EP3013711B1

EP3013711B1 - Spenderpatrone sowie spenderanordnung

Info

Publication number: EP3013711B1
Application number: EP14737136.3A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Fuchs; Hermann Bürtlmair
Original assignee: Nuapua GmbH
Current assignee: Nuapua GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: DK3013711T3; EP3013711A1; RU2016102115A; US10093479B2; WO2014205469A1; RU2671776C2; CA2953158A1; US20160152408A1; AT514534A1; RU2016102115A3; AT514534B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spenderpatrone gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Spenderanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13, in die derartige Spenderpatronen einsetzbar sind.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um unterschiedliche Substanzen, beispielsweise Aromastoffe oder Farbstoffe, in Getränke einzubringen bzw. Getränke zu aromatisieren, zu färben oder mit diversen Substanzen zu versetzen.
Eine sehr einfache Methode besteht darin, die Substanz gleich direkt in die Basisflüssigkeit einzumischen, womit allerdings ein irreversibler Zustand geschaffen wird und die Menge der eingebrachten Substanz einmalig festgelegt ist.
Weiters ist beispielsweise aus der US 3,463,361 ein System bekannt, bei dem ein Aromageber in einer Art Strohhalm enthalten ist und das Aroma beim Durchsaugen von Flüssigkeit an diese abgegeben wird.
Weiters sind beispielsweise aus der EP 1 059 852 Systeme bekannt, bei denen hohlzylindrische Matrixkörper mit darin eingelagerten Substanzen beispielsweise in einen Flaschenaufsatz so eingesetzt werden, dass die Flüssigkeit beim Ausgießen daran vorbei strömen muss und Aromastoffe aufnimmt.
Bei diesen Systemen wird zwar nicht die ursprüngliche Flüssigkeit aromatisiert, allerdings wird immer die gesamte Menge der Flüssigkeit, die von der Quelle zum Benutzer strömt, zwingend mit der Substanz versetzt und es besteht keine Möglichkeit, dies zu variieren oder zu vermeiden.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem Kapseln zum Einsetzen in derartige Vorrichtungen bekannt, in denen die Substanz bzw. der Aromastoff enthalten ist. Im Betrieb wird die Kapsel einmalig und irreversibel geöffnet und entleert dann die gesamte Menge der Substanz in die Flüssigkeit. Dies ist nachteilig, da auf diese Weise die Kapsel nur einmal verwendet werden kann und außerdem die Intensität der Zugabe der Spendersubstanz nicht einstellbar ist.
US 2010/0187142 A1 offenbart eine Spenderpatrone gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. US 2010/0154644 A1 offenbart eine Spenderanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spenderpatrone der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einerseits gut lagerfähig ist, gleichzeitig aber auch eine steuerbare und kontrollierbare Freisetzung der zuzugebenden Spendersubstanz ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass erste und zweite Verschlussmittel vorgesehen sind, die die Öffnungen in einer Ausgangskonfiguration dicht verschließen, wobei die Verschlussmittel in eine Betriebskonfiguration bringbar sind, in der für die Flüssigkeit ein Strömungsweg durch das Hüllelement hindurch freigegeben ist.
Durch den dichten Verschluss der Öffnungen ist die Spendersubstanz im Inneren der Spenderpatrone sicher und dauerhaft und vor allem gegen äußere Umwelteinflüsse geschützt gelagert. Durch die Vorsehung eines definierten Strömungsweges durch die Spenderpatrone hindurch ist gleichzeitig gewährleistet, dass der Strom der Flüssigkeit, der in die Spenderpatrone eintritt, die Spendersubstanz aufnimmt und aus der Spenderpatrone wieder austritt, variiert werden kann und damit erlaubt diese konstruktive Ausgestaltung der Spenderpatrone eine Steuerung, wann die und wie viel von der Spendersubstanz in die Flüssigkeit gelangt.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Spenderpatrone werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche näher definiert:

So ist ein optimaler Schutz der Spendersubstanz dadurch gewährleistet, dass die Spenderpatrone in der Ausgangskonfiguration fluid- und/oder gasdicht gegen einen ungewollten Eintritt der Flüssigkeit und/oder fluid- und/oder gasdicht gegen einen Austritt der Spendersubstanz verschlossen ist.

Eine leicht herzustellende, gut durchströmbare und platzsparend lagerbare Spenderpatrone ergibt sich dadurch, dass die Spenderpatrone bzw. das Hüllelement eine rohrartige, längliche, um ihre zentrale Längsachse herum rotationssymmetrische, insbesondere annähernd hohlzylindrische, Form aufweist oder dass die Spenderpatrone bzw. das Hüllelement als, insbesondere gerader, Hohlzylinder mit dreieckigem Querschnitt, vorzugsweise als gleichschenkliges Dreieck mit nach außen gekrümmten Schenkeln, oder als Polygonprofil ausgebildet ist.
Durch die Merkmale, dass das Hüllelement eine gewellte oder gezackte oder gekrümmte Wandung aufweist, wobei die Innenfläche, gegebenenfalls auch die Außenfläche, des Hüllelements eine von einer im Durchmesser kreisförmigen Zylindermantelfläche abweichende wellige oder gezackte Ausgestaltung aufweist, ergibt sich, dass eine gute Durchströmbarkeit durch die Spenderpatrone hindurch permanent gewährleistet bleibt, da auf diese Weise zumindest im Randbereich immer Kanäle für den Flüssigkeitsdurchtritt verbleiben. Außerdem kann durch diese Formgebung eine Verdrehbarkeit der Spenderpatrone verhindert werden, wenn die Spenderpatrone in einen Sitz mit korrespondierender Form in eine Spenderanordnung eingesetzt ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verschlussmittel verstellbar sind, wodurch der Eintritt, die Durchströmung und der Austritt der Flüssigkeit in den, durch den bzw. aus dem Zentralraum bzw. der Spenderpatrone, insbesondere kontinuierlich, veränderbar ist. Dadurch kann nicht nur durch die Wahl der Menge der Flüssigkeit, die die Spenderpatrone durchströmt, sondern auch durch in der Spenderpatrone selbst enthaltene konstruktive Mittel der Eintritt und der Austritt von Flüssigkeit in die Spenderpatrone gesteuert werden und auf diese Weise die Beaufschlagung der Flüssigkeit mit der Spendersubstanz entsprechend eingestellt werden.
Die Verschlussmittel sind vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass sie über extern betätigbare Aktivierungs- bzw. Stellmittel verstellbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Verschlussmittel reversibel in beide Richtungen, also entgegengesetzt zueinander, verstellbar sind und insbesondere linear entlang der zentralen Längs- bzw. Mittelachse verschiebbar sind. Damit kann die Durchströmung der Spenderpatrone sowohl vergrößert als auch verringert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn vorgesehen ist, dass nach dem erstmaligen Öffnen der Strömungsweg bzw. die Durchflussmenge durch den Zentralraum bzw. durch die Spenderpatrone hindurch durch die Verschlussmittel zumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %, besonders vorzugsweise um 90 %, gegenüber der maximalen Durchtrittskapazität reduzierbar ist oder dass die Öffnungen durch die Verschlussmittel nach dem erstmaligen Öffnen wieder vollständig dicht verschließbar sind.
Eine konstruktiv vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die ersten und zweiten Verschlussmittel als Stopfen ausgebildet sind bzw. Stopfen umfassen.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn in den Öffnungen jeweils ein Führungselement, insbesondere weitgehend oder vollständig versenkt ins Innere des Zentralraums, angeordnet ist, wobei der Stopfen jeweils in einer zentralen durchgehenden Ausnehmung des Führungselements gelagert bzw. angeordnet ist.
