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Die
Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für einen Behälter mit einem Hauptflüssigkeitsraum
gemäß Anspruch
1, einen Behälter
mit einem Hauptflüssigkeitsraum
gemäß Anspruch
19 und ein Verfahren zum Zuführen
eines Zusatzflüssigkeit
in einen Hauptflüssigkeitsraum
gemäß Anspruch
39.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich dabei auf eine Verschlussvorrichtung
zur Abgabe eines Zusatzes in eine Flüssigkeit in einem Behälter durch
die Betätigung
der Verschlussvorrichtung, was ermöglicht, an den Inhalt des Behälters zu
gelangen, ohne die Verschlussvorrichtung zu entfernen. Die Erfindung
bezieht sich auch auf einen Behälter,
welcher eine derartige Verschlussvorrichtung umfasst, und auf ein
Verfahren zum Zuführen
einer Zusatzflüssigkeit
mittels des Betätigens
einer derartigen Verschlussvorrichtung.
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Bei
einer Reihe von Anwendungen wie etwa Mischungen verschiedener Flüssigkeiten
kann es notwendig sein, eine Zusatzflüssigkeit in eine andere Flüssigkeit
abzugeben und zu mischen, kurz bevor die flüssige Mischung verwendet wird.
Es kann sein, dass es nicht möglich
oder wünschenswert
ist, die Flüssigkeiten
in einer vorgemischten Form aufzubewahren, da sie in unerwünschter
Weise miteinander reagieren können,
wenn sie über
einen Zeitraum als Mischung aufbewahrt werden. Ein Beispiel dafür können Zwei-Komponenten-Pharmazeutika
sein, die ungemischt eine längere
Lagerzeit aufweisen als gemischt. Dies kann jedoch auch auf andere
Flüssigkeiten
oder auf Mischungen aus Flüssigkeiten
und Gasen wie etwa Wasser, alkoholische Getränke, andere Getränke und
andere Lösungsmittel
oder Lösungen zutreffen.
Die Flüssigkeit,
der die Zusatzflüssigkeit zugeführt wird,
kann eine kohlensäurehaltige
oder eine nicht kohlensäurehaltige
Flüssigkeit
sein.
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Ein
Zusammenbau zur Abgabe einer Zusatzflüssigkeit in eine Flüssigkeit
in einem Behälter
nach dem Lösen
eines Verschlusses von dem Behälter
ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die internationale Patentanmeldung
WO 97/05 039 A1 offenbart eine
Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit
in eine andere Flüssigkeit,
welche in einem Behälter
gehalten wird. Die bekannte Vorrichtung dient zur Verwendung bei
Behältern
mit lösbaren
Verschlüssen.
Die Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik beinhaltet eine Fluidkammer zum Aufbewahren eines Fluids. Die
Fluidkammer ist angrenzend an eine Öffnung in dem Behälter positioniert.
Die Fluidkammer beinhaltet einen Fluidausgang zur Abgabe von Fluid
in die Flüssigkeit.
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Die
bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass der Verschluss
wenigstens teilweise geöffnet
werden muss, um das Mischen des in der Fluidkammer aufbewahrten
Fluids mit der Flüssigkeit
in dem Behälter
zu ermöglichen.
Zudem muss der Verschluss vollständig
entfernt werden, um den Zugang zu dem gemischten Inhalt des Behälters zu
ermöglichen.
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Auch
aus der
WO 2006/050
538 A1 ist eine Verschlussvorrichtung für einen Behälter bekannt. Die bekannte
Verschlussvorrichtung umfasst eine Kammer, in der ein Zusatzstoff
zur Zugabe in eine Flüssigkeit
im Behälter
enthalten ist, und ein Stöpselelement
mit Fühlerspitzen.
Die Kammer ist an ihrer Unterseite durch eine Folie begrenzt. Bei
Druck auf das Stöpselelement,
wodurch dieses nach unten bewegt wird, durchstechen die Fühlerspitzen
die Folie, so dass Öffnungen
entstehen, durch welche der Zusatzstoff daraufhin in den Behälter gelangt.
Zum Trinken aus dem Behälter
muss danach ein Deckel der Verschlussvorrichtung angehoben werden.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschlussvorrichtung anzugeben,
bei der sowohl ein Mischen eines in einer Fluidkammer aufbewahrten Zusatzes
mit einer Flüssigkeit
in einem Behälter
als auch ein Zugang zu dem gemischten Inhalt des Behälters durch
Anheben eines Teils der Verschlussvorrichtung erreicht werden können, ohne
dass diese komplett entfernt werden muss.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen besonders geeigneten
Behälter
zur Verwendung mit der Verschlussvorrichtung anzugeben.
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Darüber hinaus
soll ein besonders geeignetes Verfahren zum Zuführen einer Flüssigkeit
in einen Behälter
mithilfe der oben genannten Verschlussvorrichtung angegeben werden.
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Bezüglich der
Verschlussvorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine
Verschlussvorrichtung für
einen Behälter
mit einem Hauptflüssigkeitsraum
und einem Hals mit einer Öffnung,
wobei
die Verschlussvorrichtung ein Deckelelement, welches eine Fluidkammer
aufweist, und ein Stöpselelement
mit einem ersten Stöpselabschnitt,
der abdichtend in eine Öffnung
in einer unteren Wand der Fluidkammer eingreifen kann, und einem
zweiten Stöpselabschnitt,
der abdichtend in eine Ausgussöffnung
eingreifen kann, beinhaltet,
wobei das Deckelelement relativ
zu dem Stöpselelement
wie folgt anhebbar ist:
aus einer verschlossenen Position,
in der der erste Stöpselabschnitt
die Öffnung
der unteren Wand verschließt
und der zweite Stöpselabschnitt
die Ausgussöffnung
verschließt,
durch
eine erste offene Position, in der der erste Stöpselabschnitt wenigstens teilweise
von der Öffnung
der unteren Wand zurückgezogen
ist, um einen Verbindungsweg von der Fluidkammer zu dem Hauptflüssigkeitsraum
bereitzustellen, und in der der zweite Stöpselabschnitt die Ausgussöffnung verschließt,
in
eine zweite offene Position, in der der zweite Stöpselabschnitt
wenigstens teilweise von der Ausgussöffnung zurückgezogen ist.
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Der
Begriff „untere
Wand” umfasst
jede nach unten gerichtete Wand der Fluidkammer, in der eine Öffnung der
unteren Wand bereitgestellt werden kann, um zu ermöglichen,
dass Zusatzfluid in der Fluidkammer unter Druck in den Hauptflüssigkeitsraum gestoßen wird.
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Der
Begriff „Stöpselelement” umfasst
ein beliebiges Element, das in der Lage ist, eine Öffnung zu verschließen. Das
Stöpselelement
kann ein einstückiges
Element oder ein Verbundelement sein, auf dem der erste und der
zweite Stöpselabschnitt
gebildet sind. Alternativ dazu können
der erste und der zweite Stöpselabschnitt
auf separaten Bauelementen gebildet sein.
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Das
Stöpselelement
kann auf einem Gehäuse
mit einer inneren Gehäusewand,
die angepasst ist, um in den Hals der Öffnung zu passen, bereitgestellt
sein, und die Verschlussvorrichtung kann ein Abdichtungsmittel umfassen,
das zwischen der Fluidkammer und der inneren Gehäusewand abdichtet. Dies hält sowohl
in der verschlossenen als auch der offenen Position eine Abdichtung
zwischen der Fluidkammer und der inneren Gehäusewand und folglich zwischen
der Fluidkammer und dem Hals aufrecht, wenn das Deckelelement und
die Fluidkammer relativ zu dem Gehäuse und dem Behälter hochgehoben werden.
Der Inhalt der Fluidkammer kann somit in den Hauptflüssigkeitsraum
laufen und gemischt werden, zum Beispiel durch Schütteln des
Behälters, während der
Behälter
weiterhin abdichtend von dem Verschlusselement verschlossen wird,
so dass keine Gefahr besteht, dass der Inhalt zwischen dem Verschlusselement
und dem Behälter
austritt.
