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Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
EP 3 556 218 A2 beschrieben, ein Druckbehälter zur Aufnahme von physikalischen Treibmitteln bekannt. Im Druckbehälter ist wenigstens ein aromatisiertes, in Form eines Fluides vorliegendes, für den Verzehr geeignetes, physikalisches Treibmittel angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Druckbehälter anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Druckbehälter weist einen Behälterkörper auf. An einem oberen Ende des Behälterkörpers ist ein Endbereich einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildet. Dieser einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildete Endbereich kann auch als Endstück bezeichnet werden. Der Endbereich weist eine Behälteröffnung auf. Des Weiteren weist der Behälterkörper einen an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildeten Behälterboden auf. Der Druckbehälter weist zudem ein Ventil auf, welches im und/oder am Endbereich angeordnet ist. Das Ventil ist beispielsweise in den Endbereich eingeschraubt. Es ist beispielsweise als ein Rückschlagventil ausgebildet.
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Die Behälteröffnung des Endbereichs ist durch das Ventil mediendicht verschlossen. Das Ventil weist insbesondere einen Ventilkörper mit einer Durchlassöffnung auf, in der ein Ventilstößel angeordnet ist, welcher in einer geschlossenen Ventilstellung des Ventils die Durchlassöffnung mediendicht verschließt und in einer geöffneten Ventilstellung des Ventils die Durchlassöffnung freigibt.
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Erfindungsgemäß weist der Druckbehälter ein Saugrohr auf, welches im Behälterinnenraum des Druckbehälters angeordnet ist und fest und fluiddicht mit dem Ventil verbunden ist. Ein Rohrinnenraum des Saugrohrs ist fluidisch mit der Durchlassöffnung des Ventils verbunden. Das Saugrohr erstreckt sich in Richtung des Behälterbodens bis in einen Bereich des Behälterbodens und weist im Bereich des Behälterbodens eine Rohröffnung auf. Die Rohröffnung ist insbesondere in einem unteren Zehntel des Behälterinnenraums angeordnet, insbesondere in einem unteren Zehntel der Höhe des Behälterinnenraums.
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Der Druckbehälter, insbesondere Druckgasbehälter, ermöglicht insbesondere eine unmittelbare mediendichte Kopplung des Druckbehälters mit einem weiteren Anschluss, beispielsweise einem Anschluss einer Anwendung. Zur Betätigung in der Anwendung wird der Ventilstößel mittels der Anwendung, beispielsweise mittels einer Betätigungseinheit der Anwendung, in die geöffnete Ventilstellung bewegt. Dadurch strömt das Medium aus dem Behälterinnenraum über die Durchlassöffnung aus dem Druckbehälter aus und in die Anwendung ein.
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Der Druckbehälter ist besonders vorteilhaft für ein zur Einleitung in ein Getränk vorgesehenes Medium, das ein Treibmittel, insbesondere ein Treibgas, und ein Aroma aufweist. Das Treibmittel ist insbesondere Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Aroma weist insbesondere mindestens ein ätherisches Öl als Trägerstoff auf. Das Medium ist somit ein aromatisiertes Treibmittel.
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Ist der Druckbehälter mit einem solchen Medium befüllt, kann er in eine Anwendung eingesetzt werden, mittels welcher das Medium, insbesondere das Kohlenstoffdioxid und das Aroma, in das Getränk, beispielsweise Wasser, eingeleitet werden kann. Die Anwendung ist somit eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Sprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers, und wird daher auch als Wassersprudler oder Getränkesprudler bezeichnet. Der Druckbehälter wird dabei auch als Gaskartusche bezeichnet.
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Zum Befüllen des Druckbehälters mit einem solchen Medium kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bestandteile des Mediums, d. h. das Treibmittel, insbesondere Kohlenstoffdioxid, und das Aroma, beispielsweise bereits vor der Befüllung des Druckbehälters vermischt werden und zusammen in den Druckbehälter eingefüllt werden, oder sie kommen beispielsweise erst im Druckbehälter zusammen. D. h. es kann auch eine Befüllung des Druckbehälters nacheinander mit diesen Bestandteilen des Mediums vorgesehen sein, beispielsweise zunächst ein Befüllen mit dem Aroma und danach mit dem Treibmittel, insbesondere Kohlenstoffdioxid. Das Medium, mit welchem der Druckbehälter dann befüllt ist und welches dann zur Einleitung in ein Getränk vorgesehen ist, weist dann das Kohlenstoffdioxid und das Aroma auf.