Um eine gute und sichere Einstellung der Durchströmung der Spenderpatrone zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn an den dem Zentralraum abgewendeten Außenseiten der Stopfen Stellführungen, insbesondere Ausnehmungen, ausgebildet sind, die mit externen Aktivierungs- bzw. Stellmitteln in, insbesondere mechanische, Wechselwirkung bringbar sind oder in die externe Aktivierungs- bzw. Stellmittel kraft-und/oder formschlüssig einsetzbar sind. Damit wird auch die reversible Verstellbarkeit der Stopfen gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Stopfen permanent sowohl in der Ausgangskonfiguration als auch in der Betriebskonfiguration vollständig im Inneren der Spenderpatrone bzw. im Inneren des Zentralraums angeordnet sind. Die Stopfen sind damit Bauteile der Spenderpatrone, die weder vor noch während und auch nicht nach der Benutzung der Spenderpatrone separat anfallen oder herausfallen können, sondern permanent im Inneren der Spenderpatrone enthalten bleiben.
Hinsichtlich der Spendersubstanz selbst ist es vorteilhaft, wenn die Spendersubstanz in einer Form vorliegt, bei der sie bei Kontakt mit der Flüssigkeit zumindest teilweise in die Flüssigkeit übergeht. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Dosierung möglich.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass die zumindest eine Spendersubstanz in der Flüssigkeit löslich oder dispergierbar ist, und aus der Gruppe der Aromastoffe, Arzneimittel, Zusatzstoffe, Vitamine, Mineralstoffe und/oder Farbstoffe etc. ausgewählt ist. Es sind aber auch andere Substanzen möglich, die sich auf diese Art und Weise in eine Flüssigkeit einbringen lassen.
Besonders vorteilhaft ist es allerdings, wenn die Spendersubstanz auf zumindest einem im Zentralraum angeordneten separaten, insbesondere kugel-, stäbchen-, faden-oder stiftförmigen, Spenderelement aufgebracht bzw. darin enthalten ist. Damit ergibt sich auch, dass die Spendersubstanz oder das Spenderelement reversibel austauschbar ist bzw. nach Gebrauch aus der Spenderpatrone entfernbar und stattdessen ein neues Spenderelement einsetzbar ist.
Ein Spenderelement, bei dem die Spendersubstanz ein besonders gutes Freisetzungsprofil aufweist, ergibt sich, indem das Spenderelement eine poröse Matrix, insbesondere aus Kunststoff, aufweist, die ein inneres Netzwerk von Kanälen definiert und Poren auf der ausgesetzten Oberfläche der Matrix definiert, die in Flüssigkeitskommunikation mit den Kanälen stehen, wobei die Poren vorzugsweise eine mittlere Größe von 20 µm bis 200 µm aufweisen, wobei sich die Spendersubstanz in der Matrix, insbesondere in den Kanälen, befindet. Ein derartiges Element ist aus der EP 1 059 852 B1 beschrieben. Zwischen der Außenfläche des Spenderelements und der Innenfläche des Hüllelements ist gemäß der Erfindung ein von der Flüssigkeit permanent durchströmbarer Zwischenbereich ausgebildet, der zumindest teilweise immer frei bleibt, so dass permanent zumindest ein durchgängig offener Durchströmungskanal zwischen den beiden Öffnungen besteht. Dies wird beispielsweise durch die besondere Formgebung der Wandung des Hüllelements unterstützt, indem diese Wandung gewellt oder gezackt ist. Auf diese Weise kann es zu keiner Blockierung des Bypasswegs kommen und es ist gewährleistet, dass die Spendersubstanz immer in die Flüssigkeit zuführbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Spenderanordnung zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit vorgesehen, umfassend eine Spenderpatrone wie zuvor beschrieben und einen Spenderaufsatz, der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche, verbindbar ist, wobei die Spenderpatrone betreibbar im oder am Spenderaufsatz angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz in Wirkverbindung gebracht ist.
Es ist weiters Aufgabe der Erfindung, eine Spenderanordnung zu schaffen, mit der eine kontrollierte und einstellbare Dosierung der Zugabe der Spendersubstanz zur Flüssigkeit einfach möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Dabei ist eine Spenderanordnung gemäß dem Anspruch 13 vorgesehen. Durch die konstruktive Trennung in einen Hauptstromweg und einen Bypassweg durch die Spenderpatrone hindurch wird gewährleistet, dass nicht der Gesamtteil der Flüssigkeit mit der Spendersubstanz versetzt oder durch ein Element, das die Spendersubstanz enthält, durchgeführt wird, sondern dass der Benutzer die Strömungsverhältnisse einstellen kann und damit die Dosierung der Spendersubstanz in weiten Bereichen flexibel ist. Außerdem ist dadurch gewährleistet, dass die Spendersubstanz erst unmittelbar vor dem Gebrauch bzw. dem Austritt aus der Anordnung in die Flüssigkeit zugemischt wird und damit die Mischung immer frisch ist. Auf diese Weise werden allfällige Wechselwirkungen oder Reaktionen der Spendersubstanz mit der Flüssigkeit verringert bzw. ganz vermieden und der Benutzer kommt bei jedem einzelnen Schluck in den Genuss einer völlig frisch zubereiteten Mixtur.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Spenderanordnung ist vorgesehen, dass der überwiegende Anteil der Flüssigkeit über den Hauptstromweg strömbar ist oder dass das Verhältnis zwischen der den Hauptstromweg und der den Bypassweg durchströmbaren Flüssigkeitsmengen mindestens 1:1, vorzugsweise 5:1, besonders vorzugsweise 9:1, ist. Auf diese Weise kann die Spenderpatrone klein und dünn gehalten werden und eine geringe Flüssigkeitsmenge, die durch die Spenderpatrone hindurchströmen kann, reicht, um die Flüssigkeit mit der Spendersubstanz zu beaufschlagen.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass der Hauptstromweg und der Bypassweg vor der Abgabeöffnung fluidtechnisch verbindbar sind bzw. zusammentreffen und der Flüssigkeitsteil des Hauptstromwegs mit dem Flüssigkeitsteil des Bypasswegs vereinbar und mischbar ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass aus der Abgabeöffnung ausschließlich bereits eine gut durchmischte und homogen von der Spendersubstanz versetzte Flüssigkeit austritt. Damit werden Schwankungen vermieden und die Konzentration der Spendersubstanz bleibt auf einem konstanten und verlässlich einstellbaren Level. Erfindungsgemäß ist im Spenderaufsatz eine stromabwärts der Abgabeöffnung und stromaufwärts der Spenderpatrone angeordnete Mischkammer ausbildbar oder ausgebildet, in die der Hauptstromweg und der Bypassweg einmünden. Auf diese Weise bildet sich ein definierter Raum, in dem sich beide Strömungswege zwingend vereinen und vor Erreichen der Abgabeöffnung durchmischen müssen. Dadurch ist eine optimale Homogenisierung garantiert. Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich ferner dadurch, dass der Hauptstromweg räumlich außerhalb um den Bypassweg herum angeordnet ist, und diesen zumindest abschnittsweise, insbesondere allseitig, umgibt, insbesondere in Form mehrerer separater Kanäle oder in Form eines im wesentlichen ring- bzw. zylindermantelförmigen Kanals. Außerdem ergibt sich durch diese Ausgestaltung eine gute Durchmischung in der Mischkammer.
Zum verlässlichen Öffnen und Einstellen der Durchströmung ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Spenderaufsatz Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Einwirken auf die Verschlussmittel, insbesondere auf die Stopfen umfasst, durch die die Öffnung der Spenderpatrone und/oder die Einstellung der Durchflussmenge durch den Bypassweg hindurch bewirkbar ist.
