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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Verschlusskappen
für Gefässe gibt
es in jeder erdenklichen Form und Ausprägung auf dem Markt. Den meisten
dieser Verschlusskappen ist jedoch nur die Aufgabe zugeordnet, das
in dem jeweiligen Gefäss
befindliche Medium gegen die Umgebung abzugrenzen. Verschlusskappen,
die beispielsweise auf Flaschen aufgesetzt werden, erfüllen diese Eigenschaften.
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Wenn
in einer Flüssigkeit
ein beliebiges Gas gelöst
ist, bildet es mit dem in der Umgebung befindlichen gleichgearteten
Gas im stationären
Zustand ein dynamisches Gleichgewicht. Hierbei wird ein Teil des
in der Umgebung der Flüssigkeit
befindlichen Gases ständig
in die Flüssigkeit
aufgenommen und gleichzeitig ein Teil des in der Flüssigkeit
gelösten gleichgearteten
Gases aus der Flüssigkeit
herausgelöst,
ohne dass sich die Konzentration des in der Umgebung befindlichen
Gases, noch die Konzentration des in der Flüssigkeit gelösten Gases ändert. Dieses dynamische
Gleichgewicht des Gases ist unter anderem vom Systemdruck (Druck
des Gases, das aus einem Speicher nachgeführt wird) und der Höhe der Konzentration
des Gases abhängig.
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Wird
dieses dynamische Gleichgewicht z.B. durch einen Druckverlust gestört (beispielsweise durch Öffnen des
Gefässes),
entweicht das in der Flüssigkeit
gelöste
Gas solange, bis es mit dem in der Umgebung verbliebenen Gas erneut
ein dynamisches Gleichgewicht bilden kann. Dieses physikalische
Ereignis kann bei jeder handelsüblichen
Mineralwasserflasche beobachtet werden. Beim Öffnen tritt ein Druckverlust
in der Flasche auf, wodurch die in der Flüssigkeit gelöste Kohlensäure entweicht. Nach
dem Schliessen der Flasche löst
sich ein Teil des in der Flüssigkeit
gelösten
Gases solange aus der Flüssigkeit
heraus, bis sich zwischen dem in der Flüssigkeit gelösten Gas
und dem in dem Restvolumen der Flasche befindlichem Gas unter dem
sich einstellenden Systemdruck ein dynamisches Gleichgewicht bildet.
Die Konzentration des Gases, sowohl in der Flüssigkeit als auch in dem Restvolumen
der Flasche, nimmt im Vergleich zum Zustand vor dem Öffnen der
Flasche ab.
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Aktiv
wirkende Verschlusskappen, die auf das im Gefäss befindliche Medium Einfluss
nehmen, sind ebenfalls bekannt.
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Ein
Verschluss, der in ähnlich
aktiver Weise auf das im Gefäss
befindliche Medium Einfluss nehmen soll wie die vorliegende Erfindung,
ist in
DE 35 11 264
C1 beschrieben. Hierbei handelt es sich um einen Verschluss,
der mit Hilfe einer handbetriebenen Luftpumpe den Druck innerhalb
eines Gefässes erhöht.
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Allerdings
berücksichtigt
diese Erfindung den Einfluss des dynamischen Gleichgewichtes zwischen
dem in einer Flüssigkeit
gelösten
Gas und dem in der Umgebung zur Flüssigkeit befindlichen Gas nicht.
Dieses Missachten des für
das Verhalten eines in einer Flüssigkeit
gelösten
Gases grundlegenden physikalischen Zusammenhangs ist der Grund dafür, dass
die in der
DE 35 11
264 C1 dargestellte Vorrichtung technisch nicht umsetzbar
ist.
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Weiterhin
ist ein Verschluss bekannt, bei dem aktiv auf das im Gefäss befindliche
Medium Einfluss genommen wird. Allerdings ist dieser Verschluss
derart ausgebildet, dass die gesamte Vorrichtung, die den Druck
im Gefäss
beeinflusst, als Verschluss auf dem Gefäss verbleiben muss, um die Funktionalität zu gewährleisten.
