WO2004054896A1 - Einsatz für unter druck stehenden flüssigkeit flüssigkeitsbehälter - Google Patents

Einsatz für unter druck stehenden flüssigkeit flüssigkeitsbehälter Download PDF

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WO2004054896A1
WO2004054896A1 PCT/EP2003/013779 EP0313779W WO2004054896A1 WO 2004054896 A1 WO2004054896 A1 WO 2004054896A1 EP 0313779 W EP0313779 W EP 0313779W WO 2004054896 A1 WO2004054896 A1 WO 2004054896A1
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liquid
pressure
insert
container
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PCT/EP2003/013779
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Inventor
Bernd Ulllmann
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Ball Packaging Europe Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/32—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging two or more different materials which must be maintained separate prior to use in admixture
    • B65D81/3216—Rigid containers disposed one within the other
    • B65D81/3222—Rigid containers disposed one within the other with additional means facilitating admixture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • B65D85/73—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for for edible or potable liquids, semiliquids, or plastic or pasty materials with means specially adapted for effervescing the liquids, e.g. for forming bubbles or beer head
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]

Definitions

  • the present invention is directed to an inner container which seals a gas pressurized can or otherwise
  • Pressure vessels can be added ("Titan ic" widget or wedge).
  • This inner container is an insert that can change the properties of the surrounding liquid when the pressure container is opened, e.g. promotes the formation of gas bubbles and thus possibly the formation of foam and / or releases an additive stored separately until the pressure container is opened, so that this additive can mix with the liquid before pouring out of the opened container.
  • the use according to the invention is independent of the type of the surrounding liquid and of its intended use; however, it is also particularly suitable for drinks that are filled, for example, in beverage cans.
  • these active operations generally have in common that they are "loaded” with the pressure that builds up in the headspace of the packaging after the packaging has been closed. They are then activated by the sudden drop in pressure when the beverage container is opened and the resulting pressure difference between a gas space in its interior and its surroundings. In order to achieve this, their interior is generally in connection with the liquid surrounding them in such a way that, when the closed can is filled, the gas present in the inner container cannot escape into the surrounding liquid. There are a large number of for this in the prior art. Proposals.
  • the inner container can have at least one and in particular have two openings with only a small diameter, which is dimensioned such that, when the container is filled and closed, the surface tension of the liquid prevents gas bubbles from escaping.
  • This effect is known as the so-called "gas bubble point effect”.
  • Gas containers with only one such opening are described, for example, in EP 448 200 A1 and EP 520 646 A1, and those with two of these openings in WO 95/08493. Openings with diameters dimensioned in this way are also referred to below as openings with a reduced diameter.
  • WO 95/08493 proposes, inter alia, that the gas container should have flexible arms with flanges which fix the gas container at a predetermined position in an upper or middle region of the container by means of a press fit.
  • WO 95/05325 suggests providing a gas container that floats on the liquid.
  • the gas space of the insert should at least be connected to the gas space via an opening, which is when the outer space is closed Container above the liquid level is formed ("head space").
  • head space a pressure equalization between the two gaseous compartments - and thus a pressure loading of the insert - is effected without a part of its volume being filled with liquid due to the contraction of the gas in the insert and thus the desired effect in its quantity being reduced , This is often achieved by providing the or an opening with a reduced diameter relatively far down on the insert and fixing it to the bottom of the liquid container.
  • Floating inserts must be designed in such a way that when the beverage container is opened, the gas must not escape through the opening in the insert that connects the gas space above the beverage level to the gas space in use, since in such a case the effect would "fizzle out". Therefore, at least this opening must be designed as a valve that only allows the entry, but not the exit of gas. Furthermore, such widgets must have a lower opening which is immersed in the liquid and through which the gas can escape again when the beverage container is opened. Such widgets are described, for example, in WO 95/05326 and in EP 1 055 614 A1. However, this principle only works if it is safely prevented that even small amounts of
  • WO 95/04688 discloses a capsule with two chambers, which has a first opening which is immersed in the liquid and which is connected via a tube or the like to the upper chamber in the capsule and can penetrate through the liquid. When this liquid enters, gas is displaced from the upper chamber (ballast chamber), which passes into the lower chamber (pressure chamber) via a second opening, which must be protected against overflowing with this liquid.
  • WO 99/54229 discloses an inner container with two chambers, one chamber of which has an opening with a reduced diameter which keeps the interior of this chamber in communication with the outside environment, so that it is as described above for the widgets with that in a beverage container prevailing gas pressure can be applied.
  • This chamber is separated by a gas and liquid impermeable inner wall from a second chamber, which is intended for storing a substance.
  • the latter for example a liquid or solid flavor carrier or a food supplement, should mix with the surrounding beverage when the beverage can is opened.
  • the container having the two chambers is composed of an upper part and a lower part in such a way that when the beverage can is opened and the pressure loss that arises, the pressure difference that arises develops forces that are greater than the connection between the both parts, the chamber housing the additive being "blown up" so that its ingredient pours into the surrounding beverage liquid.
  • the object of the present invention is to provide an insert for containers with liquids under pressure, in particular beverages, located therein, which, regardless of its intended use and consequently regardless of how it is designed inside, has a gas compartment which, when closed of the liquid container communicates reliably via an opening with a reduced diameter with the gas space of the liquid container created after the closure, while at the later point in time when the liquid container is opened, said opening is to be surrounded by liquid such that the pressure difference that occurs suddenly when opening the can have the desired effect.
  • This use can be provided to improve gas bubble formation and / or to store a second ingredient, but also for other purposes.
  • an insert which has a pressure-activatable body having at least one cavity in conjunction with a positioning device, where (a) the pressure-activatable body has at least one opening with a reduced diameter which connects the cavity to the surroundings of the insert and which is located at a location which, when the insert is floating on a liquid, lies above the liquid level and (b) the positioning device comprises a floating body which has a small-dimensioned opening which at least plunges into the insert when the insert is placed on a liquid and which communicates directly with the external environment of the insert, and has a minimum volume that ensures the insert sinks into the liquid when it is full.
  • the attached figures show specific configurations of the insert according to the invention, namely:
  • FIG. 1 shows an insert with a floating body in the form of a boat
  • FIG. 2 shows an insert with a floating body in the form of a covered boat (“submarine”)
  • FIG. 3 shows an insert whose pressure-activatable body is a single-chamber widget into which an additional weight has been introduced
  • FIG. 4 shows an insert whose body which can be activated by pressure is a two-chambered wedge into which an additional weight has been introduced, and
  • Figure 5 shows a specific possibility, such as an insert according to Figure 4 from two
  • Components can be composed that separate due to the pressure drop when opening the beverage container and thereby release the contents of the product chamber.
  • small-sized opening is not to be understood as the same as the expression “opening with reduced diameter”. Rather, the small-sized opening is one that allows liquid to pass through it, but the passage should be so slow by the choice of small dimensions that the liquid floods the float in the minute range or even above.
  • the person skilled in the art can easily determine the dimensions of this opening on the basis of his knowledge and simple experiments; Based on the example, he is also given suitable parameters for this.
  • the dimensions for aqueous liquids and hydrophobic materials of the float, such as polypropylene, are preferably in the range from approximately 0.5 to 2 mm, preferably 1-1.5 mm.