Eine konstruktiv besonders praxisgerechte Spenderanordnung ergibt sich dadurch, dass der Spenderaufsatz eine Basiseinheit sowie eine zur Basiseinheit verstellbare Aktivierungseinheit umfasst, wobei sowohl in der Basiseinheit als auch in der Aktivierungseinheit mechanische Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Einwirken auf die Verschlussmittel und zum Öffnen der Spenderpatrone und damit zur Öffnung des Bypasswegs vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung ist außerdem leicht und einfach zu bedienen.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass in der Basiseinheit ein erster Sitz für die Spenderpatrone ausgebildet ist, wobei an dessen der Abgabeöffnung fernen Endbereich ein erstes Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Öffnen des erstens Stopfens der Spenderpatrone, insbesondere ein kurzer erster Bolzen, angeordnet ist und dass in der Aktivierungseinheit ein zweiter Sitz für das gegenüberliegende Ende der Spenderpatrone ausgebildet ist, wobei an dessen der Abgabeöffnung nahen Endbereich ein zweites Aktivierungs- bzw. Stellmittel zum Öffnen des zweiten Stopfens, insbesondere ein kurzer zweiter Bolzen, angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Spenderpatrone auch leicht und schnell in die Spenderanordnung einsetzen und nimmt dort eine sichere und zentrale allseitig geschützte Position ein.
Der erste Sitz ist dabei vorteilhaft so ausgebildet, dass er einen hohlzylindrischen Teil umfasst, der sich im Betrieb entlang der Längsachse nach unten zur Flüssigkeitsquelle erstreckt. Die innere Fläche des ersten Sitzes bzw. des hohlzylindrischen Teils ist gegengleich bzw. korrespondierend zur Außenform des Hüllelements ausgebildet, insbesondere gewellt oder gezackt, wodurch eine Sicherung gegen Verdrehen der Spenderpatrone im ersten Sitz erreicht wird. Die innere Fläche des zweiten Sitzes ist vorzugsweise glatt, insbesondere kreiszylindrisch, ausgebildet, womit eine Verdrehung der Spenderpatrone im zweiten Sitz möglich ist und damit ein Verdrehen der Aktivierungseinheit zur Basiseinheit bei eingesetzter Spenderpatrone möglich ist.
Zur verlässlichen Aktivierung der Spenderpatrone und zum Öffnen des Bypasswegs ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Basiseinheit und die Aktivierungseinheit gegeneinander abstandsveränderlich gelagert, insbesondere über ein Gewinde verdrehbar, sind, wodurch der lineare Abstand des ersten Aktivierungs- bzw. Stellmittels zum zweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel veränderbar ist, wobei durch eine Verringerung des Abstandes ein Eindrücken der Stopfen ins Innere der Spenderpatrone bewirkbar ist.
Eine sichere Verstellbarkeit und Einstellbarkeit der Konzentration der Spendersubstanz in der Flüssigkeit ergibt sich vorteilhafterweise dadurch, dass die Stopfen um jeweils den gleichen Weg verschiebbar bzw. aufeinander zu bewegbar sind.
Konstruktiv ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die Bolzen so dimensioniert sind, dass sie in die Ausnehmungen der Stopfen kraft- und/oder formschlüssig eingreifen, wodurch sich auch eine gute reversible Verstellbarkeit ergibt.
In diesem Zusammenhang ist es weiters vorteilhaft, wenn durch eine Vergrößerung des linearen Abstands des ersten Aktivierungs- bzw. Stellmittels zum zweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel eine Bewegung der Verschlussmittel bzw. der Stopfen in Richtung ihrer ursprünglichen Position bewirkbar ist, insbesondere eine zumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %, besonders vorzugsweise um 90 % gegenüber der maximalen Durchtrittskapazität reduzierte Durchströmbarkeit, vorzugsweise eine nahezu völlige fluiddichte Verschließbarkeit der Spenderpatrone.
Um eine Überdrehung zu vermeiden und eine maximale untere und obere Grenze vorzugeben, ist es möglich, dass ein Anschlag zur Begrenzung der maximalen Relativbewegung der Basiseinheit zur Aktivierungseinheit ausgebildet ist.
Ein ganz besonderer Vorteil ergibt sich für den Benutzer daraus, dass die Spenderpatrone reversibel austauschbar in die Spenderanordnung einsetzbar ist.
Wenn vorgesehen ist, dass der Spenderaufsatz, insbesondere die Basiseinheit, ein Gewinde, vorzugsweise ein Innengewinde, aufweist und auf eine Flasche, insbesondere reversibel, aufschraubbar ist, kann die Spenderanordnung auf diese Weise beispielsweise reversibel auf herkömmliche Getränkeflaschen, beispielsweise PET-Mineralwasserflaschen, aufgeschraubt werden bzw. ist die Flasche und die darin enthaltene Flüssigkeit jederzeit auswechselbar.
Um ein ungewünschtes Austreten der Flüssigkeit zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn eine Verschlusseinheit vorgesehen ist, die insbesondere reversibel verstellbar zur Aktivierungseinheit gelagert ist, durch die der Bypassweg und gegebenenfalls auch der Hauptstromweg verschließbar ist. Einerseits ist es möglich, beide Strömungswege zu sperren, alternativ kann es auch vorteilhaft sein, lediglich den Bypassweg verschließbar auszuführen und den Hauptstromweg permanent offen zu halten, um den Strom der reinen, nicht mit Spendersubstanz angereicherten Flüssigkeit zu gewährleisten.
Die Verschlusseinheit kann außerdem so ausgestaltet sein, dass die Mischkammer durch Anheben der Verschlusseinheit von der Aktivierungseinheit gebildet ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Spenderpatrone in einer Explosionsdarstellung.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Spenderpatrone.
Fig. 3 zeigt eine Spenderpatrone in Schnittansicht in einer geschlossenen Ausgangskonfiguration.
Fig. 4 zeigt eine Spenderpatrone in Schnittansicht in einer geöffneten Betriebskonfiguration.
Fig. 5, 6, 7 und 7a zeigen verschiedene Ausführungsformen von Spenderpatronen.
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Spenderanordnung in einer geschlossenen Position in einer Schnittansicht.
Fig. 9 zeigt die Spenderanordnung in einer geöffneten Position in einer Schnittansicht.
Fig. 10 zeigt die Spenderanordnung in einer verstellten, geöffneten Position in einer Schnittansicht.
Fig. 11 zeigt den Schnitt XI durch die Spenderanordnung.
Fig. 12 zeigt den Schnitt XII durch die Spenderanordnung.
Fig. 13 zeigt den Schnitt XIII durch die Spenderanordnung.
Fig. 14 zeigt den Schnitt XIV durch die Spenderanordnung.
Fig. 15 zeigt eine perspektivische Darstellung der gesamten Spenderanordnung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Spenderpatrone 1 in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Die Spenderpatrone 1 umfasst ein rohrförmiges Hüllelement 2 mit einem durchgehenden Zentralraum 3 und mit zwei auf den gegenüberliegenden Seiten des Hüllelements 2 vorgesehenen Öffnungen 11a, 11b. Auf diese Weise kann Flüssigkeit durch die erste Öffnung 11 a in den Zentralraum 3 eintreten, diesen vollständig durchströmen und auf der gegenüberliegenden Seite durch die zweite Öffnung 11 b das Hüllelement 2 wieder verlassen. Das Hüllelement 2 besitzt eine längliche Ausgestaltung und ist rotationssymmetrisch um eine zentrale Längsachse 5 herum angeordnet. Es besitzt annähernd die Form eines Hohlzylinders, allerdings mit gewellter Wandung. Die Wandstärke ist gering im Vergleich zur Länge, allerdings ausreichend, um dem Hüllelement 2 eine integrale Stabilität zu geben. Das Hüllelement 2 ist aus, vorzugsweise durchsichtigem, Kunststoffmaterial gefertigt.
