EP3240740B1

EP3240740B1 - Einheit aus verschlusskappe und abgabekörper in kapselform zur abgabe von zusatzstoffen an eine flüssigkeit und zugehöriges verfahren

Info

Publication number: EP3240740B1
Application number: EP15828326.7A
Authority: EP
Inventors: Lukas RETTENBACHER; Shahriar MORADI
Original assignee: Moradi Consulting GmbH
Current assignee: Moradi Consulting GmbH
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: AU2015375277A1; RU2017126076A; EP3240740A1; US20170349369A1; AU2015375277B2; BR112017012552B1; US11338993B2; ES2768825T3; MX2017008200A; JP2018501872A; WO2016106436A1; CA2972278C; IL253230B; IL253230A0; RU2712112C2; CN107108087A; RU2017126076A3; WO2016106433A1; KR20170118053A; PL3240740T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit aus einer Verschlusskappe und einem Abgabekörper zur Abgabe von Stoffen an eine Flüssigkeit, welche Einheit die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 hat. Diese Merkmale sind aus dem Dokument US 2008/223485 A1 bekannt.
Grundsätzlich kann der Abgabekörper zur Abgabe von unterschiedlichsten Stoffen an eine Flüssigkeit verwendet werden, wie zur Abgabe von Geschmacksstoffen an ein Getränk oder zur Abgabe von Dünger an die Flüssigkeit in einer Gießkanne oder in einem Gartenschlauch.
Ein solcher Abgabekörper ist erfindungsgemäß zum Bilden der Einheit in eine Verschlusskappe eines Flüssigkeitsbehälters eingesetzt, um die in ihm enthaltenen Stoffe an jene Flüssigkeit abzugeben, die vom Flüssigkeitsbehälter durch die Verschlusskappe in den Mund des Trinkenden gelangt.
Eine solche Verschlusskappe, vorzugsweise Schraubverschlusskappe, kann zum Anbringen an einem Flüssigkeitsbehälter, vorzugsweise an einer Flasche, besonders bevorzugt an einer PET-Flasche, ausgebildet sein, wobei die Verschlusskappe eine Ausgussöffnung, vorzugsweise wiederverschließbare Ausgussöffnung, und ein Aufnahmeelement umfasst, welches mit der Verschlusskappe ein gemeinsames Aufnahmevolumen ausbildet zur Aufnahme des mindestens einen Abgabekörpers. Die Verschlusskappe kann in dem Sinn öffenbar sein, dass sich ein Zugang zum Aufnahmevolumen ausbildet, um den mindestens einen Abgabekörper in das Aufnahmevolumen einbringen zu können oder aus dem Aufnahmevolumen entnehmen zu können, wobei das Aufnahmeelement für eine Flüssigkeit durchlässig ist, um eine Kontaktierung des mindestens einen Abgabekörpers mit der Flüssigkeit zu ermöglichen. Solche Verschlusskappen sind beispielsweise in der WO 2015/039700 A1 , in der WO 2015/039702 A1 , in der WO 2015/039709 A1 oder in der WO 2015/188893 A1 gezeigt.
Ebenso umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Abgabe von Stoffen aus einem Abgabekörper.

STAND DER TECHNIK

Für die Zubereitung von Getränken sind etwa aus der US 2010/0154647 A1 Kapseln bekannt, die mit abzugebenden Stoffen gefüllt sind, wobei eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung einander gegenüber liegend vorgesehen sind und die abzugebenden Stoffe durch eine maschinell unter Druck gesetzte Flüssigkeit, welche die Kapsel zumindest teilweise durchströmt, aus der Kapsel befördert werden. Für die Zubereitung von Kaffee ist aus der WO 2010/118543 A1 eine quader- oder würfelförmige Kapsel bekannt, welche vor einem Brühvorgang an zwei Seiten perforiert wird, sodass die Brühflüssigkeit unter Druck durch die Kapsel fließt. Die US 2010/0025282 A1 zeigt eine würfelförmige Kapsel für aromatische Stoffe, mit Einbauten, die den Verbindungsweg zwischen den beiden gegenüberliegenden Öffnungen verlängern, wobei mittels der Öffnungen Flüssigkeit durch die Kapsel geleitet wird, um ein aromatisiertes Getränk zu erzeugen. Die US 2006/0065127 A1 zeigt eine Kaffeekapsel mit gekrümmten Wänden im Inneren. Die eingangs erwähnte gattungsbildende US 2008/0223485 A1 betrifft eine Kapsel in einer Verschlusskappe, wobei die Kapsel nur eine einzige Öffnung an der Unterseite hat, die durch Aufstechen entsteht und wobei die Kapsel von Flüssigkeit umspült werden kann.
Um unterwegs oder beim Sport Flüssigkeit zu sich nehmen zu können, sind Trinkflaschen, insbesondere Trinkflaschen mit Verschlusskappe, bekannt. Da Trinkflaschen in der Regel keine Einrichtungen haben, die heißes oder unter Druck stehendes Wasser erzeugen können, sind Kapseln, wo Flüssigkeit durch die
Kapsel geleitet werden muss, für Trinkflaschen nicht anwendbar. Die Trinkflaschen weisen in der Regel Gewinde auf, auf die die Verschlusskappen aufgeschraubt sind. Dabei sind die Gewinde genormt und die Zahl der verschieden genormten Gewinde dieser Trinkflaschen ist gering. Einerseits können diese Flaschen vorgefüllt sein, beispielsweise mit Mineralwasser, welches auch mit Geschmackstoffen versetzt sein kann, oder mit einem isotonischen Getränk. Andererseits kann es sich um Flaschen handeln, die dazu bestimmt sind, eine vom Benutzer beliebig zusammengemischte Flüssigkeit aufzunehmen. Für diesen Fall stehen neben Fruchtsaftsirupen vor allem Brausen in Pulverform oder Tablettenform zur Verfügung.
Nachteilig ist in beiden Fällen, dass der Nutzer auf die konkrete Getränkemischung für die gesamte Aufbrauchsdauer des Getränks, also zwischen Beginn und Ende des Getränkeaufbrauchs, festgelegt ist. D.h. er kann während des Getränkeaufbrauchs die Geschmacksrichtung nicht mehr ändern, da die noch in der Flasche vorhandene Flüssigkeit nur die einmal gewählte Geschmacksrichtung aufweist.
Doch nicht nur der Geschmackswunsch kann sich zwischen Beginn und Ende des Getränkeaufbrauchs ändern. Hat der Nutzer sich beispielsweise für ein nicht isotonisches Getränk entschieden und möchte nach einer gewissen Zeitspanne, in welcher er z.B. Sport betrieben hat, ein isotonisches Getränk haben, so ist dies mit der in der Flasche noch vorhandenen Flüssigkeit ebenfalls nicht mehr möglich.
Im Falle der Getränkezubereitung mittels Brausetabletten ist außerdem der Einsatz von Chemikalien zum Auflösen der Brausetablette erforderlich. D.h. der Einsatz von rein natürlichen Substanzen zur Getränkezubereitung ist hier nicht möglich, was als nachteilig anzusehen ist.
Ein unvollständiges Auflösen der Tablette kann mit einer nicht optimal gewählten Dosierung, insbesondere mit einer zu hohen Konzentration des Pulvers bzw. der Tablette zusammenhängen. Die korrekte Dosierung einzuhalten, gestaltet sich in der Regel jedoch nicht immer leicht, da genaugenommen beim Mischen des Pulvers bzw. der Tablette mit der Flüssigkeit (im Normalfall Wasser) die konkret vorhandene Menge an Flüssigkeit berücksichtigt werden muss.