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Aus
der
FR 27 52 224 A1 ist
eine Verschlusskappe zur Erzeugung eines stationären Zustandes innerhalb eines
Gefässes
bekannt. Die Verschlusskappe weist einen Gasspeicher auf, der gleichmässig mit
dem Gefäss
in Verbindung steht. Zwischen dem Gasspeicher und dem Inneren des
Gefässes
ist ein Einwegventil vorgesehen. Durch Drücken auf den Gasspeicher, der
beispielhaft im Querschnitt ziehharmonikaartig ausgebildet ist,
gelangt das bevorratete Gas in das Gefäss, da durch den erzeugten
Druck das Einwegventil öffnet.
Lässt der
Druck nach, schliesst das Ventil.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der
ein Fluid, vorzugsweise ein Gas, insbesondere Kohlensäure, in
ein Gefäss, gefüllt beispielsweise
mit einem Getränk,
eingebracht werden kann.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch
1 gelöst.
Hierzu wird erfindungsgemäss
eine Vorrichtung vorgeschlagen, die auf das Gefäss aufbringbar ist und bei der
vorzugsweise selbsttätig,
das gewünschte
Gas aus einem bevorrateten Behälter,
der beispielsweise Teil dieser Vorrichtung ist, aus diesem ausströmt und sich
mit der Füllung
des Gefässes
vermischt bzw. sich darin löst.
Die Vorrichtung selbst ist in ihren Abmessungen nicht wesentlich
grösser
als ein eigentliches Verschlusselement (Deckel) für ein Gefäss, insbesondere
eine Flasche.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird es möglich, das dynamische Gleichgewicht
zwischen dem in einer Flüssigkeit
gelösten
Gas und dem in der Umgebung befindlichen Gas in der Art zu beeinflussen,
das die Konzentration des in der Flüssigkeit gelösten Gases
nicht abnimmt, selbst wenn die Vorrichtung von dem Gefäss entfernt
wird.
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Die
Vorrichtung kann beispielsweise als Einwegartikel ausgeführt sein.
Dies bietet den Vorteil, dass die die Vorrichtung umfassenden Elemente
nur solange funktionstüchtig
sein müssen,
bis die Flasche entleert ist. Somit müssen die Materialien, aus denen
die Elemente bestehen, nur geringe Anforderung an die Haltbarkeit
genügen,
sodass die Herstellungskosten gegenüber einem Mehrwegartikel geringer
sind. Zudem besteht die Möglichkeit,
dass die Elemente aus recyclingfähigen
Materialien bestehen, sodass beispielsweise nach dem Gebrauch der
Vorrichtung, diese erneut für
Herstellung weiterer Vorrichtungen verwendet werden können.
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Die
Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass beispielsweise Kohlendioxid
nachgefüllt
werden kann. Dies erfolgt über
ein Adapterelement, das die Vorrichtung aufnimmt. Dies bietet den
Vorteil, dass die Vorrichtung mehrfach verwendbar ist, sodass die Vorrichtung
auch in Verbindung mit herkömmlichen Flaschen
verwendet werden kann. Sie weist unterschiedliche Abmasse auf, so
dass mittels einer Variation von Adapterelementen eine Vielzahl
von Flaschen mit der Vorrichtung ausgestattet werden können.
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Dabei
ist der Speicher zur Aufnahme und Bereitstellung des Gases extern
angeordnet. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung selbst keinen Speicher umfasst,
sondern dass der Speicher je nach Bedarf fluidmässig mit der Vorrichtung, die
auf die Flasche zum Verschliessen aufgesetzt wird, verbindbar ist.