Im Zentralraum 3 ist eine Spendersubstanz vorgesehen, die bei Kontakt mit der Flüssigkeit zumindest teilweise in die Flüssigkeit übergehen kann. Diese Spendersubstanz ist in der Flüssigkeit idealerweise löslich oder dispergierbar. Als Spendersubstanzen kommen Aromastoffe, Arzneimittel, diverse Zusatzstoffe, Vitamine, Mineralstoffe, Farbstoffe oder andere Substanzen in Frage, die man gerne in die Flüssigkeit einbringen würde.
Die Spendersubstanz kann auf unterschiedliche Weise im Zentralraum 3 vorliegen. Im vorliegenden Fall von Fig. 1 befindet sich die Spendersubstanz auf einem separaten, stäbchenförmigen Spenderelement 15. Dieses Spenderelement 15 besitzt eine poröse Matrix aus einem Polymermaterial mit einem inneren Netzwerk von Kanälen und Poren auf dessen Oberfläche, wobei die Spendersubstanz in dieser Matrix eingelagert ist. Bei Kontakt mit der Flüssigkeit wird die Spendersubstanz dann in geringen Mengen ausgewaschen und geht in die Flüssigkeit über.
Wie aus den Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich, kann das Spenderelement 15 unterschiedliche Formen und Querschnitte besitzen. In Fig. 5 besitzt es die Form eines Quaders, in Fig. 5 besitzt es einen kreuzförmigen Querschnitt und in Fig. 7 eine zylindrische Form. Das Spenderelement 15 liegt als integraler Bestandteil der Spenderpatrone 1 vor und ist nicht aus dieser herausnehmbar.
Zwischen der Außenfläche des Spenderelements 15 und der Innenfläche 6 des Hüllelements 2 bleibt ein permanent offener und durchstömbarer Zwischenbereich ausgebildet, durch den Flüssigkeit hindurchströmen kann. In den Fig. 5, 6 und 7 sind diese Zwischenbereiche als Durchströmungskanäle 16 gekennzeichnet. In der Ausführungsform von Fig. 7 schließt das zylindrische Spenderelement 15 nahezu dicht mit den radial innersten Wandungsteilen des Hüllelements 2 ab, es bleiben allerdings die durch die wellige Ausgestaltung ausgebildeten Durchströmungskanäle 16 permanent frei. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit die Spenderpatrone 1 permanent durchströmen und die Spendersubstanz effektiv aufnehmen und mitnehmen.
Fig. 7a zeigt eine alternative Ausführungsform der Spenderpatrone 1 im Querschnitt. Das Hüllelement 2 bzw. die Spenderpatrone 1 ist als gerader Hohlzylinder ausgebildet und weist eine dreieckige Außenkontur und eine ebenfalls dreieckige Innenkontur auf. Die Ecken des als gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Hüllelements 2 sind abgerundet und die Schenkel des im Querschnitt dargestellten Hüllelements 2 bzw. die Seitenflächen bzw. die Wandung der Spenderpatrone 1 sind nach außen gekrümmt.
Alternativ kann das Hüllelement 2 bzw. die Spenderpatrone 1 ebenfalls dreieckig vorzugsweise als gleichschenkliges Dreieck ausgebildet sein oder die Spenderpatrone in Form eines hohlen Polygonprofils im Sinne der DIN 32711 (P3G) und DIN 32712 (P4C) ausgebildet sein.
Die Öffnungen 11a und 11 b sind durch erste und zweite Verschlussmittel 4a und 4b verschlossen bzw. verschließbar. In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Verschlussmittel 4a, 4b jeweils ein Führungselement 9a, 9b und einen Stopfen 8a, 8b. Das Führungselement 9a, 9b ist dabei in die entsprechende Öffnung 11a, 11 b eingesetzt und ins Innere des Zentralraums 3 versenkt angeordnet. Jedes Führungselement 9a, 9b weist eine zentrale Ausnehmung 12a, 12b auf, die das Führungselement 9a, 9b vollständig durchsetzt. In dieser Ausnehmung 12a, 12b ist dann der Stopfen 8a, 8b eingesetzt, und zwar so, dass der Stopfen 8a, 8b mit der jeweiligen Unterseite des Führungselements 9a, 9b bündig abschließt.
In Fig. 3 ist die Spenderpatrone 1 in ihrer verschlossenen Ausgangskonfiguration dargestellt, bei der die Stopfen 8a, 8b in den zentralen Ausnehmungen 12a, 12b der Führungselemente 9a, 9b eingesetzt sind und damit eine fluid- und gasdichte Barriere darstellen und sowohl den Eintritt der Flüssigkeit in den Zentralraum 3 als auch den möglichen Austritt der Spendersubstanz aus der Spenderpatrone 1 effektiv verhindern. In dieser Konfiguration werden die Spenderpatronen 1 verkauft und sind lange lagerfähig, da die Spendersubstanz gegen Umwelteinflüsse gut geschützt ist.
In Fig. 4 ist die Spenderpatrone 1 in einer geöffneten Betriebskonfiguration dargestellt. Hier besteht ein Strömungsweg für die Flüssigkeit durch den Zentralraum 3 am Spenderelement 15 vorbei. Dieser Strömungsweg wird durch eine Verstellung der Verschlussmittel 4a, 4b freigegeben, wobei in Fig. 4 die beiden Stopfen 8a, 8b ins Innere des Zentralraums 3 verschoben sind und nicht mehr in den Führungselementen 9a, 9b sitzen. Damit kann Flüssigkeit durch die zentralen Ausnehmungen 12, 12b hindurch ins Innere des Zentralraums 3 eindringen bzw. wieder austreten.
Die Verschlussmittel 4a, 4b, im vorliegenden Fall genauer gesagt die Stopfen 8a, 8b, sind, wie in Fig. 2 gezeigt, über extern betätigbare Aktivierungs- bzw. Stellmittel 27a, 27b verstellbar. Zunächst greifen die Stellmittel 27a, 27b in auf den jeweiligen Außenseiten 13a, 13b der Stopfen 8a, 8b ausgebildeten Stellführungen 14a, 14b ein und verschieben die Stopfen 8a, 8b auf diese Weise entlang der zentralen Längsachse 5 linear in den Zentralraum 3. Idealerweise sind die Stellmittel 27a, 27b kraft- und/oder formschlüssig, also passgenau mit Klemmsitz in die Stellführungen 14a, 14b einsetzbar, sodass auch eine gegengerichtete Bewegung möglich ist und die Stopfen 8a, 8b wieder nach außen ziehbar sind. Auf diese Weise wird der Strömungsweg durch den Zentralraum 3 hindurch wieder verringert bzw. werden die Öffnungen 11a,11b bzw. die zentralen Ausnehmungen 12a, 12b zumindest teilweise, gegebenenfalls sogar gänzlich, verschlossen.
Die Spenderpatrone 1 ist sowohl konstruktiv als auch funktional dafür ausgelegt, um in einer entsprechenden Spenderanordnung 20 eingesetzt und verwendet zu werden. Eine derartige Spenderanordnung 20 umfasst einen Spenderaufsatz 21, der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, beispielsweise einer Flasche od. dgl., verbunden bzw. verbindbar ist. Weiters umfasst die Spenderanordnung 20 die Spenderpatrone 1, die betreibbar im oder am Spenderaufsatz 21 angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz 21 in funktionale Wirkverbindung bringbar ist, sodass die Flüssigkeit, die den Spenderaufsatz 21 durchströmt, Spendersubstanz aus der Spenderpatrone 1 aufnehmen kann.
