnimmt.
Bei diesen Systemen wird zwar nicht die ursprüngliche Flüssigkeit aromatisiert,allerdings wird immer die gesamte Menge der Flüssigkeit, die von der Quelle zumBenutzer strömt, zwingend mit der Substanz versetzt und es besteht keine Möglichkeit,dies zu variieren oder zu vermeiden.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem Kapseln zum Einsetzen in derartigeVorrichtungen bekannt, in denen die Substanz bzw. der Aromastoff enthalten ist. ImBetrieb wird die Kapsel einmalig und irreversibel geöffnet und entleert dann die gesamteMenge der Substanz in die Flüssigkeit. Dies ist nachteilig, da auf diese Weise die Kapselnur einmal verwendet werden kann und außerdem die Intensität der Zugabe derSpendersubstanz nicht einstellbar ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spenderpatrone dereingangs erwähnten Art zu schaffen, die einerseits gut lagerfähig ist, gleichzeitig aber auch eine steuerbare und kontrollierbare Freisetzung der zuzugebendenSpendersubstanz ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass erste und zweite Verschlussmittel vorgesehen sind, diedie Öffnungen in einer Ausgangskonfiguration dicht verschließen, wobei dieVerschlussmittel in eine Betriebskonfiguration bringbar sind, in der für die Flüssigkeit einStrömungsweg durch das Hüllelement hindurch freigegeben ist.
Durch den dichten Verschluss der Öffnungen ist die Spendersubstanz im Innerender Spenderpatrone sicher und dauerhaft und vor allem gegen äußere Umwelteinflüssegeschützt gelagert. Durch die Vorsehung eines definierten Strömungsweges durch dieSpenderpatrone hindurch ist gleichzeitig gewährleistet, dass der Strom der Flüssigkeit,der in die Spenderpatrone eintritt, die Spendersubstanz aufnimmt und aus derSpenderpatrone wieder austritt, variiert werden kann und damit erlaubt diese konstruktiveAusgestaltung der Spenderpatrone eine Steuerung, wann die und wie viel von derSpendersubstanz in die Flüssigkeit gelangt.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Spenderpatrone werden durch dieMerkmale der abhängigen Ansprüche näher definiert:
So ist ein optimaler Schutz der Spendersubstanz dadurch gewährleistet, dass dieSpenderpatrone in der Ausgangskonfiguration fluid- und/oder gasdicht gegen einenungewollten Eintritt der Flüssigkeit und/oder fluid- und/oder gasdicht gegen einen Austrittder Spendersubstanz verschlossen ist.
Eine leicht herzustellende, gut durchströmbare und platzsparend lagerbareSpenderpatrone ergibt sich dadurch, dass die Spenderpatrone bzw. das Hüllelement einerohrartige, längliche, um ihre zentrale Längsachse herum rotationssymmetrische,insbesondere annähernd hohlzylindrische, Form aufweist.
Durch die Merkmale, dass das Hüllelement eine gewellte oder gezackte Wandungaufweist, wobei die Innenfläche, gegebenenfalls auch die Außenfläche, des Hüllelementseine von einer im Durchmesser kreisförmigen Zylindermantelfläche abweichende welligeoder gezackte Ausgestaltung aufweist, ergibt sich, dass eine gute Durchströmbarkeitdurch die Spenderpatrone hindurch permanent gewährleistet bleibt, da auf diese Weisezumindest im Randbereich immer Kanäle für den Flüssigkeitsdurchtritt verbleiben.Außerdem kann durch diese Formgebung eine Verdrehbarkeit der Spenderpatroneverhindert werden, wenn die Spenderpatrone in einen Sitz mit korrespondierender Formin eine Spenderanordnung eingesetzt ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass dieVerschlussmittel verstellbar sind, wodurch der Eintritt, die Durchströmung und der Austritt der Flüssigkeit in den, durch den bzw. aus dem Zentralraum bzw. der Spenderpatrone,insbesondere kontinuierlich, veränderbar ist. Dadurch kann nicht nur durch die Wahl derMenge der Flüssigkeit, die die Spenderpatrone durchströmt, sondern auch durch in derSpenderpatrone selbst enthaltene konstruktive Mittel der Eintritt und der Austritt vonFlüssigkeit in die Spenderpatrone gesteuert werden und auf diese Weise dieBeaufschlagung der Flüssigkeit mit der Spendersubstanz entsprechend eingestelltwerden.
Die Verschlussmittel sind vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass sie über externbetätigbare Aktivierungs- bzw. Stellmittel verstellbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Verschlussmittelreversibel in beide Richtungen, also entgegengesetzt zueinander, verstellbar sind undinsbesondere linear entlang der zentralen Längs- bzw. Mittelachse verschiebbar sind.Damit kann die Durchströmung der Spenderpatrone sowohl vergrößert als auch verringertwerden.
Vorteilhaft ist es, wenn vorgesehen ist, dass nach dem erstmaligen Öffnen derStrömungsweg bzw. die Durchflussmenge durch den Zentralraum bzw. durch dieSpenderpatrone hindurch durch die Verschlussmittel zumindest um 50 %, vorzugsweiseum 70 %, besonders vorzugsweise um 90 %, gegenüber der maximalenDurchtrittskapazität reduzierbar ist oder dass die Öffnungen durch die Verschlussmittelnach dem erstmaligen Öffnen wieder vollständig dicht verschließbar sind.
Eine konstruktiv vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die ersten undzweiten Verschlussmittel als Stopfen ausgebildet sind bzw. Stopfen umfassen.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn in den Öffnungenjeweils ein Führungselement, insbesondere weitgehend oder vollständig versenkt insInnere des Zentralraums, angeordnet ist, wobei der Stopfen jeweils in einer zentralendurchgehenden Ausnehmung des Führungselements gelagert bzw. angeordnet ist.
Um eine gute und sichere Einstellung der Durchströmung der Spenderpatrone zugewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn an den dem Zentralraum abgewendetenAußenseiten der Stopfen Stellführungen, insbesondere Ausnehmungen, ausgebildet sind,die mit externen Aktivierungs- bzw. Stellmitteln in, insbesondere mechanische,Wechselwirkung bringbar sind oder in die externe Aktivierungs- bzw. Stellmittel kraft-und/oder formschlüssig einsetzbar sind. Damit wird auch die reversible Verstellbarkeit derStopfen gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass dieStopfen permanent sowohl in der Ausgangskonfiguration als auch in derBetriebskonfiguration vollständig im Inneren der Spenderpatrone bzw. im Inneren desZentralraums angeordnet sind. Die Stopfen sind damit Bauteile der Spenderpatrone, die weder vor noch während und auch nicht nach der Benutzung der Spenderpatrone separatanfallen oder herausfallen können, sondern permanent im Inneren der Spenderpatroneenthalten bleiben.
Hinsichtlich der Spendersubstanz selbst ist es vorteilhaft, wenn dieSpendersubstanz in einer Form vorliegt, bei der sie bei Kontakt mit der Flüssigkeitzumindest teilweise in die Flüssigkeit übergeht. Auf diese Weise ist eine zuverlässigeDosierung möglich.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass diezumindest eine Spendersubstanz in der Flüssigkeit löslich oder dispergierbar ist, und ausder Gruppe der Aromastoffe, Arzneimittel, Zusatzstoffe, Vitamine, Minaralstoffe und/oderFarbstoffe etc. ausgewählt ist. Es sind aber auch andere Substanzen möglich, die sich aufdiese Art und Weise in eine Flüssigkeit einbringen lassen.