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Bei
einer Ausführungsform
kann das Deckelelement ein Innengewinde umfassen, das in ein Außengewinde
auf dem Gehäuse
eingreift, so dass durch die Drehung des Deckelelements das Deckelelement
relativ zu dem Gehäuse
hochgehoben wird. Es sind jedoch andere Eingriffsformen möglich, zum Beispiel
ein bajonettartiger Eingriff oder ein Reibungszieheingriff oder
ein Längsgleiteingriff
oder eine beliebige andere geeignete Eingriffsform. Das Eingriffsmittel
kann verhindern, dass das Deckelelement und das Gehäuse vollständig voneinander
getrennt werden.
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Das
Deckelelement kann eine obere Deckelwand, eine äußere Deckelwand, auf der das Innengewinde
bereitgestellt ist, und eine innere Deckelwand, welche sich von
der oberen Deckelwand zu der unteren Wand erstreckt und innerhalb
der äußeren Deckelwand
angeordnet ist, umfassen. Die untere Wand kann von dem Rest des
Deckelements getrennt gebildet sein, welches als ein Einformstück gebildet
sein kann.
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Die
Fluidkammer kann von der oberen Deckelwand, der inneren Deckelwand
und der unteren Wand gebildet werden.
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Das
Gehäuse
kann eine äußere Gehäusewand
beinhalten, auf der das Außengewinde
bereitgestellt ist. Das Gewinde kann einen relativ steilen Winkel
aufweisen, so dass das Deckelelement schnell aufsteigt, wenn es
gedreht wird. Das Außengewinde
kann stattdessen jedoch auf dem Hals des Behälters bereitgestellt sein,
und das Gehäuse
kann mittels eines beliebigen geeigneten Mittels wie etwa einer
unlösbaren
Verbindung in dem Hals des Behälters
gesichert sein.
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Die äußere Gehäusewand
kann mit einem zusätzlichen
Innengewinde versehen sein, das im Einsatz angepasst ist, um in
ein auf dem Hals der Öffnung
des Behälters
bereitgestelltes zusätzliches
Außengewinde
einzugreifen. Somit kann die äußere Gehäusewand
auf die Außenseite
des Halses geschraubt werden.
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Das
Gehäuse
kann ferner eine innere Gehäusewand
beinhalten, die innerhalb der äußeren Gehäusewand
angeordnet ist und mit einem Innenabdichtungsmittel, um gegen eine äußere Oberfläche der
inneren Deckelwand abzudichten, und einem Außenabdichtungsmittel, um gegen
eine Innenoberfläche
des Halses der Öffnung
abzudichten, versehen ist. Die innere Gehäusewand kann mittels eines Stegs,
der oben auf dem Hals sitzt, mit der äußeren Gehäusewand verknüpft sein.
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Das
Gehäuse
kann ferner einen Rahmen beinhalten, der das Stöpselelement stützt, so
dass das Stöpselelement
innerhalb der inneren Gehäusewand angeordnet
ist und sich nach oben in die Fluidkammer erstreckt. Der Rahmen
kann Öffnungen
umfassen, welche den Fluiddurchgang durch diesen ermöglichen,
um die Erzeugung eines Vakuums zwischen der Fluidkammer und dem
Gehäuse
zu vermeiden, so dass das Gehäuse
relativ zu dem Deckelelement gleiten kann, wenn das Deckelelement
in das Gehäuse
eingesetzt oder aus diesem zurückgezogen
wird.
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Das
Stöpselelement
kann eine Düse
umfassen, die von der Fluidkammer weg gerichtet ist.
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Der
erste oder der untere Stöpselabschnitt kann
eine zylinderförmige äußere Oberfläche umfassen,
die in ein in der unteren Wand bereitgestelltes Abdichtungsmittel
eingreift. Ein derartiges Abdichtungsmittel muss in der Lage sein,
unter Druck stehendes Fluid in der Fluidkammer zu halten, wenn dieses
Fluid unter einem höheren
Druck als der Inhalt des Behälters
steht.
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Das
Abdichtungsmittel kann eine obere Abdichtung beinhalten, die gegen
einen oberen Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
ersten Stöpselabschnitts
abdichtet, wenn sich das Deckelelement in der verschlossenen Position
befindet, und die den Durchgang von Fluid zwischen der oberen Abdichtung
und dem Stöpselelement
ermöglicht, wenn
sich das Deckelelement in der ersten offenen Position befindet.
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Das
Abdichtungsmittel kann eine untere Abdichtung beinhalten, die gegen
einen unteren Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
ersten Stöpselabschnitts
abdichtet, wenn sich das Deckelelement in der verschlossenen und
der ersten offenen Position befindet. Dies stellt sicher, dass in
der ersten offenen Position unter Druck stehendes Fluid lediglich über den
Verbindungsweg und die Düse
in den Behälter
austreten kann und nicht um das Stöpselelement herum ausläuft. Der
untere Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche kann
einen größeren Durchmesser
als der obere Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche aufweisen.
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Das
Stöpselelement
kann einen Innenfluiddurchgang umfassen, welcher sich zu der zylinderförmigen äußeren Oberfläche in eine
Position unter der oberen Abdichtung erstreckt, wenn sich das Deckelelement
in der verschlossenen Position befindet, wobei der Innenfluiddurchgang
in Verbindung mit der Düse
steht.
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Die
Verschlussvorrichtung kann einen mit der Ausgussöffnung verknüpften Ausguss
umfassen. Bei einer Ausführungsform
umfasst der Ausguss ein Trinkrohr und einen verschließbaren Deckel.
Dies ermöglicht
einem Benutzer, nach der Entfernung eines Ausgussdeckels oder eines
Staubdeckels aus der Ausgussöffnung
zu trinken, wenn sich das Deckelelement in der zweiten offenen Position
befindet.
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Die
Ausgussöffnung
kann in einer oberen Deckelwand des Deckelelements bereitgestellt
sein, und der zweite Stöpselabschnitt
umfasst eine zweite zylinderförmige äußere Oberfläche, die
in ein in der oberen Wand bereitgestelltes Abdichtungsmittel eingreift.
Das Stöpselelement
kann über
dem zweiten Stöpselabschnitt
einen reduzierten Abschnitt mit einer Querschnittsfläche, die
kleiner als die des zweiten Stöpselabschnitts
ist, umfassen, so dass sich in der zweiten offenen Position der
reduzierte Abschnitt durch die Ausgussöffnung erstreckt, um im Einsatz einen
Verbindungsweg von der Fluidkammer durch die Ausgussöffnung bereitzustellen.
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Das
Deckelelement kann eine Originalitätsleiste umfassen, die auf
dem Deckelelement bereitgestellt ist, um die Drehung des Deckelelements
relativ zu dem Gehäuse,
ohne wenigstens teilweise die Originalitätsleiste zu entfernen, zu verhindern.
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Die
Originalitätsleiste
kann eine Verlängerung
der äußeren Deckelwand
beinhalten, die mittels eines Halsabschnitts, welcher dünner als
die äußere Deckelwand
ist, mit der äußeren Deckelwand
verknüpft
ist, wobei die Verlängerung
mit einem Flansch versehen ist, der unterhalb eines auf dem Hals
des Behälters
bereitgestellten Sperrmittels eingreift, um das Hochheben des Deckelelements
relativ zu dem Gehäuse
zu verhindern. Das Sperrmittel kann auf dem Gehäuse bereitgestellt sein. Die
Leiste kann einen Streifen aufweisen, an dem gezogen werden kann,
um die Leiste entlang dem Hals von der äußeren Deckelwand zu reißen.
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Das
primäre
Eingriffsmittel des Deckelelements und des Gehäuses kann Sperrmittel umfassen,
die ineinander eingreifen können,
um die Drehung des Deckelelements relativ zu dem Gehäuse über einen
zuvor bestimmten Beschränkungsdrehwinkel
hinaus zu verhindern, was der zweiten offenen Position entspricht.
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Die
Fluidkammer kann eine Zusatzflüssigkeit und
einen Freiraum mit unter Druck stehendem Gas enthalten.