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Problematisch bei der Verwendung bisher aus dem Stand der Technik bekannter Druckbehälter, die das Saugrohr nicht aufweisen, ist, dass nach dem Befüllen des Druckbehälters das Treibmittel in ca. einem oberen Drittel des Behälterinnenraums in einem gasförmigen Zustand und beispielsweise in einem Übergangszustand zwischen flüssig und gasförmig und in ca. den unteren zwei Dritteln des Behälterinnenraums in einem flüssigen überkritischen Zustand vorliegt. Das Aroma befindet sich dabei im flüssigen Zustand im unteren Bereich des Behälterinnenraums und ist somit insbesondere mit dem flüssigen Teil des Treibmittels vermischt. Bei Öffnen des Ventils entweicht das sich bereits im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich des Behälterinnenraums, welches nicht optimal mit dem Aroma vermischt ist.
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Um eine ausreichende Durchmischung des gesamten Treibmittels mit dem Aroma zu erreichen, müsste der Druckbehälter über Zimmertemperatur erwärmt werden, so dass auch das Aroma verdampft und sich mit dem Treibmittel vermischt. Dadurch steigt jedoch auch der Druck im Behälterinnenraum, wobei dies nur bis zu einem maximalen Druck zulässig ist. Zudem entmischen sich das gasförmige Treibmittel und das Aroma im Zeitverlauf auch wieder. Für ein Sprudeln mit einem optimal gemischten aromatisierten Treibmittel wäre somit vor jedem Sprudelvorgang ein erneutes Erwärmen und Mischen des Treibmittels mit dem Aroma erforderlich. Dies ist jedoch nicht praktikabel. Die Konsequenz daraus ist eine nicht gleichbleibende Aromatisierung von Getränken. Zudem ist, um eine ausreichende Aromatisierung sicherzustellen, eine relativ große Menge an Aroma erforderlich.
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Diese Probleme werden durch die Erfindung gelöst. Der Geschmack der mittels des aromatisierten Treibmittels aromatisierten Getränke wird deutlich verbessert und ein Bedarf an teuren Aromen wird deutlich reduziert.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es unproblematisch, dass sich das Aroma nach dem Befüllen des Druckbehälters mit dem Treibmittel und dem Aroma am Behälterboden sammelt oder sich nur mit dem flüssigen überkritischen Teil des Treibmittels mischt, denn mittels des Saugrohrs, dessen Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens angeordnet ist, wird entweder das Aroma oder werden das Aroma und das flüssige überkritische Treibmittel aus diesem Bereich des Behälterboden angesaugt, während des Aufsteigens im Saugrohr gasförmig und im gasförmigen Zustand durch das Ventil aus dem Behälterinnenraum ausgeleitet und in das Getränk eingeleitet.
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Das Saugrohr ist insbesondere derart ausgebildet, dass es flüssiges Treibmittel und Aroma ansaugt, insbesondere flüssiges Treibmittel mit Aroma vermischt. Wie erwähnt, geht dieses aromatisierte Treibmittel während des Steigprozesses bis zum Ventil vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über und tritt anschließend durch das geöffnete Ventil in die Anwendung, d. h. in den Getränkesprudler, aus. Es erfolgt somit ein optimales Aufsprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers.
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Hierzu ist das Saugrohr, wie beschrieben, fest und dicht mit dem Ventil verbunden und derart ausgebildet, dass das aus dem Bereich des Behälterbodens angesaugte flüssige, insbesondere aromatisierte, Treibmittel während des Aufsteigens in den gasförmigen Zustand übergeht. Hierfür ist das Saugrohr derart ausgebildet, dass es stets die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens aufweist.