Eine Möglichkeit der Anordnung der Spendersubstanz besteht darin, dass dieSpendersubstanz auf der Innenfläche des Hüllelements aufgebracht oder angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft ist es allerdings, wenn die Spendersubstanz auf zumindesteinem im Zentralraum angeordneten separaten, insbesondere kugel-, Stäbchen-, faden-oder stiftförmigen, Spenderelement aufgebracht bzw. darin enthalten ist. Damit ergibt sichauch, dass die Spendersubstanz oder das Spenderelement reversibel austauschbar istbzw. nach Gebrauch aus der Spenderpatrone entfernbar und stattdessen ein neuesSpenderelement einsetzbar ist.
Ein Spenderelement, bei dem die Spendersubstanz ein besonders gutesFreisetzungsprofil aufweist, ergibt sich, indem das Spenderelement eine poröse Matrix,insbesondere aus Kunststoff, aufweist, die ein inneres Netzwerk von Kanälen definiertund Poren auf der ausgesetzten Oberfläche der Matrix definiert, die inFlüssigkeitskommunikation mit den Kanälen stehen, wobei die Poren vorzugsweise einemittlere Größe von 20 pm bis 200 pm aufweisen, wobei sich die Spendersubstanz in derMatrix, insbesondere in den Kanälen, befindet. Ein derartiges Element ist aus derEP 1 059 852 B1 beschrieben. Die [0061] bis [0076] der EP 1 059 852 B1 werden überReferenz in den Inhalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen. Für die Funktionalität ist es vorteilhaft, dass zwischen der Außenfläche desSpenderelements und der Innenfläche des Hüllelements ein von der Flüssigkeitpermanent durchströmbarer Zwischenbereich ausgebildet ist und zumindest teilweiseimmer frei bleibt, dass permanent zumindest ein durchgängig offenerDurchströmungskanal zwischen den beiden Öffnungen besteht. Dies wird beispielsweisedurch die besondere Formgebung der Wandung des Hüllelements unterstützt, indemdiese Wandung gewellt oder gezackt ist. Auf diese Weise kann es zu keiner Blockierung des Bypasswegs kommen und es ist gewährleistet, dass die Spendersubstanz immer indie Flüssigkeit zuführbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Spenderanordnung zumEinbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit vorgesehen, umfassend eineSpenderpatrone wie zuvor beschrieben und einen Spenderaufsatz, der mit einerFlüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren vonFlüssigkeit, insbesondere einer Flasche, verbindbar ist, wobei die Spenderpatronebetreibbar im oder am Spenderaufsatz angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz inWirkverbindung gebracht ist.
Es ist weiters Aufgabe der Erfindung, eine Spenderanordnung zu schaffen, mit dereine kontrollierte und einstellbare Dosierung der Zugabe der Spendersubstanz zurFlüssigkeit einfach möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 21 gelöst. Dabei ist eineSpenderanordnung zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeitvorgesehen, umfassend - einen Spenderaufsatz, der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zumAufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche,verbindbar ist, und der von zumindest einem Teil der Flüssigkeit durchströmbar ist,wobei die Flüssigkeit zu zumindest einer Abgabeöffnung bringbar ist, sowie - eine, eine Spendersubstanz enthaltende Spenderpatrone, wobei dieSpenderpatrone betreibbar im oder am Spenderaufsatz angeordnet ist bzw. mitdem Spenderaufsatz in Wirkverbindung bringbar ist, - wobei in der Spenderanordnung ein definierter Hauptstromweg für die Flüssigkeitausbildbar ist, der unter Vermeidung der Spenderpatrone bzw. an derSpenderpatrone vorbei in Richtung zur Abgabeöffnung verläuft, und - ein, vom Hauptstromweg fluidtechnisch getrennter, definierter Bypasswegausbildbar ist, der durch die Spenderpatrone hindurch unter Kontaktierung der undunter Aufnahme eines Teils der Spendersubstanz, in Richtung zur Abgabeöffnungverläuft.
Durch die konstruktive Trennung in einen Hauptstromweg und einen Bypasswegdurch die Spenderpatrone hindurch wird gewährleistet, dass nicht der Gesamtteil derFlüssigkeit mit der Spendersubstanz versetzt oder durch ein Element, das dieSpendersubstanz enthält, durchgeführt wird, sondern dass der Benutzer dieStrömungsverhältnisse einstellen kann und damit die Dosierung der Spendersubstanz inweiten Bereichen flexibel ist. Außerdem ist dadurch gewährleistet, dass die
Spendersubstanz erst unmittelbar vor dem Gebrauch bzw. dem Austritt aus derAnordnung in die Flüssigkeit zugemischt wird und damit die Mischung immer frisch ist. Aufdiese Weise werden allfällige Wechselwirkungen oder Reaktionen der Spendersubstanzmit der Flüssigkeit verringert bzw. ganz vermieden und der Benutzer kommt bei jedemeinzelnen Schluck in den Genuss einer völlig frisch zubereiteten Mixtur.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Spenderanordnung istvorgesehen, dass der überwiegende Anteil der Flüssigkeit über den Hauptstromwegströmbar ist oder dass das Verhältnis zwischen der den Hauptstromweg und der denBypassweg durchströmbaren Flüssigkeitsmengen mindestens 1:1, vorzugsweise 5:1,besonders vorzugsweise 9:1, ist. Auf diese Weise kann die Spenderpatrone klein unddünn gehalten werden und eine geringe Flüssigkeitsmenge, die durch die Spenderpatronehindurchströmen kann, reicht, um die Flüssigkeit mit der Spendersubstanz zubeaufschlagen.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass der Hauptstromweg und derBypassweg vor der Abgabeöffnung fluidtechnisch verbindbar sind bzw. Zusammentreffenund der Flüssigkeitsteil des Hauptstromwegs mit dem Flüssigkeitsteil des Bypasswegsvereinbar und mischbar ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass aus derAbgabeöffnung ausschließlich bereits eine gut durchmischte und homogen von derSpendersubstanz versetzte Flüssigkeit austritt. Damit werden Schwankungen vermiedenund die Konzentration der Spendersubstanz bleibt auf einem konstanten und verlässlicheinstellbaren Level.
In diesem Zusammenhang ist es konstruktiv besonders vorteilhaft, wenn imSpenderaufsatz eine stromabwärts der Abgabeöffnung und stromaufwärts derSpenderpatrone angeordnete Mischkammer ausbildbar oder ausgebildet ist, in die derHauptstromweg und der Bypassweg einmünden. Auf diese Weise bildet sich eindefinierter Raum, in dem sich beide Strömungswege zwingend vereinen und vorErreichen der Abgabeöffnung durchmischen müssen. Dadurch ist eine optimaleHomogenisierung garantiert.
Eine konstruktiv vorteilhafte Anordnung ergibt sich dadurch, dass derHauptstromweg räumlich außerhalb um den Bypassweg herum angeordnet ist, unddiesen zumindest abschnittsweise, insbesondere allseitig, umgibt, insbesondere in Formmehrerer separater Kanäle oder in Form eines im wesentlichen ring- bzw.zylindermantelförmigen Kanals. Außerdem ergibt sich durch diese Ausgestaltung einegute Durchmischung in der Mischkammer.
Zum verlässlichen Öffnen und Einstellen der Durchströmung ist vorteilhafterweisevorgesehen, dass der Spenderaufsatz Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Einwirken auf die Verschlussmittel, insbesondere auf die Stopfen umfasst, durch die die Öffnung derSpenderpatrone und/oder die Einstellung der Durchflussmenge durch den Bypassweghindurch bewirkbar ist.