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Erfindungsgemäss wird
eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass
diese auf einfache Art an einen Flaschenhals einer Flasche adaptierbar
ist. Die Vorrichtung besteht aus einem an den Flaschenhals anbringbaren
Gehäuse und
einem in dem Gehäuse
integrierten Ventilelement, wobei an dem Ventilelement wiederum
ein Adapterelement vorgesehen ist, an dem ein Schlauch zur Übertragung
von einem Fluid oder einem Gas angeordnet ist. Um ein Überdruck
innerhalb einer Flasche zu verhindern, ist auch vorgesehen, an dem
Gehäuse
ein Überdruckventil
anzuordnen. Das Ventilelement ist derart ausgebildet, dass es bei
einem definierten Druck öffnet,
so dass das Gas in die Flasche einströmen kann und dort mit der Flüssigkeit
in Lösung übergeht.
Durch geeignete konstruktive Massnahmen wird erreicht, dass das
Gas erst dann in die Flasche strömt,
wenn die Vorrichtung korrekt und vollständig auf den Flaschenhals aufgeschraubt
ist.
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Die
Vorrichtung weist Schlauchelemente auf, die mit dem Ventilelement
gekoppelt sind. Diese Schlauchelemente erstrecken sich bei aufgeschraubten
Vorrichtungen auf ein Gefäss
in das Gefäss
hinein, vorzugsweise bis zum Grund des Gefässes. Dadurch wird vorteilhafterweise
erreicht, dass das einzubringende Fluid bzw. Gas sich auch noch
mit der in dem Gefäss
befindlichen Restflüssigkeiten
verbinden bzw. in diesem lösen
kann.
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Um
einen ungewollten Überdruck
innerhalb des Gefässes
zu verhindern ist vorgesehen, im Bereich des Adapaterelements ein Überdruckventil
anzuordnen. Die Anordnung erfolgt derart, dass dieses weit von der
eigentlichen Flüssigkeit
ist beabstandet. Somit wird ein Verkleben des Überdruckventils verhindert.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung besteht darin, zwischen der eigentlichen
erfindungsgemässen Vorrichtung
und dem Gefäss
ein Konnektierungselement anzuordnen. Dieses Konnektierungselement kann
seitlich auf einen Flaschenhals aufgeschoben werden, so dass eine
zugfeste Anordnung des Konnektierungselements in Längserstreckung
der Flasche möglich
ist. Somit kann die erfindungsgemässe Vorrichtung auch für solche
Gefässe
verwendet werden, die kein Gewinde zum Anbringen einer solchen Vorrichtung
aufweisen.
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Die
erfindungsgemässe
Vorrichtung weist ein Adapterelement auf, das geeignet ist, eine
fluidmässige
Verbindung zu einem Sodamacher (Sodamaker) oder zu handelsüblichen
Gaspatronen herzustellen. Dazu ist ein Schlauch vorgesehen. Das
Adapterelement kann auch derart gestaltet sein, dass es auf das
Schraubgewinde eines handelsüblichen Sodamacher
passt, so dass das Gefäss
zusammen mit der Vorrichtung mit dem notwendigen Gas durch Bedienen
des Sodamachers befüllt
wird.
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Weitere
Vorteil der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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Die
einzige Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführung einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung V dient dazu, dass
in ein Gefäss 2 ein
gasförmiges
Fluid geleitet werden kann. Die Vorrichtung V ist bei dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel
im Querschnitt U-förmig
ausbildet und derart ausgestaltet, dass ein Teil der Vorrichtung
V den Kopf ± eines
Gefässes 2, beispielsweise
einer Flasche, zumindest teilweise umschliesst.
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Es
handelt sich hierbei um ein in der Funktion ausgebildetes Adapterelement,
das auf ein Gefäss 2,
beispielsweise auf eine Flasche aufsteckbar bzw. aufschraubbar ist.