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Bezüglich des
Behälters
wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Behälter mit
einem Hauptflüssigkeitsraum,
einem Hals mit einer Öffnung
und einer die Öffnung
verschließenden Verschlussvorrichtung,
wobei
die Verschlussvorrichtung ein Deckelelement, welches eine Fluidkammer
aufweist, und ein Stöpselelement,
welches in dem Hals des Behälters
bereitgestellt ist, beinhaltet, wobei das Stöpselelement einen ersten Stöpselabschnitt,
der abdichtend in eine Öffnung
in einer unteren Wand der Fluidkammer eingreifen kann, und einen
zweiten Stöpselabschnitt, der
abdichtend in eine Ausgussöffnung
eingreifen kann, aufweist,
wobei das Deckelelement relativ
zu dem Stöpselelement
wie folgt anhebbar ist:
aus einer verschlossenen Position,
in der der erste Stöpselabschnitt
die Öffnung
der unteren Wand verschließt
und der zweite Stöpselabschnitt
die Ausgussöffnung
verschließt,
durch
eine erste offene Position, in der der erste Stöpselabschnitt wenigstens teilweise
von der Öffnung
der unteren Wand zurückgezogen
ist, um einen Verbindungsweg von der Fluidkammer zu dem Hauptflüssigkeitsraum
bereitzustellen, und in der der zweite Stöpselabschnitt die Ausgussöffnung verschließt,
in
eine zweite offene Position, in der der zweite Stöpselabschnitt
wenigstens teilweise von der Ausgussöffnung zurückgezogen ist.
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Das
Stöpselelement
kann auf einem Gehäuse
mit einer inneren Gehäusewand,
die innerhalb des Halses der Öffnung
angeordnet ist, bereitgestellt sein, wobei die Verschlussvorrichtung
ein Abdichtungsmittel umfasst, das zwischen der Fluidkammer und
der inneren Gehäusewand
abdichtet. Dies hält sowohl
in der verschlossenen als auch der offenen Position eine Abdichtung
zwischen der Fluidkammer und der inneren Gehäusewand aufrecht.
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Das
Deckelelement kann ein Innengewinde umfassen, und das Gehäuse kann
ein Außengewinde
umfassen, um zu ermöglichen,
dass das Deckelelement durch die Drehung des Deckelelements relativ
zu dem Gehäuse
hochgehoben wird.
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Der
Hauptflüssigkeitsraum
kann eine Primärflüssigkeit
enthalten, die Wasser enthalten kann oder ein Getränk sein
kann. Die Primärflüssigkeit
kann jedoch ein alkoholisches Getränk, eine kosmetische Zubereitung,
ein pharmazeutisches Produkt, ein Milchprodukt oder ein Agrarfutter
oder ein anderes Produkt oder eine beliebige andere geeignete Flüssigkeit
oder halbflüssige
Substanz sein.
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Die
Fluidkammer kann eine Zusatzflüssigkeit enthalten
und kann einen Freiraum mit unter Druck stehendem Gas enthalten.
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Das
Deckelelement kann eine obere Deckelwand, eine äußere Deckelwand, auf der das
Innengewinde bereitgestellt ist, und eine innere Deckelwand, welche
sich von der oberen Deckelwand zu der unteren Wand erstreckt und
innerhalb der äußeren Deckelwand
angeordnet ist, umfassen.
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Die
Fluidkammer kann von der oberen Deckelwand, der inneren Deckelwand
und der unteren Wand gebildet werden.
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Das
Gehäuse
kann eine äußere Gehäusewand
beinhalten, auf der das Außengewinde
bereitgestellt ist. Die äußere Gehäusewand
kann sich außerhalb
des Halses des Behälters
befinden und kann mit einem zusätzlichen
Innengewinde versehen sein, das in ein auf dem Hals des Behälters bereitgestelltes
zusätzliches
Außengewinde
eingreift.
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Das
Gehäuse
kann eine innere Gehäusewand
beinhalten, die innerhalb des Halses des Behälters angeordnet ist und mit
einem Innenabdichtungsmittel, um gegen eine äußere Oberfläche der inneren Deckelwand
abzudichten, und einem Außenabdichtungsmittel,
um gegen eine Innenoberfläche des
Halses der Öffnung
abzudichten, versehen ist.
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Das
Gehäuse
kann ferner einen Rahmen beinhalten, der das Stöpselelement stützt, so
dass das Stöpselelement
innerhalb der inneren Gehäusewand angeordnet
ist und sich nach oben in die Fluidkammer erstreckt.
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Das
Stöpselelement
kann eine Düse
umfassen, die von der Fluidkammer weg gerichtet ist.
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Der
erste oder der untere Stöpselabschnitt kann
eine zylinderförmige äußere Oberfläche umfassen,
die in ein in der unteren Wand bereitgestelltes Abdichtungsmittel
eingreift. Ein derartiges Abdichtungsmittel muss in der Lage sein,
unter Druck stehendes Fluid in der Fluidkammer zu halten, wenn dieses
Fluid unter einem höheren
Druck als der Inhalt des Behälters
steht.
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Das
Abdichtungsmittel kann eine obere Abdichtung beinhalten, die gegen
einen oberen Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
ersten Stöpselabschnitts
abdichtet, wenn sich das Deckelelement in der verschlossenen Position
befindet, und die den Durchgang von Fluid zwischen der oberen Abdichtung
und dem Stöpselelement
ermöglicht, wenn
sich das Deckelelement in der ersten offenen Position befindet.
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Das
Abdichtungsmittel kann eine untere Abdichtung beinhalten, die gegen
einen unteren Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
ersten Stöpselabschnitts
abdichtet, wenn sich das Deckelelement in der verschlossenen und
der ersten offenen Position befindet. Dies stellt sicher, dass in
der ersten offenen Position unter Druck stehendes Fluid lediglich über den
Verbindungsweg und die Düse
in den Behälter
austreten kann und nicht um das Stöpselelement herum ausläuft. Der
untere Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche kann
einen größeren Durchmesser
als der obere Teil der zylinderförmigen äußeren Oberfläche aufweisen.
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Das
Stöpselelement
kann einen Innenfluiddurchgang umfassen, welcher sich zu der zylinderförmigen äußeren Oberfläche in eine
Position unter der oberen Abdichtung erstreckt, wenn sich das Deckelelement
in der verschlossenen Position befindet, wobei der Innenfluiddurchgang
in Verbindung mit der Düse
steht.
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Die
Verschlussvorrichtung kann einen mit der Ausgussöffnung verknüpften Ausguss
umfassen. Bei einer Ausführungsform
umfasst der Ausguss ein Trinkrohr und einen verschließbaren Deckel.
Dies ermöglicht
einem Benutzer, nach der Entfernung eines Ausgussdeckels oder eines
Staubdeckels aus der Ausgussöffnung
zu trinken, wenn sich das Deckelelement in der zweiten offenen Position
befindet.
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Die
Ausgussöffnung
kann in einer oberen Deckelwand des Deckelelements bereitgestellt
sein, und der zweite Stöpselabschnitt
kann eine zweite zylinderförmige äußere Oberfläche umfassen,
die in ein in der oberen Wand bereitgestelltes Abdichtungsmittel
eingreift. Das Stöpselelement
kann über
dem zweiten Stöpselabschnitt
einen reduzierten Abschnitt mit einer Querschnittsfläche, die
kleiner als die des zweiten Stöpselabschnitts
ist, umfassen, so dass sich in der zweiten offenen Position der
reduzierte Abschnitt durch die Ausgussöffnung erstreckt, um einen
Verbindungsweg von der Fluidkammer durch die Ausgussöffnung bereitzustellen.
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Das
Deckelelement kann eine Originalitätsleiste umfassen, die auf
dem Deckelelement bereitgestellt ist, um die Drehung des Deckelelements
relativ zu dem Gehäuse,
ohne wenigstens teilweise die Originalitätsleiste zu entfernen, zu verhindern.