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In weiteren, im Folgenden näher beschriebenen, Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Saugrohr derart ausgebildet ist, dass es das sich im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums ansaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens das Aroma ansaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma und Treibmittel und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel erreicht wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist die Rohröffnung an einem Rohrende des Saugrohrs ausgebildet und bildet somit eine Rohrendeöffnung. Dies ist eine besonders einfach herzustellende Ausführungsform des Saugrohrs. Wenn das Rohrende dabei gerade ausgebildet ist, d. h., wenn ein Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung senkrecht zur Längsachse des Saugrohrs ausgerichtet ist, ist das Rohrende vom Behälterboden beabstandet angeordnet, jedoch, wie beschrieben, im Bereich des Behälterbodens. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rohröffnung nicht durch den Behälterboden verschlossen wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Rohrende schräg ausgebildet, d. h. der Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung verläuft schräg zur Längsachse des Saugrohrs. Dadurch ist auch dann, wenn sich das Saugrohr bis zum Behälterboden erstreckt, sichergestellt, dass die Rohröffnung, welche hier ebenfalls am Rohrende ausgebildet ist und somit die Rohrendeöffnung bildet, nicht durch den Behälterboden verschlossen wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist ein Endbereich des Saugrohrs in Richtung des Rohrendes trichterförmig ausgebildet. Die sich am Rohrende befindende und somit die Rohrendeöffnung bildende Rohröffnung weist somit einen geringeren Querschnitt auf als die anderen Bereiche des Saugrohrs. Dadurch wird ein optimiertes Ansaugen des Aromas und/oder des flüssigen Treibmittels erreicht.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Saugrohr U-förmig ausgebildet, wobei das Rohrende in einem oberen Bereich des Behälterinnenraums angeordnet ist. Die Rohröffnung, welche im Bereich des Behälterbodens angeordnet ist, ist hier somit nicht am Rohrende ausgebildet, d. h. diese Rohröffnung ist nicht identisch mit der Rohrendeöffnung, sondern die Rohröffnung ist im unteren Bereich der U-Form, insbesondere am tiefsten Punkt der U-Form, ausgebildet. Das Rohrende weist natürlich auch hier die Rohrendeöffnung am Rohrende auf, somit zusätzlich zur Rohröffnung. Hierdurch wird bei Öffnen des Ventils über die Rohrendeöffnung das sich im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens das Aroma angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma und Treibmittel und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel erreicht wird. Das Rohrende und somit die Rohrendeöffnung ist hierfür insbesondere in einem oberen Drittel des Behälterinnenraums angeordnet, insbesondere in einem oberen Drittel der Höhe des Behälterinnenraums.
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In einer möglichen Ausführungsform ist in einem oberen Bereich des Saugrohrs mindestens eine Wandöffnung in einer Rohrwand des Saugrohrs ausgebildet, beispielsweise in Form eines Schlitzes oder einer Bohrung. Beispielsweise sind mehrere solche Wandöffnungen vorgesehen. Die Rohröffnung ist dabei insbesondere als Rohrendeöffnung am Rohrende des Saugrohrs ausgebildet. Auch Hierdurch wird bei Öffnen des Ventils über die mindestens eine Wandöffnung oder die mehreren Wandöffnungen das sich im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens das Aroma angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma und Treibmittel und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel erreicht wird. Die mindestens eine Wandöffnung ist hierfür insbesondere in einem oberen Drittel des Behälterinnenraums angeordnet, insbesondere in einem oberen Drittel der Höhe des Behälterinnenraums.
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Das erwähnte Rohrende, an welchem sich die Rohrendeöffnung befindet, ist stets das vom Ventil beabstandete freie Rohrende des Saugrohrs.
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In einer möglichen Ausführungsform des Druckbehälters ist eine an einer die Behälteröffnung des Endbereichs umgebenden Wandung innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur für das Ventil vorgesehen. Sie weist insbesondere ein an der Innenseite der Wandung angeordnetes Innengewinde auf. In einer möglichen Ausführungsform weist das Ventil, d. h. insbesondere der Ventilkörper, ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierendes Außengewinde auf. Im in das Innengewinde eingeschraubten Zustand, insbesondere vollständig, d. h. bis zu einer vorgegebenen Endposition, eingeschraubten Zustand, ist das Ventil im Bereich der Behälteröffnung des Endbereichs angeordnet und ragt ausgehend von der Behälteröffnung in den Endbereich hinein. Insbesondere liegt es an dem Endbereich mediendicht an.