In den nachfolgenden Figuren 8 bis 15 ist ein besonders vorteilhaftes, aber nicht einschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spenderanordnung 20 zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit dargestellt. Die Spenderanordnung 20 umfasst dabei einen Spenderaufsatz 21, der von einer Flüssigkeit aus einem Behälter oder einer Flüssigkeitsquelle durchströmbar ist, wobei die Flüssigkeit zu einer Abgabeöffnung 23 bringbar ist. Auf diese Weise gelangt die Flüssigkeit bzw. die Mischung zum Benutzer bzw. Konsumenten.
Weiters enthält die Spenderanordnung 20 eine darin eingesetzte Spenderpatrone 1, die im Wesentlichen so aufgebaut ist, wie in den Fig. 1 bis 7 beschrieben, und die mit dem Spenderaufsatz 21 betreibbar und funktional verbunden ist. Dabei ist in der Spenderanordnung 20 ein definierter Hauptstromweg 24 für die Flüssigkeit ausgebildet, der unter Vermeidung der Spenderpatrone 1 bzw. an der Spenderpatrone 1 vorbei von der Quelle in Richtung zur Abgabeöffnung 23 verläuft. Außerdem ist ein vom Hauptstromweg 24 fluidtechnisch völlig getrennter, definierter Bypassweg 25 ausgebildet, der durch die Spenderpatrone 1 hindurch unter Kontaktierung des Spenderelements 15 und unter Aufnahme zumindest eines Teils der Spendersubstanz ebenfalls von der Flüssigkeitsquelle in Richtung zur Abgabeöffnung 23 verläuft.
Der überwiegende Anteil der Flüssigkeit strömt über den Hauptstromweg 24, also mehr als 50 %. Die Menge ist aber einstellbar und abhängig unter anderem von der zuzuführenden Spendersubstanz und der gewünschten Konzentration. Es ist problemlos möglich, das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen zwischen Hauptstromweg 24 und Bypassweg 25 auch zu vergrößern, beispielsweise auf mindestens 5:1 oder 9:1.
In Fig. 8 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Spenderanordnung 20 dargestellt. Die Spenderpatrone 1 entspricht dabei der Spenderpatrone der Fig. 1 bis 4. Der Spenderaufsatz 21 umfasst eine Basiseinheit 28, eine Aktivierungseinheit 29 sowie eine Verschlusseinheit 31 als grundlegende Komponenten.
Die Basiseinheit 28 besitzt ein Innengewinde 32, mit dem der Spenderaufsatz 21 auf eine Flasche aufgeschraubt werden kann. Die Basiseinheit 28 umfasst weiters einen ersten Sitz 30a für die Spenderpatrone 1. Dieser Sitz 30a umfasst dabei einen hohlzylindrischen Teil 38, der sich entlang der Längsachse 5 nach unten zur Flüssigkeitsquelle erstreckt. Die innere Fläche des ersten Sitzes 30a bzw. des hohlzylindrischen Teils 38 ist gegengleich bzw. korrespondierend zur Außenform des Hüllelements 2 ausgebildet (Fig. 12). Die Senderpatrone 1 ist dadurch in der Basiseinheit 28 bzw. im ersten Sitz 30a bzw. im hohlzylindrischen Teil 38 gegen Verdrehen gesichert. Im untersten Endbereich ist ein Gitterelement 39 (Fig. 12) vorgesehen, das einen zentralen, nach oben gerichteten Bolzen 27a aufweist. Dieser Bolzen 27a fungiert als erstes Aktivierungs- bzw. Stellmittel 27a und greift in die Stellführung 14a des Stopfens 8a der Spenderpatrone 1 ein.
Im oberen Bereich der Basiseinheit 28 sind eine Anzahl an Durchlassöffnungen 33 vorgesehen, die kreisförmig um die Spenderpatrone 1 herum angeordnet sind. Dies ist auch im Detail in Fig. 11 erkennbar, in der ein Schnitt entlang der Schnittlinie XI von der Aktivierungseinheit 29 in Richtung der Basiseinheit 28 dargestellt wird. Erkennbar sind die ringförmig angeordneten Durchlassöffnungen 33 und der Blick nach unten auf den ersten Bolzen 27a. In Fig. 11 wurde zur Verdeutlichung die Spenderpatrone 1 weggelassen.
Fig. 12 zeigt den Schnitt gemäß der Schnittlinie XII durch das Gitterelement 39, das den ersten Bolzen 27a mittig trägt und abstützt.
Die Aktivierungseinheit 29 schließt oben an die Basiseinheit 28 an und ist relativ zu dieser verstellbar bzw. über ein Gewinde 40 verdrehbar gelagert. Auf diese Weise lässt sich der Abstand zwischen der Basiseinheit 28 und der Aktivierungseinheit 29 verändern. Die Aktivierungseinheit 29 umfasst als ein wesentliches Element einen zweiten Sitz 30b für das gegenüberliegende Ende der Spenderpatrone 1. Auch hier ist ein Gitterelement, insbesondere identisch wie das erste Gitterelement 39, vorgesehen, das einen zweiten Bolzen 27b trägt, der nach unten in Richtung zur Basiseinheit 28 ausgerichtet ist. Die innere Fläche des zweiten Sitzes 30b ist kreiszylindrisch ausgebildet (Fig. 13). Dadurch kann sich die Spenderpatrone 1 im bzw. relativ zum zweiten Sitz 30b drehen bzw. verdrehen.
Die Aktivierungseinheit 29 ist ebenso wie die Basiseinheit 28 vollständig von der Flüssigkeit durchströmbar. So kann die Flüssigkeit unten durch Einströmöffnungen 34 eintreten. Dies ist im Detail in Fig. 13 dargestellt, wobei es sich hier um den Schnitt gemäß der Schnittlinie XIII handelt, in Blickrichtung von der Basiseinheit 28 zur Aktivierungseinheit 29. Erkennbar sind die schlitzförmigen Einströmöffnungen 34, die rund herum um die nicht dargestellte Spenderpatrone 1 angeordnet sind, sowie der zentral angeordnete Bolzen 27b.
Im Betrieb sitzt demnach die Spenderpatrone 1 sowohl im ersten Sitz 30a, als auch im zweiten Sitz 30b und wird von der Basiseinheit 28 und der Aktivierungseinheit 29 gehalten und allseitig umschlossen.
Als weitere Komponente umfasst die Spenderanordnung 20 auch noch die Verschlusseinheit 31. Diese dient zum Verschließen des Beipasswegs 25 und gegebenenfalls auch des Hauptstromwegs 24. In der Verschlusseinheit 31 sind die Abgabeöffnungen 23 ausgebildet. Genauer dargestellt sind diese in Fig. 14, in der ein Schnitt gemäß der Schnittlinie XIV von unten gezeigt ist. Die Verschlusseinheit 31 ist über eine Anzahl von Stegen 36, die in Führungen 37 der Aktivierungseinheit 29 verschiebbar gelagert sind, linear nach oben und unten bewegbar und auf diese Weise zum Verschließen der Strömungswege geeignet.
In Fig. 15 sind die einzelnen Elemente in zusammengesetztem Zustand gezeigt. Ganz unten ist die Außenseite des ersten Sitzes 30a samt hohlzylindrischem Teil 38 erkennbar, der der unteren Teil der Basiseinheit 28 darstellt. Oben anschließend ist die Aktivierungseinheit 29 angeordnet und daran anschließend wiederum die Verschlusseinheit 31 mit den Abgabeöffnungen 23. Um ein leichtes Trinken zu ermöglichen, verjüngen sich die Durchmesser der Komponenten von der Basiseinheit 28 über die Aktivierungseinheit 29 bis zur Verschlusseinheit 31, wobei der Durchmesser des obersten Bereiches der Verschlusseinheit 31 dem Durchmesser eines üblichen Trinkflaschenmundstücks entspricht.