Diesen Nachteilen kann zumindest teilweise abgeholfen werden, indem eine Tablette, welche die abzugebenden Stoffe enthält, in der Verschlusskappe aufbewahrt wird und daher nur beim Trinken mit der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter in Kontakt kommt, wie dies in den eingangs genannten PCT-Anmeldungen der Fall ist. Auch die US 2010/0012193 A1 beschreibt einen Flüssigkeitsbehälter mit Verschlusskappe, welche dreiteilig ausgeführt ist und einen Tablettenbehälter, einen Behälterdeckel und einen Verschlusskappen-Verschluss aufweist. Nachteilig ist jedoch, dass nicht alle abzugebenden Stoffe in Form eines Festkörpers, z.B. als Tablette, hergestellt werden. Falls doch, kann immer noch das Problem bestehen, dass trotzdem keine ausreichende Lösung der in einem Festkörper vorliegenden Stoffe nur durch das Umspülen mit Trinkflüssigkeit gegeben ist.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einheit mit einem alternativen Abgabekörper zur Verfügung zu stellen, der nicht auf der Lösung eines Feststoffes beruht. Gleichwohl soll durch den Abgabekörper die Beimengung von Geschmackstoffen und/oder Nährstoffen und/oder Nahrungsergänzungsmitteln und/oder medizinischen Wirkstoffen zu einer den Abgabekörper umspülenden Flüssigkeit gegeben sein. Insbesondere soll auch ein einfaches Wechseln der Geschmackstoffe und/oder Nährstoffe und/oder Nahrungsergänzungsmittel möglich sein. Weiters sollen Dosierungsprobleme, insbesondere zu hohe Konzentrationen von Geschmackstoffen und/oder Nährstoffen und/oder Nahrungsergänzungsmitteln in der Flüssigkeit vermieden werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Zur Lösung dieser Aufgaben ist die Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Dabei ist vorgesehen, dass erste Öffnung und zweite Öffnung so angeordnet sind, dass bei Umströmung der Kapsel mit Flüssigkeit an einer ersten Öffnung eine größere Strömungsgeschwindigkeit vorliegt als an einer zweiten Öffnung und dass die Flüssigkeit unter Ausnützung des dynamischen Drucks einen flüssigen Stoff aus der Kapsel zieht und sich mit diesem vermischt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass entweder die Kapselhülle mehrere Flächen umfasst, die zumindest an der Außenseite der Kapselhülle durch Kanten voneinander getrennt sind, wobei sich erste Öffnung und zweite Öffnung an einer Außenfläche befinden, - oder dass die Flächennormale der Kapselhülle am Ort der ersten Öffnung einen Winkel mit der Flächennormalen der Kapselhülle am Ort der zweiten Öffnung einschließt, wobei das befüllbare Volumen abzugebende Stoffe in Form einer Flüssigkeit enthält.
Die erste Ausführungsvariante sieht vor, dass eine Außenfläche, die durch Kanten der Kapselhülle an deren Außenseite gebildet wird, zumindest eine, aber auch mehrere, insbesondere alle, ersten Öffnungen aufweist. Die gleiche Außenfläche weist zumindest eine zweite Öffnung auf, kann aber auch mehrere, insbesondere auch alle, zweiten Öffnungen aufweisen. Diese Außenfläche kann eben, aber auch gekrümmt sein.
Die zweite Ausführungsvariante sieht - unabhängig von einer Unterteilung der Außenseite der Kapselhülle in mehrere Außenflächen - vor, dass die Flächennormale(n) der ersten Öffnung(en) einen Winkel mit der (den) Flächennormale(n) der zweiten Öffnung(en) einschließt. Dies ist dann nicht der Fall, wenn erste und zweite Öffnung(en) auf der gleichen ebenen Fläche liegen. Dies ist auch dann nicht der Fall, wenn erste und zweite Öffnung(en) einander gegenüberliegen, weil dann die Flächennormalen zusammenfallen, wie dies in der US 2010/0154647 A1 oder in der US 2010/0025282 A1 vorliegt. Gegenüber liegende Öffnungen sind ja nur dann vorteilhaft, wenn Flüssigkeit von außen durch eine Öffnung in die Kapsel eintritt, durch die Kapsel fließt, die abzugebenden Stoffe aufnimmt und durch die andere Öffnung wieder verlässt. Dies ist bei der gegenständlichen Erfindung gerade nicht erwünscht. Bei der zweiten Ausführungsvariante enthält die Kapsel jedenfalls einen abzugebenden Stoff in Form einer Flüssigkeit. Bei der ersten Ausführungsvariante, wo sich zumindest eine erste und eine zweite Öffnung auf der gleichen Außenfläche befinden, ist die Kapsel im betriebsbereiten Zustand ebenfalls in der Regel mit einer Flüssigkeit befüllt.
Die Kapsel nützt die Druckdifferenz einer Fluidströmung oder eines Fluidstrahls zur Erzeugung einer Pumpwirkung, ähnlich einer Strahlpumpe. Dabei zieht die Flüssigkeit, z.B. Wasser, die an der Kapsel vorbei strömt oder die Kapsel umströmt, unter - insbesondere ausschließlicher - Ausnützung des dynamischen Drucks einen flüssigen Stoff aus der Kapsel und vermischt sich mit diesem. Dadurch, dass der Stoff bereits flüssig vorliegt, kann der Schritt der Lösung des Stoffes in der umspülenden Flüssigkeit entfallen. Eine Änderung des in die Flüssigkeit abzugebenden Stoffes kann durch Austausch der Kapsel erfolgen.
Die Dosis des abgegebenen Stoffes hängt neben der wirksamen Querfläche und der Form der Öffnungen fast ausschließlich von der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ab. Da die Kapsel in der Regel in einer Verschlusskappe verwendet wird, die einen festgelegten durchströmbaren Querschnitt aufweist, sind keine großen Variationen in der Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit möglich und somit auch keine Überdosierung des abgegebenen Stoffes.
Die Kapsel beruht auf einem ähnlichen Prinzip wie die Venturi-Injektoren, wobei jedoch bei Venturi-Injektoren beide Flüssigkeiten kontinuierlich nachgefördert werden, die Kapsel jedoch immer nur eine begrenzte Menge an abzugebenden Stoffen zur Verfügung stellen kann. Bei der Verwendung der Kapsel in Verbindung mit der Verschlusskappe für einen Flüssigkeitsbehälter steht aber auch nur eine begrenzte Menge an umspülender Flüssigkeit zur Verfügung: die Menge der Flüssigkeit, welche die Kapsel umspült, ist durch das Volumen des Behälters begrenzt, an dem die Kapsel mittels der Verschlusskappe, angebracht ist. Bei anderen, nicht erfindungsgemäßen Verwendungen der Kapsel, etwa in Verbindung mit einem Gartenschlauch, ist die Menge der umspülenden Flüssigkeit nicht beschränkt.
Mit der Kapsel kann gleichmäßig eine Flüssigkeit, welche sich in der Kapsel befindet, in eine andere, sich bewegende Flüssigkeit dosiert werden. Die mindestens eine erste Öffnung und die mindestens eine zweite Öffnung werden aufgrund ihrer Form und/oder ihrer Lage mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umströmt. Die Form der Öffnung kann insofern die Strömungsgeschwindigkeit beeinflussen, als der Bereich um die Öffnung strömungsfördernd aufgebaut sein kann, indem er etwa eine Art Strömungskanal aufweist, z.B. in Form von Vertiefungen in der Oberfläche oder Wänden an der Oberfläche der Kapsel. Prinzipiell führt jede Engstelle zu schnellerer Strömung und geringerem Druck, gemäß der bekannten Funktionsweise eines Diffusors.
Aufgrund der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten an erster und zweiter Öffnung kommt es zu einer Druckdifferenz zwischen den beiden Öffnungen: Die schneller umspülte Öffnung gibt Flüssigkeit aus dem Inneren der Kapsel an die umspülende Flüssigkeit ab, während die langsamer umspülte Öffnung umspülende Flüssigkeit aufnimmt. Dadurch wird die in der Kapsel befindliche Flüssigkeit kontinuierlich abgegeben und durch die umströmende Flüssigkeit ersetzt.
Damit sich eine Druckdifferenz zwischen erster und zweiter Öffnung ausbilden kann, müssen erste und zweite Öffnung über das befüllbare Volumen miteinander in Verbindung stehen. Es dürfen also etwa keine Wände im befüllbaren Volumen vorhanden sein, welche die erste und zweite Öffnung flüssigkeitsdicht voneinander trennen. In der Regel werden erste und zweite Öffnung dabei auch über das umströmende Medium verbunden sein. Die Druckdifferenz würde sich aber auch dann ausbilden, wenn die Druckausgleichsöffnung mit der Außenluft verbunden wäre, was dann dem Prinzip einer gewöhnlichen Strahlpumpe entspräche.