Eine konstruktiv besonders praxisgerechte Spenderanordnung ergibt sich dadurch,dass der Spenderaufsatz eine Basiseinheit sowie eine zur Basiseinheit verstellbareAktivierungseinheit umfasst, wobei sowohl in der Basiseinheit als auch in derAktivierungseinheit mechanische Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Einwirken auf dieVerschlussmittel und zum Öffnen der Spenderpatrone und damit zur Öffnung desBypasswegs vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung ist außerdem leicht und einfachzu bedienen.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dassin der Basiseinheit ein erster Sitz für die Spenderpatrone ausgebildet ist, wobei an dessender Abgabeöffnung fernen Endbereich ein erstes Aktivierungs- bzw. Stellmittel zumÖffnen des erstens Stopfens der Spenderpatrone, insbesondere ein kurzer erster Bolzen,angeordnet ist und dass in der Aktivierungseinheit ein zweiter Sitz für dasgegenüberliegende Ende der Spenderpatrone ausgebildet ist, wobei an dessen derAbgabeöffnung nahen Endbereich ein zweites Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Öffnendes zweiten Stopfens, insbesondere ein kurzer zweiter Bolzen, angeordnet ist. Dadurchlässt sich die Spenderpatrone auch leicht und schnell in die Spenderanordnung einsetzenund nimmt dort eine sichere und zentrale allseitig geschützte Position ein.
Der erste Sitz ist dabei vorteilhaft so ausgebildet, dass er einen hohlzylindrischenTeil umfasst, der sich im Betrieb entlang der Längsachse nach unten zurFlüssigkeitsquelle erstreckt. Die innere Fläche des ersten Sitzes bzw. deshohlzylindrischen Teils ist gegengleich bzw. korrespondierend zur Außenform desHüllelements ausgebildet, insbesondere gewellt oder gezackt, wodurch eine Sicherunggegen Verdrehen der Spenderpatrone im ersten Sitz erreicht wird. Die innere Fläche deszweiten Sitzes ist vorzugsweise glatt, insbesondere kreiszylindrisch, ausgebildet, womiteine Verdrehung der Spenderpatrone im zweiten Sitz möglich ist und damit ein Verdrehender Aktivierungseinheit zur Basiseinheit bei eingesetzter Spenderpatrone möglich ist.
Zur verlässlichen Aktivierung der Spenderpatrone und zum Öffnen desBypasswegs ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Basiseinheit und dieAktivierungseinheit gegeneinander abstandsveränderlich gelagert, insbesondere über einGewinde verdrehbar, sind, wodurch der lineare Abstand des ersten Aktivierungs- bzw.Stellmittels zum zweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel veränderbar ist, wobei durch eineVerringerung des Abstandes ein Eindrücken der Stopfen ins Innere der Spenderpatronebewirkbar ist.
Eine sichere Verstellbarkeit und Einsteilbarkeit der Konzentration derSpendersubstanz in der Flüssigkeit ergibt sich vorteilhafterweise dadurch, dass dieStopfen um jeweils den gleichen Weg verschiebbar bzw. aufeinander zu bewegbar sind.
Konstruktiv ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die Bolzen sodimensioniert sind, dass sie in die Ausnehmungen der Stopfen kraft- und/oderformschlüssig eingreifen, wodurch sich auch eine gute reversible Verstellbarkeit ergibt.
In diesem Zusammenhang ist es weiters vorteilhaft, wenn durch eineVergrößerung des linearen Abstands des ersten Aktivierungs- bzw. Stellmittels zumzweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel eine Bewegung der Verschlussmittel bzw. derStopfen in Richtung ihrer ursprünglichen Position bewirkbar ist, insbesondere einezumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %, besonders vorzugsweise um 90 %gegenüber der maximalen Durchtrittskapazität reduzierte Durchströmbarkeit,vorzugsweise eine nahezu völlige fluiddichte Verschließbarkeit der Spenderpatrone.
Um eine Überdrehung zu vermeiden und eine maximale untere und obere Grenzevorzugeben, ist es möglich, dass ein Anschlag zur Begrenzung der maximalenRelativbewegung der Basiseinheit zur Aktivierungseinheit ausgebildet ist.
Ein ganz besonderer Vorteil ergibt sich für den Benutzer daraus, dass dieSpenderpatrone reversibel austauschbar in die Spenderanordnung einsetzbar ist.
Wenn vorgesehen ist, dass der Spenderaufsatz, insbesondere die Basiseinheit,ein Gewinde, vorzugsweise ein Innengewinde, aufweist und auf eine Flasche,insbesondere reversibel, aufschraubbar ist, kann die Spenderanordnung auf diese Weisebeispielsweise reversibel auf herkömmliche Getränkeflaschen, beispielsweise PET-Mineralwasserflaschen, aufgeschraubt werden bzw. ist die Flasche und die darinenthaltene Flüssigkeit jederzeit auswechselbar.
Um ein ungewünschtes Austreten der Flüssigkeit zu verhindern, ist es vorteilhaft,wenn eine Verschlusseinheit vorgesehen ist, die insbesondere reversibel verstellbar zurAktivierungseinheit gelagert ist, durch die der Bypassweg und gegebenenfalls auch derHauptstromweg verschließbar ist. Einerseits ist es möglich, beide Strömungswege zusperren, alternativ kann es auch vorteilhaft sein, lediglich den Bypassweg verschließbarauszuführen und den Hauptstromweg permanent offen zu halten, um den Strom derreinen, nicht mit Spendersubstanz angereicherten Flüssigkeit zu gewährleisten.
Die Verschlusseinheit kann außerdem so ausgestaltet sein, dass dieMischkammer durch Anheben der Verschlusseinheit von der Aktivierungseinheit gebildetist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus derBeschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nichteinschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematischdargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Spenderpatrone in einerExplosionsdarstellung.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Spenderpatrone.
Fig. 3 zeigt eine Spenderpatrone in Schnittansicht in einer geschlossenenAusgangskonfiguration.
Fig. 4 zeigt eine Spenderpatrone in Schnittansicht in einer geöffnetenBetriebskonfiguration.
Fig. 5, 6 und 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Spenderpatronen.
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Spenderanordnung in einer geschlossenenPosition in einer Schnittansicht.
Fig. 9 zeigt die Spenderanordnung in einer geöffneten Position in einerSchnittansicht.
Fig. 10 zeigt die Spenderanordnung in einer verstellten, geöffneten Position ineiner Schnittansicht.
Fig. 11 zeigt den Schnitt XI durch die Spenderanordnung.
Fig. 12 zeigt den Schnitt XII durch die Spenderanordnung.
Fig. 13 zeigt den Schnitt XIII durch die Spenderanordnung.
Fig. 14 zeigt den Schnitt XIV durch die Spenderanordnung.
Fig. 15 zeigt eine perspektivische Darstellung der gesamten Spenderanordnung.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Spenderpatrone 1 in einerExplosionsdarstellung dargestellt. Die Spenderpatrone 1 umfasst ein rohrförmigesHüllelement 2 mit einem durchgehenden Zentralraum 3 und mit zwei auf dengegenüberliegenden Seiten des Hüllelements 2 vorgesehenen Öffnungen 11a, 11b. Aufdiese Weise kann Flüssigkeit durch die erste Öffnung 11a in den Zentralraum 3 eintreten,diesen vollständig durchströmen und auf der gegenüberliegenden Seite durch die zweiteÖffnung 11b das Hüllelement 2 wieder verlassen. Das Hüllelement 2 besitzt eine länglicheAusgestaltung und ist rotationssymmetrisch um eine zentrale Längsachse 5 herumangeordnet. Es besitzt annähernd die Form eines Hohlzylinders, allerdings mit gewellterWandung. Die Wandstärke ist gering im Vergleich zur Länge, allerdings ausreichend, umdem Hüllelement 2 eine integrale Stabilität zu geben. Das Hüllelement 2 ist aus,vorzugsweise durchsichtigem, Kunststoff material gefertigt.