Fig. 8 stellt einen Querschnitt durch eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Spenderanordnung 20 dar, und zwar in einer Position, in der die Spenderpatrone 1 zwar bereits aktiviert und geöffnet wurde, die Verschlusseinheit 31 aber noch geschlossen ist. Mit dem Bezugszeichen 24 ist der Hauptstromweg bezeichnet, der zunächst einen Raum 41 der Basiseinheit 28 frei durchströmen kann und die Basiseinheit 28 durch die Durchströmungsöffnungen 33 verlässt, durch die Einströmöffnungen 34 in die Aktivierungseinheit 29 übertritt, dort durch den Raum 42 hindurch nach oben strömt und die Spenderanordnung 20 durch die Abgabeöffnungen 23 verlässt. Bei vorliegender Ausführungsform sind die Abgabeöffnungen 23 durch die Verschlusseinheit 31 nicht verschließbar, sondern permanent geöffnet. Auf diese Weise kann also die reine Flüssigkeit von der Quelle permanent die Spenderanordnung 20 durchströmen und austreten. Es wäre allerdings leicht möglich, die Spenderanordnung 20 auch so auszugestalten, dass die Verschlusseinheit 31 auch den Hauptstromweg 24 sperrt, indem man beispielsweise die Abgabeöffnungen 23 weiter nach innen versetzt, wodurch der Steg der Aktivierungseinheit 29 diese verschließt.
Mit dem Bezugszeichen 25 ist der Bypassweg gekennzeichnet, der durch die Spenderpatrone 1 hindurch verläuft. Dabei nimmt die Flüssigkeit Spendersubstanz auf und tritt aus der zentralen Ausnehmung 12b aus der Spenderpatrone 1 aus und in einen Ringraum 43 ein, der durch das Gitterelement 39 in Bereiche unterteilt ist. Dieser Ringraum 43 ist allerdings durch die Verschlusseinheit 31 verschlossen, wodurch die Flüssigkeit zwar durch die Spenderpatrone 1 hindurchtreten kann, allerdings die Spenderanordnung 20 nicht verlassen kann und sich insbesondere nicht mit dem Hauptstromweg 24 verbinden kann. In dieser Stellung gelangt also nur reine Flüssigkeit zum Verbraucher.
In Fig. 9 ist die Spenderanordnung 20 in einer Position gezeigt, bei der die Verschlusseinheit 31 geöffnet wurde. An den Strömungswegen des Bypasswegs 25 und des Hauptstromwegs 24 durch die Spenderanordnung 20 hindurch ändert sich dabei zunächst nichts. Durch das Nachobenverschieben der Verschlusseinheit 31 relativ zur Aktivierungseinheit 29 wird allerdings eine Mischkammer 26 ausgebildet, die stromabwärts der Abgabeöffnungen 23 und stromaufwärts der Mündungsendbereiche des Hauptstromwegs 24 und des Bypasswegs 25 liegt. Der Hauptstromweg 24 mündet dabei vom Raum 42 in die Mischkammer 26 und kann sich dort verteilen. Ebenso mündet der Bypassweg 25 vom Ringraum 43 in die Mischkammer 26 und kann sich dort auch verteilen. In der Mischkammer 26 kommt es dabei zur Mischung der beiden Ströme und die reine Flüssigkeit mischt sich mit der von der Spendersubstanz versetzten Flüssigkeit. Die derart gemischten Ströme können dann die Mischkammer 26 über die Ausgabeöffnungen 23 verlassen.
In den Fig. 8 und 9 ist die Spenderpatrone 1 jeweils in einer maximal geöffneten Position dargestellt, bei der der Strömungsweg durch die Spenderanordnung 1 hindurch maximal geöffnet ist, das heißt die Stopfen 8a, 8b maximal nach innen in den Zentralraum 3 verschoben sind. Auf diese Weise wird die größtmögliche Menge an Spendersubstanz in die Flüssigkeit aufgenommen.
In Fig. 10 ist eine Position der Spenderanordnung 20 dargestellt, in der die Mischkammer 26 ausgebildet ist, das heißt die Verschlusseinheit 31 geöffnet ist, in der allerdings der Strömungsweg durch die Spenderpatrone 1 hindurch verringert ist. Dies wird durch eine Verdrehung der Aktivierungseinheit 29 im Vergleich zur Basiseinheit 28 verursacht (angedeutet durch den Pfeil), wodurch sich ein zwischen diesen Einheiten erkennbarer Spaltbereich 44 bildet. Dadurch vergrößert sich der lineare Abstand der beiden Bolzen 27a, 27b zueinander. Aufgrund der Tatsache, dass der Bolzen 27b in den Stopfen 8b mit Klemmung und Passsitz eingreift, nimmt der Bolzen 27b den Stopfen 8b nach oben mit, wenn die Aktivierungseinheit 29 nach oben verschoben wird. Auf diese Weise verringert der Stopfen 8b die zentrale Ausnehmung 12b und reduziert damit den Austritt der Flüssigkeit aus der Spenderpatrone 1. In Fig. 10 ist der Austritt nahezu vollständig unterbunden, da der Stopfen 8b bereits fast dicht an der zentralen Ausnehmung 12b anliegt. Eine vollständige Verschließung ist zwar möglich, in der Praxis wird die Strömungsmenge allerdings um zumindest 50 %, in besonderen Fällen mindestens 70 bzw. mindestens 90 %, im Vergleich zur bei voller Öffnung maximal möglichen Durchtrittsmenge reduziert, es verbleibt also immer ein gewisser Reststrom und es gelangt immer etwas mit Spendersubstanz angereicherte Flüssigkeit durch die Spenderpatrone 1 hindurch in Richtung des Ringraums 43 bzw. der Mischkammer 26. In Fig. 10 ist der Bypassweg 25 somit weitgehend verschlossen und es gelangt nur mehr eine sehr geringe Menge an Spendersubstanz in den Mischraum 26 und in weiterer Folge zu den Abgabeöffnungen 23. Durch Drehung der Aktivierungseinheit 29, wie durch den Pfeil in Fig. 10 dargestellt, relativ zur Basiseinheit 28 und die damit verbundene lineare Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Abstandes der Bolzen 27a, 27b zueinander kann man somit den Gehalt an Spendersubstanz in der die Spenderanordnung 20 verlassenden Flüssigkeit in weiten Bereichen verstellen bzw. regeln.
Alternativ zu der oben genannten Ausbildung kann der innere Umfang des hohlzylindrischen Teils 38 in der Basiseinheit 28 einen innen glatten, kreiszylindrischen Querschnitt aufweisen. Die Spenderpatrone 1 kann dabei in der Aktivierungseinheit 29 durch gegengleiche bzw. korrespondierende Ausbildung des inneren Umfangs des zweiten Sitzes 30b zur Außenform des Hüllelements 2 gegen Verdrehung gesichert sein. Alternativ kann auch der innere Umfang des zweiten Sitzes 30b einen innen glatten, kreiszylindrischen Querschnitt aufweisen, sodass sich die Spenderpatrone 1 sowohl im ersten Sitz 30a als auch im zweiten Sitz 30b um ihre Längsachse drehen kann.
Anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wird nun die Funktionalität bzw. die praktische Anwendung der Spenderanordnung 20 beispielhaft beschrieben:

Im vorliegenden Beispiel wird eine Spenderandordnung 20 beschrieben, die als Flaschenaufsatz, der auf eine Trinkflasche, die mit reinem Wasser oder Mineralwasser gefüllt ist, aufgeschraubt ist, ausgestaltet ist.