Erste und zweite Öffnung(en) der Kapsel sind vorgefertigt. Sie werden nicht, wie in der WO 2010/118543 A1 , erst beim Gebrauch durch Perforieren der Kapsel hergestellt. Das Perforieren wäre bei der zur erfindungsgemäßen Einheit gehörigen Kapsel auch nicht möglich, weil die Kapsel bzw. die Kapselhülle in der Regel starr ausgebildet ist, um für die erfindungsgemäße Funktionsweise eine definierte Form und damit definierte Strömungsbedingungen sicherzustellen. Eine entsprechend starre oder dicke Wand der Kapselhülle lässt sich nicht einfach durchstechen.
Die Öffnungen können unterschiedliche Größe aufweisen, und zwar können die ersten Öffnungen eine andere Größe als die zweiten Öffnungen aufweisen. Bei mehreren Öffnungen können zusätzlich oder alternativ Unterschiede in der Größe innerhalb der mehreren ersten Öffnungen bzw. innerhalb der mehreren zweiten Öffnungen bestehen. Durch die Größe und/oder die Form der Öffnungen kann eingestellt werden, wie schnell bzw. wie lange Flüssigkeit aus der Kapsel an die umströmende Flüssigkeit abgegeben wird. Typische Durchmesser von ersten und zweiten Öffnungen liegen für Wasser in einem Bereich von 0,001-3 mm oder größer, insbesondere von 0,01-2 mm, besonders bevorzugt von 0,3-1 mm. Die Durchmesser sind generell von der Viskosität der Flüssigkeiten abhängig. Die Öffnungen können grundsätzlich an jeder Stelle der Kapsel vorgesehen sein. Erste und zweite Öffnung können die gleiche Form und Größe aufweisen.
In einer möglichen Ausführungsform sind genau eine erste und genau eine zweite Öffnung vorgesehen. Je nach Viskosität der abzugebenden Flüssigkeit kann es aber sinnvoll sein, statt einer größeren ersten (und/oder zweiten) Öffnung mehrere kleinere erste (und/oder zweite) Öffnungen vorzusehen. Etwa könnten dann mehrere kleinere Öffnungen statt einer größeren Öffnung vorgesehen sein, wenn eine größere Öffnung auslaufen würde.
Durch den inneren Aufbau der Kapsel kann eine Durchmischung der abzugebenden Flüssigkeit mit der bereits in die Kapsel eingesaugten umspülenden Flüssigkeit verstärkt oder vermindert werden. Um eine Durchmischung zu vermindern, kann vorgesehen sein, dass die Kapsel im befüllbaren Volumen Einbauten zur Verlängerung des Verbindungsweges, insbesondere auch eine Verwinkelung, zwischen erster und zweiter Öffnung aufweist. Um eine Durchmischung zu verstärken, würde man auf derartige Einbauten in die Kapsel verzichten, oder man würde Einbauten mit einer anderen Form verwenden, welche die Durchmischung fördern, wie etwa einen Verwirbler.
Da erste und zweite Öffnung in der Regel nicht groß genug sind, um die Kapsel rasch zu befüllen, kann vorgesehen sein, dass die Kapsel zweiteilig ausgeführt ist. Dann kann ein Teil der Kapsel befüllt werden, während ein anderer Teil der Kapsel diesen dann verschließt. Insofern kann ein Teil der Kapsel die konkave Form eines Behälters aufweisen, während der andere Teil einen ebeneren Deckel bildet. Insbesondere können die beiden Teile durch Formschluss miteinander verbunden sein, etwa, indem ein Teil in den anderen gesteckt wird.
Die Kapsel kann aus Kunststoff gefertigt werden, zum Beispiel mittels Spritzguss.
Die Form der Kapsel kann beliebig sein, jedoch ist sie an die Form und Abmessungen der Verschlusskappe anzupassen, in die sie erfindungsgemäß aufgenommen werden soll. Ebenso müssen Einbauten der Verschlusskappe, wie Ventile oder Mundstücke, berücksichtigt werden. Die Kapsel kann etwa rund, halbmondförmig, sichelförmig (zum Einlegen um ein Ventil herum oder um ein Mundstück) oder eckig sein. Halbmondförmig bedeutet, dass die Kapsel entweder die Idealform eines Halbkreises oder eine an den Halbkreis angelehnte Form hat, wie etwa ein großes "D", wo die Spitzen des Halbkreises normal zur geraden Seite des Halbkreises abgeschnitten sind. Sichelförmig bedeutet, dass entweder die Idealform einer Sichel vorliegt, wo von einer Kreisfläche ein Teil durch eine zweite Kreisfläche entfernt wird, oder eine an die Sichelform angelehnte Form, wo die äußere Kreisfläche teilweise begradigt ist.
Um unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten zwischen erster und zweiter Öffnung sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Flächennormale der Kapselhülle am Ort der ersten Öffnung einen Winkel mit der Flächennormalen der Kapselhülle am Ort der zweiten Öffnung einschließt. Dies ist in der Regel schon durch einen bestimmten Abstand zwischen erster und zweiter Öffnung gegeben, etwa, wenn die Kapselhülle außen gekrümmt ist.
Es kann vorgesehen werden, dass die Kapselhülle mehrere Flächen umfasst, die zumindest an der Außenseite der Kapselhülle durch Kanten voneinander getrennt sind, wobei die erste Öffnung auf einer anderen Außenfläche angeordnet ist als die zweite Öffnung. Die Außenflächen können dabei eben oder gekrümmt sein. Es ist aber durchaus auch möglich, dass sich beide Öffnungen an einer Außenfläche bzw. Seite befinden, also die erste(n) Öffnung(en) auf der gleichen Außenfläche angeordnet ist(sind) wie die zweite(n) Öffnung(en). Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass sich alle ersten und zweiten Öffnungen auf nur einer Außenfläche befinden.
Beispielsweise kann die Kapselhülle eine großteils ebene Grundfläche, eine zur Grundfläche parallele, großteils ebene Deckfläche sowie eine die Grund- und Deckfläche verbindende Mantelfläche aufweisen. Die Kapselhülle würde also im Wesentlichen die Form eines geraden Prismas haben. Grund- und Deckfläche könnten deckungsgleich sein, die Mantelfläche könnte normal auf Grund- und Deckfläche stehen. Grund- und Deckfläche könnte die Form eines Kreises, eines Halbkreises, einer Sichel, etc. haben.
Bei einer Kapselhülle mit großteils ebener Grundfläche, einer zur Grundfläche parallelen, großteils ebenen Deckfläche sowie einer die Grund- und Deckfläche verbindende Mantelfläche kann vorgesehen sein, dass die erste Öffnung in der Mantelfläche und die zweite Öffnung in der Deckfläche vorgesehen ist. Dabei würde an der Mantelfläche eine höhere Strömungsgeschwindigkeit vorliegen als an der Deckfläche, sodass Flüssigkeit durch die erste Öffnung aus der Kapsel herausgesaugt wird, während durch die zweite Öffnung in der Deckfläche ein Teil der umströmten Flüssigkeit in die Kapsel hineingesaugt wird.
Damit ein möglichst großer Abstand zwischen erster und zweiter Öffnung vorliegt, kann in diesem Fall vorgesehen sein, dass die erste Öffnung näher bei der Grundfläche als bei der Deckfläche angeordnet ist.
Es kann aber auch die erste Öffnung (also zumindest eine, oder auch mehrere, insbesondere alle) und die zweite Öffnung (also wieder zumindest eine, oder auch mehrere, insbesondere alle) in der Deckfläche vorgesehen sein.
So kann etwa vorgesehen sein, dass zwischen zwei ersten Öffnungen eine zweite Öffnung, die zweite Öffnung insbesondere mittig bezüglich der Deckfläche, angeordnet ist. Beispielsweise können die beiden ersten Öffnungen und die eine zweite Öffnung auf einer Geraden liegen.
Wenn die zweite Öffnung nahe dem Rand der Deckfläche vorgesehen ist, hat dies den Vorteil, dass sich weniger leicht Rückfluss bildet, da die Öffnung nach oben zeigt.