Die Vorrichtung V zeichnet sich dadurch aus, dass diese unter anderem
ein Verbindungselement 27 aufweist, das zylinderförmig ausgestaltet
ist und auf seinem Zylindermantel eine Aussparung aufweist, so dass
ungefähr
senkrecht zur Längserstreckung
des Gefässes 2 das
Verbindungselement 27 aufsteckbar ist und dort im Bereich des
Halses des Gefässes 2 in
Axialerstreckung eine Arretierung erfährt. Sofern es sich um ein
Verbindungselement 27 für
einen Flaschenhals handelt und der Flaschenhals ein Gewinde aufweist,
zeigt das Verbindungselement 27 so wie es auch in 1 dargestellt
ist, ein Innengewinde.
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Auf
dieses Verbindungselement 27 ist ein Adapterelement 28 aufschraubbar
oder bereits lösbar
oder fest mit diesem verbunden. Dieses umfasst auch eine Verschlusskappe 33.
Das Adapterelement 28 weist ein Ventil 30 auf,
das die Eigenschaft aufweist, dass der innerhalb eines Gefässes 2 entstehende
Druck nicht in die Umgebung ausserhalb des Gefässes 2 entweichen
kann und auf das Ventil 30 beaufschlagter Druck in das
Gefäss 2 eindringen kann.
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Mit
dem Ventil 30 ist ein Schlauchelement 8 verbunden.
Die Länge
dieses Schlauchelements 8 erstreckt sich nach der Montage
der Vorrichtung V in das Innere des Gehäuses 2 und zwar vorzugsweise soweit,
bis dieses nahezu den Grund des Gefässes 2, beispielsweise
einer Flasche erreicht. Dadurch wird bewirkt, dass auch bei bestehenden
Restflüssigkeiten,
die innerhalb des Gefässes 2 aufbewahrt
werden, dass beaufschlagte Gas in die Flüssigkeit eingebracht und dort
gelöst
werden kann.
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Um
zu verhindern, dass ausschliesslich das Gas am freien Ende des Schlauchelements 8 austritt, sind
zumindest in definierten Bereichen des Mantels des Schlauchelements 8 Öffnungen
vorgesehen, durch die ebenfalls das Gas austreten kann. Dadurch wird
eine größere Oberfläche erreicht
und eine höhere
bzw. schnellere Löslichkeit
innerhalb der Flüssigkeit
erzielt. Ferner können
einzelne Bereiche des Schlauchelements 8 porös sein.
Vorzugsweise ist das freie Ende des Schlauchelements 8 porös.
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Der
dem Gefäss 2 abgewandte
Teil des Ventils 30 weist ein Konnektierungselement 31 auf.
Dieses Konnektierungselement 31 dient dazu, um beispielsweise
ein druckfestes Schlauchelement 32 anzubringen, um dieses
mit einer Gaspatrone oder einem gleichwertigen Gerät zu verbinden.
Alternativ ist auch vorgesehen, dass das Konnektierungselement 31 derart
ausgestaltet ist, dass es dazu geeignet ist, das freie Ende eines
Sodawassermachers (Sodamaker) aufzunehmen, um so auf diese Art und
Weise auf bestehende Geräte
zurückgreifen
zu können
und das Gas in die Flüssigkeit
einzubringen.
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Alternative
Ausführungen
können
auch darin bestehen, dass die zuvor genannten Teile einstückig ausgebildet
sind.
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Zusätzlich kann
vorgesehen werden, dass ein Abschlusselement 35 vorgesehen
ist, dass als Deckel fungiert. Dadurch kann eine fachgerechte Verschließung eines
kohlensäurehaltigen
Getränks, dass
innerhalb des Gefässes 2 bevorratet
wird, erzielt werden.