Im Zentralraum 3 ist eine Spendersubstanz vorgesehen, die bei Kontakt mit derFlüssigkeit zumindest teilweise in die Flüssigkeit übergehen kann. DieseSpendersubstanz ist in der Flüssigkeit idealerweise löslich oder dispergierbar. AlsSpendersubstanzen kommen Aromastoffe, Arzneimittel, diverse Zusatzstoffe, Vitamine,Mineralstoffe, Farbstoffe oder andere Substanzen in Frage, die man gerne in dieFlüssigkeit einbringen würde.
Die Spendersubstanz kann auf unterschiedliche Weise im Zentralraum 3 vorliegen.Im vorliegenden Fall von Fig. 1 befindet sich die Spendersubstanz auf einem separaten,stäbchenförmigen Spenderelement 15. Dieses Spenderelement 15 besitzt eine poröseMatrix aus einem Polymermaterial mit einem inneren Netzwerk von Kanälen und Porenauf dessen Oberfläche, wobei die Spendersubstanz in dieser Matrix eingelagert ist. BeiKontakt mit der Flüssigkeit wird die Spendersubstanz dann in geringen Mengenausgewaschen und geht in die Flüssigkeit über.
Wie aus den Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich, kann das Spenderelement 15unterschiedliche Formen und Querschnitte besitzen. In Fig. 5 besitzt es die Form einesQuaders, in Fig. 5 besitzt es einen kreuzförmigen Querschnitt und in Fig. 7 einezylindrische Form. Das Spenderelement 15 liegt als integraler Bestandteil derSpenderpatrone 1 vor und ist nicht aus dieser herausnehmbar.
Zwischen der Außenfläche des Spenderelements 15 und der Innenfläche 6 desHüllelements 2 bleibt ein permanent offener und durchstömbarer Zwischenbereichausgebildet, durch den Flüssigkeit hindurchströmen kann. In den Fig. 5, 6 und 7 sinddiese Zwischenbereiche als Durchströmungskanäle 16 gekennzeichnet. In derAusführungsform von Fig. 7 schließt das zylindrische Spenderelement 15 nahezu dichtmit den radial innersten Wandungsteilen des Hüllelements 2 ab, es bleiben allerdings diedurch die wellige Ausgestaltung ausgebildeten Durchströmungskanäle 16 permanent frei.Auf diese Weise kann die Flüssigkeit die Spenderpatrone 1 permanent durchströmen unddie Spendersubstanz effektiv aufnehmen und mitnehmen.
Die Öffnungen 11a und 11b sind durch erste und zweite Verschlussmittel 4a und4b verschlossen bzw. verschließbar. In der vorliegenden Ausführungsform umfassen dieVerschlussmittel 4a, 4b jeweils ein Führungselement 9a, 9b und einen Stopfen 8a, 8b.Das Führungselement 9a, 9b ist dabei in die entsprechende Öffnung 11a, 11b eingesetztund ins Innere des Zentralraums 3 versenkt angeordnet. Jedes Führungselement 9a, 9bweist eine zentrale Ausnehmung 12a, 12b auf, die das Führungselement 9a, 9b vollständig durchsetzt. In dieser Ausnehmung 12a, 12b ist dann der Stopfen 8a, 8beingesetzt, und zwar so, dass der Stopfen 8a, 8b mit der jeweiligen Unterseite desFührungselements 9a, 9b bündig abschließt.
In Fig. 3 ist die Spenderpatrone 1 in ihrer verschlossenen Ausgangskonfigurationdargestellt, bei der die Stopfen 8a, 8b in den zentralen Ausnehmungen 12a, 12b derFührungselemente 9a, 9b eingesetzt sind und damit eine fluid- und gasdichte Barrieredarstellen und sowohl den Eintritt der Flüssigkeit in den Zentralraum 3 als auch denmöglichen Austritt der Spendersubstanz aus der Spenderpatrone 1 effektiv verhindern. Indieser Konfiguration werden die Spenderpatronen 1 verkauft und sind lange lagerfähig, dadie Spendersubstanz gegen Umwelteinflüsse gut geschützt ist.
In Fig. 4 ist die Spenderpatrone 1 in einer geöffneten Betriebskonfigurationdargestellt. Hier besteht ein Strömungsweg für die Flüssigkeit durch den Zentralraum 3am Spenderelement 15 vorbei hindurch. Dieser Strömungsweg wird durch eineVerstellung der Verschlussmittel 4a, 4b freigegeben, wobei in Fig. 4 die beiden Stopfen8a, 8b ins Innere des Zentralraums 3 verschoben sind und nicht mehr in denFührungselementen 9a, 9b sitzen. Damit kann Flüssigkeit durch die zentralenAusnehmungen 12, 12b hindurch ins Innere des Zentralraums 3 eindringen bzw. wiederaustreten.
Die Verschlussmittel 4a, 4b, im vorliegenden Fall genauer gesagt die Stopfen 8a,8b, sind, wie in Fig. 2 gezeigt, über extern betätigbare Aktivierungs- bzw. Stellmittel 27a,27b verstellbar. Zunächst greifen die Stellmittel 27a, 27b in auf den jeweiligenAußenseiten 13a, 13b der Stopfen 8a, 8b ausgebildeten Stellführungen 14a, 14b ein undverschieben die Stopfen 8a, 8b auf diese Weise entlang der zentralen Längsachse 5linear in den Zentralraum 3. Idealerweise sind die Stellmittel 27a, 27b kraft- und/oderformschlüssig, also passgenau mit Klemmsitz in die Stellführungen 14a, 14b einsetzbar,sodass auch eine gegengerichtete Bewegung möglich ist und die Stopfen 8a, 8b wiedernach außen ziehbar sind. Auf diese Weise wird der Strömungsweg durch den Zentralraum3 hindurch wieder verringert bzw. werden die Öffnungen 11a,11b bzw. die zentralenAusnehmungen 12a, 12b zumindest teilweise, gegebenenfalls sogar gänzlich,verschlossen.
Die Spenderpatrone 1 ist sowohl konstruktiv als auch funktional dafür ausgelegt,um in einer entsprechenden Spenderanordnung 20 eingesetzt und verwendet zu werden.Eine derartige Spenderanordnung 20 umfasst einen Spenderaufsatz 21, der mit einer
Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren vonFlüssigkeit, beispielsweise einer Flasche od. dgl., verbunden bzw. verbindbar ist. Weitersumfasst die Spenderanordnung 20 die Spenderpatrone 1, die betreibbar im oder amSpenderaufsatz 21 angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz 21 in funktionaleWirkverbindung bringbar ist, sodass die Flüssigkeit, die den Spenderaufsatz 21durchströmt, Spendersubstanz aus der Spenderpatrone 1 aufnehmen kann.
In den nachfolgenden Figuren 8 bis 15 ist ein besonders vorteilhaftes, aber nichteinschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßenSpenderanordnung 20 zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeitdargestellt. Die Spenderanordnung 20 umfasst dabei einen Spenderaufsatz 21, der voneiner Flüssigkeit aus einem Behälter oder einer Flüssigkeitsquelle durchströmbar ist,wobei die Flüssigkeit zu einer Abgabeöffnung 23 bringbar ist. Auf diese Weise gelangt dieFlüssigkeit bzw. die Mischung zum Benutzer bzw. Konsumenten.