Grundfläche und Deckfläche können zumindest annähernd die Form eines Halbkreises oder einer Sichel aufweisen. Dies bedeutet, dass Grund- und Deckfläche entweder die Idealform eines Halbkreises oder eine an den Halbkreis angelehnte Form haben, wie etwa ein großes "D", wo die Spitzen des Halbkreises normal zur geraden Seite des Halbkreises angeschnitten sind. Annähernd sichelförmig bedeutet, dass entweder die Idealform einer Sichel vorliegt, wo von einer Kreisfläche ein Teil durch eine zweite Kreisfläche entfernt wird, oder eine an die Sichelform angelehnte Form, wo die äußere Kreisfläche teilweise begradigt ist.
Um ein Vermischen von einer die Kapsel umspülenden Flüssigkeit mit der Flüssigkeit, mit welcher die Kapsel ursprünglich befüllt worden ist, zu verringern, können im befüllbaren Volumen der Kapsel Einbauten zur Verlängerung des Verbindungsweges zwischen erster und zweiter Öffnung derart vorgesehen sein, dass sich ein labyrinthartiger Verbindungsweg zwischen erster und zweiter Öffnung ergibt. Die labyrinthartigen Einbauten können aber auch erste und/oder zweite Öffnungen einfach von anderen befüllbaren Volumsbereichen im Kapselvolumen teilweise abtrennen, um ein Vermischen von einer die Kapsel umspülenden Flüssigkeit mit der Flüssigkeit, mit welcher die Kapsel ursprünglich befüllt worden ist, zu verringern, oder ein zu schnelles Abgeben von Stoffen aus der Kapsel an die umspülende Flüssigkeit.
So können die Einbauten ebene Wände umfassen, die - insbesondere im Falle einer Kapsel mit zueinander paralleler Deck- und Grundfläche - normal zur Deck- und Grundfläche verlaufen. Zum Beispiel können die ebenen Wände ein Labyrinth bzw. einen mäanderförmigen Verbindungsweg, insbesondere zwischen erster und zweiter Öffnung, bilden.
Die zur erfindungsgemäßen Einheit gehörenden Kapseln werden in der Regel schon befüllt an einen Endverbraucher abgegeben, sodass die erfindungsgemäße Einheit auch einen Abgabekörper umfasst, wo das befüllbare Volumen abzugebende Stoffe in Form einer Flüssigkeit enthält. Dabei kann die Viskosiät der Flüssigkeit so angepasst werden, dass bei gegebener Kapsel bzw. gegebenen Öffnungen eine gewünschte Abgabegeschwindigkeit bzw. Abgabedauer erreicht wird. Diese Flüssigkeiten können - für die Verwendung der Kapsel zur Herstellung eines Getränks - grundsätzlich alle lebensmitteltauglichen Stoffe in flüssiger Form sein und insbesondere die folgenden Stoffe enthalten bzw. aus den folgenden Stoffen bestehen: Fruchtsirupe, aromatisierte Zuckerlösungen, Nahrungsergänzungsmittel, medizinische Wirkstoffe, konzentrierte isotonische Getränkezubereitungen, geschmackgebende Stoffe, Geschmacksaromen. Für andere Verwendungen der Kapsel, etwa zur Abgabe von Dünger, können auch nicht lebensmitteltaugliche Flüssigkeiten verwendet werden.
Um einen etwaigen Wirkstoff, der in der Flüssigkeit der Kapsel enthalten ist, mit wechselnder Geschwindigkeit abgeben zu können, kann vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit einen Wirkstoffgradienten enthält. Damit ist gemeint, dass der Wirkstoff nicht gleichmäßig in der Füllflüssigkeit der Kapsel verteilt ist, sondern dass es Teilvolumina mit höherer und Teilvolumina mit geringerer Wirkstoffdichte gibt. So könnte etwa nahe der ersten Öffnung einen hohe Wirkstoffdichte in der Füllflüssigkeit vorliegen, um zu Beginn des Trinkvorgans mehr Wirkstoff freizugeben als später. Oder es könnte genau umgekehrt sein, dass zu Beginn weniger Wirkstoff abgegeben wird als später. Wenn mehrere Wirkstoffe in der Füllflüssigkeit enthalten sind, könnten diese unterschiedliche Wirkstoffgradienten aufweisen. Ein erster Wirkstoff könnte z.B. in einem Teilvolumen der Kapsel eine höhere Konzentration aufweisen als ein zweiter, während der zweite Wirkstoff in einem anderen Teilvolumen eine höhere Konzentration aufweist als der erste.
Der Abgabekörper ist zur Verwendung in einer Verschlusskappe für einen Flüssigkeitsbehälter ausgebildet, insbesondere indem er die notwendigen Außenabmessungen aufweist, und/oder indem er bereits die notwendigen Öffnungen aufweist, weil Verschlusskappen in der Regel keine Aufstechmechanismen besitzen, und/oder indem er keine Öffnungen aufweist, die so groß und/oder so angeordnet sind, dass ein Durchströmen der Kapsel mit Flüssigkeit stattfindet, wie dies bei mit Druck beaufschlagten Kaffeekapseln der Fall wäre.
Denkbar ist auch, dass gefüllte Kapseln bereits gemeinsam mit einer Verschlusskappe an den Endverbraucher abgegeben werden.
Der Endverbraucher muss dann nur mehr die Verschlusskappe auf einen Flüssigkeitsbehälter aufschrauben und kann sofort die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter, angereichert mit den Stoffen aus der Kapsel, zu sich nehmen.
Insbesondere im Falle einer Kapsel mit großteils ebener Grundfläche, einer zur Grundfläche parallelen, großteils ebenen Deckfläche sowie einer die Grund- und Deckfläche verbindenden Mantelfläche kann die Deckfläche der Kapsel zur Ausgussöffnung der Verschlusskappe hin ausgerichtet sein. Wenn die Verschlusskappe - insbesondere ebenfalls ebene - Begrenzungsflächen in ihrem Inneren vorgesehen hat, auf welche die Grundfläche der Kapsel aufgesetzt werden kann und/oder die an der Deckfläche anliegen (oder nur einen geringen Abstand zur Deckfläche aufweisen), ist sichergestellt, dass die Kapsel ihre Lage in der Verschlusskappe in allen Stellungen der Verschlusskappe behält und damit immer annähernd die gleichen Strömungsbedingungen in jener Flüssigkeit vorliegen, die vom Flüssigkeitsbehälter durch die Verschlusskappe und um die Kapsel herum zum Mundstück (bzw. zur Ausgussöffnung) der Verschlusskappe fließt.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Abgabe von Stoffen aus einem Abgabekörper, der zu einer erfindungsgemäßen Einheit gehört, nach Anspruch 14. Stoffe bzw. Substanzen, insbesondere Geschmackstoffe und/oder Nährstoffe und/oder Nahrungsergänzungsmittel und/oder medizinische Wirkstoffe, werden an die umströmende Flüssigkeit abgeben. Nährstoffe umfassen dabei Kohlenhydrate, Fette, Ballaststoffe, Eiweiß, Mineralien und Vitamine. Werden eine Vielzahl von Kohlenhydraten, Mineralien und Vitaminen freigesetzt, ist hierdurch die Herstellung eines isotonischen Getränks möglich. D.h. es kommt zu einer Mischung mit der Flüssigkeit unmittelbar bevor der Benutzer die Mischung tatsächlich trinkt. Eine zu hohe Konzentration der gewünschten Stoffe in der Flüssigkeit lässt sich somit grundsätzlich vermeiden.