  • the insert according to the invention has (at least) one ventilation opening.
  • ventilation opening implies that this opening of the floating body enables gas to escape.
  • the insert according to the invention is put on, it is therefore preferably above the liquid level and in any case above the small-dimensioned opening, and it ensures in a simple manner that the gas contained therein can escape when the float is flooded.
  • This vent can be completely free be designed. It can be formed, for example, in that the floating body has no cover or wall on its upper side. Instead, the floating body can also have one or more openings in a suitable height in one or more areas, but can otherwise be closed. The size of this opening (s) is naturally completely uncritical. It can be the same as that of the small-dimensioned opening explained above, but can also be above or below.
  • pressure-activatable body having at least one cavity is intended to encompass all those bodies which, in the manner of a widget or wedge, have at least one cavity which communicates with the surroundings via (at least) one opening with a reduced diameter, as described above. It should be pointed out in particular that all bodies which have the required properties can be used as pressure-activatable bodies, irrespective of the intended use and also regardless of whether the liquid to be sealed in the outer liquid container is edible or serves other purposes.
  • the invention is suitable for beverage packaging such as cans and here for the design of widgets having one or two openings with a reduced diameter with at least one hollow interior and for wedges which have at least two chambers, one of which is hollow and one or more Openings with a reduced diameter ensure pressure equalization and the second one is used to hold an additional substance such as a food supplement or flavoring.
  • the insert according to the invention is thrown into a liquid container before or after it is filled and immediately assumes a floating position due to the buoyancy forces inherent in the floating body. After filling, the liquid container is closed, possibly under pressure. The pressure that builds up in the gas space above the liquid level is balanced with the cavity in the pressure-activated body via the opening with a reduced diameter.
  • the openings of reduced diameter known in the prior art allow suitable cavities to be pressurized within a period of generally about 10 to 300 seconds, and this period of time will of course also be required by the inserts according to the invention with the same construction.
  • liquid penetrates into the floating body through the small-dimensioned opening of the insert according to the invention, which lies below the liquid level.
  • This opening will be like this dimensioned so that the float only fully fills up after the period required for the pressure loading has elapsed and thus the insert drops. If the liquid container is then opened later, the insert is located on the bottom of the liquid container, so that the opening with a reduced diameter is immersed in the liquid and can have its full effect.
  • the floating body is preferably arranged outside the pressure-activatable body.
  • the floating body has the shape of a boat which carries the pressure-activatable body which has at least one cavity.
  • the insert is of course only introduced after the liquid has been poured into the liquid container, e.g. thrown in.
  • the boat has a bottom and a circumferential side wall, which is designed such that the capacity of the boat with the pressure-activatable body located therein has the minimum volume required according to the invention.
  • the pressure-activatable body can be fully inserted into the floating body.
  • parts of the pressure-activatable body can simultaneously be parts of the boat.
  • the bottom of the pressure-activatable body can be part of the bottom of the boat, which extends further outwards and is completely surrounded by the said side wall.
  • the pressure-activatable body can also have a part of the side wall in common with that of the boat. In this embodiment, which cannot be rotationally symmetrical, care must of course be taken to ensure that the
  • Weight distribution does not cause the insert to skew when placed on the liquid. After all, it would be e.g. it is also possible for the pressure-activatable body to run in a ring around the side wall of the boat, so that its outer side wall simultaneously represents the boat wall.
  • the floating body has the shape of a closed cavity.
  • the boat as described above can be provided with a cover.
  • This configuration has the advantage that the insert can be inserted into the liquid container at any time and that it can be thrown onto the liquid when it is subsequently introduced without fear that the floating body will be flooded ahead of time if it is accidentally tilted
  • the cover also has one or several openings, which can be small, for example, to allow gas to escape from the filling float when sinking.
  • the one or more small-dimensioned openings can be located on the bottom and / or in the side wall of the floating body in all configurations. Only one of them must be arranged so that it is on the liquid below its level when the insert is swimming. With an additional opening (s) located higher up, the sinking of the insert can be accelerated if the floating body is already partially flooded.
  • the materials used for the pressure-activatable body, the floating body and possibly as an additive for mixing with the liquid on the one hand and the existing cavities on the other hand are selected in a suitable manner so that the application floats reliably when applied to the liquid when or after the liquid has filled up Float, however, drops reliably.
  • a weight with the weight G can be provided to compensate for possible buoyancy forces.
  • These buoyancy forces F are, for example:
  • the weight G must be such that:
  • the gas bubble formation in a liquid which is sealed under gas pressure in a container can be improved when this container is opened. This is done using the following steps:
  • the invention can be used to mix a substance stored separately in a container with a liquid in the container when the container is opened. This is done through the following steps:
  • An insert has a pressure-activatable body 4 in the form of a widget, as shown for example in FIG. 3, which is in a boat-shaped. Float as in Fig. 1 or in a submarine-shaped float as shown in Fig. 2 is arranged.
  • the floating body has a bottom 1 which is integrally connected to the bottom of the pressure-activatable body, as well as a wall 2 and is possibly a floating body 11 with a cover 6.
  • the figures in this example are to be read in such a way that the components are rotationally symmetrical with respect to one vertical axis x.
  • the geometry of the insert according to the invention can of course also be different, for example with a square, rectangular or polygonal plan, or else asymmetrically with respect to the axis x.
  • the pressure-activatable body has a cavity with an internal volume of approximately 10 ml. It has been produced from polypropylene, which has a density of approximately 850 kg / m 3 .
  • the reduced diameter of the opening 10 is approximately 0.25 mm, which means that the widget is fully loaded with the prevailing pressure after approximately 30 seconds when used in a beverage can, for example a beer can.
  • the floating body has a bottom diameter of approximately 40-50 mm and a height of approximately 10-20 mm. Less the widget contained therein, it thus has a net volume of around 22 ml. Its openings 3 and possibly 5 are small-dimensioned openings in the sense of the invention: they have diameters of approximately 1.5 mm. When the insert is placed on water, the float is flooded in about a minute.
  • a weight 7 of approx. 17 g with a weight of 170 mN is arranged in the widget.
  • the above equations result in:
  • Foic h te 4 * 10- 6 m 3 * (1000-850) kg / m 3 * 9.81 m / s 2
  • FArchimedes.i 22 * 10 ' W * 1000kg / m 3 * 9.81 m / s 2
  • a rchimede S , 2 10 * 10 "6 m 3 * (1000-0) kg / m 3 * 9.81 m / s 2
  • Equations 1 and 2 are:
  • FIG. 4 shows an insert whose pressure-activatable body is a wedge with a gas chamber 9, which communicates with the surroundings via an opening with a reduced diameter, and a product chamber 8.
  • a weight 7 is introduced into the product chamber to increase the weight.
  • the wedge is surrounded by a covered floating body ("submarine" floating body) 11, which has a first small-sized opening in its bottom and, for the purpose of pressure compensation, a second such opening in its cover.
  • FIG. 5 shows an example of how such an insert can be made from only two components (without taking the weight into account).
  • the bottom of the pressure-activated body and the bottom of the surrounding float are integrally formed from one piece, and the lower part of all side walls, the partition between gas chamber 9 and product chamber 8 in the wedge, the outer wall of the wedge and the outer wall of the float is in one piece molded this bottom, while the upper parts of all these side walls are integrally formed with the top of the wedge and the cover of the float.