Weiters enthält die Spenderanordnung 20 eine darin eingesetzte Spenderpatrone1, die im Wesentlichen so aufgebaut ist, wie in den Fig. 1 bis 7 beschrieben, und die mitdem Spenderaufsatz 21 betreibbar und funktional verbunden ist. Dabei ist in derSpenderanordnung 20 ein definierter Hauptstromweg 24 für die Flüssigkeit ausgebildet,der unter Vermeidung der Spenderpatrone 1 bzw. an der Spenderpatrone 1 vorbei vonder Quelle in Richtung zur Abgabeöffnung 23 verläuft. Außerdem ist ein vomHauptstromweg 24 fluidtechnisch völlig getrennter, definierter Bypassweg 25 ausgebildet,der durch die Spenderpatrone 1 hindurch unter Kontaktierung des Spenderelements 15und unter Aufnahme zumindest eines Teils der Spendersubstanz ebenfalls von derFlüssigkeitsquelle in Richtung zur Abgabeöffnung 23 verläuft.
Der überwiegende Anteil der Flüssigkeit strömt über den Hauptstromweg 24, alsomehr als 50 %. Die Menge ist aber einstellbar und abhängig unter anderem von derzuzuführenden Spendersubstanz und der gewünschten Konzentration. Es ist problemlosmöglich, das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen zwischen Hauptstromweg 24 undBypassweg 25 auch zu vergrößern, beispielsweise auf mindestens 5:1 oder 9:1.
In Fig. 8 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Spenderanordnung20 dargestellt. Die Spenderpatrone 1 entspricht dabei der Spenderpatrone der Fig. 1 bis4. Der Spenderaufsatz 21 umfasst eine Basiseinheit 28, eine Aktivierungseinheit 29 sowieeine Verschlusseinheit 31 als grundlegende Komponenten.
Die Basiseinheit 28 besitzt ein Innengewinde 32, mit dem der Spenderaufsatz 21auf eine Flasche aufgeschraubt werden kann. Die Basiseinheit 28 umfasst weiters einenersten Sitz 30a für die Spenderpatrone 1. Dieser Sitz 30a umfasst dabei einenhohlzylindrischen Teil 38, der sich entlang der Längsachse 5 nach unten zurFlüssigkeitsquelle erstreckt. Die innere Fläche des ersten Sitzes 30a bzw. deshohlzylindrischen Teils 38 ist gegengleich bzw. korrespondierend zur Außenform desHüllelements 2 ausgebildet (Fig. 12). Die Senderpatrone 1 ist dadurch in der Basiseinheit28 bzw. im ersten Sitz 30a bzw. im hohlzylindrischen Teil 38 gegen Verdrehen gesichert.Im untersten Endbereich ist ein Gitterelement 39 (Fig. 12) vorgesehen, das einenzentralen, nach oben gerichteten Bolzen 27a aufweist. Dieser Bolzen 27a fungiert alserstes Aktivierungs- bzw. Stellmittel 27a und greift in die Stellführung 14a des Stopfens 8ader Spenderpatrone 1 ein.
Im oberen Bereich der Basiseinheit 28 sind eine Anzahl an Durchlassöffnungen 33vorgesehen, die kreisförmig um die Spenderpatrone 1 herum angeordnet sind. Dies istauch im Detail in Fig. 11 erkennbar, in der ein Schnitt entlang der Schnittlinie XI von derAktivierungseinheit 29 in Richtung der Basiseinheit 28 dargestellt wird. Erkennbar sind dieringförmig angeordneten Durchlassöffnungen 33 und der Blick nach unten auf den erstenBolzen 27a. In Fig. 11 wurde zur Verdeutlichung die Spenderpatrone 1 weggelassen.
Fig. 12 zeigt den Schnitt gemäß der Schnittlinie XII durch das Gitterelement 39,das den ersten Bolzen 27a mittig trägt und abstützt.
Die Aktivierungseinheit 29 schließt oben an die Basiseinheit 28 an und ist relativzu dieser verstellbar bzw. über ein Gewinde 40 verdrehbar gelagert. Auf diese Weise lässtsich der Abstand zwischen der Basiseinheit 28 und der Aktivierungseinheit 29 verändern.Die Aktivierungseinheit 29 umfasst als ein wesentliches Element einen zweiten Sitz 30bfür das gegenüberliegende Ende der Spenderpatrone 1. Auch hier ist ein Gitterelement,insbesondere identisch wie das erste Gitterelement 39, vorgesehen, das einen zweitenBolzen 27b trägt, der nach unten in Richtung zur Basiseinheit 28 ausgerichtet ist. Dieinnere Fläche des zweiten Sitzes 30b ist kreiszylindrisch ausgebildet (Fig. 13). Dadurchkann sich die Spenderpatrone 1 im bzw. relativ zum zweiten Sitz 30b drehen bzw.verdrehen.
Die Aktivierungseinheit 29 ist ebenso wie die Basiseinheit 28 vollständig von derFlüssigkeit durchströmbar. So kann die Flüssigkeit unten durch Einströmöffnungen 34eintreten. Dies ist im Detail in Fig. 13 dargestellt, wobei es sich hier um den Schnittgemäß der Schnittlinie XIII handelt, in Blickrichtung von der Basiseinheit 28 zurAktivierungseinheit 29. Erkennbar sind die schlitzförmigen Einströmöffnungen 34, die rund herum um die nicht dargestellte Spenderpatrone 1 angeordnet sind, sowie der zentralangeordnete Bolzen 27b.
Im Betrieb sitzt demnach die Spenderpatrone 1 sowohl im ersten Sitz 30a, alsauch im zweiten Sitz 30b und wird von der Basiseinheit 28 und der Aktivierungseinheit 29gehalten und allseitig umschlossen.
Als weitere Komponente umfasst die Spenderanordnung 20 auch noch dieVerschlusseinheit 31. Diese dient zum Verschließen des Beipasswegs 25 undgegebenenfalls auch des Hauptstromwegs 24. In der Verschlusseinheit 31 sind dieAbgabeöffnungen 23 ausgebildet. Genauer dargestellt sind diese in Fig. 14, in der einSchnitt gemäß der Schnittlinie XIV von unten gezeigt ist. Die Verschlusseinheit 31 ist übereine Anzahl von Stegen 36, die in Führungen 37 der Aktivierungseinheit 29 verschiebbargelagert sind, linear nach oben und unten bewegbar und auf diese Weise zumVerschließen der Strömungswege geeignet.
In Fig. 15 sind die einzelnen Elemente in zusammengesetztem Zustand gezeigt.Ganz unten ist die Außenseite des ersten Sitzes 30a samt hohlzylindrischem Teil 38erkennbar, der der unteren Teil der Basiseinheit 28 darstellt. Oben anschließend ist dieAktivierungseinheit 29 angeordnet und daran anschließend wiederum dieVerschlusseinheit 31 mit den Abgabeöffnungen 23. Um ein leichtes Trinken zuermöglichen, verjüngen sich die Durchmesser der Komponenten von der Basiseinheit 28über die Aktivierungseinheit 29 bis zur Verschlusseinheit 31, wobei der Durchmesser desobersten Bereiches der Verschlusseinheit 31 dem Durchmesser eines üblichenTrinkflaschenmundstücks entspricht.