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Die
Originalitätsleiste
kann eine Verlängerung
der äußeren Deckelwand
beinhalten, die mittels eines Halsabschnitts, welcher dünner als
die äußere Deckelwand
ist, mit der äußeren Deckelwand
verknüpft
ist, wobei die Verlängerung
mit einem Flansch versehen ist, der unterhalb eines auf dem Hals
des Behälters
bereitgestellten Sperrmittels eingreift, um das Hochheben des Deckelelements
relativ zu dem Gehäuse
zu verhindern. Das Sperrmittel kann auf dem Gehäuse bereitgestellt sein. Die
Leiste kann einen Streifen aufweisen, an dem gezogen werden kann,
um die Leiste entlang dem Hals von der äußeren Deckelwand zu reißen.
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Das
primäre
Eingriffsmittel des Deckelelements und des Gehäuses kann Sperrmittel umfassen,
die ineinander eingreifen können,
um die Drehung des Deckelelements relativ zu dem Gehäuse über einen
zuvor bestimmten Beschränkungsdrehwinkel
hinaus zu verhindern, was der zweiten offenen Position entspricht.
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Bezüglich des
Verfahrens wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren zum Zuführen
einer Zusatzflüssigkeit
in einen Hauptflüssigkeitsraum
eines Behälters
mit einem Hals mit einer Öffnung,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet:
Anheben
eines Deckelelements einer Verschlussvorrichtung und einer vom Deckelelement
umfassten Fluidkammer relativ zu einem Stöpselelement aus einer verschlossenen
Position, in der eine in einer unteren Wand der Fluidkammer bereitgestellte Öffnung von
einem ersten Stöpselabschnitt
des Stöpselelements
verschlossen wird und eine in der Fluidkammer bereitgestellte Ausgussöffnung von
einem zweiten Stöpselabschnitt
des Stöpselelements
verschlossen wird, in eine erste offene Position, in der der erste Stöpselabschnitt
wenigstens teilweise von der Öffnung
zurückgezogen
ist, um einen Verbindungsweg von der Fluidkammer zu dem Hauptflüssigkeitsraum bereitzustellen,
und in der die Ausgussöffnung
von dem zweiten Stöpselabschnitt
verschlossen bleibt,
Abgeben von unter Druck stehender Zusatzflüssigkeit
aus der Fluidkammer entlang dem Verbindungsweg in den Hauptflüssigkeitsraum
und
weiteres Anheben des Deckelelements relativ zu dem Stöpselelement
in eine zweite offene Position, in der der zweite Stöpselabschnitt
wenigstens teilweise von der Ausgussöffnung zurückgezogen ist, um einen Verbindungsweg
von der Fluidkammer durch die Ausgussöffnung bereitzustellen.
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Obwohl
der zweite Stöpselabschnitt
innerhalb der Ausgussöffnung
gleiten kann, bleibt die Ausgussöffnung
durch den zweiten Stöpselabschnitt
verschlossen, wenn sich das Deckelelement in der ersten offenen
Position befindet. Dies stellt sicher, dass die unter Druck stehende
Zusatzflüssigkeit
lediglich entlang dem Verbindungsweg in den Hauptflüssigkeitsraum
fließen
kann und nicht durch die Ausgussöffnung
in die Atmosphäre
austreten kann.
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Das
Verfahren kann den weiteren Schritt, dass Flüssigkeit aus dem Hauptflüssigkeitsraum
zusammen mit der aus der Fluidkammer abgegebenen Zusatzflüssigkeit
aus dem Hauptflüssigkeitsraum durch
die Öffnung
der unteren Wand in die Fluidkammer und aus der Fluidkammer durch
die Ausgussöffnung
zu einem Ausguss läuft,
umfassen. Da die Zusatzflüssigkeit
unter dem Druck des Gases in der Fluidkammer vollständig aus
der Fluidkammer herausgestoßen
wird, ist die Flüssigkeit,
welche durch die Fluidkammer zu dem Ausguss läuft, eine vollständig gemischte
Flüssigkeit.
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Das
Stöpselelement
kann auf einem Gehäuse
bereitgestellt sein, und während
des Anhebens der Fluidkammer relativ zu dem Stöpselelement kann zwischen der
Fluidkammer und einer in dem Hals des Behälters angeordneten inneren
Gehäusewand
des Gehäuses eine
Abdichtung aufrechterhalten werden.
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Das
Deckelelement kann angehoben werden, indem das Deckelelement gedreht
wird, so dass die Fluidkammer durch eine Schraubgewindeaktion relativ
zu dem Stöpselelement
angehoben wird. Die Aktion kann so geregelt sein, dass eine erste
Drehung bis zu einem Widerstandspunkt ausreicht, um das Deckelelement
bis zur ersten offenen Position zu öffnen, während die Drehung über den
Widerstandspunkt hinaus bis zu einem Endanschlag ausreicht, um das
Deckelelement bis zur zweiten offenen Position zu öffnen.
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Das
Verfahren kann den Schritt des wenigstens teilweisen Entfernens
einer auf dem Deckelelement bereitgestellten Originalitätsleiste
umfassen, wodurch das Anheben des Deckelelements relativ zu dem
Stöpselelement
ermöglicht
wird.
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Die
Erfindung wird lediglich mittels Beispielen unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 einen
Querschnitt durch eine Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, die
an dem Hals eines Behälters
gesichert ist, wobei sich die Verschlussvorrichtung in einer verschlossenen Position
befindet;
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2 einen
Querschnitt durch die Verschlussvorrichtung aus 1 zeigt,
wobei sich die Verschlussvorrichtung in einer ersten offenen Position
befindet, in der ein flüssiger
Zusatz unter Druck in einen Hauptraum des Behälters abgegeben wird;
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3 einen
Querschnitt durch die Verschlussvorrichtung aus 1 zeigt,
wobei sich die Verschlussvorrichtung in einer zweiten offenen Position
befindet, in der die den flüssigen
Zusatz umfassende Flüssigkeit
aus dem Hauptraum des Behälters zu
einer Ausgussöffnung
laufen kann;
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4 einen
Querschnitt durch eine modifizierte Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt
und
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5 einen
Querschnitt durch eine alternative Ausgussanordnung einer Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt.
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Mit
Bezug auf 1 ist eine Verschlussvorrichtung 10 zusammen
mit dem oberen Teil eines Behälters 12 gezeigt.
Der Behälter 12 ist
eine Standard-PET-Flasche mit einem Hauptflüssigkeitsraum 14 und
einem Standard-30-mm-Hals 16 mit einem Außengewinde 18.
Für den
Zweck dieser Erfindung wird das Gewinde als ein zusätzliches
Gewinde 18 beschrieben.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 beinhaltet zwei Hauptteile, ein
Deckelelement 20, das eine Fluidkammer 22 aufweist,
und ein Gehäuse 40.
Das Deckelelement 20 umfasst eine untere Wand 24,
die, obwohl sie aus einem anderen Material hergestellt sein kann,
an dem Rest des Deckelelements 20 gesichert ist, um ein
zusammenhängendes
Element zu bilden. In der unteren Wand 24 ist eine Öffnung 25 bereitgestellt.
Das Deckelelement 20 umfasst eine obere Deckelwand 26,
eine äußere Deckelwand 28 und
eine innere Deckelwand 32, die alle als ein Einformstück aus Polypropylen
oder einem beliebigen anderen geeigneten Kunststoff gebildet sein
können. Die äußere Deckelwand 28 umfasst
ein primäres
Innengewinde 30, das angepasst ist, um in ein entsprechendes
primäres
Außengewinde
auf dem Gehäuse 40 einzugreifen,
wie unten beschrieben wird. Zusammen ermöglichen das primäre Innen-
und das primäre
Außengewinde,
dass das Deckelelement 20 relativ zu dem Gehäuse 40 angehoben
wird.
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Die
obere Deckelwand 26 umfasst eine Ausgussöffnung 34 und
einen Ausguss 36. Ein optionaler Ausgussdeckel oder Staubdeckel 38 ist
an der oberen Deckelwand 26 gesichert. Derartige Ausgussdeckel 38 sind
bei Getränkeflaschen
mit einem Trinkausguss bekannt und werden nicht weiter beschrieben.