  • the connection of the side walls in the assembled insert can e.g. a snap connection, a frictional connection or a connection made of a not very strong adhesive, which is blown up by the suddenly occurring pressure difference between the gas space 9 and the environment and the product container when the liquid container is opened. Details on this can also be found in the description of WO 99/54229, in which two-chamber wedges of the type used here are basically described.
  • the configurations of this example can, but need not, be rotationally symmetrical.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einsatz zum Beigeben zu einer unter Gasdruck stehenden Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter, wobei der Einsatz einen druckaktivierbaren, zumindest einen Hohlraum aufweisenden Körper in Verbindung mit einer Positioniereinrichtung aufweist, wobei (a) der druckaktivierbare Körper (4) über mindestens eine Öffnung (10) mit reduziertem Durchmesser verfügt, die diesen Hohlraum mit der Umgebung des Einsatzes verbindet und die sich an einer Stelle befindet, die beim Schwimmen des Einsatzes auf einer Flüssigkeit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, und (b) die Positioniereinrichtung einen Schwimmkörper (1, 2; 1, 2, 6) mit einer beim Aufsetzen des Einsatzes auf eine Flüssigkeit in diese eintauchenden, geringdimensionierten Öffnung (3), (ii) einer Entlüftungsöffnung (5), die direkt mit der äußeren Umgebung (14) des Einsatzes kommuniziert, und (iii) einem1s Mindestvolumen (11), das beim Vollaufen mit Flüssigkeit das Sinken des Einsatzes in die Flüssigkeit sicherstellt, umfasst. Der erfindungsgemäße Einsatz kann Flüssigkeiten beigegeben werden, die unter Druck verschlossen werden. Er schwimmt auf deren Oberfläche, sinkt aber nach einiger Zeit ab. Sein druckaktivierbarer Körper belädt sich mit dem Innendruck des verschlossenen Behälters, und dieser Druck wird wie bekannt beim Öffnen des Flüssigkeitsbehälters für Effekte wie die Schaumverbesserung von Bier oder das Vermischen eines bis zu diesem Zeitpunkt getrennt im Behälter aufbewahrten Stoffes mit der Flüssigkeit genutzt.

Description

Flüssigkeitsbehälter-Einsatz mit zeitdeterminierter Positionierung in einer unter Gasdruck stehenden Flüssigkeit
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Innenbehälter gerichtet, der einer unter Gasdruck stehenden Dose oder einem auf andere Weise verschlossenen
Druckbehälter beigegeben werden kann ("Titan ic"-widget oder -wedge). Dieser Innenbehälter ist ein Einsatz, der beim Öffnen des Druckbehälters die Eigenschaften der umgebenden Flüssigkeit ändern kann, z.B. die Gasblasenbildung und damit ggf. die Schaumbildung fördert und/oder einen bis zum Zeitpunkt des Öffnens des Druckbehälters separat aufbewahrten Zusatz freisetzt, so dass sich dieser Zusatz mit der Flüssigkeit noch vor dem Ausgießen aus dem geöffneten Behälter mischen kann. Der erfindungsgemäße Einsatz ist unabhängig von der Art der umgebenden Flüssigkeit und von deren Verwendungszweck; er ist jedoch insbesondere auch für Getränke gut geeignet, die beispielsweise in Getränkedosen abgefüllt sind.
In der Getränkeindustrie kennt man verschiedene Einsätze, welche die Eigenschaften eines Getränkes in dem Augenblick verändern, in dem der Konsument die Verpackung öffnet. So ist es seit langem bekannt, in Dosen zur Aufbewahrung von insbesondere kohlensäurehaltigen Getränken und vor allem von Bier Innenbehälter einzusetzen, die vor dem Verschließen der Dose mit gasförmigem oder flüssigem Stickstoff oder einem anderen Gas befüllt werden können. Diese Innenbehälter sollen z.B. sicherstellen, dass schäumende Getränke wie Bier beim Öffnen der Dose eine schöne, stabile Schaumkrone entwickeln, oder sie können dafür vorgesehen sein, einen in der Dose getrennt vom Getränk aufbewahrten Inhaltsstoff zum Zeitpunkt des Öffnens der Dose mit dem Getränk zu vermischen, Das erste Beispiel ist dem Fachmann unter dem Begriff "widget" bekannt, das zweite unter dem Begriff "wedge" oder der Marke "FreshCan".
Als prinzipielles Merkmal ist diesen aktiven Einsätzen in der Regel gemeinsam, dass sie mit dem Druck, der sich nach dem Verschließen der Verpackung im Kopfraum der Verpackung aufbaut, "beladen" werden. Aktiviert werden sie dann durch den plötzlich auftretenden Druckabfall beim Öffnen des Getränkebehälters und die dabei entstehende Druckdifferenz zwischen einem Gasraum n ihrem Inneren und ihrer Umgebung. Um dies zu erreichen, steht ihr Inneres in der Regel mit der sie umgebenden Flüssigkeit derart in Verbindung, dass im Zustand der befüllten, geschlossenen Dose das im Innenbehälter vorhandene Gas nicht in die umgebende Flüssigkeit austreten kann. Hierfür gibt es im Stand der Technik eine Vielzahl von. Vorschlägen. So können die Innenbehälter beispielsweise mindestens eine und insbesondere zwei Öffnungen mit nur geringem Durchmesser aufweisen, der so bemessen ist, dass im Zustand des befüllten und geschlossenen Behälters die Oberflächenspannung der Flüssigkeit verhindert, dass Gasblasen austreten können. Dieser Effekt ist als sogenannter "Gasblasenpunkt-Effekt" bekannt. Gasbehälter mit nur einer solchen Öffnung sind beispielsweise in der EP 448 200 A1 und in der EP 520 646 A1 beschrieben, und solche mit zweien dieser Öffnungen in der WO 95/08493. Öffnungen mit derart dimensionierten Durchmessern werden nachstehend auch als Öffnungen mit reduziertem Durchmesser bezeichnet.
Es ist sowohl vorgeschlagen worden, die Einsätze auf bzw. in der Flüssigkeit schwimmend vorzusehen, als auch, sie im Behälter zu arretieren. Gemäß einem Vorschlag der WO 95/08493 kann ein mit zwei Öffnungen mit reduziertem Durchmesser versehenes widget am Boden einer Getränkedose befestigt werden. Die WO 91/07326 schlägt unter anderem vor, dass der Gasbehälter flexible Arme mit Flanschen aufweisen soll, die über einen Presssitz den Gasbehälter an einer vorgegebenen Position in einem oberen oder mittleren Bereich des Behälters fixieren. In der WO 95/05325 wird angeregt, einen Gasbehälter vorzusehen, der auf der Flüssigkeit schwimmt.