In Ausführung des Verfahrens ist die Kapsel in der Verschlusskappe angeordnet, welche einen flüssigkeitsgefüllten Behälter verschließt, und die Kapsel wird durch ein Kippen des Behälters, etwa in Trinkstellung, von Flüssigkeit aus dem Behälter umströmt. Dabei wird das Umströmen der Kapsel mit Flüssigkeit durch den Trinkenden beim Trinken zumindest unterstützt. Das heißt, dass durch das Ansaugen der Flüssigkeit durch den Trinkenden die Strömung um die Kapsel zumindest erhöht oder überhaupt erst erzeugt wird. Bei der Verschlusskappe handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubverschlusskappe, die auf alle genormten Wasserflaschen passt, beziehungsweise kann man mit wenigen verschiedenen Verschlusskappen die wenigen verschieden genormten Flaschengewindetypen bedienen. Die Verschlusskappe ist üblicherweise mit einem Mundstück versehen, das die Ausgussöffnung der Verschlusskappe verschließt und von einer Verschlussstellung in eine Freigabestellung, vorzugsweise durch Verschieben des Mundstücks, übergeführt werden kann. In der Verschlussstellung kann keine Flüssigkeit über das Mundstück durch die Verschlusskappe durchtreten. In der Betriebsstellung wird somit das sichere Aufbewahren der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter mit Verschlusskappe ermöglicht, auch wenn dieser transportiert bzw. beim Sport vom Benutzer mitgeführt wird. In der Freigabestellung kann über das Mundstück Flüssigkeit durch die Verschlusskappe treten, und dem Benutzer wird das Trinken ermöglicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
Dabei zeigt:

Fig. 1: eine axonometrische Ansicht einer zur erfindungsgemäßen Einheit gehörenden Kapsel
Fig. 2: eine Seitenansicht der Kapsel aus Fig. 1
Fig. 3: eine Draufsicht auf eine Kapsel aus Fig. 1
Fig. 4: eine Vorderansicht einer ersten Variante einer Kapsel aus Fig. 1
Fig. 5: eine Schnittansicht der Kapsel aus Fig. 4 gemäß Schnittlinie A-A in Fig. 3
Fig. 6: eine axonometrische Ansicht einer geöffneten Kapsel aus Fig. 4, ohne Einbauten
Fig. 7: eine Rückansicht eines Unterteils einer zweiten Variante (mit Einbauten) einer Kapsel aus Fig. 1
Fig. 8: eine Vorderansicht eines Unterteils einer Kapsel aus Fig. 7
Fig. 9: eine Schnittansicht der Kapsel aus Fig. 7 gemäß Schnittlinie A-A in Fig. 3
Fig. 10: eine axonometrische Ansicht einer geöffneten Kapsel aus Fig. 7
Fig. 11: eine axonometrische Ansicht einer zweiten Kapsel
Fig. 12: eine Seitenansicht der Kapsel aus Fig. 11
Fig. 13: eine Draufsicht auf eine Kapsel und eine Schnittansicht der Kapsel aus Fig. 11 gemäß Schnittlinie B-B, mit Einbauten
Fig. 14: eine Vorderansicht der Kapsel aus Fig. 11
Fig. 15: eine axonometrische Ansicht einer geöffneten Kapsel aus Fig. 11, ohne Einbauten
Fig. 16: eine axonometrische Ansicht einer geöffneten Kapsel aus Fig. 11, mit Einbauten
Fig. 17: eine Rückansicht eines Unterteils einer Kapsel aus Fig. 16
Fig. 18: eine Vorderansicht eines Unterteils einer Kapsel aus Fig. 16
Fig. 19: eine axonometrische Ansicht einer dritten Kapsel
Fig. 20: eine Seitenansicht der Kapsel aus Fig. 19
Fig. 21: eine Draufsicht auf eine Kapsel und eine Schnittansicht der Kapsel aus Fig. 19 gemäß Schnittlinie B-B, mit Einbauten
Fig. 22: eine Vorderansicht der Kapsel aus Fig. 19
Fig. 23: eine axonometrische Ansicht einer geöffneten Kapsel aus Fig. 19, ohne Einbauten
Fig. 24: eine axonometrische Ansicht einer geöffneten Kapsel aus Fig. 19, mit Einbauten
Fig. 25: eine Rückansicht eines Unterteils einer Kapsel aus Fig. 24
Fig. 26: eine Vorderansicht eines Unterteils einer Kapsel aus Fig. 24.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine Kapsel, deren Kapselhülle im Wesentlichen als gerades Prisma ausgebildet ist und eine Grundfläche 1, eine Deckfläche 2 und eine diese verbindende Mantelfläche 3 aufweist. Grundfläche 1 und Deckfläche 2 sind deckungsgleich, parallel zueinander ausgerichtet und haben jeweils die Form eines Rechtecks, an dessen einer längeren Seite ein Kreissektor anschließt. Der gebogene Bereich der Kapsel könnte sich an einer entsprechend geformten Innenwand der Verschlusskappe abstützen. Ebenso könnte sich die längere gerade Seite an einer entsprechend geformten Innenwand oder an entsprechend geformten Einbauten einer Verschlusskappe abstützen.
Die Mantelfläche 3 steht normal auf Grund- und Deckfläche 1, 2 und besteht aus einem langen Rechteck 4, zwei kurzen Rechtecken 5 und einem Abschnitt 6 eines Zylindermantels. Im sichtbaren kurzen Rechteck 5 ist nahe der Grundfläche 1 (etwa zwei bis drei Durchmesser der Öffnung 7 entfernt) und des Abschnitts 6 (etwa zwei bis drei Durchmesser der Öffnung 7 von der Grundfläche 1 entfernt) eine erste Öffnung 7 vorgesehen. Im nicht sichtbaren kurzen Rechteck ist keine Öffnung vorgesehen. In der Deckfläche 2 ist etwa mittig im Kreissektor eine zweite Öffnung 8 vorgesehen, mit einem Abstand von etwa zwei bis drei Durchmessern der Öffnung 8 zur Kante der Deckfläche 2 mit dem Abschnitt 6. Der Kreissektor der Grund- bzw. Deckfläche 1, 2 hat etwa die halbe Breite des Rechtecks der Grund- bzw. Deckfläche 1, 2. Diese Breite wird in den Fig. 1-3 von links nach rechts gemessen. Die beiden Öffnungen 7, 8 sind hier gleich groß und kreisförmig.
In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Grundfläche 1 innerhalb ihrer Außenkante eine Absenkung nach außen in Form eines Sockels 9 aufweist, der rechteckig zur restlichen Grundfläche 1 verläuft. Dieser Sockel 9 dient dazu, die Kapsel in eine dem Sockel 9 entsprechende Vertiefung in einer Verschlusskappe einzusetzen.
Die Draufsicht auf die Kapsel in Fig. 3 lässt die Form der Deckfläche 2 erkennen und die Anordnung der zweiten Öffnung 8 auf der Deckfläche. Die Kapselhülle bestehend aus Grundfläche 1, Deckfläche 2 und Mantelfläche 3 ist (bis auf die Öffnung 7) symmetrisch zu einer Ebene, die normal auf die Zeichenebene durch die strichpunktierte Linie verläuft.
Die Fig. 4-6 zeigen eine erste Ausführungsform nach den Fig. 1-3, bei der keine Einbauten in der Kapsel vorgesehen sind.
Fig. 4 zeigt die Vorderansicht der Kapsel aus Fig. 1, auf der der Abschnitt 6 der Mantelfläche 3 sowie der Sockel 9 der Grundfläche 1 dargestellt sind.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht der Kapsel gemäß Schnittlinie A-A in Fig. 3. Die Kapsel ist zweiteilig, wobei die Grundfläche 1 mit ihrem Sockel 9 den ersten Teil bildet und die Deckfläche 2 mit der Mantelfläche 3, also mit dem langen Rechteck 4, den beiden kurzen Rechtecken 5 und dem Abschnitt 6 des Zylindermantels, den zweiten Teil, siehe hierzu auch Fig. 6, welche die Kapsel geöffnet zeigt.
Die Grundfläche 1 weist an ihrer, ins Innere der Kapsel gerichteten Seite einen umlaufenden Steg 10 auf, der sich innerhalb der Außenkante der Grundfläche 1 befindet. Der Abstand des Stegs 10 zur Außenkante der Grundfläche 1 ist so bemessen, dass die Mantelfläche 3 des zweiten Teils der Kapsel eben mit der Außenkante der Grundfläche 1 abschließt. Im Bereich der kreisförmigen Außenkante der Grundfläche 1 bildet der Steg 10 die Fortsetzung der Wand des Sockels 9.
Das befüllbare Volumen der Kapsel ergibt sich aus der Summe der Volumina des Oberteils, der aus Deckfläche 2 und Mantelfläche 3 besteht, und des Unterteils, der aus der Grundfläche 1 und dem Sockel 9 besteht. In Fig. 5 liegt innerhalb der genannten Elemente der Querschnitt des befüllbaren Volumens.