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Das
Gehäuse 40 ist
vorzugsweise auch als ein einstückiges
Polypropylenformstück
gebildet, wobei es aus einem beliebigen anderen geeigneten Material
gebildet sein kann. Es beinhaltet ein Stöpselelement 42, das
auf der Mittelachse der Verschlussvorrichtung 10 angeordnet
ist, eine äußere Gehäusewand 44,
die angepasst ist, um außen
an den Hals 16 zu passen, einen Steg 45, der oben
auf dem Hals 16 sitzt, eine innere Gehäusewand 46, die sich
von dem Steg 45 nach unten in den Hals 16 erstreckt
und die gegen den Hals 16 abdichtet, und einen Rahmen 48, der
sich von der inneren Gehäusewand 46 erstreckt und
das Stöpselelement 42 stützt.
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Die äußere Gehäusewand 44 weist
ein primäres
Außengewinde 50 auf,
das in das primäre
Innengewinde 30 auf dem Deckelelement 20 eingreift. Sie
weist auch ein zusätzliches
Innengewinde 52 auf, das in das zusätzliche Außengewinde 18 auf
dem Hals 16 des Behälters 12 eingreift.
Die zusätzlichen Gewinde 18, 52 werden
verwendet, um das Gehäuse 40 auf
den Hals 16 zu passen.
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Es
ist ein Innenabdichtungsmittel 54 bereitgestellt, um zwischen
der inneren Deckelwand 32 und der inneren Gehäusewand 46 abzudichten.
Bei dem dargestellten Beispiel ist das Innenabdichtungsmittel 54 als
Rippen auf der äußeren Oberfläche der inneren
Deckelwand 32 gebildet, es kann jedoch als Rippen auf der
inneren Oberfläche
der inneren Gehäusewand 46 oder
als ein beliebiges anderes geeignetes Abdichtungsmittel gebildet
sein. Das Innenabdichtungsmittel 54 verhindert, dass der
Inhalt des Behälters 12 während des
Aufbewahrens und während das
Deckelelement 20 relativ zu dem Gehäuse 40 angehoben wird
zwischen die innere Deckelwand 32 und die innere Gehäusewand 46 läuft, wie
später
beschrieben.
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Es
ist ein Außenabdichtungsmittel
in der Form einer Abschrägung 56 und
einer Rippe 58 bereitgestellt, um zwischen der inneren
Gehäusewand 46 und
dem Hals 16 des Behälters 12 abzudichten. Derartige
Abdichtungen sind auf dem Gebiet wohlbekannt und dienen dazu, zu
verhindern, dass der Inhalt des Behälters 12 während des
Aufbewahrens zwischen die innere Gehäusewand 46 und den
Hals 16 läuft.
Es kann auch eine Abschrägungsabdichtung für das Innenabdichtungsmittel 54 verwendet
werden.
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Das
Stöpselelement 42 weist
eine Düse 60
auf,
die sich unter ihm erstreckt. Es ist ein Düsendurchgang 61 bereitgestellt,
um unter Druck stehende Flüssigkeit
aus der Fluidkammer 22 zu befördern, wenn die Verschlussvorrichtung 10 geöffnet wird. Das
Stöpselelement 42 weist
einen ersten unteren Stöpselabschnitt 64,
der abdichtend in die Öffnung 25 der
unteren Wand 24 eingreift, und einen zweiten oberen Stöpselabschnitt 90,
der abdichtend in die Ausgussöffnung 34 eingreift,
auf.
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Der
untere Stöpselabschnitt 64 ist
mit einem oberen und einem unteren Abschnitt 67, 69 der
zylinderförmigen äußeren Oberfläche gebildet,
die abdichtend in das Abdichtungsmittel 66, 68 eingreifen, das
an der Öffnung 25 in
der unteren Wand 24 bereitgestellt ist. Bei dem Beispiel
beinhaltet das Abdichtungsmittel eine obere Abdichtung 66 mit
einem kleineren Durchmesser, die, wenn sich das Stöpselelement 42 in
der verschlossenen Position aus 1 befindet,
oberhalb eines Innenfluiddurchgangs 70 in den oberen Abschnitt 67 der
zylinderförmigen äußeren Oberfläche eingreift,
während
eine untere Abdichtung 68 mit größerem Durchmesser unterhalb des
Innenfluiddurchgangs 70 in den unteren Abschnitt 69 der
zylinderförmigen äußeren Oberfläche eingreift.
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Die
obere Oberfläche 76 der
unteren Wand 24 ist zu dem Stöpselelement 42 hin
abgeschrägt,
so dass die gesamte Flüssigkeit
aus der Fluidkammer 22 abfließt, wenn sich das Stöpselelement 42 in
der ersten offenen Position befindet. Die untere Abdichtung 68 wird
von einem auf dem Rahmen 48 bereitgestellten Kragen 72 gehalten,
der die untere Abdichtung 68 gegen den unteren Stöpselabschnitt 64 drängt.
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Bei
dem dargestellten Beispiel umfasst die untere Wand 24 einen
Flansch 74, der auf einem entsprechenden Flansch an der
Kante der inneren Deckelwand 32 arretiert wird, wenn das
Deckelelement 20 zusammengebaut wird. Es kann jedoch ein
beliebiges anderes geeignetes Verfahren zur dampfdichten Verknüpfung verwendet
werden, wie etwa Laserschweißen.
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An
der unteren Kante der äußeren Deckelwand 28 befindet
sich eine Originalitätsleiste 80 mit einem
Streifen (nicht gezeigt), an dem gezogen werden kann, um die Originalitätsleiste 80 zu
entfernen. Der Streifen ist eine Verlängerung der äußeren Deckelwand 28,
verknüpft
durch einen Halsabschnitt 84, und wobei er mittels eines
Sperrflansches 86 in die Unterseite der äußeren Gehäusewand 44 eingreift.
Derartige Originalitätsleisten
sind auf dem Gebiet bekannt und werden nicht weiter beschrieben. Solange
die Originalitätsleiste 80 nicht
wenigstens teilweise entfernt wird, kann das Deckelelement 20 nicht
aus dem Gehäuse 40 herausgeschraubt
werden. Sobald die Originalitätsleiste 80 wenigstens
teilweise entfernt wird, kann das Deckelelement 20 durch
das Zusammenspiel des Innengewindes 30 auf dem Deckelelement 20 und
des Außengewindes 50 auf
dem Gehäuse 40 aus
dem Gehäuse 40 herausgeschraubt
werden. Die Gewinde können
ineinander eingreifende Sperrmittel (nicht gezeigt) umfassen, welche
dazu dienen, die relative Drehung des Deckelelements 20 und
des Gehäuses 40 zu
beschränken.
Es versteht sich, dass eine beliebige geeignete ineinander eingreifende
Form oder ein beliebiger geeigneter ineinander eingreifender Vorsprung verwendet
werden kann, um diese Bewegung zu beschränken. Die Originalitätsleiste
kann durch ein beliebiges anderes geeignetes Originalitätsmitte1
ersetzt werden, oder kann weggelassen werden.
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An
der unteren Kante der äußeren Gehäusewand 44 ist
eine Sperre bereitgestellt, die in den Hals 16 des Behälters 12 eingreift,
so dass das Gehäuse 40 nicht
durch Herausschrauben leicht von dem Hals 16 entfernt werden
kann. Obwohl bei dem dargestellten Beispiel das Gehäuse 40 eine äußere Wand 44 und
einen Steg 45 umfasst, versteht es sich, dass die äußere Wand 44 weggelassen
werden kann und das Gehäuse 40 auf
eine beliebige andere geeignete Art und Weise an dem Hals 16 gesichert
sein kann, zum Beispiel durch das unlösbare Verbinden der inneren Gehäusewand 46 an
dem Hals 16. In diesem Fall ist das primäre Außengewinde
das Außengewinde 18 auf
dem Hals 16, und die äußere Deckelwand 28 und das
primäre
Innengewinde 30 sind dementsprechend bemessen, um zu dem
Gewinde auf dem Hals 16 zu passen.
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Die 1, 2 und 3 zeigen
die Betätigung
der Verschlussvorrichtung 10 der Erfindung.