Damit alle derartigen Einsätze ihre Funktion optimal ausüben können, müssen sie mehreren Bedingungen genügen: Zum Zeitpunkt des Verschließens des äußeren Behälters und auch noch einige Zeit danach sollte der Gasraum des Einsatzes zumindest über eine Öffnung mit dem Gasraum in Verbindung stehen, der beim Verschließen des äußeren Behälters über dessen Flüssigkeitsspiegel ausgebildet wird ("Kopfraum"). Auf diese Weise wird ein Druckausgleich zwischen den beiden gasförmigen Kompartimenten - und damit eine Druckbeladung des Einsatzes - bewirkt, ohne dass infolge des Sich-Zusammenziehens des Gases im Einsatz ein Teil von dessen Volumen mit Flüssigkeit volläuft und damit der gewünschte Effekt in seiner Quantität reduziert wird. Dies bewirkt man häufig dadurch, dass man die oder eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser relativ weit unten am Einsatz vorsieht und diesen am Boden des Flüssigkeitsbehälters fixiert. Nach dem Befüllen und Verschließen wird der Behälter dann auf den Kopf gestellt, bis der erwähnte Druckausgleich erfolgt ist. Da aber häufig die Gefahr besteht, dass trotzdem eine gewisse Menge an Flüssigkeit eindringt, muss entweder die Geometrie des Einsatzes verhindern, dass beim Wiederaufstellen des Behälters in seine ursprüngliche und zum Öffnen vorgesehene Position diese Flüssigkeit in einen Bereich läuft, der die Öffnung überdeckt und damit eine Barriere für den späteren Gasaustritt darstellt, wie es beispielsweise in der EP 520 646 vorgeschlagen wird, oder aber es wird eine zweite, im oberen. Bereich des widgets angeordnete Öffnung mit ebenfalls reduzierten Außenmaßen vorgesehen. Misslich an solchen Einsätzen ist nicht nur der zusätzliche Schritt des Auf-den-Kopf-Stellens nach dem Verschließen, sondern auch in besonderem Maße die Tatsache, dass der Einsatz vor dem Befüllen der Dose an deren Innenboden befestigt werden muss. Dies ist nicht nur technisch, sondern auch logistisch sehr aufwendig. Wird er mit einem Kleber befestigt, muss außerdem dafür Sorge getragen werden, dass dieser toxikologisch unbedenklich, geschmacklos und und auch langfristig stabil gegenüber der umgebenden Flüssigkeit ist.
Schwimmende Einsätze müssen so ausgestaltet sein, dass beim Öffnen des Getränkebehälters das Gas durch diejenige Öffnung im Einsatz, die den Gasraum über dem Getränkespiegel mit dem Gasraum im Einsatz verbindet, nicht entweichen darf, da in einem solchen Falle der Effekt "verpuffen" würde. Deshalb muss zumindest diese Öffnung als Ventil ausgebildet sein, das nur den Eintritt, nicht aber den Austritt von Gas erlaubt. Weiterhin müssen derartige widgets eine untere, in die Flüssigkeit eintauchende Öffnung besitzen, durch die das Gas beim Öffnen des Getränkebehälters wieder austreten kann. Solche widgets sind beispielsweise in der WO 95/05326 und in der EP 1 055 614 A1 beschrieben. Dieses Prinzip funktioniert allerdings nur, wenn sicher verhindert wird, dass auch nur geringe Mengen an
Flüssigkeit in den Gasbehälter eindringen. Außerdem ist der damit erzielte Effekt nur mäßig, weil das Gas im Moment des Druckabfalls beim Öffnen des äußeren Flüssigkeitsbehälters nach unten entweichen muss. Dies bringt auch die Gefahr mit sich, dass sich das widget beim Öffnen der Dose in der Flüssigkeit dreht, bis der Gasauslass nicht mehr in die Flüssigkeit eintaucht.
Eine Alternative sieht die WO 97/00214 vor, deren schwimmendes widget eine Orientierungseinrichtung benötigt, die ihm zwangsläufig eine gegebene Orientierung verleiht, und in der mehrere Durchlasskanäle dafür sorgen, dass Gas aus dem über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Gasraum im Flüssigkeitsbehälter in das widget eintreten und beim Öffnen des Flüssigkeitsbehälters und dem damit einhergehenden Druckabfall nach unten, in die Flüssigkeit hinein, wieder austreten kann. Trotz dieser Orientierungshilfe kann sich dieses widget ungewollt drehen, und außerdem ist seine Konstruktion übermäßig aufwendig.
Neben fest im Flüssigkeitsbehälter installierten widgets und solchen, die oben auf der Flüssigkeit schwimmen, hat man auch bereits vorgeschlagen, widgets zu verwenden, die zuerst auf der Flüssigkeit schwimmen, sich drehen und nach einiger Zeit sinken können sollen. So offenbart die WO 95/04688 eine Kapsel mit zwei Kammern, welche eine erste, in die Flüssigkeit eintauchende Öffnung aufweist, die über ein Rohr oder dgl. mit der oberen Kammer in der Kapsel in Verbindung steht und durch die Flüssigkeit eindringen kann. Beim Eintritt dieser Flüssigkeit wird aus der oberen Kammer (Ballastkammer) Gas verdrängt, das über eine zweite Öffnung, die gegen ein Vollaufen mit dieser Flüssigkeit geschützt sein muss, in die untere Kammer (Druckkammer) übertritt. Diese kommuniziert über ein weiteres, ebenfalls durch die Zwischenwand zwischen den beiden Öffnungen hindurchreichendes Rohr mit einer Austrittsöffnung auf der Oberseite der Kapsel, die mit dem Gasraum des Flüssigkeitsbehälters in Kontakt steht. Einen ähnlich komplizierten Vorschlag findet man in der WO 95/03982. Da in diesen widgets die Druckkammer und die Ballastkammer über ein Druckausgleichsröhrchen miteinander kommunizieren, darf die Ballastkammer an ihrer Außenseite keine direkte Öffnung nach außen besitzen, denn sonst könnte Flüssigkeit in die Druckkammer gelangen.
Aus der Fülle des Standes der Technik zu diesem Thema kann man ersehen, dass eine große Anzahl von Vorschlägen für die Lösung des obigen Problems vorgelegt wurde, die aber alle unvollkommen oder mit einem viel zu großen technischen Aufwand verbunden sind.
Die sogenannten wedges verwenden dasselbe Prinzip wie die widgets, das aber zusätzlich oder auch alternativ dazu genutzt wird, um einen Inhaltsstoff während der Lagerung der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter getrennt aufbewahren zu können, und zwar derart, dass er sich automatisch beim Öffnen des Behälters und dem dabei entstehenden Druckabfall mit der den Innenbehälter umgebenden Flüssigkeit vermischt. So offenbart die WO 99/54229 einen Innenbehälter mit zwei Kammern, dessen eine Kammer eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser besitzt, die das Innere dieser Kammer mit der äußeren Umgebung in Verbindung hält, so dass sie wie oben für die widgets beschrieben mit dem in einem Getränkebehälter herrschenden Gasüberdruck beaufschlagt werden kann. Diese Kammer ist durch eine gas- und flüssigkeitsundurchlässige Innenwand von einer zweiten Kammer getrennt, die zum Aufbewahren eines Stoffes vorgesehen ist. Der letztgenannte, beispielsweise ein flüssiger oder fester Geschmacksträger oder ein Nahrungsergänzungsmittel, soll sich beim Öffnen der Getränkedose mit dem umgebenden Getränk mischen. Der die beiden Kammern aufweisende Behälter ist aus einem Oberteil und einem unteren Teil derart zusammengesetzt, dass beim Öffnen der Getränkedose und dem dabei entstehenden Druckverlust die auftretende Druckdifferenz Kräfte entwickelt, die größer sind als die Verbindung zwischen den beiden Teilen, wobei die den Zusatzstoff beherbergende Kammer "gesprengt" wird, so dass sich ihr Inhaltsstoff in die umgebende Getränkeflüssigkeit ergießt.