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Der Behälterkörper weist insbesondere eine an einer die Behälteröffnung des Endbereichs umgebenden Wandung außenseitig angeordnete Anschlussgeometrie auf, zum Beispiel ein Außengewinde, beispielsweise ein ACME-Gewinde, oder eine Rastanordnung oder ein Schnellverschluss, wobei die Wandung mit der Anschlussgeometrie einen Anschluss bildet, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss, insbesondere einem Anschluss der Anwendung, mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein.
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In einer möglichen Ausführungsform weist der Druckbehälter eine Überdrucksicherung auf. Beispielsweise ist diese Überdrucksicherung im Ventil angeordnet. Alternativ ist diese Überdrucksicherung beispielsweise im Behälterboden, insbesondere in einer im Behälterboden ausgebildeten Überdrucköffnung, angeordnet. Dies ermöglicht bei einer entsprechenden Ausbildung des Behälterbodens, beispielsweise mit einer entsprechenden Vertiefung, eine integrierte Anordnung der Überdrucksicherung, ohne dass diese über einen Außenrand des Druckbehälters übersteht. Somit ist ein Schutz vor mechanischer Beschädigung der Überdrucksicherung erhöht. Weiterhin kann ein erforderlicher Bauraum zur Aufnahme des Druckbehälters in der Anwendung verringert werden und eine Montage des Druckbehälters in dem Bauraum ist vereinfacht.
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Die Überdrucksicherung umfasst zum Beispiel eine Berstscheibe. Beispielsweise ist ein durch den Ventilstößel hindurch verlaufender Überdruckkanal ausgebildet, welcher von der Berstscheibe mediendicht verschlossen ist. Beispielsweise ist die Berstscheibe hierzu an einem zum Behälterinnenraum weisenden Ende des Überdruckkanals am Ventilstößel angeordnet und beispielsweise vom Gehäuse am Ventilstößel gehalten. Alternativ ist die Berstscheibe beispielsweise mit einer Schraube, umfassend einen Entlüftungsbolzen, gesichert, beispielsweise im Ventil oder im Behälterboden. Eine solche Ausbildung der Überdrucksicherung, insbesondere mittels Berstscheibe, ist besonders einfach, kostengünstig und zuverlässig. Beispielsweise ist die Überdrucksicherung für einen Auslösedruck von 250 bar ausgebildet. Es sind jedoch auch beliebige andere Auslösedruckwerte möglich.
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Beispielsweise ist die Berstscheibe fluidisch mit einem Inneren des Druckbehälters, d. h. mit dem Behälterinnenraum, gekoppelt. Sie wird beispielsweise randseitig von der Schraube gehalten, innerhalb welcher ein Entlüftungsbolzen ausgebildet oder angeordnet ist, oder vom Gehäuse und dem Ventilstößel mit darin ausgebildetem Überdruckkanal gehalten. Wird der Auslösedruck überschritten, wird die Berstscheibe mechanisch zerstört und gibt eine fluidische Verbindung zwischen dem Entlüftungsbolzen bzw. dem Überdruckkanal und dem Behälterinnenraum frei, so dass das sich im Behälterinnenraum befindende Medium, beispielsweise Gas, entweichen kann.
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Insbesondere bei einer Anordnung der Überdrucksicherung im Behälterboden umfasst die Überdrucköffnung beispielsweise ein mit einem Außengewinde der Schraube korrespondierendes Innengewinde, in welches die Schraube eingeschraubt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und sichere Befestigung der Überdrucksicherung. Beispielsweise wird das Innengewinde durch spanende Bearbeitung erzeugt. Das Innengewinde kann jedoch auch in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, während der Ausformung des Behälterbodens erzeugt werden. Es sind alternativ auch andere Verfahren zur Herstellung des Innengewindes möglich.
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In einem Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Druckbehälters werden der Behälterkörper und der Endbereich beispielsweise gemeinsam aus einem Materialrohling in einem Rollumformverfahren hergestellt. Insbesondere durch die einstückige Ausbildung des gesamten Behälterkörpers inklusive Behälterboden und Endbereich wird mit geringem Aufwand, insbesondere mit geringem Materialaufwand, eine besonders große Druckstabilität erreicht, da Verbindungen, beispielsweise Schweißnähte, welche Schwachstellen darstellen, vermieden werden. Weiterhin werden die Befestigungsstruktur für das Ventil und insbesondere auch die Anschlussgeometrie beispielsweise mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren im Bereich des Endbereichs erzeugt. Anschließend wird das Ventil mit dem daran angeordneten Saugrohr im Bereich der Behälteröffnung am Endbereich befestigt, insbesondere eingeschraubt. Der Druckbehälter ist mittels des Rollumformverfahrens besonders einfach und mit hoher Qualität herstellbar. Auch die Erzeugung der Befestigungsstruktur und die Befestigung des Ventils sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.