Die Fig. 7-10 zeigen eine zweite Ausführungsform nach den Fig. 1-3, bei der Einbauten in der Kapsel vorgesehen sind. Die Fig. 7-10 entsprechen dabei den Fig. 4-6, jedoch sind an der Grundfläche 1, also am ersten Teil der Kapsel, Einbauten vorgesehen. Der zweite Teil der Kapsel, umfassend die Deckfläche 2 und die Mantelfläche 3, ist gleich wie in den Fig. 4-6.
In Fig. 7 ist die Grundfläche 1 von hinten zu sehen, also von links in Fig. 10, in Fig. 8 ist die Grundfläche 1 von vorne zu sehen, also von rechts in Fig. 10, Fig. 9 ist eine Schnittansicht der Kapsel gemäß Schnittlinie A-A in Fig. 3 und Fig. 10 zeigt die geöffnete Kapsel.
Die Einbauten bestehen aus drei ebenen Wänden 11-13. Zwei Wände 11, 12 verlaufen parallel zur langen Kante der Grundfläche 1. Eine Wand 13 verläuft normal zu den anderen beiden Wänden 11, 12 und schließt rechtwinkelig an die Wand 11 an.
Die Wand 11 ist in einem Abstand x parallel zur langen geraden Kante der Grundfläche angeordnet, sie ist kürzer als die lange gerade Kante der Grundfläche 1, nämlich zu beiden Seiten ebenfalls um etwa den Abstand x, und ist mittig bezüglich der langen geraden Kante der Grundfläche 1 angeordnet. Die Wand 11 bildet hier eine gerade Fortsetzung der Wand des Sockels 9. Die Wand 11 ist so hoch, dass sie im geschlossenen Zustand der Kapsel bis zur Deckfläche 2 reicht.
Die Wand 12 ist in etwa einem Abstand x parallel zur Wand 11 innerhalb der Wand 11 angeordnet, sie ist gleich breit wie die Wand 11, aber parallel zur langen geraden Kante der Grundfläche 1 ganz an den Rand der Grundfläche 1 verschoben, sodass die Wand 12 im geschlossenen Zustand der Kapsel bis an die Mantelfläche 3, nämlich bis zum - in Fig. 10 nicht sichtbaren - kurzen Rechteck 5 reicht. Die Wand 12 ist so hoch, dass sie im geschlossenen Zustand der Kapsel von der Grundfläche 1, genauer der Grundfläche des Sockels 9, bis zur Deckfläche 2 reicht.
Die Wand 13 ist in etwa einem Abstand x normal zur Wand 12 angeordnet und schließt in einem rechten Winkel an die Wand 11 an. Die Wand 13 ist so breit, dass die Wand 13 im geschlossenen Zustand der Kapsel bis an die Mantelfläche 3, nämlich bis zum gekrümmten Abschnitt 6 reicht. Die Wand 13 ist so hoch, dass sie im geschlossenen Zustand der Kapsel von der Grundfläche 1 bzw. der Grundfläche des Sockels 9, bis zur Deckfläche 2 reicht.
Die drei Wände 11-13 bilden somit einen Kanal mit einer Breite, die etwa dem Abstand x entspricht. Der Kanal ist oben durch die Deckfläche 2 und unten durch die Grundfläche 1 bzw. deren Sockel 9 abgeschlossen. Dieser Kanal hat die Form eines Labyrinths oder zweier Mäander, und verläuft bei geschlossener Kapsel von der ersten Öffnung 7 ausgehend zuerst außerhalb der Wand 13 parallel zur Wand 13 (zwischen Wand 13 und kurzem Rechteck 5), dann, nach einer Richtungsänderung von 90°, außerhalb der Wand 11 entlang der Wand 11 (zwischen Wand 11 und langem Rechteck 4), dann, nach einer Richtungsänderung von 180°, zwischen Wand 11 und Wand 12, dann erfolgt eine neuerliche Richtungsänderung von 180° längs der Wand 13, sodass der Kanal schließlich zwischen Wand 12 und Abschnitt 6 endet. In diesem Bereich liegt in der Deckfläche 2 die zweite Öffnung 8. Auf diese Weise wird der Verbindungsweg, den eine Flüssigkeit zwischen erster 7 und zweiter Öffnung 8 nehmen kann, relativ zur direkten Verbindung (Luftweg) zwischen erster 7 und zweiter Öffnung 8 wesentlich verlängert, etwa um das 2- bis 4-fache.
Fig. 11 zeigt eine zweite Kapsel, die bis auf die Öffnungen 7, 8 gleich wie jene in den Fig. 1-10 ausgeführt ist. Alle Ausführungen zu den Fig. 1-10, die sich nicht auf die Öffnungen 7, 8 beziehen, gelten daher auch für die Fig. 11-18. Während in der ersten Kapsel gemäß den Fig. 1-10 insgesamt nur zwei Öffnungen vorgesehen sind, sind in der zweiten Kapsel nach Fig. 11 insgesamt drei Öffnungen vorgesehen, die alle in einer Außenfläche, nämlich in der Deckfläche 2 liegen. In Fig. 11 ist im sichtbaren kurzen Rechteck 5 keine Öffnung vorgesehen, ebenso nicht im nicht sichtbaren kurzen Rechteck, im langen Rechteck 4 oder im Abschnitt 6 des Zylindermantels, auch nicht in der Grundfläche 1. Grundfläche 1 und Deckfläche 2 sind wieder deckungsgleich, parallel zueinander ausgerichtet und haben jeweils die Form eines Rechtecks, an dessen einen längeren Seite ein Kreissektor anschließt. In der Deckfläche 2 ist etwa mittig im Rechteck (längs des Rechtecks 4 gemessen), und zwar nahe dem langen Rechteck 4 der Mantelfläche 3 (jedenfalls näher bei der Kante der Deckfläche 2 zum langen Rechteck 4 als zum Kreissektor der Deckfläche 2), eine zweite Öffnung 8 vorgesehen. Die zweite Öffnung 8 ist etwa zwei bis drei ihrer Durchmesser von der Kante der Deckfläche 2 zum langen Rechteck 4 entfernt. Der Kreissektor der Grund- bzw. Deckfläche 1, 2 hat etwa die halbe Breite des Rechtecks der Grund- bzw. Deckfläche 1, 2. Diese Breite wird in den Fig. 11-13 von links nach rechts gemessen. Die zweite Öffnung 8 liegt hier im linken Drittel des gedachten Rechtecks der Deckfläche 2, siehe Fig. 13 unten. Zwei sogenannte erste Öffnungen 7 befinden sich zu beiden Seiten der sogenannten zweiten Öffnung 8, und zwar im gleichen Abstand zur zweiten Öffnung 8. Alle drei Öffnungen 7, 8 liegen auf einer Geraden, die parallel zur langen Kante des gedachten Rechtecks der Deckfläche 2 verläuft bzw. liegen sie parallel zur Kante der Deckfläche 2 mit dem langen Rechteck 4 des Mantels 3 bzw. liegen sie normal zur Symmetrieebene der Kapselhülle, die entlang der strichpunktierten Linie in Fig. 13 verläuft. Die ersten Öffnungen 7 liegen jeweils näher bei der Kante, die durch die Deckfläche 2 und das kurze Rechteck 5 gebildet wird, als bei der zweiten Öffnung 8. Eine erste Öffnung 7 hat jeweils gleichen Abstand von der Kante der Deckfläche 2 mit dem langen Rechteck 4 und von der Kante der Deckfläche 2 mit dem kurzen Rechteck 5, hier etwa zwei bis drei Durchmesser der Öffnungen 7, 8. Die Öffnungen 7, 8 haben hier alle den gleichen Durchmesser von etwa 1-1,5 mm.
Der obere Teil der Fig. 13 enthält eine Schnittdarstellung von einer Variante der zweiten Kapsel mit Einbauten 11, 12, die analog zu jenen aus Fig. 9 sind. Ebenso beziehen sich die Fig. 16-18 auf diese Variante mit Einbauten, die der Variante der ersten Kapsel mit Einbauten gemäß der Fig. 7, 8 und 10 gleicht. Der untere Teil der Fig. 13 stellt eine Draufsicht auf die zweite Kapsel dar, die ja mit und ohne Einbauten der Kapsel gleich ist.