Fig. 8 stellt einen Querschnitt durch eine besonders vorteilhafte Ausführungsformeiner Spenderanordnung 20 dar, und zwar in einer Position, in der die Spenderpatrone 1zwar bereits aktiviert und geöffnet wurde, die Verschlusseinheit 31 aber noch geschlossenist. Mit dem Bezugszeichen 24 ist der Hauptstromweg bezeichnet, der zunächst einenRaum 41 der Basiseinheit 28 frei durchströmen kann und die Basiseinheit 28 durch dieDurchströmungsöffnungen 33 verlässt, durch die Einströmöffnungen 34 in dieAktivierungseinheit 29 Übertritt, dort durch den Raum 42 hindurch nach oben strömt unddie Spenderanordnung 20 durch die Abgabeöffnungen 23 verlässt. Bei vorliegenderAusführungsform sind die Abgabeöffnungen 23 durch die Verschlusseinheit 31 nichtverschließbar, sondern permanent geöffnet. Auf diese Weise kann also die reineFlüssigkeit von der Quelle permanent die Spenderanordnung 20 durchströmen undaustreten. Es wäre allerdings leicht möglich, die Spenderanordnung 20 auch so auszugestalten, dass die Verschlusseinheit 31 auch den Hauptstromweg 24 sperrt, indemman beispielsweise die Abgabeöffnungen 23 weiter nach innen versetzt, wodurch derSteg der Aktivierungseinheit 29 diese verschließt.
Mit dem Bezugszeichen 25 ist der Bypassweg gekennzeichnet, der durch dieSpenderpatrone 1 hindurch verläuft. Dabei nimmt die Flüssigkeit Spendersubstanz aufund tritt aus der zentralen Ausnehmung 12b aus der Spenderpatrone 1 aus und in einenRingraum 43 ein, der durch das Gitterelement 39 in Bereiche unterteilt ist. DieserRingraum 43 ist allerdings durch die Verschlusseinheit 31 verschlossen, wodurch dieFlüssigkeit zwar durch die Spenderpatrone 1 hindurchtreten kann, allerdings dieSpenderanordnung 20 nicht verlassen kann und sich insbesondere nicht mit demHauptstromweg 24 verbinden kann. In dieser Stellung gelangt also nur reine Flüssigkeitzum Verbraucher.
In Fig. 9 ist die Spenderanordnung 20 in einer Position gezeigt, bei der dieVerschlusseinheit 31 geöffnet wurde. An den Strömungswegen des Bypasswegs 25 unddes Hauptstromwegs 24 durch die Spenderanordnung 20 hindurch ändert sich dabeizunächst nichts. Durch das Nachobenverschieben der Verschlusseinheit 31 relativ zurAktivierungseinheit 29 wird allerdings eine Mischkammer 26 ausgebildet, diestromabwärts der Abgabeöffnungen 23 und stromaufwärts der Mündungsendbereiche desHauptstromwegs 24 und des Bypasswegs 25 liegt. Der Hauptstromweg 24 mündet dabeivom Raum 42 in die Mischkammer 26 und kann sich dort verteilen. Ebenso mündet derBypassweg 25 vom Ringraum 43 in die Mischkammer 26 und kann sich dort auchverteilen. In der Mischkammer 26 kommt es dabei zur Mischung der beiden Ströme unddie reine Flüssigkeit mischt sich mit der von der Spendersubstanz versetzten Flüssigkeit.Die derart gemischten Ströme können dann die Mischkammer 26 über dieAusgabeöffnungen 23 verlassen.
In den Fig. 8 und 9 ist die Spenderpatrone 1 jeweils in einer maximal geöffnetenPosition dargestellt, bei der der Strömungsweg durch die Spenderanordnung 1 hindurchmaximal geöffnet ist, das heißt die Stopfen 8a, 8b maximal nach innen in den Zentralraum3 verschoben sind. Auf diese Weise wird die größtmögliche Menge an Spendersubstanzin die Flüssigkeit aufgenommen.
In Fig. 10 ist eine Position der Spenderanordnung 20 dargestellt, in der dieMischkammer 26 ausgebildet ist, das heißt die Verschlusseinheit 31 geöffnet ist, in derallerdings der Strömungsweg durch die Spenderpatrone 1 hindurch verringert ist. Dieswird durch eine Verdrehung der Aktivierungseinheit 29 im Vergleich zur Basiseinheit 28 verursacht (angedeutet durch den Pfeil), wodurch sich ein zwischen diesen Einheitenerkennbarer Spaltbereich 44 bildet. Dadurch vergrößert sich der lineare Abstand derbeiden Bolzen 27a, 27b zueinander. Aufgrund der Tatsache, dass der Bolzen 27b in denStopfen 8b mit Klemmung und Passsitz eingreift, nimmt der Bolzen 27b den Stopfen 8bnach oben mit, wenn die Aktivierungseinheit 29 nach oben verschoben wird. Auf dieseWeise verringert der Stopfen 8b die zentrale Ausnehmung 12b und reduziert damit denAustritt der Flüssigkeit aus der Spenderpatrone 1. In Fig. 10 ist der Austritt nahezuvollständig unterbunden, da der Stopfen 8b bereits fast dicht an der zentralenAusnehmung 12b anliegt. Eine vollständige Verschließung ist zwar möglich, in der Praxiswird die Strömungsmenge allerdings um zumindest 50 %, in besonderen Fällenmindestens 70 bzw. mindestens 90 %, im Vergleich zur bei voller Öffnung maximalmöglichen Durchtrittsmenge reduziert, es verbleibt also immer ein gewisser Reststromund es gelangt immer etwas mit Spendersubstanz angereicherte Flüssigkeit durch dieSpenderpatrone 1 hindurch in Richtung des Ringraums 43 bzw. der Mischkammer 26. InFig. 10 ist der Bypassweg 25 somit weitgehend verschlossen und es gelangt nur mehreine sehr geringe Menge an Spendersubstanz in den Mischraum 26 und in weiterer Folgezu den Abgabeöffnungen 23. Durch Drehung der Aktivierungseinheit 29, wie durch denPfeil in Fig. 10 dargestellt, relativ zur Basiseinheit 28 und die damit verbundene lineareVergrößerung bzw. Verkleinerung des Abstandes der Bolzen 27a, 27b zueinander kannman somit den Gehalt an Spendersubstanz in der die Spenderanordnung 20verlassenden Flüssigkeit in weiten Bereichen verstellen bzw. regeln.
Alternativ zu der oben genannten Ausbildung kann der innere Umfang deshohlzylindrischen Teils 38 in der Basiseinheit 28 einen innen glatten, kreiszylindrischenQuerschnitt aufweisen. Die Spenderpatrone 1 kann dabei in der Aktivierungseinheit 29durch gegengleiche bzw. korrespondierende Ausbildung des inneren Umfangs deszweiten Sitzes 30b zur Außenform des Hüllelements 2 gegen Verdrehung gesichert sein.Alternativ kann auch der innere Umfang des zweiten Sitzes 30b einen innen glatten,kreiszylindrischen Querschnitt aufweisen, sodass sich die Spenderpatrone 1 sowohl imersten Sitz 30a als auch im zweiten Sitz 30b um ihre Längsachse drehen kann.
Anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wird nun die Funktionalität bzw.die praktische Anwendung der Spenderanordnung 20 beispielhaft beschrieben:
Im vorliegenden Beispiel wird eine Spenderandordnung 20 beschrieben, die alsFlaschenaufsatz, der auf eine Trinkflasche, die mit reinem Wasser oder Mineralwassergefüllt ist, aufgeschraubt ist, ausgestaltet ist.
Zunächst wird dabei die Basiseinheit 28 mit dem Gewinde 32 auf dasAußengewinde der Flasche aufgesetzt. Der erste Sitz 30a reicht dabei ins Innere derFlasche hinein, wobei der Sitz 30a oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Es ist dadurchausgeschlossen, dass Spendersubstanz in die Flüssigkeit eindringt.