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In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung des Druckbehälters wird die Überdrucköffnung im Behälterboden mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt und anschließend die Überdrucksicherung an der Überdrucköffnung befestigt. Die Erzeugung der Überdrucköffnung und die Befestigung der Überdrucksicherung sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
- 1 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters,
- 2 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters,
- 3 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters,
- 4 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters, und
- 5 schematisch eine Detailansicht des Details V in 4.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 4 zeigen beispielhaft verschiedene Ausführungsformen eines Druckbehälters 1. 5 zeigt eine Detailansicht des in 4 gekennzeichneten Details V der in 4 dargestellten Ausführungsform. Der Druckbehälter 1 umfasst ein Ventil 6.
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Der Druckbehälter 1 ist insbesondere ein Druckgasbehälter und zur Aufnahme eines Gases unter hohem Druck ausgebildet. Insbesondere ist der Druckbehälter 1 eine so genannte Gaskartusche, insbesondere für eine als Getränkesprudler ausgebildete Anwendung.
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Der Druckbehälter 1 weist einen Behälterkörper 3 mit einem an einem unteren Ende angeordneten und insbesondere einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildeten Behälterboden 4 auf.
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An einem oberen und somit dem Behälterboden 4 gegenüberliegenden Ende weist der Behälterkörper 3 einen Endbereich 2 auf, welcher insbesondere einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildet ist. Der Endbereich 2 weist eine Behälteröffnung O auf.
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Der Behälterboden 4, der Behälterkörper 3 und der Endbereich 2 sind insbesondere als homogenes, einstückiges Bauteil ohne Fügestellen ausgebildet und gemeinsam in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, aus einem Materialrohling, beispielsweise aus einem Aluminiumrohling oder einem anderen Material, hergestellt.
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Zu einer mediendichten Kopplung des Druckbehälters 1 mit einer Anwendung, insbesondere dem Getränkesprudler, weist dieser beispielsweise eine an einer die Behälteröffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 außenseitig eingebrachte Anschlussgeometrie auf, welche zum Beispiel als ein Außengewinde, beispielsweise als ein so genanntes ACME-Gewinde, ausgebildet ist. Dabei bildet die Wandung 2.1, insbesondere aufweisend die Anschlussgeometrie, einen Anschluss, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss der entsprechenden Anwendung mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein. Die Anschlussgeometrie wird beispielsweise während der Formung des Endbereichs 2 in dem Umformverfahren mit erzeugt und/oder mittels spanender Bearbeitung nach der Umformung und/oder durch Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt.
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Der Druckbehälter 1 weist des Weiteren das, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildete, Ventil 6 auf. Dieses Ventil 6 ist zumindest abschnittsweise innerhalb des Endbereichs 2 angeordnet. Hierzu weist der Druckbehälter 1 eine an der die Behälteröffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur für das Ventil 6 auf. Die Befestigungsstruktur weist insbesondere ein an der Innenseite der Wandung 2.1 angeordnetes Innengewinde auf. Das Ventil 6, im dargestellten Beispiel ein Ventilkörper 6.7 des Ventils 6, weist ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierendes Außengewinde auf.
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Das Ventil 6 umfasst im dargestellten Beispiel den Ventilkörper 6.7. Im dargestellten Beispiel umfasst der Ventilkörper 6.7 ein Unterteil 5 und ein Oberteil 7. Der Ventilkörper 6.7, insbesondere dessen Unterteil 5, ist mit einem kragenförmigen Abschnitt an der Behälteröffnung O des Endbereichs 2 angeordnet. Ausgehend von der Behälteröffnung O und von diesem kragenförmigen Abschnitt ragt der Ventilkörper 6.7, insbesondere dessen Unterteil 5, in den Endbereich 2 hinein.