Fig. 14 betreffend die zweite Kapsel entspricht der Fig. 4 der ersten Kapsel und gilt sowohl für die Variante mit als auch für die Variante ohne Einbauten. Fig. 15 zeigt die Variante der zweiten Kapsel ohne Einbauten, Fig. 15 entspricht der Fig. 6 für die erste Kapsel.
Fig. 19 zeigt eine dritte Kapsel, die - so wie die zweite Kapsel in den Fig. 11-18 - insgesamt drei Öffnungen aufweist, die alle in der Deckfläche 2 liegen. In der dritten Kapsel nach den Fig. 19-26 sind weder in der Mantelfläche 3 noch in der Grundfläche 1 Öffnungen 7, 8 vorgesehen.
Auch die Kapselhülle der dritten Kapsel ist im Wesentlichen (wieder bis auf den Sockel 9) als gerades Prisma ausgebildet, mit einer Grundfläche 1, einer Deckfläche 2 und eine diese verbindende Mantelfläche 3. Grundfläche 1 und Deckfläche 2 sind deckungsgleich, parallel zueinander ausgerichtet und haben jeweils annähernd die Form einer Sichel. Die Mantelfläche 3 steht normal auf Grund- und Deckfläche 1, 2 und besteht aus einem nach außen gewölbten Abschnitt 6 eines Zylindermantels, aus zwei kurzen Rechtecken 5, aus einem nach innen gewölbten Abschnitt 14 eines zweiten Zylindermantels und aus zwei weiteren Abschnitten 15 eines dritten Zylindermantels. Der nach außen gewölbte Abschnitt 6 hat einen größeren Radius als der nach innen gewölbte Abschnitt 14, diese beiden Abschnitte geben im Wesentlichen die Sichelform vor. Der Radius der beiden Abschnitte 15 ist in diesem Fall noch größer als jener des Abschnitts 6, der Radius könnte aber natürlich auch gleich sein, das würde dann der idealen Sichelform entsprechen, oder auch kleiner. Der Mittelpunkt des Radius von Abschnitt 6 liegt innerhalb der Kapsel. Die Länge des Abschnitts 6 in Umfangrichtung der Mantelfläche 3 entspricht etwa 110° der Kreisbogenlänge des Abschnitts 6. An den Abschnitt 6 schließt sich zu beiden Seiten ein kurzes Rechteck 5 an. Die beiden Rechtecke 5 sind parallel zueinander und stehen normal auf die Gerade, auf der die Öffnungen 7, 8 liegen. Die beiden Rechtecke 5 schneiden jeweils einen gleich großen Sektor von der gedachten idealen Sichel ab. An jedes Rechteck 5 schließt ein Abschnitt 15 an, der jeweils über eine abgerundete Ecke in den Abschnitt 14 übergeht. Abschnitt 14 hat hier in Umfangrichtung der Mantelfläche 3 die Länge eines Halbkreises (siehe Fig. 21).
Der nach außen gewölbte Abschnitt 6 der Kapsel könnte sich an einer entsprechend geformten Innenwand der Verschlusskappe abstützen. Ebenso könnten sich die Abschnitte 15 und/oder der Abschnitt 14 an einer entsprechend geformten Innenwand oder an entsprechend geformten Einbauten einer Verschlusskappe abstützen. Insbesondere ist Abschnitt 14 so geformt, dass er sich um ein Ventil oder ein Mundstück der Verschlusskappe legt bzw. diese umgibt.
Die Kapselhülle der dritten Kapsel ist symmetrisch zur strichpunktierten Linie in Fig. 21. Misst man die Länge der Kapsel in Fig. 21 von links nach rechts, parallel zur strichpunktierten Linie, von einer abgerundeten Spitze bis zum Scheitel von Abschnitt 6, so ist diese Länge etwa gleich groß wie die Breite, in Fig. 21 gemessen als Abstand der beiden Rechtecke 5 zueinander.
Die Öffnungen 7, 8 in den Fig. 19-26 sind gleich groß und kreisförmig, mit einem Durchmesser von etwa 1-1,5 mm. In der Deckfläche 2 ist etwa mittig, also auf der strichpunktierten Linie, welche die Symmetrieebene der Kapsel darstellt, eine einzige zweite Öffnung 8 vorgesehen. Diese liegt nahe dem Abschnitt 14, hier etwa zwei bis drei Durchmesser der Öffnung 8 von diesem entfernt. Auf einer Geraden normal zur strichpunktierten Linie liegt zu beiden Seiten der zweiten Öffnung 8 jeweils eine sogenannte erste Öffnung 7, und zwar im gleichen Abstand zur zweiten Öffnung 8 und nahe der Rechtecke 5, also hier wieder zwei bis drei Durchmesser der Öffnung 7 von der Kante zum Rechteck 5 entfernt.
Die Variante der dritten Kapsel mit Einbauten 11, 12, 13 ist in den Fig. 21, 22 und 24-26 dargestellt. Dabei entsprechen die Einbauten 11, 12, 13 den Einbauten in den Fig. 7-10 der ersten Kapsel, ist doch auch die Kapselhülle der dritten Kapsel mit den Abschnitten 6 und den kurzen Rechtecken 5 im Wesentlichen baugleich mit den entsprechenden Elementen der ersten Kapsel. In Fig. 25 ist die Grundfläche 1 von hinten zu sehen, also von rechts in Fig. 24, in Fig. 26 ist die Grundfläche 1 von vorne zu sehen, also von links in Fig. 26, Fig. 21 oben ist eine Schnittansicht der Kapsel gemäß Schnittlinie B-B in Fig. 13 unten, Fig. 24 zeigt die geöffnete Kapsel.
Die Einbauten bestehen aus drei ebenen Wänden 11-13. Zwei Wände 11, 12 verlaufen normal zur strichpunktierten Symmetrieebene der Kapselhülle in der Draufsicht in Fig. 21 unten. Eine Wand 13 verläuft normal zu den anderen beiden Wänden 11, 12 und schließt rechtwinkelig an die Wand 11 an. Die Wand 11 ist in einem kleinsten Abstand x vom Abschnitt 14 angeordnet, sie ist kürzer als die Verbindung zwischen den beiden Rechtecken 5, nämlich zu beiden Seiten ebenfalls um etwa den Abstand x, und ist mittig bezüglich der Symmetrieebene angeordnet. Die Wand 11 bildet hier eine gerade Fortsetzung der Wand des Sockels 9. Die Wand 11 ist so hoch, dass sie im geschlossenen Zustand der Kapsel bis zur Deckfläche 2 reicht.
Die Wand 12 ist in etwa einem Abstand x parallel zur Wand 11 innerhalb der Wand 11 angeordnet, sie ist gleich breit wie die Wand 11, aber normal zur Symmetrieebene der Kapselhülle ganz an den Rand der Grundfläche 1 verschoben, sodass die Wand 12 im geschlossenen Zustand der Kapsel bis an die Mantelfläche 3, nämlich bis zum kurzen Rechteck 5 reicht. Die Wand 12 ist so hoch, dass sie im geschlossenen Zustand der Kapsel von der Grundfläche 1, genauer der Grundfläche des Sockels 9, bis zur Deckfläche 2 reicht.
Die Wand 13 ist in etwa einem Abstand x normal zur Wand 12 angeordnet und schließt in einem rechten Winkel an die Wand 11 an. Die Wand 13 ist so breit, dass die Wand 13 im geschlossenen Zustand der Kapsel bis an die Mantelfläche 3, nämlich bis zum gekrümmten Abschnitt 6 reicht. Die Wand 13 ist so hoch, dass sie im geschlossenen Zustand der Kapsel von der Grundfläche 1 bzw. der Grundfläche des Sockels 9, bis zur Deckfläche 2 reicht.