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In 1 ist
die Verschlussvorrichtung 10 an einem Behälter 12 gesichert,
welcher in seinem Hauptflüssigkeitsraum 14 eine
Primärflüssigkeit (nicht
gezeigt), zum Beispiel Wasser, enthält. Die Fluidkammer 22 in
dem Deckelelement 20 enthält eine Zusatzflüssigkeit 120 und
einen Freiraum 122 mit unter Druck stehendem Gas. Die Verschlussvorrichtung 10 befindet
sich in der verschlossenen Position, in der die Fluidkammer 22 abdichtend
von dem Stöpselelement 42 verschlossen
wird. Der untere Stöpselabschnitt 64 greift
in die Öffnung 25 in
der unteren Wand 24 ein, während der obere Stöpselabschnitt 90 in
die Ausgussöffnung 34 eingreift.
Das Gehäuse 40 ist
mittels der zusätzlichen
Gewinde 18, 52 an dem Hals 16 gesichert,
und das Deckelelement 20 ist mittels des primären Innen-
und des primären
Außengewindes 30, 50 vollständig auf
die äußere Gehäusewand 44 geschraubt.
Der Inhalt des Behälters 12 kann
unter atmosphärischem
Druck stehen oder kann unter einem Druck stehen, der geringer als
der der Fluidkammer 22 ist. Zwischen der Fluidkammer 22 und
der inneren Gehäusewand 46 ist
eine Abdichtung 54 bereitgestellt, und zwischen der inneren
Gehäusewand 46 und
dem Hals 16 sind weitere Abdichtungen bereitgestellt, so
dass der Inhalt des Behälters 12 von
der äußeren Atmosphäre abgedichtet wird.
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Um
das Ausstoßen
der Zusatzflüssigkeit 120 in
den Hauptflüssigkeitsraum 14 des
Behälters 12 auszulösen, muss
das Deckelelement 20 relativ zu dem Gehäuse 40 um einen ersten
Winkel von 45° gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
bis zur in 2 gezeigten Position herausgeschraubt
werden. Es versteht sich jedoch, dass dieser erste Winkel durch
die passende Auswahl des Gewindes und der Steigung jeder beliebige
gewünschte
Winkel sein kann. Zuerst wird die Originalitätsleiste 80 wenigstens
teilweise entfernt, so dass die äußere Deckelwand 28 relativ
zu der äußeren Gehäusewand 44 angehoben
werden kann. Dann wird das Deckelelement 20 gegriffen und
gedreht. Die primären
Gewinde 30, 50 weisen einen relativ großen Gewindewinkel auf,
so dass durch eine relativ kleine Drehung eine relativ große vertikale
Versetzung bewirkt wird. Wenn das Deckelelement 20 aufsteigt,
wird die Fluidkammer 22 von dem unteren Stöpselabschnitt 64 weg
angehoben. Wenn die obere Abdichtung 66 der unteren Wand 24 das
obere Ende des oberen Abschnitts 67 der zylinderförmigen äußeren Oberfläche passiert, wie
in 2 gezeigt, kommt der Hauptflüssigkeitsraum 14 in
Fluidverbindung mit der Fluidkammer 22, und die unter Druck
stehende Zusatzflüssigkeit 120 kann
zwischen die obere Abdichtung 66 und den Abschnitt 67 der äußeren Oberfläche des
unteren Stöpselabschnitts 64,
in den Innenfluiddurchgang 70, entlang dem Düsendurchgang 61 und
aus der Düse 60 heraus
in den Hauptflüssigkeitsraum 14 laufen.
Die untere Abdichtung 68 in der unteren Wand 24 dichtet weiterhin
zwischen der unteren Wand 24 und dem unteren Abschnitt 69 der
zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
unteren Stöpselabschnitts 64 ab,
so dass die Zusatzflüssigkeit 120 nicht
entlang irgendeinem anderen Weg in den Hauptflüssigkeitsraum 14 auslaufen
kann. Gleichzeitig dichtet die Abdichtung 92 in der oberen
Deckelwand 26 weiterhin zwischen der oberen Deckelwand 26 und
der zylinderförmigen äußeren Oberfläche 94 des
oberen Stöpselabschnitts 90 ab,
so dass die Zusatzflüssigkeit 120 nicht in
den Ausguss 36 auslaufen kann.
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Typischerweise
ist das primäre
Gewinde 30, 50 ein Standard-30/25-PET-Flaschengewinde
mit einer Steigung von 9 mm der Art, die bei PET-Wasserflaschen
verwendet wird, und die Verschlussvorrichtung 10 ist so
angeordnet, dass die Zusatzflüssigkeit 120 in
den Hauptflüssigkeitsraum 14 ausgestoßen wird,
wenn das Deckelelement 20 aus der verschlossenen Position
unter optimaler Toleranz um 45° gedreht
wird. In der Praxis kann dieser Winkel kleiner oder größer, im
Bereich von 0° bis
90°, sein.
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Das
Volumen des Freiraums 122 ist ausgewählt, um groß genug zu sein, so dass die
gesamte Zusatzflüssigkeit 120 in
den Hauptflüssigkeitsraum 14 herausgestoßen wird.
Die obere Oberfläche 76 der
unteren Wand 24 ist zu der Öffnung 25 hin abgeschrägt, so dass
unter Schwerkraft die gesamte Zusatzflüssigkeit 120 zu der Öffnung 25 fließt.
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Nun
mit Bezug auf 3 wird nach der Abgabe der Zusatzflüssigkeit 120 das
Deckelelement 20 um einen zweiten Winkel von 45° gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
weiter gedreht, bis die Sperrmittel (nicht gezeigt) auf dem Deckelelement 20 und
dem Gehäuse 40,
die ineinander eingreifen können,
ineinander eingreifen und eine weitere relative Drehung verhindern.
Dies ist typischerweise der Fall, wenn das Deckelelement 20 aus
der verschlossenen Position im Ganzen um 90° gedreht wird.
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Wenn
das Deckelelement 20 weiter aufsteigt, wird die Fluidkammer 22 weiter
von dem unteren Stöpselabschnitt 64 weg
angehoben. Wenn die untere Abdichtung 68 der unteren Wand 24 das
obere Ende des unteren Abschnitts 69 der zylinderförmigen äußeren Oberfläche passiert,
wie in 3 gezeigt, kommt der Hauptflüssigkeitsraum 14 mittels des
zwischen der oberen und der unteren Abdichtung 66, 68 und
dem Stöpselelement 42 gebildeten
ringförmigen
Durchgangs mit der Fluidkammer 22 in Fluidverbindung. Gleichzeitig
passiert die Abdichtung 92 in der oberen Deckelwand 26 das
obere Ende der zylinderförmigen äußeren Oberfläche 94 des
oberen Stöpselabschnitts 90,
so dass der Ausguss 36 mittels des zwischen der Ausgussöffnung 34 und
dem reduzierten Abschnitt 96 des Stöpselelements 42 gebildeten
ringförmigen
Durchgangs mit der Fluidkammer 22 in Fluidverbindung tritt.
Typischerweise weist der reduzierte Abschnitt 96 einen
kreuzförmigen
Querschnitt auf, um den Bereich des Flussweges durch die Ausgussöffnung 34 zu
maximieren.
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Falls
der Behälter 12 umgedreht
wird, kann die Flüssigkeit
in dem Hauptflüssigkeitsraum 14 an dem
unteren Stöpselabschnitt 64 vorbei
in die Fluidkammer 22 und an dem oberen Stöpselabschnitt 90 vorbei
in den Ausguss 36 fließen,
was einem Benutzer ermöglicht,
auf eine ähnliche
Art und Weise, wie die, die bei herkömmlichen Ausgussbehältern, die beim
Sport verwendet werden, verwendet wird, aus dem Behälter 12 zu
trinken.
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Falls
erforderlich, kann die Verschlussvorrichtung 10 wieder
verschlossen werden, indem das Deckelelement 20 wieder
nach unten geschraubt wird, und die Verschlussvorrichtung 10 ist
abdichtend verschlossen, wenn sie in die in 2 gezeigte
Position zurückkehrt,
obwohl sie dann weiter in die in 1 gezeigte
Position gedreht werden kann.