Die Verwendung von wedges ist mit ähnlichen Schwierigkeiten verbunden wie den oben für die widgets beschriebenen. Ein Verkleben am Boden vor dem Einfüllen der Getränke-Flüssigkeit bedingt einen erheblichen Aufwand und erfordert toxikologisch unbedenkliche, geruchs- und geschmacksfreie und lager- und getränkestabile Klebstoffe. Werden sie als schwimmende wedges konzipiert, bleiben ebenfalls die oben angegebenen Probleme bestehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Einsatz für Behälter mit darin befindlichen, unter Gasdruck stehenden Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, bereitzustellen, der unabhängig von seinem Verwendungszweck und demzufolge unabhängig davon, wie er in seinem Inneren gestaltet ist, ein Gaskompartiment besitzt, das beim Verschließen des Flüssigkeitsbehälters über eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser zuverlässig mit dem nach dem Verschließen entstandenen Gasraum des Flüssigkeitsbehälters kommuniziert, während zum - später liegenden - Zeitpunkt des Öffnens des Flüssigkeitsbehälters die genannte Öffnung von Flüssigkeit umgeben sein soll, derart, dass die beim Öffnen schlagartig auftretenden Druckdifferenz die gewünschte Wirkung entfalten kann. Dieser Einsatz kann zur Verbesserung der Gasblasenbildung und/oder zur Aufbewahrung eines zweiten Inhaltsstoffes, aber auch für andere Zwecke vorgesehen sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Einsatz, der einen druckaktivierbaren, zumindest einen Hohlraum aufweisenden Körper in Verbindung mit einer Positioniereinrichtung aufweist, wobei (a) der druckaktivierbare Körper über mindestens eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser verfügt, die den Hohlraum mit der Umgebung des Einsatzes verbindet und die sich an einer Stelle befindet, die beim Schwimmen des Einsatzes auf einer Flüssigkeit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt und (b) die Positioniereinrichtung einen Schwimmkörper umfasst, der eine beim Aufsetzen des Einsatzes auf eine Flüssigkeit in diese eintauchende, geringdimensionierte Öffnung, mindestens eine Entlüftungsöffnung, die direkt mit der äußeren Umgebung des Einsatzes kommuniziert, und ein Mindestvolumen besitzt, das beim Vollaufen das Sinken des Einsatzes in die Flüssigkeit sicherstellt. Die beigefügten Figuren zeigen spezifische Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Einsatzes, und zwar:
Figur 1 einen Einsatz mit einem Schwimmkörper in Form eines Bootes,
Figur 2 einen Einsatz mit einem Schwimmkörper in Form eines abgedeckten Bootes ("U-Boot"),
Figur 3 einen Einsatz, dessen druckaktivierbarer Körper ein einkammriges widget ist, in das ein zusätzliches Gewicht eingebracht wurde,
Figur 4 einen Einsatz, dessen druckaktivierbarer Körper ein zweikammriges wedge ist, in das ein zusätzliches Gewicht eingebracht wurde, und
Figur 5 eine spezifische Möglichkeit, wie ein Einsatz gemäß Figur 4 aus zwei
Bauteilen zusammengesetzt sein kann, die sich infolge des Druckabfalls beim Öffnen des Getränkebehälters trennen und dabei den Inhalt der Produktkammer freisetzen.
Unter dem Ausdruck "geringdimensionierte Öffnung" ist nicht dasselbe zu verstehen wie unter dem Ausdruck "Öffnung mit reduziertem Durchmesser". Die geringdimensionierte Öffnung ist vielmehr eine solche, die es zulässt, dass Flüssigkeit durch sie hindurchtreten kann, wobei der Durchtritt durch die Wahl der geringen Dimensionen aber so langsam sein soll, dass die Flüssigkeit den Schwimmkörper im Minutenbereich oder sogar darüber flutet. Die Abmessungen dieser Öffnung kann der Fachmann aufgrund seines Wissens und einfacher Versuche leicht ermitteln; anhand des Beispiels werden ihm hierfür außerdem geeignete Parameter an die Hand gegeben. So liegen die Abmessungen für wässrige Flüssigkeiten und hydrophobe Materialien des Schwimmkörpers wie Polypropylen vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise bei 1- 1 ,5 mm.
Neben den vorgenannten Öffnungen besitzt der erfindungsgemäße Einsatz (mindestens) eine Entlüftungsöffnung Der Ausdruck "Entlüftungsöffnung" impliziert, dass diese Öffnung des Schwimmkörpers den Austritt von Gas ermöglicht. Sie liegt beim Aufsetzen des erfindungsgemäßen Einsatzes daher vorzugsweise oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und in jedem Falle oberhalb der geringdimensionierten Öffnung, und sie stellt auf einfache Weise sicher, dass beim Fluten des Schwimmkörpers das darin befindliche Gas entweichen kann. Diese Entlüftungsöffnung kann völlig frei gestaltet sein. Sie kann z.B. dadurch gebildet werden, dass der Schwimmkörper auf seiner Oberseite gar keine Abdeckung oder Wand besitzt. Statt dessen kann der Schwimmkörper aber auch in einem oder mehreren Bereichen in geeigneter Höhe eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, im übrigen aber geschlossen sein. Die Größe dieser Öffnung(en) ist naturgemäß völlig unkritisch. Sie kann dieselbe sein wie die der oben erläuterten geringdimensionierten Öffnung, aber auch darüber oder darunter liegen.
Der Ausdruck " druckaktivierbarer, zumindest einen Hohlraum aufweisender Körper" soll alle diejenigen Körper umfassen, die nach Art eines widgets oder wedges zumindest einen Hohlraum aufweisen, der über (mindestens) eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser mit der Umgebung wie oben beschrieben kommuniziert. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass als druckaktivierbare Körper alle Körper verwendet werden können, die die erforderlichen Eigenschaften besitzen, unabhängig vom Verwendungszweck und auch unabhängig davon, ob die im äußeren Flüssigkeitsbehälter zu verschließende Flüssigkeit genießbar ist oder anderen Zwecken dient. Vor allem ist die Erfindung aber für Getränkeverpackungen wie Dosen und hier für die Ausgestaltung von eine oder zwei Öffnungen mit reduziertem Durchmesser aufweisenden widgets mit mindestens einem hohlen Innenraum sowie für wedges geeignet, die mindestens zwei Kammern besitzen, deren eine hohl ist und über eine oder mehrere Öffnungen mit reduziertem Durchmesser für den Druckausgleich sorgt und deren zweite zur Aufnahme einer zusätzlichen Substanz wie eines Nahrungsergänzungsmittels oder Geschmacksstoffs dient.