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Der Ventilkörper 6.7, insbesondere dessen Unterteil 5, liegt an dem Endbereich 2 mediendicht an. Hierzu ist ein Durchmesser des kragenförmigen Abschnitts größer als ein Öffnungsdurchmesser der Behälteröffnung O des Endbereichs 2, wodurch am kragenförmigen Abschnitt eine dem Endbereich 2 zugewandte Anlagefläche ausgebildet ist, die an einer Stirnseite des Endbereichs 2 anliegt.
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Der Ventilkörper 6.7 weist eine in Axialrichtung des Ventilkörpers 6.7 verlaufende und diesen durchdringende Durchlassöffnung DO auf, die mit einem Behälterinnenraum 8 des Druckbehälters 1 fluidisch verbunden ist. Im dargestellten Beispiel verläuft diese Durchlassöffnung DO durch das Unterteil 5 und das Oberteil 7 hindurch. Das Ventil 6 weist zudem einen Ventilstößel 6.3 auf. Der Ventilstößel 6.3 ist in der Durchlassöffnung DO angeordnet und verschließt sie in einer geschlossenen Ventilstellung mediendicht. In einer geöffneten Ventilstellung gibt der Ventilstößel 6.3 die Durchlassöffnung DO frei.
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Zur Betätigung in einer Anwendung wird der Ventilstößel 6.3 mittels der Anwendung, beispielsweise mittels einer Betätigungseinheit der Anwendung, nach unten in die geöffnete Ventilstellung bewegt, wodurch die Durchlassöffnung DO geöffnet wird. Dadurch strömt das Medium, insbesondere ein Gas, aus dem Behälterinnenraum 8 über die Durchlassöffnung DO aus dem Druckbehälter 1 aus und in die mit dem Druckbehälter 1 verbundene Anwendung ein.
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Der Druckbehälter 1 weist ein Saugrohr 9 auf, welches im Behälterinnenraum 8 angeordnet ist und fest und fluiddicht, insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, mit dem Ventil 6, insbesondere mit dem Ventilkörper 6.7, im dargestellten Beispiel mit dessen Unterteil 5, verbunden ist. In den dargestellten Beispielen ist das Saugrohr 9 abschnittsweise in der Durchlassöffnung DO angeordnet, beispielsweise in diese eingeschraubt. Ein Rohrinnenraum des Saugrohrs 9 ist fluidisch mit der Durchlassöffnung DO des Ventils 6 verbunden. Das Saugrohr 9 erstreckt sich in Richtung des Behälterbodens 4 bis in einen Bereich des Behälterbodens 4 und weist im Bereich des Behälterbodens 4 eine Rohröffnung 10 auf.
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Der Druckbehälter 1, insbesondere Druckgasbehälter, ermöglicht insbesondere eine unmittelbare mediendichte Kopplung des Druckbehälters 1 mit einem weiteren Anschluss, beispielsweise einem Anschluss einer Anwendung. Zur Betätigung in der Anwendung wird der Ventilstößel 6.3 mittels der Anwendung, beispielsweise mittels einer Betätigungseinheit der Anwendung, in die geöffnete Ventilstellung bewegt. Dadurch strömt das Medium aus dem Behälterinnenraum 8 über die Durchlassöffnung DO aus dem Druckbehälter 1 aus und in die Anwendung ein.
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Der Druckbehälter 1 ist besonders vorteilhaft für ein zur Einleitung in ein Getränk vorgesehenes Medium, das ein Treibmittel T, insbesondere ein Treibgas, und ein Aroma A aufweist. Das Treibmittel T ist insbesondere Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Aroma A weist insbesondere mindestens ein ätherisches Öl als Trägerstoff auf. Das Medium ist somit ein aromatisiertes Treibmittel T.
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Ist der Druckbehälter 1 mit einem solchen Medium befüllt, kann er in eine Anwendung eingesetzt werden, mittels welcher das Medium, insbesondere das Kohlenstoffdioxid und das Aroma A, in das Getränk, beispielsweise Wasser, eingeleitet werden kann. Die Anwendung ist somit eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Sprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers, und wird daher auch als Wassersprudler oder Getränkesprudler bezeichnet. Der Druckbehälter 1 wird dabei auch als Gaskartusche bezeichnet.