In einem nächsten Schritt wird eine verschlossene Spenderpatrone 1 in dieBasiseinheit 28 eingeführt. Als Spendersubstanz wird im vorliegenden Fall beispielsweiseein Aromastoff verwendet. Das Einsetzen und der sichere Halt werden dadurcherleichtert, dass sowohl die Spenderpatrone 1 als auch die korrespondierendeAusnehmung bzw. der erste Sitz 30a eine entsprechende gewellte Form aufweisen. Aufdiese Weise ist die Spenderpatrone 1 auch gegen Verdrehung gesichert.
In einem weiteren Schritt wird die Aktivierungseinheit 29 auf die Basiseinheit 28aufgesetzt und durch Verdrehung über das Gewinde 40 nach unten geschraubt. Dadurchverringert sich der Abstand zwischen den Bolzen 27a und 27b und beide Stopfen 8a und8b werden durch ein vernehmbares Klicken nach innen gedrückt. Die Spenderpatrone 1ist damit aktiviert und in der geöffneten Betriebskonfiguration, in der ein Strömungswegdurch sie hindurch besteht.
In einem nächsten Schritt wird die Verschlusseinheit 31 durch Anheben relativ zurAktivierungseinheit 29 geöffnet, wodurch sich die Mischkammer 26 ausbildet und alleStrömungswege geöffnet sind.
Wird nun die Flasche gekippt, so tritt das Wasser aus der Flasche sowohl durchden Hauptstromweg 24 hindurch in die Mischkammer 26 als auch durch den Bypassweg25 durch die Spenderpatrone 1 hindurch in die Mischkammer 26 ein. In dieser Stellungnimmt der Bypassstrom 25 die maximale Menge an Aromastoff mit und man kann damitein mit Aromastoff angereichertes Wasser aus den Abgabeöffnungen 23 entnehmen.
Will man die Menge an Aromastoff reduzieren, so verdreht man dieAktivierungseinheit 29 gegenüber der Basiseinheit 28 nach oben, wodurch sich wie in Fig.10 der Bypassstrom 25 verringert und die Menge an Aromastoff abnimmt.
Will man reines Wasser trinken, so lässt sich der Bypassweg 25 durchVerschließen der Verschlusseinheit 31 vollständig verschließen.

Claims (38)

  1. Patentansprüche 1. Spenderpatrone (1) zur Verwendung in einer Spenderanordnung (20) zum Einbringenzumindest einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit, wobei die Spenderpatrone (1) einHüllelement (2) mit einem durchgehenden Zentralraum (3) und mit mindestens zweiÖffnungen (11a,11b) für den Eintritt bzw. Austritt der Flüssigkeit umfasst, wobei dieSpendersubstanz im Zentralraum (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dasserste und zweite Verschlussmittel (4a,4b) vorgesehen sind, die die Öffnungen (11a,11b)in einer Ausgangskonfiguration dicht verschließen, wobei die Verschlussmittel (4a,4b) ineine Betriebskonfiguration bringbar sind, in der für die Flüssigkeit ein Strömungswegdurch das Hüllelement (2) hindurch freigegeben ist.
  2. 2. Spenderpatrone (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieSpenderpatrone (1) in der Ausgangskonfiguration fluid- und/oder gasdicht gegen einenungewollten Eintritt der Flüssigkeit und/oder fluid- und/oder gasdicht gegen einen Austrittder Spendersubstanz verschlossen ist.
  3. 3. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spenderpatrone (1) bzw. das Hüllelement (2) eine rohrartige,längliche, um ihre zentrale Längsachse (5) herum rotationssymmetrische, insbesondereannähernd hohlzylindrische, Form aufweist.
  4. 4. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Hüllelement (2) eine gewellte oder gezackte Wandungaufweist, wobei die Innenfläche (6), gegebenenfalls auch die Außenfläche (7), desHüllelements (2) eine von einer im Durchmesser kreisförmigen Zylindermantelflächeabweichende wellige oder gezackte Ausgestaltung aufweist.
  5. 5. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (4a,4b) verstellbar sind, wodurch der Eintritt,die Durchströmung und der Austritt der Flüssigkeit in den, durch den bzw. aus demZentralraum (3) bzw. der Spenderpatrone (1), insbesondere kontinuierlich, veränderbarist.
  6. 6. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (4a,4b) über extern betätigbare Aktivierungs-bzw. Stellmittel (27a,27b) verstellbar sind.
  7. 7. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (4a,4b) reversibel in entgegengesetzteRichtungen verstellbar sind, insbesondere linear entlang der zentralen Längsachse (5)verschiebbar sind.
  8. 8. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem erstmaligen Öffnen der Strömungsweg durch denZentralraum (3) bzw. die Spenderpatrone (1) hindurch durch die Verschlussmittel (4a,4b)zumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %, besonders vorzugsweise um 90 %,gegenüber seiner maximalen Durchtrittskapazität reduzierbar ist oder dass die Öffnungen(11a,11b) durch die Verschlussmittel (4a,4b) nach dem erstmaligen Öffnen wiedervollständig dicht verschließbar sind.
  9. 9. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Verschlussmittel (4a,4b) als Stopfen (8a,8b)ausgebildet sind und/oder Stopfen (8a,8b) umfassen.
  10. 10. Spenderpatrone (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in denÖffnungen (11a, 11b) jeweils ein Führungselement (9a,9b), insbesondere weitgehend odervollständig versenkt ins Innere des Zentralraums (3), angeordnet ist, wobei der Stopfen(8a,8b) jeweils in einer zentralen durchgehenden Ausnehmung (12a,12b) desFührungselements (9a,9b) gelagert bzw. angeordnet ist.
  11. 11. Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,dass an den dem Zentralraum (3) abgewendeten Außenseiten (13a, 13b) der Stopfen(8a,8b) Stellführungen (14a,14b), insbesondere Ausnehmungen, ausgebildet sind, die mitexternen Aktivierungs- bzw. Stellmitteln (27a,27b) in, insbesondere mechanische,Wechselwirkung bringbar sind oder in die externe Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b)kraft- und/oder formschlüssig einsetzbar sind, um die reversible Verstellbarkeit derStopfen (8a,8b) zu gewährleisten.
  12. 12. Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Stopfen (8a,8b) permanent sowohl in der Ausgangskonfiguration als auch in der Betriebskonfiguration vollständig im Inneren der Spenderpatrone (1) bzw. im Inneren desZentralraums (3) angeordnet sind.
  13. 13. Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Spendersubstanz in einer Form vorliegt, bei der sie bei Kontakt mit derFlüssigkeit zumindest teilweise in die Flüssigkeit übergeht.
  14. 14. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz in der Flüssigkeit löslich oder dispergierbarist, und aus der Gruppe der Aromastoffe, Arzneimittel, Zusatzstoffe, Vitamine,Minaralstoffe und/oder Farbstoffe ausgewählt ist.
  15. 15. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz auf der Innenfläche (6) des Hüllelements (2)aufgebracht oder angeordnet ist.
  16. 16. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz auf zumindest einem im Zentralraum (3)angeordneten separaten, insbesondere kugel-, Stäbchen-, faden- oder stiftförmigen,Spenderelement (15) aufgebracht bzw. darin enthalten ist.
  17. 17. Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz oder das Spenderelement (15) reversibelaustauschbar ist bzw. nach Gebrauch aus der Spenderpatrone (1) entfernbar undstattdessen ein neues Spenderelement (15) einsetzbar ist.
  18. 18. Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,dass das Spenderelement (15) eine poröse Matrix, insbesondere aus Kunststoff, aufweist,die ein inneres Netzwerk von Kanälen definiert und Poren auf der ausgesetztenOberfläche der Matrix definiert, die in Flüssigkeitskommunikation mit den Kanälen stehen,wobei die Poren vorzugsweise eine mittlere Größe von 20 pm bis 200 pm aufweisen,wobei sich die Spendersubstanz in der Matrix, insbesondere in den Kanälen, befindet.