Der erfindungsgemäße Einsatz wird vor oder nach dem Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters in diesen eingeworfen und nimmt aufgrund der dem Schwimmkörper innewohnenden Auftriebskräfte sofort eine schwimmende Stellung ein. Nach dem Füllen wird der Flüssigkeitsbehälter, ggf. unter Druck, verschlossen. Der sich aufbauende Druck im Gasraum über dem Flüssigkeitsspiegel steht über die Öffnung mit reduziertem Durchmesser im Ausgleich mit dem Hohlraum im druckaktivierbaren Körper. Die im Stand der Technik bekannten Öffnungen mit reduziertem Durchmesser erlauben die Druckbeladung geeigneter Hohlräume innerhalb eines Zeitraums von in der Regel etwa 10 bis 300 Sekunden, und dieser Zeitraum wird bei gleicher Bauweise natürlich auch von den erfindungsgemäßen Einsätzen benötigt werden. Über die geringdimensionierte Öffnung des erfindungsgemäßen Einsatzes, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, dringt gleichzeitig Flüssigkeit in den Schwimmkörper ein. Diese Öffnung wird so dimensioniert, dass der Schwimmkörper erst nach- Ablauf des Zeitraums, der für die Druckbeladung benötigt wird, vollständig volläuft und damit den Einsatz zum Sinken bringt. Wird der Flüssigkeitsbehälter dann später geöffnet, befindet sich der Einsatz auf dem Boden des Flüssigkeitsbehälters, so dass die Öffnung mit reduziertem Durchmesser in die Flüssigkeit eingetaucht ist und ihre Wirkung in vollem Umfang entfalten kann.
Bevorzugt ist der Schwimmkörper außerhalb des druckaktivierbaren Körpers angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Schwimmkörper die Form eines Bootes, das den druckaktivierbaren, mindestens einen Hohlraum aufweisenden Körper trägt. Der Einsatz wird in dieser Ausgestaltung natürlich erst nach dem Einfüllen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter eingebracht, z.B. eingeworfen. Das Boot weist einen Boden sowie eine umlaufende Seitenwand auf, die so ausgestaltet ist, dass das Fassungsvermögen des Bootes bei darin befindlichem druckaktivierbarem Körper das erfindungsgemäß erforderliche Mindestvolumen besitzt. Der druckaktivierbare Körper kann vollständig ausgebildet in den Schwimmkörper eingesetzt sein. Alternativ können Teile des druckaktivierbaren Körpers gleichzeitig Teile des Bootes sein. Zum Beispiel kann der Boden des druckaktivierbaren Körpers ein Teil des Bodens des Bootes sein, der sich weiter nach außen erstreckt und rundum von der genannten Seitenwand umgeben ist. Stattdessen oder zusätzlich kann der druckaktivierbare Körper auch einen Teil der Seitenwand mit der des Bootes gemeinsam haben. In dieser Ausgestaltung, die nicht rotationssymetrisch sein kann, ist natürlich dafür Sorge zu tragen, dass die
Gewichtsverteilung nicht zu einer Schieflage des Einsatzes führt, wenn er auf die Flüssigkeit aufgesetzt wird. Schließlich wäre es z.B. auch möglich, dass der druckaktivierbare Körper ringförmig an der Seitenwand des Bootes umläuft, so dass seine äußere Seitenwand gleichzeitig die Bootswand darstellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Schwimmkörper die Gestalt eines geschlossenen Hohlraums. So kann zum Beispiel das Boot, wie es voranstehend beschrieben ist, mit einer Abdeckung versehen sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Einsatz zu jedem beliebigen Zeitpunkt in den Flüssigkeitsbehälter eingebracht werden kann und dass er beim nachträglichen Einbringen auf die Flüssigkeit geworfen werden kann, ohne dass zu befürchten ist, dass bei einem versehentlichen Kippen der Schwimmkörper vor der Zeit geflutet wird. In dieser Ausgestaltung besitzt auch die Abdeckung eine oder mehrere Öffnungen, die z.B. geringdimensioniert sein kann/können, um den Austritt von Gas aus dem sich füllenden Schwimmkörper beim Sinken zu ermöglichen.
Die eine oder mehreren geringdimensionierten Öffnungen können sich in allen Ausgestaltungen am Boden und/oder in der Seitenwand des Schwimmkörpers befinden. Nur eine davon muss zwingend so angeordnet sein, dass sie sich beim Schwimmen des Einsatzes auf der Flüssigkeit unterhalb von deren Spiegel befindet. Mit (einer) weiter oben gelegenen zusätzlichen Öffnung(en) kann das Absinken des Einsatzes beschleunigt werden, wenn der Schwimmkörper bereits teilweise geflutet ist.
Die für den druckaktivierbaren Körper, den Schwimmkörper und ggf. als Zusatz zum Mischen mit der Flüssigkeit verwendeten Materialien einerseits und die vorhandenen Hohlräume andererseits werden in geeigneter Weise so gewählt, dass der Einsatz beim Aufbringen auf die Flüssigkeit zuverlässig schwimmt, beim bzw. nach Vollaufen des Schwimmkörpers dagegen zuverlässig sinkt. Zur Kompensation möglicher Auftriebskräfte kann ein Gewicht mit der Gewichtskraft G vorgesehen sein. Diese Auftriebskräfte F sind z.B.:
Foichte = V aterial * (pFlüssigkeit " PMaterial) * rArchimedesil = « Schwimmkörper pFlüssigkeit 9 r"Archimedes.2 = « Körper (PFlüssigkeit " PKörper) 9
Das Gewicht G muss so beschaffen sein, dass gilt:
G > Foichte + FArchimedes,2 Gleichung 1
G < Foichte + FArchimedes,1 + FArchimedes.2 Gleichung 2
Das bedeutet, dass der Einsatz, also das Gesamtobjekt, schwimmt, wenn der Schwimmkörper nicht geflutet ist, jedoch untergeht, wenn er geflutet wird. Dabei fällt in Beachtung der physikalischen Gegebenheiten insbesondere die Dichte pκorper und das Volumen Vκörper des druckaktivierten Körpers ins Gewicht, die deshalb vornehmlich zu berücksichtigen sind. Diese mittlere Dichte kann beispielsweise stark , durch die Dichte der zusätzlichen Substanz, mit der eine zweite Kammer eines wedges gefüllt sein kann, und durch die Größe des oder der Hohlräume im druckaktivierbaren Körper beeinflusst sein. Wendet man die obigen Ungleichungen auf die im Stand der Technik bekannten widgets oder wedges an, so ergibt sich, dass diese die obigen Bedingungen nicht erfüllen können. Denn für sie gilt VSchwimmkörper = 0. Sie erfüllen also die Zwangsbedingungen für das Schwimmen und Sinken gemäß den Gleichungen 1 und 2 nicht, so dass sie sich nicht druck- und zeitdeterminiert positionieren lassen.
Mit der vorliegenden Erfindung kann man, wie oben erwähnt, die Gasblasenbildung in einer Flüssigkeit, die unter Gasdruck in einem Behälter verschlossen ist, beim Öffnen dieses Behälters verbessern. Dies erfolgt unter Anwendung der folgenden Schritte:
(a) Befüllen des offenen Behälters mit der Flüssigkeit,
(b) Eingeben eines erfindungsgemäßen Einsatzes in den Behälter vor oder nach dem Einfüllen der Flüssigkeit, (c) Verschließen des Flüssigkeitsbehälters, ggf. unter Beaufschlagen des
Gasraums oberhalb der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter mit Druck, derart, dass nach dem Verschließen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters ein Überdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck entsteht,
(d) Ermöglichen eines langsamen Druckausgleichs zwischen dem Inneren des zumindest einen Hohlraums im Einsatz und dem Gasraum oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels in dem Flüssigkeitsbehälter,
(e) Absinkenlassen des Einsatzes auf den Boden des Flüssigkeitsbehälters,
(f) Öffnen einer dafür vorgesehenen Öffnung im Flüssigkeitsbehälter, wodurch ein plötzlicher Druckabfall im Flüssigkeitsbehälter auf Umgebungsdruck stattfindet, und
(g) Austreten lassen von Gasblasen aus dem Hohlraum des druckaktivierbaren Körpers durch die Öffnung mit reduziertem Durchmesser.