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Nun
wird ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Verschlussvorrichtung 10 gemäß der Erfindung
beschrieben. Das Deckelelement 20, ohne die untere Wand 24,
wird zum Beispiel durch das Formen aus Polypropylen gebildet. Das
Gehäuse 40 wird ebenfalls
zum Beispiel durch das Formen aus Polypropylen separat gebildet.
Die untere Wand 24 kann aus einem beliebigen geeigneten
Material oder einer Kombination aus Materialien gebildet werden
und wird so gebildet, dass sie leicht an der inneren Deckelwand 32 des
Deckelelements 20 gesichert werden kann, um die Fluidkammer 22 zu
bilden. Die Abdichtungen 66, 68 können aus
einem weicheren Abdichtungsmaterial auf einem Rahmen aus einem festeren
Material gebildet werden. Geeignete Materialien für die Abdichtungsabschnitte
sind Natur- oder Synthesekautschuk oder thermoplastische Elastomere.
Geeignete Materialien für
den Rahmen sind Metall oder harte Kunststoffe.
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Die
untere Wand 24 wird mittels einer beliebigen geeigneten
Technik, zum Beispiel durch den Eingriff eines Sperrflansches 74 auf
einer entsprechenden Nut in die Außenfläche der inneren Deckelwand 32 oder
durch Laser-, Ultraschall- oder Reibschweißen, an der inneren Deckelwand 32 gesichert. Die
Fluidkammer 22 wird dann von der unteren Wand 24,
der oberen Deckelwand 26 und der inneren Deckelwand 32 gebildet.
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Das
Deckelelement 20 wird in eine umgedrehte Position gesetzt.
Nach dem Reinigen mit Stickstoff oder einem anderen geeigneten Reinigungsmittel,
um Verunreinigungen zu entfernen, wird die Zusatzflüssigkeit 120 dann
durch die Öffnung 25 in
der unteren Wand 24 in die Fluidkammer 22 zugeführt, während die
Ausgussöffnung 34 durch
ein beliebiges geeignetes Mittel verschlossen wird.
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Dann
wird das Gehäuse 40 durch
den Eingriff des primären
Außengewindes 50 auf
dem Gehäuse 40 in
das primäre
Innengewinde 30 auf dem Deckelelement 20 auf das
Deckelelement 20 gesetzt, so dass das Stöpselelement 42 sowohl
in die Öffnung 25 in
der unteren Wand 24 als auch in die Ausgussöffnung 34 in
der oberen Deckelwand 26 eintritt und diese verschließt, wodurch
die Zusatzflüssigkeit 120 in
der Fluidkammer 22 abgedichtet wird.
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Die
Fluidkammer 22 kann entweder zum Zeitpunkt des Füllens oder
zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt vor der Verwendung der Verschlussvorrichtung 10 zum
Verschließen
eines Behälters 12 unter
Druck gesetzt werden. Der Schritt des Unter-Druck-Setzens kann durchgeführt werden,
indem dem Düsendurchgang 61 unter
Druck stehendes Gas bereitgestellt wird. Der Düsendurchgang 61 steht
mit einem Innenfluiddurchgang 70, welcher auf der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
Stöpselelements 42 nach
außen
tritt, in Verbindung und steht somit mit dem Volumen 63 zwischen
der oberen 66 und der unteren Abdichtung 68 in
Verbindung. Die untere Abdichtung 68 wird mittels eines
Kragens 72 auf dem Gehäuse 40 gegen
den unteren Stöpselabschnitt 64 gehalten
und dichtet weiterhin gegen den unteren Stöpselabschnitt 64 ab,
selbst wenn das Volumen 63 unter Druck gesetzt wird. Die
obere Abdichtung 66 stellt ein Einwegventilmittel bereit,
um zu ermöglichen,
dass die Fluidkammer 22 unter Druck gesetzt wird. Die obere
Abdichtung 66 wirkt als ein Klappventil. Wenn der Druck
in dem Volumen 63 größer als
der Druck in der Fluidkammer 22 ist, wird die obere Abdichtung 66 von
dem oberen Abschnitt 67 der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
Stöpselelements 42 weggedrängt, so
dass das unter Druck stehende Gas aus dem Volumen 63 an
der oberen Abdichtung 66 vorbei zu der Fluidkammer 22 fließen kann.
Wenn die Quelle an unter Druck stehendem Gas entfernt wird und der
Druck in dem Volumen 63 und dem Düsendurchgang 61 auf
den atmosphärischen
Druck zurückkehrt,
wird die obere Abdichtung 66 gegen den oberen Abschnitt 67 der zylinderförmigen äußeren Oberfläche des
Stöpselelements 42 gedrängt, um
die Fluidkammer 22 abdichtend zu verschließen.
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Typischerweise
bildet das Gas in der Fluidkammer 22 einen Freiraum 122 von
zwischen 0% und 60% des Volumens der Fluidkammer 22.
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Alternativ
dazu kann die Zusatzflüssigkeit 120 zugeführt werden,
nachdem das Gehäuse 40 auf das
Deckelelement 20 gepasst wurde, indem die Zusatzflüssigkeit 120 unter
Druck auf dieselbe Art und Weise wie oben für die Zuführung des unter Druck stehenden
Gases beschrieben durch den Düsendurchgang 61 zugeführt wird.
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Nachdem
die Fluidkammer 22 unter Druck gesetzt wurde, wird die
Verschlussvorrichtung 10 mittels des Eingriffs des zusätzlichen
Innengewindes 52 auf dem Gehäuse 40 in das zusätzliche
Außengewinde 18 auf
dem Hals 16 des Behälters 12 an
dem Hals 16 des Behälters 12 gesichert,
um den Inhalt des Behälters 12 abzudichten.
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4 zeigt
eine alternative obere Deckelwand 26A, die separat von
dem Rest des Deckelelements 20 gebildet ist. Bei dieser
Ausführungsform kann
die untere Wand 24 als ein mit der inneren und der äußeren Deckelwand 32, 28 integrales
Formstück
gebildet sein, obwohl sie als ein separater Teil dargestellt ist.
Da die obere Deckelwand 26A separat ist, kann die Fluidkammer 22 nach
dem Eingriff des Deckelelements 20 und des Gehäuses 40 leicht
mit der Zusatzflüssigkeit 120 gefüllt werden,
da die Fluidkammer 22 offen bleibt, bis die obere Deckelwand 26A durch
den Eingriff einer Rippe 27B an dem Umfang der oberen Deckelwand 26A in
einer auf der inneren Oberfläche
der inneren Deckelwand 32 bereitgestellten Nut 27A an
dem Deckelelement 20 gesichert wird. Eine Abdichtung 27C stellt
sicher, dass die Fluidkammer 22 dampfdicht bleibt. Unter
Druck stehendes Gas kann dann durch den Düsendurchgang 61 in
die Fluidkammer 22 zugeführt werden, wie oben beschrieben.
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In 5 ist
eine alternative Ausgussanordnung gezeigt. Der Ausguss 36 weist
einen gleitbaren Ausgussverschluss 100 auf, der angeordnet
ist, um innerhalb des Ausgusses 36 zu gleiten. Die nach oben
gerichtete Bewegung des Ausgussverschlusses 100 ist durch
Sperren 102 eingeschränkt.
Der Benutzer öffnet
den Ausgussverschluss 100 durch das Ziehen eines Ausgussverschlussdeckels 104 nach
oben. Dies verursacht, dass die Ausgussverschlussöffnungen 106 über eine
Abdichtung 108 gleiten, so dass das Innere des Ausgusses 36 mit
der Atmosphäre
in Fluidverbindung steht. Ähnliche
Ausgussverschlüsse,
die beim Sport verwendet werden, sind auf dem Gebiet bekannt, und
die Erfindung kann mit einem beliebigen bekannten Ausguss oder einer beliebigen
bekannten Ausgussverschlussanordnung verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Verschlussvorrichtung 10 bereit,
die weniger Komponenten als Vorrichtungen des Stands der Technik
erfordert. Die Verschlussvorrichtung 10 ist einfach zu
fertigen, da sie bei einer Ausführungsform
lediglich drei geformte Komponenten erfordert, das Deckelelement 20,
die untere Wand 24 des Deckelelements 20 und das
Gehäuse 40.