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Zum Befüllen des Druckbehälters 1 mit einem solchen Medium kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bestandteile des Mediums, d. h. das Treibmittel T, insbesondere Kohlenstoffdioxid, und das Aroma A, beispielsweise bereits vor der Befüllung des Druckbehälters 1 vermischt werden und zusammen in den Druckbehälter 1 eingefüllt werden, oder sie kommen beispielsweise erst im Druckbehälter 1 zusammen. D. h. es kann auch eine Befüllung des Druckbehälters 1 nacheinander mit diesen Bestandteilen des Mediums vorgesehen sein, beispielsweise zunächst ein Befüllen mit dem Aroma A und danach mit dem Treibmittel T, insbesondere Kohlenstoffdioxid. Das Medium, mit welchem der Druckbehälter 1 dann befüllt ist und welches dann zur Einleitung in ein Getränk vorgesehen ist, weist dann das Kohlenstoffdioxid und das Aroma A auf.
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Nach dem Befüllen liegt das Treibmittel T in den unteren zwei Dritteln des Behälterinnenraums 8 in einem flüssigen überkritischen Zustand FZ vor. Darüber liegt es zunächst in einer Übergangsphase P zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand und darüber im gasförmigen Zustand GZ vor. Das Aroma A sammelt sich nach dem Befüllen des Druckbehälters 1 am Behälterboden 4 oder vermischt sich nur mit dem flüssigen überkritischen Teil des Treibmittels T. Bei der hier beschriebenen Lösung ist dies jedoch unproblematisch, denn mittels des Saugrohrs 9, dessen Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 angeordnet ist, wird entweder das Aroma A oder werden das Aroma A und das flüssige überkritische Treibmittel T aus diesem Bereich des Behälterbodens 4 angesaugt, während des Aufsteigens im Saugrohr 9 gasförmig und im gasförmigen Zustand durch das Ventil 6 aus dem Behälterinnenraum 8 ausgeleitet und in das Getränk eingeleitet. Eine Strömung des Treibmittels T und Aromas A durch das Saugrohr 9 und das Ventil 6 ist in den 1 bis 5 durch Strömungspfeile SP dargestellt.
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Das Saugrohr 9 ist insbesondere derart ausgebildet, dass es flüssiges Treibmittel T und Aroma A ansaugt, insbesondere flüssiges Treibmittel T, welches mit dem Aroma A vermischt ist. Wie erwähnt, geht dieses aromatisierte Treibmittel T während des Steigprozesses bis zum Ventil 6 vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über und tritt anschließend durch das geöffnete Ventil 6 in die Anwendung, d. h. in den Getränkesprudler, aus. Es erfolgt somit ein optimales Aufsprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers.
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Hierzu ist das Saugrohr 9, wie beschrieben, fest und dicht mit dem Ventil 6 verbunden und derart ausgebildet, dass das aus dem Bereich des Behälterbodens 4 angesaugte flüssige, insbesondere aromatisierte, Treibmittel T während des Aufsteigens in den gasförmigen Zustand übergeht. Hierfür ist das Saugrohr 9 derart ausgebildet, dass es stets die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 aufweist.
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In weiteren, im Folgenden näher beschriebenen, Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Saugrohr 9 derart ausgebildet ist, dass es das sich im gasförmigen Zustand GZ befindende Treibmittel T aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums 8 ansaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 das Aroma A ansaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma A und Treibmittel T und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel T erreicht wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist die Rohröffnung 10 an einem Rohrende des Saugrohrs 9 ausgebildet und bildet somit eine Rohrendeöffnung 11, wie in den 1 und 2 gezeigt. Dies ist eine besonders einfach herzustellende Ausführungsform des Saugrohrs 9. Wenn das Rohrende dabei gerade ausgebildet ist, d. h., wenn ein Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung 10 senkrecht zur Längsachse des Saugrohrs 9 ausgerichtet ist, ist das Rohrende vom Behälterboden 4 beabstandet angeordnet, jedoch, wie beschrieben, im Bereich des Behälterbodens 4. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rohröffnung 10 nicht durch den Behälterboden 4 verschlossen wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Rohrende schräg ausgebildet, d. h. der Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung 10 verläuft schräg zur Längsachse des Saugrohrs 9. Dadurch ist auch dann, wenn sich das Saugrohr 9 bis zum Behälterboden 4 erstreckt, sichergestellt, dass die Rohröffnung 10, welche hier ebenfalls am Rohrende ausgebildet ist und somit die Rohrendeöffnung 11 bildet, nicht durch den Behälterboden 4 verschlossen wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist ein Endbereich des Saugrohrs 9 in Richtung des Rohrendes trichterförmig ausgebildet, wie in 2 gezeigt. Die sich am Rohrende befindende und somit die Rohrendeöffnung 11 bildende Rohröffnung 10 weist somit einen geringeren Querschnitt auf als die anderen Bereiche des Saugrohrs 9. Dadurch wird ein optimiertes Ansaugen des Aromas A und/oder des flüssigen Treibmittels T erreicht.