  19. 19. Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen der Außenfläche des Spenderelements (15) und der Innenfläche (6) desHüllelements (2) ein von der Flüssigkeit permanent durchströmbarer Zwischenbereichausgebildet ist und zumindest teilweise immer frei bleibt, dass permanent zumindest ein durchgängig offener Durchströmungskanal (16) zwischen den beiden Öffnungen(11a, 11b) besteht.
  20. 20. Spenderanordnung (20) zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeitumfassend eine Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und einenSpenderaufsatz (21), der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zumAufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche, verbindbar ist,wobei die Spenderpatrone (1) betreibbar im oder am Spenderaufsatz (21) angeordnet istbzw. mit dem Spenderaufsatz (21) in Wirkverbindung gebracht ist.
  21. 21. Spenderanordnung (20) zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeitumfassend - einen Spenderaufsatz (21), der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälterzum Aufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche,verbindbar ist, und der von zumindest einem Teil der Flüssigkeit durchströmbar ist,wobei die Flüssigkeit zu zumindest einer Abgabeöffnung (23) bringbar ist, sowie - eine, eine Spendersubstanz enthaltende Spenderpatrone (1), insbesondere nacheinem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Spenderpatrone (1) betreibbar im oderam Spenderaufsatz (21) angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz (21) inWirkverbindung bringbar ist, - wobei in der Spenderanordnung (20) ein definierter Hauptstromweg (24) für dieFlüssigkeit ausbildbar ist, der unter Vermeidung der Spenderpatrone (1) bzw. ander Spenderpatrone (1) vorbei in Richtung zur Abgabeöffnung (23) verläuft, und - ein, vom Hauptstromweg (24) fluidtechnisch getrennter, definierter Bypassweg(25) ausbildbar ist, der durch die Spenderpatrone (1) hindurch unter Kontaktierungder und unter Aufnahme eines Teils der Spendersubstanz, in Richtung zurAbgabeöffnung (23) verläuft.
  22. 22. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet,dass der überwiegende Anteil der Flüssigkeit über den Hauptstromweg (24) strömbar istoder dass das Verhältnis zwischen der den Hauptstromweg (24) und der den Bypassweg(25) durchströmbaren Flüssigkeitsmengen mindestens 1:1, vorzugsweise 5:1, besondersvorzugsweise 9:1, ist.
  23. 23. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet,dass der Hauptstromweg (24) und der Bypassweg (25) vor der Abgabeöffnung (23)fluidtechnisch verbindbar sind bzw. Zusammentreffen und der Flüssigkeitsteil des Hauptstromwegs (24) mit dem Flüssigkeitsteil des Bypasswegs (25) vereinbar undmischbar ist.
  24. 24. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet,dass im Spenderaufsatz (21) eine stromabwärts der Abgabeöffnung (23) undstromaufwärts der Spenderpatrone (1) angeordnete Mischkammer (26) ausbildbar oderausgebildet ist, in die der Hauptstromweg (24) und der Bypassweg (25) einmünden.
  25. 25. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet,dass der Hauptstromweg (24) räumlich außerhalb um den Bypassweg (25) herumangeordnet ist, und diesen zumindest abschnittsweise, insbesondere allseitig, umgibt,insbesondere in Form mehrerer separater Kanäle oder in Form eines im wesentlichenringförmigen Kanals.
  26. 26. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet,dass der Spenderaufsatz (21) Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b) zum Einwirken aufdie Verschlussmittel (4a,4b), insbesondere auf die Stopfen (8a,8b) umfasst, durch die dieÖffnung der Spenderpatrone (1) und/oder die Einstellung der Durchflussmenge durch denBypassweg (25) hindurch bewirkbar ist.
  27. 27. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet,dass der Spenderaufsatz (21) eine Basiseinheit (28) sowie eine zur Basiseinheit (28)verstellbare Aktivierungseinheit (29) umfasst, wobei sowohl in der Basiseinheit (28) alsauch in der Aktivierungseinheit (29) mechanische Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b)zum Einwirken auf die Verschlussmittel (4a,4b) und zum Öffnen der Spenderpatrone (1)und damit zur Öffnung des Bypasswegs (25) vorgesehen sind.
  28. 28. Spenderanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in derBasiseinheit (28) ein erster Sitz (30a) für die Spenderpatrone (1) ausgebildet ist, wobei andessen der Abgabeöffnung (23) fernen Endbereich ein erstes Aktivierungs- bzw.Stellmittel (27a) zum Öffnen des erstens Stopfens (8a) der Spenderpatrone (1),insbesondere ein kurzer erster Bolzen (27a), angeordnet ist.
  29. 29. Spenderanordnung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass in derAktivierungseinheit (29) ein zweiter Sitz (30b) für das gegenüberliegende Ende derSpenderpatrone (1) ausgebildet ist, wobei an dessen der Abgabeöffnung (23) nahen Endbereich ein zweites Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27b) zum Öffnen des zweitenStopfens (8b), insbesondere ein kurzer zweiter Bolzen (27b), angeordnet ist.
  30. 30. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet,dass die Basiseinheit (28) und die Aktivierungseinheit (29) gegeneinanderabstandsveränderlich gelagert, insbesondere über ein Gewinde (40) verdrehbar, sind,wodurch der lineare Abstand des ersten Aktivierungs- bzw. Stellmittels (27a) zum zweitenAktivierungs- bzw. Stellmittel (27b) veränderbar ist, wobei durch eine Verringerung desAbstandes ein Eindrücken der Stopfen (8a,8b) ins Innere der Spenderpatrone (1)bewirkbar ist.
  31. 31. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet,dass die Stopfen (8a,8b) um jeweils den gleichen Weg verschiebbar bzw. aufeinander zubewegbar sind.
  32. 32. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet,dass die Bolzen (27a,27b) so dimensioniert sind, dass sie in die Ausnehmungen(14a,14b) der Stopfen (8a,8b) kraft- und/oder formschlüssig eingreifen.
  33. 33. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet,dass durch eine Vergrößerung des linearen Abstands des ersten Aktivierungs- bzw.Stellmittels (27a) zum zweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27b) eine Bewegung derVerschlussmittel (4a,4b) bzw. der Stopfen (8a,8b) in Richtung ihrer ursprünglichenPosition bewirkbar ist, insbesondere eine zumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %,besonders vorzugsweise um 90 % gegenüber der maximalen Durchtrittskapazitätreduzierte Durchströmbarkeit, vorzugsweise eine nahezu völlige fluiddichteVerschließbarkeit der Spenderpatrone (1).
  34. 34. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet,dass ein Anschlag zur Begrenzung der maximalen Relativbewegung der Basiseinheit (28)zur Aktivierungseinheit (29) ausgebildet ist.
  35. 35. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet,dass die Spenderpatrone (1) reversibel austauschbar in die Spenderanordnung (20)einsetzbar ist.
  36. 36. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet,dass der Spenderaufsatz (21), insbesondere die Basiseinheit (28), ein Gewinde (32),vorzugsweise ein Innengewinde, aufweist und auf eine Flasche, insbesondere reversibel,aufschraubbar ist.
  37. 37. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 36, dadurch gekennzeichnet,dass eine Verschlusseinheit (31) vorgesehen ist, die insbesondere reversibel verstellbarzur Aktivierungseinheit (29) gelagert ist, durch die der Bypassweg (25) undgegebenenfalls auch der Hauptstromweg (24) verschließbar ist.
  38. 38. Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 37, dadurch gekennzeichnet,dass die Mischkammer (26) durch Anheben der Verschlusseinheit (31) von derAktivierungseinheit (29) gebildet ist.
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