Die Verschlussvorrichtung 10 kann zusammengebaut und mit
der Zusatzflüssigkeit 120 gefüllt werden
und dann vor der Verwendung auf einem Standardbehälter 12 aufbewahrt
oder transportiert werden. Sie erfordert an der Abfüllstelle
kein separates Füllen.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 ermöglicht das Zuführen und
Mischen der Zusatzflüssigkeit 120 zu dem
Inhalt des Hauptflüssigkeitsraums 14 eines
Behälters 12 ohne
die Entfernung der Verschlussvorrichtung 10 von dem Behälter 12.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 ermöglicht einem Benutzer, über einen
Ausguss 36 an die gemischte Flüssigkeit zu gelangen, ohne
die Verschlussvorrichtung 10 von dem Behälter 12 zu
entfernen.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 kann bei einem beliebigen Standard-Behälter 12 mit
einer beliebigen Form oder einem beliebigen Volumen, aus einem beliebigen
Material, zum Beispiel PET, Glas, Metall oder einem beliebigen geeigneten
Kunststoff, verwendet werden. Das zusätzliche Außengewinde 18 auf
dem Hals 16 des Behälters 12 kann
ein beliebiges Standard-Gewinde sein.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 optimiert die Verwendung des Volumens
innerhalb des Halses 16 des Behälters 12, da sich
die Fluidkammer 22 über den
gesamten zur Verfügung
stehenden Bereich des Halses 16 erstreckt. Der Innendurchmesser
der Fluidkammer 22 wird lediglich durch die Dicke der inneren
Gehäusewand 46 und
der inneren Deckelwand 32 beschränkt. Das Volumen der Fluidkammer 22 kann
durch das Variieren der Länge
der Fluidkammer 22 variiert werden.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 kann nicht betätigt werden, um die Zusatzflüssigkeit 120 in
den Hauptflüssigkeitsraum 14 zuzuführen, bis
die Originalitätsleiste 80 wenigstens
teilweise entfernt wird, wodurch dem Kunden garantiert wird, dass
die Zusatzflüssigkeit 120 nicht
verfrüht,
zum Beispiel während
der Lagerung in einem Regal in einem Geschäft, mit dem Inhalt des Behälters 12 gemischt
wurde.
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Die
Innenform der Fluidkammer 22, welche eine obere Oberfläche 76 der
unteren Wand 24 aufweist, die zu der Öffnung 25 und dem
unteren Stöpselabschnitt 64 hin
abgeschrägt
ist, stellt sicher, dass nach der Abgabe der Zusatzflüssigkeit 120 lediglich eine
minimale Menge restlicher Zusatzflüssigkeit 120 in der
Fluidkammer 22 verbleibt. Die schräge Form ermöglicht, dass die gesamte Menge
der Zusatzflüssigkeit 120 abgegeben
wird, selbst wenn der Behälter 12 während der
Betätigung
der Verschlussvorrichtung 10 aus der Vertikalen geneigt
wird, um die Zusatzflüssigkeit 120 auszustoßen.
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Die
Materialien der Verschlussvorrichtung 10 können ausgewählt werden,
um jegliche Kompatibilitätsprobleme
mit der Zusatzflüssigkeit 120 zu
vermeiden. Während
der Aufbewahrung ist die Zusatzflüssigkeit 120 lediglich
mit dem Deckelelement 20 und dem Stöpselelement 42 in
Kontakt. Falls erforderlich, kann das Stöpselelement 42 aus
einem anderen Material als der Rest des Gehäuses 40 separat hergestellt
werden. Falls gewünscht,
kann im Inneren der Fluidkammer 22 eine Auskleidung, zum
Beispiel aus Edelstahl, verwendet werden, um den Kontakt mit dem
geformten Deckelelement 20 zu vermeiden. Gewisse Geschmacks-
oder Farbzusätze
sind mit Abdichtmaterialien nicht kompatibel. Die untere Wand 24 kann
somit zum Beispiel durch Einsatzformen gefertigt werden, so dass
die obere Oberfläche 76 der
unteren Wand 24 aus Polypropylen oder einem anderen geeigneten
inerten Material ist, während
die Abdichtungen 66, 68 unter dem Material der oberen
Oberfläche 76 geschützt sind.
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Bei
den dargestellten Ausführungsformen
ist das Stöpselelement 42 als
ein einstückiges
Bauelement gezeigt, auf dem sowohl der untere Stöpselabschnitt 64 als
auch der obere Stöpselabschnitt 90 angeordnet
sind. Das Stöpselelement 42 kann
jedoch als zwei oder mehrere separate Bauelemente, wobei der untere
Stöpselabschnitt 64 und
der obere Stöpselabschnitt 90 auf
unterschiedlichen Bauelementen angeordnet sind, und mit einem Verknüpfungsmittel gebildet
sein, so dass sowohl der untere Stöpselabschnitt 64 als
auch der obere Stöpselabschnitt 90 mit dem
Gehäuse 40 verknüpft bleiben,
wenn das Deckelelement 20 angehoben wird.
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Die
Verschlussvorrichtung 10 der Erfindung bietet einen vereinfachten
Prozess zum Füllen
und Zusammenbauen der Verschlussvorrichtung 10 und kann
ohne Bedarf an einem Haftmittel an einen Behälter 12 gebaut und
gepasst werden. Die Fluidkammer 22 kann unter Verwendung
einer beliebigen geeigneten Quelle an unter Druck stehendem Gas,
die leicht an die Düse 60 auf
dem Gehäuse 40 gepasst werden
kann, sobald die Verschlussvorrichtung 10 zusammengebaut
wurde, leicht unter Druck gesetzt werden. Es ist keine spezialisierte
Aerosoltechnologie nötig.
Die Zusatzflüssigkeit 120 kann
dichter, oder viskoser sein, und, falls gewünscht, kann der Bereich des
Düsendurchgangs 61 und
des Innenfluiddurchgangs 70 vergrößert werden, um den Fluss einer
viskoseren Zusatzflüssigkeit 120 zu
verbessern. Mit der Verschlussvorrichtung 10 der Erfindung
können
Zusätze
verwendet werden, die ein Schütteln
erfordern, um sie aufzulösen,
da sie nach dem Ausstoßen
das Schütteln
des Behälters 12 ohne
die Gefahr, dass es zwischen der Verschlussvorrichtung 10 und
dem Behälter 12 zu
einem Überlaufen
kommt, erlaubt, da die Verschlussvorrichtung 12 bis zum
Hals 16 abgedichtet bleibt.
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Modifikationen
und Variationen sind möglich, ohne
den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich zu den oben beschriebenen
Modifikationen und Variationen kann die Zusatzflüssigkeit 120 durch ein
Gel oder einen frei fließenden
Puder oder dergleichen ersetzt werden. Die untere Wand 24 kann
mit dem Rest des Deckelelements 20 integral gebildet sein.
Die Verschlussvorrichtung 10 kann mit einem ein Sprudelgetränk fassenden
Behälter 12 verwendet werden,
vorausgesetzt der Druck des Hauptflüssigkeitsraums 14 ist
geringer als der Druck der Fluidkammer 22. Die primären Gewinde 30, 50 können von
einer beliebigen geeigneten Gewindeausführung und so angeordnet sein,
dass die Verschlussvorrichtung 10 nach einem beliebigen
geeigneten Drehwinkel, zum Beispiel 45°, die Zusatzflüssigkeit 120 ausstößt, das
heißt
in den Hauptflüssigkeitsraum 14 stößt, und
nach einem beliebigen geeigneten weiteren Drehwinkel, zum Beispiel
45° bis
450°, über den Ausguss 36 und
die Fluidkammer 22 den Zugang zu dem Hauptflüssigkeitsraum 14 ermöglicht.