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Zusätzlich können auch
Reduzierungselemente vorgesehen werden, die bewirken, dass der in der
eigentlichen Vorrichtung V vorgesehene Innendurchmesser beispielsweise
zur Adaptierung an einem anderen Gerät, auf ein vorhandenen Durchmesser
reduziert wird. Alle die zuvor genannten Elemente sind derart ausgebildet,
dass eine fluiddichte Verbindung zwischen der erfindungsgemässen Vorrichtung V
in dem Gefäss 2 vorliegt.
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Um
einen Überdruck
innerhalb des Gefässes 2 zu
verhindern, der zur Schädigung
sowohl des Ventils 30 als auch des Gefässes 2 selbst führen kann, ist ein
in der Vorrichtung V angeordnetes (in den Zeichnungen nicht näher dargestelltes) Überdruckventil vorgesehen.
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Die
Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels
ist wie folgt: Über
das druckfeste Schlauchelement 32, das an dem Konnektierungselement 31 befestigt
ist und vorzugsweise drehbeweglich an der Verschlusskappe 33 ausgebildet
ist, gelangt Gas mittelbar in das Gefäss 2.
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Im
Bereich des Konnektierungselements 31 ist eine Öffnung vorgesehen,
die durch das Ventil 30, das bei dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel sich
in die Öffnung
kegelartig erstreckend ausgestaltet ist, schließbar bzw. zu öffnen ist.
Hierdurch gelangt Gas in den Bereich des Adapterelements 28. Damit
aus dem genannten Bereich kein Gas austreten kann, sind Dichtungselemente 29 vorgesehen.
Im Bereich der Öffnung
ist ebenfalls eine Dichtung 16 vorgesehen. Somit weist
das Ventil 30 die Funktion auf, bei anstehendem Gasdruck
aus dem druckfesten Schlauchelement 32 die Öffnung freizugeben,
so dass das Gas in den Bereich des Adapterelements 28 strömt.
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Das
Ventil 30 weist weiterhin die Eigenschaft auf, gegensätzlich eine
weitere Öffnung 36 in
Durchflussrichtung zu sperren. Dies bedeutet, dass bei Freigabe
der dem druckfesten Schlauchelement 32 zugeordneten Öffnung die Öffnung 36,
die dem Gefäss 2 zugeordnet
ist, geschlossen ist.
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Sobald
der Druck über
das druckfeste Schlauchelement 32 nicht mehr vorhanden
ist, wird durch das Ventil 30 die Öffnung, die diesem druckfesten
Schlauchelement 32 zugeordnet ist, geschlossen. Gleichzeitig
wird die Öffnung 36 freigegeben und
das innerhalb des Adapterelements 28 bevorratete Gas wird
solange über
die Öffnung 36 in
das Gefäss 2 einströmen, bis
ein dynamisches Gleichgewicht erzielt ist. Sofern nicht das gesamte
Gas, das innerhalb des Adapterelements 28 gespeichert ist, aufgebraucht
wird, entsteht eine dauerhaft ablaufender Automatismus, der selbsttätig dieses
dynamische Gleichgewicht hält.
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Die
Auslegung der Dichtungselemente, die in 1 dargestellt
sind, sind hierbei vorzugsweise so vorzusehen, dass in keinem Öffnungs-
bzw. Schließungsgrad
Gas aus dem Gefäß 2 herausströmen kann.
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Den Öffnungszustand
der Vorrichtung V selbst können
optische, haptische, akustische oder hieraus kombinierte Zeichen
deutlich machen.
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Die
Verbindung zwischen einem Schlauchelement 8 und der Vorrichtung
V kann derart ausgestaltet sein, dass durch entsprechende Freiheitsgrade
ein Verdrillen des Schlauchelements 8 oder des druckfesten
Schlauchelements 32 ausgeschlossen ist.
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Das
Konnektierungselement 31 ist nicht zwingend. Sofern eine
Einrichtung vorhanden ist, die mit dem Adapterelement 28 verbindbar
ist, beispielsweise ein Sodamacher, kann auf einfache Art entsprechendes
Gas in das Gefäss 2 nachgefüllt werden.