Außerdem lässt sich die Erfindung dazu nutzen, einen in einem Behälter getrennt aufbewahrten Stoff mit.einerim Behälter befindlichen Flüssigkeit beim Öffnen des Behälters zu vermischen. Dies geschieht durch die folgenden Schritte:
(a) Befüllen des dafür vorgesehenen, zusätzlichen Hohlraums (8) eines erfindungsgemäßen Einsatzes mit dem festen oder flüssigen Stoff, (b) Befüllen des offenen Behälters mit Flüssigkeit,
(c) Eingeben des Einsatzes in den Behälter vor oder nach dem Einfüllen der Flüssigkeit,
(d) Verschließen des Flüssigkeitsbehälters, ggf. unter Beaufschlagen des Gasraums oberhalb der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter mit Druck, derart, dass nach dem Verschließen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters ein Überdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck entsteht,
(e) Ermöglichen eines langsamen Druckausgleichs zwischen dem Inneren des zumindest einen Hohlraums im Einsatz und dem Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Flüssigkeitsbehälter,
(f) Absinkenlassen des Einsatzes auf den Boden des Flüssigkeitsbehälters,
(g) Öffnen einer dafür vorgesehenen Öffnung im Flüssigkeitsbehälter, wodurch ein plötzlicher Druckabfall im Flüssigkeitsbehälter auf Umgebungsdruck stattfindet, und (h) Aufgehenlassen der Wand zwischen den Hohlräumen (8) und (9) des Einsatzes durch den im Hohlraum (9) beim Öffnen des Flüssigkeitsbehälters entstandenen Überdruck und Freigeben des darin befindlichen festen oder flüssigen Stoffs in die umgebende Flüssigkeit.
Nachstehend soll die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Ein Einsatz besitzt einen druckaktivierbaren Körper 4 in Form eines widgets, wie z.B. in Fig. 3 gezeigt, der in einem bootsförmigen. Schwimmkörper wie in Fig. 1 oder in einem U-Boot-förmigen Schwimmkörper wie in Fig. 2 dargestellt angeordnet ist. Der Schwimmkörper besitzt einen Boden 1 , der integral mit dem Boden des druckaktivierbaren Körpers verbunden ist, sowie eine Wand 2 und ist ggf. ein Schwimmkörper 11 mit einer Abdeckung 6. Die Figuren sind in diesem Beispiel so zu lesen, dass die Bauteile rotationssymmetrisch bezüglich einer senkrechten Achse x sind. Es sei aber darauf hingewiesen, dass die Geometrie des erfindungsgemäßen Einsatzes natürlich auch anders sein kann, z.B. mit quadratischem, rechteckigem oder mehreckigem Grundriss, oder auch unsymmetrisch in Bezug auf die Achse x. Der druckaktivierbare Körper besitzt einen Hohlraum mit einem Innenvolumen von etwa 10 ml. Er ist aus Polypropylen erzeugt worden, das eine Dichte von etwa 850 kg/m3 hat. Der reduzierte Durchmesser der Öffnung 10 beträgt etwa 0,25 mm, was bewirkt, dass das widget bei einem Einsatz in einer Getränkedose, z.B. einer Bierdose, nach etwa 30 Sekunden vollständig mit dem herrschenden Druck beladen ist.
Der Schwimmkörper hat einen Bodendurchmesser von etwa 40-50 mm und eine Höhe von etwa 10-20 mm. Abzüglich des darin befindlichen widgets besitzt er damit ein Nettovolumen von um die 22 ml. Seine Öffnungen 3 und ggf. 5 sind geringdimensionierte Öffnungen im Sinne der Erfindung: sie weisen Durchmesser von ca. 1 ,5 mm auf. Beim Aufbringen des Einsatzes auf Wasser wird der Schwimmkörper in etwa einer Minute geflutet.
Damit der Einsatz sinkt, ist ein Gewicht 7 von ca. 17 g mit einer Gewichtskraft von 170 mN im widget angeordnet. Für Wasser mit einer Dichte von ca. 1000 kg/m3 und Luft als umgebenden Gas mit einer Dichte von etwa 0 ergeben sich die obigen Gleichungen zu:
Foichte = 4*10-6m3 * (1000-850)kg/m3 * 9,81 m/s2 FArchimedes.i = 22*10'W * 1000kg/m3 * 9,81 m/s2 FArchimedeS,2 = 10*10"6m3 * (1000-0)kg/m3 * 9,81 m/s2
Die maßgeblichen Auftriebskräfte resultieren damit zu:
FDichte = 10 mN
FArchimedes,1 = 215 lTlN Und FArchimedes,2 = 100 mN.
Damit lauten die Zwangsbedingungen der Gleichungen 1 und 2:
170 mN > 10 mN + 100 mN [Gleichung 1]
170 mN < 10 mN + 100 mN + 215 mN [Gleichung 2] Ein Einsatz mit den Abmessungen und Eigenschaften dieses Beispiels erfüllt damit die erforderlichen Bedingungen und kann erfindungsgemäß als Einsatz mit zeitdeterminierter Positionierung verwendet werden. Das Gewicht ist so gewählt, dass die Ungleichungen großzügig erfüllt sind. Kleinere Nebeneffekte wie die Oberflächenspannung des Wassers können daher keine Auswirkungen auf das Sinkverhalten haben.
Beispiel 2
In Fig. 4 ist ein Einsatz gezeigt, dessen druckaktivierbarer Körper ein wedge mit einer Gaskammer 9, die über eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser mit der Umgebung kommuniziert, und einer Produktkammer 8 ist. Zur Gewichtserhöhung ist in die Produktkammer ein Gewicht 7 eingebracht. Das wedge ist von einem abgedeckten Schwimmkörper ("U-Boot"-Schwimmkörper) 11 umgeben, der in seinem Boden eine erste geringdimensionierte Öffnung und, zum Zwecke des Druckausgleichs, in seiner Abdeckung eine zweite solche Öffnung besitzt. Fig. 5 zeigt ein Beispiel, wie ein solcher Einsatz aus nur zwei Bauteilen (ohne Berücksichtigung des Gewichts) hergestellt sein kann. Dabei sind der Boden des druckaktivierten Körpers und der Boden des umgebenden Schwimmkörpers integral aus einem Stück gebildet, und der untere Teil aller Seitenwände, der Trennwand zwischen Gaskammer 9 und Produktkammer 8 im wedge, der Außenwand des wedges und der Außenwand des Schwimmkörpers, ist einstückig an diesen Boden angeformt, während die oberen Teile aller dieser Seitenwände einstückig mit der Oberseite des wedges und der Abdeckung des Schwimmkörpers gebildet sind. Die Verbindung der Seitenwände im zusammengebauten Einsatz kann z.B. eine Schnappverbindung, eine reibschlüssige Verbindung oder eine Verbindung aus einem nicht sehr festen Kleber sein, die durch die plötzlich auftretende Druckdifferenz zwischen dem Gasraum 9 und der Umgebung sowie dem Produktbehälter beim Öffnen des Flüssigkeitsbehälters gesprengt wird. Einzelheiten hierzu finden sich auch in der Beschreibung der WO 99/54229, in der zweikammrige wedges der hier verwendeten Art grundsätzlich beschrieben sind.