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In einer möglichen Ausführungsform ist in einem oberen Bereich des Saugrohrs 9 mindestens eine Wandöffnung 12 in einer Rohrwand des Saugrohrs 9 ausgebildet, beispielsweise in Form eines Schlitzes oder einer Bohrung. Beispielsweise sind mehrere solche Wandöffnungen 12 vorgesehen, wie in 3 gezeigt. Die Rohröffnung 10 ist dabei insbesondere als Rohrendeöffnung 11 am Rohrende des Saugrohrs 9 ausgebildet. Auch hierdurch wird bei Öffnen des Ventils 6 über die mindestens eine Wandöffnung 12 oder die mehreren Wandöffnungen 12 das sich im gasförmigen Zustand GZ befindende Treibmittel T aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums 8 angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 das Aroma A angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma A und Treibmittel T und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel T erreicht wird.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Saugrohr 9 U-förmig ausgebildet, wobei das Rohrende in einem oberen Bereich des Behälterinnenraums 8 angeordnet ist, wie in 4 gezeigt. Die Rohröffnung 10, welche im Bereich des Behälterbodens 4 angeordnet ist, ist hier somit nicht am Rohrende ausgebildet, d. h. diese Rohröffnung 10 ist nicht identisch mit der Rohrendeöffnung 11, sondern die Rohröffnung 10 ist im unteren Bereich der U-Form, insbesondere am tiefsten Punkt der U-Form, ausgebildet, wie im Detail in 5 gezeigt. Das Rohrende weist natürlich auch hier die Rohrendeöffnung 11 am Rohrende auf, somit zusätzlich zur Rohröffnung 10. Hierdurch wird bei Öffnen des Ventils 6 über die Rohrendeöffnung 11 das sich im gasförmigen Zustand GZ befindende Treibmittel T aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums 8 angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 das Aroma A angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma A und Treibmittel T und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel T erreicht wird.
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Das Ventil 6 umfasst des Weiteren ein Federelement 6.5, beispielsweise eine Schraubenfeder, welches den Ventilstößel 6.3 in Axialrichtung nach oben, d. h. in Richtung der Behälteröffnung O, und somit gegen das Oberteil 7 des Ventilkörpers 6.7 drückt, wobei das Federelement 6.5 im dargestellten Beispiel bei einer Bewegung des Ventilstößels 6.3 von der geschlossenen Ventilstellung in die geöffnete Ventilstellung komprimiert wird. Das Federelement 6.5 liegt hierzu mit einem Federende im dargestellten Beispiel am Unterteil 5 des Ventilkörpers 6.7 und mit dem anderen Federende am Ventilstößel 6.3 an.
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Der Ventilkörper 6.7 und/oder der Ventilstößel 6.3 sind beispielsweise jeweils aus Aluminium oder Messing oder einem anderen Material gebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckbehälter
- 2
- Endbereich
- 2.1
- Wandung
- 3
- Behälterkörper
- 4
- Behälterboden
- 5
- Unterteil
- 6
- Ventil
- 6.3
- Ventilstößel
- 6.5
- Federelement
- 6.7
- Ventilkörper
- 7
- Oberteil
- 8
- Behälterinnenraum
- 9
- Saugrohr
- 10
- Rohröffnung
- 11
- Rohrendeöffnung
- 12
- Wandöffnung
- A
- Aroma
- DO
- Durchlassöffnung
- FZ
- flüssiger überkritischer Zustand
- GZ
- gasförmiger Zustand
- O
- Behälteröffnung
- P
- Übergangsphase
- SP
- Strömungspfeil
- T
- Treibmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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