Zunächst wird dabei die Basiseinheit 28 mit dem Gewinde 32 auf das Außengewinde der Flasche aufgesetzt. Der erste Sitz 30a reicht dabei ins Innere der Flasche hinein, wobei der Sitz 30a oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Es ist dadurch ausgeschlossen, dass Spendersubstanz in die Flüssigkeit eindringt.
In einem nächsten Schritt wird eine verschlossene Spenderpatrone 1 in die Basiseinheit 28 eingeführt. Als Spendersubstanz wird im vorliegenden Fall beispielsweise ein Aromastoff verwendet. Das Einsetzen und der sichere Halt werden dadurch erleichtert, dass sowohl die Spenderpatrone 1 als auch die korrespondierende Ausnehmung bzw. der erste Sitz 30a eine entsprechende gewellte Form aufweisen. Auf diese Weise ist die Spenderpatrone 1 auch gegen Verdrehung gesichert.
In einem weiteren Schritt wird die Aktivierungseinheit 29 auf die Basiseinheit 28 aufgesetzt und durch Verdrehung über das Gewinde 40 nach unten geschraubt. Dadurch verringert sich der Abstand zwischen den Bolzen 27a und 27b und beide Stopfen 8a und 8b werden durch ein vernehmbares Klicken nach innen gedrückt. Die Spenderpatrone 1 ist damit aktiviert und in der geöffneten Betriebskonfiguration, in der ein Strömungsweg durch sie hindurch besteht.
In einem nächsten Schritt wird die Verschlusseinheit 31 durch Anheben relativ zur Aktivierungseinheit 29 geöffnet, wodurch sich die Mischkammer 26 ausbildet und alle Strömungswege geöffnet sind.
Wird nun die Flasche gekippt, so tritt das Wasser aus der Flasche sowohl durch den Hauptstromweg 24 hindurch in die Mischkammer 26 als auch durch den Bypassweg 25 durch die Spenderpatrone 1 hindurch in die Mischkammer 26 ein. In dieser Stellung nimmt der Bypassstrom 25 die maximale Menge an Aromastoff mit und man kann damit ein mit Aromastoff angereichertes Wasser aus den Abgabeöffnungen 23 entnehmen.
Will man die Menge an Aromastoff reduzieren, so verdreht man die Aktivierungseinheit 29 gegenüber der Basiseinheit 28 nach oben, wodurch sich wie in Fig. 10 der Bypassstrom 25 verringert und die Menge an Aromastoff abnimmt.
Will man reines Wasser trinken, so lässt sich der Bypassweg 25 durch Verschließen der Verschlusseinheit 31 vollständig verschließen.

Claims

Spenderpatrone (1) zur Verwendung in einer Spenderanordnung (20) zum Einbringen zumindest einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit, wobei die Spenderpatrone (1) ein Hüllelement (2) mit einem durchgehenden Zentralraum (3) und mit mindestens zwei Öffnungen (11a,11b) für den Eintritt bzw. Austritt der Flüssigkeit umfasst, wobei die Spendersubstanz im Zentralraum (3) vorgesehen ist, wobei erste und zweite Verschlussmittel (4a,4b) vorgesehen sind, die die Öffnungen (11a,11b) in einer Ausgangskonfiguration dicht verschließen, wobei die Verschlussmittel (4a,4b) in eine Betriebskonfiguration bringbar sind, in der für die Flüssigkeit ein Strömungsweg durch das Hüllelement (2) hindurch freigegeben ist,
wobei die Spendersubstanz auf zumindest einem im Zentralraum (3) angeordneten separaten Spenderelement (15) aufgebracht bzw. darin enthalten ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Außenfläche des Spenderelements (15) und der Innenfläche (6) des Hüllelements (2) ein von der Flüssigkeit permanent durchströmbarer Zwischenbereich ausgebildet ist und zumindest teilweise immer frei bleibt, so dass permanent zumindest ein
durchgängig offener Durchströmungskanal (16) zwischen den beiden Öffnungen (11a,11b) besteht.
Spenderpatrone (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spenderpatrone (1) in der Ausgangskonfiguration fluid- und/oder gasdicht gegen einen ungewollten Eintritt der Flüssigkeit und/oder fluid- und/oder gasdicht gegen einen Austritt der Spendersubstanz verschlossen ist.
Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spenderpatrone (1) bzw. das Hüllelement (2) eine rohrartige, längliche, um ihre zentrale Längsachse (5) herum rotationssymmetrische, insbesondere annähernd hohlzylindrische, Form aufweist,
und/oder
dass das Hüllelement (2) eine gewellte oder gezackte Wandung aufweist, wobei die Innenfläche (6), gegebenenfalls auch die Außenfläche (7), des Hüllelements (2) eine von einer im Durchmesser kreisförmigen Zylindermantelfläche abweichende wellige oder gezackte Ausgestaltung aufweist.
Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (4a,4b) verstellbar sind, wodurch der Eintritt, die Durchströmung und der Austritt der Flüssigkeit in den, durch den bzw. aus dem Zentralraum (3) bzw. der Spenderpatrone (1), insbesondere kontinuierlich, veränderbar ist,
und/oder
dass die Verschlussmittel (4a,4b) über extern betätigbare Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b) verstellbar sind,
und/oder
dass die Verschlussmittel (4a,4b) reversibel in entgegengesetzte Richtungen verstellbar sind, insbesondere linear entlang der zentralen Längsachse (5) verschiebbar sind.
Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem erstmaligen Öffnen der Strömungsweg durch den Zentralraum (3) bzw. die Spenderpatrone (1) hindurch durch die Verschlussmittel (4a,4b) zumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %, besonders vorzugsweise um 90 %, gegenüber seiner maximalen Durchtrittskapazität reduzierbar ist oder dass die Öffnungen (11a,11b) durch die Verschlussmittel (4a,4b) nach dem erstmaligen Öffnen wieder vollständig dicht verschließbar sind.
Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Verschlussmittel (4a,4b) als Stopfen (8a,8b) ausgebildet sind und/oder Stopfen (8a,8b) umfassen.
Spenderpatrone (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Öffnungen (11 a,11 b) jeweils ein Führungselement (9a,9b), insbesondere weitgehend oder vollständig versenkt ins Innere des Zentralraums (3), angeordnet ist, wobei der Stopfen (8a,8b) jeweils in einer zentralen durchgehenden Ausnehmung (12a,12b) des Führungselements (9a,9b) gelagert bzw. angeordnet ist,
und /oder
dass an den dem Zentralraum (3) abgewendeten Außenseiten (13a,13b) der Stopfen (8a,8b) Stellführungen (14a,14b), insbesondere Ausnehmungen, ausgebildet sind, die mit externen Aktivierungs- bzw. Stellmitteln (27a,27b) in, insbesondere mechanische, Wechselwirkung bringbar sind oder in die externe Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b) kraft- und/oder formschlüssig einsetzbar sind, um die reversible Verstellbarkeit der Stopfen (8a,8b) zu gewährleisten,
und/oder
dass die Stopfen (8a,8b) permanent sowohl in der Ausgangskonfiguration als auch in der Betriebskonfiguration vollständig im Inneren der Spenderpatrone (1) bzw. im Inneren des Zentralraums (3) angeordnet sind.
Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz in einer Form vorliegt, bei der sie bei Kontakt mit der Flüssigkeit zumindest teilweise in die Flüssigkeit übergeht,
und/oder
dass die Spendersubstanz in der Flüssigkeit löslich oder dispergierbar ist, und aus der Gruppe der Aromastoffe, Arzneimittel, Zusatzstoffe, Vitamine, Minaralstoffe und/oder Farbstoffe ausgewählt ist.
Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz auf zumindest einem im Zentralraum (3) angeordneten separaten kugel-, stäbchen-, faden- oder stiftförmigen Spenderelement (15) aufgebracht bzw. darin enthalten ist.