Die Ausgestaltungen auch dieses Beispiels können, müssen aber nicht rotationssymmetrisch sein.

Claims

Ansprüche
1. Einsatz zum Beigeben zu einer unter Gasdruck stehenden Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter, wobei der Einsatz einen druckaktivierbaren, zumindest einen Hohlraum aufweisenden Körper in Verbindung mit einer Positioniereinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) der druckaktivierbare Körper (4) über mindestens eine Öffnung (10) mit reduziertem Durchmesser verfügt, die diesen Hohlraum mit der Umgebung des Einsatzes verbindet und die sich an einer Stelle befindet, die beim Schwimmen des Einsatzes auf einer Flüssigkeit oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels liegt, und
(b) die Positioniereinrichtung einen Schwimmkörper (1 , 2; 1 , 2, 6) mit
(i) einer beim Aufsetzen des Einsatzes auf eine Flüssigkeit in diese eintauchenden, geringdimensionierten Öffnung (3), (ii) einer Entlüftungsöffnung (5), die direkt mit der äußeren Umgebung
(14) des Einsatzes kommuniziert, und (iii) einem Mindestvolumen (11), das beim Vollaufen mit Flüssigkeit das Sinken des Einsatzes in die Flüssigkeit sicherstellt, umfasst.
2. Einsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper außerhalb des druckaktivierbaren Körpers angeordnet ist.
3. Einsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper die Gestalt eines nach oben offenen (1 , 2) oder nach oben zumindest teilweise abgedeckten Bootes (1 , 2, 6) besitzt, und der druckaktivierbare Körper (4) innerhalb des Bootes angeordnet ist.
4. Einsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Boot mindestens einen Boden (1) und eine umlaufende Seitenwand (2) umfasst und der druckaktivierbare Körper (4) auf dem Boden des Bootes angebracht ist.
5. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des druckaktivierbaren Körpers und der Boden des Schwimmkörpers eine integrale Einheit bilden.
6. Einsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der druckaktivierbare Körper nur einen Hohlraum aufweist und dieser in seinem oberen Bereich nur eine Öffnung mit reduziertem Durchmesser (10) besitzt.
7. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der druckaktivierbare Körper einen ersten Hohlraum (9) mit einer in seinem oberen Bereich angeordneten Öffnung mit reduziertem Durchmesser und einen zweiten, zur Aufnahme eines festen oder flüssigen Stoffes vorgesehenen Hohlraum (8) aufweist, der durch eine gas- und flüssigkeitsdichte, durch relativ leichte Kräfte zu öffnende Wand vom ersten Hohlraum getrennt ist.
8. Einsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand zwischen den beiden Hohlräumen eine umlaufende Wand ist, die den zweiten Hohlraum seitlich vollständig umgibt.
9. Einsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hohlraum (8) die Form eines Zylinders oder eine andere, in Bezug auf eine Achse (x) rotations- oder drehsymmetrische Form aufweist und der erste Hohlraum (9) die Form einer zylindrischen Hülse oder eine davon abgeleitete Form besitzt.
10. Einsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der druckaktivierbare Körper zentrisch im Schwimmkörper angeordnet ist.
11. Einsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der druckaktivierbare Körper als auch der Schwimmkörper in Bezug auf eine Achse (x) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
12. Einsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der druckaktivierbare Körper zusätzlich ein Gewicht (7) besitzt.
13. Einsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht ein integraler Bestandteil des druckaktivierbaren Körpers ist.
14. Einsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ausschließlich aus einem Bodenteil (13) und einem Deckelteil (12) sowie bei Bedarf einem Gewicht (7) zusammengesetzt ist.
15. Einsatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenteil und der Deckelteil über Schnappverbindungen, reibschlüssige Verbindungen oder schwache Klebeverbindungen miteinander verbunden sind.
16. Einsatz nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (12, 13) über ihre Seitenwände miteinander verbunden sind.
17. Einsatz nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Deckelteil oder der Bodenteil alle seitlichen Wände des Einsatzes besitzt und diese beim Verbinden schnappend in den Boden oder den Deckel des anderen
Teils eingreifen oder dort angebrachte Strukturen umgreifen.
18. Einsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der druckaktivierbare Körper und der Schwimmkörper aus Kunststoff gebildet sind und/oder dass das Gewicht aus einem Material mit einem spezifischen
Gewicht von >1 , beispielsweise aus Metall oder Keramik, gebildet ist.
19. Verwendung eines Einsatzes nach einem der voranstehenden Ansprüche zum Verbessern der Gasblasenbildung in einer Flüssigkeit, die unter Gasdruck in einem Behälter verschlossen ist, beim Öffnen dieses Behälters, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz vor oder nach dem Befüllen des offenen Behälters mit der Flüssigkeit in diesen eingegeben wird und der
Flüssigkeitsbehälter verschlossen wird, derart, dass nach dem Verschließen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters im Vergleich zum Umgebungsdruck ein Überdruck entsteht.
20. Verwendung nach Anspruch 19, wobei der Gasraum oberhalb der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter mit Druck beaufschlagt wird, der bewirkt, dass nach dem Verschließen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters der genannte Überdruck entsteht.
21. Verwendung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein schäumendes Getränk und insbesondere Bier ist.
22. Verwendung eines Einsatzes gemäß Anspruch 7 oder einem davon abhängigen Anspruch zum Vermischen eines in einem Behälter getrennt aufbewahrten Stoffs mit einer im Behälter befindlichen Flüssigkeit beim Öffnen dieses Behälters, dadurch gekennzeichnet, dass der dafür vorgesehene Hohlraum (8) eines Einsatzes gemäß Anspruch 7 oder einem davon abhängigen Anspruch mit dem festen oder flüssigen Stoff gefüllt wird, der offene Behälter mit Flüssigkeit befüllt wird, der Einsatz vor oder nach dem Einfüllen der Flüssigkeit in den Behälter in diesen eingegeben wird und der Flüssigkeitsbehälter verschlossen wird, derart, dass nach dem Verschließen des Flüssigkeitsbehälters im Vergleich zum Umgebungsdruck ein Überdruck entsteht.
23. Verwendung nach Anspruch 22, wobei der Gasraum oberhalb der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter mit Druck beaufschlagt wird, der bewirkt, dass nach dem
Verschließen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters der genannte Überdruck entsteht.
24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Bier und der getrennt aufbewahrte Stoff ein Aromaträger sind.
25. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein alkoholfreies, kohlensäurehaltiges Getränk oder ein stilles Getränk, das unter Flüssigstickstoffzugabe abgefüllt wurde, und der getrennt aufbewahrte Stoff ein Nahrungsergänzungsmittel und/oder ein Aromaträger sind.
* * *
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