Die drei Wände 11-13 bilden somit einen Kanal mit einer Breite, die etwa dem Abstand x entspricht. Der Kanal ist oben durch die Deckfläche 2 und unten durch die Grundfläche 1 bzw. deren Sockel 9 abgeschlossen. Dieser Kanal hat die Form eines Labyrinths oder zweier Mäander, und verläuft bei geschlossener Kapsel ausgehend zuerst außerhalb der Wand 13 parallel zur Wand 13 (zwischen Wand 13 und kurzem Rechteck 5), dann, nach einer Richtungsänderung von 90°, außerhalb der Wand 11 entlang der Wand 11 (zwischen Wand 11 und Abschnitt 14), dann, nach einer Richtungsänderung von 180°, zwischen Wand 11 und Wand 12, dann erfolgt eine neuerliche Richtungsänderung von 180° längs der Wand 13, sodass der Kanal schließlich zwischen Wand 12 und Abschnitt 6 endet.
Die drei Öffnungen 7, 8 liegen in jenem Bereich des Kanals, der außen entlang der Wand 11 verläuft, nämlich zwischen Wand 11 und Abschnitt 14. Auf diese Weise wird der Verbindungsweg zwischen Füllflüssigkeit im restlichen Füllvolumen und den Öffnungen 7, 8 verlängert, sodass nicht zu viel Füllflüssigkeit auf einmal aus der Kapsel gesaugt werden kann bzw. sich umspülende Flüssigkeit und Füllflüssigkeit der Kapsel nicht zu sehr vermischen.
Auch bei der dritten Kapsel nach den Fig. 19-26 weist die Grundfläche 1 innerhalb ihrer Außenkante eine Absenkung nach außen in Form eines Sockels 9 auf, der rechteckig zur restlichen Grundfläche 1 verläuft, um die Kapsel in eine dem Sockel 9 entsprechende Vertiefung in einer Verschlusskappe einzusetzen.
Die Kapsel ist in den Fig. 1-10 maßstäblich dargestellt. Die Länge der Kapsel, etwa die Länge des langen Rechtecks 4, beträgt 15-45 mm, insbesondere 20-35 mm. Die Höhe der Kapsel, gemessen außen vom Sockel 9 bis zur Deckfläche 2, beträgt 7-30 mm, insbesondere 10-25 mm. Entsprechend weisen die Öffnungen 7, 8 einen Durchmesser von etwa 1 mm auf, meist von 1-1,5 mm.
Auch die Darstellung in den Fig. 11-26 ist maßstäblich, die zweite Kapsel in den Fig. 11-18 hat die gleichen Abmessungen wie die erste Kapsel in den Fig. 1-10. Die dritte Kapsel gemäß den Fig. 19-26 hat grundsätzlich ebenfalls die selbe Abmessung zwischen den kurzen Rechtecken 5 von 15-45 mm, insbesondere 20-35 mm und eine Höhe vom Sockel 9 bis zur Deckfläche 2 von 7-30 mm, insbesondere 10-25 mm.
Grundsätzlich ist die äußere Form und Abmessung der Kapsel vom Aufnahmevolumen der Verschlusskappe abhängig. Das Volumen des Abgabekörpers darf nicht größer sein als das Aufnahmevolumen der Verschlusskappe.
Über die Form der Öffnungen 7, 8, die Größe der Öffnungen 7, 8, die Form und das Material der Kapsel und die Viskosität der Flüssigkeit, mit welcher die Kapsel befüllt ist, lassen sich die Abgabegeschwindigkeit und -Dauer der der Füllflüssigkeit an eine die Kapsel umspülende Flüssigkeit regulieren.
Die Grundfläche 1, deren Sockel 9, die Mantelfläche 3 sowie die Deckfläche 2 weisen bei den gezeigten Ausführungsbeispielen die gleiche Wandstärke auf. Die Wandstärke liegt bei etwa 0,5 bis 1,5 mm, insbesondere bei 0,7 bis 1,2 mm.
Für die Abgabe der befüllten Kapseln an den Endverbraucher sind aus Gründen der Hygiene entsprechende Mittel vorzusehen, die das Eindringen von Schmutz in die Kapsel oder das Auslaufen von Füllflüssigkeit aus der Kapsel verhindern. So könnte etwa die Kapsel mit einer Folie umgeben sein, und/oder die Öffnungen 7, 8 könnten mittels Klebestreifen verschlossen sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Grundfläche
2: Deckfläche
3: Mantelfläche
4: langes Rechteck
5: kurzes Rechteck
6: Abschnitt eines Zylindermantels
7: erste Öffnung
8: zweite Öffnung
9: Sockel
10: Steg
11: Wand (Einbauten)
12: Wand (Einbauten)
13: Wand (Einbauten)
14: Abschnitt eines zweiten Zylindermantels
15: Abschnitt eines dritten Zylindermantels
x: Abstand von Wand 11

Claims

Einheit aus einer, einen flüssigkeitsgefüllten Behälter verschließenden Verschlusskappe und einem in der Verschlusskappe umströmbar angeordneten Abgabekörper zur Abgabe von Stoffen an die, die Verschlusskappe bei Kippen des Behälters in einem festgelegten durchströmbaren Querschnitt durchströmende Flüssigkeit,
- wobei der Abgabekörper die Form einer Kapsel mit einer Kapselhülle (1-3) hat,

- wobei die Kapselhülle (1-3) ein befüllbares Volumen für abzugebende Stoffe umschließt und aus einem flüssigkeitsdichten Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselhülle zumindest eine erste Öffnung (7) und zumindest eine zweite Öffnung (8) aufweist, die so angeordnet sind, dass bei der Umströmung der Kapsel mit der Flüssigkeit zu einer Ausgussöffnung der Verschlusskappe an der ersten Öffnung (7) eine größere Strömungsgeschwindigkeit vorliegt als an der zweiten (8) Öffnung, und

- wobei erste und zweite Öffnung über das befüllbare Volumen miteinander in Verbindung stehen.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckfläche (2) der Kapsel zu der Ausgussöffnung der Verschlusskappe hin ausgerichtet ist.
Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste Öffnung (7) und zweite Öffnung (8) so angeordnet sind, dass die Flüssigkeit unter Ausnützung des dynamischen Drucks einen flüssigen Stoff aus der Kapsel ziehen kann, und
- dass entweder die Kapselhülle mehrere Flächen umfasst, die zumindest an der Außenseite der Kapselhülle durch Kanten voneinander getrennt sind, wobei sich erste Öffnung (7) und zweite Öffnung (8) an einer Außenfläche befinden,

- oder dass die Flächennormale der Kapselhülle (1-3) am Ort der ersten Öffnung (7) einen Winkel mit der Flächennormalen der Kapselhülle am Ort der zweiten Öffnung (8) einschließt, wobei das befüllbare Volumen abzugebende Stoffe in Form einer Flüssigkeit enthält.
Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel zweiteilig ausgeführt ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel halbmondförmig oder sichelförmig ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselhülle (1-3) mehrere Flächen (1, 2, 4, 5, 6) umfasst, die zumindest an der Außenseite der Kapselhülle durch Kanten voneinander getrennt sind, wobei die erste Öffnung (7) auf der gleichen Außenfläche angeordnet ist wie die zweite Öffnung (8).
Einheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselhülle (1-3) eine großteils ebene Grundfläche (1), eine zur Grundfläche parallele, großteils ebene Deckfläche (2) sowie eine die Grund- und Deckfläche verbindende Mantelfläche (3) aufweist, wobei die erste Öffnung (7) und die zweite Öffnung (8) in der Deckfläche (2) vorgesehen sind.
Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei ersten Öffnungen (7) eine zweite Öffnung (8), die zweite Öffnung (8) insbesondere mittig bezüglich der Deckfläche (2), angeordnet ist.
Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Öffnungen (7) und die eine zweite Öffnung (8) auf einer Geraden liegen.
Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (8) nahe dem Rand der Deckfläche (2) vorgesehen ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Grundfläche (1) und Deckfläche (2)zumindest annähernd die Form eines Halbkreises oder einer Sichel aufweisen.
Einheit nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das befüllbare Volumen abzugebende Stoffe in Form einer Flüssigkeit enthält.
Einheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit einen Wirkstoffgradienten enthält.
Verfahren zur Abgabe von Stoffen aus einem Abgabekörper in Form einer Kapsel mittels einer Einheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel durch ein Kippen des Behälters, etwa in Trinkstellung, von Flüssigkeit aus dem Behälter umströmt wird.