Spenderpatrone (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spendersubstanz oder das Spenderelement (15) reversibel austauschbar ist bzw. nach Gebrauch aus der Spenderpatrone (1) entfernbar und stattdessen ein neues Spenderelement (15) einsetzbar ist.
Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spenderelement (15) eine poröse Matrix, insbesondere aus Kunststoff, aufweist, die ein inneres Netzwerk von Kanälen definiert und Poren auf der ausgesetzten Oberfläche der Matrix definiert, die in Flüssigkeitskommunikation mit den Kanälen stehen, wobei die Poren vorzugsweise eine mittlere Größe von 20 µm bis 200 µm aufweisen, wobei sich die Spendersubstanz in der Matrix, insbesondere in den Kanälen, befindet.
Spenderanordnung (20) zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit umfassend eine Spenderpatrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einen Spenderaufsatz (21), der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche, verbindbar ist, wobei die Spenderpatrone (1) betreibbar im oder am Spenderaufsatz (21) angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz (21) in Wirkverbindung gebracht ist.
Spenderanordnung (20) zum Einbringen einer Spendersubstanz in eine Flüssigkeit umfassend
- einen Spenderaufsatz (21), der mit einer Flüssigkeitsquelle oder einem Behälter zum Aufnehmen und Aufbewahren von Flüssigkeit, insbesondere einer Flasche, verbindbar ist, und der von zumindest einem Teil der Flüssigkeit durchströmbar ist, wobei die Flüssigkeit zu zumindest einer Abgabeöffnung (23) bringbar ist, sowie

- eine, eine Spendersubstanz enthaltende Spenderpatrone (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Spenderpatrone (1) betreibbar im oder am Spenderaufsatz (21) angeordnet ist bzw. mit dem Spenderaufsatz (21) in Wirkverbindung bringbar ist,

- wobei in der Spenderanordnung (20) ein definierter Hauptstromweg (24) für die Flüssigkeit ausbildbar ist, der unter Vermeidung der Spenderpatrone (1) bzw. an der Spenderpatrone (1) vorbei in Richtung zur Abgabeöffnung (23) verläuft, und

- ein, vom Hauptstromweg (24) fluidtechnisch getrennter, definierter Bypassweg (25) ausbildbar ist, der durch die Spenderpatrone (1) hindurch unter Kontaktierung der und unter Aufnahme eines Teils der Spendersubstanz, in Richtung zur Abgabeöffnung (23) verläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass
- im Spenderaufsatz (21) eine stromabwärts der Abgabeöffnung (23) und stromaufwärts der Spenderpatrone (1) angeordnete Mischkammer (26) ausbildbar oder ausgebildet ist, in die der Hauptstromweg (24) und der Bypassweg (25) einmünden, und

- dass der Hauptstromweg (24) räumlich außerhalb um den Bypassweg (25) herum angeordnet ist, und diesen zumindest abschnittsweise, insbesondere allseitig, umgibt, insbesondere in Form mehrerer separater Kanäle oder in Form eines im wesentlichen ringförmigen Kanals.
Spenderanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der überwiegende Anteil der Flüssigkeit über den Hauptstromweg (24) strömbar ist oder dass das Verhältnis zwischen der den Hauptstromweg (24) und der den Bypassweg (25) durchströmbaren Flüssigkeitsmengen mindestens 1:1, vorzugsweise 5:1, besonders vorzugsweise 9:1, ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptstromweg (24) und der Bypassweg (25) vor der Abgabeöffnung (23) fluidtechnisch verbindbar sind bzw. zusammentreffen und der Flüssigkeitsteil des Hauptstromwegs (24) mit dem Flüssigkeitsteil des Bypasswegs (25) vereinbar und mischbar ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spenderaufsatz (21) Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b) zum Einwirken auf Verschlussmittel (4a,4b), insbesondere auf Stopfen (8a,8b) der Spenderpatrone (1) umfasst, durch die die Öffnung der Spenderpatrone (1) und/oder die Einstellung der Durchflussmenge durch den Bypassweg (25) hindurch bewirkbar ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spenderaufsatz (21) eine Basiseinheit (28) sowie eine zur Basiseinheit (28) verstellbare Aktivierungseinheit (29) umfasst, wobei sowohl in der Basiseinheit (28) als auch in der Aktivierungseinheit (29) mechanische Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a,27b) zum Einwirken auf die Verschlussmittel (4a,4b) und zum Öffnen der Spenderpatrone (1) und damit zur Öffnung des Bypasswegs (25) vorgesehen sind.
Spenderanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Basiseinheit (28) ein erster Sitz (30a) für die Spenderpatrone (1) ausgebildet ist, wobei an dessen der Abgabeöffnung (23) fernen Endbereich ein erstes Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27a) zum Öffnen des erstens Stopfens (8a) der Spenderpatrone (1), insbesondere ein kurzer erster Bolzen (27a), angeordnet ist.
Spenderanordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aktivierungseinheit (29) ein zweiter Sitz (30b) für das gegenüberliegende Ende der Spenderpatrone (1) ausgebildet ist, wobei an dessen der Abgabeöffnung (23) nahen Endbereich ein zweites Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27b) zum Öffnen des zweiten Stopfens (8b), insbesondere ein kurzer zweiter Bolzen (27b), angeordnet ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (28) und die Aktivierungseinheit (29) gegeneinander abstandsveränderlich gelagert, insbesondere über ein Gewinde (40) verdrehbar, sind, wodurch der lineare Abstand des ersten Aktivierungs- bzw. Stellmittels (27a) zum zweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27b) veränderbar ist, wobei durch eine Verringerung des Abstandes ein Eindrücken der Stopfen (8a,8b) ins Innere der Spenderpatrone (1) bewirkbar ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stopfen (8a,8b) um jeweils den gleichen Weg verschiebbar bzw. aufeinander zu bewegbar sind,
und/oder
dass die Bolzen (27a,27b) so dimensioniert sind, dass sie in die Ausnehmungen (14a,14b) der Stopfen (8a,8b) kraft- und/oder formschlüssig eingreifen.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
dass durch eine Vergrößerung des linearen Abstands des ersten Aktivierungs- bzw. Stellmittels (27a) zum zweiten Aktivierungs- bzw. Stellmittel (27b) eine Bewegung der Verschlussmittel (4a,4b) bzw. der Stopfen (8a,8b) in Richtung ihrer ursprünglichen Position bewirkbar ist, insbesondere eine zumindest um 50 %, vorzugsweise um 70 %, besonders vorzugsweise um 90 % gegenüber der maximalen Durchtrittskapazität reduzierte Durchströmbarkeit, vorzugsweise eine nahezu völlige fluiddichte Verschließbarkeit der Spenderpatrone (1),
und/oder
dass ein Anschlag zur Begrenzung der maximalen Relativbewegung der Basiseinheit (28) zur Aktivierungseinheit (29) ausgebildet ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Spenderpatrone (1) reversibel austauschbar in die Spenderanordnung (20) einsetzbar ist.
Spenderanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
dass der Spenderaufsatz (21), insbesondere die Basiseinheit (28), ein Gewinde (32), vorzugsweise ein Innengewinde, aufweist und auf eine Flasche, insbesondere reversibel, aufschraubbar ist,
und/oder
dass eine Verschlusseinheit (31) vorgesehen ist, die insbesondere reversibel verstellbar zur Aktivierungseinheit (29) gelagert ist, durch die der Bypassweg (25) und gegebenenfalls auch der Hauptstromweg (24) verschließbar ist,
und/oder
dass die Mischkammer (26) durch Anheben der Verschlusseinheit (31) von der Aktivierungseinheit (29) gebildet ist.